• 제목/요약/키워드: 토양식생

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VFSMOD를 이용한 토사저감효율 산정: 청미천 유역에서의 적용 (Estimation of Trapping Efficiency Using VFSMOD: Application to Cheongmi Basin)

  • 손민우;변지선
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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    • pp.338-338
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    • 2015
  • 하천으로 유입되어 수질 오염을 야기하는 오염원은 오염 배출원이 명확하여 하나의 점으로 나타낼 수 있는 점오염원(Point Source)과 오염원이 명확치 않은 비점오염원(Non-point)으로 구분된다. 생활하수, 축산폐수와 같이 오염원이 명확한 점오염원은 하천 유입 이전에 처리장을 거쳐 정화작업이 가능한 반면, 비점오염원은 오염원이 명확치 않아 처리에 어려움이 따른다. 또, 오염물의 양과 이동 경로가 예측이 불가능하고 강우시에는 특별한 처리 없이 하천으로 바로 유입된다. 비점 오염원의 종류는 토사, 영양물질, 유기물질, 농약, 바이러스 등 다양하다. 이 중에서 토양에 흡착되어 이동하는 질소와 인은 하천으로 유입되어 부영양화를 야기하는 특성이 있어 더욱 처리가 필수적이다. 이러한 비점오염원으로 인한 수질 오염을 줄이기 위해 여러 최적관리기법(Best Management Practices, BMPs)이 제시되어 있으며 오염 물질의 하천 유입을 차단하는 것에 중점을 둔다. 가장 널리 이용되는 방법으로는 비점오염원 저감시설 중 하천변에 식물체를 설치하여 토양의 유실을 막는 식생대(Vegetative Filter Strip, VFS)가 있다. 식생 밀집 지역의 설치를 통해 표면 유출을 차단하고 토양 유실 감소와 수체로의 오염물질 확산을 막을 수 있다. 이에 VFSMOD-w를 이용하여 강우시 식생대를 통한 토양 유실 감소 효율에 대한 연구를 수행하였다. 연구 대상 지역으로 비교적 수문 및 토양 자료가 풍부한 청미천 유역을 선정하였다. 그 결과, 식생대의 길이와 식생대 내 식물체의 파종간격이 가장 지배적인 영향을 미치는 것이 확인된다. 이때, 식물체의 종류는 식물체 파종으로 인해 변화되는 토양의 수정된 Manning의 조도계수로 구분한다. 모든 강우 및 식물체 조건이 동일할 때, 식생대 내 식물의 파종 간격이 좁고 식생대의 길이가 길수록 토사 저감 효율이 증가하는 결과가 도출되었다. 식물체의 높이, 식물체의 종류 및 식물의 파종간격이 입력 자료로 요구되나 이 중 식물체의 높이는 토사 저감 효율에 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 또, 동일한 강우 조건에서 식생대의 길이가 0.5 m에서 1.0 m로 2배 증가하였을 때 토사 저감 효율이 두 경우 모두 95% 이상의 효율을 보이는 것이 나타났다. 이는 식생대의 길이가 증가할수록 토사 저감 효율이 증가하나 일정 길이 이상이 되면 대부분의 토사가 저감되는 것을 의미한다. 결론적으로 식생의 파종 간격이 좁을수록 토사 저감 효율이 증가하더라도 식물체의 성장을 고려한 적절한 파종 간격을 선정하여야 한다. 즉, 식생대의 설치는 적절한 파종 간격 및 식생대 길이를 식생대 설치지역의 강우 특성에 따라 결정지어야 한다고 판단된다.

