• 콘크리트학회논문집
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• 제24권3호
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• pp.293-303
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• 2012

최근 건설기술의 발전에 따라 구조물이 대형화, 고층화, 장대화되고 있으며, 동시에 다양한 기능을 수행하고 있다. 그러나 요즘 들어 그 빈도수가 증가하고 있는 충돌 사고나 테러에 의한 폭발, 화재 등에 의한 극한하중이 상기의 구조물에 작용할 경우, 구조물의 손상뿐만 아니라 인명과 재산의 피해 정도가 상당히 커질 수 있다. 특히, 충격이나 폭발하중은 구조물에 작용하는 압력 또는 하중이 매우 짧은 시간에 발생하게 되고, 이러한 하중을 받는 구조물은 준-정적(quasi-static) 하중을 받는 구조물과는 다른 응답을 나타내게 되며 반드시 변형률 속도와 손상 효과를 고려해서 설계가 이루어져야 한다. 그러므로 이 연구에서는 콘크리트 슬래브의 충격저항성능 향상을 위해서 강섬유를 전체 부피의 0%에서 1.5%까지 혼입하고, 두 가지 종류의 FRP 시트를 인장부에 보강하여 저속 충격하중에서의 휨 실험을 수행하였다. 실험 결과 FRP 시트를 인장부에 보강할 경우에 최대 충격하중 및 소산에너지, 파괴 시의 타격 횟수가 증가하였으며, 최대 처짐 및 회전각은 감소하여 충격저항성능이 크게 향상되는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 추후 극한하중에 노출될 수 있는 주요 시설물의 설계 시 유용하게 사용될 수 있을 것으로 판단된다. 또한, 이 논문에서는 두 가지 종류의 FRP 시트로 보강된 강섬유 보강 콘크리트 슬래브의 저속 충격하중에서의 동적응답을 해석하기 위하여 외연적 시간적분에 기초한 유한요소해석 프로그램인 LS-DYNA를 사용하였으며, 해석 결과 오차율 5% 이내로 비교적 정확하게 최대 처짐을 예측하는 것으로 나타났다.

• 대한지리학회지
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• 제51권6호
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• pp.779-797
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• 2016

보정된 수문모델은 기후변화와 지표피복변화가 하천의 유량과 수질, 그리고 하천퇴적물의 양에 미치는 영향을 정량적으로 파악할 수 있는 수단이 된다. 라오스 중부에 위치한 시방파이(Xe Bang Fai) 유역($10,064km^2$)은 태풍의 영향권에 놓여 있으며, 여름철은 높은 강우강도로 인해 매년 주기적인 범람의 위험을 안고 있다. 특히 현재 진행되고 있는 기후변화로 인해 태풍의 빈도와 강도가 크게 변할 것으로 예상되기 때문에 홍수로 인한 피해의 위험성은 점차 높아지고 있다. 이 연구의 목적은 Soil and Water Assessment Tool(SWAT) 모델을 이용하여 예상되는 기후변화 시나리오에 따라 하천유량에 미치는 영향을 예측하는 것이다. 이 연구에서 SWAT 모델은 2001년과 2005년 사이 기후 및 유량자료를 통해 보정하였으며, 2006년과 2010년의 예측치와 실측치 비교를 통해 검증하였다. 모의한 월별 유량과 실제 측정된 유량간의 일치도는 $R^2$ 값이 0.9(ENS>0.9)를 넘어 모델의 예측력이 높은 것으로 나타났다. 세 개의 기후모델(IPSL CM5A-MR 2030, GISS E2-R-CC 2030 and GFDL CM3 2030)은 현재 진행되고 있는 기후변화로 인해 가까운 미래인 2030년에는 여름 몬순기간 동안 강우량이 약 10% 증가할 것으로 예측된다. 이 경우 우기인 7월과 9월 사이 시방파이 다리 부근에서 관측되는 하천의 유량은 현재보다 약 $800m^3/s$ 정도 증가할 것으로 예측되었다. 이 연구에서 보정된 SWAT 모델은 향후 홍수저감과 라오스의 지속가능한 발전정책의 수립에 효과적으로 사용될 것으로 기대된다.

