하천에 광범위하게 활착되는 식생은 수위 변화 및 흐름 저항에 절대적인 영향을 미칠 뿐만 아니라 하천 시스템 전반에 영향을 미치는 중요 요소이다. 따라서 유입되는 식생의 형태와 규모를 정확하게 파악하는 것이 매우 중요함에도 불구하고 현장에서 이를 파악하기란 쉽지 않은 일이다. 따라서 최근에는 지상 레이저 스캐닝 등을 활용하여 대용량의 식생 정보를 취득하는 연구가 시도되고 있다. 그러나 식생의 복잡한 형상으로 인해 캐노피 영역의 정확한 정보를 획득하기 어려우며, 자연적인 영향에 매우 민감하게 반응한다는 한계가 있다. 본 연구에서는 3차원 지상 레이저 스캐닝을 통해 수집된 고해상도의 포인트 클라우드 데이터를 복셀 형식으로 재구현하여 식생의 물리적 구조를 분석하였다. 먼저 잎이 없는 단순한 형태, 잎이 있는 완전한 형태의 식생 및 패치 규모 식생 조건으로 설정하여 각각의 물리적 구조를 분석하였다. 이를 위해 측정된 데이터의 이상치 제거 및 불필요한 데이터의 필터링을 위해 통계적 이상치 제거 방법을 활용하여 각각 17 %, 26 %, 25 %의 포인트를 제거하였다. 또한 후처리 된 포인트 클라우드로부터 복셀 크기별 식생 형상을 재구현하여 실제 식생의 부피와 비교하였으며, 분석 결과, 오차 범위는 각 조건별로 8 %, 25 %, 63 %로 나타났다. 대상 샘플의 규모가 클수록 더 큰 오차가 발생하였으며, 복셀 크기 조정 시 식생의 표면이 시각적으로 비슷하게 보이지만 전체 식생의 부피는 이러한 변화에 매우 민감한 것으로 나타났다.
다중분광카메라의 기술 개발로 인해 구조적 특성뿐만 아니라 생화학적, 생리적 특성을 가지는 식생지수를 다양한 공간 규모에서 활용할 수 있게 되었다. 이에 본 연구는 스트레스를 받은 노지작물을 대상으로 지상 초분광계 및 무인기 영상 기반 구조적, 생화학적, 생리적 계열의 식생지수 반응을 평가하였다. 마늘을 대상으로 서로 다른 생육시기에 고농도의 제초제를 살포하여 약해 처리하였으며, 정상 생육에 비해 지상부 건물중이 46.9~84.5% 감소하는 등 큰 피해가 나타났다. 제초제를 살포한 처리구에서 근적외선 분광반사도 값은 꾸준하게 감소하였으며, 구조적 식생지수에서 작물의 약해 피해가 명확하게 표현되었다. 생화학적 식생지수의 경우 일부 지수를 제외하고는 작물의 피해 상태를 표현하였으나 생리적 식생지수는 잎이 고사하고 드러나는 멀칭비닐의 영향으로 약해 피해를 해석하기에 어려움이 있었다. 제초제 살포 후 서로 다른 공간 규모에서 관측된 식생지수의 감소율 차이는 구조적 식생지수의 경우 평균적으로 2.3%로 나타났으며, 정규화 식생지수의 경우 1.3~4.1%의 분포를 보였다. 비록 생리적 식생지수가 작물 스트레스에 민감하다고 알려졌지만, 노지작물의 경우 작물 스트레스 종류와 재배 환경에 따라 적합한 식생지수를 활용하여야 한다는 것, 공간 규모에 따른 오차를 최소화하기 위해서는 정규화 식생지수를 활용해야 한다는 것을 확인하였다.
본 연구는 우리 나라 최초의 생태공원인 여의도샛강생태공원을 대상으로 자연생태계 모니터링을 통하여 생물서식환경 조성기법을 평가하고 관리방안을 제시하는 것을 목적으로 하였다. 모니터링은 생물서식환견으로서는 수환경과 토양환경을 분석하였고, 생물상 모니터링으로 식물상, 식물군집구조, 동물상으로 구분하였고, 동물상은 조류와 어류의 변화에 국한하여 고찰하였다. 구체적인 모니터링 내용은 식물상의 변화와 식물군집의 천이과정, 두 연못에 적용된 식생호안 공법별 식생피복룰과 발생식물상의 변화, 귀화식물의 발생 정도에 따른 귀화율의 비교이었으며 이를 기반으로 조류와 어류의 변화를 평가하였다.
