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국내 토종벌(Apis cerana koreana) 아종의 형태적 특성 분석 (Morphometric Characterization of Newly Defined Subspecies Apis cerana koreana (Hymenoptera: Apidae) in the Republic of Korea)

  • 올가프런제;김정은;김동원;강은진;김경문;박보선;최용수
    • 한국응용곤충학회지
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    • 제61권3호
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    • pp.399-408
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    • 2022
  • 새롭게 육성된 낭충봉아부패병 저항성 신품종 토종벌(Apis cerana koreana) 과 기존 농가에서 관행적으로 사육되는 토종벌 사이의 형태학적 차이를 육안으로 확연하게 구분하는 것은 어렵지만 본 연구에서는 신품종 토종벌(A. c. koreana) 을 기존 토종벌(A. c. koreana) 품종 및 계통 간 형태학적 비교를 통해 신품종 만의 특성을 결정할 수 있는 표현형 정보를 제공하였다. 신품종 토종벌(A. c. koreana)의 외부형질을 이용한 품종 특성은 22가지의 형태학적 특성을 기하학적, 형태학적 분석 방법을 적용하고 토종벌(A. c. koreana)의 로얄젤리 생산량, 일벌, 여왕벌, 수벌의 특성을 비교 분석하였다. 본 연구 결과, 신품종 토종벌(A. c. koreana)은 기존 토종벌과 앞날개의 길이에 차이를 보였으며, 중국의 동양종꿀벌(A. cerana)과 비교한 결과, 일벌은 몸무게, 혀의 길이, 앞날개의 길이 등의 값이 높았다. 또한, 신품종 토종벌(A. c. koreana)은 A. cerana indica 보다 두 가지 부위에서 형태학적인 차이를 보였다. 그리고 신품종 토종벌(A. c. koreana)은 로얄젤리를 다른 품종과 비교하여 많이 분비하여 봉군의 발육에 긍정적인 영향을 끼쳤다. 따라서 본 연구결과는 신규 육성 토종벌(A. cerana)에 대한 형태학적 분석 방법을 이용하여 품종을 분류하는데 도움이 될 것으로 기대한다.

국가산림자원조사를 이용한 혼효림의 입지환경 탐색 및 임분수확량 추정 (Detection of Site Environment and Estimation of Stand Yield in Mixed Forests Using National Forest Inventory)

  • 정성엽;임종수;이선정;송정은;박효근;이정빈;염규진;손영모
    • 한국산림과학회지
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    • 제112권1호
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    • pp.83-92
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    • 2023
  • 본 연구는 국가산림자원조사 자료를 활용하여 우리나라 혼효림에 대한 산림 입지조건을 탐색하고 임분의 생장 및 수확량을 추정하기 위하여 수행되었다. 혼효림의 생장은 흉고직경, 수고, 흉고단면적을 변수로 하는 Chapman-Richards 모델을 적용하여 식을 도출하였으며, 수확량은 흉고단면적, 지위지수, 임령, 입목밀도 등의 인자를 단계적회귀분석 적용으로 회귀식을 도출하였다. 국내 혼효림은 다양한 입지에 생육하고 있었는데, 기후대별로는 온대중부권역에 과반수 이상이 분포하고 있었으며, 해발고별로는 101~400 m 지역에 약 62%가 분포하는 것으로 나타났다. 임령을 설명변수로 하는 혼효림 생장모형의 적합도(FI)는 흉고직경 0.32, 수고 0.22, 흉고단면적 0.18로 도출되어, 다소 낮은 적합도 값을 갖는 것으로 나타났다. 그러나 추정식의 실측치와 추정치 간의 관계 그래프 및 잔차 등을 고려할 때, 임령을 설명변수로 이용하는 추정모형의 사용은 특별한 문제가 없을 것으로 판단되었다. 혼효림의 수확모형은 여러 생장인자 중 흉고단면적(BA), 지위지수(SI), 임령(Age)이 단계적으로 투입되는 회귀식 Stand volume =-162.6859+6.3434 ∙ BA+9.9214 ∙ SI+0.7271 ∙ Age이 도출되었으며, 식의 설명력 (R2)은 약 96% 였다. 앞서 도출된 최적의 생장 및 수확모형을 이용하여 임시 임분수확표가 만들어 졌다. 또한 임시 임분수확표 자료를 활용하여 혼효림의 재적수확최대벌기령을 도출하였다.