• 한국환경생태학회지
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• 제31권1호
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• pp.42-53
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• 2017

도로의 건설에 따른 불가피한 생태계 피해들 중 도로상에서 동물이 차에 치여 죽는 로드킬이 있으며, 특히 산간지대가 많은 지형적 특성에 따라 국내에서 로드킬은 특별히 관심을 받고 있다. 로드킬은 야생동물 개체군 감소의 한 원인으로 종종 언급되고 있다. 국내에서 포유류, 조류, 양서류 등과 같이 파충강(Reptilies) 중 뱀류의 로드킬 역시 빈번하게 발생하고 있음에도 불구하고 고속도로가 아닌 일반도로에서 뱀류 로드킬 발생 경향에 대한 연구는 매우 미진한 상태이다. 본 연구는 2007년 5월부터 2012년 9월 사이에 강원도 지역을 주로 포함하고 일부 경기도, 충청북도, 경상북도 지역을 포함하는 남한 동북부 지역에 고속도로를 제외한 일반도로를 대상으로 뱀류 로드킬을 조사, 분석하였다. 분석결과, 총 10종 155건의 로드킬이 발견되었는데, 그들 중 유혈목이(Rhabdophis tigrinus), 쇠살모사(Gloydius ussuriensis), 누룩뱀(Elaphe dione), 능구렁이(Dinodon rufozonatus), 살모사(Gloydius brevicaudus) 5종이 전체 로드킬의 90% 이상을 차지하고 있었다. 로드킬은 먹이를 찾아다닐 것으로 예상되는 뱀류가 그렇지 않은 뱀류보다 더 빈번하게 발생하였으며, 수컷의 비율이 암컷보다 높았고, 성체의 비율이 아성체보다 높았다. 계절적으로는 9월에 가장 높은 빈도를 보였다. 해발고도 상으로는 200-400m 사이에서, 도로 가장자리의 환경 특성으로는 산-도로-수계와 산-도로-농경지 환경에서 빈번하게 발생하였다. 이러한 결과는 국내 뱀류 로드킬의 경향을 파악하고, 해당 지역들에서 뱀류를 위한 로드킬 저감방안 수립 및 시행시 대상 지역 및 위치선정, 대상종의 선정 등에 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국환경생태학회지
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• 제33권5호
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• pp.506-514
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• 2019

