• 한국농림기상학회지
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• 제23권4호
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• pp.198-221
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• 2021

1960-70년대 대규모 산림녹화 이후에 한국의 산림은 점차 노령화되고 있다. 노령림의 순 CO₂ 교환은 이론적으로 중립에 가깝지만, 교란이나 관리에 의해 CO₂ 흡원 또는 발원이 될 수 있다. 본 연구는 한국의 광릉 낙엽활엽수 노령림(GDK)의 CO₂ 수지 역학을 이해함으로써, 다음 두 가지 질문에 답하고자 하였다: (1) 보전되고 있는 GDK는 과연 이론적으로 알려져 있는 CO₂ 중립인가? (2) 관측된 CO₂ 수지의 경년 변동이 문헌에 보고된 조절 인자들과의 선형적인 인과관계로 설명이 가능한가? 이에 답하기 위해, 본 연구는 KoFlux GDK 관측지에서 에디 공분산 기술로 2006년부터 2020년까지 15년 동안 관측된 CO₂ 플럭스 자료와 생기상학적 자료를 분석하였다. 연구 결과, (1) GDK는 15년 자료를 평균해서 보면 약한 CO₂ 발원이며, 관측기간 동안 흡원과 발원 사이를 오갔으나 최근 5년 동안 CO₂ 발원으로서의 강도가 증가하고 있다. (2) 전천일사, 생장기간, 엽면적지수의 경년 변동은 총 일차생산량(Gross Primary Production, GPP)의 경년변동과 양의 상관관계(R²=0.32~0.45)가 있는 반면, 기온과 지표면 온도의 경년 변동은 생태계 호흡(Ecosystem Respiration, RE)의 경년 변동과 유의한 상관관계가 없었다. 또한, 관측기간 초반(첫 10년)의 CO₂ 플럭스와 기상요인 및 생물학적 요인으로 학습시킨 기계학습은 관측기간 후반(최근 5년)의 GPP와 RE의 경년 변동을 제대로 모사해내지 못했다. 단, 고사목에서 배출된 탄소 추정량이 CO₂ 발원으로의 전환에 일부 기여했을 것으로 추정된다. GDK의 장기 CO₂ 수지 역학에 대해 올바로 이해하고 해석하기 위해서는, 분석과 모델링을 위한 복잡계과학 기반의 새로운 프레임워크가 필요하다. 더불어, 플럭스 모니터링 및 자료 품질 유지와 함께 고사목과 교란을 지속적으로 모니터링하는 것이 중요함을 다시 한 번 확인하였다.

• 한국환경생태학회지
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• 제36권2호
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• pp.165-176
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• 2022

화포천 습지의 어류 군집 특성을 밝히기 위해 2020년 5월부터 9월까지 3회 조사를 실시하였다. 조사기간 동안 8개 지점에서 채집된 어류는 7과 21종 735개체였다. 우점종은 치리(Hemiculter eigenmanni, 23.8%), 아우점종은 배스(Micropterus salmoides, 10.3%), 그 다음으로 피라미(Zacco platypus, 9.5%), 붕어(Carassius auratus, 9.4%), 참붕어(Pseudorasbora parva, 9.0%), 참몰개(Squalidus chankaensis tsuchigae, 6.7%), 큰납지리(Acheilognathus macropterus, 5.4%), 블루길(Lepomis macrochirus, 5.2%), 모래무지(Pseudogobio esocinus, 4.1%), 끄리(Opsariichthys uncirostris amurensis, 3.7%), 떡붕어(Carassius cuvieri, 3.3%) 등의 순으로 우세하였다. 법정보호종은 환경부지정 멸종위기 야생생물 II급의 백조어(Culter brevicauda) 1종이 확인되었고, 한국고유종은 참몰개 1종(4.8%)이 출현하였다. 외래종은 배스, 블루길, 떡붕어 3종이, 육봉형 어류는 밀어 1종이 채집되었다. 선행연구 결과와 비교하면, 유수역에 서식하는 어류의 비율은 감소하고 정수역에 서식하는 어류의 비율은 증가하는 경향을 보였는데, 특히 생태계교란 야생생물로 지정된 배스와 블루길은 점차 증가하는 경향을 보였다. 어류 군집분석 결과, 본류 지점들(St. 1, 3, 4, 5, 6, 8)은 우점도는 낮으나 다양도와 풍부도는 높았고, 지류(St. 2, 7) 등의 지점들은 우점도는 높으나 다양도와 풍부도는 낮았다. 어류를 이용한 하천 건강성은 나쁨(6개 지점), 보통(1개 지점), 매우 나쁨(1개 지점)으로 평가되었다. 수질 등급은 화학적산소요구량(COD)과 총유기물질(TOC), 부유물질(SS), 총대장균군수(TC) 등으로 인해 약간 나쁨으로 평가되었으며, 연도별 수질은 생물학적산소요구량(BOD), 화학적산소요구량, 부유물질, 클로로필-a(Chl-a) 등이 점차 증가하는 경향을 보였다. 화포천 습지의 안정적인 어류 서식 및 하천 건강성을 향상시키기 위해서는 수질개선 및 생태계교란종(배스, 블루길)의 체계적인 관리가 요구된다.

