• 대한원격탐사학회지
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• 제39권5_1호
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• pp.669-681
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• 2023

과일 나무의 생육을 평가하는 중요한 지표인 엽록소 함량을 추정하는데 비교적 많은 노동력의 투입이 요구되고 오랜 시간이 소요되는 기존의 파괴 조사 대신 비파괴적 조사 방식인 원격탐사기술을 적용하기 위한 연구가 시도되고 있다. 이 연구에서는 2년(2021, 2022) 간 무인기 기반의 초분광 영상을 이용하여 배나무 잎의 엽록소 함량을 비파괴적으로 추정하는 연구를 수행하였다. 영상 처리로 추출된 배나무 캐노피(canopy)의 단일 band 반사율은 시간 변화에 따라 불안정한 복사 효과를 최소화하기 위해 밴드비화(band rationing) 되었다. 밴드비(band ratios)를 입력 변수로 머신러닝 알고리즘인 elastic-net, k-nearest neighbors (KNN)과 support vector machine을 사용하여 추정(calibration, validation) 모델들을 개발하였다. Full band ratios 기반 추정 모델들의 성능과 비교하여 계산 비용 절감과 재현성 향상에 유리한 key band ratios를 선정하였다. 결과적으로 모든 머신러닝 모델에서 full band ratios를 이용한 calibration에 coefficient of determination (R²)≥0.67, root mean squared error (RMSE)≤1.22 ㎍/cm², relative error (RE)≤17.9%)와 validation에 R²≥0.56, RMSE≤1.41 ㎍/cm², RE≤20.7% 성능을 비교하였을 때, key band ratios 네 개가 선정되었다. 머신러닝 모델들 사이에 validation 성능에는 비교적 큰 차이가 없어 calibration 성능이 가장 높았던 KNN 모델을 기준으로 삼았으며, 그 key band ratios는 710/714, 718/722, 754/758, 758/762 nm가 선정되었다. Calibration에서 R²=0.80, RMSE=0.94 ㎍/cm², RE=13.9%와 validation에서 R²=0.57, RMSE=1.40 ㎍/cm², RE=20.5%를 나타내었다. Validation의 기준으로 한 성능 결과는 배나무 잎 엽록소 함량을 추정하기에 충분하지 않았지만, 앞으로의 연구에 기준이 될 key band ratios를 선정했다는 것에 의미가 있다. 추후 연구에서는 추정 성능을 향상하기 위해 지속적으로 추가 데이터세트를 확보하여 선정된 key band ratios의 신뢰성 검증과 함께 실제 과원에 재현 가능한 추정 모델로 고도화할 필요가 있다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제39권6_2호
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• pp.1615-1633
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• 2023

괭생이모자반은 황해 및 동중국해에서 대규모 번식하는 부유조류 중 하나로 우리나라 연안에 유입되어 환경 파괴 및 양식업 피해 등 다양한 문제점을 야기한다. 효율적인 피해 예방 및 연안 환경 보존을 위하여 최근 인공위성 기반 원격탐사 기술을 활용한 괭생이모자반 탐지 알고리즘 개발이 활발하게 이루어지고 있다. 하지만, 잘못된 탐지 정보는 해상 수거 선박의 이동 거리 증가, 지자체나 유관기관의 대응 혼선 등을 유발하므로 괭생이모자반 공간정보 생산 시 오탐지 최소화는 매우 중요하다. 본 연구는 국립해양조사원 국가해양위성센터의 GOCI-II 기반 괭생이모자반 탐지 알고리즘을 활용하여 자동으로 오탐지 화소를 제거하는 기술을 적용하였다. 주요 오탐지 발생 원인 분석 결과를 바탕으로 선형·산발적 오탐지 및 봄, 여름철에 중국 연안에서 대량으로 발생하는 녹조류를 오탐지로 간주하여 제거하는 과정을 포함하였다. 2022년 2월 24일부터 6월 25일까지 괭생이모자반 발생일을 대상으로 오탐지 자동 제거 기법을 적용하고, 중해상도 위성 영상을 이용하여 육안 판독 결과를 생성하고 정성적, 정량적 평가를 수행하였다. 선형 오탐지는 완전히 제거하였으며, 산발적 및 녹조 오탐지는 분포 파악에 영향을 주는 대부분의 오탐지 결과를 제거하였다. 자동 오탐지 제거 과정 이후에도 육안 판독 결과 대비 괭생이모자반의 분포 면적 확인이 가능하였으며, 이진분류모델을 이용하여 정확도와 정밀도는 각각 평균 97.73%, 95.4%로 산출하였다. 재현율은 매우 낮은 29.03%였는데, 이는 GOCI-II와 중해상도 위성영상의 관측 시간 불일치에 의한 괭생이모자반 이동 영향, 공간해상도 차이, 정사보정에 따른 위치 편차, 그리고 구름 마스킹 영향에 의한 것으로 추정하였다. 본 연구의 괭생이모자반 오탐지 제거 결과는 공간적인 분포 현황을 준실시간으로 파악할 수 있으나 생체량을 정확하게 추정하는 것은 한계가 존재하였다. 따라서, 지속적인 괭생이모자반 모니터링 시스템 고도화 연구를 통해 향후 괭생이모자반 대응계획수립을 위한 자료로 활용하고자 한다.

