• 환경생물
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• 제39권3호
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• pp.374-382
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• 2021

공주지역에 조림된 리기다소나무 군락에서 국내 대표 수종인 소나무와 방풍림으로 주로 조림되는 곰솔 낙엽의 분해율 및 분해과정에 따른 영양염류의 함량 변화를 파악하였다. 분해 60개월 경과 후 소나무 낙엽과 곰솔 낙엽의 잔존율은 각각 42.12±5.30과 24.79±1.98%로 소나무와 곰솔의 낙엽 분해율은 곰솔 낙엽의 분해가 소나무 낙엽의 분해에 비해 빠르게 일어났다. 60개월 경과 후 소나무 낙엽과 곰솔 낙엽의 분해상수(k)는 각각 3.02과 3.59로 곰솔 낙엽의 분해상수가 다소 높게 나타났다. 소나무 낙엽의 분해과정에 따른 C/N, C/P 비율은 초기에 각각 14.4, 144.1이었으나 60개월 경과 후에는 각각 2.26와 40.1로 점차 감소하였으며, 곰솔 낙엽의 경우 초기 C/N, C/P 비율은 각각 14.4와 111.3로 나타났고, 60개월 경과 후에는 각각 3.06와 45.8로 나타났다. 낙엽의 초기 N, P, K, Ca, Mg 함량은 소나무 낙엽에서 각각 3.07, 0.31, 1.51, 16.56, 2.03 mg g^-1, 곰솔 낙엽에서 각각 3.02, 0.39, 0.99, 19.55, 1.48mg g^-1로 소나무 낙엽과 곰솔 낙엽의 질소와 인의 함량은 유사하였다. 60개월 경과 후 N, P, K, Ca, Mg의 잔존율은 소나무 낙엽에서 각각 231.08, 130.13, 35.68, 48.58, 36.03%이었고, 곰솔 낙엽에서 각각 143.91, 74.02, 28.59, 45.08, 44.99%로 나타났다.

• 생명과학회지
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• 제29권6호
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• pp.653-661
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• 2019

본 연구는 siRNA 기반 치료제등의 핵산치료제 개발에 있어서 필수적인 약물의 생체내 흡수, 분포, 대사, 배설에 대한 동태의 확인을 위해 stem-loop RT-qPCR 법을 이용하여 보다 더 정확한 시험법을 확립하고자 하였다. siRNA에 특이적인 primer와 probe를 선별하여 siRNA 정량검출 시험법을 최적화하였다. siRNA 표준시료를 이용하여 최적화된 시험법을 적용하였을 때 siRNA 표준시료에 대한 Cp 값(y)간의 선형분석 결과, 기울기 평균 -3.3, 결정계수 $R^2$>0.99으로 확인되어 siRNA 표준시료와 Cp 값 간의 회귀성이 매우 높아 정량 분석이 가능한 시험법임을 확인하였고, 같은 표준시료를 이용한 stem-loop RT-qPCR의 검출한계(LOD)는 10 fM, 최소정량한계(LLOQ)는 100 fM이었다. 확립된 시험법의 신뢰성을 확인하기 위해 시험자를 다르게 하고, 시험법을 3회 반복하여 각각 진행한 결과, siRNA 표준시료에 대한 Cp 값(y)간의 선형분석 결과 기울기와 결정계수 $R^2$의 재현성(slope ${\pm}-3.2$, 결정계수 $R^2$>0.99)을 확인하였고, 표준 곡선으로부터 환산된 siRNA 표준시료의 회수율(recovery ${\pm}20%$)과 완건성이 우수함을 확인하였다. 확립된 stem-loop RT-qPCR을 생체내 존재하는 약물 검증에 적용할 수 있는지 확인하기 위하여 시험동물에 siRNA를 주입 후 시간별 혈액을 채취하여 확립된 시험법으로 시험을 진행하였고 약물 동태학적 분석을 통해 siRNA치료제의 혈액내의 안정성을 확인하였다. 따라서 본연구에서 개발된 stem-loop RT-qPCR 분석법은 정확성, 정밀성 및 민감도가 높은 분석법으로 핵산치료제 개발 연구의 다양한 생체시료 분석 연구에 적용할 수 있을 것으로 기대한다.

