국내 벼-보리 이모작지와 벼 단작지의 탄소수지 비교

Abstract

본 연구에서는 전라북도 김제시 부량면 신용리의 벼단작지 및 벼-보리 이모작의 논 생태계에 설치된 플럭스 관측시스템으로부터 1년간 연속적으로 관측된 <TEX>$CO_2$</TEX> 플럭스 자료 및 <TEX>$CH_4$</TEX> 배출량 자료를 활용하여, 논 생태계의 탄소수지를 평가하고자 하였다. 벼 단작지 및 벼-보리 이모작 논 생태계의 <TEX>$CO_2$</TEX> 플럭스는 대표적인 미기상학적 방식인 에디공분산 방법을 이용하였고, <TEX>$CH_4$</TEX> 발생량은 개폐형 챔버방식의 자동화 시스템을 이용하여 측정하였다. 또한, 여러 가지 기상인자(복사, 기온 및 지온 등)도 함께 조사하였다. 관측된 <TEX>$CO_2$</TEX> 플럭스자료는 보정과 결측보충의 과정을 거친 후 탄소수지 분석에 활용되었다. 2014년도의 벼 단작 및 벼-보리 이모작 논 생태계의 <TEX>$CO_2$</TEX>의 순생태 교환량은 각각 단위면적(<TEX>$m^2$</TEX>)당 -436.8, -587.5g C로 분석되었고, <TEX>$CH_4$</TEX> 발생량은 각각 +16.04, <TEX>$+18.61g\;C\;m^{-2}$</TEX>로 분석되었다. 벼 재배 기간 동안 <TEX>$CH_4$</TEX> 발생량은 물 관리에 따라 큰 영향을 받는 것으로 나타났는데, 담수상태에서 <TEX>$CH_4$</TEX> 발생량이 배수상태보다 더 높은 것으로 분석되었다. 본 연구는 국내에서 벼 단작과 벼-보리 이모작의 논 생태계의 <TEX>$CO_2$</TEX> 플럭스와 <TEX>$CH_4$</TEX> 배출량을 기반으로 탄소수지를 정량화한 1차적인 연구결과로서, 벼-보리 이모작의 논 생태계가 벼 단작의 논 생태계보다 1년에 약 <TEX>$128.9g\;C\;m^{-2}$</TEX>를 더 흡수하는 것으로 평가되었다. Carbon dioxide (<TEX>$CO_2$</TEX>) and methane (<TEX>$CH_4$</TEX>) were measured in a rice-barley double cropping and rice mono cropping paddy fields, which are located in the southwestern coast of Korea, over a one-year period. Net ecosystems <TEX>$CO_2$</TEX> exchange (NEE) and ecosystem respiration (Re) were estimated by the eddy covariance (EC) method, and an automatic open/close chamber (AOCC) method was used to measure <TEX>$CH_4$</TEX> fluxes. Environmental factors (solar radiation, air temperature, precipitation etc.) were also measured along with fluxes. After the quality control and gap-filling, the observed fluxes were analyzed. As a result, NEE was -603.0 and <TEX>$-471.5g\;C\;m^{-2}\;yr^{-1}$</TEX> in rice-barley double cropping and rice mono cropping paddy field, respectively. <TEX>$CH_4$</TEX> emissions increased during the course of flooded days and were similar in two cropping paddy field. Accoding to rough results considering only fluxes of <TEX>$CO_2$</TEX> and <TEX>$CH_4$</TEX>, it was estimated that the carbon absorbation in rice-barley double cropping paddy field was higher than that in rice mono cropping paddy field by <TEX>$128.9g\;C\;m^{-2}\;yr^{-1}$</TEX>.