• 한국환경생태학회지
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• 제26권4호
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• pp.498-511
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• 2012

산지습지는 멸종위기야생동식물 II 급인 끈끈이주걱과 지표종인 이삭귀개, 잠자리난초, 물매화, 진퍼리새 등이 분포하여 중요성은 높으나, 자연적 또는 인위적인 과정에 의해 건조화가 빠르게 진행되고 있어 시급한 관리가 필요한 실정이다. 본 연구는 정확한 자연생태계 현황 및 건조화 진행 실태를 파악하여 습지생태계 보존대책과 건조화 관리 방안을 제시하고자 한다. 화엄늪은 경사도 $10^{\circ}$ 미만(86.1%), 해발 750~810m(87.4%)로 산지습지의 적지라고 할 수 있으나 하부에 깊이 1.6m, 폭 0.8m인 수로가 형성되어 이탄층 유실, 수위저하 등으로 인한 건조화 진행이 우려되었다. 습지보호지역 내 식생은 진퍼리새 등 습윤지성 식생이 분포하는 면적이 6.7%로 협소한 반면, 참억새, 미역줄나무 등 산림성 목본 및 건조지성 초본이 우점하여 방치시 숲생태계로의 천이가 예상된다. 건조화를 예방하고 양호한 생태계의 지속적인 보존을 위해 식생의 생태적 특성을 고려한 보존 및 관리지역 설정, 습지보호를 위해 천이에 영향을 미치는 주연부 식생 관리, 핵심지역 보호를 위한 완충지역 설정을 제안하였다. 관리에 있어서는 습지훼손 요인관리를 위하여 수계로의 과도한 지하수 유출 억제를 통한 물고임 습지 안정화와 산지습지 지표종에 대한 보호 및 관리식물 지정, 습지의 산림화를 유발 촉진할 수 있는 건조지성 수목을 관리해야 할 것이다.

• 대한환경공학회지
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• 제22권1호
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• pp.33-42
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• 2000

중금속은 토양 내에서 비보존성 화학물질로 작용하므로 흡착에 의해 지연효과가 발생할 수 있고 흡착은 pH에 영향을 받는다고 보고된 바 있다. 그러므로 토양 및 지하수 오염을 예방하고 복구하기 위해서는 다양한 pH조건에서 중금속의 이동형태를 파악하는 것이 중요한 연구과제가 된다. 본 연구에서는 사질토양에서 pH에 따른 중금속의 이동특성을 연구하기 위하여 배치실험과 주상실험올 수행하였다. 배치실험의 경우 초기농도별로 11가지의 $ZnCl_2$ 40 mL 용액과 사질토양 10g을 교반기에서 72시간 반응시켜 평형상태에 도달하게 한 후 용액을 채취하여 Zn, Ca, Mg의 세 가지 양이온을 ICP-AES로 분석하였다. 주상실험은 3가지 pH조건 (7.7, 5.8, 4.1)에서 10 g/L의 KCl과 $ZnCl_2$를 추적자로 사용하여 순간주입 (pulse injection) 형태로 토양시료 상부에 투입한 후 Time Domain Reflectometry (TDR)를 사용하여 10 cm 깊이에서 잔존수농도를, EC-meter와 ICP분석을 통하여 20 cm 깊이의 하부 경계면에서 침출수농도를 분석하였다. 배치실험 결과, Zn은 Ca, Mg와 이온교환의 형태로 흡착이 발생하였고 등온 흡착방정식의 각 모델 (Linear, Freundlich, Langmuir)별로 최저 1.2에서 최고 614.1의 지연계수를 나타냈다. 주상실험에서도 모든 pH조건에서 Zn이온이 이온교환을 하여 흡착이 발생하였으나, 잔존수와 침출수 형태의 파과곡선 모두에서 Zn이용의 첨두농도 도달시간이 K이온과 일치하여 지연효과는 발생하지 않은 것으로 나타났다. 이는 정상류 상태로 부과한 낮은 배경농도의 용탈수내에 Zn보다 강한 이온교환능을 가지는 원소가 존재하지 않아 Zn의 탈착이 발생하지 않았기 때문이다. pH가 낮을수록 Zn는 용액내 수소이온 ($H^+$)의 증가로 치환능이 감소하여 첨두농도가 높게 나타났고, 상대적으로 치환되는 Ca, Mg의 양은 줄어들었다. 따라서 본 연구에 적용된 배치실험과 주상실험의 조건하에서는 Zn이온이 이온교환반응에 의한 흡착이 발생하였으나 지연효과는 발생하지 않았고 가장 낮은 pH에서 첨두농도가 최고 12.7배까지 증가하였다.

