• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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• pp.414-414
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• 2017

토양수분은 지면환경에서 일어나는 수문 및 에너지 순환을 이해하는 데 있어 중요한 기상인자이다. 토양수분 현장관측은 땅속에 매설된 센서에 의해 상당히 정확하게 이루어지만, 관측점 수가 충분치 않아 공간적 연속성을 확보하지 못하는 어려움이 존재한다. 이에 광역적 및 연속적 관측이 가능한 마이크로파 위성센서가 토양수분 정보 획득을 위한 보조수단으로서 그 중요성이 부각되고 있다. 마이크로파 위성센서는 구름 등 기상조건의 제약을 받지 않으며, 1978년 이래 현재까지 여러 위성에 의해 25 km 및 10 km 해상도의 전지구 토양수분자료가 생산되어 왔다. 마이크로파 센서를 이용한 토양수분자료는 동일지점에 대하여 하루 2회 정도 산출되므로 적절한 시간분해능을 가지지만, 공간해상도가 최고 10 km로서 지역규모의 수문분석에 적용하기에는 충분치 않다. 이러한 토양수분자료의 공간해상도 문제 해결을 위하여 다양한 지면환경요소를 활용한 통계적 다운스케일링이 대안으로 제시되었다. 최근의 선행연구들은 대부분 방정식을 이용한 결합모형을 통해 통계적 다운스케일링을 수행하였는데, 회귀식과 같은 선형결합뿐 아니라 신경망이나 기계학습 등의 비선형결합에서도, 불가피하게 발생할 수밖에 없는 잔차(residual)로 인하여 다운스케일링 전후의 공간분포 패턴이 달라져버리는 문제를 안고 있었다. 회귀분석에 잔차의 공간내삽을 결합시킨 회귀크리깅(regression kriging)은 잔차보정을 통해 이러한 문제를 해결함으로써 다운스케일링 전후의 공간분포 일관성을 보장하는 기법이다. 이 연구에서는 회귀크리깅을 이용하여 일자별 AMSR2(Advanced Microwave Scanning Radiometer 2) 토양수분 자료를 10 km에서 1 km 해상도로 다운스케일링하고, 다운스케일링 전후의 자료패턴 일관성을 평가한다. 지면온도(LST), 지면온도상승률(RR), 식생온도건조지수(TVDI)는 일자별로 DB를 구축하였고, 식생지수(NDVI), 수분지수(NDWI), 지면알베도(SA)는 8일 간격으로 DB를 구축하였다. 이러한 8일 간격의 자료를 일자별로 변환하기 위하여 큐빅스플라인(cubic spline)을 이용하여 시계열내삽을 수행하였다. 또한 상이한 공간해상도의 자료는 최근린법을 이용하여 다운스케일링 목표해상도인 1 km에 맞도록 변환하였다. 우선 저해상도 스케일에서 추정치를 산출하기 위해서는 저해상도 픽셀별로 이에 해당하는 복수의 고해상도 픽셀을 평균화하여 대응시켜야 하며, 이를 통해 6개의 설명변수(LST, RR, TVDI, NDVI, NDWI, SA)와 AMSR2 토양수분을 반응변수로 하는 다중회귀식을 도출하였다. 이식을 고해상도 스케일의 설명변수들에 적용하면 고해상도 토양수분 추정치가 산출되는데, 이때 추정치와 원자료의 차이에 해당하는 잔차에 대한 보정이 필요하다. 저해상도 스케일로 존재하는 잔차를 크리깅 공간내삽을 통해 고해상도로 변환한 후 이를 고해상도 추정치에 부가해주는 방식으로 잔차보정이 이루어짐으로써, 다운스케일링 전후의 자료패턴 일관성이 유지되는(r>0.95) 공간상세화된 토양수분 자료를 생산할 수 있다.

