• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.28 no.2B
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• pp.215-224
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• 2008

The effect of streamflow considering future land use change and vegetation index information by climate change scenario was assessed using SLURP (Semi-distributed Land-Use Runoff Process) model. The model was calibrated and verified using 4 years (1999-2002) daily observed streamflow data for the upstream watershed ($260.4km^2$) of Gyeongan water level gauging station. By applying CA-Markov technique, the future land uses (2030, 2060, 2090) were predicted after test the comparison of 2004 Landsat land use and 2004 CA-Markov land use by 1996 and 2000 land use data. The future land use showed a tendency that the forest and paddy decreased while urban, grassland and bareground increased. The future vegetation indices (2030, 2060, 2090) were estimated by the equation of linear regression between monthly NDVI of NOAA AVHRR images and monthly mean temperature of 5 years (1998-2002). Using CCCma CGCM2 simulation result based on SRES A2 and B2 scenario (2030s, 2060s, 2090s) of IPCC and data were downscaled by Stochastic Spatio-Temporal Random Cascade Model (SST-RCM) technique, the model showed that the future runoff ratio was predicted from 13% to 34% while the runoff ratio of 1999-2002 was 59%. On the other hand, the impact on runoff ratio by land use change showed about 0.1% to 1% increase.

• Journal of Korean Society of Forest Science
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• v.87 no.3
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• pp.358-365
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• 1998

To offer the basic information for sustainable production of forest resources and conservation of the global environment, change in potential natural vegetation (PNV) associated with climate change due to doubling atmospheric carbon dioxide ($2{\times}CO_2$) was estimated with the global natural vegetation mapping system based an K${\ddot{o}}$ppen scheme. The system interpolates climate data spherically to each grid cell, determines the vegetation types onto the grid cell, and produces potential vegetation map and area on the globe and continents. The climate data consist of the current, ($1{\times}CO_2$) climate prior to AD 1958 observed at some 2,000 stations and the doubling ($2{\times}CO_2$) climate estimated from Meteorological Research Institute of Japan. The vegetation zone under the $2{\times}CO_2$ climate scenario expanded mainly toward the poles due to the rise in temperature. The changed PNV area on the globe amounts to 1/3 (4.91 billion (G) ha) of the total land area (15.04 Gha). Kappa statistic for judging agreement between the patterns of vegetation distribution under $1{\times}CO_2$ climate and $2{\times}CO_2$ climates shows good agreement (0.63) for the globe as a whole. The most stable areas are desert and ice. The potential forest area (PFA) was estimated at 6.82 Gha of the land area in $2{\times}CO_2$ climate scenario. In terms of continental changes in PFA, North America and Asis are increased under the $2{\times}CO_2$ climate. However, the potential forest arms of the other continents are decreased by the climate. Europe has no change in the PFA. Especially, the expansion of desert area in Oceania would be accelerated by the $2{\times}CO_2$ climate.

• Proceedings of the Korean Quaternary Association Conference
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• 2006.11a
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• pp.23-25
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• 2006

