• 생태와환경
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• 제44권2호
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• pp.239-251
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• 2011

본 연구는 변산반도 국립공원과 선운산 도립공원을 흐르는 하천을 대상으로 2009년 3월부터 2010년 2월까지 이화학적 수질 분석을 통한 영양단계 및 부착규조 군집조사를 실시하였다. 직소천은 조사기간 내내 BOD가 2 mg $L^{-1}$ 이하의 농도로써 양호한 것으로 나타난 반면, 주진천1.7~7.4 mg $L^{-1}$ 범위로 계절적 큰 차이를 보이며 부분적 3급수 이상의 수질을 나타났다. 영양단계의 판정은 직소천은 일부 수역의 중영양 단계촬 제외하면 대부분 빈영양 단계를 나타냈으며, 주진천은 중영양에서 부영양 단계로나타났다. 부착규조의 군집 조성은 직소천의 부착규조 군집은 총 80분류군으로 2목, 3아목, 8과, 21속, 73종 3변종으로 구성되어 있었고, 우점종은 Fragilaria capucina var. mesolepta, Gomphonema clevei, F. capucina 등으로 호청수종이 우점을 하였으며 계절절 전 구간에서 높은 빈도로 호청수종이 우접하며 ${\beta}$-빈부성의 비교적 청정한 수역으로, 이화학적 수질 분석과 같은 비교적 양호한 것으로 나타났다. 반면 주진천은 총 88분류군으로 2목, 3아목, 7과, 22속, 81종, 7변종으로 구성되어 있었고, 우점종으로 Navicula minima, Nitzschia fonticola, N. inconspicua와 같은 폭 넓은 환경에서 나타나는 종들은 계절별로 2회 이상 우점하였으며, Navicula mutica, N. subminuscula, Nitzschia amphibia, N. palea 등 오염된 수역에서 호오염성 종돌이 전 조사기간 고르게 나타났다, 또한 Cyclotella atomus, C. meneghiniana, Navicula pupula 등과 같은 호오성염 종들도 낮은 반도이지만 빈번히 출현하여 ${\beta}$-중부성의 오염된 하천으로 이는 앞선 이화학적 분석결과와 마찬가지로 주진천은 부영양화 단계인 것으로 판단되어 앞으로 주기적인 관리가 요구되고, 현재 국가관리 공원의 생태계 건강성평가는 고등 동식물의 군집분석을 통한 제한된 평가 기준에 머물고 있어 추후 공원 내, 하천의 수환경 변수 및 부착조류 군집분석이 공원의 건강성 평가항목으로 보강되어 하천-하천 유역환경-수목환경을 통합적으로 연계한 환경영향 평가시스템이 필요하다고 사료된다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제38권3호
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• pp.265-282
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• 2022

해수면 온도(Sea surface temperature, SST)는 지구시스템에서 해양의 순환과 생태계에 큰 영향을 주는 요소이다. 지구온난화로 한반도 근해 해수면 온도에 변화가 생기면서 이상 수온(고수온, 저수온) 현상이 발생하여 해양생태계와 수산업 피해를 지속적으로 발생시키고 있다. 따라서 본 연구는 한반도 근해 해수면 온도를 예측하여 이상 수온 현상 예측으로 피해를 예방하는 방법론을 제안한다. 연구 지역은 한반도 근해로 설정하여 동시간대 해수면 온도 데이터를 사용하기 위해 Europe Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF)의 ERA5 자료를 사용하였다. 연구방법으로는 해수면 온도 데이터의 시계열 특징을 고려하여 딥러닝 모델 중 시계열 데이터 예측에 특화된 Long Short-Term Memory (LSTM) 알고리즘을 이용하였다. 예측 모델은 1~7일 이후 한반도 근해 해수면 온도를 예측하고 고수온(High water temperature, HWT) 혹은 저수온(Low water temperature, LWT) 현상을 예측한다. 해수면 온도 예측 정확도 평가를 위해 결정계수(Coefficient of determination, R²), 평균제곱근 편차(Root Mean Squared Error, RMSE), 평균 절대 백분율 오차(Mean Absolute Percentage Error, MAPE) 지표를 사용하였다. 예측 모델의 여름철(JAS) 1일 예측 결과는 R²=0.996, RMSE=0.119℃, MAPE=0.352% 이고, 겨울철(JFM) 1일 예측 결과는 R²=0.999, RMSE=0.063℃, MAPE=0.646% 이었다. 예측한 해수면 온도를 이용하여 이상 수온 예측 정확도 평가를 F1 Score로 수행하였다(여름철(2021/08/05) 고수온 예측 결과 F1 Score=0.98, 겨울철(2021/02/19) 저수온 예측 결과 F1 Score=1.0). 예측 기간이 증가하면서 예측 모델이 해수면 온도를 과소추정하는 경향을 보여주었고, 이로 인해 이상 수온 예측 정확도 또한 낮아졌다. 따라서, 향후 예측 모델의 과소추정 원인을 분석하고 예측 정확도 향상을 위한 연구가 필요할 것으로 판단된다.