도시생태계는 기존 자연생태계와 달리 야생생물 및 인간이 함께 공존하는 상호복합적 환경을 제공한다. 그러나 도시 녹지 및 공원에 출현하는 말벌속(genus Vespa)은 도시생태계에 긍정적인 기능을 수행함과 동시에 도시민에게 물리적 심리적 피해를 초래하는 불균형을 야기하기도 한다. 특히 어린이공원은 접근성이 높아 도시민 및 어린이가 쉽게 이용하는 도시 녹지이며 말벌속이 거점 및 서식지로 활용하는 공간임에도 아직까지 어린이공원에 출현하는 말벌속에 대한 서식환경 및 출현 특성을 공간적으로 분석한 연구가 부족한 상황이다. 본 연구는 말벌속의 생활사 기간을 고려해 2018년 4월부터 11월까지 32주간 천안시 어린이공원 27개소 내 말벌트랩을 설치해 말벌(Vespa crabro flaVofasciata), 좀말벌(Vespa analis parallela), 장수말벌(Vespa mandarinina), 꼬마장수말벌(Vespa ducalis), 등검은말벌(Vespa Velutina nigrithorax)을 포획하고 출현 종 구성 및 어린이공원의 입지 특성 및 환경공간정보를 고려한 말벌속의 출현 경향을 분석하였다. 연구 기간 말벌속은 총 818개체가 포획되었으며, 종별로는 좀말벌 290개체(35.4%), 말벌 260개체(31.8%), 꼬마장수말벌 100개체(12.1%), 장수말벌 87개체(10.6%), 등검은말벌 81개체(9.9%) 순으로 포획되었다. 대부분의 말벌속은 계칩(啓蟄) 이후 5~6월에 여왕벌 위주로 포획이 이루어지다가 분업기인 6월 중순부터 포획 개체 수가 급감한 공통적인 특징이 있으나, 등검은말벌은 타 말벌속의 쇠퇴기가 이미 시작된 10월 3주차부터 80% 이상 포획되어 계절적 차이를 보여주었다. 어린이공원 입지별 말벌속 포획 개체 수를 분석한 결과 포획량 상위 6개소에서 363개체(44.3%), 하위 6개소에서 35개체(4%)가 포획되어 확연한 차이를 확인할 수 있었다. 특히 상위 6개소의 평균 NDVI(Normalized difference Vegetation index)는 0.79로 하위 6개소의 평균 NDVI인 0.38과 유의한 평균간 차이를 보였으며(t=2.67*, *=p<0.05), 주변 토지이용이 초지 혹은 나지일 경우 말벌속 포획 빈도가 높은 것으로 분석되었다. 본 연구는 도시 내 녹지 및 공원에 출현하는 말벌속의 생태적 기본 특성을 확인한 기초 연구로서 의의가 있으며, 향후 효율적인 도시 녹지 관리를 위한 토대가 될 것으로 기대된다.

• 해양환경안전학회지
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• 제23권6호
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• pp.690-698
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• 2017

베트남은 3,444 km가 넘는 해안선, 수천 개의 섬 그리고 길이 4260 km 이상인 2,360개의 강과 수로가 있는 해양국이다. 선박에 의한 유류수송의 빈도와 수송량이 증가하면서 기름유출사고의 가능성이 과거 어느 때보다 높아지고 있다. 해상에서의 연료유 및 화물유의 유출은 해양생태계, 연안자원 및 인간건강은 물론 사회 경제에 대하여 광범위하고 장기적인 영향을 미친다. 본 연구는 20년 동안의 기름유출사고 건수와 유출량과 같은 베트남의 해양기름유출 현황 그리고 기름유출대응(OSR)에 대한 국가체제 등과 같은 국가대응체계에 관한 전반을 보여줄 뿐만 아니라, 특히 베트남과 한국 사이의 국가기름유출대응체제를 비교함으로써 기름유출사고에 대응하여 베트남의 국가역량을 강화하기 위한 권고안을 제시하고자 한다. 그 결과, 베트남의 해양기름유출사고 건수와 유출량은 한국의 하락 추세와는 대조적으로 상승 추세를 보였다. 이는 베트남의 연안 해역에서 실제적 기름유출 가능성이 높다는 것을 의미한다. 따라서 베트남의 국가기름유출대응역량을 강화하기 위한 3가지 주요 권고안을 다음과 같이 제안한다. 즉 (1) OPRC협약의 수락 이행 그리고 유류오염으로 인한 피해 및 손실을 보상하는 국가기금의 조성과 같은 기름유출사고에 대비하고 대응하기 위한 법률제도를 포함한 국가기름유출대응 시스템을 강화하기 위한 방안의 개발; (2) 일관된 보고, 경보 및 모니터링 시스템의 강화; (3) 표준 교육과정 내용으로 구성된 교육 및 훈련 프로그램의 개발을 제안하고자 한다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제34권6_1호
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• pp.869-877
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• 2018