제4기 만빙기에서 후빙기 사이의 기후변화는 인류문명에 있어 정착생활 및 농경활동과 더불어 잉여생산물 저장을 위한 토기제작 등과 같은 생활상의 변화를 가져 온 계기가 되었다(F.M. Chambers, 1993; Guoyu Ren, 1998; Mori Y, 2002; Martin Bell et al., 2004). 식물화석, 화분, 식물규소체 등의 대리자료(proxy data)를 이용하여 이시기의 식생환경을 밝히는 것은 고생태복원분야 뿐 아니라 당시의 환경변수들 을 추정하여 인간활동에 어떠한 영향을 미쳤는지에 대한 중요한 정보를 제공해준다. 그러나 홀로세 초기 환경은 인간에게 지대한 영향을 미쳤으나 후기로 올수록 인간 스스로가 환경을 변화시키는 주체가 되었다(Martin Bell et al., 2004). Meyer&Turner(1994)는 인간활동이 자연적인 영향보다 생물구에 시계열적인 변화를 가져왔다고 하였으며, R.B Singh(1995)는 현재뿐 아니라 과거까지 다양한 인위 적인 간섭이 전지구적인 환경변화를 야기 시키는 주된 원인이라고 하였다. 따라서 환경을 복원한다는 것은 바로 그 지역을 생활 터전으로 삼았던 당시 선사인들의 생활상을 간접적으로 들여다 볼 수 있는 기회를 제공해준다. 현재까지 국내 고고학 유적지에서 이루어진 대부분의 발굴조사는 유물과 유구를 토대로 당시 선사인의 생활상을 밝히는데 중점을 두었으나 최근 인간과 영향을 주고 받았을 환경에 관심을 갖고 이를 통해 역으로 인간활동을 추적하려는 다수의 연구들이 제4기학, 고고학, 지리학, 인류학, 생물학, 농학, 기후학 등 다양한 분야에서 학제간 연구로 진행되고 있다(황상일 등, 1999; 조현종, 2000; 김주용 등, 2002; 최정민, 2004; 윤순옥 등, 2005). 그러나 이러한 연구에 있어서 어떠한 대리자료(proxy data)를 어떻게 고고학 유적지에 적절하게 적용시킬 것인지 대리자료의 조성변화나 값의 해석에 있어서 기후인자와 인간영향을 어떻게 분리해 낼 것인지에 대한 문제점이 남는다. 예를 들어 화분분석의 경우 1차적인 환경변화에 따른 식생조성변화를 반영한다. 인간이 활발한 농경활동을 하게 되면서 주변식생을 제거하게 되고, 제거된 나대지에는 재배작물과 잡초들이 자라게 된다. 그리고 이들 화분은 주변 소택지에 퇴적물과 함께 퇴적되어 화분분석 결과 벼과(科)(Gramineae)와 문화지표수종이라 부르는 여뀌속(屬)(Persicaria), 국화과(科)(Composite), 쑥속(屬)(Artemisia), 쐐기풀속(屬)(Urtica) 등의 화분에 있어 확연한 조성변화를 보여준다. 그러나 화분을 이용한 분석은 토탄층이나 유기질 퇴적물이라는 한정된 토양에서만 분석이 가능하며, 조성변화에 있어서 역시 기후와 인간활동의 영향 모두를 반영하기 때문에 이를 구분해 주는 명확한 기준이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 이러한 다양한 대리자료 중 고고학 유적지에 적용 가능한 동식물 화석 및 미화석, 지리, 지질학적 자료에 어떠한 것들을 적용할 수 있는지를 살피고, 몇 가지 대리자료를 중심으로 선사인의 농경활동에 대해 살펴보고자 한다.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.30 no.2B
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• pp.107-120
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• 2010

The effect of potential future climate change on the inflow of agricultural reservoir and its impact to downstream streamflow by reservoir operation for paddy irrigation water was assessed using the SLURP (semi-distributed land use-based runoff process), a physically based hydrological model. The fundamental input data (elevation, meteorological data, land use, soil, vegetation) was collected to calibrate and validate of the SLURP model for a 366.5 $km^2$ watershed including two agricultural reservoirs (Geumgwang and Gosam) located in Anseongcheon watershed. Then, the CCCma CGCM2 data by SRES (special report on emissions scenarios) A2 and B2 scenarios of the IPCC (intergovernmental panel on climate change) was used to assess the future potential climate change. The future weather data for the year, m ms, m5ms and 2amms was downscaled by Change Factor method through bias-correction using 3m years (1977-2006) weather data of 3 meteorological stations of the watershed. In addition, the future land uses were predicted by modified CA (cellular automata)-Markov technique using the time series land use data fromFactosat images. Also the future vegetation cover information was predicted and considered by the linear regression between monthly NDVI (normalized difference vegetation index) from NOAA AVHRR images and monthly mean temperature using eight years (1998-2006) data.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2018.05a
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• pp.357-357
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• 2018