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Sentinel-1 SAR 토양수분 산정 연구: 식생에 따른 토양수분 모의평가 (Estimation of soil moisture based on Sentinel-1 SAR data: Assessment of soil moisture estimation in different vegetation condition)

  • 조성근;정재환;이슬찬;최민하
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제54권2호
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    • pp.81-91
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    • 2021
  • Synthetic Aperture Radar (SAR)를 활용하여 토양수분을 산출 할 시 기존의 위성기반 자료에 비해 고해상도의 공간 자료를 생산할 수 있다. 고해상도의 광역 토양수분 자료는 기존의 위성 기반 토양수분 대비 보다 세밀한 지표면 토양수분 변동 관측이 가능하게 하므로, 산사태, 산불 및 홍수와 같은 자연재해 연구에 활용성이 뛰어나다. 하지만 SAR 신호인 후방산란계수는 토양수분 뿐만 아니라, 식생에 의한 영향도 포함하기 때문에 정확한 토양수분을 산정하기 위해서는 이러한 영향을 고려하는 단계가 요구된다. 본 연구에서는 한반도 중부의 농지, 산지, 및 초지의 식생조건 하에서 Sentinel-1 위성 SAR 자료를 활용하여 토양수분을 산정하기 위한 연구를 수행하였다. 식생의 영향을 고려하기 위해 대표적인 지표면 레이더 신호 산란 모형인 Water Cloud Model (WCM)을 사용하였으며, 식생 인자로 Radar Vegetation Index (RVI)를 활용하였다. 연구 지역으로는 토지피복도에 따라 농지와 초지, 산지 각각 2개 지역, 총 6개 대상 지역을 선정하였다. WCM의 매개변수 모의를 위해 지상 관측 토양수분 자료를 활용하였다. 관측 토양수분과의 검증 결과 초지, 산지, 농지 순으로 높은 정확도가 나타났으며, 특히 산지에서는 짙은 식생에도 불구하고 상관계수 값이 0.5 이상으로 나타난 반면 농지에서는 0.3 미만의 매우 낮은 값이 관측되었다. 연구 결과를 통해 다양한 식생 피복에서 SAR 기반 토양수분 산정에 적합한 관측 토양수분 조건을 제시 하였다. 향후 식생 높이, 식생 종류 등 과 융합한 연구가 수행된다면 보다 정확한 토양수분을 산정 할 수 있을 것으로 판단된다.

양양 산불지역 지표유출 및 토양침식에 대한 식생회복의 영향 (Effects of Vegetation Recovery for Surface Runoff and Soil Erosion in Burned Mountains, Yangyang)

  • 신승숙;박상덕;조재웅;이규송
    • 대한토목학회논문집
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    • 제28권4B호
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    • pp.393-403
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    • 2008
  • 양양 산불 피해 지역 당해년도의 극심한 지표 변화에 따른 지표유출 및 토양침식을 분석하기 위해 산불 산지사면에 10개의 소규모 조사구를 설치하여, 지형, 토양, 식생, 강우사상별 유출 및 토양침식량을 측정하였다. 조사는 총 15개 단일강우사상을 기준하여 이루어졌다. 산불이후 식생회복이 빠른 지역과 그렇지 않은 사면의 유출 및 토양침식량은 매우 큰 차이를 보였다. 식생회복이 빠른 조사구들은 대조구보다 약 2배 많은 평균 유출량 및 토양침식량을 나타냈으나, 나지상태 조사구들에서는 대조구의 약 10배 이내의 유출 및 토양침식이 발생되었다. 지표유출 및 토양침식에 대한 주요 인자들과의 상관분석에 의하면 강우인자 및 식생인자는 유출과 토양침식에 상당한 영향을 미쳤다. 유출 및 토양침식 민감도는 식생지수들과 높은 상관성을 보였다. 산불에 의해 교란된 지표식생이 시간이 경과함에 따라 회복되고, 산불초기에 다량의 토사유출이 발생된 이후 사면 토양의 안정화에 따라 전반적으로 유출 및 토양침식량이 감소하였다. 그러나 식생회복이 안되거나, 식생회복이 더딘 지역은 지속적으로 유출 및 토양침식이 발생하기 때문에 산불 지역별로 차별화된 대응전략 수립이 필요하다.

