• 대한원격탐사학회지
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• 제33권2호
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• pp.111-123
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• 2017

피코시아닌(phycocyanin, PC) 색소는 부영양화 된 담수역에서의 남조류를 정량하는 지표로 활용된다. 남조류의 대발생에 의한 잠재적 위험성으로인해 조기 경보 발령이 중요하지만, 혼탁한 수체 내 소량으로 추정되는 PC 농도를 정확하게 산정하는 것은 분광학적으로 매우 복잡하고 어렵다. 이를 위해 현장에서 측정 된 원격반사도로부터 PC 및 물 이외의 입자성 물질에 의한 흡수계수를 분리하여 기존 PC 농도를 추정하는 방법을 개선하여 낮은 농도에서도 향상 된 결과를 보였다. 본 연구에서 제안 된 IOPs 변환 모델 적용 결과 PC 흡수계수 $R^2$는 0.8 이상으로 $a_{pc}(620)$를 적절히 재현하였다. 또한 알고리즘은 기존 널리 사용되는 반경험적 알고리즘에 비해 $0.71{\leq}R^2{\leq}0.85$, $rRMSE{\leq}39.4%$, 그리고 $RE{\leq}78.0%$로 정확도 높은 결과를 보였다. 특히, PC 농도가 $50mg/m^3$ 이하 및 PC: Chl-a ratio가 낮은 조건에서도 잘 예측됨을 확인할 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권5호
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• pp.3345-3350
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• 2014

춘계 진해만에서 식물플랑크톤의 분포특성에 영향을 미치는 영양염 농도 및 거동을 파악하기 위해서 총 23개 정점에서 2010과 2011년에 현장조사를 수행하였고, 지리지형학 특성과 오염물 부하를 고려하여 4개의 구역으로 구분하여 평가하였다. 진해만 광역해역에서 해역별 영양염 제한은 해수 순환이 원활한 중앙해역인 구역 II에서 80% 이상으로 가장 높게, 다음으로 서남해역의 구역 III과 IV에서는 17%-83%의 중간정도로 나타났으며, 마산만 인근의 반폐쇄적인 구역 I에서는 35% 이하로 낮게 관찰되었다. 연도별 영양염 공급원으로는 2010년에는 오 폐수 등에 의한 질소기원 영양염의 유입이 높은 비중을 차지하였고, 2011년에는 강우에 의한 담수유입에 의하여 해역의 저염분화와 더불어 질소, 규소, 인 계열의 영양염이 동시에 유입되었다. 특히 2010년에는 질소계열의 영양염과 규조류(Pseudo-nitzchia spp.)의 높은 상관성을 보였고, 2011년에는 모든 영양염과 규조류 (Leptocylindrus danicus)와 높은 관련성이 있었다. 결과적으로 춘계 진해만에 유입되는 질소 계열의 영양염은 규조류의 성장에 중요한 영향을 미쳤으며, 그들의 빠른 영양염 섭취(uptake)로 인하여 해역에 따라서 영양염 절대농도 뿐 만 아니라, 영양염 구성성분비의 제한을 일으킬 수 있다는 것을 파악하였다.

• 생태와환경
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• 제54권1호
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• pp.39-48
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• 2021

본 연구에서는 2020년 6월에서 9월까지 4개월 동안 우리나라 하천 중 금강 백제보에 주로 서식하는 말조개, 펄조개와 대칭이를 채집하여 서식처 특성을 살펴보았고, 이들의 여과율을 실내 실험을 통하여 측정하여 검량선을 산출하였다. 백제보에서 채집된 말조개, 펄조개, 대칭이는 24시간 동안 평균 154.84 ㎍ L^-1의 Chl-a를 제거하였으며, 이는 실내 수조(2 L) 내의 식물플랑크톤 C. vulgaris(초기 Chl-a=168.34 ㎍ L^-1)를 약 24시간 만에 제거할 수 있는 것으로 나타났다. 따라서, 본 연구에서 사용한 말조개, 펄조개, 대칭이가 연평균 4만 마리가 서식할 경우(Lee et al., 2020), 6월 한달 동안 예상되는 Chl-a의 저감 효과는 10.55%으로 예측되고 7월의 경우 34.88%, 8월의 경우 20.14%, 9월의 경우 46.21%로 평균 27.94%의 저감 효과를 예상할 수 있다. 이러한 결과는 간접적으로 이매패류가 서식지에서 효과적으로 Chl-a를 제거할 수 있을 가능성을 제시한다. 실제로 이매패류를 통하여 수생태계의 조류 제어능력을 평가하기 위해서는 이매패류뿐만 아니라 식물플랑크톤, 수생식물, 저서생물, 퇴적물, 유속 등의 작용들을 종합적으로 고려해야 하지만 본 연구에서는 이매패류의 여과율과 이에 따른 Chl-a에 저감율에 기반하여 수생태계 조류 제어능력을 산정하였다. 본 연구 결과들은 차후 다양한 요인과 관점에서의 통합된 연구에 기초적인 정보를 제공할 것으로 사료된다.

