• 제목/요약/키워드: chemical integration

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인체 바이오모니터링 지식 모델링 및 데이터베이스 구축 (Knowledge Modeling and Database Construction for Human Biomonitoring Data)

  • 이장우;양세희;이헌주
    • 한국식품위생안전성학회지
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    • 제35권6호
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    • pp.607-617
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    • 2020
  • 인체 바이오모니터링(Human biomonitoring, HBM) 데이터는 뇨와 혈액 등 생체지표으로부터 환경유해물질의 측정을 통해 획득되며, 다양한 노출원과 경로로부터 노출되는 유해물질의 인체노출수준 및 건강영향과의 상관성을 파악하기 위해 매우 중요하다. 국내의 경우 식품의약품안전처를 비롯한 국가기관의 다양한 HBM 프로그램을 통하여 HBM 데이터가 생산되고 있다. 그러나, 목적, 시기, 연구자 및 측정 장비의 차이에 의하여 서로 다른 형식에 따라 생산되다 보니, 데이터의 호환성의 문제로 인하여 특정 HBM 데이터를 신속하게 조회해야 하거나 인구집단별 시간적 추이분석 내지는 다른 국가의 자료와 비교에 난점을 가지고 있다. 따라서, 본 연구에서는 HBM 데이터를 체계적으로 데이터베이스(Database, DB)화하고 활용성을 증진하게 시킬 목적으로 지식 모델링을 실시하였다. 지식 모델링은 HBM 데이터의 생산되는 변수들을 그룹화하고 관계를 분석하여 2차원 구조의 개체 및 집합론에 기초한 방법론인 관계형 데이터 모델링 기법을 활용하여 실시하였다. 지식모델은 조사대상자를 인구집단으로 중심으로 설문자료, 측정자료, 노출 평가자료 개체로 구성하고 그 안에 속성들을 정의하고, 개체간에 관계를 설정하는 방식으로 구성하였다. 또한, 도출된 지식 모델을 기반으로 식품의약품안전처에서 2006년-2018년까지 수행한 HBM의 원시데이터를 수집, 정제 및 정규화하여 통합 DB를 구축하였다. 이와 같이 통합된 HBM-DB는 개별 자료원 내지는 특정 자료원들을 선택하여 기간별 농도 수준에 대한 통계분석은 물론, 다양한 검색조건을 통하여 데이터 추출을 할 수 있는 구조로 구축하였다. 본 HBM-DB는 관계형 DB모델로 구축되어 지속적인 대용량 DB 축적이나 HBM 데이터 해석을 위한 도구로써 효율적으로 수행할 수 있을 것으로 생각된다.

분류 모델을 활용한 AI 기반 화학 I 수업의 효과에 대한 연구 (An Investigation Into the Effects of AI-Based Chemistry I Class Using Classification Models)

  • 양희선;안성혁;김승현;강성주
    • 대한화학회지
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    • 제68권3호
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    • pp.160-175
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    • 2024
  • 본 연구의 목적은 AI 분류 모델을 기반으로 한 화학 I 수업의 효과를 검토하고자 한다. 이를 위하여 경북 D 고등학교에서 2023년 1학기에 시행된 화학 I 수업에서 AI 분류 모델을 활용한 수업의 개발과 적용 후 그 변화를 탐색하였다. 교과 내용과 AI 도구를 선정하고 교과-AI융합 교육 모형 및 AI 하드웨어 소프트웨어를 결정한 후, 프로그램의 세부 활동을 개발하여 실제 수업에 적용하였다. 수업 적용 후, 학생들의 화학 개념 형성, AI 가치 인식, AI 기반 메이킹 역량의 세가지 측면에서 자기 효능감이 향상되었음이 확인되었다. 구체적으로, 텍스트 및 이미지 분류 모델 기반의 화학 수업이 학생들의 화학 개념 형성에 대한 자아 효능감에 긍정적인 영향을 미쳤으며, 학생들의 AI 가치 인식과 흥미를 증진시켰고, 학생들의 AI와 피지컬 컴퓨팅 능력을 향상시키는데 기여하였다. 이러한 결과는 AI 분류 모델을 기반으로 한 화학 I 수업이 학생들에게 긍정적인 영향을 미침을 보여주며, 교육현장에서의 유용성을 입증한다.