• 인삼문화
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• 제4권
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• pp.128-141
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• 2022

백령도는 인천광역시 옹진군에 속한 대한민국의 서해 최북단의 섬이고 면적은 51km²로 우리나라 섬 중에서 15번째로 크다. 1996년에 당시 한국담배인삼공사와 한국인삼연초연구소가 백령도에서 인삼의 재배 가능성을 조사하였다. 1997년에 옹진군의 재배 비용 지원에 힘입어 백령도에서는 최초로 인삼 묘포가 조성되었고, 1999년에 한국담배인삼공사와의 계약에 의해 밭에 묘삼(苗蔘)을 이식하였다. 2003년 본포에서 5년간 재배된 6년생의 첫 수확이 있었고 생산된 전량을 한국인삼공사에서 수매하였다. 이후 한국인삼공사는 2012년까지 2년생 밭을 계약하여 6년생이 된 2016년 가을까지 해당 밭에서 생산된 인삼을 수매하였다. 이후 2014년부터는 김포파주인삼농업협동조합과 계약하여 인삼을 생산하고 있다. 백령도의 6년생 재배 밭 9개소(총 5,961칸)를 조사한 결과 생육이 양호한 상위 5개소는 생존주율(生存株率)이 42.6~68%이고 생육이 부진한 하위 4개소는 생존주율이 11.1~21.3%로 매우 저조하였다. 생존주율이 저조한 4개소는 공통으로 전작물(前作物)이 다비성 작물인 고추였다. 고추재배 시 처리된 퇴비나 거름으로 인하여 토양에 질소 성분이 과잉 남아 인삼 뿌리를 썩게 하였을 것으로 판단된다. 전체 인삼밭의 평균 잎점무늬병 발병엽율(發病葉率)은 8.6%이었는데, 6년생 6개소는 1.1~4.7%로 발병엽율이 낮았으나 다른 3개소는 16.7~20.9%로 높게 나타났다. 결주(缺株)와 잎점무늬병 발병이 많은 것은 육지보다 적은 강우량 때문에 해가림 피복을 비가 새는 차광망으로 설치한 것이 원인으로 추정된다. 한편, 황갈색 반점형 황증이 3% 발생한 밭이 있었는데 토양 중 철 성분이 과잉으로 존재하여 인삼에 과다하게 흡수되었기 때문으로 추정된다. 백령도 인삼재배에서 생산성을 증대시키기 위해서는 토양에 대한 이화학적 분석 결과를 토대로 해서 과학적 방법으로 예정지 관리를 강화하여야 하며, 비가 새지 않는 차광지로 해가림하고, 점적관수 시설을 설치하는 등 백령도에 적합한 인삼경작법을 개발해야 할 것으로 생각된다. 백령도의 아름다운 자연환경에 인삼제품과 음식을 특화하여 인삼이 백령도의 새로운 발전 동력이 되기를 기대한다.

