• 생태와환경
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• 제42권3호
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• pp.382-393
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• 2009

본 연구의 목적은 탑정저수지의 부영양화 특성을 알고, 주요변수간의 상호관계를 결정하는 것이다. 연구를 위하여 1995년부터 2007년까지의 환경부의 수질 측정 자료를 이용하여 다양한 변수를 분석하였다. 이러한 수질 변수는 연별, 계절별로 변이양상을 보였다. 탑정저수지의 TN과 TP의 연평균 값은 각각 1.78 mg $L^{-1}$, 0.03 mg $L^{-1}$로, TN:TP의 비율은 76으로 나타나 탑정저수지 내의 질소는 연중 부영양화를 초과한 상태이며 인은 호소의 1차 생산력에 대한 제한 요인으로 작용할 잠재성을 갖는 것을 알 수 있다. TP는 8월에 강수에 의한 희석 현상을 보이며, SS의 월별 변화는 CHL과 같은 양상을 보였다. BOD와 COD의 연평균 값은 각각 1.61 mg $L^{-1}$, 4.23 mg $L^{-1}$로 나타났으며 연별 변화 양상은 강수량과 관련되었음을 알 수 있었다. 또한 탑정저수지 내의 두 사이트는 공간적인 변이의 특성을 거의 보이지 않은 것으로 나타났다. 탑정저수지 내의 TSI(CHL), TSI(TP)및 TSI(SD)는 중영양-부영양 상태를 보였다. 한편, TSI(TN)은 계절에 관계없이 전체 호소 내에서 TN 농도가 풍부한 부영양-과영양 상태를 보였다. CHL와 다른 수질 변수(TP, TN, 그리고 SD)사이의 관계를 로그-전환 회귀분석을 통해 분석하였다. TP에 대한 CHL의 계절별 회귀분석에 따르면 CHL의 변이는 TP의 변이에 의해 37% ($R^2$=0.37, p<0.001, r=0.616)를 설명하는 것으로 나타났으나 TN은 낮은 상관관계 ($R^2$=0.03, p>0.05)를 보였다. 또한 SD에 대한 CHL의 회기 분석에서는 CHL이 SD의 변이에 의해 33% ($R^2$=0.33, p<0.003, r=0.580)를 설명하는 것으로 나타나 탑정저수지의 SD는 CHL에 의하여 조절됨을 알 수 있었다. 결과적으로 TP는 탑정저수지의 부영양화 현상을 예측하는 핵심 인자로 사료되므로 부영양상태를 조절하기 위해 수계로부터 인의 유입의 철저한 관리가 매우 중요하다고 판단되었다.

• 생태와환경
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• 제39권4호통권118호
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• pp.498-507
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• 2006

본 연구에서는 2002년 8월부터 2003년 7월까지 우포늪 수계에서의 이온농도, 부유물 농도 및 서식지 특성에 대한 계절성 강우패턴의 영향을 평가하였다. 총부유물질(TSS)의 공간적 변이는 하절기의 장마기간 동안 가장 현저하게 나타났다. TSS 중 무기부유물의 상대비율(ISS:TSS)은 크게 증가했으며 이는 상류에서 하류로 갈수록 증가하는 양상을 보였다. 이런 현상은 낙동강 본류로부터 역류하는 탁수에 기인하는 것으로 사료되었다. 장마기간 동안 ISS:TSS의 비율은 상류(43%)보다 하류(92%)에서 크게 증가한 수치를 보였다. 또한 투명도는 하류역으로 갈수록 감소였으며 (평균=0.13 m, 범위=0.08-0.21), 탁수는 조류생장 및 1차생산력에 직접적으로 영향을 미쳐 낮은 엽록소-a값 (범위=$4.2-8.6\;{\mu}g\;L^{-1}$)을 보였다. 2차 조사 시 ISS 농도는 평균 4 mg $L^{-1}$ (범위=3.3-4.8 mg $L^{-1}$)였고, 이런 값은 홍수기 조사인 1차 조사에 비해 14배나 감소한 수치였다. 한편, ISS는 크게 감소한데 비해 OSS의 상대비는 높게 증가했다. 이러한 현상은 3차 조사에서도 같은 양상으로 나타났으나 5월에 실시된 4차 조사에서는 상이한 결과를 보였다. 10개 변수를 기반으로 한 정량적 서식지 평가에 따르면, QHEI는 4차 조사에서 최대값을 보였으며, 2차 조사에서는 가장 큰 공간적 변이를 보였다. 결과적으로, 장마기간의 집중강우는 토평천과 우포늪에서의 토사 침전 및 영양물질 순환에 크게 기여하는 것으로 사료되었다.

