• 제목/요약/키워드: Environmental Impact Assessment

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Manganese and Iron Interaction: a Mechanism of Manganese-Induced Parkinsonism

  • Zheng, Wei
    • 한국환경성돌연변이발암원학회:학술대회논문집
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    • 한국환경성돌연변이발암원학회 2003년도 추계학술대회
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    • pp.34-63
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    • 2003
  • Occupational and environmental exposure to manganese continue to represent a realistic public health problem in both developed and developing countries. Increased utility of MMT as a replacement for lead in gasoline creates a new source of environmental exposure to manganese. It is, therefore, imperative that further attention be directed at molecular neurotoxicology of manganese. A Need for a more complete understanding of manganese functions both in health and disease, and for a better defined role of manganese in iron metabolism is well substantiated. The in-depth studies in this area should provide novel information on the potential public health risk associated with manganese exposure. It will also explore novel mechanism(s) of manganese-induced neurotoxicity from the angle of Mn-Fe interaction at both systemic and cellular levels. More importantly, the result of these studies will offer clues to the etiology of IPD and its associated abnormal iron and energy metabolism. To achieve these goals, however, a number of outstanding questions remain to be resolved. First, one must understand what species of manganese in the biological matrices plays critical role in the induction of neurotoxicity, Mn(II) or Mn(III)? In our own studies with aconitase, Cpx-I, and Cpx-II, manganese was added to the buffers as the divalent salt, i.e., $MnCl_2$. While it is quite reasonable to suggest that the effect on aconitase and/or Cpx-I activites was associated with the divalent species of manganese, the experimental design does not preclude the possibility that a manganese species of higher oxidation state, such as Mn(III), is required for the induction of these effects. The ionic radius of Mn(III) is 65 ppm, which is similar to the ionic size to Fe(III) (65 ppm at the high spin state) in aconitase (Nieboer and Fletcher, 1996; Sneed et al., 1953). Thus it is plausible that the higher oxidation state of manganese optimally fits into the geometric space of aconitase, serving as the active species in this enzymatic reaction. In the current literature, most of the studies on manganese toxicity have used Mn(II) as $MnCl_2$ rather than Mn(III). The obvious advantage of Mn(II) is its good water solubility, which allows effortless preparation in either in vivo or in vitro investigation, whereas almost all of the Mn(III) salt products on the comparison between two valent manganese species nearly infeasible. Thus a more intimate collaboration with physiochemists to develop a better way to study Mn(III) species in biological matrices is pressingly needed. Second, In spite of the special affinity of manganese for mitochondria and its similar chemical properties to iron, there is a sound reason to postulate that manganese may act as an iron surrogate in certain iron-requiring enzymes. It is, therefore, imperative to design the physiochemical studies to determine whether manganese can indeed exchange with iron in proteins, and to understand how manganese interacts with tertiary structure of proteins. The studies on binding properties (such as affinity constant, dissociation parameter, etc.) of manganese and iron to key enzymes associated with iron and energy regulation would add additional information to our knowledge of Mn-Fe neurotoxicity. Third, manganese exposure, either in vivo or in vitro, promotes cellular overload of iron. It is still unclear, however, how exactly manganese interacts with cellular iron regulatory processes and what is the mechanism underlying this cellular iron overload. As discussed above, the binding of IRP-I to TfR mRNA leads to the expression of TfR, thereby increasing cellular iron uptake. The sequence encoding TfR mRNA, in particular IRE fragments, has been well-documented in literature. It is therefore possible to use molecular technique to elaborate whether manganese cytotoxicity influences the mRNA expression of iron regulatory proteins and how manganese exposure alters the binding activity of IPRs to TfR mRNA. Finally, the current manganese investigation has largely focused on the issues ranging from disposition/toxicity study to the characterization of clinical symptoms. Much less has been done regarding the risk assessment of environmenta/occupational exposure. One of the unsolved, pressing puzzles is the lack of reliable biomarker(s) for manganese-induced neurologic lesions in long-term, low-level exposure situation. Lack of such a diagnostic means renders it impossible to assess the human health risk and long-term social impact associated with potentially elevated manganese in environment. The biochemical interaction between manganese and iron, particularly the ensuing subtle changes of certain relevant proteins, provides the opportunity to identify and develop such a specific biomarker for manganese-induced neuronal damage. By learning the molecular mechanism of cytotoxicity, one will be able to find a better way for prediction and treatment of manganese-initiated neurodegenerative diseases.