• 한국토양비료학회지
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• 제32권4호
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• pp.383-397
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• 1999

오염토양을 효과적으로 진단하고 경제적인 복원을 위해서는 오염토양의 오염원인, 오염정도, 주변 환경이나 인축에 대한 피해발생 유무, 오염물의 이동경로 등을 올바르게 평가하는 것이 대단히 중요하다. 이를 위해서는 오염토양과 토양내 가스, 주변 지하수 및 지표수, 침전물 등의 효율적 시료채취와 정확한 분석이 필수적이라 할 수 있다. 오염지역 토양의 오염도평가를 표준화하고 처리효율성을 높이기 위해서는 전문처리요원이 토양의 오염도와 위험성을 정확하게 판단 할 수 있도록 단순하면서도 경제적인 연속시험법을 필요로 한다. 이것은 오염토양의 조사와 복원시간 및 전치적일 기술의 진보를 가져오는데 상당한 시간절약을 꾀할 수 있다. 특히 효과적인 현장평가를 위해서는 오염특성을 포함한 많은 관련 요인들에 대한 표준화된 기준하에서 오염의 형태와 정도를 결정하는 것이 중요하다. 현장평가를 위한 일반적인 절차는 작업계획과 토양조사수준에 따라 Phase I, II, III의 단계적 방법으로 구성되어 있다. Phase I은 토양의 과거용도 및 오염물의 유입경로를 기초로 하여 현장의 환경여건을 파악하는 단계이다. Phase I에서 잠재적 오염물질에 의해 오염된 것이 확인되면 Phase II에서는 오염물의 존재여부와 존재정도를 파악하는 단계로 시료의 채취 및 분석과정이 여기에 포함된다. Phase III는 Phase I과 II의 결과를 바탕으로 오염토양을 복원하는 단계이다. 여기서 평가기준이 지역 특이적인 것인지 적당한 것인지를 결정하는 중요한 요인은 (1) 시료채취의 공간분포도와 지역의 크기, (2) 취해진 시료의 수, (3) 시료채취 방법, 그리고 (4) 자료를 분석요령 등이다. 선택된 분석방법이 추천할만한 것일지라도 정량방법의 선택여부는 현장조사방법에 대한 훈련이나 조사경험을 가진 사용자에 의해 결정되는 것이 바람직할 것이다.

• 한국토양비료학회지
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• 제44권5호
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• pp.717-721
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• 2011

시설재배지는 주로 논토양에 설치되는데 밭작물을 재배하기 때문에 재배적지를 잘 선정하는 것이 무엇보다 중요하다. 시설재배지를 연작할 경우 염농도 (EC)의 상승, 양분불균형, 병충해 증가로 농산물의 품질이나 수량이 떨어지기 때문에 종합적인 토양관리를 해야 할 필요성이 있다. 이러한 재배지에서 오이의 수량 확보와 고품질 농산물을 생산하기 위해서는 종합적인 토양개량이 필요하다. 고품질 오이생산기술을 개발하기 위하여 적지선정, 토양비옥도, 환경관리, 병충해경감, 비료흡수의 경시적 변화 등을 검토하였고, 오이의 뿌리조사 및 수량과 경제성 분석을 수행하여 얻은 결과는 다음과 같다. 시설오이재배적지는 하성평탄지 및 곡간지이고, 배수는 약간양호 내지 약간불량이며, 토성은 사양질, 유효토심은 100 cm내외, 침수로 부터는 안전한 지대이어야 하고, 햇빛이 잘 들고 지하수가 풍부한 지역이 좋다. 시설 내 환경관리 중 온도는 3단계로 조절하는데 주간은 $22{\sim}28^{\circ}C$, 밤 12시까지는 $14{\sim}15^{\circ}C$, 밤 12시부터 해뜨기 직전 $10{\sim}12^{\circ}C$로 유지하며, 수분관리는 영양생장기에는 0~15%로 낮게 유지하고, 생식생장기에는 15~20%로 조절하여야 다수확과 고품질의 오이를 생산할 수 있다. 시설 연작장해지의 염농도 저감은 옥수수와 같은 청예작물을 재배하고, 뿌리혹선충방제는 토양열소독으로 방제하면 고품질의 오이를 재배할 수 있다. 시설오이수량 및 경제적분석결과 종합개량처리구는 158.0 Mg이고 연작장해지는 $140.3kg\;Mg^{-1}$ 이었다. 소득은 종합개량구가 215,676 천원, 연작장해지는 131,649 천원 $ha^{-1}$으로 소득율이 각각 51.8, 38.4% 이었다.