• 생태와환경
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• 제39권2호통권116호
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• pp.145-156
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• 2006

본 연구의 목적은 2004년 8월부터 2005년 6월까지 금호강의 5개 조사지점에서 다변수 메트릭 모델을 이용하여 물리적 서식지건강도 평가(QHEI)및 생몰학적 건강도 평가를 실시하고자 하였다. 본 연구의 접근방식은 본 연구에서 직접측정한 정성적 식지평가지수(QHEI),어류를 이용한 생물학적 건강도 지수(IBI)및 환경부에 획득한 지난 10년간(1995 ${\sim}$ 2004)의 수질 모니터링 자료와 비교 평가에 기반을 두었다. 본 연구를 위해 이미 한국의 지역적 생태 특성에 맞게 개발된 An(2003)의 모델이 생물학적 건강도 평가에 적용되었다. 총체적인 건강성평가EPA(1993)및 Barbour et al. (1999)의 기준에 따르면, 금호강의 생물학적 건강도 지수는 평균 30이었고, 지점에따라 23 ${\sim}$ 48까지의 변이를 보이며, 건강도는 보통상태(Fair)로 나타났다. 금호강의 이화학적 수질자료 석에 따르면, 1995년부터 2004년 가지 10년 동안 생물학적 산소요구량(BOD), 화학적 소요구량(COD), 전기전도도(Conductivity), 총인 (TP), 총질소(TN), 총부유물(755)은 조사지점별, 계절별, 연별로 오염농도 변화 폭이 크게 나타났다. 계절에 따른 강우량에 BOD, COD, TP, TSS, Conductivity은 상류지점 1에서는 영향이 적었지만 하류로 올수록 많은 영향을 받아 유량에 의한 희석현상으로 장마후에 수질이 향상되는 양상으로 보아 강우가 수질의 이차학적 변이에 중요한 요소임이 확인되었다. 군집분석에 따르면 종다양도 지수는 지점 1에서 최대치를 보였고(H'=0.781), 지점 3에서는 끄리의 착실한 우점도를 보였다. 대조적으로 잡식성, 내성종 비율이 상류보다 하류로 갈수록 높았다. 전체적으로 본 연구에서는 하류의 지점들은 수환경생태의 생물학적 건강도 향상을 위하여 복원이 필요함을 제시하는 바이다.

• 생태와환경
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• 제40권3호
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• pp.403-411
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• 2007

본 연구는 낙동강의 최상류 8개 지점을 대상으로 1999년 $6{\sim}8$월까지 어류군집을 이용한 전통적인 종다양도 지수(H')와 IBI 지수를 통한 생태 건강도 평가를 비교하였다. 채집된 총 종수는 19종이었고, 우점종은 갈겨니와 버들치로써 각각 51%, 28%를 차지하였다. 트로픽 길드 분석에 따르면, 전체 채집된 종에서 충식종이 87%였고, 잡식종의 빈도는 극히 낮게 나타났다. 종다양도 지수에 의한 공간적인 변이의 패턴은 종수와 개체수의 패턴과 유사했지만, 내성도 및 트로픽길드 자료에 의한 패턴과는 상당한 차이를 보였다. 종다양도 지수는 지점 6에서 1.56으로 최대치를 보였으며, 민감종과 내성종은 각각 최소, 최대값을 보였다. 한편, 지점 6에서 충식종과 잡식종이 각각 최소, 최대치를 보였다. 즉 종다양도 지수는 내성도 길드 및 트로픽 길드의 패턴과 어떤 유사성도 없으며, 전통적인 지수는 수계내에서의 어류군집의 전반적인 생태학적 특성들을 잘 반영할 수 없었다. 한편, 생태건강도 (IBI)의 평균 모델값은 33.5(n=8)로써 보통${\sim}$양호상태로 나타났고, 트로픽 길드 및 내성도 길드의 패턴과 유사하게 나타났다. 민감종과 충식종이 거의 최대치를 보인 2지점에서 IBI간은 최대치를 보였으며, 동일지점에서 내성종과 잡식종의 빈도는 최저치를 보였다. 이런 결과는 IBI 값이 생태학적인 기능과 건강상태에 밀접히 연관되어 있다는 것을 제시하는 바이다. 본 연구에서 전통적인 종 다양도 지수는 어류를 이용한 생태건강도 군집평가에 비효율적인 반면, IBI를 이용한 접근방식은 하천구조를 잘 진단할 수 있는 유용한 척도가 될 수 있음을 시사하는 바이다.