Kompsat-3A호 영상을 활용한 산불피해 강도 산정에 관한 연구 (A Study on Estimation of Forest Burn Severity Using Kompsat-3A Images)

  • 양민선;김민아
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제39권6_1호
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    • pp.1299-1308
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    • 2023
  • 기후변화 등으로 인해 전 세계적으로 산불이 점점 잦아지고 대형화되는 추세다. 위성영상 등의 원격탐사를 통한 산불피해 면적 및 피해강도를 산정하는 것은 현장조사에 따른 여러 가지 어려움을 줄일 수 있어 대안 및 보조자료로 활용이 가능하다. 산불피해강도(differenced normalized burn ratio, dNBR)는 산불 전후의 정규탄화지수(normalized burn ratio, NBR) 차이를 통해 산정하며, NBR 수식에 사용되는 영상은 Landsat의 근적외선(near infrared, NIR)과 단적외선(short-wavelength infrared, SWIR) 밴드를 기본으로 한다. 우리나라 위성영상의 경우, SWIR 밴드를 가지고 있지 않기 때문에 산불피해와 관련한 국내 연구들은 해외영상을 사용하거나 우리나라 위성영상을 사용한 경우, 정규식생지수(normalized difference vegetation index, NDVI)를 이용하여 간접적인 방법으로 dNBR을 산출하였다. 따라서 본 연구에서는 Kompsat-3A호(K3A)의 중적외선(mid-wavelength infrared, MWIR) 밴드를 NBR 수식의 SWIR 밴드 대신 대입하여 dNBR을 산정하고, dNBR의 기준이 되는 Landsat을 이용한 dNBR 결과 값과 비교하였다. 그 결과 K3A MWIR을 이용한 dNBR이 Landsat SWIR을 이용한 dNBR에 비해 나타낼 수 있는 값의 범위가 더 넓고 세분화하여 표현이 가능하였다. 따라서 산불피해 지역을 조사하는데 있어 K3A의 활용도가 높을 것이라 사료된다. 뿐만 아니라 본 연구에서는 30m로 열화된 K3A MWIR 밴드를 사용했으나 그보다 높은 해상도의 MWIR 밴드를 사용한다면 본 연구보다 훨씬 더 나은 결과를 얻을 수 있을 것이라 사료된다.

딥러닝과 Landsat 8 영상을 이용한 캘리포니아 산불 피해지 탐지 (Detection of Wildfire Burned Areas in California Using Deep Learning and Landsat 8 Images)

  • 서영민;윤유정;김서연;강종구;정예민;최소연;임윤교;이양원
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제39권6_1호
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    • pp.1413-1425
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    • 2023
  • 기후변화로 인한 대형 산불의 빈도가 증가함에 따라 극심한 인명 및 재산상의 피해를 초래하고 있다. 이로 인해 많은 식생이 소실되며, 그 강도와 발생 형태에 따라 생태계 변화에 영향을 끼친다. 생태계 변화는 다시 산불 발생을 유발하여 2차 피해를 야기한다. 따라서 산불 피해지에 대한 정확한 탐지 및 면적 산정의 중요성이 지속적으로 제기되고 있다. 효율적인 산불 피해지 모니터링을 위해 산불 발생 후 실시간 지형 및 기상정보는 물론 피해지역의 영상을 대규모로 취득할 수 있는 위성영상이 주로 활용되고 있다. 최근, 합성곱 신경망(convolution neural network, CNN) 기반 모델부터 고성능 트랜스포머(Transformer) 기반 모델에 이르기까지 딥러닝 알고리즘이 빠르게 발전하면서 산림원격탐사에서 이를 적용한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 하지만 현재까지 적용된 딥러닝 모델은 제한적이며 현업에서의 합리적인 활용을 위한 정량적 성능평가에 대한 보고가 부족한 상황이다. 따라서 본 연구에서는 모델에 따른 성능향상과 데이터 설계에 따른 성능향상을 중점적으로 비교 분석하였다. 미국 캘리포니아 지역을 대상으로 CNN 기반 모델의 U-Net, High Resolution Network-Object Contextual Representation (HRNet-OCR)을 활용하여 산불 피해지 모델을 구축하였다. 또한, 기본 파장대역과 함께 식생활력도 및 지표의 수분함량 정도를 고려하고자 normalized difference vegetation index (NDVI), normalized burn ratio (NBR)와 같은 산불 관련 분광지수를 산출하여 입력 이미지로 사용하였다. U-Net의 mean intersection over union (mIoU)이 0.831, HRNet-OCR이 0.848을 기록하여 두 모델 모두 우수한 영상분할 성능을 보였다. 또한, 밴드 반사도뿐 아니라 분광지수를 추가한 결과 모든 조합에서 평가지표 값이 상승하여 분광지수를 활용한 입력 데이터 확장이 픽셀 세분화에 기여함을 확인하였다. 이와 같은 딥러닝 방법론을 발전시킨다면 우리나라의 산불 피해지에 대한 신속한 파악 및 복구 계획 수립의 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