이동상 하도의 모래사주에서 토양조사를 통한 식생역 발달과정의 평가 (A Study on Vegetation Expansion Process by Soil Survey in the Sand Bar of Movable Channel)

  • 이삼희;옥기영
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2007년도 학술발표회 논문집
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    • pp.1058-1062
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    • 2007
  • 본 연구에서 이동상 모래하천에서 식생의 변화과정을 연구하였다. 연구 대상 하천은 낙동강 상류 하회지구를 대상으로 하였다. 이 지역은 우리나라에서 대표적인 모래하천으로서 지형적인 요인으로 형성된 사행하천의 만곡부에 해당하고 있다. 특히 상류에 댐과 취수보 등 수자원개발시설이 건설되면서 수십 년 동안 물과 유사의 공급이 조절되어 안동시권역에서부터 하류방향으로 향하면서 점차 바뀌어 가고 있는 실정이다. 이 가운데, 이동성을 지니고 있던 사주부에 식생이 유입되고, 식생역이 확장되면서 사주가 고정화되는 경향을 보이고 있다. 이러한 이동상 하도에서 이동사주내 식생역의 발달과정을 파악하기 위하여 사주내 토양의 물리화학적 조사를 수행하였다. 연구 결과, 안동 하회지구내 모래사주에서 식생이 정착 발달 확장 되어가는 과정을 파악할 수 있었다. 하회지구의 식생역의 발달은 시기적으로 홍수기와 비홍수기의 반복적인 출현에 영향을 받고 있었다. 그리고 공간적으로는 홍수기 동안의 유사의 퇴적과 세굴과정과 밀접한 관련이 있는 것을 확인할 수 있었다. 식생역의 확장과정은 이러한 시공간적 상황으로 인해 유발되는 토양의 물리화학적 특성과 높은 상관성이 있음을 확인할 수 있었다.

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한국 중부 서해안 경기만 일대 3개 간척지의 토양 염농도와 식생의 연속분포 (Soil Salinity and Continuum Distribution of Vegetation on the Three Reclaimed Tidal Flats of Kyonggi-Bay in the Mid-West Coast of Korea)

  • 김은규;천소을;주영규;정영상;정형근
    • 한국토양비료학회지
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    • 제41권2호
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    • pp.83-93
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    • 2008
  • 간척지에서 식생의 분포에 대한 평가는 토양관리 및 환경적 연구를 위해 필요하다. 본 연구는 한국 중부 서해안 경기만 내의 3개 간척지에서 식생의 분포와 토양 염농도 간의 관계를 규명하기 위하여 실시하였다. 식생이 연속분포를 보이는 지점에서 토양 염농도를 측정하고 출현식물종을 분류하여 연속분포의 특성을 기술하였다. 간척지 내에 나타나는 식생의 공간변이는 부분적으로 이루어지지만 각각의 공간변이를 토양 염농도를 기준으로 연결한 결과 토양 염농도 구배와 내염성 식물종의 분포가 일치하는 연속분포(continuum distribution)를 보여, 토양 염농도가 높은 곳은 내염성 식물종이, 낮은 곳은 비내염성 식물종이 분포하였다. 연속분포는 간척 경과 년 수가 오래된 곳에서 유형이 다양하고 명확하게 구분되나, 간척 초기 지역에서는 연속분포 현상이 뚜렷하지 않았다. 연속분포 유형은 순차적 유형과 비순차적 유형으로 구분되었다. 순차적 유형은 토양 염농도가 높은 곳을 기점으로 할 경우 토양 염농도가 연속적으로 낮아지는 방향으로 이어지며 식물종도 이에 따라 선구종 염생식물(pioneer halophyte)에서 저염생식물(facultative halophyte), 중성식물(glycophyte)의 순으로 변화하였다. 비순차적 유형은 비연속적 토양 염농도의 변화에 의해 형성되며, 식생의 분포도 단계적 변화를 보이지 않고 비정형적이다. 간척 경과 년 수가 오래된 지역에서는 토양 염농도가 높은 식생 고사지역이 있고 식생 비분포지와 함께 이 지점을 기점으로 식생의 연속분포가 형성되었다.

