• 생태와환경
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• 제54권4호
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• pp.265-271
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• 2021

갑각류 외골격은 키틴질로 이루어져 있고 외부자극에 보호와 지지를 위해 주요한 기능을 한다. 수환경은 물리적 변화뿐만 아니라 다양한 해양 오염에 끊임없이 영향을 받고 그 환경에 서식하는 생물은 생존을 위해 생물학적으로 반응한다. 본 연구에서는 이르가롤 독성노출이나 퇴적환경 중금속 분포에 따라 서식하는 칠게의 외골격 표면조도 분석을 통한 생태독성 종말점이 될 수 있음을 제시하였다. 칠게의 외골격 표면 조도는 이르가롤 노출에 대해 거칠기(Ra)도 감소하고 조도 변이(variation)도 줄어들었다. 또한 해양 연안 퇴적물 내 중금속(Cd, Pb, Hg) 분포에 따라 서식하는 칠게에서 표면 거칠기 및 변이가 변화하는 것을 확인하였다. 이러한 외골격 표면 거칠기의 변화는 외부환경 스트레스 요인에 따른 칠게의 생물학적인 반응 종말점(end-point)을 나타내며 나아가 외골격의 보호, 지지, 수송 등의 기능적 면에 영향을 미칠 수 있음을 시사한다. 이러한 접근방법은 공학과 생물의 융합적 기술로 수환경 모니터링을 위한 유용한 방법으로 활용될 수 있을 것이다.

• 해양환경안전학회지
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• 제28권6호
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• pp.906-917
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• 2022

본 연구의 목적은 조업기인 어업쓰레기 발생(추정)량에 대한 어업 및 해양환경 정책의 범주별 차이를 비교하고, 독립변수와 종속변수의 상관성을 분석하는 것이다. 독립변수는 세 가지로 구분되는데, 사전 예방정책, 현행 관리정책, 사후 대응정책이다. 사전 예방정책에는 친환경어업 지원사업, 제도적 예방활동, 물리적 차단 시설 설치가 있다. 현행 관리정책에는 관련 선박 운영, 어업질서 확립, 어업구조조정, 어장환경 개선이 해당된다. 사후 대응정책에는 하천~해안변 쓰레기 정화, 해양·침적·부유쓰레기 수거, 조업 중 인양쓰레기 수매, 어업관련 폐기물 처리, 해양쓰레기 피해복구가 포함된다. 측정지표는 각 사업별 결산액이다. 종속변수는 조업으로 인한 어업쓰레기 발생 추정량이고, 측정지표는 연안 통발 및 자망과 그 부속어구 유실량의 합이다. 평균순위 차이 검증결과 어업쓰레기 발생 추정량은 해역별로는 동해안이 가장 높게 나타났고, 기초자치단체별로는 시 지역이 가장 높게 나타났다. 해양환경 관련 결산액은 군 지역에서 가장 많이 투입하고 있었고, 대부분의 변수에서 유의한 차이가 나타났다. 어업쓰레기 발생 추정량과 관련있는 변수는 사후 정책 중 조업 중 인양쓰레기 수매 사업과 폐기물 처리 지원 사업이었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.261-261
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• 2020