사막면적은 매년 증가하는 추세이며, 이에 따라 막대한 사회적 피해 비용을 발생시키고 있다. 이러한 사막은 광범위하게 분포하고 사람의 접근이 어려워 인공위성을 이용한 모니터링이 많이 이루어지고 있지만 인공위성의 센서에 따라 산출되는 사막 면적 비교 연구는 미비한 편이다. 센서의 선택에 따라 산출되는 사막 면적은 상이할 수 있고 이에 따라 기후 예측이나 사막화 방지대책 등에 영향을 미칠 수 있어 센서별로 산출되는 사막면적 자료의 특성을 인지하는 것은 중요하다. 본 연구에서는 Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer(MODIS)와 Vegetation을 이용해 2001-2013년 동북아시아 지역의 사막 면적을 산출하고 비교 분석하였다. 분석결과, MODIS에서 산출한 사막 면적은 비교적 과소 탐지하는 경향과 $20,911km^2/year$로 감소하는 추세를 보였고 Vegetation에서 산출한 사막 면적은 $3,020km^2/year$로 증가하는 추세를 보였다. 또한 실측자료 확보가 힘든 사막지역에서 인공위성을 이용해 산출된 사막 면적의 간접검증을 위해 사막 면적 변화에 영향을 받는 황사 발생빈도와 상관관계 분석을 실시하였다. 그 결과, MODIS는 R=0.2071로 비교적 낮은 상관관계가 나타났고 Vegetation은 R=0.4837로 비교적 높은 상관관계가 나타났다. 이는 Vegetation이 동북아시아 사막 영역에서 보다 정확한 사막 면적 산출을 수행한 것으로 사료된다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제36권6_1호
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• pp.1421-1434
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• 2020

기후변화로 인해 폭염 발생 빈도 및 강도가 심해지고 있다. 도시지역은 도시열섬현상과 맞물려 폭염에 의한 피해가 더욱 심하기 때문에 면밀한 대비가 필요하다. 국외 많은 지자체에서는 폭염 대비 및 대책을 위해 다양한 공간정보를 이용하여, 열 지도를 구축 및 도시 내 서로 다른 공간적 특징을 가지는 지역별 적합한 폭염 대책을 세워 대비를 하고 있다. 열지도 구축은 폭염 대비를 위해 우선적으로 수행되어야 할 단계이며 중요하다. 열지도 구축 및 열 환경 분석 사례는 넓은 면적을 가지는 도시단위부터 좁은 면적을 가지는 지역단위까지 다양한 면적 분포를 가진다. 열지도 구축 방법은 원격탐사를 통한 방법부터 시뮬레이션을 활용하는 방까지 다양하지만, 공간적 규모에 따른 차별화된 공간정보 활용 기준은 잡혀져 있지 않아 연구자마다 각기 다른 방법을 통해 열 지도를 구축 및 열 환경을 분석하고 있다. 전술된 사유로 인해 분석 규모에 적합한 열지도 구축에 필요한 공간정보 기준이 수립될 필요가 있다. 이에 본 연구는 도시 열지도 구축을 위해 활용되는 공간정보 활용 효율화 방안을 제시하기 위해 국내외 폭염 및 도시 열 환경 분석 연구를 공간정보, 분석방법론, 최종결과물을 살펴보았다. 분석결과 공간정보 활용에 있어서는 원격탐사를 활용한 열지도 구축을 위해서는 기본 해상도인 공간, 시간, 분광해상도가 필요한 것으로 파악되었다. 시뮬레이션은 구동을 위한 입력 조건 정보인 기상데이터의 종류와 공간해상도가 분석 대상지의 규모별 상이함이 있음이 파악되었다. 따라서 원격탐사를 활용한 열지도의 경우는 공간·분광·시간 해상도를 고려해야 하며, 시뮬레이션은 구동을 위한 입력 조건인 공간해상도와 입력하는 기상정보의 조건을 사전에 고려해야 할 것으로 사료된다. 그리고 폭염 분석을 위한 모니터링 요소의 종류를 파악한 결과 토지피복, 도시 공간적 특징, 건축물, 지형, 식생, 그림자 관련 19가지 요소 종류를 파악했으며 규모별 요소의 종류가 차이가 있는 것이 파악되었다. 본 연구를 통해 폭염 분석 시, 수행하려는 연구 대상지의 면적 규모에 적합한 공간정보 활용 및 모니터링 요소 설정에 있어 연구의 방향을 제시할 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제54권spc1호
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• pp.1095-1105
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• 2021