기후변화의 영향으로 기온과 강수량의 증가가 나타나고 있으며, 이러한 변화는 수문 순환 및 강우-유출의 변화로 인해 하천의 수질에도 영향을 미치게 된다. 수질 오염원 중 배출원의 형태가 명확하지 않은 비점오염원은 강우의 유출과 함께 발생하는 특징을 띤다. 비점오염원은 지표면에 존재하던 오염 물질이 지표면에서 유출이 발생함에 따라 하천으로 유입되는 오염물이다. 이에 따라 강우량에 비례하는 특성을 띠며 점 오염원과 달리 변동 폭이 크다. 대표적인 비점오염물로 알려진 질소, 인과 같은 영양물질은 하천으로 유입 시 부영양화를 야기하는 물질로 우리나라와 같이 계절별 강수량의 차이가 큰 환경에서 비점오염물의 지속적인 관리는 필수적이라 할 수 있다. 비점오염원은 오염원을 특정할 수 없기 때문에 하천으로의 유입을 최소화하는 최적관리기법(Best Management Practices)을 통해 관리한다. 국내외에서 가장 널리 이용되는 비점오염원 최적관리기법은 식생형 시설로, 나지에 식물체를 파종함으로써 토양의 유실을 방지하여 비점오염물의 하천 유입을 저감시키고, 자연경관으로써 기능한다. 미래 수자원의 효과적인 이용을 위해서는 기후변화에 따른 수문 변화, 그로 인한 수질 변화 특성을 파악하는 것은 매우 중요하다. 이에 본 연구에서는 기후변화 시나리오를 통해 기온, 강수, 습도와 같은 기후 조건의 변화를 고려하여 예측되는 비점오염물의 유출 저감 대책의 영향을 분석하고자 한다. 이 때, 기후변화 시나리오는 그 자체로 불확실성을 포함하는 자료이기 때문에 특정 시나리오를 분석하기 보다는 기후변화 진행 정도에 따른 비점오염물 유출을 산정하고 저감 대책의 영향을 분석한다. 연구를 수행하기 위해 장기간의 강우-유출 특성의 모의가 가능하고 저감 대책을 제공하는 SWAT 모형을 이용한다. SWAT 모형에서는 여러 최적관리기법을 제공하는데, 가장 널리 이용되는 것이 식생형 시설인 것에 기초하여 적용할 저감 대책으로 계단식 산비탈(Terracing)을 선정하였다. 저감 대책의 적용으로 비점오염물질이 적게는 약 30%에서 많게는 60%까지 변화하며 매우 효율적으로 저감되는 것이 확인되었다. 저감 시설의 적용을 통해 총 량 뿐만 아니라 시간에 따른 비점오염물 유출의 변동성 또한 감소시킬 수 있음이 확인되었다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.198-198
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• 2022

최근 도시화에 따른 토지 피복 변화와 열섬현상 등의 원인으로 상승하는 도시의 기온이 식물 계절에 미치는 영향에 관한 연구들이 다수 진행되고 있다. 본 연구는 수도권인 서울과 경기도 지역을 대상으로 도시 내 열섬현상으로 인한 기온 상승과 도시 지역 내 식생 생장기간 변화의 관계성을 분석하였다. 식물계절 모니터링에 사용한 개량식생지수(Enhanced Vegetation Index, EVI)는 Google Earth Engine (GEE)에서 제공하는 30 m 해상도의 2000-2021년 NASA-USGS Landsat 위성(TM5, ETM+7, OLI8)의 지표면 반사율(surface reflectance, SR) 자료에서 도출하여 생장기간 산정에 사용하였다. 또한 PRISM (Parameter-elevation Regressions on Independent Slopes Model)을 각 기상관측지점의 일별 지상 기온 자료에 적용하여 30 m 해상도로 생성한 격자형 지표면 온도의 공간적 패턴을 분석하였다. 연구 지역 내 도시화 정도(magnitude)를 도심으로부터의 거리와 환경부 토지피복도 및 인구 밀도를 종합하여 특정하였고, 최종적으로 기후변화 및 도시화 정도와 생장기간 변화의 특징을 분석하였다. 비선형 로지스틱 회귀를 사용하여 EVI 데이터를 종합하여 분석한 결과, 수도권 지역에서 전반적으로 식물계절 개엽일(Start of Season)은 앞당겨지며 낙엽일(End of Season, EOS)은 늦춰져 생장기간(Length of Growing Season, LOS)이 길어짐을 발견하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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• pp.290-290
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• 2021

급격한 도시화 및 기후변화로 인한 물순환체계가 왜곡됨에 따라 자연수재해 피해가 급증하고 있어 대응방안으로 저영향개발(Low Impact Development, LID) 기법이 대두되고 있다. LID 요소 기술 중 하나인 식생저류지는 도시 유역내에서 발생하는 유출수를 저류 및 침투하여 우수유출수와 비점오염원으로 인한 오염저감 효과를 지니고 있는 LID 요소이다. 본 연구에서는 식생저류지의 우수유출수의 정량적 저감효과를 분석하기 위해 수문해석 프로그램인 K-LIDM(Korea Low Impact Development Model)을 이용하여 유역 내 식생저류지 배열과 저류용량에 따른 유출저감 효과를 분석하였다. 강우시나리오는 부산지점의 10년, 30년 발생빈도에 대하여 60분, 120분, 180분 확률강우시나리오를 선정하여 적용하였다. 모델링 분석결과 식생저류지 배치에 따라 5 ~ 15 % 이상의 유출저감효과가 산정되었으며, 식생저류지 저류용량에 따라 20 % 이상의 유출저감 효과가 산정되었다. 첨두유출 도달시간은 1.13 ~ 1.86배를 지연하는 결과가 산정되었다. 결과를 통해 식생저류지의 배열과 저류용량에 따라 유출량 저감효과와 첨두유출 도달시간에 영향을 미침을 알 수 있었다. 추후에 다른 매개변수인 식생저류지의 저류깊이, 지반의 침투능 및 유출부의 직경 등 여러 매개변수들을 고려한 연구를 수행한다면 식생저류지의 정량적 물순환 평가가 수행될것으로 사료된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.411-411
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• 2023