• 생물환경조절학회지
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• 제28권1호
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• pp.66-77
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• 2019

본 연구는 우리나라의 대표적인 조림수종인 소나무를 대상으로 조림지 식재 후 활착률을 높이기 위하여 상대적으로 생육이 좋은 용기묘(1-0)로 생산하고자 할 때, 기본적인 생육환경 요인들 중 시비처리 수준에 따른 생장 반응특성을 조사하고 이를 통하여 적정 시비 수준을 구명하고자 실시하였다. 104구 용기에서 생육된 소나무 용기묘는 파종 후 약 8주 후부터, 4주 간격으로 간장 및 근원경을 측정하였다. 그 결과, 소나무 1-0 용기묘의 시비처리는 변형증가농도처리군의 $500{\rightarrow}1000{\rightarrow}1000{\rightarrow}1000mg{\cdot}L^{-1}$에서 간장, 근원경 생장이 좋았으며, 전체적으로 고정농도처리군보다 증가농도처리군과 변형증가농도처리군이 더 좋은 생장을 한 것으로 나타났다. 총건물생산량은 변형증가농도처리군의 $500{\rightarrow}1000{\rightarrow}1000{\rightarrow}1000mg{\cdot}L^{-1}$ 처리구가 가장 높았다. 시비처리 후 9주째부터 고정농도처리구 $3000mg{\cdot}L^{-1}$ 시비처리에서 소나무잎의 끝부분이 노랗게 변하는 증상이 관찰되었다. 이와 같은 증상은 증가농도처리구의 $2000mg{\cdot}L^{-1}$까지 농도를 증가시킨 처리구와 변형증가농도처리군의 $2000mg{\cdot}L^{-1}$까지 농도를 증가 시킨 처리구에서 발견되었다. 본 연구를 통하여 소나무 1-0 용기묘 생산을 위한 시비처리는 시비는 유묘형성기에 Multifeed 19로 $500mg{\cdot}L^{-1}$, 빠른생장기에 Multifeed 19로 $1000mg{\cdot}L^{-1}$, 경화기에 Multifeed 32로 $1000mg{\cdot}L^{-1}$를 일주일에 한번씩 지속적으로 실시하는 것이 우량한 용기묘를 생산하는데 바람직한 것으로 판단된다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제46권3호
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• pp.114-133
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• 2013

본 연구는 비지정 문화유적이 제도권 내에서 보존되기 전까지 자연적인 훼손을 최소화하기 위한 기초연구로서 산림 내에 위치한 사지(寺址)에서 발생하는 자연적인 훼손 양상을 밝히고, 발생 원인에 대해 분석하였으며, 식생관리를 통한 저감방안을 모색하였다. 분석대상지는 다양한 피해 사례가 확인되는 삼천사지로 선정하였다. 사지에서 발생하는 자연적인 훼손은 발생 원인에 따라 크게 식생과 관련된 직접적인 유구 피해(식생), 식생과 간접적으로 관련이 있거나 여타 지형적 요인으로 인한 사지 전반에 대한 피해(지형), 산림작업 및 등산객 이용과 같이 식생과 간접적으로 관련이 있거나 식생환경 개선을 통해 저감할 수 있는 인위적 피해(인위)의 세 가지 유형으로 분류하였다. 식생에 의한 직접적인 피해는 입목의 뿌리에 의한 매장 유구 훼손, 수목 생장에 따른 석축 교란, 입목 전도에 의한 유구 파괴 및 사지 훼손, 기타 덩굴성 식물에 의한 훼손 등이 있으나, 일부는 버팀목이 되어 석축 붕괴를 막아주는 역할도 하였다. 환경변화에 의한 피해는 집중호우(홍수), 태풍으로 인해 토사유출 등이 발생하여 유구에 직접적인 피해를 주거나, 식생환경에 변화를 주어 사지에 2차 피해가 발생한 것으로, 이로 인해 지형 변화, 석축 유실 등이 주로 확인되었다. 인위적 피해는 산림작업에 의한 피해와 등산객 이용에 따른 답압 등이 있다. 이상과 같이 사지에서 발생하는 자연적 훼손에 대한 저감방안은 다음과 같이 고찰하였다. 1. 자연적 훼손의 대부분은 방치에 의한 지속적(遲速的)인 훼손으로 간벌을 통한 산림 밀도 조절, 유적 배면의 사방식재를 통한 토사유출 억제, 유구가 인접한 지역의 대교목 발생 억제를 위해 울폐도 조절을 통한 초본류 육성 등 산림관리를 통해 저감할 수 있다. 2. 강우에 의한 토양침식을 저감하기 위해서는 낙엽활엽수가 유리할 것으로 판단된다. 또한 상층 교목림의 적절한 수관 밀도를 유지할 필요가 있는데, 2~18본/$100m^2$ 정도가 적절할 것으로 사료된다. 3. 사지의 보존을 위해서는 참나무류나 서어나무류의 육성이 좋을 것으로 판단되며, 타감작용이 강해 생태계를 교란하는 아까시나무, 칡 등은 점차적으로 세력을 약화시킬 필요가 있다. 삼천사지는 북한산 국립공원 내에 위치하고 국 공유림에 속한다. 따라서 자연환경의 보전을 위해 현재도 꾸준한 산림작업이 실시되고 있으므로, 이러한 과정에서 유적의 보존을 위한 식생관리 방안이 고려될 수 있는 여지가 있다고 판단된다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제53권4호
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• pp.136-149
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• 2020