• 생태와환경
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• 제54권1호
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• pp.49-60
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• 2021

이 연구는 지속가능한 수자원 이용 및 관리대책을 수립하는 데에 필요한 수문학적 자료를 제공할 목적으로 2017~2020년 홍수기 (6~9월)에 발생한 총 59회의 강우사상에 대한 강우-유출 특성을 파악하였다. 그 결과, 강우량은 5.0~400.8 mm, 유출고는 0.1~176.5 mm, 유출률은 0.1~242.9%의 범위로 나타났다. 그리고 유출수문곡선에서 직접유출과 기저유출을 분리한 결과, 홍수기의 총 유출일 대비 기저유출(139.3일)이 직접유출(78.3일)보다 유출기간이 길었지만, 총 유출고에 대한 기여도는 직접유출 (54.2%)이 기저유출 (45.8%)보다 높게 나타났다. 또한, 유출에 영향을 미치는 강우조건을 분석한 결과, 직접유출과 기저유출의 유출고 및 첨두유출고에 높은 유의성(p<0.05)을 보이는 강우조건은 강우량과 강우지속시간으로 나타났다. 특히, 유출고와 첨두유출고의 강우량은 각각 5.0~200.4, 10.5~110.5 mm의 범위에서는 기저유출이 우세한 강우사상이 나타났지만, 유출고와 첨두유출고의 강우량이 각각 267.4~400.8, 169.0~400.8 mm의 범위에서는 직접유출이 우세한 강우사상이 나타났다. 앞으로 극한 기후현상에 따른 물 부족이 심화할 것으로 예상되는 가운데, 산지계류의 직접유출 및 기저유출에 대한 장기적이고도 지속적인 분석이 이루어진다면 지표수-지하수의 이용 및 관리 측면에서의 활용과 자료의 신뢰성을 높일 수 있을 것으로 판단된다.

• 광물과 암석
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• 제35권3호
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• pp.313-331
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• 2022

