• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제6권2호
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• pp.79-88
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• 2019

우리나라 저수지의 수질 특성과 이에 영향을 미치는 환경요인을 파악하기 위하여, 운영목적, 수위변동 및 지리적 분포가 다양한 73개 저수지를 선정하여 수질 요인으로 화학적산소요구량 (COD), 엽록소 a (Chl a), 총인 (TP), 총질소 (TN)를, 수문지형 요인으로 연수위변동폭, 총저수량, 댐의 고도, 유역 면적, 호안발달도 (shoreline development index)를, 토지피복 요인으로서 산림, 농경지 및 도시화지역의 면적비율을 조사하였다. 저수지 수질은 유역의 도시화지역과 농업지역의 면적 비율이 크고, 고도가 낮고 연수위변동폭과 유역면적이 좁으며 총저수량이 적고 원형에 가까운 형태의 저수지에서 더욱 부영양화가 심하였다. 저수지 운영목적에서는 농업용수용 저수지가 홍수조절용 저수지보다 수질이 좋지 않았다. 변수선택과 경로분석의 결과에서, TP에 의한 Chl a에 영향을 받는 COD는 수위변동폭과 호안발달도에 의하여 직접적으로 영향을 받았다. 또한 TP는 유역의 도시화면적에 의하여 직접적으로 영향을 받으며 토지이용은 저수지의 고도와 관련이 있었다. 한편 TP는 수위변동폭과 호안발달도에 영향을 받았다. 결론적으로 우리나라의 저수지 부영양화는 유역의 토지이용, 수문적, 지형적 특성에 의하여 영향을 받으며, 특히 저수지 운영목적에 따른 인위적인 물관리에 의한 수위변동과 저수지의 위치에 의하여 수질 특징이 결정된다고 생각된다.

• 한국환경생태학회지
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• 제35권2호
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• pp.193-203
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• 2021

인간의 개발로 점차 멸종위기 생물종이 증가하고 있어, 충분한 보호지역의 선제적 확보가 중요한 상황이다. 따라서 본 연구에서는 인간의 개발영향을 고려했을 때 앞으로 보호지역 선정 시 고려해야 할 보전 우선순위지역을 확인하였다. 보전 우선순위 도출은 보전계획 의사결정 지원 소프트웨어인 MARXAN을 이용하여 기존 보호지역 포함 여부와 개발영향 반영여부를 기준으로 총 네 가지의 시나리오로 분석하였다. 개발영향은 개발면적 비율, 인구밀도, 도로망 체계, 교통량을 이용하여 도출하였으며, 생물종 보전 대상 지역은 제 3차 전국자연환경조사 자료의 조류, 포유류, 양서파충류의 출현자료를 이용하여 도출한 서식적합지역을 이용하였다. 이 두 가지 요인을 입력 자료로 기계학습 기반 최적화방법론을 이용하여 보전 우선순위 지역을 도출하였다. 연구결과, 멸종위기 생물종을 보전하는데 중요한 역할을 할 것으로 기대되는 지역이 기존 보호지역과 떨어진 지역에서 다수 나타났으며, 개발영향을 고려했을 때는 보전우선순위 지역이 파편화되어 나타남을 알 수 있었다. 개발영향과 기존보호지역을 모두 고려했을 때에도 기존 보호지역 주변으로 이미 도로개발이 많이 이뤄져 기존 보호지역과는 떨어진 지역에서 우선순위가 높게 나타났다. 따라서 개발영향을 고려하여 멸종위기종 보호하기 위해서는 기존 보호지역 주변 이외의 지역도 검토해볼 필요가 있으며, 파편화되어 나타나는 보전 우선순위지역에 대한 대응방안 모색이 필요함을 알 수 있었다.