기후변화에 따른 집중호우, 태풍 등의 발생빈도의 증가로 인하여 댐 운영의 고도화가 요구되고 있다. 일반적으로 댐 운영의 경우 강우예측, 강우-유출, 홍수추적 등 다양한 수리수문학적 요소들을 반영하여 수행되나 기 계획된 특정 규칙에 기반한 댐 운영 모형의 경우, 때때로 개별 모듈들의 불확실성과 복합적인 인자들로 인하여 댐의 방류량을 능동적으로 제어하는데 제약이 있을 수 있다. 본 연구는 남강댐 직하류 홍수피해 예방을 위하여 댐의 방류량 결정 등 효율적인 댐 운영을 지원하기 위해 딥러닝 기반 LSTM (Long Short-Term Memory) 모형을 구축하고, 선행시간별 댐직하류 수위예측 정확도를 분석하는 것을 목적으로 한다. LSTM 모형의 입력자료는 댐 운영에 사용되는 기초자료 및 하류 장대동 수위관측소의 수위 자료를 시 단위로 2009년부터 2021년 7월까지 수집하였다. 2009년부터 2018년 자료는 모형의 학습과 검증 및 2019년부터 2021년 7월 자료는 선행시간을 7개(1 h, 3 h, 6 h, 9 h, 12 h, 18 h, 24 h)로 구분하여 관측 수위와 예측 수위를 비교·분석하였다. 그 결과, 선행시간 1시간의 예측결과는 평균적으로 MAE가 0.01 m, RMSE가 0.015 m, NSE가 0.99 로 관측 수위에 매우 근접한 예측 결과를 나타내었다. 또한, 선행시간이 길어질수록 예측 정확도는 근소하게 감소하였지만, 관측 수위의 시간적 패턴을 유사하게 안정적으로 예측하는 것으로 분석되었다. 따라서 수리수문학적 비선형의 복잡한 자료간의 특징을 자동으로 추출하여 예측 자료를 생산하는 LSTM 모형은 댐 방류량 의사결정에 있어 활용이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제54권spc1호
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• pp.1107-1118
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• 2021

지구온난화로 인해 발생한 기후변화는 한반도의 홍수, 가뭄 등의 발생빈도를 증가시켰으며, 이로 인해 인적, 물적 피해가 증가한 것으로 나타났다. 수재해 대비 및 대응을 위해서는 국가 차원의 수자원 관리 계획 수립이 필요하며, 유역 단위 수자원 관리를 위해서는 장기간 관측된 유량 자료를 이용하여 도출된 유량지속곡선이 필요하다. 전통적으로 수자원 분야에서 유량지속곡선을 도출하기 위하여 물리적 기반의 강우-유출 모형이 많이 사용되고 있으며, 최근에는 데이터 기반의 딥러닝 기법을 이용한 유출량 예측 기법에 관한 연구가 진행된 바 있다. 물리적 기반의 모형은 수문학적으로 신뢰도 높은 결과를 도출할 수 있으나, 사용자의 높은 이해도가 요구되며, 모형 구동 시간이 오래 걸릴 수 있는 단점이 있다. 데이터 기반의 딥러닝 기법의 경우 입력 자료가 간단하며, 모형 구동 시간이 비교적 짧으나 입력 및 출력자료 간의 관계가 블랙박스로 처리되어 수리·수문학적 특성을 반영할 수 없는 단점이 있다. 본 연구에서는 물리적 기반 모형으로 국내외에서 적용성이 검증된 Soil Water Assessment Tool (SWAT)의 매개변수 보정(Calibration)을 통해 장기간의 결측치 없는 데이터를 산출하고, 이를 데이터 기반 딥러닝 기법인 Long Short-term Memory (LSTM)의 훈련(Training) 데이터로 활용하였다. 시계열 데이터 분석 결과 검·보정 전체 기간('07-'18) 동안 Nash-Sutcliffe Efficiency (NSE)와 적합도 비교를 위한 결정계수는 각각 0.04, 0.03 높게 도출되어 모형에서 도출된 SWAT의 결과가 LSTM보다 전반적으로 우수한 것으로 나타났다. 또한, 모형에서 도출된 연도별 시계열 자료를 내림차순하여 산정된 유량지속곡선과 관측유량 기반의 유량지속곡선과 비교한 결과 NSE는 SWAT과 LSTM 각각 0.95, 0.91로 나타났으며, 결정계수는 0.96, 0.92로 두 모형 모두 우수한 성능을 보였다. LSTM 모형의 경우 저유량 부분 모의의 정확도 개선이 필요하나, 방대한 입력 자료로 인해 모형 구축 및 구동 시간이 오래 걸리는 대유역과 입력 자료가 부족한 미계측 유역의 유량지속곡선 산정 등에 활용성이 높을 것으로 판단된다.