무기 자연 수소(H₂)는 천연가스의 주요 구성성분이지만, 청정 및 재생 가능한 에너지로써 글로벌 에너지 분야에서 그 중요성이 다소 과소평가되고 있다. 이 논문은 우리가 과거에 생각했던 것보다 훨씬 광범위한 환경에서 무기 자연 수소가 대륙 암석권에서 대량 생성된다는 최근 논문들을 바탕으로 자연 수소의 발생 기작과 이와 관련된 다양한 지질학적 특징들을 검토하였다. 지금까지 확인된 자연 수소의 주요 근원암은 (1) 초고철질암, (2) 철(Fe²⁺)이 풍부한 암석으로 구성된 강괴, (3) 우라늄이 풍부한 암석이다. 이 암석들은 선캄브리아 시대 결정질 기반암 그리고 중앙 해령과 대륙기반의 오피올라이트(ophiolite), 페리도타이트(peridotite) 암체에서 사문암화된 초고철질암과 밀접하게 관련된다(Zgonnik, 2020). 이 근원암들에서 자연 수소를 생성하는 무기적 작용은 (a) 광물(예, 감람석)의 Fe²⁺이 산화되는 동안 물의 환원, (b) 방사성 붕괴로 인한 수전해, (c) 규산염 암석의 기계적 파괴(예, 단층) 동안 물과 표면 라디칼의 반응 등이며, 자연 수소는 자유 기체(51%), 다양한 광물 내의 유체포유물(29%), 지하수의 용존기체(20%) 형태로 발견된다(Zgonnik, 2020). 우리나라의 경우 아직 자연 수소 연구가 수행되지는 않았지만, 경상분지 내 무기 자연 수소의 생성과 부존 가능성은 두꺼운 퇴적분지 내에서 초고철질암, 층간 현무암층과 철/구리 부화대 존재, 그리고 페름기-제3기 동안 능동적 대륙 연변부에서 여러 번의 화성활동 등을 포함한 지질학적/지구화학적 특성을 고려하면 상당히 높은 것으로 평가된다. 최근 지질 기원의 자연 수소를 연구/탐사하는 국외 학자들과 산업체들은 가까운 미래에 자연 수소가 깨끗하고 재생 가능한 획기적인 에너지원 역할을 할 것으로 전망하고 있다. 따라서 우리나라에서 자연 수소의 경제적 활용을 위한 부존지 발견 여부와 상관없이 지하의 암석-유체 상호작용에 관한 통합 연구를 통해 아직 밝혀지지 않은 자연 수소의 성인과 탐사는 차세대 핵심 연구임이 분명하다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제56권9호
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• pp.543-551
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• 2023

눈은 기후계와 지표면 에너지 평형에 영향을 끼치는 필수 기후 인자이며, 겨울 동안 저장한 고체 형태의 물을 봄에 유출, 지하수 함양 등에 제공하여 물 평형에도 결정적인 역할을 한다. 본 연구에서는 Local Data Assimilation and Prediction System (LDAPS), Modern.-Era Retrospective Analysis for Research and Applications, version 2 (MERRA-2), ERA5-Land 적설심 자료의 통계 분석을 통해 남한에서의 활용 가능성을 평가하였다. 기상청에서 제공하는 Automated Synoptic Observing System (ASOS) 지상관측자료와 재분석자료간의 통계분석 결과, LDAPS와 ERA5-Land의 상관계수가 0.69 이상으로 상관성이 높게 나타났으나 LDAPS는 RMSE가 0.79 m로 오차가 크게 나타났다. MERRA-2의 경우 일부 기간 동안 일정한 값이 연속적으로 산출되어 자료간 증감 추이를 적절하게 모의하지 못하였기에 상관계수가 0.17로 상관성이 낮게 나타났다. LDAPS와 ASOS의 지점별 통계분석 결과 상대적으로 평균 강설량이 높게 나타나는 강원도 인근에서 성능이 높게 나타났으며, 평균 강설량이 낮게 나타나는 남부 지역에서 성능이 낮게 나타났다. 마지막으로, triple collocation (TC)를 통해 본 연구에서 활용된 4개의 독립적인 적설심자료 간의 오차 분산을 산정하였으며, 나아가 가중치 산정을 통해 융합된 적설심 자료를 생산하였다. 재분석자료는 LDAPS, MERRA-2, ERA5-Land 순으로 오차 분산이 높게 나타났으며, LDAPS의 경우 오차 분산이 높게 산정되어 가중치가 낮게 산정되었다. 또한, ERA5-Land 적설심 자료의 공간 분포가 변동성이 적게 나타나, TC로 융합된 적설심 자료는 저해상도 영상인 MERRA-2와 유사한 공간 분포가 나타났다. 자료의 상관성, 오차, 불확실성을 고려하였을 때, ERA5-Land 자료가 남한을 대상으로 적설 관련 분석을 하기 적합한 것으로 판단된다. 또한, 타 자료와 경향성은 높게 나타나나 과대 산정되는 경향이 있는 LDAPS 자료를 대상으로 적절한 보정이 수행될 시, 지역 및 기후적 다양성을 높은 해상도로 표출할 수 있는 LDAPS 자료를 적극적으로 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 자원환경지질
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• 제56권6호
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• pp.715-728
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• 2023