• 한국환경생태학회지
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• 제36권4호
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• pp.368-380
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• 2022

국내 침입외래종 미국가재(Procambarus clarkii)의 생물모니터링을 환경유전자 분석과 함께 2021년 2월부터 10월까지 완주군, 함평군, 나주시, 구례군 청주시, 5지점에서 수행하였다. 조사방법은 우산형통발과 둥근뜰채를 이용하였으며, eDNA 분석을 위해 8~10 L의 물을 채수하였다. 조사지 내의 동소종인 저서성 대형무척추동물과 함께 과거 분포기록 및 국내 가재류 유통 현황도 분석하였다. 조사결과 미국가재는 총 122개체가 확인되었으며, 함평군에서 59개체(48.36%)로 가장 많은 개체수와 높은 환경유전자(eDNA)가 검출되었고 계절상 5월달에 출현 빈도가 가장 높았다. 암컷과 수컷의 비율은 21:5로 암컷이 우세하였으며, 크기는 암컷이 72.2±21.1 mm, 수컷이 80.5±15.6 mm, 어린개체가 25.3±9.8 mm이었다. 국내에 유입된 미국가재는 남서쪽 지역을 중심으로 확산되고 있는 것으로 파악되었으며, 과거에 출현 기록이 있는 서울지역에서는 확인되지 않았다. 미국가재에 외부공생하는 끈거머리지렁이류는 확인되지 않았으며, 국내의 출현한 미국가재는 일본에서부터 수입된 개체로 추정되었다. 국내에서 유통되고 있는 외래 가재류는 8종 이상이었으며, 이중 마블가재(Procambarus virginalis)는 2021년에 환경부에서 유입주의 생물로 지정된 종으로 파악되었다. 미국가재 조사지역 일대에 서식하는 저서성 대형무척추동물은 총 3문 5강 39과 69종이 출현하였으며, 잠자리목이 24.62%, 딱정벌레목과 노린재목이 각각 16.92%로 우세하게 나타났다. 이 중 한반도고유종 1종, 적색목록 범주의 준위협(NT)으로 구분되는 1종, 갑각류는 총 6종이 출현하였다. 섭식기능군에서는 잡아먹는무리가 서식기능군에서는 기어오르는무리가 전체적으로 우세하여 출현하였다. 조사지역 내의 미국가재는 수초와 수변부 식생이 풍부한 지역을 선호하며, 수질이 탁한 곳에서도 내성이 강한 것으로 분석되었다. 잡식성인 미국가재는 동소종에서 우세하게 출현하는 육식성 저서생물과 상호 경쟁관계를 유지할 것으로 보이며, 먹이사슬에 따른 생태계 교란이 지속적으로 일어날 것으로 판단된다.

• 해양환경안전학회지
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• 제28권2호
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• pp.212-223
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• 2022

서해병 폐기물 배출해역 오염심화구역의 퇴적물 정화·복원을 위해 2013, 2014, 2016, 2017년에 준설토를 피복하였다. 피복 효과 평가를 위해 배출해역 내 피복구역(5개 정점)과 자연회복구역(2개 정점)을 설정하고 2014년부터 2020년까지 연 1회 구역별 표층 퇴적물을 채취하여 퇴적물 물리·화학적 특성 및 저서동물상을 분석하였다. 퇴적물 평균 입도(Mz)는 자연회복구역에서 5.91~7.64 Φ로 세립질이었고 피복구역에서는 준설토의 영향으로 1.47~3.01 Φ의 조립질 퇴적물로 구성되어 있었다. 유기물 및 중금속 함량은 피복구역에서 자연회복구역 대비 약 50 % 낮아(p<0.05) 준설토 피복 효과가 있는 것으로 판단되었다. 대형저서동물 분석 결과에서는 피복구역의 출현종수, 생태지수가 자연회복구역보다 낮게 나타났다(p<0.05). 피복구역의 출현종수 및 생태지수의 시계열 분석 결과에서는 2013, 2014년 피복 이후 초기 4년간 증가하다가 이후 감소하는 경향을 보였다. 이는 피복으로 인해 빠른 성장과 짧은 수명의 특징을 보이는 기회종 생물들이 피복 초기에 우세하다가 2016, 2017년에 추가로 피복이 진행됨에 따라 서식환경이 다시 교란되어 나타난 현상으로 추정된다. AMBI는 자연회복구역 및 피복구역에서 모두 2등급(Good), BPI는 1~2등급 수준을 유지하고 있어 건강한 저서상태로 평가되었다. 따라서 폐기물 배출해역의 오염퇴적물 정화 및 저서생태계 복원을 위한 준설토 피복은 오염도 저감효과는 나타나지만 저서생태계의 측면에서는 장기적인 모니터링을 통해 회복추이를 관찰해야 할 것으로 판단된다. 또한 향후 배출해역의 오염심화구역 정화 복원 사업 확대 시 적응적 관리가 필요할 것으로 판단된다.