• 한국산림과학회지
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• 제113권1호
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• pp.118-130
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• 2024

채굴지역의 복구는 생태계에 대한 다양한 피해를 줄일 수 있지만, 생태계서비스(Ecosystem Service, ES)에 대한 영향과 지역사회에 대한 기여는 불확실하다. 채굴작업에 의해 영향을 받는 ES 수혜자와 그 주변 환경에 어떻게 이익이 도출되는지를 식별하고, 나아가 수혜자들이 원하는 ES로 채굴지역을 복구·관리해야 한다. 본 연구는 국내 폐광산 지역의 산림복구지와 관련하여 TEEB(The Economics of Ecosystems and Biodiversity) 기준에 따라 18개의 ES(공급서비스 4개, 조절서비스 7개, 문화서비스 5개, 서식지서비스 2개)를 선정하였다. 그리고 11점 리커트 척도(0점 '모름', 1점~5점 '부정적 혜택', 6점~10점 '긍정적 혜택')의 반 구조화(semi-structure)된 설문지로 지역사회 87명(태백시 62명, 정선군 25명)의 사회 인식을 조사하고, 핵심 ES를 도출하였다. 두 지역사회는 폐광산의 산림복구지에 대해 문화서비스(심신건강, 심미적 가치 및 영감, 레크리에이션)와 조절서비스(국지기후 및 대기조절, 자연재해조절)를 중심으로 인식과 수요가 높은 것으로 나타났다. 해당 서비스들은 지역사회에서 실생활과 밀접하게 연관되면서, 지역주민에게 긍정적 혜택을 주었거나 향후 삶의 질을 높일 수 있는 서비스였다. 하지만 평균 점수가 6~7점에 국한되어, 실제 지역사회에 미치는 혜택은 미비한 것으로 나타났다. 공급서비스는 식량, 원재료 등 이용가능성이 높은 재화를 창출하거나 수익기회를 제공하는데 기여하는 항목임에도 불구하고, 인식은 부정적이었다. 이는 광산활동 이전부터 전통적으로 특정 공급 ES에 의존했던 지역주민을 고려하지 않은 산림복구로 지역사회와 공급 ES의 흐름이 단절된 것을 보여준다. 향후 산림복구지의 지속가능한 이용 및 생태계 증진을 위해서 반드시 지역사회의 복지를 고려한 복구과정이 필요할 것이다. 본 연구결과는 국내 광산지역 개별 특성 및 상황에 맞는 산림복구를 위한 맞춤형 생태계서비스 증진 전략을 수립하는데 활용될 수 있을 것이다. 단, 빈도분석에 따른 정성적 평가로 연구결과가 도출되었으므로, 추후 폐광산 지역 산림복구에 대한 핵심 ES에 대한 정량화와 가치평가가 이루어져야 할 것으로 판단된다.