본 연구는 하천에서 식생에 의한 흐름구조 변화가 오염물질 이동에 미치는 영향을 알아보기 위해 흐름방향 확산계수를 산정하였다. 정수식생 조건에서 횡방향 수심적분된 와점성계수는 비식생 조건에서의 와점성계수와 다르게 적용되어야 하며 이를 위해 유량 횡분배법을 Jordanova and James (2003) 실험에 적용하였다. 제시된 실험조건을 잘 재현하는 와점성계수의 값을 역산하였으며, 이에 관한 산술평균 값을 향후 수리모형의 적용을 위해 정수식생 조건에서의 무차원 와점성계수로 제안하였다. 결정된 무차원 와점성계수를 이용하여 부분식생 개수로 흐름에서 흐름방향 확산계수를 산정하여 오염물질의 이동에 대한 특성을 분석하였다.
동해안에 분포하고 있는 석호의 건륙화 과정을 이해하기 위하여 수생천이계열에 따른 환경요인과 식생구조의 변화를 파악하였다. 석호습지의 수생천이계열은 수체의 특성, 침수식생, 정수식생 및 발달한 목본층의 수고와 수직적인 층 구조의 발달 등을 고려하여, 노출수면 단계로부터 교목림 단계까지 7단계로 구분하였다. 천이가 진행됨에 따라 수질은 해수성으로부터 기수성으로 그리고 담수성으로 변화하였다. 또한 천이진행에 따라 수심이 점차 얕아져 수체가 사라졌고, 후기 단계에서 토양층내 유기물함량과 낙엽층이 발달하였다. 천이진행에 따라 식생변화는 노출수면 ${\rightarrow}$ 침수식물과 부엽식물 ${\rightarrow}$ 정수식물과 침수식물 ${\rightarrow}$ 정수식물 ${\rightarrow}$ 정수식물과 중생식물, 관목식생 ${\rightarrow}$ 교목성 중생식물의 순으로 진행되었다. 목본이 출현하는 천이 후기 단계에서는 토양기질의 배수성과 양분의 상태에 다라 서로 다른 유형의 목본식생이 발달하였다. 기질이 습하게 유지되는 지역에는 버드나무계열의 군집이, 토양이 모래로 이루어 있고 배수성이 양호한 입지에는 곰솔, 좀보리사초 등의 중생식물과 사구성식물로 이루어진 군락이, 인위적 매립과 산림지역 토사의 매립으로 이루어진 지역에는 소나무, 아까시나무, 김의털, 강아지풀 등과 같은 인간에 의해 식재된 목본, 교란지 식물로 구성된 식물 군락이 발달하였다.
상록활엽수림의 식생구조 변화를 모니터링 하기 위하여 완도수목원에 20개의 고정시험구를 1996년에 설치했다. 20개의 고정시험구는 10개의 시험구와 대조구로 구분했으며, 시험구는 적정밀도로 택벌한 후 상록활엽수를 식재했다. 시험처리전 20개 고정시험구의 식생구조는 붉가시나무, 붉가시나무와 개서어나무, 소나무 등이 우점하였고, 소나무군락과 낙엽활엽수군락에서 붉가시나무군락으로 천이되는 식생구조를 나타냈다. 시험처리시험구는 붉가시나무와 소나무가 우점하는 식생구조로 바뀌었고, 관목층과 지피층의 출현종수, 개체수, 피도 등이 증가하였다.
본 연구는 식물사회학적 연구방법에 의해 추이대에 속하는 두륜산 일대의 삼림식생을 분류하고, 삼림식생단위와 환경과의 상관관계를 분석하여 온난화에 따른 식생의 수평적 변화를 구성종과 상관식생의 우점종을 통해 예측하는 것을 목적으로 수행하였다. 삼림식생은 졸참나무-굴참나무군락, 붉가시나무-황칠나무군락, 편백나무식재림 등 3개의 군락단위로 구분되었다. 각 삼림군락의 분포와 환경 요인들과의 상관 관계를 분석하였던 바, 모든 삼림군락에서 출현한 동백나무군강의 식별종, 구분종, 난온대성 낙엽활엽수림의 구성종 요소, 상관식생의 주요종을 통하여 낙엽활엽수림인 졸참나무-굴참나무군락은 굴참나무가 상대적으로 높은 출현율을 보이는 지역부터 점차 상록활엽수림으로 천이가 이루질 것으로 예측된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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