Using the METHONTOLOGY Approach to a Graduation Screen Ontology Development: An Experiential Investigation of the METHONTOLOGY Framework

  • Park, Jin-Soo;Sung, Ki-Moon;Moon, Se-Won
    • Asia pacific journal of information systems
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    • 제20권2호
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    • pp.125-155
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    • 2010
  • Ontologies have been adopted in various business and scientific communities as a key component of the Semantic Web. Despite the increasing importance of ontologies, ontology developers still perceive construction tasks as a challenge. A clearly defined and well-structured methodology can reduce the time required to develop an ontology and increase the probability of success of a project. However, no reliable knowledge-engineering methodology for ontology development currently exists; every methodology has been tailored toward the development of a particular ontology. In this study, we developed a Graduation Screen Ontology (GSO). The graduation screen domain was chosen for the several reasons. First, the graduation screen process is a complicated task requiring a complex reasoning process. Second, GSO may be reused for other universities because the graduation screen process is similar for most universities. Finally, GSO can be built within a given period because the size of the selected domain is reasonable. No standard ontology development methodology exists; thus, one of the existing ontology development methodologies had to be chosen. The most important considerations for selecting the ontology development methodology of GSO included whether it can be applied to a new domain; whether it covers a broader set of development tasks; and whether it gives sufficient explanation of each development task. We evaluated various ontology development methodologies based on the evaluation framework proposed by G$\acute{o}$mez-P$\acute{e}$rez et al. We concluded that METHONTOLOGY was the most applicable to the building of GSO for this study. METHONTOLOGY was derived from the experience of developing Chemical Ontology at the Polytechnic University of Madrid by Fern$\acute{a}$ndez-L$\acute{o}$pez et al. and is regarded as the most mature ontology development methodology. METHONTOLOGY describes a very detailed approach for building an ontology under a centralized development environment at the conceptual level. This methodology consists of three broad processes, with each process containing specific sub-processes: management (scheduling, control, and quality assurance); development (specification, conceptualization, formalization, implementation, and maintenance); and support process (knowledge acquisition, evaluation, documentation, configuration management, and integration). An ontology development language and ontology development tool for GSO construction also had to be selected. We adopted OWL-DL as the ontology development language. OWL was selected because of its computational quality of consistency in checking and classification, which is crucial in developing coherent and useful ontological models for very complex domains. In addition, Protege-OWL was chosen for an ontology development tool because it is supported by METHONTOLOGY and is widely used because of its platform-independent characteristics. Based on the GSO development experience of the researchers, some issues relating to the METHONTOLOGY, OWL-DL, and Prot$\acute{e}$g$\acute{e}$-OWL were identified. We focused on presenting drawbacks of METHONTOLOGY and discussing how each weakness could be addressed. First, METHONTOLOGY insists that domain experts who do not have ontology construction experience can easily build ontologies. However, it is still difficult for these domain experts to develop a sophisticated ontology, especially if they have insufficient background knowledge related to the ontology. Second, METHONTOLOGY does not include a development stage called the "feasibility study." This pre-development stage helps developers ensure not only that a planned ontology is necessary and sufficiently valuable to begin an ontology building project, but also to determine whether the project will be successful. Third, METHONTOLOGY excludes an explanation on the use and integration of existing ontologies. If an additional stage for considering reuse is introduced, developers might share benefits of reuse. Fourth, METHONTOLOGY fails to address the importance of collaboration. This methodology needs to explain the allocation of specific tasks to different developer groups, and how to combine these tasks once specific given jobs are completed. Fifth, METHONTOLOGY fails to suggest the methods and techniques applied in the conceptualization stage sufficiently. Introducing methods of concept extraction from multiple informal sources or methods of identifying relations may enhance the quality of ontologies. Sixth, METHONTOLOGY does not provide an evaluation process to confirm whether WebODE perfectly transforms a conceptual ontology into a formal ontology. It also does not guarantee whether the outcomes of the conceptualization stage are completely reflected in the implementation stage. Seventh, METHONTOLOGY needs to add criteria for user evaluation of the actual use of the constructed ontology under user environments. Eighth, although METHONTOLOGY allows continual knowledge acquisition while working on the ontology development process, consistent updates can be difficult for developers. Ninth, METHONTOLOGY demands that developers complete various documents during the conceptualization stage; thus, it can be considered a heavy methodology. Adopting an agile methodology will result in reinforcing active communication among developers and reducing the burden of documentation completion. Finally, this study concludes with contributions and practical implications. No previous research has addressed issues related to METHONTOLOGY from empirical experiences; this study is an initial attempt. In addition, several lessons learned from the development experience are discussed. This study also affords some insights for ontology methodology researchers who want to design a more advanced ontology development methodology.