• 생태와환경
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• 제56권1호
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• pp.1-13
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• 2023

북한강 수역에서 가장 많이 검출되는 Microcystin (MC)을 대상으로 하여 MC 생합성 유전자(mcyA gene), 남조류 세포밀도, MC 농도 사이의 관계를 분석하여 RNA-MC 환산식을 도출하고 남조류 세포 내 존재하는 MC 농도를 예측하였다. 북한강 수역에서 mcyA 유전자는 묵현천 합류 이후 북한강 하류 지점에서 주로 발견되었으며 평균적으로 다른 지점보다 높은 copy number가 발견되었다. 북한강 상류 의암호 수역의 경우, 공지천 지점에서 mcyA 유전자 copy number가 증가하였으며 9월 이후 북한강 수역 전체에서 mcyA 유전자 copy number는 감소하였다. mcyA gene expression은 상류와 하류 수역의 시·공간적 차이가 존재하였으며 여름철 짧은 시기에 집중적으로 발현하였다. mcyA gene expression 양은 MC 농도와 상관성이 매우 높을 뿐만 아니라 MC을 생합성하는 것으로 알려진 Microcystis aeruginosa와 Dolichospermum circinale의 세포밀도와도 통계적으로 유의한 상관성이 존재하였다. RNA-MC 관계를 기반으로 도출된 6개의 환산식은 통계적 유의성을 보이며(p<0.05) 0.9 이상의 높은 상관계수(r)를 나타냈다. eRNA에 존재하는 MC 생합성 유전자 발현량은 수중의 남조독소 물질 합성을 판단하고 유전자의 활성 정도를 빠르게 정량하여 MC 발생 조기경보에 충분히 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 생태와환경
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• 제56권2호
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• pp.151-160
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• 2023

담수생태계에서 Pseudanabaena는 이취미 물질(2-MIB)을 생산하여 물이용을 저해하는 남조류로 알려져 있으나, 2-MIB 생산과 관련하여 이 속에 속한 균주들의 동태에 미치는 환경요인에 대한 연구는 미흡한 실정이다. 본 연구에서는 P. redekei의 온도에 따른 성장과 2-MIB 생산 특성을 평가하였다. 실험에 사용된 남조류는 북한강 수계의 의암댐에서 분리하여 BG-11 배지에서 배양하였다. 실험온도 조건은 현장의 계절별 온도를 반영하여 10, 15, 20, 25, 30℃로 설정하여 18일간 배양하였으며, 2일 간격으로 전체 생물량(Chl-a)과 세포 내 함량과 세포 외 농도로 구분하여 2-MIB 농도를 측정하였다. 최고 생물량(Chl-a)과 가장 높은 총 2-MIB 농도는 각각 30℃, 25℃에서 나타났다. 세포 내 2-MIB 함량은 처리온도에 관계없이 비슷한 농도(26~29 ng L^-1)를 나타냈지만, 세포 외 2-MIB 농도는 25~30℃의 고온 조건에서만 높게 나타나 온도에 따라 2-MIB 합성과 세포외 배출 특성이 다른 경향을 보여주었다. 2-MIB 생산력은 고온 조건에 비해 10~15℃의 저온 조건에서 더 높았으며, 25℃ 이상의 온도에서는 매우 낮았다. 본 연구 결과는 수온이 P. redekei의 성장과 연계하여 세포 내 2-MIB 합성과 세포 외 용출에 관여하는 중요한 인자임을 증명하였으며, 이를 통해 상수원에서 이취미 물질 발생 원인종의 성장과 이취미 물질의 동태를 이해하고, 동시에 이취미 물질 관리에 대한 중요한 기초 정보를 제공하고자 하였다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제4권1호
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• pp.71-79
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• 1999

