• 대한교통학회지
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• 제20권3호
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• pp.149-158
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• 2002

동적 통행배정모형에서 주로 사용되는 링크 통행비용함수가 현실상황을 제대로 표현하지 못함에 따라, 최근 교통류의 특성을 현실적으로 묘사할 수 있는 여러 형태의 교통류모형(Traffic model)들이 제시되고 있다. 현재까지 개발된 모형들을 차량의 동적 움직임을 표현하는 가장 특징적인 요소인 교통류 전파(flow propagation) 과정에 따라 구분하면 교통량-통행시간(Flow-travel time)간의 관계를 명시적인 함수 형태로 사용하는 경우 (Functional approach)와 Cell transmission model이나 개별차량 또는 몇 개의 차량을 1개의 그룹으로 묶은 미시적인 패킷(package)에 기초한 시뮬레이션 형태로 표현하는 경우로(Non-functional approach) 나눌 수 있다. 그러나 함수형태의 비용함수는 여러 연구에서 실제 차량의 행태를 묘사하는 데에는 한계가 있음을 보여주고 있다. 따라서, 본 연구에서는 차량의 통행시간을 패킷기초의 시뮬레이션으로 묘사하는 기법을 개발하는 데, 수직형 대기행렬모형(Vertical queue model 또는 Point Queue model)으로 개발한다. 개발된 모형의 동적 교통류 표현능력을 검토하기 위하여 교통류의 전파를 시간 종속적으로 재현하는 시뮬레이션 부하기법(Simulation loading algorithm)을 개발하고 개발된 모형을 상용 프로그램과 비교한다. 본 연구에서는 교통류의 기본 변수인 교통량-속도-밀도간의 관계와 통행시간간의 관계를 살펴본다. 분석결과, 미시적모형에 비해 상대적으로 간단한 전파규칙(propagation rule)을 사용함에도 불구하고 현실적인 교통류에서 나타나는 중요한 특성들을 모두 확인할 수 있었다.FA비율에 있어서 D$_2$, D$_3$, D$_{6}$이 D$_1$에 비해 유의적으로 높게 나타났지만 D$_1$, D$_4$, D$_{5}$, D$_{7}$, 실험구간 그리고 D$_2$-D$_{7}$, 실험구간 사이에서는 각각 유의적인 차이가 없었다(P<0.05). DHA/EPA의 비율에 있어서 D$_{7}$이 유의적으로 높았으며, D$_{5}$가 유의적으로 낮았다(P<0.05). 상기의 결과를 토대로, 성장과 전어체내 지방산조성에 있어서 뱀장어 치어의 사료내 EPA와 DHA의 첨가효과 미약한 것으로 판단되며, 사료내 LNA (n-3)와 LA(n-6) HUFA을 각각 0.35%, 0.65% 첨가했을 때 WG, SGR, FE, PER이 가장 높았으나, 이전의 실험(Takeuchi, 1980)과 동일한 수준인 n-3와 n-6를 각각 0.5%씩 첨가한 실험구와는 유의적인 차이를 보이지 않았다. 이렇게 볼 때, 뱀장어 치어의 필수지방산은 LNA (n-3), LA (n-6)이고, 그 적정수준은 각각 0.35-0.5%, 0.5-0.65%임을 보여준다.George W, Bush)가 새로운 지도자로 취임하여 얼마 되지 않은 2001년 9월 11일 사상 초유로 본토에서 알 카에다 테러리스트 조직에 의해 공격받게 되었다. 뉴욕의 세계무역센터 빌딩 2개가 완전히 붕괴되고, 펜타곤에 민간 여객기가 충돌하여 많은 사람이 살상 당하고, 전체적으로 세계 80여 개국으로부터의 6천여 명이 살상되었다. 전 세계와 미국은

• 과학교육연구지
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• 제44권1호
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• pp.92-111
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• 2020