그동안 우리나라 문화재 수리에 필요한 국내산 육송 특대재는 국내에서 수급하기 어려워 부득이하게 북미산 더글라스 퍼를 사용할 수밖에 없다는 인식이 많았다. 이러한 인식으로 인해 문화재 수리 현장에서는 구하기 어려운 국산 육송 특대재보다 구하기 용이한 북미산 더글라스 퍼로 대체하여 수리하는 경우가 있는데, 이러한 경우에는 문화재 원형 보존의 원칙 훼손뿐만 아니라 재료의 진정성 측면에서 좋지 않은 결과를 발생시킬 수 있다. 따라서 국산 육송 특대재의 수급 현황을 기존 연구와 목재 관련 종사자들의 인터뷰를 통해 점검해보고, 실제 국산 육송 특대재가 부족한지와 부족하지 않다면 어떠한 원인으로 국산 육송 특대재가 문화재 수리 현장에서 사용되기 어려운지를 파악하여 그 해결책을 제시할 필요가 있다. 이에 본 연구에서는 우리나라 문화재 수리 현장에서 사용되는 국산 육송 특대재의 취득 경로를 살펴보고, 산림청 산하 공공 기관들과 문화재청의 연구 자료, 제재소의 견적가를 수집하여 원목 가격의 변동 폭을 조사하였다. 또한 국산 육송 특대재가 문화재 수리 현장에서 사용되기 어려운 원인을 기존 문헌 연구와 문화재 수리업계 종사자의 인터뷰를 통해 살펴보았다. 기존 문헌과 인터뷰 조사 결과 국산 육송 특대재가 문화재 수리 현장에 적극적으로 사용되지 못하는 주된 원인으로써 첫 번째로는, 국산 육송 특대재가 문화재 수리 현장에서 필요한 수량보다 부족하여 문화재 수리 현장에서 쓰이기 어렵다는 현장의 의견이 있었다. 두 번째로는, 국산 육송 특대재의 비축량은 충분하나 국산 육송 특대재의 가격이 입찰제도와 견적의 문제로 구매하기 어렵다는 의견이 있었다. 두 가지 의견에 대한 검토 결과, 첫 번째 원인보다는 두 번째의 원인이 국산 육송 특대재의 문화재 수리 현장 적용에 어려움을 초래하는 원인으로 파악되었다. 따라서 앞선 문제점들에 대한 해결 방안으로써 전통건축수리기술진흥재단의 국산 육송 특대재의 공급과 실거래가 조사 등을 제시하였다. 이러한 해결 방안을 통해 국산 육송 특대재가 문화재 수리 현장에서 보다 적극적으로 사용됨으로써, 목조문화재에서 재료의 진정성을 보다 적극적으로 지킬 수 있을 것으로 생각된다.