지속가능한 토양환경 관리를 위한 토양질 지표의 선정과 평가체계 (Framework on Soil Quality Indicator Selection and Assessment for the Sustainable Soil Management)

  • 옥용식;양재의;박용하;정영상;유경열;박철수
    • 환경정책연구
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    • 제4권1호
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    • pp.93-111
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    • 2005
  • 토양의 질(Soil Quality)에 대한 개념은 과거 식량생산을 위한 기반으로서의 토양에 대한 연구부터 1970년대 후반 Warkentin and fletcher(1977)에 의해 제안된 환경의 구성 요소로서의 토양에 대한 연구에 이르기까지 수많은 변화를 거쳐 왔다. 토양의 질에 대한 개념은 그 관점에 따라 다르지만 토양이 본래의 기능을 효과적으로 수행할 수 있는 용량으로 요약할 수 있다. 국제경제협력개발기구(OECD)에서도 토양의 질을 농업환경의 주요지표로 설정하여 토양유실과 토양탄소를 토양질 평가의 세부지표로 제시하였으며, 각 국가별로 활발한 연구가 수행 중에 있다. 본 논문에서는 현재까지 제안된 토양질의 주요 개념을 살펴보고 국내외의 토양질 평가체계를 비교 분석하고자 하였다. 토양질의 평가 체계는 최소자료군(Minimum Data Set)을 이용한 토양질 지표의 선정, 선별된 지표의 표준점수화함수(Standard Scoring Function), 각 지표의 통합을 통한 토양질의 점수화의 세 단계로 구분하여 분석하였다. 토양의 질 지표는 물리 화학 생물학적 지표로 분류할 수 있으며, 이 중 토양침식, 전용적밀도, 토심, 입단안정화도, 토성, 수분보유력, 유효수분함량은 물리적 질 지표로 주로 사용된다. 화학적 질 지표로는 유기물, pH, 전기전도도, 질소 인산 가리, 중금속 등이 있고, 생물학적 지표로는 미생물탄소 질소, 무기화 가능한 질소, 토양호흡이 주로 사용된다. 또한, 토양질 지표의 직접적인 측정이 어려운 경우에는 토양특성 환산식(Pedotransfer Function)을 이용하여 각 지표의 값을 추정할 수 있다. 현재 선진국에서는 SINDY를 비롯한 다양한 프로그램을 구축하고 있으며, 국내에서도 국가적인 차원의 자료구축을 통해 선별된 최소자료군의 계량화모델을 확립하여 웹기반의 프로그램을 구축해야 할 것이다. 현재까지 토양질의 계량화에 대한 연구는 주로 작물의 수량을 중심으로 이루어졌지만 향후 지속가능한 토양환경의 관리를 위해서는 환경의 질과 인간의 건강을 종합적으로 고려한 토양의 질 지표 개발에 대한 연구가 필요할 것이다.