컴퓨팅 사고(computational thinking)는 2015 개정 과학교육과정 및 미국의 차세대 과학교육표준(NGSS)에서 새로운 탐구 기능 혹은 역량으로 제시되고 있다. 특히, 2014년부터 교육부가 소프트웨어 교육을 필수화함에 따라 컴퓨팅 사고에 관한 관심은 더욱 커지고 있다. 그러나 과학교육 분야에서 컴퓨팅 사고를 어떻게 접목할 것인가에 대한 논의는 아직 부족한 실정이다. 이에, 본 연구에서는 다양한 관련 분야의 문헌 분석을 통해 컴퓨팅 사고 요소들을 과학 탐구에 접목하는 방안을 마련하고자 하였다. 이를 위해 먼저 컴퓨팅 사고의 요소에 대한 여러 정의를 정리하였고, 이를 활용한 모형을 개발하기 위해 일반 문제해결 과정과 과학적 탐구과정들을 종합적으로 분석하였다. 마지막으로 컴퓨터 과학 분야에서 문제해결에 접목한 사례들과 비교하여 컴퓨팅 사고 기반 과학 탐구(CT-SI) 모형의 요소들을 정리하였다. 정리된 요소들을 이학 전문가들에게 제공하여 각 분야의 연구 과정과 컴퓨팅 사고 요소들을 접목하여 설명하게 한 후, 이를 기반으로 문제발견형 CT-SI 모형과 문제해결형 CT-SI 모형을 개발하였다. 개발된 두 모형은 이학 전문가들에 의해 모형의 단계가 각 분야의 연구에 활용 가능하다고 검토받았으며, '문제발견형'은 과학 연구 과정에서 정보를 선별하고 문제를 분석하는 과정과 이론적 연구에서 근거를 기반으로 하는 추론 연구 과정에 적합하다고 응답하였다. '문제해결형'은 과학의 일반적인 연구 과정 및 공학설계를 활용한 공학적 문제해결과정에 적합하다고 응답하였다. 또한, 현장 교사 2인에 의해 중고등학교 현장 탐구 수업에 적용 가능함을 확인하였다. 본 연구에서 개발된 모형은 다양한 과학 교과의 탐구 활동과 연계할 수 있으며 이를 통해 2015 개정 교육과정에서 제시하고 있는 '자료의 수집, 분석 및 해석', ' 수학적 사고와 컴퓨터 활용' 역량을 길러줄 수 있을 것이다.

• 한국식품위생안전성학회지
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• 제32권1호
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• pp.8-13
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• 2017

본 연구는 식중독 세균 등 유해미생물에 의한 농산물 오염을 예측하여 대응방안을 마련할 수 있도록 하는데 필요한 모의실험 computing platform을 개발하고자 수행되었다. 농산물 오염은 그 빈도가 매우 낮고, 발생패턴도 극히 불규칙하여 계량적 요소가 많지 않기 때문에 기존의 광범위하게 활용되는 수리모형(Mathematical Modeling)이나 확률통계모형(Probability Statistical Modeling)을 기반으로 한 예측모형은 개발이 어렵다. 이와는 달리 개체기반모형(Agent-based Model)은 목적지향적인 각 개체들이 내재된 특성에 따라 변화하는 환경에서 상황 의존적 또는 자율적 행동을 하였을 때 나타나는 결과를 바탕으로 앞으로의 변화를 예측하는 모형으로 각 개체들에 대한 간단한 행동규칙과 몇 개의 변수를 활용하여 직관적 분석 가능하기 때문에 농산물의 안전성에 영향을 미치는 여러 개체 (농작물, 오염원, 오염매개자)가 상호작용하는 메커니즘을 모의실험하는 경우에 유용하다. 본 연구에서는 Scala와 Java 프로그래밍 언어에 기반을 둔 개체기반모형 개발환경을 지원하는 전용 소프트웨어인 NetLogo를 이용하여 프로그램을 제작하였다. 개발된 모형은 가상의 엽채류 재배지역을 대상으로 가축 또는 야생동물이 출입할 수 있도록 하였고, 이들 동물이 배설하는 분변에 있는 장관유래 식중독 세균에 의해 토양 오염 또는 농작물 오염이 발생될 수 있도록 하였다. 이 오염은 시간이 지남에 따라 점차 소멸되지만 건전한 동물이 오염된 농작물을 섭취하는 경우 다시 동물의 장내로 들어가게 되어 보균 동물이 될 수 있도록 하였고, 역시 이 보균 동물이 배설하는 분변에 식중독 세균이 있도록 설정하였다. 가상 엽채류 재배환경에서 생존하는 식중독 세균은 파리와 같은 위생해충에 의해 다른 곳의 토양이나 농작물에 옮겨질 수 있게 하였다. 작물체는 60일 동안 생장하고, 동물은 개체군의 밀도 증감이 없으며, 파리는 시간이 지남에 따라 개체군 밀도가 변동될 수 있도록 하였다. 동물 개체수, 파리 개체수, 그리고 초기 오염 작물 개체수를 달리하면서 작물체의 미생물 오염을 시뮬레이션한 결과, 다른 요인들 보다는 동물 개체수가 작물체 오염에 가장 큰 영향을 주는 것으로 판단되었다.