• 한국습지학회지
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• 제12권3호
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• pp.1-13
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• 2010

댐 건설이 주변 환경에 미치는 영향에 대해서는 주로 기후와 농산물에 초점이 맞추어져 연구되어왔다. 본 연구는 댐 건설에 따른 주변 식생의 변화를 알아보기 위하여 조사 장소를 준공 후 33년이 지났으며, 저수용량이 우리나라에서 가장 큰 소양강댐으로 선택하였다. 소양호의 범람지, 범람지보다 고도가 5m 높은 범람지 위쪽, 그리고 호수로부터 능선을 사이에 두고 3km이상 떨어져 있는 대조구에서 방형구법을 통한 식생과 토양함수량 조사가 이루어졌다. 관목층~교목층의 평균상대우점치는 범람지는 버드나무(87.9%)가, 범람지 위쪽과 대조구는 신갈나무(38.9%, 40.4%)가 가장 높았으며, 초본층의 상대우점치는 범람지에서는 사철쑥(34.2%)이, 범람지 위쪽과 대조구에서는 주름조개풀(19.4%, 24.6%)이 가장 높았다. Shannon-Wiener 종다양도 지수는 관목층~교목층에서 범람지(0.26)가 범람지 위쪽(2.34)과 대조구(2.23)보다 낮았으며(p<.01), 초본층에서는 3 모둠간에 유의한 차이가 없었다. S${\o}$rensen의 군집유사도 지수는 범람지와 범람지 위쪽, 범람지와 대조구에서 낮았으며, 범람지 위쪽과 대조구는 비교적 높았다. 교목과 아교목의 흉고직경별 개체수는 범람지에서 5~10cm인 버드나무(240/ha)가, 범람지 위쪽과 대조구는 모두 15~20cm인 참나무속 식물(400/ha, 466/ha)이 가장 높은 밀도를 보였다. 치수는 범람지에서 소나무(7,040/ha)가, 범람지 위쪽과 대조구는 모두 참나무속 식물(720/ha, 400/ha)이 가장 높은 밀도로 출현하였다. 토양함수량은 범람지(6.28%)가 범람지 위쪽(11.13%)과 대조구(10.14%)에 비하여 낮았다(p<.01). 조사 결과, 소양강 댐 건설로 인해 범람지는 식생이 변하였지만, 그 바로 위쪽에서는 식생의 변화가 나타나지 않았다.

• 생태와환경
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• 제47권3호
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• pp.167-175
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• 2014

본 연구는 국립생태원 캠퍼스의 탄소수지를 정량화하기 위하여 수행하였다. 현장조사는 국립생태원 캠퍼스의 기존 식생 중 침엽수림과 활엽수림에서 가장 넓은 면적을 차지하고 있는 곰솔군락과 밤나무군락을 대상으로 수행하였다. 순생산량(NPP)은 상대생장법을 적용하여 측정하였고, 토양호흡량은 EGM-4를 적용하여 측정하였다. 곰솔군락과 밤나무군락의 순생산량은 각각 $4.9ton\;C\;ha^{-1}yr^{-1}$과 $5.3ton\;C\;ha^{-1}yr^{-1}$으로 나타났고, 종속영양생물 호흡량은 각각 $2.4ton\;C\;ha^{-1}yr^{-1}$과 $3.5ton\;C\;ha^{-1}yr^{-1}$으로 나타났다. 순생산량과 종속영양생물 호흡량을 차감 계산하여 얻은 순생태계생산량(NEP)은 곰솔군락과 밤나무군락에서 각각 $2.5ton\;C\;ha^{-1}yr^{-1}$과 $1.8ton\;C\;ha^{-1}yr^{-1}$로 나타났다. 본 연구로부터 얻은 곰솔군락과 밤나무군락의 생태계순생산량 지수를 기존 식생에 적용하고 다른 연구로부터 얻은 여러 식생유형의 생태계순생산량 지수를 도입 식생에 대입하여 평가된 국립생태원에 성립된 전 식생의 탄소흡수능은 $147.6ton\;C\;ha^{-1}yr^{-1}$로 나타났고, 이를 이산화탄소로 환산하면 $541.2ton\;CO_2ha^{-1}yr^{-1}$이었다. 이러한 탄소흡수능은 에코리움으로 알려진 유리온실을 비롯하여 국립생태원 내 여러 시설을 운용하며 배출하는 탄소량의 62%에 해당한다. 이러한 탄소상쇄능은 대한민국 국토 전체 및 전형적인 농촌지역인 서천군의 탄소상쇄능의 약 5배에 해당한다. 현재 진행 중인 기후변화가 지구적 차원의 탄소수지 불균형에 기원했음을 고려하면, 본 연구에서 시도한 토지이용 유형을 반영한 공간차원의 탄소수지 평가는 기후변화 문제를 근본적으로 해결하기 위해 요구되는 기초정보를 제공할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제17권3호
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• pp.181-188
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• 2012