• 한국환경생태학회지
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• 제37권5호
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• pp.367-391
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• 2023

이 연구는 임도 개설 전·후 년차별로 식물상과 식생의 변화를 분석하고 관리 방안을 제공하기 위하여 전북 무주군 설천면 미천리에 소재한 민주지산 임도를 대상으로 임도 개설 전년도인 2012년부터 임도 개설 후 2022년까지 7차례에 걸쳐 수행되었다. 임도 개설 조사구간 내의 식물군락은 북서사면에서 신갈나무군락, 남서사면에서 굴참나무군락과 일본잎갈나무군락으로 구분되어 남서사면과 북서사면에서 군락의 차이를 보였다. 임도 개설 전·후 년차별로 식물상의 변화는 임도 개설 전인 2012년도 총 66분류군(44과 59속 51종 13변종 2품종)에서 2015년도에는 207분류군(71과 153속 176종 27변종 4품종)으로 141분류군이 증가하였고, 2022년도에는 278분류군(78과 172속 242종 1아종, 31변종 4품종)으로 212분류군이 증가하였다. 특히 임도절토사면과 임도연접사면부의 조사구에서는 년차적으로 높은 식피율과 새로운 분류군의 증가를 보였는데, 이는 임도 개설에 따른 광량의 급격한 증가와 귀화식물 및 1년생 초본류의 유입으로 인해 일어난 현상으로 사료된다. 임도 개설 10년후 연차적으로 조사된 식생 조사 결과를 보면, 임도 개설 초년도에는 식피율과 종수가 빠른 속도로 증가하다가 일정 기간이 경과 하면 식피율과 출현 종수는 줄어들고 안정된 숲이 형성되어 우점종의 비율이 증가하였다. 특히 임도연접사면에서 관목층과 초본층을 살펴보면, 임도 개설 직후 몇 년간은 초본층의 식피율이 현저히 증가하다가 시간이 경과 할수록 초본층의 피도는 감소하고, 관목층의 피도가 현저히 증가하였다. 그리고 임도산지사면에서는 초본층과 관목층의 피도는 현저히 감소하고, 아교목층과 교목층의 피도가 증가하였다.

• 환경생물
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• 제41권3호
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• pp.229-246
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• 2023