• 한국식품위생안전성학회지
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• 제32권3호
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• pp.206-210
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• 2017

본 연구에서는 축산식품인 편육을 대상으로 황색포도상구균의 성장예측모델을 개발하였다. 편육에서 황색포도상구균의 성장패턴은 4, 10, 20, $37^{\circ}C$의 보관온도에서 측정되었으며, 황색포도상구균은 각각의 저장 온도에서 모두 증가하는 것으로 나타났다. 편육에 오염된 황색포도상구균의 생육결과를 토대로 Baranyi model을 이용하여 유도기(LPD)와 최대성장률(${\mu}_{max}$)을 산출한 결과, 유도기는 4, 10, 20, $37^{\circ}C$에서 212.81, 79.67, 3.12, 2.21 h으로 온도에 반비례한 것으로 나타났고 최대성장률은 같은 보관온도에서 0.004, 0.009, 0.130, 0.568 log CFU/g/h으로 온도에 비례한 것으로 조사되었다. 2차 모델은 ${\mu}_{max}$의 경우, square root model, LPD는 polynomial equation을 사용하여 산출하였고, 개발한 모델의 적합성을 평가하기 위해 통계적 지표인 RMSE 값을 계산한 결과, 비교적 0에 가까운 0.42로 도출되어 모델이 적합한 것으로 확인되었다. 따라서 개발된 모델이 편육에 대한 황색포도상구균의 성장 예측모델로 사용 가능하다고 판단되어지며, 편육에서의 식중독을 예방하고 미생물학적 위생관리기준을 설정하는데 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 수산해양기술연구
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• 제32권4호
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• pp.363-371
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• 1996

현행 국제해상충돌예방규칙에서는 침로와 속력을 유지할 의무가 있는 피추월선인 유지선, 어로에 종사중인 유지선, 횡단상태의 유지선 등의 유지선이 피항선과 아주 가까이 접근하여 피항선의 피항동작만으로 충돌을 피할 수 없을 때는 급박한 위험을 피하기 위한 조치로서 유지선의 충돌을 피하기 위한 최선의 협력동작에 관하여 규정하고 있으나, 이 규칙에서는 두 선박이 어느 정도의 거리로 접근하였을 때 유지선이 협력동작을 취하여야 하는지 안전한계의 피항개시거리에 대해서는 전혀 언급되지 않고 있다. 그러므로, 본 논문에서는 유지선의 최선의 협력동작을 취할 시점의 기준이 되는 최소피항개시거리를 선체운동학적인 관점에서 해석.연구하고, 실선시험에서 구한 11척의 소형, 중형, 대형 및 초대형 선박의 조종성능수를 이용하여 최소피항개시거리를 산출하고, 이를 검토.고찰하였다. 이 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 소형선, 중형선, 대형선 및 초대형선을 막론하고 어느 선박에서나 유지선이 취하여야 할 최소피항개시거리가 가장 큰 경우는 양 선박이 조우하는 침로교각이 $90^{\circ}$이며, $90^{\circ}$와 $90^{\circ}$부근의 각도(70~$90^{\circ}$)에서 충돌의 위험이 가장 높다. 2. 침로교각이 $90^{\circ}$인 경우에 유지선이 취하여야 할 최소피항개시거리는 소형선(160~650톤급 선박)에서는 그 선박 길이의 약 6.8배 이상, 중형선(2,300~3,500톤급 선박)에서는 약 9.0배 이상, 대형선(22,000~62,000톤급 선박)에서는 약 5.4배 이상, 초대형선(91,000~139,000톤급 선박)에서는 약 6.8배 이상이 되어야 한다. 3. 소형선, 중형선, 대형선 및 조대형선을 막론하고 어느 선박에서나 침로교각이 $90^{\circ}$부근의 각도(70~$90^{\circ}$)에서 유지선이 취하여야 할 안전피항개시거리는 그 선박 길이의 9배 이상이 되어야 한다. 4. 소형선, 중형선, 대형선, 및 초대형선을 막론하고, 어느 선박에서나 침로교각이 크게 둔각인 경우에는 적은 예각인 경우보다 충돌의 위험이 더 크므로 더 큰 거리를 두고 피항동작에 들어가야 한다. 5. 유지선과 피항선간에 유지선이 급박한 위험을 피하기 위하여 침로만으로 최선의 협력동작을 취하는 경우 본 논문에서 계산한 각 침로교각에 대한 최소피항개시거리와 안전피항개시거리을 미리 염두해 두고 피항조선을 하게 되면, 감각에 의한 조선방법으로 야기되는 충돌해난사고를 지양 할 수 있으리라 사료된다.