고랭지밭의 토양침식 저감을 위한 완충식생대의 효과 (Effects of Vegetative Buffers on Reducing Soil Erosion and Nutrient Loss of Highland Field in Korea)

  • 진용익;이정태;이계준;황선웅;장용선;박창영;서명철;류종수;정진철;정일민
    • 한국토양비료학회지
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    • 제42권4호
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    • pp.231-238
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    • 2009
  • 본 연구는 고랭지 경사밭에서 발생하는 유거수량, 토양유실, 영양물질 유출량을 감소시키는 완충식생대의 효과를 연구하기 위하여 수행하였다. 시험에 사용된 포장의 토양은 운교통이고, 가로 2.5m, 세로 20m인 무저 lysimeter에서 시험하였다. 연구포장은 경사율 17%를 가진 경사밭이며, 배추를 재배하였다. 완충식생대로 이용된 초종은 Rye(Secale cereale L.), Tallfescue(Festuca arundinacea Schreb) Orchardgrass(Dactylis glomerata L.)이다. 이들은 경사밭 아래 부분에 조성되었다. 호밀 식생대의 폭은 1m, 2m, 4m를 두었고, Orchard grass와 Tall fescue는 2m로 설정하였다. 완충식생대를 조성하기 위해 각 초종을 2005년 9월에 파종하였고, 배추는 2006년 6월에 정식하였다. 토양유실량, 유거수량, 영양물질 유출량의 측정은 2006년 6월부터 8월까지 수행하였다. 유거수량, 토양유실량 및 영양물질 유실량은 강우가 집중된 7월에 가장 높았다. 유거수를 감소시키는 완충식생대의 효과를 대조구와 비교해 볼 때, 2m로 폭이 같은 완충식생대에서 호밀은 3%, Orchard grass는 1%, Tall fescue는 2% 저감 효과가 있었다. 폭이 다른 호밀 완충식생대간의 비교에서, 1m는 1%, Rye 2m는 3%, Rye 4m는 13%의 저감효과가 나타나 Rye 4m의 효과가 가장 좋았다. 토양유실저감측면에서 대조구와 비교할 때, 2m 완충식생대 중 호밀식생대는 59%, Orchard grass 46%, Tall fescue 28% 토양유실을 줄이는 것으로 나타나 같은 폭에서 호밀식생대의 효과가 가장 좋았다. 폭이 다른 호밀 식생대의 비교에서 1m는 62%, 2m는 60%, 4m는 88%의 토양유실 저감 효과가 나타나, 4m의 효과가 토양유실을 저감하는데 가장 좋은 효과를 보였다. 한편, 유거수와 토양에서 발생한 N, P, K 유출 저감에서는 호밀 2m완충식생대에서 각각 54%, 16%, 11%, Orchard grass는 각각 22%, 24%, 22%를, Tall fescue는 10%, 7%, 12% 영양물질유출을 줄였다. 호밀완충식생 중에서 폭이 큰 4m에서 영양물질 유출저감효과가 가장 좋았다. 이 연구의 결과, 유거수량, 토양유실 저감효과는 호밀완충식생대가 다른 초종의 식생대보다 좋아서 유거수, 토양유실 그리고 영양물질 유출 저감을 위해 폭이 큰 호밀완충식생대의 설치가 효과적이라 생각된다.

대호 간척지의 제염진해에 따른 초기 식생 변화 (Changes in Early Stage Vegetation Succession as Affected by Desalinization Process in Dae-Ho Reclaimed Land)