• 한국산림과학회지
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• 제90권1호
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• pp.90-104
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• 2001

이 연구는 지난 3년간 북경임업대학교와 공동연구과제로 중국의 사막화방지 및 방사기술개발을 위한 연구의 일환으로 사막화현황 및 녹화기술수준조사 및 평가를 위하여 수행되었으며, 특히 본고에서는 중국의 황막사지에 대한 녹화기술을 분석하고자 하였다. 사막화지역 식생분포의 일반적인 특징은 부분적으로 집중된 식생분포, 즉 사막의 저지대 또는 분지의 낮은 곳의 사구에 있는 사막식물, 염수호 주변의 내염성식물, 담수 염수호와 하천연안의 포플러 및 위성류의 군생, 사력퇴적지(고비)의 사퇴식생, 하천선상지의 초생지 및 오아시스(녹주(綠洲))숲 등이다. 일반적으로 사막화지역에는 중국식물명(中國植物名)으로 정류(檉柳)(홍류(紅柳))(Tamarix chinensis Lour.), 사사(梭梭)(Haloxylon ammodendron Bunge.), 사괴조(沙拐棗)(Calligonum Spp.), 호루(胡楊)(Populus euphratica Oliver.), 사조(沙棗)(Elaeagnus angustifolia L.), 유(楡)백유(白楡)(Ulmus pumila L.), 류류(柳類)(Salix spp.), 암황시(岩黃蓍)(Hedysarum spp.), 금계아(錦鷄兒)(Caragana spp.), 문관과(文冠果)(Xanthoceras sorbifolia Bunge.), 백자(白刺)(Nitraria tangutorum Bobr.), 호기자(胡技子)(Lespedeza bicolor), 낙타자(駱駝刺)(Alhagi sparsifolia Shap.), 자산감(刺山柑)(Capparis spinosa L.), 사호(沙蒿)(Artemisia arenaria DC.) 등이 널리 분포하며, 이와 같은 사막화지역 자생식물에 관한 연구가 더욱 필요한 상황에 있다. 풍식지역에서는 합리적인 경작체계(지역계획, 방풍림체계 및 오아시스보호체계, 관개수로네트워크설치, 광대한 농지관리기술 등), 식물자원의 합리적 이용기술(연료림, 약용식물, 방목, 초지관리 등), 수자원이용(유역계획 및 관리, 수로건설, 절수관개기법 등), 방풍림조성, 인구증가의 조절, 농용림 연료목 사료증산기술 등에 관해서, 그리고 수식지역에서는 합리적인 토지이용기술, 식생이용기술, 공학적기술, 농작물보호기술 개발 등에 관한 시험연구사업이 중점적으로 추진되고 있다. 또한, 사막화지역에서의 염성토양 알카리토양개량을 위한 수리적(관개, 배수, 세탈, 수도재배 등), 농업적(토지정리, 경작, 시비, 파종, 윤작, 혼작, 객토 등), 생물적(내염성 작물 및 녹비의 재배, 조림 등) 방법 등에 관한 시험연구도 활발하게 추진되고 있으며, 이와 같은 사막화지역의 녹화사업에 국제적인 협력을 절실하게 요망하고 있다.

• 한국토양비료학회지
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• 제43권6호
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• pp.828-836
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• 2010