금강에서 외해역으로 전달되는 물질의 수지를 이해하기 위한 연구의 일환으로 금강하구의 영양염의 계절적인 분포를 조사하였다. 1997년에서 1998년간 금강하구의 6개 정점에서 13~24시간동안 연속관측을 통하여 영양염, 부유현탁물질(SPM; Suspended Particulate Matter), 엽록소와 염분을 분석하였으며, 조석자료, 기상자료와 금강 하구언의 담수 방출량 자료도 보조자료로서 사용하였다. 이 연구를 통하여 하구내 영양염의 계절적인 분포의 차이와 이런 현상을 주도하는 요인을 밝히는데 주목적이 있고, 부차적으로 금강하구언 조성 이전과 이후 영양염 분포의 차이를 조사하였다. 금강 배출수내 영양염들의 농도는 계절에 따라 확연히 구별된다. 인산염과 암모니움염은 갈수기에 농도가 높게 나타나는 반면, 풍수기에는 규산염이 높게 나타났고 이때 SPM의 농도도 높게 출현하였다. 그러나 질산염은 연중 일정한 농도를 유지하였다. 이러한 계절적인 차이를 결정하는 주원인은 일차적으로 담수의 유입량이다. 강우에 의한 담수의 희석효과가 이러한 영양염과 SPM의 계절적인 변화를 야기하는 것으로 생각된다. 이러한 과정을 통하여 증가하는 SPM의 농도가 2차적으로 영양염의 분포에 영향을 주는 것으로 생각된다. 조사된 모든 영양염의 주 공급원은 금강에서 유입하는 담수이며 조사된 영양염의 기본적인 분포는 이들이 보존적임을 보인다. 조사를 총괄하여 보면 질산염, 아질산염 그리고 규산염은 계절에 상관없이 거의 보존적인 성격을 나타냈다. 그러나 다른 영양염(인산염, 암모니움염)과 SPM은 계절에 따른 차이가 나타났다. 인산염과 암모니움염은 6월과 10월의 갈수기동안에는 거의 보존적인 성향을 보인 반면, 풍수기와 5월의 조사에서 첨가현상을 보였다. 이러한 첨가현상에 영향을 주는 주 요인은 봄철 대량 번식된 담수성 플랑크톤이 해수와 접촉함에 따라 사멸하고, 이와 동시에 유입된 유기물의 분해와 SPM에 흡착되어잇던 인산염이 용출되는 것으로 생각되며, 저층 플럭스(benthic flux)도 기여하는 것으로 보인다. 하구언 조성 이전과의 비교에서 SPM의 농도가 감소함에 따라 SPM이 하구내 영양염의 재생과정에 미치는 중요성은 현저히 약화되었다. 또한 하구내 영양염의 분포를 결정하는 염분의 분포가 갈수기에는 하구언에서 1~2 km 정도로 근접한 곳에서 염분의 구성이 5~15 psu로 나타나 영양염의 첨가현상등 화학적 변화가 이곳에 집중되고, 풍수기 동안에는 하구 전역에서 이러한 염분분포가 나타난다. 따라서 하구언 조성 이후에 갈수기 동안 하구언에 근접한 일부만이 진정한 하구의 역할을 하고 나머지는 만과 같은 특성을 보이고 있다. 하구언 갑문 폐쇄 이전과 이후의 비교 결과 조석의 차단으로 인한 조류속도의 감소로 인하여 부유현탁물질의 농도가 감소하였으며 영양염류의 농도가 증가하였고, 따라서 식물플랑크톤의 대량번식이 발생할 가능성이 있다.

• 환경생물
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• 제18권1호
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• pp.77-93
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• 2000