익룡 발자국의 개체 및 밀집도 측면에서 세계 최대 규모로 알려진 진주 충무공동 익룡·새·공룡발자국 화석산지는 2011년 천연기념물로 지정된 이래, 2018년 일부 화석층을 현장 보존하기 위해 보호각을 설치하였다. 이 중 제2보호각에 관리중인 화석층은 기 보고된 발자국 중 약 17%에 달하는 익룡·수각류·조각류 발자국(총 679개)이 단일 층준에서 발견되어 학술적 가치가 크지만 물리적, 화학적 손상이 지속적으로 발생하여 발자국의 관찰에 어려움이 있다. 특히 화석층 표면을 피복하는 유백색 오염물은 석고와 대기오염물로 구성된 복합체의 누적현상에서 기인한다. 오염물을 구성하는 석고는 화석층 하부층준에서 기원한 칼슘과 잔디의 생육활동으로 공급되는 황이 보호각 후방의 잔디가 식재된 토양층에서 집수된 지하수에 의해 용출되고, 보호각의 일대의 수분 순환 과정에서 화석층 표면에 증발잔류하며 결정화된다. 또 다른 오염물 구성체인 화분·광물 등은 분진 배출이 어려운 보호각 갤러리창을 통해 풍성으로 유입된다. 따라서 상이한 기원을 가진 두 오염물로부터 화석층을 보존하기 위해서는 보호각의 수분 및 대기 순환 제어와 지속적인 오염물 제거가 필요하다. 분진상의 석고와 대기 오염물은 스팀 세정법으로 충분한 제거 효과가 있으며, 암회색 셰일인 화석층은 레이저 흡수능이 커 흔적화석과 퇴적구조의 물리적 손실을 동반하는 레이저 세정법은 가급적 지양하는 것이 바람직하다.

• 지질공학
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• 제29권1호
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• pp.51-68
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• 2019

국내에서는 바닷가 주변의 상가나 수협 등의 활어 위판장 등에 많은 양의 해수가 사용되고 있다. 이러한 해수는 기상악화나 태풍 등에 의해 관련시설이 수시로 파손되고 조기 폐색되어 시간적, 경제적 비용이 많이 소요되고 있는 실정이다. 또한 오염된 해수가 그대로 유입되는 경우가 많아 환경적인 문제를 야기하기도 한다. 본 연구는 직접적인 해수취수의 대안으로 이중필터취수정을 적용한 해변여과 방식의 해수취수 적용성을 평가하고자 수행하였다. 본 연구에서는 토층으로 이루어진 해변의 자유면대수층에서 필터조건을 달리하여 실규모의 이중필터취수정과 단일필터취수정을 각각 설치하고 설치된 우물에서 단계 및 연속대수성시험을 실시하여 필터재 조건에 따른 투수특성 및 적정양수량을 평가하였다. 단계대수성시험 분석결과 이중필터 취수정에서 우물 개량의 정도가 양호하여 단일필터 대비 110.3%의 투수계수 상승효과가 발생하는 것으로 분석되었다. 동일 양수량 대비 이중필터의 투수계수가 높게 나타나며, 이는 이중필터가 단일필터에 비해 투수성이 개선된 영향으로 판단된다. 연속대수성시험 분석결과 관측정 및 양수정을 이용한 투수계수 분석에서 이중필터취수정(SD1200)이 단일필터취수정(SS800)에 비해 높은 투수특성을 나타내는 것으로 평가되었으며, 이중필터가 단일필터 대비 평균 110.7%의 투수계수 상승효과가 발생하는 것으로 분석되었다. 수위강하량 분석을 통한 양수량 평가결과, 수위강하 2.0 m일 때 이중필터 취수정이 단일필터 취수정 대비 122.8% 양수량이 증대되는 것으로 분석되었으며, 비수위강하량을 이용하여 적정양수량을 산정한 결과 이중필터취수정이 단일필터취수정에 비해 136.0% 높은 양수량을 보이는 것으로 분석되었다. 또한 변곡점을 이용한 양수량 평가결과 이중필터가 단일필터에 비해 160.0% 높은 적정양수량을 보이는 것으로 분석되었다. 적정양수량의 경우 분석방법에 따라 단일필터 대비 122.8~160.0%의 개선효과가 있는 것으로 평가되었으며, 이를 평균한 단일필터 대비 이중필터의 양수량 개선율은 139.6%이다. 즉, 이중필터 설치만으로 일반적인 우물 대비 취수효율이 40% 정도 개선될 수 있음을 확인하였다. 변곡점을 이용한 이중필터취수정의 적정양수량은 2843.3 L/min로써 이중필터취수정 단일공의 일 해수취수량은 약 $4,100m^3/day$ (${\fallingdotseq}4094.3m^3/day$)에 달하는 것으로 평가되었다. 이와 같이 공당 다량의 취수가 가능하기 때문에 해수취수의 적용성이 높을 것으로 기대된다. 또한 이중필터취수정을 이용하여 해수취수를 수행하는 경우 기존에 문제시되었던 기상악화나 태풍 등에 의한 파손우려를 해소할 수 있으며, 해변의 모래층이 필터재 역할을 하여 오염정도를 개선하는 효과가 있을 것으로 기대된다. 따라서, 기존 해수취수기술에 대한 환경적인 문제 해결의 대안이 될 수 있고, 설치비용 및 파손등과 관련된 장기적인 유지관리비용 면에서도 유리하여 경제적 측면에서 그 적용성이 매우 높을 것으로 판단된다. 본 연구의 결과는 추후 수행예정인 이중필터취수정의 강변여과수 적용을 위한 현장실증시험의 기초자료로 활용될 예정이며, 그 결과를 종합하여 강변여과 및 해변여과기술과 관련된 우물의 설계 및 시공에 대한 표준화된 기준을 제시할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국산림과학회지
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• 제98권4호
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• pp.496-503
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• 2009

