• Title/Summary/Keyword: 생태공학

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A Selection Methodology of the Appropriate Candidate Sites of Riverine Wetlands for Ecological Connection (생태축 연결을 고려한 하천습지의 적정 후보지 선정 방안)

  • Yujin Kang;Won-joon Wang;Haneul Lee;Junhyeong, Lee;Seungmin Lee;Hung Soo Kim
    • Journal of Wetlands Research
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    • v.25 no.2
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    • pp.111-120
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    • 2023
  • In Korea, wetland policies are currently being pursued through long-term plans such as nationwide wetland surveys and wetland conservation basic plans. However, most policies focus on understanding the status of wetlands, such as their area, distribution, and biodiversity, and there is a lack of awareness regarding the need to conserve and manage wetland ecosystems as a single organism. Therefore, this study aims to identify potential riverine wetland sites that can be ecologically connected by considering functional aspects such as floodplain, biodiversity, habitat provision, and tourism resources. This study attempted to select a candidate site that could potentially provide ecological connectivity with three wetlands in the Nakdonggang River water system : Upo Wetland, Hwapocheon Wetland, and Junam Reservoir. 63 wetlands and 7 candidate sites located in 15 subwatersheds of the Nakdonggang River were analyzed, and the most suitable candidate site for ecological connectivity was selected based on the calculated scores. A suitability analysis was conducted using 9 evaluation factors to evaluate candidate sites, and the scoring method, using quantile, was applied to these factors. As a result, Upo2(Hopo) was selected as the most suitable site for ecological connectivity, receiving the highest score 36. Therefore, it is believed that Upo2(Hopo) can serve as a floodplain, habitat, biodiversity enhancer, and tourism resource while being the most suitable for ecological connectivity.

Ecological watershed management using habitat structures and hydraulic modeling (서식처 구조를 활용한 생태적인 하천 유역관리 방안 연구)

  • Choi, Mikyoung;Shin, Jihye;Zhang, Ning;Jung, Kwansue
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2020.06a
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    • pp.411-411
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    • 2020
  • 하상 변화는 유량이나 유사의 흐름에 따라 침식, 운반, 퇴적되어 변화하며, 하상변동에 의한 결과는 하천의 형태 (직렬,복렬, 곡렬 등)나 서식처의 구조 (여울과 소, 웅덩이, 습지 등) 형성 로 나타난다. 하천이 공간적 시간적 규모가 연계되어 있음에도, 국내에서의 하천 복원 사업은 서식처의 구조나 형태에 중점을 둔 서식처 조성 사업이 주를 이룬다. 하지만 궁극적인 생태하천 복원 및 관리를 위해서는 생태적인 서식처의 구조가 제대로 발현되는 유량이나 유사량과 연계하여, 통합 유역관리가 가능하도록 진행하여야 한다. 본 연구에서는 수리 (유량이나 유사량)-지형(서식처 구조)-생태 (생물다양성)을 연계하여 하천의 환경유량을 산정하는 방안을 제안하고자 한다. Nays2D 수리모델링을 활용하여 하상변화를 살펴보고, 수리모델링 결과를 서식처 구조 분포로 해석하여, 서식처가 다양한 유량을 산정하고 제안한다. 수리모델링 이전에 하천건강성 평가에 활용된 하천 생물종 모니터링 결과와 서식처 다양성과의 관계를 우선 분석하고 수리모델링을 진행한다. 본 연구의 대상 하천은 금강 지류인 갑천 약 5 km를 대상으로 2010년대 생물상, 항공사진, 지형데이타 (DEM and 단면도)를 활용한다.

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Wetlands Simulation using CLM-FATES (CLM-FATES 모델을 이용한 습지 모의 )