• 유기물자원화
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• 제17권1호
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• pp.58-72
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• 2009

본 연구에서는 하수 내에 존재하는 유기물과 미생물량 분액을 위해 미생물 호흡률 측정기(Respirometer)를 구동하여 미생물에 의한 산소 섭취율(OUR : Oxygen Uptake Rate)을 측정하고, CG-FID 혹은 LC를 활용하여 VFAs(Volatile Fatty Acids)를 측정하였다. 유기물은 IAWQ (International Association of Water Quality)의 ASM(Activated Sludge Model)에서 명시된 유기물 분류법에 따라 분액 하였으며, ASM 중에서도 ASM No.2d를 기초하여 분액을 수행하였다. 하지만 슬러지를 첨가하지 않은 하수 원액의 미생물 호흡률 측정과 더불어 기존의 방법과는 다르게 여과한 하수의 미생물 호흡률 측정과 VFAs 측정을 수행하여 하수에 포함된 유기물량을 추정하였다. 이는 기존의 하수 원액을 이용한 미생물 호흡률 측정 방법에 있어 천천히 생분해되는 용존성 유기물질(S_S)에 의한 산소섭취율과 천천히 생분해되는 입자성 유기물질(X_S)에 의한 산소섭취율이 동일 그래프 안에 형성되어 정확하게 구분되지 못하는 단점과 슬러지 세척으로 인한 실험의 오차를 보완하고자 하였다. 또한 용존성 난분해 COD(S_I)을 측정하는 기준이 명확하지 않는 문제점이 발생하여 미생물 호흡률 측정 과정에서 그래프의 변화를 보고 정확한 용존성 난분해 COD(S_I)의 측정 시간을 선택할 수 있는 방법을 제시하였다. 여과한 하수를 대상으로 미생물 호흡률 측정과 VFAs 측정을 통하여 추정한 유기물 분액 결과 용존성 난분해 COD인 S_I는 $12.2g/m^3$로 Total $COD_{Cr}$ 기준으로 6.9%, 발효 부산물인 S_A는 $24.76g/m^3$로 Total $COD_{Cr}$ 기준으로 14.1%, 발효 가능한 유기물질인 S_F는 $58.54g/m^3$로 Total $COD_{Cr}$ 기준으로 33.2%, 천천히 생분해되는 입자성 유기물질인 X_S는 $61.1g/m^3$로 Total $COD_{Cr}$ 기준으로 34.7%, 입자성 난분해 COD인 X_I는 $10.2g/m^3$로 Total $COD_{Cr}$ 기준으로 5.8%로 추정되었다. 종속영양 미생물량인 X_H는 $9.3g/m^3$로 Total $COD_{Cr}$ 기준으로 5.3%로 추정되었다.