• 생태와환경
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• 제55권1호
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• pp.60-75
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• 2022

베이지안 알고리즘 모델은 입력된 자료를 기반으로 확률을 계산하는 모델 알고리즘으로써 주로 복합재난 및 수질관리를 위해 사용되었다. 최근에는 생물 간, 혹은 생물-비생물 요인들 사이의 생태학적 구조를 파악하고 이를 이용한 생태 네트워크 분석에 활용되고 있다. 본 연구는 국내 하구수생태계의 부착돌말류 군집 변화와 이화학적 요인들 사이의 베이지안 네트워크 분석을 수행하여 부착돌말류 건강성 변화의 주요 요인들을 파악하였다. 베이지안 분석을 위해 본 연구 자료를 위해 물환경측정망의 생물 측정망을 기준으로 전국 하구 지역에 분포하는 668개 지점을 2008년부터 2019년까지 연간 2회 조사를 수행하였다. 자료는 서식지 요인, 물리적 요인, 화학적 요인, 생물학적 요인으로 분류하였으며 이를 베이지안 네트워크 모델에 입력하여 전국 및 해역별 하구수생태계 네트워크 분석을 수행하였다. 2008년부터 2019년까지 전국 하구수역에서 부착돌말류는 총 625개 분류군이 출현하였으며 2목, 5아목, 18과, 141속, 595종, 29변종, 1품종으로 구성되었다. Nitzschia inconspicua의 누적 세포밀도가 가장 높았으며 Nitzschia palea가 뒤를 이었고, 이외에도 Pseudostaurosira elliptica와 Achnanthidium minutissimum 분류군의 누적 세포밀도가 높았다. 부착돌말류를 이용한 하구수생태계 건강성 평가 결과는 조사 지점이 증가함에 따라서 대체로 보통(C등급)~나쁨(D등급) 등급의 비율이 증가하였으나 조사 시기에 따른 등급별 변화는 매우 미약하였다. 베이지안 네트워크 모델을 이용하여 하구수생태계 부착돌말류 건강성 평가 결과와 서식지 정보 및 이화학적 수질 정보 사이의 관계를 분석한 결과, 건강성 평가 점수에 가장 민감하게 영향을 미치는 요인은 생물 요인이었으며 서식지 및 이화학적 요인은 상대적으로 민감도가 낮았다. 하구수생태계 건강성 평가 점수에 가장 민감하게 영향을 미치는 부착돌말류 분류군은 Nitzschia inconspicua, N. fonticola, Achnanthes convergens, Pseudostaurosira elliptica으로 나타났으며 생물 요인 이외에도 서식지 인근의 공단과 축사의 비율이 건강성 평가 점수에 많은 영향을 미쳤다. 해역에 따라서 부착돌말류 건강성 평가 점수에 민감한 주요 분류군 조성은 다르게 나타났으나 모든 해역에서 부착돌말류의 세포밀도와 AFDM 및 Chl-a는 부착돌말류 건강성 점수에 민감한 영향을 미치지 않았다. 베이지안 네트워크 분석은 하구수생태계와 같이 복잡한 생태구조에서도 건강성에 영향을 미치는 주요 분류군과 요인들을 파악하는데 유용하였으며 이를 통해 향후 훼손된 하구수생태계의 복원을 수행함에 있어서 복원 대상을 보다 정확하게 제시할 수 있을 것으로 판단된다.