물관리의 기본이 되는 연속적인 유량 자료 확보를 위해서는 정확도 높은 수위-유량 관계 곡선식 개발이 필수적이다. 수위-유량 관계곡선식은 모든 수문시설 설계의 기초가 되며 홍수, 가뭄 등 물재해 대응을 위해서도 중요한 의미를 가지고 있다. 그러나 일반적으로 유량 측정은 많은 비용과 시간이 들고, 식생성장, 단면변화 등의 통제특성(control)이 변함에 따라 구간분리, 기간분리와 같은 비선형적인 양상이 나타나 자료 해석에 어려움이 존재한다. 특히, 국내 하천의 경우 자연적 및 인위적인 환경 변화가 다양하여 지점 및 기간에 따라 세밀한 분석이 요구된다. 머신러닝(Machine Learning)이란 데이터를 통해 컴퓨터가 스스로 학습하여 모델을 구축하고 성능을 향상시키는 일련의 과정을 뜻한다. 기존의 수위-유량 관계곡선식은 개발자의 판단에 의해 데이터의 종류와 기간 등을 설정하여 회귀식의 파라미터를 산출한다면, 머신러닝은 유효한 전체 데이터를 이용해 스스로 학습하여 자료 간 상관성을 찾아내 모델을 구축하고 성능을 지속적으로 향상 시킬 수 있다. 머신러닝은 충분한 수문자료가 확보되었다는 전제 하에 복잡하고 가변적인 수자원 환경을 반영하여 유량 추정의 정확도를 지속적으로 향상시킬 수 있다는 이점을 가지고 있다. 본 연구는 머신러닝의 대표적인 알고리즘들을 활용하여 유량을 추정하는 모델을 구축하고 성능을 비교·분석하였다. 대상지역은 안정적인 수량을 확보하고 있는 한강수계의 거운교 지점이며, 사용자료는 2010~2018년의 시간, 수위, 유량, 수면폭 등 이다. 프로그램은 파이썬을 기반으로 한 머신러닝 라이브러리인 사이킷런(sklearn)을 사용하였고 알고리즘은 랜덤포레스트 회귀, 의사결정트리, KNN(K-Nearest Neighbor), rgboost을 적용하였다. 학습(train) 데이터는 입력자료 종류별로 조합하여 6개의 세트로 구분하여 모델을 구축하였고, 이를 적용해 검증(test) 데이터를 RMSE(Roog Mean Square Error)로 평가하였다. 그 결과 모델 및 입력 자료의 조합에 따라 3.67~171.46로 다소 넓은 범위의 값이 도출되었다. 그 중 가장 우수한 유형은 수위, 연도, 수면폭 3개의 입력자료를 조합하여 랜덤포레스트 회귀 모델에 적용한 경우이다. 비교를 위해 동일한 검증 데이터를 한국수문조사연보(2018년) 내거운교 지점의 수위별 수위-유량 곡선식을 이용해 유량을 추정한 결과 RMSE가 3.76이 산출되어, 머신러닝이 세분화된 수위-유량 곡선식과 비슷한 수준까지 성능을 내는 것으로 확인되었다. 본 연구는 양질의 유량자료 생산을 위해 기 구축된 수문자료를 기반으로 머신러닝 기법의 적용 가능성을 검토한 기초 연구로써, 국내 효율적인 수문자료 측정 및 수위-유량 곡선 산출에 도움이 될 수 있을 것으로 판단된다. 향후 수자원 환경 및 통제특성에 영향을 미치는 다양한 영향변수를 파악하기 위해 기상자료, 취수량 등의 입력 자료를 적용할 필요가 있으며, 머신러닝 내 비지도학습인 딥러닝과 같은 보다 정교한 모델에 대한 추가적인 연구도 수행되어야 할 것이다.

• 한국전통조경학회지
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• 제31권3호
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• pp.1-11
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• 2013