• 한국수산과학회지
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• 제25권4호
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• pp.241-250
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• 1992

본 연구는 치안생물군집에서 영양단계간 물질의 유동량을 파악하기 위하여 경상남도 삼천포시 신수도 연안에 서식하는 노래미의 일간섭식량을 추정하는 방법과 섭식량을 추정한 것이다. 추정식은 위만복도의 일주변화를 나타내는 수리모델로부터 유도하였다. 일간섭식량은 어류의 섭식률 또는 위배출률에 의해서 구할 수 있었으나 섭식률보다는 위배출률을 사용하여 추정하는 것이 더욱 이상적이었다. 위배출률에 의한 어체 1미당 일간섭식량을 연령군별로 보면, 0세군은 1.9856g/day였고, 1세군과 2세군은 각각 3.4725g/day와 4.4418g/day였으며, 3세군과 4세군은 각각 5.8168g/day와 7.2113g/day였다. 이 일간섭식량을 어체중량에 대한 백분율로서 나타내면, 0세군은 $9.35\%$, 1세군은 $6.65\%$, 2세군은 $5.76\%$, 3세군은 $4.72\%$, 4세군은 $5.31\%$였다. 따라서, 본 어종의 일간섭식량은 어체의 체중이 증가할수록 증가하였지만, 단위체중당 일간섭식량은 체중이 증가할 수록 감소하였다. 위배출률에 의한 연간섭식량을 보면, 생후 0.25세부터 1.0세까지는 529.98g, 생후 1.0세부터 2.0세까지는 1,269.28g, 생후 2.0세부터 3.0세까지는 1,622.76g, 생후 3.0세부터 4.0세까지는 2,125.57g 생후 4.0세부터 4.5세까지는 1,316.09g이었다. 한편, 노래미 1미가 생후 0.25세부터 4.5세까지 성장하는 동안에 섭식하는 먹이 생물의 량은 6,863.68g이었다. 위배출률에 의한 일간섭식량$(D_r)$과 어체의 평균전장(L) 또는 평균체중(W) 간의 관계식은 다음과 같다. $$Dr=0.036L^{1.702}$$, $$Dr=0.254W^{0.664}$$.

• 대한환경공학회지
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• 제22권10호
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• pp.1905-1919
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• 2000

활성슬러지 공정에 기반을 둔 연속식반응기는 시스템이 가진 고유한 비선형성뿐만 아니라 계절, 기후 등의 환경변화에 따른 유입수의 유량 및 특성 등의 외부적인 조건의 변화를 고려하여 제어하여야 한다. 수학적 모델링 과정에서 고려하지 못했거나 무시되었던 부분을 포함한 시스템에 관련된 특징과 한정된 공간에서 기본적인 제어방법에 의한 현재의 운전방법을 고려하여 불 때 활성슬러지 공정은 개선할 수 있는 여지가 많다. 또한 숙련된 운전자의 지식을 구현할 수 있는 지능제어기법을 적용하여 전체적인 공정의 효율 향상을 도모할 수 있다. 제어방법의 적용에 앞서 제어대상공정인 활성슬러지 공정을 분석하여 이를 $Matlab^{(R)}5.3/Simulink^{(R)}3.0$을 이용하여 연속식반응기 모델을 구현하였다. IWA(International Water Association)와 COST(European Cooperation in the field of Scientific and Technical Research)에서 제시한 정상상태의 유입수 특성을 이용하여 모델의 정확성을 검증하였다. 본 논문에서는 이미 현장에서 사용중인 제어기법의 구현 및 성능 평가뿐만 아니라 다양한 고급제어기법들을 적용하여 새롭게 제안한 제어기법들이 실제 폐수처리장에 적용가능한지 여부를 검증하였다. 제어방법으로는 현장에서 일반적으로 사용되고 있는 비례-적분-미분제어기(Proportional-Integral-Derivative Controller; PID controller)와 PID제어기가 가진 장점과 퍼지 논리 제어기법이 가진 장점을 결합함과 동시에 제어기의 성능 향상 및 경제성을 높일 수 있는 퍼지 PID이득 조절기(fuzzy PID gain tuner)와 퍼지 셋포인트 변환기(fuzzy setpoint changer)를 적용하여 봄으로써 외란에 대해 강인한 제어기 설계의 가능성을 검증하였다.