본 연구에서는 1:25,000 정밀토양도 등 가용한 공간자료를 이용하여 작성된 토양유실도를 이용하여 한강 상류지역 10개 중권역 108 소유역에 대하여 토양유실량 평가하고 토지이용별 토양유실 위험지역을 분석하였다. 대상유역 총 토양유실량은 895만 Mg $yr^{-1}$으로 예측되었으며, 면적당 평균 토양유실량은 6.1 Mg $ha^{-1}yr^{-1}$ 이었다. 중소유역 단위로 살펴보면 남한강지역이 북한강 지역의 유실량 뿐만 아니라 면적당 유실량이 더 많았다. 이는 북한강 권역의 경우 화강암 및 화강편마암이 주요모재인 반면에 남한강 권역의 경우 토양모재가 퇴적암지대를 많이 포함있어 토양침식성 인자 (K factor)와 경사인자 (LS factor)가 상대적으로 높고, 남한강 지역의 경우 농경지 토양이 상대적으로 많이 분포하고 있기 때문으로 판단된다. 대상유역의 토지이용별 연평균 토양유실량을 분석한 결과 산림/초지 > 밭 ${\gg}$ 도심/대지 ${\gg}$ 논 > 과수의 순로분석 대상유역 중 10.7%를 차지하고 있는 농경지에서 유실되는 토양의 추정량은 41.3%이였으며, 이중 6.2% 면적을 차지하는 밭이 40.6%으로 44.2%의 산림/초지와 비슷한 수준이었다. 한강상류지역 토양유실 위험성 평가시 분포형 토양침식지도와 항공사진을 비교한 결과 토양유실에 대한 공간인 정보를 확실하게 보여주고 있으며, 토양침식위험성은 남한강권역의 남한강 상류 (1001), 평창강 (1002), 충주댐 (1003) 권역에서 각각 토양침식위험성이 "보통" 이상으로 높은 지역이 각각 8.7%, 7.9%, 7.8%로 평균인 5.9%보다 높았으며, 이에 대한 보전방안이 강구될 필요가 있고 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제51권12호
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• pp.1195-1205
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• 2018

본 연구에서는 보령댐 유역($163.6km^2$)을 대상으로 SWAT (Soil and Water Assessment Tool) 모델, GCM (General Circulation Model) 기후변화 시나리오와 다중회귀분석으로 산정한 미래 방류량을 활용하여 극한 기후변화 사상이 반영된 보령댐의 물부족을 평가하였다. 유역의 물수지 분석을 위해 보령댐 유역을 대상으로 기상자료, 보령댐 운영자료를 수집하였으며, SWAT 모형의 신뢰성 있는 유출량 보정을 위해 보령댐의 실측 방류량을 이용하여 댐 운영모의를 고려하였고 유입량 및 방류량 자료를 활용하여 모형의 보정(2007~2010)과 검증(2010~2016)을 실시하였다. 기후변화를 반영하기 위해 APCC의 26개 CMIP5 GCM 자료 중 RCP (Representative Concentration Pathway)4.5와 RCP 8.5 시나리오를 SPI와 극한 가뭄지수로 분석하여 RCP 8.5 BCC-CSM1-1-M을 극한 가뭄 시나리오로 선정하였다. 2005년부터 2016년까지의 일별 관측자료로 다중회귀분석하여 월별 방류량 추정식을 만들었고, 1월부터 12월까지 각 식들의 결정계수 $R^2$는 0.57 이상으로 나타났다. 선정된 극한 가뭄 시나리오 기상자료를 방류량 추정식에 대입하여 미래기간 일별 방류량을 구축하였다. SWAT 수문평가 결과, S3 (2037~2046) 기간 봄철 저수량이 34.0% 감소하는 것으로 분석되었다. Runs 이론을 바탕으로 물부족의 심도를 구한 다음 재현기간에 따른 빈도해석을 하였다. 5~10년 빈도의 심도로 발생하는 물부족이 미래기간에 발생하는 빈도로 보령댐의 물부족을 평가하였다. 물부족 평가 결과, S3 (2037~2046) 기간에서 5~10년 빈도의 심도를 가지는 물부족이 기준기간(2007~2016) 보다 2회 더 발생하였으며 S3 (2037~2046)에 물부족 계획 수립이 필요하다고 판단하였다.

• 생태와환경
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• 제51권4호
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• pp.287-298
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• 2018

강우부족현상이 지속되었던 2015년 팔당호에서의 이화학적 요인과 동물플랑크톤 군집 특성은 선행연구에서의 몬순기후에 의한 강우와 수리 수문학적 요인의 영향을 받아 변화하던 동물플랑크톤 군집과 다른 양상을 나타냈다. 조사기간 동안 팔당호의 수리학적 체류시간은 2014년부터 지속된 강우부족현상에 영향을 받아 2013년대비 크게 증가하였다. 이에 따라 유입 방류량이 감소하여 팔당댐앞(St.1)의 이화학적 수질은 호소형 특성의 남한강수역(St.2) 수질보다 하천형 특성의 북한강수역(St.3) 수질과 비슷한 특성이 나타났다. 동물플랑크톤의 군집변화는 봄(3~5월)에는 주로 소형 윤충류(Syncheata, Keratella)가 우점하였으며, 여름(7~9월)에는 집중호우가 적어 연중 가장 높은 현존량을 기록했으며 우점종은 윤충류인 Keratella cochlearis와 원생동물인 Difflugia corona로 나타났다. 가을(9~11월)에는 수온이 감소함에 따라 윤충류와 원생동물의 현존량이 감소하고 요각류 유생(Nauplius)이 우점하는 천이를 보였다. 통계분석결과 복합적 수계의 특성을 보여주는 팔당호에서 북한강수역은 하천형, 남한강수역과 경안천수역은 호소형 특성으로 지점별 상이하게 구분되며, 이에 따라 동물플랑크톤 군집 또한 영향을 받을 수 있음을 나타냈다.