본 논문은 천연기념물 수림지 조사연구의 결과물로 천연기념물로 지정된 동백나무 숲의 입지환경과 생육환경과 토양환경을 조사하고, 동백나무 숲에 토양이 미치는 영향을 살피기 위하여 상관관계를 분석한 결과는 다음과 같이 요약될 수 있다. 첫째, 천연기념물 동백나무 숲의 입지환경은 산록부의 계곡 또는 하천변에 위치하고 있으며, 일조량이 많은 남동향, 동향, 남향을 주향으로 하고 있어 외부 환경요인에 의한 입지조건은 양호하나, $15{\sim}30^{\circ}$의 경사지에 분포하여 경사에 의한 토양유실의 우려가 나타나고 있다. 둘째, 동백나무 숲의 생육현황은 이령림 경급분포를 나타내고 있으나, 상층의 임목밀도가 높아 하층에 발생된 동백나무 치수의 생장을 저해하고 있다. 또한 수관폭이 좁은 피압목이 발생되어, 평균 수고는 8.09m로, 일반적인 동백나무의 수고에 비하여 낮게 나타났으며, 수관폭 분포는 경급 내 변이가 심하여 상관관계가 낮은 것으로 분석되었다. 셋째, 천연기념물 동백나무 숲의 토양성분은 토성, 토양산도 등 10개 항목을 분석하였다. 이의 결과를 종합하면 토성, 토양산도, 칼슘, 유기물, 마그네슘 함량은 양호하였고, 칼륨은 부족하였으며, 질소와 인산은 과잉으로 확인되었다. 넷째, 동백나무 숲의 생육상태와 토양 이화학적 특성간의 상관관계 분석을 실시한 결과, 마그네슘과 칼슘 및 질소전량에 한하여 토양의 이화학적 특성이 동백나무 숲의 생육에 영향을 미치는 요인으로 나타났으며, 마그네슘, 칼슘, 질소전량의 항목을 제외한 7가지 항목은 동백나무 숲의 생육에 영향관계가 없는 것으로 나타났다. 향후 동백나무 숲의 생육현황과 토양과의 관계 및 토양환경뿐만 아니라, 동백나무 숲의 생육상태에 영향을 미치는 요인을 장기적으로 모니터링하여 생태적으로 안정된 동백나무 숲의 보전과 현황자료 구축을 위한 연구가 계속되어야 할 것이다.

• 생태와환경
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• 제47권2호
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• pp.71-81
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• 2014

해수유통 중인 화성호에서 수문학적 변동이 식물플랑크톤 군집과 적응전략에 미치는 영향을 파악하기 위하여 2012년 5월부터 10월까지 7회에 걸쳐 식물플랑크톤 종조성, 생물량, 환경변수를 조사하였다. 수문학적 이벤트 (해수유통, 강수량)는 화성호의 급격한 염분변동 (2.9~29.1 psu)과 함께 영양염, 투명도를 조절하였다. 식물플랑크톤 종조성은 매 조사마다 강 (class) 수준에서 급격히 변하였고, 클로로필-a는 $9.7{\sim}104.1{\mu}g\;L^{-1}$의 범위로 6월에 낮고 9월에 높았다. 다변량 분석결과, 식물플랑크톤 천이는 4개의 시기로 구분되었다. Phase I (5~6월)은 해수유통이 빈번한 고염-중온 시기로, 작은 크기의 Gymnodinium sp., Heterosigma akashiwo이 우점하였다. Phase II (7월, 9월)에는 집중호우와 바람의 영향으로 Cylindrotheca closterium가 우점하였고, Phase III (8월)에는 저염-고온 시기로 Oscillatoria spp.가 우점하였으며, Phase IV (10월)는 해수유통이 다시 증가하고 수온이 급감하면서 작은 편모조류인 unid. cryptomonad가 우점하였다. 화성호 식물플랑크톤 군집은 형태적, 생리적 특성에 따라 구분되는 세가지 적응전략, 즉 C (colonist-invasives), S (stress-tolerants), R (ruderals)전략에 따라 구분되었다. Phase I와 IV의 우점종은 CR-전략종으로써, 약한 성층조건을 선호하는 작은 크기의 기회종이였고, Phase II와 III의 우점종은 R-전략종으로써, 유입하천수의 교란에 적응된 중간 크기의 종이다. 이 결과는 향후 해수유통차단에 의한 성층강화가 현재의 식물플랑크톤 군집을 더 작은 편모조류의 극우점으로 변화시킬 수 있음을 보여주었다. 결론적으로 화성호의 수문학적 이벤트(해수유통, 강수량)는 염분, 영양염, 성층환경 교란을 조절함으로써 식물플랑크톤의 천이와 대발생을 이끄는 중요한 요인임을 제시한다.

