초록

Ⅲ. 연구개발의 내용 및 범위
1. 가상논생태계 알고리즘 개발 및 모델 구현
2. 기후변화에 따른 논생태계 영향 및 예측 수리최적모델 연구
3. 온도가 주요 논 생물에 미치는 영향 분석/ 생태정보 연구
4. 논생태계 교란 영향에 대한 사회･경제적 파급효과 분석
5. 안정성동위원소를 이용한 논 생태계의 먹이그물, 에너지 전이, 영양단계분석연구

Abstract ▼

III. Contents and scope of research and development
1. Algorithm development and model implementation for virtual rice-ecosystem
2. Study on mathematical optimization model for impact and estimation of climate change on rice-ecosystem
3. Analysis of temperature effects on the major species

III. Contents and scope of research and development
1. Algorithm development and model implementation for virtual rice-ecosystem
2. Study on mathematical optimization model for impact and estimation of climate change on rice-ecosystem
3. Analysis of temperature effects on the major species in paddy fields/ecological informatics study
4. Analysis study on the socio-economic ripple effect of rice-ecosystem disturbance
5. Analysis study on rice-ecosystem food web, energy transition, and trophic level using stable isotope

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 요약문 ... 3
• SUMMARY ... 6
• 목차 ... 10
• 제 1 장 서 론 ... 14
• 제 1절 연구배경 ... 14
• 제 2절 연구 목적 및 필요성 ... 15
• 제 3절 연구 내용 및 범위 ... 16
• 1. 제1세부과제: 가상논생태계 알고리즘 개발 및 모델 구현 ... 16
• 가. 가상논생태계 수리모델 모듈 개발 ... 16
• 나. 사회경제적 비용산출모델 모듈 개발 ... 16
• 다. 가상논생태계 통합 시스템 개발 ... 16
• 라. 기후변화 시나리오 실험 ... 16
• 2. 제2세부과제: 기후변화에 따른 논생태계 영향 및 예측 수리최적모델 연구 ... 16
• 가. 미분방정식 기반 논 생태계 최적수리역학모델 완성 ... 16
• 나. ORYZA2000과의 연동 알고리즘 개발 및 개선 ... 16
• 다. 실 데이터를 활용한 수리역학모델의 최적 Parameter 결정 ... 16
• 3. 제3세부과제: 온도가 주요 논 생물에 미치는 영향 분석/ 생태정보 연구 ... 17
• 가. 개체-개체군 수준에서의 기초 정보 제공 ... 17
• 나. 온도 변이에 따른 개체군의 적응적 동태 및 지표성 규명 ... 17
• 다. 주요 개체군의 분산에 대한 입체적인 정보 제공 ... 17
• 4. 제4세부과제: 논생태계 교란 영향에 대한 사회･경제적 파급효과 분석 ... 17
• 가. 쌀 생산 감소의 국민소득 영향 측정 ... 17
• 나. 쌀농업 다원적 기능 가치의 변화 측정 ... 17
• 다. 식량위기의 정의 정립 ... 17
• 라. 식량위기에 대비한 위기매뉴얼 확립 ... 17
• 마. 세계 식량생산함수 추정 ... 17
• 5. 제5세부과제: 안정성동위원소를 이용한 논생태계의 먹이그물,에너지 전이, 영양단계 분석연구 ... 17
• 가. 논생태계 육상 절지동물 군집구조 분석 ... 17
• 나. 논생태계 육상 절지동물 군집의 생물량 변동 및 먹이그물 분석 ... 18
• 다. 논생태계 주요 종의 에너지량 측정 및 에너지 변동 ... 18
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 19
• 제 1절 국내 연구 현황 ... 19
• 제 2절 국외 연구 현황 ... 19
• 제 3절 국내외 연구현황 비교 및 필요 연구 분야 ... 19
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 21
• 제 1절 가상논생태계 알고리즘 개발 및 모델 구현 ... 21