• 생태와환경
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• 제52권1호
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• pp.50-64
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• 2019

본 연구에서는 낙동강 5개 보의 상류 및 하류 총 6개 지점(상주보, 강정고령보, 달성보, 합천창녕보, 창녕함안보 상류와 합천창녕보 하류)에서 서식 생물의 탄소 및 질소 안정동위원소 비를 분석, 낙동강 생태계 구조를 정량적으로 파악하고자 하였다. 대상 생물은 식물플랑크톤을 포함하는 입자성유기물(부유 및 부착), 동물플랑크톤, 저서성 대형무척추동물 및 어류를 포함하며, 강우 전 갈수기(6월) 와 강우 직후(9월), 두 차례에 걸쳐 시료를 채집, 안정동위원소 비를 분석하였다. 채집된 생물의 탄소 안정동위원소 비의 범위를 비교하고 질소 안정동위원소 비를 이용하여 각 생물의 영양단계를 산출, 시공간 분포를 분석하였다. 동물플랑크톤과 저서성 대형무척추동물은 상류에 위치한 상주보에서 높은 값을 나타낸 후 점차 감소하여 하류의 창녕함안보에서 다시 증가하는 경향을 나타냈다. 이들 값은 홍수 전과 후, 상이한 값을 나타내어 하절기 홍수로 인한 육상 기원 유기물의 영향을 받는 것으로 조사되었으나, 그 반응은 생물군에 따라 상이한 것으로 분석되었다. 질소 안정동위원소 비를 이용해 계산된 각 생물들의 영양단계는 그 기준(baseline)으로 POM보다 동물플랑크톤을 이용하는 것이 보다 타당한 범위를 보이는 것으로 나타났다. 본 논문에서는 생태계 먹이망 구조 해석에 대한 정략적 접근에 요구되는 주요 생물군의 생태정보를 제공하여 향후 생태계 반응을 평가, 예측하는 다양한 연구분석에 활용될 수 있도록 하였다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제37권3호
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• pp.515-530
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• 2021

본 연구에서는 Sentinel-1 C-band SAR(Synthetic Aperture Radar) 위성영상을 기반으로 다중선형회귀모형을 활용하여 금강 유역 상류에 위치한 용담댐 유역의 토양수분을 산정하였다. 10 m 공간 해상도의 Sentinel-1A/B SAR 영상은 6일 간격으로 2015년부터 2019년까지 5년 동안 구축하였고, SNAP(SentiNel Application Platform)을 사용하여 기하 보정, 방사 보정 및 잡음(Noise) 보정을 수행하고 VV 및 VH 편파 후방산란계수로 변환하였다. 토양수분 산정 모형의 검증자료로 TDR로 측정된 6개 지점의 실측 토양수분 자료를 구축하였으며, 수문학적 개념인 선행 강우를 고려하기 위해 동지점에 대한 강수량 자료를 구축하였다. 다중선형회귀모형은 전체 기간 및 계절별로 나누어 모의하였으며, 독립변수의 증감에 따른 상관성 분석을 진행하였다. 산정된 토양수분은 결정계수(R²)와 평균제곱근오차(RMSE)를 활용하여 검증하였다. 초지 지역에서 후방산란계수만을 이용한 토양 수분 산정 결과 R²가 0.13, RMSE가 4.83%으로 나타났으며 선행강우를 5일까지 사용했을 경우 R²가 0.37, RMSE가 4.11%로 상관성이 상승하는 모습을 보였다. 이 때, 토양수분의 계절별 변동성과 감소 패턴의 반영을 위해 무강우누적일수의 적용과 계절별 회귀식을 작성한 결과 R²가 0.69, RMSE가 2.88%로 상관성이 크게 상승하였다. SAR 기반 토양수분 추정 시 선행강우 및 무강우누적일수의 활용이 효과적이었다.