  • 이승헌;안열;류순호;이상모
    • 한국환경농학회지
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    • 제19권4호
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    • pp.364-369
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    • 2000
  • 간척지의 식생 천이조사와 토양의 이화학성 분석을 통해 간척지 현장에서 식생과 토양의 제염정도와의 관계를 파악할 수 있는 기초자료를 제공하고자 실험을 수행하였다. 충청남도 대호 간척지내의 식생보전 포장에서 식생별로 A 에서 G 까지 7개그룹으로 구분하여 토양 시료를 채취하여 토양의 이화학성을 분석하였다. A 그룹는 명 나문재, 퉁퉁마디, B 그룹은 갯개미취, 개망초, C 그룹은 강아지풀, D 그룹은 갈대, E 그룹은 갯질경, F 그룹은 토끼풀, G 그룹은 갯잔디, 톨페스큐가 각각 우점종 이었다. 식생 보존구내의 식생 천이과정은 초기에는 A 그룹이 우점하다가 이후 B 그룹이 등장하였고 기타 그룹의 식생은 거의 동시기에 출현하여 경쟁하는 양상을 보였다. 보존구내의 토양은 전체적으로 토성은 미사질양토였고 토양 비옥도는 일반 농경지와 비교하여 매우 낮았다. 토양의 pH는 $7.0\;{\sim}\;8.0$ 범위였고, 전기전도도는 A 그룹을 제외한 나머지 그룹은 모두 표토는 평균 $10\;dS\;m^{-1}$ 이하, 심토는 평균 $20\;dS\;m^{-1}$ 이하였다. SAR 값은 A 그룹이 자라는 토양은 염류-나트륨성 토양의 특징을 나타내었고 기타의 그룹은 염류토양의 특징을 나타내었다. 제염의 진행에 따른 수용성 양이온과 음이온 조성변화는 1가이온이 감소함에 따라 2가이온의 비중이 점점 높게 되는 경향을 보였다. 간척지에서 식생 천이과정과 토양의 제염정도의 관계는 명아 주과외의 식생의 출현은 전기전도도는 평균 $10\;dS\;m^{-1}$ 이하, SAR은 15 이하에서 이루어지는 것으로 나타났다.

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새만금 신간척지 식생과 토양화학성의 변화 (Change of Vegetation Characteristics and Soil Chemical Properties at Saemangeum Reclaimed Land in Korea)

  • 김선;정재혁;이장희;최원영;이경보;임일빈
    • Weed & Turfgrass Science
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    • 제2권3호
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    • pp.260-266
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    • 2013
  • 본 시험은 간척 후 나타나는 식생과 토양의 변화를 조사하기 위하여 2008년 체절 된 새만금 간척지에서 식생의 발생이 시작된 2010부터 2012년 사이에 식생과 기반 토양의 특성을 조사한 결과이다. 조사위치별 토양염농도는 첫 조사시 담수호 인근에서 22.3 dS $m^{-1}$이었고 안쪽 내륙 인접부는 3.44 dS $m^{-1}$ 이하였으나 3년 후에는 전체가 4.22 dS $m^{-1}$ 이하로 낮아졌다. 토양유기물함량은 3년차 조사에서 약간씩 증가하는 경향이었고, 위치에 따른 유기물함량은 육지쪽에 인접하고 갈대 등의 식생발생량이 많았던 지점에서 높았으며, 토양 pH는 전체적으로 감소되는 경향을 나타냈다. 식생군락의 변화 중 식생종수는 조사 첫해 지점당 평균 7.1종 $m^{-2}$ 이었으나 3년 후에는 10.6종 $m^{-2}$으로 증가하였고, 식생종수는 염생식물과 내염성식물이 혼생된 중간정도의 염농도를 나타낸 군락에서 많았다. 식생 수는 대부분의 조사지점에서 증가하였고, 조사지점별로는 해홍나물이 밀생한 solt pan(솔트팬) 특성을 나타내고 있는 지점에서 많았고, 식생유입 초기인 해수면 인근과 갈대 및 갈대와 자귀풀의 우점도가 높은 군락에서 적었다. 군락 건물중은 첫 조사시 식생량이 적었던 해변쪽에서 증가하였고, 갈대의 우점도가 높았을 때 최대치를 나타냈다. 주요식생의 우점도는 토양염농도 감소의 영향을 받아 해홍나물, 퉁퉁마디, 갯꾸러미풀, 잔디는 크게 감소하였고 산조풀과 갈대는 증가하였다.