• 1. 벼성장 모델 시스템 내 통합 ... 21
• 2. 논생물 food web 수리모델 모듈 개발 ... 21
• 3. 사회경제적 비용산출모델 모듈 개발 ... 22
• 4. 기후변화 시나리오에 따른 벼생산량 변화 예측 모듈 개발 ... 22
• 5. 가상논생태계 통합시스템 RiceFarm 개발 ... 24
• 6. 실험 결과 ... 27
• 가. 2010 실제 국내 기온을 이용한 실험 ... 27
• 나. 기후 변화 시나리오를 이용한 실험 ... 28
• 제 2절 기후변화에 따른 논생태계 영향 및 예측 수리최적모델 연구 ... 31
• 1. 미분, 확률방정식 기반 논생태계 최적수리역학모델 완성 ... 31
• 가. 기존 논생태모델 및 벼 생산모델 조사와 분석 ... 31
• 나. 벼의 단계별 성장 모델 분석 ... 31
• 다. 현재까지 연구된 벼 생산모델의 구조 분석 및 활용 ... 31
• 2. 논 생태계 개체군 역학 모델 분석 ... 33
• 가. 해충과 천적이 포함된 논 생태계 수리역학모델 개발 ... 34
• 3. 실 데이터를 활용한 수리역학모델의 최적 Parameter 결정 ... 38
• 가. 수리적 분석 ... 38
• 4. RICEFARM 프로그램 코드 개발 협력 지원 ... 41
• 가. 개발된 수리모델에 대한 매트랩 시뮬레이션 ... 41
• 5. 평균기온 상승에 따른 해충의 개체수 및 생물량 변화 ... 42
• 6. 해충방제를 위한 농약과 천적 투입 양과 시기 ... 43
• 가. 농약 투입 양과 시기 ... 43
• 나. 천적의 투입 양과 시기 ... 44
• 다. 평균기온 상승과 농약 투입 시기 ... 45
• 라. 천적과 농약의 동시 사용 ... 46
• 제 3절 온도가 주요 논 생물에 미치는 영향 분석 및 생태정보 연구 ... 46
• 1. 연구수행 내용 ... 46
• 2. 주요 결과 ... 46
• 가. 기초 정보의 제공 ... 46
• 나. 주요 생물 개체군 동태의 모델 검정 ... 53
• 다. 주요 개체군별 확산과 개체들의 행동에 대한 수리적 해석 ... 62
• 라. 개체 움직임 및 개체군 분산에 대한 적용성 검토 ... 65
• 마. 논 생태계 시스템 다이어그램 ... 71
• 바. 기후 변화에 따른 식량위기 시나리오 발생 모델 구축 ... 73
• 제 4절 논생태계 교란 영향에 대한 사회･경제적 파급효과분석 ... 78
• 1. 국민소득의 변화 측정 ... 78
• 가. 연구 방법 ... 78
• 나. 연구 결과 ... 79
• 2. 기후변화를 고려한 논 농업의 다원적 가치 추정 ... 80
• 가. 연구 방법 ... 80
• 나. 연구 결과 ... 81
• 다. 기대 효과 ... 81
• 3. 식량위기의 정의 정립 ... 82
• 가. 연구 방법론 ... 82
• 나. 연구 결과 ... 82
• 4. 식량위기에 대비한 위기매뉴얼 확립 ... 83
• 가. 연구 방법론 ... 83
• 나. 연구 결과 ... 83
• 5. 세계 식량생산함수 추정 ... 85
• 가. 연구 방법론 ... 85
• 나. 추정 결과 ... 86
• 제 5절 안정성동위원소를 이용한 논 생태계의 먹이그물, 에너지 전이, 영양단계 분석연구 ... 87
• 1. 연구 방법 ... 87
• 가. 농법에 따른 논 생태계 육상 절지동물 군집구조 분석 ... 87
• 나. 농법에 따른 논 생태계 육상 절지동물 군집의 생물량 변동 및 먹이그물분석 ... 88
• 다. 논 생태계 주요 종의 에너지량 측정 및 에너지 변동 ... 89
• 라. 연구개발 추진체계 ... 89
• 2. 연구 결과 ... 90
• 가. 농법에 따른 논 생태계 육상 절지동물 군집구조 ... 90
• 나. 농법에 따른 논 생태계 육상 절지동물 군집의 생물량 변동 및 먹이그물 ... 97
• 다. 논 생태계 주요 종의 에너지량 측정 및 에너지 변동 ... 109
• 제 4 장 연구개발목표 달성도 및 대외기여도 ... 112
• 1절 목표대비 대외 달성도 ... 112
• 2절 정량적 성과 ... 114
• 1. 성과목표 ... 114
• 2. 연구성과 ... 114
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 115
• 1. 쌀 생산량 예측 ... 115
• 2. 농업자원 관리 및 농업 • 경제 정책 수립 ... 115
• 3. 친환경농업 및 유기농업에 필요한 정보 제공 ... 115
• 4. 농업의 다원적 기능 및 논생태계의 생태적 가치에 대한 이해 ... 116
• 5. 식량위기 대응체제 구축 ... 116
• 6. 세계 식량생산량 추정 ... 116
• 제6장 참고문헌 ... 118