해초지의 생태적 중요성에도 불구하고 국내 연안에 분포하는 해초지 규모에 대한 정보가 미비하다. 장흥군 회진면 일대의 해초지를 대상으로 수중음향측심기와 고해상도 Kompsat-2($4{\times}4m$) 위성영상을 이용하여 식생유무를 탐지하고 분포크기를 파악하는 연구가 수행되었다. 위성영상을 이용한 식생분석의 정확도는 음향측심기를 통해 얻은 자료분석과 이를 비교하여 검증되었다. Kompsat-2 영상분석으로 계산된 회진면 일대의 해초지 면적은 약 $3.9km^2$로 수중음향 탐사를 통해 구해진 $4.5km^2$ 보다 과소평가 되었다. Kompsat-2 위성영상을 객체기반 영상분류법으로 해초 식생을 분석한 결과는 수중음향 결과 값에 대해 90%의 정확도를 보였는데, 이와 같이 높은 정확도는 Kappa 지수(0.85)로도 확인되었다. 또한 위성영상과 수중음향 결과 간의 유사도는 77.1%로 비교적 높았다. 생물 비파괴적인 수중음향조사와 Kompsat-2 영상분석으로 국내 연안에 산재해 있는 해초지 식생의 광역적인 조사가 가능할 것으로 기대되며, 보다 정확한 탐지를 위해서 다양한 고해상도 위성을 이용한 연구가 활발히 이루어져야 할 것이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
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• pp.1615-1619
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• 2010

토양수분은 토양입자에 포함되어 있는 물을 의미하는 것으로 지표면과 대기간의 에너지 균형과 물 순환을 조절하는데 중요한 요소이다. 본 연구에서는 토양수분 산정을 위하여 2003년 1월부터 2008년 12월까지의 MODIS(Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) 위성관측 자료로부터 획득한 정규식생지수(NDVI: Normalized Difference Vegetation Index)자료와 지표면 온도자료, 우리나라 76개소 기상관측소 중에 자료의 보유기간이 30년 이하인 관측소와 섬 지역들을 제외한 57개 지점의 강수량, 토양온도 자료 및 우리나라 전역에 대한 토지피복, 유효토심자료를 이용하여 데이터 마이닝(Data Mining) 기법의 하나인 CART(Classification And Regression Tree) 기법을 이용하여 토양수분을 산정하였다. 먼저 신뢰성 높은 토양수분 관측 자료를 가진 용담댐 유역의 6개 지점에 대하여 토양수분을 산정하여 적용 가능성을 분석하였다. 3개 지점의 토양수분 관측치는 토양수분 산정 모형 수립에 사용하였으며 검증에 사용된 1개 지점의 토양수분의 관측치와 추정치 간의 상관계수를 확인한 결과 전체적인 토양수분의 거동을 잘 나타내고 있어 토양수분 추정 모형의 적용가능성을 확인하였다. 이를 이용하여 용담댐 유역의 토양수분 분포와 우리나라 전역에 대한 토양수분 분포도를 추정하였다. 신뢰할 수 있는 지상관측 토양수분 관측치가 다양한 지상조건에 대하여 존재하지 않는 한계가 있음에도 불구하고 제시된 토양수분산정 방법은 제한된 가용자료를 사용한 우리나라 전역의 토양수분 산정에 있어 합리적인 접근법이라 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
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• pp.1094-1098
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• 2010

