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가설 설정
- 둘째, 온도보정인자(CT)와 TM은 매시간 기온 대신 월평균 주간 기간을 이용하여 근사적으로 추정할 수 있다. 셋째, 수관표면의 일사량과 온도는 수관층 내와 합리적으로 근사된다. 수정된 산정식에서 낮 시간의 길이(NL)는 매월 15일에 위도와 일중 시각의 함수로서 계산되며, 해당 월의 모든 날짜에 대해서 동일한 것으로 가정한다.
제안 방법
- CORINAIR 배출량 산정기법(EEA, 2002)에 따르면 다음의 가정을 기초하여 Guenther 등(1994)이 제안한 방법을 수정하여 월별 배출량을 산정하게 된다. 첫째, 일사량 보정계수(CL)는 단순히 낮 시간에는 1을 부여하고 밤 시간에는 0을 부여한다.
- 본 연구에서는 제주의 산림 특성에 맞는 수종들을 대상으로 실측한 BVOCs 배출속도의 적용이 가능한 CORINAIR 방식을 이용하여 BVOCs 배출량을 계산하였다(EEA, 2002). CORINAIR는 Guenther 등(1994, 1995)이 식생으로부터 배출되는 휘발성물질의 배출량을 산정하기 위해 제안한 방법을 일부 수정한 것이다. CORINAIR 산정방식은 우리나라의 대기보전정책수립지원시스템(CAPSS)에서 공식적으로 사용하고 있다.
- 그러므로 제주지역의 활엽수에 대한 상세한 정보는 오직 활엽수자원조사보고서(제주도 기본계획구)에서만 얻을 수 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 이 보고서에 제시된 활엽수 69종에 대한 수종별, 시군별, 표고별 자료를 활용하였는데, 활엽수 분포에 관한 자료는 구글어스의 위경도 자료를 토대로 등고선 및 시·군 경계의 위치를 결정하여 침엽수 격자체계와 일치시키는 작업을 수행하였다.
- 본 연구에 제시된 BVOCs 배출량은 제주지역의 침엽수와 활엽수에서 식재면적이 가장 넓은 5수종씩을 선정 하여 BVOCs의 배출속도를 실측한 결과를 근간으로 산정된 것이다. 이렇게 선정된 10개 수종에서 배출된 BVOCs 배출량이 제주지역 총 BVOCs 배출량의 65%에 상당하는 것으로 파악되었다.
- 본 연구에서는 CORINAIR 방식의 배출량 산정에 있어서 가장 근간인 주요 수종에 대한 BVOCs의 배출속도(ε)는 일부 수종에 대해서 직접 측정하였는데, 그 구체적인 내용은 선행 연구에 구체적으로 제시하였다(Kim과 Lee, 2010, 2012). 간략히 말하면, 제주도내에 자라는 침엽수 중 가장 우점을 차지하는 곰솔, 삼나무, 소나무, 구상나무, 편백나무 그리고 활엽수 중 가장 우위를 점하고 있는 서어나무, 졸참나무, 물참나무, 때죽나무, 상수리나무에 관해서는 실측한 배출속도를 이용하여 배출계수를 계산하였고, 나머지 수종들은 우리나라의 대기보전정책수립지원시스템상의 배출계수를 적용하였으며, 수종별 배출계수는 Lee 등(2014)에 나타냈다.
대상 데이터
- 현장에서 배출 속도를 측정함과 동시에 잎온도와 PAR도 함께 측정하여 환경보정계수의 산출에 적용하였다. 그리고 월평균기온(Tmm)과 일조시간(NL)은 제주기상청에서 운영 및 관리되고 있는 AWS (Automatic Weather Sytstem)와 ASOS (Automatic Surface Observation System)의 자료를 이용하였다.
- 산림식생에 관한 자료는 산림기본통계에서 얻을 수 있는데, 이는 전국을 대상으로 산림자원을 파악하는 것이 목적이므로 제주와 같은 특정 지역의 주요 수종에 대한 정보는 얻을 수가 없다. 따라서 본 연구에서는 제주지역에 대한 GIS에 구축된 침엽수에 관한 정보와 1994년 발간된 활엽수자원조사보고서(제주도 기본계획구)에 제시된 활엽수 자료를 활용하였다(Jeju-do, 2008; KFRI, 1994). 제주도 GIS에 나타난 격자별 임상 정보에는 침엽수에 대해서 주요 수종별로 잘 분류되어 있어 지리적으로 해상도가 아주 높지만 활엽수에 대한 정보는 낙엽활엽수림, 참나무림, 상수리나무림으로만 간략하게 구분되어 있는 실정이었다.