• 생태와환경
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• 제41권2호
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• pp.188-197
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• 2008

본 연구는 피라미(Zacco platypus)를 대상으로 어류 조직별 총수은 함량을 규명하고, 서식지 특성 및 화학적 수질조건에 따른 생태 건강성을 평가하기 위한 사례연구로서 수행되었다. 2007년 6월$\sim$10월에 갑천을 대상으로 어류조사를 실시하였고 간, 신장, 아가미, 척추 및 근육 등 피라미의 5개 조직을 적출하여 직접수은분석기(DMA-80, US EPA Method 7473)을 이용하여 총수은 함량을 분석하였다. 전체 조직들의 평균 총수은 농도는 상.하류 각각 $67.2\;{\mu}g\;kg^{-1}$ 및 $20.7\;{\mu}g\;kg^{-1}$로 나타나 맑고 깨끗한 상류지역이 하수종말처리장의 영향을 받고 있는 하류지역에 비해 3배 이상 높게 나타났다. BOD, COD 및 영양염류(TN, TP)에 근거한 화학적 수질평가에서는 상류보다 하류에서 심각한 질적저하가 발생하였다. 어류를 이용한 다변수 모델인 생물통합지수(IBI)는 평균 32 "양호$\sim$보통상태"로 나타났고, S2는 42 "최적$\sim$양호상태"로 최고치를 보인 반면 S5에서는 최저치인 22 "보통$\sim$악화상태"로 나타나 지점별 변이를 보이고 있었다. 정성적 서식지평가지수(QHEI)의 경우 평균 142로서 "양호상태"로 나타났지만 지점별 변이(범위 67$\sim$181)가 크게 나타났다. 종합적으로 IBI및 QHEI를 통한 생태 건강성 평가에서는 상류지역이 양호하게 나타난 반면 어류 조직 내 수은 생물 농축도는 상반된 결과를 보였다. 따라서 총체적인 수환경 건강성 평가를 위해서는 다양한 변수를 이용한 평가기법이 필요할 것으로 사료되었다.

• 생태와환경
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• 제50권1호
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• pp.29-45
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• 2017

본 연구는 2012년 5월부터 2015년 12월까지 북한강 상류에 위치하는 의암호의 4개 지점에서 시공간적 수질 변동성을 강우 수문인자와 비교 고찰하였다. 조사기간 동안 수온, DO, Conductivity 및 TSS 등 기초 수질요인의 변동은 계절적 영향이 컸다. 특히, 수온성층은 수심이 깊은 댐 부근에서 매년 관찰되었고, 소멸 시기는 8월~10월 사이에 있었다. 질소 계열 영양염의 증가는 유량이 빈약할 때이었고, 인의 증가는 초기 유량 증가와 극심한 가뭄이 지속될 때이었다. Chl-a에 의한 부영양 수준을 초과하는 기간은 2012년, 2014년~2015년에 1~2개월이었으나 2013년에는 4개월 동안 지속되었다. 의암호의 수질 변동성은 댐 중앙부에 상하류로 이어진 하중도와 골재섬의 존재, 도시하천과 하수처리장 방류수 유입이라는 지형적 구조와 오염원의 기반 영향에 대하여, 상류 댐으로부터의 유입량과 의암댐의 방류량 및 방류형태(패턴)에 의한 수위 증감에서 직간접적 관련성과 영향을 찾을 수 있었다. 수질의 시공간적 변이 과정에서 기상(장마, 태풍, 이상강우 및 폭염 더위) 수문(유량과 수위)학적 작용에 기여하는 주요 인자는 펄스, 희석, 역류, 흡수 및 침전 등으로 볼 수 있었다. 의암호의 수질 변동은 매우 역동적이며, 그 영향은 내부 자체뿐만 아니라 발전방류구를 통해 하류 저수지(청평호, 팔당호)에까지 전달될 수 있는 잠재성을 가지고 있다.