• 생태와환경
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• 제55권4호
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• pp.320-329
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• 2022

Urban areas in watersheds increase the impervious surface, and agricultural areas deteriorate the water quality of rivers due to the use of fertilizers. As such, anthropogenic land use affects the type, intensity and quantity of land use and is closely related to the amount of substances and nutrients discharged to nearby streams. Riparian vegetation reduce the concentration of pollutants entering the watershed and mitigate the negative impacts of land use on rivers. This study analyzes the data through correlation analysis and regression analysis through point data measured twice a year in spring and autumn in 21 selected damaged tributary rivers within the Han River area, and then uses a structural equation model to determine the area land use. In the negative impact on water quality, the mitigation effect of riparian vegetation was estimated. As a result of the correlation analysis, the correlation between the agricultural area and water quality was stronger than that of the urban area, and the area ratio of riparian vegetation showed a negative correlation with water quality. As a result of the regression analysis, it was found that agricultural areas had a negative effect on water quality in all models, but the results were not statistically significant in the case of urban areas. As a result of the model estimated through the structural equation, BOD, COD, TN, and TP showed a mitigation effect due to the accumulation effect of river water quality through riparian vegetation in agricultural areas, but the effect of riparian vegetation through riparian vegetation was found in urban areas. There was no These results were interpreted as having a fairly low distribution rate in urban areas, and in the case of the study area, there was no impact due to riparian forests due to the form of scattered and distributed settlements rather than high-density urbanized areas. The results of this study were judged to be unreasonable to generalize by analyzing the rivers where most of the agricultural areas are distributed, and a follow-up to establish a structural equation model by expanding the watershed variables in urban areas and encompassing the variables of various factors affecting water quality research is required.

• 한국제4기학회지
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• 제31권2호
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• pp.31-42
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• 2017

오아후섬은 태평양 중앙에 가까운 북반구에 위치하여 북반구와 남반구에서 발생하는 폭풍과 쓰나미의 영향을 고루 받는다. 파고가 높고 에너지가 강한 파도가 동계와 하계에 집중적으로 형성되어 오아후섬의 연안은 항상 활발한 침식 환경에 놓이게 된다. 이러한 자연적인 효과는 지구온난화와 더불어 해수면이 상승하면서 더욱 심화될 것으로 보인다. 그리고 1972년 연안관리법이 제정되기 전까지 연안에서의 무분별한 난개발이 있었고, 그 이후에도 도로 건설 및 확장이 계속되어 인위적 요인이 연안 침식의 주원인으로 작용하였다. 그러나 현재의 연안 침식 현상을 살펴본 결과, 생각보다 심각하지 않았다. 하와이 주 정부는 연안관리법 제정 이전에 축조되었던 경성 호안공법은 다른지점에서의 침식 심화와 부작용 등이 커서 더 이상 적용하지 않는다. 그래서 하와이에서는 침식방지공법으로 모래를 공급하거나 인공 사구를 만드는 등의 연성 공법을 주로 적용하고 있다. 우리나라에서도 부분적으로 연성 공법을 적용하는 곳도 있지만, 호안 구조물 등의 경성 공법이 주를 이루고 있어 타산지석으로 삼아야 할 것으로 생각된다.

• 생태와환경
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• 제47권3호
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• pp.160-166
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• 2014

수도암 사찰림의 주요 구성종인 전나무개체군에 대한 분포현황 및 연령구조분석이 이루어졌다. 총 302개체로 이루어진 남부지역 최대 규모의 개체군 분포로 확인되었으며, 흉고둘레 1.5~500.8 cm에 이르는 다양한 연령의 개체군 분포가 확인되었다. 수도암 전나무 개체군의 연령구조 분석결과 불안정한 호리병구조를 나타내며, 15~80 cm에 해당하는 비교적 어린 연령의 개체군에서 상대적으로 낮은 빈도의 출현을 보였다. 이들의 분포를 제한하는 요인으로 천이진행, 인위적 요인, 기후변화 등이 논의되었다. 또한 상대적으로 높은 빈도를 보이는 유령림(15 cm 이하)이 계곡 상부의 좁은 면적에 제한적으로 분포하고 있는 것으로 확인되었으며, 전나무개체군의 보전을 위해 이들 지역에 대한 적극적 보호가 필요한 것으로 판단된다. 수도암 전나무의 현존분포 환경요소 분석결과 평균해발고도 $931{\pm}64.5m$, 평균경사도 $19.2{\pm}8.7^{\circ}$, 사면방향 북동사면과 남동사면, 평균일조량 $1,324,323{\pm}174,459wh\;m^{-2}$ 등의 환경조건에서 높은 빈도로 출현하는 것으로 확인되었다. MaxEnt 모델을 이용하여 전나무 잠재생육공간이 도출되었다. 현존분포 결과는 연구지역이 독립적인 생육환경을 형성하고 있는 것으로 확인되었으며, 해발고도와 경사도에서 높은 기여도를 보였다. 개체군과 기여도를 고려한 환경요인 분석결과 최적 잠재서식처 조건은 해발고도 903.2 m, 경사도 $20.04^{\circ}$, 연평균일조량 $1,352.248wh\;m^{-2}$, 남동사면($114.68^{\circ}$)인 것으로 확인되었다. 차후 개체군에 대한 발아제한요인 발굴, 종내 및 종간 경쟁 변화, 지화학적 요인과의 상관관계, 기후변화 및 사찰활동의 영향 등에 대한 후속연구가 연속되어야 할 것으로 판단된다. 이러한 결과는 한국 대표경관 가운데 하나인 사찰림의 주요 구성종인 전나무의 생태와 생육지 환경, 보전 및 복원, 보호를 위한 보다 높은 이해와 의사 결정에 중요한 역할을 할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국산림과학회지
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• 제111권2호
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• pp.201-223
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• 2022