소나무 천연집단(天然集團)의 변이(變異)에 관(關)한 연구(硏究)(VI) - 명주(溟洲), 울진(蔚珍), 수원(水原) 소나무 집단(集團)의 차대(次代)의 유전변이(遺傳變異) - (The Variation of Natural Population of Pinus densiflora S. et Z. in Korea (VI) - Genetic Variation of the Progency Originated from Myong-Ju, Ul-Jin and Suweon Populations -)

  • 임경빈;권기원;이경재
    • 한국산림과학회지
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    • 제38권1호
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    • pp.33-45
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    • 1978
  • 본(本) 연구(硏究)는 소나무천연집단(天然集團)의 유전변이(遺傳變異)를 분석(分析)하는데 목적(目的)이 있다. 1974년도(年度)의 선발(選拔)에 이어서 1975년도(年度)에 3개(個)소나무천연집단(天然集團) 각각(各各)으로부터 20주(株)씩의 개체(個體)가 선발(選拔)되고 또 그들의 풍매종자(風媒種子)가 채취(採取)되었으며 그 집단(集團)들의 소재지역(所在地域)과 상태(狀態)는 표(表) 1, 2 및 그림 1에 기술(記述)되어 있다. 그 집단(集團)들의 몇몇 형태학적특징(形態學的特徵)들은 이미 보고(報告)된 논문(論文)(II)에 상술(詳述)되어 있으며 거기에서는 명주(溟洲) 및 울진집단(蔚珍集團)이 수원집단(水原集團)에 비(比)해 직관적(直觀的)으로 보아 우량(優良)한 것으로 판단 되었다. 본(本) 논문(論文)에서는 앞서 발표(發表)된 논문(論文)(III)의 방법(方法)에 따라서 구과(毬果), 종자(種子), 종자익(種子翼)의 형태학적(形態學的)인 특성(特性)과 아울러 묘목(苗木)의 성장(成長) 및 그 침엽(針葉)의 특성(特性)이 조사(調査)되었으며 얻어진 결과(結果)는 다음과 같이 요약(要約)된다. 1. 각집단(各集團)에서 가장 가까운 측후소(測候所)에서 측정(測定)된 30년(年) (1931~1960)간(間)의 기록(記錄)을 평균(平均)해서 얻어진 기상자료(氣象資料)는 그림 2, 3, 4에 보인다. 조사(調査)된 기후조건(氣候條件)은 대체로 지역간(地域間)에 유사(類似)하지만 수원지역(水原地域)의 여름철 강우량(降雨量)과 겨울철 기온(氣溫)이 타지역(他地域)과 크게 달랐다. 2. 구과(毬果)의 생중량(生重量), 길이, 직경(直徑), 형상비(形狀比)의 측정치(測定値)는 표(表) 7에 기재(記載)되어 있으며 구과직경(毬果直徑)을 제외(除外)한 다른 모든 조사(調査)된 특성(特性)은 집단간(集團間), 집단내가계간(集團內家系間)에 유의(有意)한 통계적차이(統計的差異)가 인정(認定)되었다. 3. 종자(種子)와 종자익(種子翼)의 형태학적특성(形態學的特性)은 표(表) 8, 9에 상술(詳述)되었으며 종자(種子)와 종자익(種子翼)의 길이 및 형상비(形狀比) 그리고 종자중량(種子重量)에서는 집단간(集團間), 집단내가계간(集團內家系間)에 유의차(有意差)가 인정(認定)되지만 다른 특성(特性)에서는 집단간(集團間)에 유의차(有意差)가 인정(認定)되지 않았다. 구과(毬果)와 종자(種子) 특성간(特性間)의 상관계수(相關係數)의 값은 표(表) 10에 주어져 있으며 비교(比較)된 특성(特性)의 대부분(大部分)에서 정(正)의 상관계수(相關係數)가 인정(認定)되었다. 4. 차대(次代)의 1-0묘(苗)와 1-1묘(苗)의 묘고성장(苗高成長)에서 집단간(集團間), 집단내가계간(集團內家系間) 통계적(統計的)인 유의차(有意差)가 인정(認定)되었지만 근원경(根元徑)에서는 집단내(集團內) 가계간(家系間)에만 그 차(差)가 인정(認定)되었다. 표(表)13에 보인바와 같이 묘목(苗木)의 성장(成長)과 종자(種子)의 특성간(特性間)에는 대부분 상관(相關)이 통계학적(統計學的)으로 인정(認定)되지 않았다. 5. 3개집단(個集團)의 각가계별(各家系別)로 묘목(苗木)에 있어서 침엽양면(針葉兩面)의 기공열수(氣孔列數)와 거치밀도(鋸齒密度)가 측정(測定)되었으며 표(表)14에 보이는 것처럼 거치밀도(鋸齒密度)에서는 집단간(集團間), 집단내가계간(集團內家系間)에 유의차(有意差)가 인정(認定)되었지만 기공별(氣孔別)에서는 집단간(集團間) 차이(差異)가 인정(認定)되지 않았다. 그 결과(結果)는 논문(論文)(III)의 것과 다르며 그 원인(原因)의 하나는 선발(選拔)된 집단(集團)의 다양성(多樣性) 때문인 것으로도 생각된다. 차대(次代)와 모수(母樹)와의 침엽형질(針葉形質)에서의 상관(相關)은 표(表)15에 보이는 바와 같이 대체로 인정(認定)되지 않았다.