  • Hyunyoung Oh;Yeonjoo Kim
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2023.05a
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    • pp.191-191
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    • 2023
  • 기후변화 대응을 위한 탄소 중립의 중요성이 대두되는 요즘, 생태계의 가장 큰 메탄 저장소로서 지구의 탄소 순환에 주요한 영향을 미치는 습지에 대한 이해는 필수적이다. 전지구 지면 모델인 Community Land Model(CLM)에 Functionally Assembled Terrestial Ecosystem Simulator(FATES) 외부 모듈을 함께 구동한 지면 생태계 모델 CLM-FATES는 지면 heterogeneity와 다양한 식생 종류를 고려하여 에너지 플럭스, 토양 수문, 생화학적 과정 등을 모의함으로써 탄소 동태 변화를 포함한 장기적 생태계 동태 변화 모의를 가능하게 한다. 본 연구는 CLM-FATES 모델을 미국 캘리포니아주 Mayberry Wetland (US-Myb)와 Twitchell East End Wetland (US-Tw4)에 적용하였다. 모델의 대기 입력 자료로는 FLUXNET-CH4에서 제공하는 에디 공분산 기반 플럭스 관측 자료를 사용하였다. 기존 CLM-FATES 모델은 토양이 장기간 포화 혹은 침수되어 지표 위 혹은 지표면 가까이 발달한 지하수면을 가지고 있는 습지의 수문학적 특성을 잘 반영하지 못해 정밀한 습지 생태계 동태 변화 모의에 한계를 가지고 있다. 본 연구에서는 CLM-FATES를 통한 보다 정확한 습지 생태계 모의를 위해 모델 내 토양 수문 관련 모듈을 수정하여 모델이 습지의 수문학적 특성을 반영할 수 있도록 하였다. 모델 구동 결과 도출한 잠열, 총일차생산량(Gross Primary Production: GPP)과 순생태계생산량(Net Ecosystem Production, NEP) 플럭스, 메탄 플럭스, 엽면적지수(Leaf Area Index; LAI)와 지표수 높이에 대해 관측값 대비 RMSE 및 R2 값을 계산하여 모의 결과의 적절성을 분석하였다. 이러한 모델 개선 경험을 바탕으로 추후 우리나라 습지 사이트에 모델을 적용하여 습지 탄소 동태 예측에 활용할 계획이다.

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Current Concept of Biomimicry - Ecological Approach for Sustainable Development - (생태모방의 현재적 개념 - 지속가능한 발전을 위한 생태적 접근 -)

  • Bae, Haejin;Park, Eun Jin;Lee, Eunok
    • Korean Journal of Environment and Ecology
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    • v.33 no.1
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    • pp.116-123
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    • 2019
  • This study focused on defining concepts such as biology push (biology-based biomimicry) and technology pull (technology problem-based biomimicry) in the multidisciplinary field of ecological imitation and analyzing the status of related research and technology at the domestic and international levels. From an ecological point of view, biomimicry is defined as ecological mimicry in which ideas obtained through classification and investigation of principles of biology and ecology are applied to the concepts of engineering and technology. We also defined the biology push as the ecological imitation based on biological characteristics starting from an ecological viewpoint and technology pull as the ecological imitation based on technical problems starting from technical needs. Although biomimicry studies often focus on the technology development by finding stable and eco-friendly source materials from biological and ecological characteristics, we wanted to emphasize the unlimited potential of research of biomimicry that can begin with an idea based on biological and ecological characteristics. This study presents the need to develop the research and technology further based on the biological and ecological viewpoints that can contribute to future sustainable development.

Evaluation of applicability of linkage modelling using PHABSIM and SWAT (PHABSIM과 SWAT을 이용한 연계모델링 적용성 평가)

  • Kim, Yongwon;Woo, Soyoung;Kim, Sehoon;Son, Moobeen;Kim, Seongjoon
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2021.06a
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    • pp.51-51
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    • 2021
  • 환경생태유량은 수생태 건강성 유지를 위한 최소한의 유량으로 K-water에서는 유량증분방법론 기반의 1차원 물리적 서식처 모형인 PHABSIM(Physical habitat simulation system)을 이용해 고시지점에 대해 환경생태유량을 산정하여 제시하고 있으나, PHABSIM을 이용하여 환경생태유량을 산정하기 위해서는 지형, 수문 및 어류조사와 같은 현장조사를 지속적으로 실시해야한다는 한계점이 존재한다. 따라서 본 연구에서는 안동댐 하류유역(4,565.7 km2)을 대상으로 SWAT(Soil and water assessment tool)과 PHABSIM을 연계하여 수문모형을 이용한 유량 모의에 따른 대상 어종의 환경생태유량을 산정하고자 한다. SWAT 구축을 위해 DEM과 토양도 및 토지이용자료와 유역 내 위치한 7개의 기상관측소에 대한 40년(1980~2019)의 기상자료를 수집하여 적용하였으며, SWAT의 검보정을 위해 유역내 위치한 2개의 다목적 댐(안동댐, 임하댐)의 실측 운영자료와 1개의 수위관측소의 유량자료를 수집하였다. PHABSIM의 경우, 안동댐 하류유역에 대한 하천정비기본계획 보고서에 기반하여 지형자료를 입력하였으며 문헌조사를 통해 대상어종의 서식적합도지수를 수집하여 적용하였다. 3개 지점에 대한 SWAT 검보정결과, 평균 R2, NSE 및 RMSE는 각각 0.51~0.76, 0.47~0.74, 0.61~1.84 mm/day로 나타났다. PHABSIM과의 연계를 위해 검보정된 SWAT의 하천유량에 대해 유황분석을 실시하였고, 산정한 Q10과 Q355를 유량의 최대·최소 범위로 설정하여 PHABSIM의 유량 경계조건으로 활용하였다. 이를 이용하여 SWAT과 PHABSIM의 연계모델링 적용성을 평가하고 대상어종의 환경생태유량을 산정할 예정이다.