오늘날 급격한 기후 변화와 지속적인 인간의 개발 압력으로 멸종의 우려에 대한 심각성이 커지고 있다. 본 연구에서는 우리나라의 커다란 생태축인 백두대간 일대에서 출현하는 식물 가운데 중점적으로 보전해야할 식물 300종을 우선적으로 선정하였다. 그중 석회암 지대에 출현하는 댕강나무를 최우선 보전종으로 인식하고 이들의 식생 군집과 환경인자 특성을 구명하고자 하였다. 단양군, 영월군, 제천시 등 댕강나무 서식지 36개소를 조사지로 설정하고, 조사지 내 출현식물, 식생, 토양과 물리적 환경을 분석하였다. 조사지에서 특기할 만한 식물로 꽃꿩의다리, 덕우기름나물, 나도국수나무 등이 출현하였다. 산림식생 군락유형은 4개의 식생유형과 7개의 종군유형으로 구분되었다. 식생군집과 환경인자의 CCA 분석결과, 종합설명력 75.2%였으며 댕강나무 서식지의 환경적 특징이 세 그룹으로 구분되었다. 이 중에서 관계성이 있었던 환경인자는 해발고도, 경사, 유기물, 암석 비율, pH, 칼륨, 그리고 나트륨이었다. 조사지 내에서 꽃꿩의다리를 비롯하여 다수의 희귀식물과 특산식물이 확인되어 이들 집단을 서식지 수준에서 보전할 필요가 있다고 판단하였다. 출현 식물을 토대로 분석된 식생 유형 분류와 CCA 분석에서 댕강나무 서식지의 식생 집단의 고유성과 특이성이 재차 인정되었다. 본 연구의 결과가 댕강나무 자생지의 실증적 보전을 위한 과학적 근거자료로 활용되길 기대한다.

• 자원환경지질
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• 제56권3호
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• pp.311-330
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• 2023