미계측 유역에서의 홍수량을 추정할 수 있는 방법은 다양하게 제시되고 있으나, 이에 대한 평가나 조사는 사실상 전무하여 수자원 설계실무에 이용할 수 있는 절차나 방법은 극히 제한되어있다. 현재 주로 이용하고 있는 홍수량 추정절차는 강우를 근거로 한 확률강우량법, SCS방법, 단위도법이 국내의 표준방법으로 이용되고 있다. 또한 수치지도 및 위성영상분석 등과 같은 GIS 자료의 구축이 가능해짐에 따라서, 국내에서는 토양의 종류와 피복 형태 그리고 선행강우조건까지 종합적으로 고려하여 해석하는 유출곡선번호(SCS Runoff Curve Number; CN) 방법이 많이 사용되고 있다. 유출량 해석 시 이용되는 CN은 토지이용도 및 토양도와 같은 지형학적 인자에 지배받게 된다. 그러나 현재 우리나라에서 제공하는 토지이용도 및 토양도는 그 종류가 다양하고, 분류방식이 상이하여 활용 자료에 따라 CN이 달라지므로 유출율의 차이가 발생하게 된다. 국내에서 제공되는 다양한 자료를 이용하여 최적의 CN값을 산정하기 위한 연구가 선행된 바있다. 허기술(1987) 등은 우리나라의 정밀토양도에 의한 토양군 분류에 관한 연구를 진행하였으며 조홍제(1997, 2001)는 LANDSAT 위성영상을 이용하여 유역의 토지피복상태를 분류하고 식생지수를 고려하여 CN을 추정하였고, 김경탁(1998, 2003, 2004)은 개략토양도와 정밀토양도를 이용하여 유출모의 실행한 결과를 비교하여 신뢰도가 높다고 판단되는 정밀토양도를 사용한 CN 추정기법의 사용을 제안한 바 있다. 본 연구에서는 GIS를 이용하여 국내에서 활용 가능한 토양도 및 토지이용도의 종류에 따라 총 9개 Case로 안동댐 유역의 CN을 산정하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2005년도 학술발표회 논문집
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• pp.449-453
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• 2005