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Effects of Open-field Artificial Warming and Precipitation Manipulation on Physiological Characteristics and Growth of Pinus densiflora Seedlings (실외 인위적 온난화 및 강수 조절이 소나무 묘목의 생리적 특성과 생장에 미치는 영향)

  • Park, Min Ji;Yun, Soon Jin;Yun, Hyeon Min;Chang, Hanna;Han, Seung Hyun;An, Jiae;Son, Yowhan
    • Journal of Climate Change Research
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    • v.7 no.1
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    • pp.9-17
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    • 2016
  • Climate change affects plant responses on physiological characteristics and growth, and Pinus densiflora, one of the major tree species in Korea, are expected to be particularly vulnerable to rising temperature and increased precipitation. This study was conducted to investigate the effects of an open-field warming and precipitation manipulation on physiological characteristics and growth of P. densiflora seedlings. Seedlings of 2-year-old P. densiflora were planted in April, 2013, in open-field nursery located at Korea University. The air temperature of warmed plots had been set to be $3^{\circ}C$ higher than the control plots using infrared lamps. Precipitation was manipulated to be 30% lower or higher than the control, using transparent panels and drip irrigation. Net photosynthetic rate, total chlorophyll content, seedling height, root collar diameter and biomass were measured from April, 2014 to April, 2015. The increase in new shoot biomass from warming was statistically significant, with the biomass in warmed plots about 2-fold higher than in the control plots in 2014 and 2015. This result might be related to advanced bud burst and increased occurrence of abnormal new shoots in warmed plots. Meanwhile, the results of net photosynthetic rate, total chlorophyll content, seedling height, root collar diameter and total biomass from warming and precipitation manipulation were not statistically significant, but tendencies of lower net photosynthetic rate and higher seedling height and biomass in warmed plots compared to the control were shown. Such might be speculated as results of the extended growth period. When root to shoot (R/S) ratio was calculated from the biomass data obtained in April 2014 and April 2015, increased R/S ratio was observed regardless of the treatments applied. Drought tolerance of P. densiflora and particularly low annual precipitation observed in 2014 were suggested as the possible reasons.

Maintenance Plan through the vegetation monitoring of artifical wetland (인공습지의 식생 모니터링을 통한 유지관리 방안)

  • Lee, Daewung;Kim, Jungwook;Hong, Seungjin;Jung, Juyoung;Kim, Hungsoo
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2015.05a
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    • pp.629-629
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    • 2015
  • 습지는 다양한 생태계가 형성되어있고, 토양과 물의 정화기능, 폭우방지 및 홍수 완화 등 인간이 살아가는데 중요한 역할을 하고 있다. 이처럼 중요한 기능을 제공하는 습지에 대한 관심이 증가하고 있지만 그에 따른 습지관리 방안에 대한 연구가 미흡한 실정이다. 특히, 습지 조성 후 유지관리 방안을 제시하기 위해서는 습지의 생태환경을 모니터링 하여 분석하는 것이 필요하다.이를 위해 본 연구에서는 비내섬(남한강), 옥포지구(낙동강), 세도지구(금강) 3개의 인공습지를 대상으로 생태환경에 대한 모니터링을 실시하였다. 모니터링 결과, 비내섬 습지는 천이초기단계에서 개척자식물이 유입되는 등 향후 천이도중상태의 이차초지로 천이될 것으로 판단되며, 옥포지구 습지는 안정된 천이과정을 보이고 있으나, 안정화 단계에 도달할 때 까지 지속적으로 변화될 것으로 판단된다. 세도지구 습지는 인위적 교란요인이 적기 때문에 미소입지별로 식생천이에 따라 다양한 식생이 형성될 것으로 판단된다. 본 연구의 결과 향후 봄, 여름이 추가된 사계절을 장기적으로 모니터링 하여 식물상 데이터를 구축할 수 있다면 더 정량적인 식성천이 분석을 할 수 있을 것으로 판단된다.

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