식생여과대내 침투능력 향상에 따른 오염물질 저감효과에 대한 실험 (Experiment for Reduction Effectiveness of Pollutants with the Improvement of Infiltration Ability in Vegetation Filter Strip)

  • 이영아;최이송;오종민
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제40권2호
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    • pp.183-190
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    • 2007
  • 본 연구에서는 식생여과대에 있어서 토양층의 역할에 주목하였으며, 토양 침투량이 증가될 수 있는 구조로 토양층을 변형하여 일반적인 식생여과대에서의 오염저감효과와 비교 분석하였다. 따라서 연구의 최종 목적은 토양층 변화를 통한 식생여과대의 수질개선효과를 일반적인 토양층으로 구성된 식생여과대와 비교, 검토함으로써 보다 효과적인 식생여과대를 조성하고자 하는 것이다. 실험분석 결과, 토양층 변화를 접목시킨 식생여과대는 일반 식생여과대에 비해 표면유출에서 높은 오염물질 저감효과가 있는 것으로 나타났다. 이는 표면유출수 일부가 정류벽을 통과한 후 재상승하여 표면으로 유출되었기 때문으로 판단된다. 그러나 계단형에서의 하부유출수의 경우, 입경이 큰 모래와 자갈을 통과하여 유출이 일어나기 때문에 직선형 식생여과대보다 오염저감효율은 다소 낮게 나타났다. 이를 오염물질 유출부하량의 개념으로 파악해 보면, 하부유출량이 전체 유출유량에 대한 기여도가 계단형(4%)에서 직선형(2%)보다 높기 때문에 계단형에서의 오염물질 저감부하량이 직선형에 비하여 매우 높게 나타났다. 따라서 정류벽과 표면층 변화를 통해 침투량을 증가시킨 식생여과대는 일반적인 식생여과대보다 저감효과가 크고 식생여과대 적용에 필요한 여러 조건(토양의 침투성, 여과대의 넓이 및 길이, 유속 등)을 만족하지 않더라도 충분한 저감효과를 발휘할 수 있을 것으로 기대된다.

전남 이양-능주간 국도변 비탈면녹화 설계 및 시공 잠정지침 적용 사례연구

  • 박봉주;노재현
    • 한국환경과학회:학술대회논문집
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    • 한국환경과학회 2008년도 추계학술발표회 발표논문집
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    • pp.551-553
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    • 2008
  • 식생피복율, 병충해, 출현종수 등의 항목으로 평가를 실시하였다. 리핑암과 발파암에서는 녹화공법 C와 녹화공법 C-1이 가장 높은 식생피복율을 보였다. 절토부의 경우에는 녹화공법 D의 식생피복율 녹화공법 E보다 상대적으로 높은 것으로 나타났으며, 성토부의 경우에는 녹화공법 D가 녹화공법 F보다 높은 것으로 나타났다. 목본종의 출현종수는 암지역(리핑암, 발파암), 토사지역(절토부, 성토부)에 적용한 모든 녹화공법에서 상급으로 평가되었으나, 전체종의 출현종수의 비율에 있어서는 다소의 차이가 나타났다. 식생기반의 물리화학적 특성 분석에서 토사지역 절토부의 녹화공법 E와 성토부의 녹화 공법 D의 경우는 토양경도가 다른 공법들에 비해 낮게 나타났다. 암지역의 리핑암과 발파암에 사용된 모든 공법은 토양산도와 토양경도가 식물의 근계생육에 영향을 미치지 않는 범위 이내로 조사되었다. 리핑암과 발파암에 적용된 각 공법의 경우 식생상태가 양호하였으며, 향후 주변 지역의 자연식생의 침입과 천이과정을 거치면서 식생상태가 역시 정상적으로 변화될 것으로 예상된다. 토사지역의 절토부와 성토부에서는 중간 정도의 식생상태를 유지하고 있었으나, 향후 주변의 산림지역으로부터의 식생 구성종의 침투로 인해 식생천이가 역동적으로 변화될 것으로 예상된다.

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