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한반도 자생생물 조사·발굴 연구사업 고찰(2006~2020) (Review of the Korean Indigenous Species Investigation Project (2006-2020) by the National Institute of Biological Resources under the Ministry of Environment, Republic of Korea)

  • 배연재;조기종;민기식;김병직;현진오;이진환;이향범;윤정훈;황정미;염진화
    • 환경생물
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    • 제39권1호
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    • pp.119-135
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    • 2021
  • 생물다양성협약(1992년)과 나고야의정서(2010년)의 체결 이후 우리나라는 한반도의 생물다양성 보전과 생물자원 확보를 위한 자생생물의 조사·발굴 연구에 박차를 가하였다. 이러한 계기로 2007년에 설립된 환경부 소속 국립생물자원관의 주도로 "한반도 자생생물 조사·발굴 연구사업"이 진행되었다. 본 사업은 2006년 이후 현재까지 15년 동안 5단계(1단계 2006~2008년, 2단계 2009~2011년, 3단계 2012~2014년, 4단계 2015~2017년, 5단계 2018~2020년)로 나누어 진행되었다. 연구의 결과, 본 사업의 이전에 29,916종(2006년)이던 한반도 자생생물이 본 사업의 각 단계가 마무리되는 시점에서 누계로 집계하여 볼 때, 1단계 33,253종(2008년), 2단계 38,011종(2011년), 3단계 42,756종(2014년), 4단계 49,027종(2017년), 그리고 5단계 54,428종(2020년)으로 급속히 증가하여 본 사업 기간 동안 한반도 자생생물 기록종이 약 1.8배 증가하였다. 이 통계자료는 이 기간 동안 연평균 2,320종의 한반도 미기록종이 새로이 기록된 것을 보여준다. 또한 전체 발굴종 중에서 총 5,242종의 신종을 기록하는 학술적 큰 성과를 거두었다. 분류군 별로는 총 연구 기간 동안 곤충 4,440종(신종 988종 포함), 무척추동물(곤충 제외) 4,333종(신종 1,492종 포함), 척추동물(어류) 98종(신종 9종 포함), 식물(관속식물과 선태식물) 309종(관속식물 176종, 선태식물 133종, 신종 39종 포함), 조류(algae) 1,916종(신종 178종 포함), 균류와 지의류 1,716종(신종 309종 포함), 그리고 원핵생물 4,812종(신종 2,226종 포함)이 한반도에서 새로이 기록되었다. 생물표본은 각 단계별로 집계하여 볼 때 1단계 247,226점(2008년), 2단계 207,827점(2011년), 3단계 287,133점(2014년), 4단계 244,920점(2017년), 그리고 5단계 144,333점(2020년)이 수집되어 연평균 75,429점, 총 1,131,439점의 생물표본이 채집되었다. 그중에서 곤충 281,054점, 곤충 이외의 무척추동물 194,667점, 척추동물(어류) 40,100점, 식물 378,251점, 조류(algae) 140,490점, 균류 61,695점, 그리고 원핵생물 35,182점이 채집되었다. 본 사업에 참여한 각 단계별 연구원/보조연구원(주로 대학원생)의 수는 1단계 597/268명, 2단계 522/191명, 3단계 939/292명, 4단계 575/852명, 그리고 5단계 601/1,097명으로 전체년도의 참여연구자는 연평균 395명, 총 연인원 약 5,000명이 참여하여 전국의 거의 모든 분류학자와 분류학 전공의 대학원생이 참여하였다. 본 사업 기간 동안 전문학술지 논문 3,488편(국내학술지 논문 2,320편, SCI급 국제학술지 논문 1,168편 포함)이 출판되었다. 