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2차원 침수해석을 위한 수리학적 건물 일반화 기법의 적용 (Application of Hydro-Cartographic Generalization on Buildings for 2-Dimensional Inundation Analysis)

  • 박인혁;진기호;전가영;하성룡
    • 한국지리정보학회지
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    • 제18권2호
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    • pp.1-15
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    • 2015
  • 인류의 문명의 시작된 이래 도시유역의 침수는 거주민과 해당지역의 시설에 화학적이고 물리적인 피해를 입혀왔다. 최근의 연구는 도시홍수와 침수를 해석을 위한 모델과 지형자료의 통합에 관한 연구가 주를 이뤄왔다. 그러나 2차원 모델의 구축과정에 많은 시간이 소요되고 높은 데이터 처리기술을 요구하는 경향이 있다. 게다가 건물의 격자화 과정에서 의도치 않는 격자가 발생하게 되어 해석결과의 신뢰도를 떨어뜨리기 때문에 고해상도의 데이터 구득과 모형을 구축하더라도 건물의 처리기법에 따라 해석결과가 달라진다. 따라서 2차원 침수해석모형의 건물의 자료를 입력 시에는 이러한 왜곡현상을 최소화 할 수 있도록 건물의 일반화 처리 혹은 건물의 직교성 확보 등의 전처리가 필요하다. 이에 본 연구의 목적은 2차원 침수해석결과의 신뢰도를 향상시킬 수 있는 건물의 일반화 기법을 개발하고 건물의 일반화에 따른 영향을 검토하는데 있다. 연구결과, 도시지역의 2차원 침수해석결과의 신뢰도를 향상시키기 위해서는 각종 수치지도로부터 DBM(Digital Building Model)을 생성하고 본 연구에서 제안한 방법 Aggregation-Simplification을 적용하여 건물의 일반화를 수행하는 것이 바람직하며 각 기법의 임계값은 대상지역의 건물의 공간적인 특성을 고려하여 설정하되 건물의 평균 간격과 건물 간격의 표준편차를 더한 값을 초과하지 않는 것이 바람직한 것으로 나타났다.

Natech위험의 개념 및 주요 쟁점 (Issues of Natech Risk Management)

  • 오윤경
    • 환경정책연구
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    • 제13권4호
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    • pp.79-105
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    • 2014
  • Natech위험은 자연적 위해요소(natural hazards)로 인해 발생하는 산업사고 또는 기술재난을 의미한다. 유럽, 미국 등 서구 국가들에서는 1990년대 중반부터 Natech위험에 대한 연구가 활발히 진행되어 왔으며, 특히 2011년 동일본 대지진으로 인한 후쿠시마 원자력발전소 사고 이후, 이와 같은 자연 기술 복합재난에 대한 정책적, 학문적 관심이 높아지고 있다. 초기 Natech위험에 대한 연구가 원인인 자연재해의 유형과 발생확률, 결과로 유출되는 유해물질의 종류 및 위험성 등에 대한 공학적 접근이 주를 이루었던 반면, 최근의 연구는 효과적인 관리방안을 모색하기 위한 접근으로 확대되고 있다. 특히 기존의 재난관리와 비교했을 때 차별화되는 Natech재난의 특징들을 중심으로, 불확실성의 문제, 전문 분야 간 통합적 관리의 문제, 책임 소재의 문제 등이 주요 쟁점으로 부각되고 있다. 우리나라의 경우, Natech위험의 개념조차 제대로 소개되지 않았을 뿐 아니라, 복합재난에 대한 학문적, 정책적 논의 역시 부족한 실정이다. 최근의 후쿠시마 원전사고와 유해화학물질 사고 등으로 인해, 원자력 및 화학물질관리 분야의 안전 제고를 위한 정책적 개선이 이루어지고는 있으나, 자연재해 발생 시의 Natech위험 발생에 대해서는 정책적 방안이 여전히 미흡하며, 향후 다양한 정책적, 학문적 교류와 논의를 통해, Natech위험에 대한 사회적 인식 제고 및 연구 활성화가 필요하다.

