기후변화 영향 모의를 위한 실외 실험적 온난화 및 강수 조절 시스템 설계 연구

Abstract

소나무 묘목을 대상으로 한반도 기후변화 시나리오에 근거한 50년 후 온도 <TEX>$3^{\circ}C$</TEX> 증가와 강수량 30% 변화의 영향을 모의하고자 실외에서 온난화 처리와 강수 조절을 수행할 수 있는 시스템을 설계하였다. 이를 위하여 2013년 4월에 묘포장을 조성하고 2년생 소나무 묘목을 식재한 다음 5월부터 적외선등을 이용하여 온난화 처리구(W)의 대기온도를 대조구(C)에 비하여 <TEX>$3.0^{\circ}C$</TEX> 높게 설정하여 가열하였으며, 강수 대조구(<TEX>$P^0$</TEX>)와 강수 차단 덮개를 이용한 강수 감소(대조구 대비 -30%; <TEX>$P^-$</TEX>) 조절, 그리고 펌프와 점적관수를 통한 강수 증가(대조구 대비 +30%; <TEX>$P^+$</TEX>) 조절을 실행하였다. 온난화 처리구의 대기 온도는 초기에 대조구에 비하여 평균 <TEX>$2.2^{\circ}C$</TEX> 높았으나 이후 점차 목표치에 근접한 <TEX>$3.0^{\circ}C$</TEX>로 유지되었다. 또한 온난화 처리에 따른 평균 토양 온도는 온난화 처리구에서 대조구보다 평균 <TEX>$3.1^{\circ}C$</TEX> 높게 나타났다. 강수 증가 및 감소 조절에 따른 평균 토양 수분 함량은 온난화 처리구에서 <TEX>$P^0W$</TEX>에 비하여 <TEX>$P^+W$</TEX>는 13.9% 증가하고, <TEX>$P^-W$</TEX>는 10.0% 감소하였으며, 온난화 대조구 중에서 <TEX>$P^+C$</TEX>는 23.7% 증가하고, <TEX>$P^-C$</TEX>는 7.6% 감소하였다. 환경요인의 모니터링을 통하여 실외 실험적 온난화와 강수 조절 시스템이 적정하게 설계되고 가동됨을 확인할 수 있었다. The objective of this study was to establish an open-field experimental warming treatment and precipitation manipulation system to simulate climate change impact for Pinus densiflora seedlings based on a climate change scenario in Korea. Two-year-old seedlings were planted in a nursery in April, 2013. The air temperature of warmed plots (W) was set to increase by <TEX>$3.0^{\circ}C$</TEX> compared to control plots (C) using infrared lamps from May, 2013. The three precipitation manipulation consisted of precipitation decrease using transparent panel (-30%; <TEX>$P^-$</TEX>), precipitation increase using pump and drip-irrigation (+30%; <TEX>$P^+$</TEX>) and precipitation control (0%; <TEX>$P^0$</TEX>). Initially, the air temperature was <TEX>$2.2^{\circ}C$</TEX> higher in warmed plots than in control plots and later air temperature was maintained close to the target temperature of <TEX>$3.0^{\circ}C$</TEX>. The average soil temperature was <TEX>$3.1^{\circ}C$</TEX> higher in warmed plots than in control plots. Also the average soil moisture content after the precipitation manipulation increased by 13.9% in <TEX>$P^+W$</TEX> and decreased by 10.0% in <TEX>$P^-W$</TEX> compared to <TEX>$P^0W$</TEX>, and increased by 23.7% in <TEX>$P^+C$</TEX> and decreased by 7.6% in <TEX>$P^-C$</TEX> compared to <TEX>$P^0C$</TEX>. It was confirmed that the open-field experimental warming and precipitation manipulation system was properly designed and operating.