본 사업 기간 중 자생생물 조사·발굴 사업 및 생물표본 확보 사업에 투입된 예산은 총 833억원(연평균 55억원)이다. 본 사업은 국가 주도의 대형 연구 프로젝트로서 전국의 거의 모든 분류학자가 참여하고 대규모 예산이 투입되어 단기간에 이루어 낸 한국식 압축성장의 한 성공 사례로 볼 수 있다. 본 사업의 종발굴 성과는 최근의 생물분류 체계로 분류되어 국가생물종목록으로 만들어졌으며, 전문가와 학생 및 일반 시민에게 제공되고 있다(https://species.nibr.go.kr/index.do). 본 사업에서 파생된 기재문, DNA 염기 서열, 서식처, 분포, 생태, 이미지, 멀티미디어 등 각 종의 정보는 디지털화되어 생물의 계통, 진화 연구 등 학문적 발전에 기여하였고, 기후변화에 따른 지표종의 변화 같은 생물분포 모니터링 사업과 바이오산업의 생물소재를 탐색하는 기반이 되었다. 본 사업을 통하여 젊은 분류인력(주로 대학원생)의 양성을 지원할 수 있었던 것은 본 사업이 가져온 가장 의미 있는 성과라고 할 수 있다. 과거 15년간 숨 가쁘게 달려온 본 사업은 아직 진행 중이다. 그동안 발굴된 종들에 대한 이명(synonym)과 오동정 등을 바로잡아 학문적인 완성도를 높이고, 한반도에 존재하리라 예상되는 약 10만 종의 자생생물 중에서 남겨진 5만 종에 대한 조사·발굴 연구가 지속되어야 한다.

우리나라 주요 작물의 탄소 고정량 산출 (Estimating Carbon Fixation of 14 Crops in Korea)

  • 김건엽;고병구;정현철;노기안;심교문;이정택;이덕배;홍석영;권순익
    • 한국토양비료학회지
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    • 제42권6호
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    • pp.460-466
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    • 2009
  • 2003년부터 2007년까지 5년 동안 국립농업과학원 연구포장에서 벼 등 14개 작물의 수확지수와 작물의 지상/지하부 비율을 산출하여 바이오매스 생산량을 추정하였다. 그리고 작물 부위별 탄소 고정량을 분석하고, 농림수산식품부 농업통계의 2002~2006년 작물의 재배면적과 생산량을 5년 평균한 통계 값을 이용하여 국내 재배 작물의 탄소 고정량을 산출하였다. 이와 같이 작물의 탄소 고정량을 통해 농경지에서 탄소 수지, 토양 유기탄소 축적량 그리고 잔사 소각으로 인한 대기 오염 평가 등을 위해 농업의 탄소관리에 필요한 기초 자료를 제시하고자 하였다. 본 시험의 연구 결과, ha 당 작물별 총 바이오매스 생산량은 감자가 16.5 톤으로 가장 많았고, 벼 10.5톤, 고구마 8.7 톤, 마늘 7.5 톤 이었고, 대파가 2.8 톤으로 가장 적었다. 수확지수는 벼, 보리, 콩 등 곡류에서 0.44~0.49 정도였고, 참깨, 들깨, 땅콩과 유채 등 유료작물은 0.1~0.37이였으며, 과채류의 수박과 고추는 각각 0.85와 0.28로 차이가 크게 나타났다. 서류작물인 고구마와 감자는 0.85~0.89, 당근, 마늘 그리고 대파 등 기타채소류는 0.7 이상이었다. 농작물체의 부위별 탄소 고정량은 전반적으로 수확 대상이 되는 식용부분이 경 엽과 뿌리 부위보다 높았으며 탄소 고정량은 유지류, 곡실류, 과채류, 서류 순이었다. 작물별 ha당 탄소량은 감자가 6.4 톤으로 가장 많고, 벼는 4.2 톤, 고구마 3.4 톤, 유채 2.9 톤, 마늘 2.8 톤 순으로 나타났다. 지역별 14개 작물의 탄소량은 벼는 전라남도에서, 겉보리는 경상남도, 콩과 참깨는 전라남도, 들깨는 충청남도, 땅콩은 경북에서, 유채는 제주도, 서류인 고구마가 경기도 그리고 감자는 강원도에서 많았다. 채소류는 당근이 제주도, 그리고 마늘과 대파는 전라남도에서 많았고, 고추와 수박은 경남에서 가장 많았다.