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Cellular and Molecular Pathology of Fungi on Plants Studied by Modern Electron Microscopy

  • Sanwald, Sigrun-Hippe
    • 한국식물병리학회:학술대회논문집
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    • 한국식물병리학회 1995년도 Proceedings of special lectures on Molecular Biological Approaches to Plant Disease National Agricultural Science and Technology Institute Suwon, Korea
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    • pp.27-53
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    • 1995
  • In plant pathology there is an increasing necessity for improved cytological techniques as basis for the localization of cellular substances within the dynamic fine structure of the host-(plant)-pathogen-interaction. Low temperature (LT) preparation techniques (shock freezing, freeze substitution, LT embedding) are now successfully applied in plant pathology. They are regarded as important tools to stabilize the dynamic plant-pathogen-interaction as it exists under physiological conditions. - The main advantage of LT techniques versus conventional chemical fixation is seen in the maintenance of the hydration shell of molecules and macromolecular structures. This results in an improved fine structural preservation and in a superior retention of the antigenicity of proteins. - A well defined ultrastructure of small, fungal organisms and large biological samples such as plant material and as well as the plant-pathogen (fungus) infection sites are presented. The mesophyll tissue of Arabidopsis thaliana is characterized by homogeneously structured cytoplasm closely attached to the cell wall. From analyses of the compatible interaction between Erysiphe graminis f. sp. hordei on barley (Hordeum vulgare), various steps in the infection sequence can be identified. Infection sites of powdery mildew on primary leaves of barley are analysed with regard to the fine structural preservation of the haustoria. The presentation s focussed on the ultrastructure of the extrahaustorial matrix and the extrahaustorial membrane. - The integration of improved cellular preservation with a molecular analysis of the infected host cell is achieved by the application of secondary probing techniques, i.e. immunocytochemistry. Recent data on the characterization of freeze substituted powdery mildew and urst infected plant tissue by immunogold methodology are described with special emphasis on the localization of THRGP-like (threonine-hydrxyproline-rich glycoprotein) epitopes. Infection sites of powdery mildew on barley, stem rust as well as leaf rust (Puccinia recondita) on primary leaves of wheat were probed with a polyclonal antiserum to maize THRGP. Cross-reactivity with the anti-THRGP antiserum was observed over the extrahaustorial matrix of the both compatible and incompatible plant-pathogen interactions. The highly localized accumulation of THRGP-like epitopes at the extrahaustorial host-pathogen interface suggests the involvement of structural, interfacial proteins during the infection of monocotyledonous plants by obligate, biotrophic fungi.

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Characteristics of MOCVD Cobalt on ALD Tantalum Nitride Layer Using $H_2/NH_3$ Gas as a Reactant

  • 박재형;한동석;문대용;윤돈규;박종완
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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    • pp.377-377
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    • 2012
  • Microprocessor technology now relies on copper for most of its electrical interconnections. Because of the high diffusivity of copper, Atomic layer deposition (ALD) $TaN_x$ is used as a diffusion barrier to prevent copper diffusion into the Si or $SiO_2$. Another problem with copper is that it has weak adhesion to most materials. Strong adhesion to copper is an essential characteristic for the new barrier layer because copper films prepared by electroplating peel off easily in the damascene process. Thus adhesion-enhancing layer of cobalt is placed between the $TaN_x$ and the copper. Because, cobalt has strong adhesion to the copper layer and possible seedless electro-plating of copper. Until now, metal film has generally been deposited by physical vapor deposition. However, one draw-back of this method is poor step coverage in applications of ultralarge-scale integration metallization technology. Metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) is a good approach to address this problem. In addition, the MOCVD method has several advantages, such as conformal coverage, uniform deposition over large substrate areas and less substrate damage. For this reasons, cobalt films have been studied using MOCVD and various metal-organic precursors. In this study, we used $C_{12}H_{10}O_6(Co)_2$ (dicobalt hexacarbonyl tert-butylacetylene, CCTBA) as a cobalt precursor because of its high vapor pressure and volatility, a liquid state and its excellent thermal stability under normal conditions. Furthermore, the cobalt film was also deposited at various $H_2/NH_3$ gas ratio(1, 1:1,2,6,8) producing pure cobalt thin films with excellent conformality. Compared to MOCVD cobalt using $H_2$ gas as a reactant, the cobalt thin film deposited by MOCVD using $H_2$ with $NH_3$ showed a low roughness, a low resistivity, and a low carbon impurity. It was found that Co/$TaN_x$ film can achieve a low resistivity of $90{\mu}{\Omega}-cm$, a low root-mean-square roughness of 0.97 nm at a growth temperature of $150^{\circ}C$ and a low carbon impurity of 4~6% carbon concentration.