시아해의 수질환경과 식물플랑크톤 생물량의 계절변동 특성 및 식물플랑크톤 생물량변동에 영향을 미치는 환경요인을 파악하기 위해 1995년 2월,4월,7월과 10월 4회에 걸쳐 계절별로 23개 관측점의 표층과 저층 해수를 대상으로 현장조사를 실시하였다. 결과, 시아해는 2월에 최저수온, 8월에 최고 수온을 나타내나, 염분은 6, 7월에 높고 겨울에 낮은 특성을 나타내었으며, 연중 빠른 유속과 조석혼합 등으로 수층 간 혼합된 양상과 매우 낮은 투명도를 나타내고 있었다. 영양염류 중 질소는 여름을 제외하고는 비교적 높은 값을 나타내며, 인은 연중 0.5$\mu\textrm{g}$ㆍat./l내외의 값을 보이고 있는 반면, 규소는 봄철 규조류 대발생시를 제외하고는 연중 높은 농도를 유지하고 있었다. Chl-a는 연중 2$\mu\textrm{g}$/l 이상의 높은 값을 나타내고 있으며, 특히 규조류의 대발생이 보여지는 봄철에 높은 값을 나타내었다. 다만, 연중 높은 생물량은 생물의 성장과 활성에 의하기보다는 조석혼합 등에 의해 해저표층퇴적물에 침강된 표영생태계 중의 생물량 상당부분이 수중으로 재 부유한 결과로 보여져, 높은 부유물질 등 제한된 광 조건으로 시아해 식물플랑크톤 생물활성은 그다지 높지 않을 것으로 추정되었다. 기초생산을 제한하는 영양염은 시아해 북쪽해역에서는 인에 의해, 남쪽해역에서는 질소에 의해 지배되고 있는 것으로 나타났으며, 겨울철은 인의 존재량에 비해 질소가 과잉으로 존재하는 것으로 나타났다. 그리고 규소는 봄철 규조의 대발생시를 제외하고는 식물플랑크톤 군집에 크게 영향을 주지 앓는 것으로 나타났다. 또한, 영양염류 중 규소는 담수 등 복잡한 주변 수괴의 유입에 의존하는 비율이 높고, 질소는 여름에는 담수 유입에 의존하나 시기에 따라서는 저층 해수의 공급에 의존하는 것으로 나타났다. 인은 담수유입에 의한 부분보다 저층 해수 및 주변 수괴로부터 유입하는 비율이 높은 것으로 판단되었다. 시아해의 식물플랑크톤에 영향을 미치는 환경요인은 시간과 공간에 따라 다르게 나타나고 있으며, 여름철 극심한 질소의 부족이나 봄철 규조 대발생시의 규산염 고갈 등을 제외하면 영양염류보다도 높은 부유물질, 즉 광량 등 물리학적 요인에 의해 영향을 받는 것으로 판단되었다.

• 생태와환경
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• 제34권4호통권96호
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• pp.298-309
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• 2001

영양상태가 다른 두 호수에서 식물플랑크톤 군집에 대한 담수산 패류의 섭식 효과를 2000년 6월부터 9월까지 조사하였다. 실험은 10 l 플라스틱 용기에 패류를 투입하지 않는 것과 투입한 것으로 처리되었고 2반복으로 수행되었다. 수체 내 존재하는 총질소와 총인 그리고 엽록소 a 농도는 소양호에 비해 일감호에서 월등히 높았다(p<0.01). 일감호에서 우점한 식물플랑크톤 군집은 거의 대부분 남조류 였던 반면 소양호에서는 편모조류가 우점하였다. 패류가 투입된 용기 내 총 식물플랑크톤의 감소율은 소양호와 일감호에서 각각 $1.70{\sim}7.39\;d^{-1}$그리고 $0.38{\sim}1.64\;d^{-1}$의 범위였다. 시간에 따른 식물플랑크톤의 변화를 바탕으로 한 패류의 유기물함량에 따른 여과율(FR; $ml\;mgAFDW^{1}\;h^{-1}$)은 일감호(0.24${\sim}$0.88)에서 보다 소양호(1.70${\sim}$3.06)에서 높았다. 조개 개체 당 여과율($l\;mussel^{-1}\;day^{-1}$)은 소양호에서 1.6${\sim}$7.8 l,일감호에서 1.7${\sim}$3.0 l로 나타났다(p<0.05).생물량에 대한 C-flux로 고려할 때, Corbicula leana는 소양호의 경우 식물플랑크톤 현존량의 0.8${\sim}$4.4배를, 일감호에서는 0.4${\sim}$l.6배를 섭식하는 것으로 조사되었다. 패류의 섭식 활동으로 인해 인의 농도가조개가 없는 용기에 비해 30${\sim}$50%증가하였다. 본 연구에서 나타난 결과들은 참재첩 (Corbicula leana)의 여과 섭식 잘동이 식물플랑크톤의 밀도와 군집구조에 따라 차이가 있음을 제시한다. 또한, 매우 부영양화된 호수에서도 참재첩은 높은 여과율을 나타냄으로써 국내 소규모의 부영양화된 호수에서 수질관리에 담수패류를 이용할 수 있는 가능성을 제시한다.