• 한국가정과교육학회지
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• 제30권3호
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• pp.19-42
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• 2018

본 연구의 목적은 2015 실과(기술·가정) 교육과정에 따라 개발된 중학교 교과서에서 '식생활' 단원의 활동과제를 다중지능 활용 교수·학습방법을 기준으로 분석하는 데 있다. 이러한 목적을 이루기 위해서 12종의 중학교 기술·가정 교과서에서 '청소년기의 영양과 식행동', '식사의 계획과 선택', '식품의 선택과 안전한 조리'를 내용 요소로 하는 본문 내용과 읽을거리, 평가 문항을 제외하고 학생들이 활동할 수 있는 과제를 다중지능 활용 교수·학습방법을 기준으로 분석하였다. 분석방법은 내용분석 기법을 사용하여 학습 활동에 중심을 두고 분석하였고, 활동과제의 하위 질문들도 모두 각 한 가지의 활동으로 분리시키되, 연속선상에 있는 활동을 준비하는 과정은 한가지로 묶어서 분석하였다. 3인이 활동과제를 분석하고 협의를 통해 분석기준을 수정·보완하는 과정을 2회 진행한 후 다른 연구자 3인이 확인하였다. 12종의 교과서를 분석한 결과 활동과제의 수는 교과서 종류별로 25~74개로 나타났으며, 활동과제의 수는 총 527개였다. 다중지능 영역별 비율을 살펴보면, 논리수학지능을 활용한 활동과제가 35%로 가장 많은 것으로 나타났으며, 언어지능 26.8%, 개인내적지능 23%, 대인관계지능 7.2%, 시각운동지능 3.8%, 신체운동지능 2.7%, 음악지능 1.5% 순으로 나타났다. 반면, 자연탐구지능을 활용한 활동과제는 없는 것으로 분석되었다. 자연탐구지능을 제외하고 전반적으로 다중지능을 활용하고 있었는데 이는 가정 교과가 실천을 본질로 하면서 식생활과 관련된 다른 교과의 내용이나 방법을 추출하여 새롭게 재조직한다는 점에서 가정 교과의 융합적 성격을 나타내는 것으로 해석된다. 본 연구는 다양한 교수·학습방법의 틀을 마련하여 학생 참여형 수업을 활성화하고, 가정 교과에서 융합 교육을 실현하는 데 대안을 제공할 것으로 기대된다.

• 한국산림과학회지
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• 제89권5호
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• pp.655-665
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• 2000

산림의 지형적 위치에 따라 수종 구성에 차이가 있을 것이라는 가정 하에, 점봉산 일대 천연활엽수림의 세가지 지형적 위치(계곡, 산복, 능선)에 대한 천이 경향을 비교 분석하였다. 계곡, 산복, 능선에서 각각 20개씩 총 60개의 $20m{\times}20m$ 표본구를 설정하여 현재 상층 임관을 형성하는 상층목들의 수종, 수고. DBH를 조사하고 상층목 밑에서 자라는 하층목의 수종을 조사했다. 시간이 지나면서 상층목이 그 밑에서 자라는 하층목에 의해서 대치되는 천이 경향을 Markov chain의 통계학적 이론을 응용한 추이행렬 모델을 사용하여 예측했다. 연구 결과, 계곡에서는 현재 우점 수종인 신갈나무와 물푸레나무가 각각 약 23%와 약 21%의 구성 비율에서 약 200년 후에 이르게될 안정상태에 가면 두 수종 모두 약 4% 정도로 현저히 감소할 것으로 추정되었다. 반면에, 전나무, 고로쇠나무, 피나무, 난티나무 동은 안정상태에서 증가할 것으로 예측되었다. 산복에서는 약 250년 후에 이르게될 안정상태가 되면, 현재 우점 수종인 가래나무, 음나무, 피나무가 현재의 구성 비율인 15%, 8%. 15%에서 각각 2%, 1%, 5%로 현저히 감소할 것이 괄목할 만한 결과였다. 능선에서는 현재의 절대 우점 수종인 신갈나무가 58%의 구성 비율에서 약 200년 후에 이르게될 안정상태에서는 8%로 상당히 감소하고, 고로쇠나무와 피나무가 현재의 4%와 3% 의 구성 비율이 각각 20%와 40%로 증가할 것으로 예측되었다. 전반적으로 연구대상 산림은 극상 군집이 아닌 천이가 진행 중인 상태이며, 입지 조건과 식생 발달 상황에서 여러 가지의 변수가 작용하겠지만, 상층 임관의 수종 구성 상 안정상태에 도달하려면 약 200년 이상의 기간이 소요될 것으로 추정되었다.