제주도 동백동산 상록활엽수림의 식생구조 (Vegetation Structure of Evergreen Broad-Leaved forest in Dongbaekdongsan(Mt.), Jeju-Do, Korea)

  • 한봉호;김종엽;최인태;이경재
    • 한국환경생태학회지
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    • 제21권4호
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    • pp.336-346
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    • 2007
  • 제주도 동백동산 상록활엽수림 식물군집 구조의 특성을 파악하기 위하여 34개의 조사구를 설정하고 식생조사를 실시하였다. 동백동산 상록활엽수림은 $28{\sim}52$년 된 식생으로 TWINSPAN과 평균상대우점치 분석결과 먼나무군집, 구실잣밤나무군집, 구실잣밤나무-종가시나무군집, 종가시나무-구실잣밤나무군집, 종가시나무군집, 종가시나무-동백나무군집, 종가시나무-때죽나무군집 등 총 7개의 군집으로 나누어졌다. 상대우점치와 흉직경급별분포 분석결과 동백동산은 교목층에서 구실잣밤나무와 종가시나무가 우점하고 하층에 동백나무가 우점하는 식생이었다. 먼나무군집과 종가시나무-때쭉나무군집은 교목층이 훼손된 식생이었다. Shannon의 종다양도는 구실잣밤나무와 종가시나무가 우점종인 6개 군집은 $0.8745{\sim}1.3018$이었으며, 먼나무군집이 0.7619로 가장 낮았다. 7개의 군집 모두에서 제주도 상록활엽수림의 전형적인 아교목 및 관목성상 수종인 동백나무, 사스레피나무, 먼나무, 마삭줄, 백량금 등이 출현하였다. 또한 조사구내 난대기후대의 극상수종으로 추정되는 육박나무, 생달나무 및 참식나무가 출현하였으며 생달나무의 상재도는 80%이상이었다. 제주도 동백동산 상록활엽수림은 구실잣밤나무와 종가시나무가 혼생하는 식생으로 그 하층에 동백나무가 우점하는 식생이며, 천이방향은 상록활엽수림의 극상수종으로 보고되고 있는 육박나무, 참식나무 등의 세력 이 약하며 하층에 동백나무의 세력이 강하여 지속적인 관찰이 필요하였다.

TANK 모형과 SWAT 모형을 이용한 한강유역의 자연유출량 산정 비교 (Comparison of Natural Flow Estimates for the Han River Basin Using TANK and SWAT Models)