• 한국잡초학회지
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• 제13권2호
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• pp.96-103
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• 1993

벼 이앙(移秧) 직후(直後) 대량(大量) 발생(發生)하여 벼에 피해를 주는 부유성(浮遊生) 녹조류(綠藻類)와 괴불의 생태(生態) 및 방제(防除)에 관한 몇 가지 시험(試驗)을 수행(遂行)하여 다음과 같은 결과(結果)를 얻었다. 1. 단세포성(單細胞性) 부유성(浮遊生) 녹조류(綠藻類) Chlamydomonas의 발생(發生)은 인산(燐酸) 시용(施用)으로 증가(增加)되었으나 질소(窒素) 시용(施用)으로 저해(沮害)되었다. 2. 사장형(絲狀形) 부유성(浮遊生) 녹조류(綠藻類) Klebsormidium의 발생(發生)은 인산(燐酸) 시용(施用)으로 增加되었고 인산(燐酸)에 질소(窒素) 또는 가리(加里)를 조합(組合) 시용(施用)한 경우(境遇)에는 더욱 증가(增加)되었다. 3. 벼 이앙(移秧) 직후(直後) 수면(水面)에 대량(大量) 발생(發生)하는 부유성(浮遊生) 녹조류(綠藻類) Klebsormidium은 simazine 10g ai/10a, propanil 105g ai/10a 처리(處理)로서 60-70%방제(防除)가 가능(可能)하였다. 4. 남색(藍色)괴불은 질소(窒素) 시용(施用)으로 증가(增加)되었으나 질소(窒素)와 인산(燐酸)의 조합(組合) 시용(施用)으로 더욱 증가(增加)되었다. 5. 갈색(褐色)괴불은 인산(燐酸) 시용(施用)으로 증가(增加)되었으나 인산(燐酸)에 질소(窒素) 또는 가리(加里)가 조합(組合) 시용(施用)되어도 증가(增加)되지 않았다. 6. 남색(藍色)괴불을 일으키는 남조류(藍藻類) 흔들말(Oscillatoria)은 $24^{\circ}C$ 및 $29^{\circ}C$의 온도조건(溫度條件)에서보다 $18^{\circ}C$조건(條件)에서 더 많이 발생(發生)하였다. 7. Bensulfuron/ mefenacet/dymron(마무리 입제(粒劑)), piperophos/dimethametrin(아비로산 입제(粒劑)), bensulfuron/dimepiperate(두배논 입제(粒劑)) 처리(處理)는 남색(藍色)괴불에 대하여 높은 방제효과(防除效果)를 보였으며 이앙후(移秧後) 10일(日) bentazon(벤타존 액제(液劑)) 담수처리(湛水處理)는 50% 정도(程度)의 방제효과(防除效果)를 보였다.

• 환경생물
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• 제39권2호
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• pp.184-194
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• 2021

부남호는 하굿둑 건설 이후 수질이 급격히 악화되어 농업용수로 사용이 불가할 만큼 본래의 기능을 상실하였다. 따라서 해수 교환이나 유통의 필요성이 있으나, 극히 오염된 부남호의 물을 대량 방류할 시 문제가 야기될 수 있기 때문에 시기에 따른 환경 조사가 중요하다. 따라서 본 연구에서는 갈수기(4월)와 강우기(7월)에 천수만과 부남호의 수질 및 식물플랑크톤 분포 특성을 조사하였다. 갈수기에는 부유 생물이 정체되어 부남호 내에서 남조류 Oscillatoria spp. 세포수가 8.92×10⁷ cells L^-1로 대증식하였고, Nitrate+Nitrite을 제외한 영양염 대부분이 소비되었다. 강우기에는 담수 유입의 영향으로 부남호에서 용존 영양염이 크게 증가하였고 부남호에서 식물플랑크톤이 대증식하였다. 강우기 방류의 영향으로 천수만 내측 역시 높은 농도의 생물량을 보였다. 강우기 부남호에서 우점했던 남조류 Oscillatoria spp.와 Microcystis spp.가 천수만 내측에서도 다수 출현하였으며, 해수에서는 Cheatoceros spp., Eucampia zodiacus와 같은 규조류가 빠르게 증식하였다. 부영양화 지수는 부남호 내측에서 1을 초과하여 부영양 해역으로 평가되었다. 천수만은 강우기에 담수 방류의 영향을 받을 경우 부영양화 해역으로 평가되었다. 특히 부남호 내 방조제에 인접한 B3 정점의 8 m 이상 수심에서 정체된 해수 기원의 강한 빈산소 수괴가 관찰되었고, Nitrate+Nitrite를 제외한 영양염 농도가 극단적으로 높았다. 특히 COD 농도가 206 mg L^-1로 심하게 오염된 상태임을 확인하였다. 따라서 부남호는 지속적으로 육상기원의 영양염이 누적되며, 식물플랑크톤의 대발생과 침강으로 수질이 더욱 악화될 가능성이 높은 수역으로 판단되었고, 이를 근본적으로 해결하기 위해서는 해수유통을 통한 생태계 복원이 필수적이다.