하천의 물리적 생태적 특성에 대한 연구는 하천유형분류의 기초 자료로서 큰 의미가 있다. 그러나 국내의 경우 이를 위한 하천의 조사는 매우 드물며, 국부적이었다. 더욱이 이러한 생태적 물리적 특성을 근거로 한 하천 유형적 특성을 연구한 사례는 없었다. 본 연구에서는 하천의 유형을 분류하는 것은 아니지만 하천을 더욱 효율적으로 계획하고 관리하는데 필요한 기초자료를 구축하고자 하였다. 그리하여 1차적 연구로 자연환경이 유사한 하천들을 일시에 선정하여 동일한 방법으로 각 하천의 물리적 생태적 특성을 조사하고 평가하여 대상 하천의 공통적 특성을 가려내고자 하였다. 이와 관련하여 본 연구에서는 하천의 물리적 구조조사법을 유럽공동체에서 사용하는 기준과 방법에 따라 시범적으로 실시하여 국내하천의 하천환경조사를 위한 적용성 여부도 진단하고자 하였다. 하천의 물리적 구조등급이란 하천의 공간적 환경과 저수로 하상재료의 물리적 차이를 의미하는 것으로 하천 자체는 물론 하천범람지에 영향을 주는 생태적 기능의 수리 특성, 하천의 물리 특성, 수생태 특성 등을 포괄하게 된다. 따라서 하천의 물리적 구조등급은 하천구조의 생태적 질과 하천구조로 나타나게 되는 동적 과정(dynamic process)의 질을 평가하는 척도가 될 수 있다. 본 연구에서는 남한강수계의 청미천, 양화천, 복하천을 대상으로 물리적 구조조사법과 식생조사를 병행하였으며 이로부터 하천의 물리적 구조등급이 수질등급과 정량적이지는 않지만 전반적인 하천의 생태성 또는 자연도를 가늠할 수 있는 하나의 지료로 활용할 수 있음을 알 수 있었다.양토를 기준으로 할 때 강우량과 침투수의 관계는 $I_{10}(mm)=0.44R(mm)+5.8(r^2=0.55)$이었다. y절이 발생한 이유는 이전 강우에 의해 침투되고 있는 물이 있음을 함축하며 기울기 0.40은 강우의 $40\%$가 지하로 침투하였음을 의미한다. 침투수량은 토성별로 양토를 1.0으로 기준할 때 사양토가 1.12로 가장 컸고, 식양토 0.94, 식토 0.91로 평가되었다. 이는 토성간의 침투속도 및 투수속도의 경향이 반영된 것이다. 경사에 따라서는 경사도가 증가할수록 지수적으로 감소하였으며 $10\% 경사일 때를 기준으로 $I(mm)=I_{10}{\times}1.17{\times}e^{-0.0164s(\%)}$로 나타났다. 같은 조건에서 강우량과 유거수의 관계는 $Ro_{10}(mm)=5.32e^{0.11R(mm)}(r^2=0.69)$로 나타났다. 이는 토양의 투수특성에 따라 강우량 증가에 비례하여 점증하는 침투수와 구분되는 현상이었다. 경사와 토양이 같은 조건에서 나지의 경우 역시 $Ro_{B10}(mm)=20.3e^{0.08R(mm)(r^2=0.84)$로 지수적으로 증가하는 경향을 나타내었다. 유거수량은 토성별로 양토를 1.0으로 기준할 때 사양토가 0.86으로 가장 작았고, 식양토 1.09, 식토 1.15로 평가되어 침투수에 비해 토성별 차이가 크게 나타났다. 이는 토성이 세립질일 수록 유거수의 저항이 작기 때문으로 생각된다. 경사에 따라서는 경사

• 대한원격탐사학회지
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• 제39권6_1호
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• pp.1467-1475
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• 2023

공익직불제란 농업활동을 통해 환경보전, 식량의 안정적 공급, 농촌 공동체 유지 등 공익기능을 수행하는 것을 전제로 전부 재정을 통해 농업생산자와 농촌 주민들에게 직불금을 지급하는 제도를 의미한다. 작물 재배면적과 생산량 등 작황을 과학적으로 추정하는 것은 농산물 수급 조절과 연계된 농업정책 수립에 기반이 되므로 국가 경제에 미치는 영향으로 인해 중요성이 점차 증가하고 있다. 공익직불제 이행점검과 관련하여 현장조사를 통한 전수조사는 예산 및 소요시간 대비 매우 낮은 효율성을 보여준다. 이러한 직불제 이행점검 대상 면적의 증가와 현장 조사의 다양한 어려움은 현행 이행점검의 효율화와 대응책 마련 필요성을 요구하고 있다. 이에 대한 방안으로 전체적인 현장 방문 없이도 정책에 필요한 정보를 신속하게 취득하게 해 주는 원격탐사 기술의 적용과 공간정보 활용 방법은 효율적인 이행점검 방 법으로 논의되고 있다. 따라서 본 연구는 공익직불사업 이행점검 시 업무효율성 향상을 위한 위성영상 활용 가능성을 평가하였다. 김제시(평지)와 합천군(산지)을 대상으로 영농기에 촬영된 위성영상의 식생지수와 공간변이를 활용하여 농경지 경작 유무, 혼재지를 판별하고 그 결과를 현장조사 자료를 통해 검증하였다. 향후 발사 예정인 차세대 중형위성 4호(농림위성)의 경우 한반도를 3일에 촬영할 수 있는 높은 시간해상도와 공간해상도(5 m)를 바탕으로 공익직불제 이행점검 및 시계열 영상을 활용한 전략작물직불제(동계작물, 콩 등) 적용이 가능할 것으로 기대된다.