  • 김철겸;김남원
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제45권3호
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    • pp.301-316
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    • 2012
  • 본 연구에서는 한강수계 팔당댐 상류의 자연유출량에 대해 기존의 연구 결과를 바탕으로 TANK 모형 결과와 SWAT 모형결과를 비교함으로써, 기존 TANK 모형이 가지고 있는 한계및 문제점을 현실적으로 제시하고, 향후 SWAT 모형의 적용성 및 활용에 대해 검토하였다. TANK 모형의 매개변수 최적화가 이루어진 보정유역들(충주댐 및 소양강댐)의 모의결과를 볼 때 두 모형 모두 모형효율 0.8 이상의 높은 정도의 모의가 가능한 것으로 나타났으며, 첨두유량이 발생하는 홍수기에는 TANK의 결과가 SWAT보다 관측치에 근접하는 것으로 나타났다. 그러나 TANK 모형의 경우 주로 평수기 이상의 유량을 대상으로 보정을 수행하여 갈수기에 관측유량과 많은 차이를 보였으며, 특히 일정 유량 이하로 모의되지 않는 한계를 나타내었다. 반면, SWAT 모형은 일부 홍수사상을 제외하고 대체로 관측치의 경향을 잘 따르고 있으며, 유역 최종 출구인 팔당댐(한강F)에서의 상류댐 방류량을 고려한 모의유입량이 실제 관측유입량과 잘 일치하는 것으로 나타나(모형효율 0.9 수준), 댐 방류량과 인위적인 용수 수요가 없는 상태의 자연유출량의 추정이나 댐개발 전후에 따른 유량변동 평가 등에 있어 매우 높은 신뢰성을 보장하는 것으로 판단되었다. 아울러, TANK 모형의 최적화된 매개변수를 전이시켜 이용하는 대상유역들(평창A, 달천B, 섬강B, 인북A, 한강D, 홍천A)에 대한 결과를 SWAT 모형 결과와 비교할 때, 일부 홍수기를 제외하고는 평수기 이하에서 매우 불안정한 모의 결과를 나타내었으며, 보정유역들에 대한 결과와 마찬가지로 갈수기에 일정 유량이하로 모의되지 않는 문제가 나타났다. 이는 수자원 계획 및 관리의중요한 지표인 갈수량의 산정에 있어 TANK 모형의 적용에 많은 불확실성이 있음을 보여준다. 따라서 복잡 다양한 국내 유역의 특성을 보다 현실적으로 반영하고, 향후 유역내 도시화 등에 따른 토지이용 및 용수이용의 변화, 기후변화 등에 따른 수자원 계획 및 관리에 효율적으로 대처하기 위해서는 TANK와 같은 기존의 개념적 집중형 모형보다는 SWAT과 같은 물리적 기반의 유역모형 적용이 필요할 것으로 판단된다.

장기간 SPOT/VEGETATION 정규화 식생지수를 이용한 지면 변화 탐지 개선에 관한 연구 (The Study of Land Surface Change Detection Using Long-Term SPOT/VEGETATION)

  • 염종민;한경수;김인환
    • 한국지리정보학회지
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    • 제13권4호
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    • pp.111-124
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    • 2010
  • 지표면의 환경변화를 관측하는 것은 토지사용과 기후변화, 기상연구, 농업, 지표면의 에너지 균형 및 환경시스템에 매우 중요한 연구로 이용되어지고 있다. 최근 위성영상을 이용한 변화탐지는 국지 단위 환경변화 탐지를 위해 그 필요성이 높아지고 있는 실정이며, 특히 잦은 개발과 변화로 주기적인 탐지가 필요한 도심지역의 변화탐지는 국토환경변화 및 지역계획 연구에 대한 효율적인 의사결정 지원이 가능하므로 그 활용성이 매우 높아지고 있다. 이러한 배경으로, 위성 영상을 이용한 원격탐사 자료를 활용한 분석은 비교적 짧은 시간에 광범위한 지역의 영상 정보를 취득할 수 있기 때문에 국토 환경변화 관리 분야에서의 적용 가능성이 높다. 본 연구에서는 인공위성 자료를 활용하여 변화탐지를 수행할 때 공간정보 추출의 정확성을 높이는 기술 개발을 위해 시계열자료의 통계적 분석을 통한 변화탐지기법 개발을 수행하였다. 전처리된 자료를 이용하여 정규화 식생지수를 산출하고 K-mean clustering 무감독 분류를 통해 처리된 데이터를 연구영역의 10년간 자료를 이용한 평균 정규화 식생지수 값과 표준편차 값을 계산하여 각각의 화소별 상대적인 변화량을 측정하여 변화 정도를 탐지하였다. 일반적으로 변화 탐지 수행 시, 태양광 채널을 이용할 경우 기하학적 특성에 의해 발생하는 방향성 효과를 보정하여야 한다. 본 연구에서는 대기 보정과 방향성 보정이 수행된 중 저해상도 정규화 식생지수를 이용하여 객관적인 변화 임계치 값을 결정하였다. 연구결과 반사도 값의 차이를 이용한 변화탐지보다 객관적이고 명확하게 변화지역을 탐지할 수 있었다.