• 한국초지조사료학회지
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• 제33권2호
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• pp.105-110
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• 2013

본 연구는 질소(N) 시비가 부존 조사료자원인 갈대(Phragmites communis)의 생육과 수량 및 사료가치에 미치는 영향을 구명하고자 2012년에 충남 천안과 경기 안산지역에서 실시되었다. 천안 국립축산과학원 갈대 재배지에서는 N 무시비구, N 50 kg/ha구, N 100 kg구 등 3처리를 두고 4월 30일 시비, 6월 21일 수확하였으며, 안산 시화간척지 갈대 자생지에서는 N 무시비구, N 60 kg/ha구 등 2처리를 두고 5월 1일 시비, 8월 1일 수확하였다. 갈대의 초장과 엽색은 N 시비구에서, 그리고 N 시비수준이 높을 때 양호하였다. 건물률은 N 시비구에서 약간 낮아지는 경향으로 천안지역은 무시비구 39.8%, N 시비구 37.6%, 36.7%, 안산지역은 무시비구 39.4%, N 시비구 37.6%였다. 천안지역의 건물수량, 조단백질 수량 및 가소화 건물수량은 무시비구에서 ha당 각각 4,026 kg, 235 kg, 1,850 kg, N 50 kg 시비구는 각각 4,658 kg, 306 kg, 2,388 kg, N 100 kg 시비구는 각각 5,622 kg, 446 kg, 3,143 kg으로 유의적으로 증가하였으며 (p<0.05), 안산지역은 무시비구에서 각각 2,802 kg, 177 kg, 1,288 kg, N 60 kg 시비구는 각각 3,876 kg, 294 kg, 1,853 kg으로 유의적으로 증가하였다 (p<0.05). 천안지역의 조단백질 함량, 건물 소화율 및 상대사료가치 (RFV)는 무시비구에서 각각 5.85%, 45.96%, 64.0 (품질 5등급), N 50 kg 시비구는 각각 6.58%, 51.27%, 72.3 (5등급), N 100 kg 시비구는 각각 7.94%, 55.91%, 72.7 (5등급)로 높아졌으며, 안산지역도 무시비구에서 각각 6.30%, 45.98%, 70.2 (5등급), N 60 kg 시비구는 각각 7.59%, 47.80%, 78.3 (4등급)으로 높아지는 경향이었다. 이상의 결과를 종합하여 볼 때, 갈대 생육지는 시비가 가능한 조건이라면(하천변이나 강변 등 수질오염이 우려되는 지역이 아닌), ha당 N 60~100 kg을 생육기에 시용해 주는 것이 생산량과 사료가치를 크게 개선시켜줄 수 있어 바람직하였다.

• 한국잠사곤충학회지
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• 제50권2호
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• pp.133-139
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• 2012