• 자원환경지질
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• 제53권4호
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• pp.413-423
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• 2020

남극 세종과학기지 주변은 넓은 지역에 눈과 얼음이 덮여있지 않은 육지가 드러나 다른 남극 지역에 비해 활동층이 비교적 두꺼우며 그 아래 동토층이 존재한다. 전기비저항탐사의 배열법 중 웨너 배열법과 쌍극자 배열법을 이용하여 세종과학기지 주변 동토 지역에 결빙기 기간 동안 시간 변화에 따른 활동층의 변화를 조사하였다. 시간 변화에 따른 전기비저항 결과는 식생 분포, 지상 온도 및 적설량의 상태에 따라 잘 일치하였다. 극 천부인 수평적인 고비저항대(>1826 Ωm)에서는 시간에 따른 두께 변화를 보여주었는데, 이는 지중 온도의 감소로 공극내 존재하던 공극수가 얼어 상대적으로 전기비저항 값이 높아지는 것으로 보인다. 적설이 발생하지 않는 식생활동이 활발한 구간은 깊이 0.5 m까지 토양 속에 혼재된 많은 자갈로 인해 비저항이 높았고 깊이 0.5~3 m 에서는 그 아래 동토층이 존재한다. 반대로, 적설량이 많은 식생이 존재하지 않는 구간에서는 전기비저항값이 약 2000 Ωm 이상의 고비저항대가 나타나는데 이곳은 연중 얼어있는 것으로 해석된다. 결빙기에 두꺼워지는 활동층은 차후 해빙기에 추가 탐사를 할 경우 이와 반대로 점차 얇아지는 두께로 보다 명확히 검증될 수 있을 것으로 보인다.

• 한국습지학회지
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• 제23권3호
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• pp.201-212
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• 2021

내륙습지에서 생태적, 환경적으로 중요한 역할을 하고 생태복원의 주요 재료가 되는 버드나무림에 대한 식물사회학적 연구가 수행되었다. 습지보호지역에 발달하는 버드나무림을 대상으로 Z.-M.(Zürich-Montpellier)학파의 방법에 따라 총 61개의 식생자료가 수집되었고 식물군락과 종조성적 특성이 밝혀졌다. 총 237분류군을 포함한 9개의 식물군락이 구분되었다. 높은 상대기여도(r-NCD) 값을 나타내는 버드나무류는 키버들, 왕버들, 선버들, 갯버들, 버드나무로 확인되었다. 종조성 분석결과, 벼과, 국화과, 미나리과, 마디풀과, 콩과 순으로 출현빈도가 높게 나타났으며, 생활형은 일년생식물(휴면형), 단립식물(지하기관형), 중력산포형(산포방법), 직립형(생육형)을 가지는 식물종의 출현율이 높아 Th-R₅-D₄-e로 특징지어졌다. 귀화식물은 12과 24종, 생태계교란 생물은 3과 4종이 관찰되었으며, 귀화율은 10.1%, 교란지수는 41.4%로 분석되었다. NMDS 서열법(non-metric multidimensional scaling)에 의한 식물종과 조사지점 간의 경향성 분석 결과, 조사지점의 해발고도와 습지의 유형이 식물군락의 공간적 분포를 결정하는 주요한 요소인 것으로 밝혀졌다. 비교적 해발고도가 높은 산지형 습지에서 다양성 지수와 균등도 지수가 높게 나타났으며, 해발고도가 낮은 하천형과 호수형 습지에서는 교란지수, 귀화율, 일년생식물 출현비율이 높았다.