- 또한 배출량 산정에 필요한 잎 생체량(D) 자료는 국립환경과학원의 생체량 정보를 사용하였다(NIER, 2005; Lee 등, 2014). 서어나무와 때죽나무에 대해서는 대표수종인 졸참나무의 생체량 정보를 동일하게 적용하였다.
이론/모형
- 본 연구에서는 제주의 산림 특성에 맞는 수종들을 대상으로 실측한 BVOCs 배출속도의 적용이 가능한 CORINAIR 방식을 이용하여 BVOCs 배출량을 계산하였다(EEA, 2002). CORINAIR는 Guenther 등(1994, 1995)이 식생으로부터 배출되는 휘발성물질의 배출량을 산정하기 위해 제안한 방법을 일부 수정한 것이다.
성능/효과
- 0 %를 배출하였다. BVOCs 중에서는 isoprene이 28%, monoterpene이 32%, 그리고 OVOCs가 40%를 차지하였으며, isoprne 의 94%는 활엽수에서, monoterpene은 침엽수로부터 주로 배출되었다.
- CORINAIR 배출량 산정방식을 적용하여 제주지역 BVOCs 배출량을 산정한 결과, 제주지역의 총 BVOCs 배출량은 연간 3,612 톤으로 산정되었고, 이 중 침엽수가 51 %, 활엽수가 45 %, 그리고 초지가 4.0 %를 배출하였다. BVOCs 중에서는 isoprene이 28%, monoterpene이 32%, 그리고 OVOCs가 40%를 차지하였으며, isoprne 의 94%는 활엽수에서, monoterpene은 침엽수로부터 주로 배출되었다.
- 제주지역 내 지리적 분포를 보면, 산림이 풍부한 해발 500 m부터 정상까지는 연간 3,000 10,000 kg으로 높은 배출량을 보인 반면에 500 m 이하에서는 연간 1,500 kg 이하로 나타났다. 성분별로는 monoterpene이 해발 1,500 m 이상에 분포하는 구상나무 군락과 500 700 m 에 분포하는 곰솔과 삼나무로 인해 연간 1,500 kg 이상의 높은 배출량을 보인 반면 isoprene은 활엽수가 풍부한 해발 700 1,500 m에서 연간 1,500 3,000 kg의 배출량을 보였으며, 해발 1,500 m 이상에서는 활엽수가 거의 없어 배출량이 적은 것으로 나타났다. 전체적으로 제주지역 산림의 70 %가 분포하는 해발 500 m 이상 지역에서 BVOCs 배출이 많은 것을 알 수 있었다.
- 성분별로는 monoterpene이 해발 1,500 m 이상에 분포하는 구상나무 군락과 500 700 m 에 분포하는 곰솔과 삼나무로 인해 연간 1,500 kg 이상의 높은 배출량을 보인 반면 isoprene은 활엽수가 풍부한 해발 700 1,500 m에서 연간 1,500 3,000 kg의 배출량을 보였으며, 해발 1,500 m 이상에서는 활엽수가 거의 없어 배출량이 적은 것으로 나타났다. 전체적으로 제주지역 산림의 70 %가 분포하는 해발 500 m 이상 지역에서 BVOCs 배출이 많은 것을 알 수 있었다. 본 연구에서는 활엽수와 관련한 수종 및 그 분포에 관한 정보가 크게 미흡하여 해상도 높은 배출량 분포를 산출하는데 한계가 있었다.
- 제주지역 내 지리적 분포를 보면, 산림이 풍부한 해발 500 m부터 정상까지는 연간 3,000 10,000 kg으로 높은 배출량을 보인 반면에 500 m 이하에서는 연간 1,500 kg 이하로 나타났다. 성분별로는 monoterpene이 해발 1,500 m 이상에 분포하는 구상나무 군락과 500 700 m 에 분포하는 곰솔과 삼나무로 인해 연간 1,500 kg 이상의 높은 배출량을 보인 반면 isoprene은 활엽수가 풍부한 해발 700 1,500 m에서 연간 1,500 3,000 kg의 배출량을 보였으며, 해발 1,500 m 이상에서는 활엽수가 거의 없어 배출량이 적은 것으로 나타났다.
후속연구
- 전체적으로 제주지역 산림의 70 %가 분포하는 해발 500 m 이상 지역에서 BVOCs 배출이 많은 것을 알 수 있었다. 본 연구에서는 활엽수와 관련한 수종 및 그 분포에 관한 정보가 크게 미흡하여 해상도 높은 배출량 분포를 산출하는데 한계가 있었다.
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