본 연구는 낙동강 지류인 고령 회천 유역의 납자루아과어류 3종(줄납자루, 낙동납자루, 각시붕어)을 대상으로 숙주조개 종에 대한 산란양상을 조사하고 재첩 내 산란한 종을 식별하였다. 현장에서 채집된 총 200개 조개 중 납자루아과 어류 산란율은 말조개(45.2%)와 작은대칭이(45.5%)가 유사하였으나, 재첩은 12.1%로 낮게 나타났다. 재첩을 산란조개로 이용한 납자루아과 어류는 줄납자루와 낙동납자루로 확인되었다. 말조개에서는 납자루아과 3종 모두 산란이 확인되었으며 작은대칭이에선 줄납자루만 산란이 확인되었다. 기존 문헌에 의하면, 재첩은 말조개류보다 크기가 작고 아가미 구조가 달라 납자루아과 어류의 난 및 치어가 생존에 불리하다고 보고된 바 있다. 이러한 연구 결과들을 토대로 재첩과는 산란숙주조개로서 이용될 가능성이 없는 것으로 알려졌지만 재첩 내 납자루아과 어류 산란이 최근 중국에서 보고된 바 있고, 본 연구를 통해 재첩내 납자루아과 산란이 국내 최초로 확인되었다. 이는 재첩이 납자루아과의 산란숙주조개로 이용되었다는 것을 의미 하지만, 산란 후 발생과정을 거쳐 유영능력을 획득하여 조개 밖으로 이동해 독립된 생활사를 지속하는지에 대한 여부는 추후 확인이 필요하다. 재첩 내 산란이 산란초기에 나타나는 현상이거나 높은 경쟁관계와 같은 생물학적 환경요인에 의한 현상일수도 있는점을 고려해 추후 5, 6월 시기에 조사가 필요하다. 또한 낙동강수계의 다른 하천을 대상으로 추가적인 연구를 수행하여 납자루아과 어류의 재첩에 대한 산란양상 파악을 보다 면밀히 구명할 필요가 있다. 말조개 33개체 중 19개체(57.6%)에서 납자루아과 어류 2종 이상의 난이 관찰되었고, 이러한 결과는 산란장을 차지하기 위한 납자루아과 어류 종간경쟁의 강도가 매우 높다는 것을 의미한다. 본 연구는 낙동강에 서식하는 납자루아과 담수어류의 산란양상을 보다 정확히 규명하고 이들 자연개체군의 효과적인 유지, 관리 및 보전 방안 마련을 위한 생태, 유전적 기초 데이터를 제공할 것으로 기대한다.

• 광물과 암석
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• 제36권4호
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• pp.323-336
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• 2023

핵심 광물인 니켈의 국내 확보를 위해 충남 유구지역 초염기성암에 대한 니켈 잠재성 및 성인 연구를 수행하였다. 경기육괴의 남서쪽에 위치한 유구 초염기성암은 첨정석 감람암으로, 경계부를 따라 사문석화가 강하게 진행되어 있다. 사문석화작용으로 감람석은 안티고라이트 및 크리소타일로, 니켈 황화광물인 펜틀란다이트는 밀러라이트 및 어웨루이트로 변질되었다. 사문석은 일부 강한 엽리를보이며, 초염기성암 경계 및 유구편마암 면구조와 주로 평행하게 발달한다. 이는 초염기성암의 융기 과정 동안 편마암의 변성작용으로부터 공급받은 열수가 단층 경계를 따라 침투하여 사문석화된 것으로 해석된다. 유구 초염기성암의 기원은 심해저 페리도타이트이며 약 5~18% 정도의 부분 용융을 겪은 잔여물로 해석된다. 부화된 경희토류원소 및 Eu는 맨틀이 2차적인 교대변성작용을 겪었음을 암시한다. 이러한 지화학 결과는유구 감람암의 형성이 중생대 초기 북중국판과 남중국판의 대륙 충돌과 관련 있음을 시사한다. 유구 초염기성암 내 니켈은 0.17~0.21%로, 상당량이 감람석 및 사문석에 포함된다. 따라서 마그마 기원인 유구 초염기성암의 니켈 회수율을 높이기 위해 황화광물의 선광연구와 더불어 산화광물을 대상으로 하는 침출 연구가 요구된다.

• 환경영향평가
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• 제33권1호
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• pp.1-8
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• 2024