• 대한화학회지
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• 제66권4호
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• pp.305-322
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• 2022

본 연구에서는 예비화학교사들의 테크놀로지 활용 수업전문성(TPACK)을 향상시키고자 실천기반 교사교육 프로그램을 개발하고 적용하였다. 또한 TPACK 발달 측정을 통해 프로그램 효과 및 방해요인을 확인하였다. 연구 참가자는 충청북도에 소재한 K 교사양성대학교에서 화학교육강좌를 수강하는 화학교육과 3학년 20명과 4학년 2명이었다. 개발한 교사교육프로그램은 준비, 리허설, 실습, 성찰의 네 단계로 구성되었으며, 준비, 리허설, 성찰 단계에서는 연구자와 동료의 피드백을 제공하였다. 연구 결과, 본 연구의 프로그램은 예비교사들의 "구성적 학습 활동"에서는 교육적 효과가 나타나지 않았으나, "문제해결"에서는 교육적 효과가 있는 것으로 나타났다. 즉, "구성적 학습 활동"에서는 사전과 사후에 대부분의 예비교사들은 0수준으로, 테크놀로지를 단순히 교과 내용 설명이나 오개념 개선을 위한 도구로 사용하기 위하여 예비교사가 일방적으로 제공하고, 학습자는 이를 통해 수동적으로 지식을 습득하도록 계획하였다. 그러나 "문제해결"의 경우 사전에 0수준이었던 예비교사들이 1수준으로 변화하였다. 즉, 테크놀로지를 활용하지 않고 단순 기억에 의존해서 문제를 해결하도록 수업을 구상하였던 학생들의 대부분이 교사가 제시한 테크놀로지의 관찰을 통해 다양한 문제에 접근하고 해결할 수 있도록 기회를 제공하는 수업을 계획하는 것으로 변화하였다. 그러나 학습자가 스스로 테크놀로지를 선택하고 다양하게 조작하면서 다양한 문제를 테크놀로지를 활용하여 해결하는 자발적 학습을 구성하는 2수준에 해당하는 예비교사들은 많지 않았다. 또한, 예비화학교사들이 TPACK 발달에 대한 방해요인으로 인식한 외적요인으로는 TPACK 구현을 위한 교실지원환경 미흡, 교육 계획을 위한 시간 부족, 부적절한 기술 역량 등이 있었으며, 내적요인으로는 전통적 교육관, 그리고 테크놀로지에 대한 부정적 태도 등이 있는 것으로 확인되었다. 특히 그 중에서 부적절한 기술 역량을 외적 방해요인으로 인식한 비율이 높기 때문에 예비교사들을 위해 TK를 통해 TPACK 발달이 이루어 지도록 하는 TPACK 발달 유형 중 유형 2나 유형 3에 해당하는 교육프로그램의 개발이 필요함을 확인하였다.

• 한국환경생태학회지
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• 제36권4호
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• pp.433-441
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• 2022