CO₂ 배출량 증가로 인한 지구온난화 심화에 대한 주요 대책으로 CO₂를 포집하여 지중에 저장하는 이산화탄소 포집·저장(Carbon capture storage, CCS) 기술이 주목받고 있다. 최근 현무암의 거대한 체적, 높은 반응성, 풍부한 양이온 함량 등의 특성이 CO₂ 포획 및 저장 기작에 유리하게 작용한다는 사실이 부각되면서, 현무암층을 대상으로 하는 CO₂ 지중저장이 다양한 분야에서 연구되고 있다. 본 연구에서는 CO₂ 지중저장 기작, 현무암의 특성과 더불어 국외 연구 사례들을 조사 및 분석하여, 현무암 CO₂ 지중저장에 대한 타당성을 검토하였다. 조사한 사례들은 수행 방법을 기준으로 실험, 모델링, 현장 실증 연구로 분류하였다. 연구 사례별 실험 조건의 경우 온도는 20 ~ 250 ℃, 압력은 0.1 ~ 30 MPa, 암석-유체 간 반응 시간은 수 시간에서 4년까지 넓은 범위에서 진행되었다. 모델링 연구에서는 현무암 CO₂ 지중저장 후보지와 유사한 모델을 구축하여 CO₂-유체 주입 전∙후 유체역학적 및 지화학적 요인들에 대한 변화를 살펴본 사례가 다수였다. 검토 결과, 현무암은 잠재 CO₂ 저장용량이 크고, CO₂ 광물화 반응이 빠르기 때문에 현무암 CO₂ 지중저장시 온도와 압력 및 지질구조와 같은 환경적인 제약이 적다. 현장 실증 사례인 CarbFix project, Wallula project가 성공적으로 수행되어 실증 수행가능성 또한 높게 평가되고 있다. 그러나 현무암 대상 CO₂ 지중저장에서 신중히 고려해야 할 점도 존재한다. 광물화 기작이 현무암의 조성, 주입 지역의 특성 등 여러 요인에 따라 결과가 상이하게 나타나고, 탄산염과 규산염 광물 등의 침전으로 인해 관정 주입성(injectivity) 저하가 발생할 수 있다. CO₂ 주입 시 저장층 내 압력 증가가 발생할 수 있으며 암석-CO₂-유체 반응 과정에서 지중환경 오염의 위험성도 존재한다. 유체에 CO₂를 용해시켜 주입하기 때문에 기존 방식과 다른 지중 모니터링 기술 또한 요구된다. 따라서, 현무암에서의 CO₂ 지중저장을 안정적이고 효율적으로 수행하기 위해서는 적합한 대상 지역을 선별하고, 해당 지역에 대한 여러 자료를 구축하여 이를 기반으로 한 다양한 실험, 모델링, 현장 실증 등의 체계적인 연구 수행이 필요하다.

• 한국지구과학회지
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• 제35권1호
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• pp.1-18
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• 2014

이 연구의 목적은 2008년 5월 29일 우리나라에 영향을 미치는 황사를 예측하기 위해 WRF-Chem 모델 내 에어로졸 스킴과 광물성 먼지 옵션에 따른 미세먼지 농도 변화와 그에 따른 기상장의 민감도를 분석하는 것이다. 미세먼지의 인위적 배출량에 대해서는 $0.5^{\circ}{\pm}0.5^{\circ}$ RETRO 전구 배출량을, 광해리의 경우 Fast-J 광해리 스킴을, 그리고 황사 발생량을 추정하기 위해 RADM2 화학메커니즘 및 MADE/SORGAM 에어로졸 시나리오, MOSAIC 8 섹션 에어로졸 시나리오, 그리고 GOCART 먼지 침식 시나리오를 각각 적용하였다. 그 결과 RADM2 화학메커니즘 및 MADE/SORGAM 에어로졸 시나리오가 다른 시나리오들보다 우리나라 황사 먼지 농도와 배경 PM 농도를 더 높게 모사하였다. 그리고 이 시나리오와 서울의 각 대기질 측정망의 평균 PM10 농도와의 비교 결과, 상관계수는 0.67, 평균제곱근오차는 $44{\mu}gm^{-3}$으로 나타났다. 또한 WRF-Chem 모델에서 상기 3가지 시나리오와 이들 시나리오가 없는 순수 기상에서의 온도, 풍속, 경계층 높이, 장파복사의 기상 민감도를 분석한 결과, 1,800-3,000 m 경계층 높이와 $2-16ms^{-1}$ 풍속 U 성분의 공간적 분포가 황사 먼지 발생의 공간적 분포와 유사하게 나타났다. 그리고 GOCART 먼지 침식 시나리오와 RADM2 화학메커니즘 및 MADE/SORGAM 에어로졸 시나리오는 황사 먼지 또는 에어로졸과 기상이 온라인으로 상호작용함으로써 지구장파복사가 더 낮게 모사되었다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제25권2호
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• pp.9-25
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• 2020