양서류는 생태학적으로 육상생태계와 육수생태계를 연결하는 분류군이며, 생태계 먹이사슬에서 매우 중요한 역할을 수행하고 있다. 전 세계적으로 약 5,948종이 분포하는 것으로 알려져 있으나, 산업혁명 이후 산업화와 도시화로 인하여 종 및 개체군의 감소가 발생하고 있으며, 특히, 인공 수로에 의한 서식처 단절 또는 파편화를 심화시키는 요인이 되고 있어 인공 수로 내 야생동물 생존성 향상을 위하여 수로 탈출시설을 설치하여 저감하고 있다. 본 연구는 주로 산림 인근에서 서식하는 무당개구리를 대상으로 수로 탈출시설의 경사각, 수로 높이, 운영 중인 시설에서의 탈출률 및 이동 거리를 분석하였다. 수로 탈출시설의 경사각은 50° 및 60°에서는 높이와 상관없이 비교적 유사한 탈출 성공률을 나타내는 반면에 경사각 70°에서는 높이 40cm에서만 비교적 높은 탈출 성공률을 나타났다. 운영 중인 수로 탈출시설에서의 탈출 성공률은 14.71%로 이용률은 매우 저조한 것으로 나타났으며, 수로 측면 벽을 따라 이동함으로써 수로 탈출시설의 인지율이 매우 낮은 것으로 나타났다. 그러므로 무당개구리를 위한 수로 탈출시설의 경우 60° 각도로 조성 가능하며, 인공 수로의 측면 벽을 60° 이내로 조성할 경우 무당개구리의 양방향 이동이 자유로움으로 기존의 수로 탈출시설의 낮은 이용률을 극복하고 수로의 이동 및 고사로 인한 영향을 최소화할 것으로 판단된다. 또한, 수로 탈출시설 간격을 설치 기준인 30m보다 간격을 좁히고, 경사로를 상·하류 양방향으로 조성하게 되면, 무당개구리 이외의 양서류, 파충류, 소형 포유류 등의 탈출 성공률이 향상될 것으로 판단된다.

• 생명과학회지
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• 제34권5호
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• pp.304-312
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• 2024

가금류 우모는 환경오염 물질이자 병원성 세균의 저장소로 간주되는 축산폐기물이다. 따라서 우모 폐기물을 관리하기 위한 지속 가능하고, 환경친화적인 방법을 개발하는 것은 매우 중요하다. 본 연구는 폐기된 닭의 우모로부터 분리된 Y10 균주를 동정하고, 특성화하기 위하여 수행되었다. Y10 균주는 표현형 및 16S rRNA 유전자 분석을 통해 Bacillus amyloliquefaciens에 속하는 것으로 확인되었다. B. amyloliquefaciens Y10은 곰팡이 세포성분을 분해하는 효소(cellulase, lipase, protease and pectinase), siderophore, 암모니아 및 IAA 생성과 같은 식물 성장 촉진 활성을 나타내었다. 나아가 Y10 균주는 일부 식물병원성 곰팡이의 균사체 생육을 억제할 수 있었다. 기본배지에 탄소원으로 sucrose 0.1%, 질소원으로 casein 0.05%를 첨가한 후, 배지의 pH를 10으로 조정하여 35℃에서 배양했을 때, 실험균주에 의한 우모 분해율은 기본배지 대비 약 2배 증가되었으며, 배양 4일에 우모는 완전히 분해되었다. 또한 실험균주는 개선된 조건에서 오리 우모, 양모, 사람의 손발톱과 같은 다양한 케라틴 기질을 분해할 수 있었다. Y3 균주를 이용하여 조제된 우모 분해산물은 DPPH 라디칼 소거능(EC₅₀ = 0.38 mg/ml)과 SOD 유사활성(EC₅₀ = 183.7 mg/ml)과 같은 항산화능이 있음을 확인하였다. 이 결과는 실험균주는 케라틴 폐기물의 미생물학적 처리뿐만 아니라 농축산 산업에 적용할 수 있는 생물 비료, 생물 농약 및 사료첨가제 개발의 잠재적인 후보가 될 수 있을 시사한다.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제30권1호
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• pp.88-97
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• 2023