빛공해는 연안 및 섬 지역의 생태계를 교란하는 요인 중 하나이다. 본 연구는 야간 위성영상을 이용하여 다도해해상국립공원 내 섬 지역의 빛공해를 일으키는 요인을 분석하였다. 분석은 다도해해상국립공원 내 섬 중 면적이 10만m² 이상인 101개 섬을 대상으로 하였다. 연구 대상 섬의 빛공해 수준은 2019년 1월과 4월, 8월, 10월 DNB monthly 영상에 기록된 야간 빛방사량으로 측정하였다. 연구 대상 섬의 야간 빛방사량을 다도해해상국립공원의 7개 지구별로 비교하면, 금오도지구가 17,666nW/m²/sr로 가장 높았고, 거문도·백도지구, 나로도지구, 소안도·청산도지구가 뒤를 이었다. 계절별로는 10월의 야간 빛방사량이 9,509nW/m²/sr로 가장 높았고, 다음으로 8월, 1월, 4월 순이었다. 연구 대상 섬의 빛공해 수준에 영향을 미치는 요인을 회귀분석을 통해 분석한 결과, 섬에서 반경 5km 내 지역의 건축물 연면적과 등대 개소수는 모든 시기에서 야간 빛방사량에 통계적으로 유의미하게 영향을 미쳤지만, 섬 내부의 건축물 연면적과 등대 개소수는 대부분 시기에 영향을 미치지 않아, 개발이 제한된 국립공원 내 섬 지역에서는 공원 내부보다 인근 지역의 인공조명의 영향이 큰 것을 알 수 있었다. 단, 8월에는 예외적으로 섬 내부의 건축물 연면적이 섬의 야간 빛방사량에 유의미한 영향을 미쳤는데, 이는 휴가철 탐방객이 사용하는 인공조명의 영향으로 보인다. 섬의 크기는 섬의 빛공해 수준에 음(-)의 영향을 미쳤는데, 이는 빛공해가 일종의 생태적 경계효과임을 보여주는 결과이다. 즉, 작은 섬일수록, 섬 전체 면적 중 인접 지역에서 방사된 빛의 영향을 받는 경계 지역의 면적이 상대적으로 넓기 때문이다. 본 연구의 결과는 해상형 국립공원 내 섬 지역의 빛공해 저감을 위해서는, 섬 인근 지역의 인공조명 관리가 필요하다는 것을 시사한다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제9권3호
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• pp.183-193
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• 2022

초음파 (ultrasonic) 조사시간 (irradiation time)에 따른 Microcystis aeruginosa (M. aeruginosa)의 성장억제 (growth inhibition) 효과를 대용량 (10 L) 조류 시료를 활용해 다양한 초음파 조사시간 동안 (0.5, 1, 1.5, 2, 2.5, 3 hr) 실험실 규모 (lab-scale) 실험을 진행하였다. Chl-a와 M. aeruginosa 개체수 (cell number) 분석 결과, 초음파 조사 종료 이후 모든 실험군에서 Chl-a와 개체수가 감소되어 조류 성장억제가 관찰되었으며, 초음파 조사시간이 2시간 미만인 실험군 (T_B, T_C, T_D)은 저감 이후 조류의 급격한 재성장 (regrowth)이 관측되었으나, 조사시간이 2시간 이상인 실험군 (T_E, T_F, T_G)은 2시간 미만 조사한 실험군 대비 조류성장억제가 1 - 2일 더 지속되는 것을 확인하였다. 또한, 조류의 개체수가 초기 개체수까지 회복 시간 (recovery time)을 검토한 결과 조사시간 2시간을 기준으로 실험군 T_B (0.5 hr)는 7일, T_C (1 hr)와 T_D (1.5 hr)는 약 20일, T_E, T_F, T_G (≥ 2 hr)는 약 30일이 소요되어 초음파 조사 종료 후 초기 개체수까지의 회복 시간의 차이를 확인하였다. 비성장속도 (𝜇)와 일차분해속도(𝜅)를 도출한 결과, 실험군은 성장억제 기간 동안 초음파 조사시간과 비례하여 높은 일차분해율이 도출되었으며, 조사시간이 2시간 이상인 실험군의 재성장 시 비성장속도 (𝜇)는 2시간 미만인 실험군 대비 비성장속도 (𝜇)가 상대적으로 낮은 것으로 확인되었다. 따라서 정체수역 내 장기적인 (30일) 조류 성장억제를 위해서는 최소한 2시간 이상의 초음파 조사가 필요한 것으로 판단되나, 조류 성장억제를 위한 적정 초음파 조사시간은 정체수역의 규모, 수심, 흐름속도, 조류 농도 등의 다양한 현장조건에 따라 결정돼야 하며, 실제 적용 가능성을 높이기 위한 추가 연구가 필요한 것으로 판단된다. 초음파의 영향으로 인한 M. aeruginosa의 세포 표면 및 내부형질 변화를 관찰한 결과, 조류 세포 표면 및 세포막의 손상이 명확히 관측되었으며, 대조군 대비 실험군의 M. aeruginosa의 기낭 파괴 및 교란이 확인되었다.