가로림만 퇴적물에서 미량금속의 인위적인 영향을 평가하기 위하여 2010년과 2015년 총 77개의 표층 퇴적물 시료를 채취하여 물리적 특성 요소(입도 및 비표면적)와 지화학적 요소(주성분(Al, Ca, Fe, K, Ba) 및 미량금속(Mn, Cs, Cr, Co, Ni, Cu, Zn, Pb), 유기탄소 및 탄산칼슘)들을 분석하였다. 가로림만 표층 퇴적물의 평균 입도는 0.51-5.58 Ø(평균 3.98 Ø) 범위였으며 외만에서부터 내만으로 증가하였고, 수로에서 육지 방향으로 증가하였다. 일부 원소를 제외한 대부분의 금속 농도는 입자의 크기가 작아지고 비표면적이 증가함에 따라 증가하였다. 미량금속의 농도를 조절하는 요인을 추정하기 위하여 요인분석(factor analysis)을 실시하여, 총 3개의 요인을 추출(총 변이의 92.7%) 하였다. 요인 1은 총 변이의 71.3%를 설명하였는데 입도 요인이었고, 요인 2는 총 변이의 14.2%를, 요인 3에서는 총 변이의 7.2%를 설명하였다. 배경농도를 이용하여 농축인자를 계산하였다. 농축인자가 1.5 이상인 금속과 그 시료 수는 Cr 4개(정점 1, 16, 27, 39)와 Pb 1개(정점 39)였으나 이 들 금속에 대한 용출 금속 농도에서는 타 시료와 차이가 없었다. 가로림만의 총 금속 농도에 대한 1M HCl 용출 금속 농도의 백분율은 Pb~Co>Cu>Zn~Mn>Ni>Cr 순서로 감소하였으며 Pb은 입도에 따른 변화를 보였으나 다른 금속들은 모래를 제외하면 매우 일정한 값을 보였다. 이 값을 오염된 지역 및 청정 해역과 비교하면 모든 지역에서 Cu, Zn 및 Pb의 농도 수준과 관련없이 금속별 백분율이 유사하였다. 이는 1M HCl 용액과 퇴적물 구성 성분 사이의 반응 여부에 따른 결과라고 판단되고, 농축 정도를 판단하는데 이 용출 비율을 사용하는 것은 한계가 있음을 나타낸다.

• 한국농림기상학회지
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• 제22권3호
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• pp.215-231
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• 2020

산림경관모형은 산림생태계의 복잡한 구조와 다양한 기능의 동적특성을 연구하는데 적합한 모형으로 평가받는다. 산림경관모형은 경관생태학을 기반으로 제작되었으며, 그 특성상 넓은 시공간적 규모를 다루기 때문에 새로운 지역에 적용하는데 환경특성, 수종특성 등에 대한 모수화와 검증에 어려움이 있다. 이에 이 연구에서는 산림경관모형 LANDIS-II Biomass succession 익스텐션에 대한 국내 적용성을 평가하기 위해 계방산 일대를 대상으로 1) 공간정보 입력자료 제작 및 수종특성 모수화, 2) 모형의 보정, 3) 모형의 적용 및 검증방안을 제시하였다. 모형에 적용한 총 14수종은 국가산림조사(National Forest Inventory; NFI), 장기생태조사자료, 아고산대조사자료 기반의 수종별 중요도를 기반으로 선정하였으며, 공간정보 입력자료는 30m 해상도의 수치표고모형을 기반으로 제작한 생태역 지도와 NFI와 장기생태조사자료 기반의 초기 식생형 지도 등을 제작하였다. 수종별 생장모수(ANPPmax, Maxbiomass)는 한국, 중국, 일본 등 동아시아 지역의 생리실험 문헌자료를 종합하여 선정한 수종별 생리특성 모수(FolN, SLWmax, Halfsat, 생장온도, 내음성 등)를 PnET-II 모형에 적용하여 추정하였다. 모형의 보정과 검증은 모형과 조사자료의 수종별 지상부생물량을 비교하여 산출한 결정계수(R²)와 최소 제곱근 오차(RMSE)를 통해 실시하였으며, 검증결과 0.98의 R²와 8.9의 RMSE의 준수한 결과를 나타냈다. 따라서, 이 연구를 기반으로 한반도의 산림경관 변화를 모사할 수 있을 것으로 판단되며 산림관리, 산불, 풍해, 병충해, 기후변화 등 외적요인에 따른 산림경관 변화에 대한 연구가 수행될 수 있을 것으로 기대된다.