본 연구는 다양한 해동 조건에서 해동된 돈육의 품질 특성을 비교 분석하여 식육 가공 산업에서 필수적으로 사용되는 해동 공정 개선 및 새로운 해동 설비를 구축하기 위한 기초 자료를 마련하고자 수행되었다. 냉동육(돈육 전지)을 실온 해동(room temp-thawing: 20℃, under air), 저온냉장 해동(low temp-thawing: 4℃ refrigerator, under air), 침수 해동(water thawing: 20℃, water in a vacuum bag), 전자레인지 해동(microwave thawing: microwave-thawing, 260 W), 감압 텀블링 해동(low pressure-tumbling: 20℃, 0.015 bar, tumbling)으로 각각 해동하여 이에 따른 해동 및 품질 특성을 분석하였다. 냉동 돈육의 내부중심온도가 -6℃에서 0℃에 도달하는 시간을 총 해동 시간으로 했을 때, 감압 텀블링 해동의 해동 시간이 20분으로 가장 짧았고, 냉장 해동이 840분으로 가장 긴 것으로 확인되었다. 해동으로 인한 냉동 돈육의 드립 손실(%)은 감압 텀블링 해동에서 0.15%로 가장 낮은 값을 보였으며, 침수 해동에서 가장 많은 드립(1.16%)이 발생되었다. 해동 시간에 큰 차이를 보임에도 불구하고, 해동 돈육의 pH는 해동 조건에 따라 유의적인 차이를 보이지 않은 반면, 해동 육의 총균수와 대장균군 모두 감압 텀블링 해동에서 가장 낮았다. 해동 돈육의 색도(L, a, b)는 해동 방법에 따라 유의적인 차이를 보였으나, 육안으로는 두드러진 차이를 관찰하기 어려웠다. 해동 돈육의 보수력은 감압 텀블러 해동(94.5%)과 침수 해동(94.2%)이 유의적인 차이 없이 높은 보수력을 보였으며, 다음으로 실온 해동(92.2%), 저온냉장 해동(89.4%), 전자레인지 해동(87.2%) 순으로 유의적으로 보수력이 감소하였다. 본 실험은 해동 방법에 따라 냉동 돈육의 품질 특성 및 가공 효율성이 크게 달라지는 것을 보여주었으며, 특히 재래식 해동법에 비해 감압 텀블링 해동 방식이 드립 감량율, 보수력, 미생물 생육도, 해동 속도 등을 비교할 때 가장 우수한 해동 방법이 될 것으로 보인다. 본 연구 결과는 향후 텀블링 방식의 해동기 개발 및 산업화를 위한 기초 자료로 활용할 수 있을 것이다.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제31권1호
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• pp.183-196
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• 2024

본 연구에서는 AEEL의 고당으로 유도되는 장 상피세포 보호효과 및 L.brevis의 증식에 대한 영향을 확인하기 위해 수행되었다. AEEL은 우수한 환원력, 라디칼 소거 활성 및 지질과산화물 생성 억제 활성을 나타냈으며 고당, H₂O₂, 및 LPS로 유도된 HT-29 세포에서 우수한 세포 생존율 및 산화적 스트레스 억제 활성을 가지는 것으로 나타났다. 또한, AEEL은 항당뇨 활성을 가진 장내 유익균인 L.brevis의 증식에 효과를 보였으며 탄수화물 가수분해 효소인 α-glucosidase 및 최종당화산물 생성에서도 우수한 억제 활성을 나타냈다. 따라서, AEEL의 주요 생리활성 물질을 확인하기 위해 HPLC 분석한 결과, chlorogenic acid와 rutin 등이 확인되었다. 이러한 결과들을 통해, AEEL이 혈당 상승을 억제하고 고당으로 유도되는 산화스트레스로부터 장 건강을 보호하는 기능성 식품 소재로써 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국식품위생안전성학회지
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• 제39권3호
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• pp.239-249
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• 2024

본 연구에서는 서울 북부지역에서 유통된 1,737건의 농산물을 대상으로 잔류농약 실태 조사 및 위해성 평가를 하였다. 분석 시료는 QuEChERS 법으로 전처리한 후 GC-MS/MS 및 LC-MS/MS를 이용하여 분석하였으며, 다빈도 부적합 성분을 대상으로 직선성과 정량한계, 회수율, 상대표준편차(RSD%) 구한 결과 OECD 및 Codex의 기준에 적합하였다. 또한 모니터링 결과 72품목 560건(32.2%)에서 잔류농약이 검출되었으며 22품목 38건(2.2%)이 잔류농약 허용치를 초과하였다. 잔류농약이 많이 검출된 품목은 과일류 53.8%, 채소류 33.0%, 허브류 28.6%, 두류 15.4%, 곡류가 10.5% 순이였으며, 잔류농약 허용치를 초과한 품목은 채소류 중 엽채류, 엽경채류, 근채류, 향신료 및 버섯 등이었다. 검출된 농약은 105종으로 그 중, dinotefuran, fluxametamide, chlorfenapyr, azoxystrobin, carbendazim이 가장 많이 검출되었으며, terbufos, carbendazim, fluxametamide 등 23종의 성분에서 잔류 허용기준이 초과되었다. 잔류허용기준을 초과한 농약에 대해 위해 평가를 수행한 결과 위해 지수가 0.00003-1.31406%로 매우 낮은 수준으로 산출되어 안전한 것으로 평가되었다.