본 연구는 남방노랑나비의 인공사육을 위한 서식지의 생태환경조사와 실내에서의 인공사육조건을 구명하기 위해 수행되었다. 서식지의 생태환경조사를 위해 남방노랑나비의 주 서식지인 경남 사천시 곤양면 대진리(A지역, 하천변의 개활지)와 남해군 설천면 노량리(B지역, 구릉성 산자락) 두 곳을 조사지로 선정하여, 2010년 6월부터 2010년 11월까지 6개월간 월 2회 정기적으로 조사하였다. 조사결과, 산자락인 B지역의 남방노랑나비의 개체수가 개활지인 A지역보다 성충의 경우 6배 더 많은 것으로 나타났다. 또한 알, 애벌레, 번데기도 더 많은 수가 조사되었다. B지역의 경우 먹이식물이 다양하게 분포하였으며, 먹이식물의 선호도는 비수리에서 170개체가 관찰되어 자연에서는 비수리가 가장 선호하는 기주식물임이 확인되었다. 실내 사육조건을 구명하기 위해 남방노랑나비의 실내 사육을 실험하였다. 기주식물에 따른 산란선호도를 조사하기위해 암 수 100개체를 산란장에 넣고 짝짓기를 유도한 후 비수리와 결명자를 넣고 10분간 산란한 알의 수를 세어 산란선호도를 조사한 결과 비수리에 산란한 알의 수가 $104.9{\pm}19.6$개로 결명자의 $12.7{\pm}4.5$개 보다 많아 비수리의 산란선호도가 높게 나타났다. 산란된 알을 고온 장일 조건($25^{\circ}C$, 16L : 8D)의 인공적인 환경에서 사육한 결과, 산란된 알의 부화율은 53.7%이었으며, 산란에서 부화까지 평균 소요일수는 $5.1{\pm}0.9$일이었다. 유충기간은 $12.1{\pm}0.9$일이었으며, 각 령별 두폭측정 결과 1령 $0.36{\pm}0.02$, 1령 $0.61{\pm}0.02$, 3령 $0.93{\pm}0.05$, 4령 $1.46{\pm}0.08$, 5령 $2.25{\pm}0.11$로 나타났다. 사육된 애벌레의 용화율은 81.0%으로 나타났으며, 번데기기간은 평균 $6.9{\pm}0.7$일로 조사되었다. 나비의 우화율은 79.6%으로 나타났다. 이상의 실험결과 남방노랑나비의 자연상태에서의 서식환경과 실내 인공사육을 위한 사육조건이 확인되었다.

• 한국전통조경학회지
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• 제29권2호
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• pp.130-138
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• 2011

본 연구는 전통식물 누리장나무를 조경 소재로 개발하기 위한 기초연구로서 자생지 환경특성 및 생육특성과 번식방법을 규명하고자 실시하였다. 우리나라 전역에 자생하고 있는 누리장나무는 예로부터 어린 잎을 식용하거나 줄기, 뿌리 등을 약용으로 이용한 토종식물로서 전통 조경식물로 구분할 수 있다. 누리장나무가 기록된 최초의 문헌은 1937년 정태현 등이 저술한 <조선식물향명집> 에서 개똥나무라 칭하였으며, 황해도 이남 산야지, 산기슭, 하천변, 둑 등에서 자라고, 식용 및 약용으로 이용된다. 누리장나무는 우리 역사와 함께 하였으며, 여름에 피는 흰 꽃과 가을에 익는 비취색의 열매는 관상가치가 높아 조경용 소재로 개발할 가치가 높다. 누리장나무는 낙엽활엽관목으로 한 화방내 꽃의 크기는 1.2cm로 작은 편이며 수술의 수는 4개, 암술의 수는 1개였다. 화방의 총 길이는 15cm, 화방폭은 20cm였으며, 화방당 꽃수는 84개로 한 화방당 꽃이 많은 것을 알 수 있었다. 열매색은 흑청색으로 과폭은 0.72~0.75cm, 과고는 0.71~0.73cm로서 거의 원형에 가까웠으며, 6월 11일 착과되어 이듬해 봄까지 열매가 달려있어 열매 감상기간이 총 175일로 길었다. 자생지의 토양산도는 안양 수리산이 4.58로 강원도의 정선 아우라지의 5.52보다 낮았다. 누리장나무의 종자발아율은 자생지별로 다양하였으며, 플러그(plug) 상자에서 발아율이 80% 이상으로 높게 나타났으며, 생장 역시 좋은 것으로 나타났다. 녹지삽목 시기를 6월과 7월에 걸쳐 실시한 결과 7월 7일 처리구에서 공히 발근율이 가장 높게 나타난 반면 6월 23일과 7월 21일 처리구는 발근율이 오히려 낮아졌다. IBA 농도에 따른 발근율을 조사한 결과, 7월 7일 IBA 1,000 ppm과 2,000 ppm 처리구에서 발근율이 94%, 97%의 높은 발근율을 보여 누리장나무의 녹지삽목은 7월 상순 IBA 1,000~2,000 ppm의 저농도에서 실시하는 것이 가장 적합하다고 판단되었다.