• 한국환경생태학회지
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• 제34권6호
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• pp.503-514
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• 2020

기후변화는 생물계절반응 변화와 식물 자생지 이동을 초래한다. 우리나라 상록활엽수림도 과거 20년에 비해 분포역이 넓어지고 있으며, 자생지 범위가 북상하고 있다. 이에 따른 녹나무과 상록활엽수의 자생지 변화 예측을 위해 먼저, 식생의 분포와 관련이 깊은 온량지수와 한랭지수, 최한월 최저기온, 연평균기온 등 기후지표를 분석하였다. 그 변화량과 공간분포분석을 통해 우리나라 난온대 지역에 분포하는 녹나무과 상록활엽수 8종의 자생지 기후지표특성을 파악하였다. 또한, 기후지표특성을 바탕으로 MaxEnt 종 분포모형을 적용하여 기후변화 시나리오(RCP 4.5/8.5)에 따른 21세기 자생지 변화를 예측하였다. 녹나무과 상록활엽수 8종의 자생지 월 평균 기후지표 특성은 온량지수 116.9±10.8℃, 한랭지수 3.9±3.8℃, 연강수량 1495.7±455.4mm, 건습지수 11.7±3.5, 연평균 기온 14.4±1.1℃, 동계 평균 최저기온 1.0±2.1℃로 나타났다. 기후변화 시나리오 RCP 4.5에 근거한 녹나무과 상록활엽수의 분포는 전라남도와 경상남도를 포함하는 도서지방과 서·남해안의 인접지역, 동해안의 강원도 고성까지 분포가 확대되는 것으로 분석되었다. 기후변화 시나리오 RCP 8.5에 근거한 분포의 경우 전라남도와 경상남도의 전 지역과 전라북도, 충청남도, 경상북도, 수도권의 일부 지역을 제외한 대부분 지역으로 분포가 확대될 것으로 분석되었다. 기후변화에 대비한 녹나무과 상록활엽수의 보전을 위해서는 자생지 내·외 보전 기준설정 및 다양한 자생지 특성 분석이 수행되어야 한다. 또한, 기후지표를 기반으로 한 생물계절정 자료를 통해 기후변화에 따른 녹나무과 상록활엽수의 분포, 이동, 쇠퇴 등의 미세변화를 선제적으로 감지하고 보전관리 방안을 수립하여야 할 것이다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제39권5_3호
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• pp.1031-1042
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• 2023

인공위성은 시공간적으로 연속적인 지구환경 데이터를 제공하므로 위성영상을 이용하여 효율인 작물 수확량 예측이 가능하며, 딥러닝(deep learning)을 활용함으로써 더 높은 수준의 특징과 추상적인 개념 파악을 기대할 수 있다. 본 연구에서는 Landsat 8 위성 영상을 활용하여 다시기 영상 데이터를 이용하여 5대 수급 관리 채소인 배추와 무의 수확량을 예측하기 위한 딥러닝 모델을 개발하였다. 2015년부터 2020년까지 배추와 무의 생장시기인 6~9월 위성영상을 이용하여 강원도를 대상으로 배추와 무의 수확량 예측을 수행하였다. 본 연구에서는 수확량 모델의 입력자료로 Landsat 8 지표면 반사도 자료와 normalized difference vegetation index, enhanced vegetation index, lead area index, land surface temperature를 입력자료로 사용하였다. 본 연구에서는 기존 연구에서 개발된 모델을 기반으로 우리나라 작물과 입력데이터에 맞게 튜닝한 모델을 제안하였다. 위성영상 시계열 데이터를 이용하여 딥러닝 모델인 convolutional neural network (CNN)을 학습하여 수확량 예측을 진행하였다. Landsat 8은 16일 주기로 영상이 제공되지만 구름 등 기상의 영향으로 인해 특히 여름철에는 영상 취득에 어려움이 많다. 따라서 본 연구에서는 6~7월을 1구간, 8~9월을 2구간으로 나누어 수확량 예측을 수행하였다. 기존 머신러닝 모델과 참조 모델을 이용하여 수확량 예측을 수행하였으며, 모델링 성능을 비교했다. 제안한 모델의 경우 다른 모델과 비교했을 때, 높은 수확량 예측 성능을 나타내었다. Random forest (RF)의 경우 배추에서는 제안한 모델보다 좋은 예측 성능을 나타내었다. 이는 기존 연구 결과처럼 RF가 입력데이터의 물리적인 특성을 잘 반영하여 모델링 되었기 때문인 것으로 사료된다. 연도별 교차 검증 및 조기 예측을 통해 모델의 성능과 조기 예측 가능성을 평가하였다. Leave-one-out cross validation을 통해 분석한 결과 참고 모델을 제외하고는 두 모델에서는 유사한 예측 성능을 보여주었다. 2018년 데이터의 경우 모든 모델에서 가장 낮은 성능이 나타났는데, 2018년의 경우 폭염으로 인해 이는 다른 년도 데이터에서 학습되지 못해 수확량 예측에 영향을 준 것으로 생각되었다. 또한, 조기 예측 가능성을 확인한 결과, 무 수확량은 어느 정도 경향성을 나타냈지만 배추의 경우 조기 예측 가능성을 확인하지 못했다. 향후 연구에서는 데이터 형태에 따라 CNN의 구조를 조정해서 조기 예측 모델을 개발한다면 더 개선된 성능을 보일 것으로 생각된다. 본 연구 결과는 우리나라 밭 작물 수확량 예측을 위한 기초 연구로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제57권2호
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• pp.118-141
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• 2024