간척지는 높은 토양 염도와 지하수위로 인해 수목의 생육에 적합하지 않은 환경으로 알려져있다. 그러나 과거 농경지로 사용되던 간척지가 최근 들어 산업단지, 주거단지, 또는 공원으로 전환되면서 이 지역에 수목 식재의 필요성이 높아지고 있다. 본 연구는 농경지에서 다른 용도로 전환되는 지역 중 하나인 충남 서산 간척지에 도입할 수 있는 내염성 수종을 선택하기 위하여 수행되었다. 서로 다른 복토 재료(준설토, 준설토+산토)와 복토 높이(1.5 m, 2.0 m)를 이용하여 시험 포지를 조성한 후 8개 수종-소나무(Pinus densiflora), 곰솔(Pinus thunbergii), 메타세콰이어(Metasequoia glyptostroboides), 이팝나무(Chionanthus retusus), 산딸나무(Cornus kousa), 산벚나무(Prunus sargentii), 상수리나무(Quercus acutissima), 느티나무(Zelkova serrata)-의 묘목을 대상으로 2006년 4월에서 2008년 11월까지 매년 고사율과 수목 생장을 조사하였다. 3년간 묘목의 생존율은 수종 간 유의한 차이를 보였다(F=9.632, P<0.001). 산딸나무, 상수리나무, 산벚나무는 50% 이상의 상대적으로 높은 고사율을 보였으며, 해송, 메타세콰이어, 느티나무가 각각 3년 평균 고사율 6.4%, 2.3%, 24.7%로 상대적으로 생존율이 높았다. 묘목의 수고 생장 역시 수종간 유의한 차이를 보였다(F=4.749, P=0.002). 메타세콰이어와 느티나무가 절대생장과 식재 당시 대비 상대 생장 모두를 고려했을 때 상대적으로 높은 수고 생장을 보였다. 대부분의 수종들이 이식 다음해에는 낮은 생장을 보였으며, 이식 2년 후부터 생장이 회복되었다. 수종에 관계없이 복토 높이가 높을수록, 준설토보다는 산림토양을 복토하였을 때에 수목의 생존율과 생장이 높게 나타났다. 해송, 메타세콰이어, 느티나무가 타 수종에 비해 높은 생존율과 생장을 보여 이 지역에 상대적으로 적합한 수종으로 나타났으며, 이팝나무, 산딸나무와 산벚나무는 이 지역에서 적응력이 떨어지는 것으로 판단되었다.