• 생태와환경
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• 제55권3호
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• pp.231-243
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• 2022

인위적 교란은 담수 생태계에서 어류 군집의 생물다양성을 저하시키는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 교량건설이 어류 군집에 미치는 영향을 파악하기 위해, 단장천과 동천 내 총 8개 지점에서 2021년 6월부터 11월까지 어류조사를 총 5회 실시하였다. 조사 결과, 총 10과 23종 782개체가 채집되었으며, 우점종은 참갈겨니 (Zacco Koreanus)로 상대풍부도(Relative Abundance)는 50.89%로 나타났다. 유사도 지수와 UPGMA 결과, St. 3은 공사로 인해 정수역이 형성되고 하류 지점과 하상이 유사해졌음을 유추할 수 있다. 생활상에 따라 어류를 저서성(demersal)과 중층성(benthopelagic)으로 나누었을 때, 중층성 어류인 참갈겨니의 건강도가 공사지점 기준 상류지점보다 하류지점에서 낮게 나타났으며, 저서성 어류의 상대밀도는 과거에 비해 상류지점, 하류지점 모두 감소한 것으로 나타났다. 이는 교량 건설이 어류의 서식지에 부정적인 영향을 미치며, 특히 저서성 어류의 서식환경에 부정적인 영향을 미치는 것으로 판단된다. 공사에 의한 서식지 단편화, 미소서식처 파괴와 같은 교란을 완화하기 위해서는 하천의 저질상태, 유속 등을 고려한 오탁방지막과 침사지 설치와 같은 보전 방안이 필요한 것으로 사료된다.

• 한국자원식물학회지
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• 제36권1호
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• pp.62-90
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• 2023

본 연구는 경상북도 경산시와 청도군 경계면에 위치한 발백산의 관속식물을 연구하기 위해 수행되었다. 2020년 9월부터 2021년 11월까지 총 13회에 걸쳐 수행되었고, 조사된 관속식물은 총 93과 302속 482종 10아종 40변종 13품종 총 545 분류군으로 확인되었다. 특산식물은 18 분류군으로 조사되었으며, 희귀식물 9 분류군; 취약종(Vulnerable, VU) 5 분류군, 약관심종(Least concerned, LC) 3 분류군, 자료부족종(Data Deficient, DD) 1 분류군, 적색목록식물 5 분류군; 관심대상(Least concerned, LC) 3 분류군, 미평가(Not Evaluated, NE) 2 분류군, 국외반출승인대상 생물자원 183 분류군, 구계학적특정종 78 분류군 ; IV등급종 9 분류군, III등급종 20 분류군, II등급종 20 분류군, I 등급종 28 분류군으로 나타났다. 기후변화 적응 대상식물 4 분류군; 특산식물 2 분류군, 남방계식물 1 분류군, 기후변화생물지표종 4 분류군, 기후변화생물지표종 후보종 2 분류군, 외래식물 65 분류군, 생태계교란종 3 분류군으로 조사되었으며, 용도별 구성은 식용식물 235 분류군(43.1%), 약용식물 257 분류군(47.2%), 관상식물은 148 분류군(27.2%), 목재용식물 54 분류군(9.9%), 목초용식물 37 분류군(6.8%), 공업용식물 15 분류군(2.8%), 섬유용식물 11 분류군(2.0%), 그리고 용도를 알 수 없는 식물은 73 분류군(13.4%)으로 확인되었다. 발백산의 식물상 조사는 국내 최초로 수행 되었으며, 유용한 식물 자원 및 생물 주권을 확보하기 위해 보전해야 할 식물들을 확인하였다. 최근 사람들의 왕래가 잦아짐에 따라 초래될 수 있는 외래식물유입을 방지하기 위해 꾸준한 모니터링이 필요할 것으로 생각된다.