본 연구는 고문헌(古文獻) 기록과 도상자료(圖像資料)를 조사·분석하여 조선시대 수해 방지를 위해 계획적으로 조성된 한양도성(漢陽都城) 내 청계천(淸溪川) 가산(假山)에 식재된 버드나무 수책(樹柵)에 대해 고찰하였다. 그동안 버드나무에 관련된 연구 사례는 있었으나 버드나무의 구체적인 활용사례와 그 역사적 배경을 조사·분석하여 그 원형적 가치를 파악하는 데 목적을 두고 진행된 연구는 찾아보기 어렵다. 이에 본 연구는 조선시대 청계천에 조성된 버드나무 수책의 사례를 확인하고 조성 배경과 지역적 특징을 조명함으로써 그 가치를 재해석하고자 하였다. 본 연구의 주요 내용은 다음과 같다. 조선시대의 수재(水災)는 제일 큰 위해 요소로 작용하였을 것으로 추정된다. 16~18세기 조선은 홍수로 인한 피해가 심각하였다. 영조 시기에 이르러서는 도성의 사산(四山)이 모두 민둥산이 되었는데, 이는 잦은 홍수의 원인이 되었다. 1760년(영조 36)에 영조는 준천사업(濬川事業)을 통해 장마 때마다 넘치는 청계천 바닥을 준설하고 오간수문 양안에 조성된 가산에 버드나무 수책을 조성하여 수해를 예방하고 토양의 유실을 방지하는 조치를 시행하였다. 영조 시기인 18세기 중반에 제작된 《광여도(廣輿圖)》 속의 <도성도(都城圖)>에는 오간수문(五間水門) 앞에 조성된 가산이 보이고, 『신증동국여지승람(新增東國輿地勝覽)』의 기록에서 1760년(영조 36)에 버들을 양쪽 가산에 심었다는 기록을 검증하였으며, 1770년(영조 46) 제작된 <한양도성도(漢陽都城圖)>를 통해 18세기 후반에는 오간수문 근처의 가산 위 버드나무가 숲을 이루어 우거졌던 사실도 확증하였다. 또한 『조선왕조실록(朝鮮王朝實錄)』이나 『승정원일기(承政院日記)』, 『일성록(日省錄)』 등의 고문헌 기록을 통해 청계천 준천사업과 버드나무 수책의 조성이 조선 전기인 15세기부터 조선 후기인 19세기 말까지 계속되었다는 사실을 확인하였다. 본 연구는 홍수 및 수해 방지는 물론 아름다운 경관을 형성하는데 큰 바탕이 되었던 조선시대 버드나무 수책의 조성사례와 그 활용성을 조사함으로써 버드나무가 고유한 문화유산이자 전통 경관자원이었음을 알리고, 버드나무의 역사적 의미를 되새기는 데 의의가 있다.