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과학 용어 분류를 통한 초등학생들의 심리적 과학 영역 분석 (Analysis of Elementary School Students' Psychological Science Domains by Classifying Science Vocabularies.)

  • 이성호;임청환;정진우
    • 한국과학교육학회지
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    • 제21권1호
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    • pp.30-37
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    • 2001
  • 통합적인 과학 교육의 필요성이 부각되고 있으며 통합 방안에 관한 여러 연구들이 이루어지고 있다. 그러나 대부분의 통합에 관한 연구는 학문의 구조와 인식론적인 측면에 그 근거를 두고 이루어지고 있다. 보다 효율적인 통합 과학 학습을 위해서는 학생들의 심리적인 측면에 관한 연구가 이루어져야 한다. 이러한 필요성에 의해 본 연구에서는, 초등학교 6학년 96명을 대상으로 교육과정상의 과학 용어 분류를 통하여 초등학생들의 심리적인 과학 영역과 그 특징을 알아보았다. 연구 결과, 다양한 과학 영역을 형성하고 있는 것으로 나타났으며 특히 '전기', '인체', '지구', '에너지', '식물', '동물', '환경', '생물', '날씨', '꽃'의 빈도가 높게 나타났다. 각 영역에 포함된 과학 용어를 분석한 결과는 다음과 같다. 첫째, 일상 생활의 경험에서 형성된 관련성을 강하게 유지하고 있는 경우가 있었다. 둘째, 가장 포괄적인 영역은 '지구' 영역이었다. 이영역에는 다른 영역에 포함되었던 대부분의 용어들이 관련되고 있었다. 따라서 '지구' 영역을 통합의 중심으로 하는 것은 학생들의 심리적인 측면에도 잘 부합되는 것이라고 보여진다.

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지리산국립공원 조릿대의 입지환경 및 생장특성 분석과 하층식생에 미치는 영향 (Environmental Factors and Growth Properties of Sasa borealis (Hack.) Makino Community and Effect its Distribution on the Development of Lower Vegetation in Jirisan National Park)

  • 박석곤;이명훈;윤정원;신현탁
    • 한국환경생태학회지
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    • 제26권1호
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    • pp.82-90
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    • 2012
  • 본 연구는 온대 낙엽활엽수림 임상내 조릿대군락의 입지환경요인과 그 생장특성을 밝혀내고, 조릿대군락이 하층식생 및 천연갱신에 미치는 영향을 분석하였다. 지리산국립공원 중산리지역의 낙엽활엽수림에서 조릿대군락이 분포하는 지역을 조사대상지로 설정하여 식생조사 및 환경요인을 조사했다. 이곳에서 조릿대의 생장특성으로서 조릿대의 우점도 및 높이, 잎층두께를 조사했고, 환경요인으로서 관목층과 지피층의 광합성광량자속밀도(PPFD), 토양의 화학적 특성을 조사했다. 또한 조사구에서 지피층에 출현하는 식물상, 목본의 개체수 및 높이를 조사했다. 그 결과로서 낙엽활엽수림 임상내 조릿대군락의 높이 및 잎층두께는 빛조건과 밀접한 관계지만, 특정입지환경이나 식생 등의 영향이 단순하게 조릿대 분포 및 생장특성을 결정하지 않는 것으로 판단된다. 이는 조릿대가 영양번식식물로서 복수의 지상간이 지하경으로 연결된 상태로 산림내의 불균질한 자원환경에서 광범위하게 분포할 수 있는 조릿대의 독특한 생존전략과 깊게 관련되어 있을 것이다. 또한, 밀생하고 높게 자란 조릿대는 지피층의 PPFD를 차단하는 것으로 치수발생 및 생장을 방해해 하층식생의 종다양성을 떨어뜨렸다.