미래 대기 이산화탄소 농도가 증가함에 따라 강수 등 기후의 변화하고, 이는 유출량을 포함한 수문 순환 뿐 아니라 지면 식생 생장에 영향을 줄 것으로 예상된다. 이에 본 연구에서는 미래 CO2 증가에 따른 식생의 변화와 이로 인한 지표 유출량의 변화에 대해 이해하고자 한다. Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) 6차 평가보고서에서 제시한 표준 온실가스 경로 중 탄소 모듈이 포함된 Coupled Model Intercomparison Project phase 6 biogeochemistry (CMIP6-BGC) 모델과 탄소 모듈이 포함안된 CMIP6 모델 결과를 활용하였다. 공통 사회경제경로 시나리오(Shared Socio-economic Pathway; SSP) 중 고탄소 시나리오인 SSP585에 따른 모델 결과물을 활용하였다. 표면 유출량 자료에 과거 기간 임계수준 방법을 (Threshold Level Method) 적용하여 동아시아 지역 극한 건조 및 습윤 상태의 빈도와 강도를 CMIP6-BGC와 CMIP6에 대해 평가하였다. CMIP6-BGC 경우, 건조 및 습윤 상태의 빈도는 각각 6.17%, 5.03% , CMIP6 경우 각각 9.29%, 6.70% 으로 예측되어, CMIP6-BGC가 CMIP6 보다 극한 상태를 과소평가하는 경향을 보였다. 또한, 잎 면적 지수(Leaf Area Index; LAI), 증산량 등의 변수를 분석하여, 기 도출된 CMIP6-BGC와 CMIP6 간의 극한 건조 및 습윤 상태 예측의 차이가 발생한 메카니즘을 이해하고자 하였다.

• Journal of the Korean Geographical Society
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• v.46 no.4
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• pp.414-425
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• 2011

The aim of this research is to infer paleovegetation and paleoclimate in the Hwajeon archeological site of Gwangju city during mid-Holocene through the analysis of pollen, waterlogged woods, and sediments. Between 8200 ~ 6800 years ago, relatively dry climate resulted in a weakened dominance of oak and high diversity of tree genus. During the Holocene climatic optimum period (6800 ~ 5900 years ago), oak forests expanded while wetland areas diminished as warm/humid climate intensified. Between 5900 ~ 4700 years ago, the entire forest area as well as oak climax forests was reduced due to a relatively cool/dry climate. However at the end of this period, oak forests expanded since a favorable climate condition temporarily resumed. Lastly, between 4700 ~ 3300 years ago, oaks dominated but alders were weakened. The density of forest was low because of a relatively dry climate in this period.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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• pp.395-395
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• 2021

우리나라에서는 최근 이상기후로 인해 평균 기온이 높아지고, 여름철에 집중된 강우 특성으로 인하여 하천의 하도와 하도내 식생영향에 따른 수위-유량관계곡선식의 변동성이 높아지고 있다. 하도 내 식생과 하천의 흐름은 서로 영향을 주기 때문에 하도내 식생은 하천 흐름 특성에 핵심적인 요소로 볼 수 있다. 하도의 변동성은 단면 측량 등으로 확인 할 수 있으나, 하도내 식생은 주변 환경에 따라 매년 다르게 나타나기 때문에 이에 대한 모니터링이 필수적이다. 본 연구에서는 만경강 유역에 위치한 전주시(서천교)관측소를 대상으로 2017년~2018년, 2020년의 하도 내 수중식생과 하안 영역의 식생 성장과 소멸 및 식생사주의 모니터링 결과를 바탕으로 수위-유량관계 변화를 분석하였다. 2017년은 하도 내 식생의 성장과 소멸에 따라 저수위 구간에서 다수의 기간분리가 발생하였으며, 중수위 구간은 기간분리가 발생하지 않은 것으로 분석되었다. 2018년과 2020년은 하도 내 수중식생의 성장과 소멸로 인항 저수위 기간분리 이외의 하안영역의 식생 성장과 소멸에 따른 통수능 변동으로 인하여 중수위 기간분리가 추가로 발생하였고, 식생사주에 대한 지속적인 모니터링을 통하여 중수위 구간분리를 추가 검토하였다. 결과적으로 본 연구에서는 하도 내의 식생영향에 따른 유량측정성과를 확보하였으며 확보한 유량측정성 통한 신뢰도 높은 수위-유량관계곡선식을 개발하였고 이를 통해 생산된 유량자료는 정확도가 매우 높은 것으로 분석되었다.