• 한국환경생태학회지
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• 제38권2호
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• pp.204-216
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• 2024

생태계서비스 상쇄 효과(Trade-off) 규명과 같이 서비스 간 상호관계를 측정하는 것은 한정된 환경자원을 관리하는 측면에서 매우 중요하다. 이에, 본 연구에서는 약 30여 년간 토지 피복이 변화함에 따라 파생된 생태계서비스 우세경향 및 증감을 파악하고, 시간의 경과에 따라 발생한 생태계서비스 상호 간 관계 변화를 추적하였다. 이를 통해 토지 피복 변화와 생태계서비스 변화 간의 관계 및 지역마다 상이한 서비스 변화의 특성을 규명하였다. 연구는 생태계서비스 평가 모델인 InVEST Model을 주로 활용하였고, 평가결과를 0-1사이로 표준화한 후 차원축소기법 중 하나인 주성분 분석을 거쳐 시계열변화를 관찰하고 서비스 상호 간 관계를 파악하였다. 연구 결과, 시가화 지역 면적은 1989년에서 2019년 사이 급격하게 증가했으며, 산림은 2009년에서 2019년 사이 크게 증가하는 양상을 나타냈다. 1989년에서 2019년 사이에 생태계서비스 공급량에 있어 전국적으로 수량 공급은 13.9% 감소, 질소 저류는 10.5% 감소, 인 저류는 2.6% 증가, 탄소 저장은 0.9% 감소, 대기정화는 1.2% 증가, 서식처 질은 3.4% 감소하였다. 우리나라는 지난 30여 년간 시가화 지역이 증가하고, 농경지가 감소하며, 산림이 증가하는 동안 인 저류 기능과 서식처 질 사이에 상쇄 효과를 보였다. 본 연구는 우리나라의 환경관리 정책이 도시화로 인해 하락한 생태계 질을 향상시키고 생태계서비스를 극대화하는데 기여했다는 결론을 도출하였다. 이러한 연구 결과는 정책결정자들이 지속 가능한 자연환경 보전과 생태계 서비스 제공에 중점을 둔 조림 정책을 수립하고 추진하는 데 도움을 줄 수 있다.

• 한국환경생태학회지
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• 제38권2호
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• pp.169-177
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• 2024

본 연구는 분비나무의 수고 특성에 따른 개체군 동태 분석이 가능한지 알아보고자 수행되었다. 이는 기존 수령 및 흉고직경에 기반한 개체군 동태 분석이 고지대의 척박한 환경에서 더디게 생장하는 분비나무 특성을 반영하기 어렵다고 판단하였기 때문이다. 이를 위해 분비나무군락이 대표적으로 분포하고 있는 설악산, 오대산, 태백산국립공원을 대상으로 분비나무 수령과 흉고직경급 분포에 따른 개체군 동태 분석의 한계를 검증하고, 수고 생장 특성을 조사하여 수고에 기반한 수직적 구조를 통한 개체군 동태 파악이 가능한지 종합 분석하였다. 연구 결과, 분비나무 개체군 동태 파악에 있어 수령 분포는 모든 수목에 대한 실질적인 시료 채취의 어려움과 더불어 동일한 임분 내에서도 광조건 등에 따라 수령 분포가 다양하게 나타나기 때문에 한계가 있었다. 또한 흉고직경급 분포는 치수 단계에서 세분화된 구분이 어려워 피음 조건에서 치수 단계로 오래 머무르다 광 조건이 적합해지면 급격히 생장하는 분비나무 특성을 반영하기 어려웠다. 반면, 분비나무 수고 특성을 종합 분석한 결과, 전나무속 개체군 동태 특성에 해당하는 밀도가 높고 유사한 수고 단계에서의 주된 수목 고사, 하층에서의 U자형 개체군 동태 등을 충분히 반영하는 것으로 나타났다. 또한 피음 조건에서 하층 분비나무 개체의 연간 수고 생장량이 커지는 전환점이 되는 수고값을 확인할 수 있었으며, 해당 수고에서야 분비나무 개체가 다른 관목 및 초본의 피압으로부터 벗어나 진계 생장이 본격적으로 일어나게 됨을 알 수 있었다. 따라서 본 연구를 통해 고지대 분비나무의 개체군 동태를 이해하는데 있어 수고를 통한 수직적 구조가 활용될 수 있음을 확인할 수 있었고, 향후 현장에서도 수고 특성에 기반하여 직관적으로 분비나무군락의 유지 여부등을 파악할 수 있을 것으로 예상된다.