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강원지역 계분 퇴비공장 인근 토양, 하천수 및 저질토의 항생물질 잔류특성 조사 (Environmental Monitoring of Selected Veterinary Antibiotics in Soils, Sediments and Water Adjacent to a Poultry Manure Composting Facility in Gangwon Province, Korea)

  • 이현용;임정은;김성철;김권래;이상수;권오경;양재의;옥용식
    • 대한환경공학회지
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    • 제32권3호
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    • pp.278-286
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    • 2010
  • 축산용 항생물질은 동물의 질병예방, 치료와 더불어 성장촉진 및 사료효율 증대를 위한 목적으로 널리 사용되고 있다. 우리나라에서 사용되는 항생물질의 가축 사육수 당 사용량은 선진국에 비해 매우 높으며 이로 인해 환경 내로 유입될 가능성이 상대적으로 높다. 특히 환경으로 유입된 항생물질은 내성 박테리아의 유발 등 여러 가지 환경적 문제를 야기할 수 있어 이에 대한 연구가 요구된다. 이에 본 연구는 국내 대규모 계분 처리시설을 중심으로 주변의 농경지 토양, 하천수 및 저질토 등으로의 환경 유출 가능성이 높은 항생물질 4가지 계열(tetracyclines[TCs], sulfonamides[SAs], macrolides[MLs], inopohores[IPs])을 대상으로 환경요소 내의 잔류 특성을 조사하였다. 연구결과 환경으로 유입된 TCs 항생물질은 일반적으로 토양 양이온과 흡착하여 안정화 되는 경향을 보였다. 우리나라에서 사용량이 가장 높은 TCs의 tetracycline(TC)가 토양, 하천수 및 저질토에서 50% 이상의 검출비율을 보였으며 최대 35.6 ${\mu}g/kg$까지 검출되었다. 반면 SAs 계열은 높은 이동성을 보였으며 연구지역 특성상 잔류 농도는 상대적으로 낮았지만 수질 시료 중 검출비율이 86.7~93.3%으로 다른 항생물질보다 높았다. IPs 중 monensin(MNS)는 양계용 사료에 많이 사용된다고 알려진 바와 같이 토양 중 최대 6.9 ${\mu}g/kg$으로 높은 수치 를 보였다. MLs의 tylosin(TYL)은 토양과 저질토에서 최대 농도가 각각 16.6 ${\mu}g/kg$, 114.3 ${\mu}g/kg$로 저질토에 흡착되어 잔류하는 특성이 강했다.

외래어류가 우리나라 하천생태계 어류 군집에 미치는 영향: 떡붕어(Carassius cuvieri), 배스(Micropterus salmoides), 블루길(Lepomis macrochirus)을 대상으로 (Impacts of Introduced Fishes (Carassius cuvieri, Micropterus salmoides, Lepomis macrochirus) on Stream Fish Communities in South Korea)

  • 이대성;이다영;지창우;곽인실;황순진;이혜진;박영석
    • 생태와환경
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    • 제53권3호
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    • pp.241-254
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    • 2020
  • 본 연구는 우리나라 하천 내 주요 외래어류 종인 떡붕어(Carassius cuvieri), 배스(Micropterus salmoides), 블루길(Lepomis macrochirus)에 대한 국내 서식 환경을 확인하고, 어류 군집에 대한 영향을 분석하였다. 해당 외래어류종은 모두 어류 종수가 많고 종다양성이 높은 곳에 주로 서식하였다. 각 외래어류의 개체수가 증가할 때, 전체 어류의 출현 종수 및 개체수는 감소하여 어류 군집에 부정적인 영향을 보여주었다. 또한 생물 연결망을 구성한 결과, 하천 내 떡붕어는 쏘가리와 우리나라 고유종인 참갈겨니, 참중고기 등과, 배스와 블루길은 가물치 및 쏘가리와 고유종인 참중고기와 줄납자루 등과 낮은 출현 유사성을 보였다. 그리고 외래어류 3종 모두 각각의 연결망을 구성하는 다수의 어류들과 낮은 출현 유사성을 보여, 잠재적으로 외래어류에 의한 어류 군집 내 피해 및 교란이 크게 나타날 것으로 예상되었다. 본 연구의 결과, 국내 하천생태계 내 유입된 지 50년 가까이 지난 외래어류 3종은 여전히 하천 내 어류 군집과 국내 고유종에 부정적인 영향을 미치고 있었다. 따라서 하천 내 외래어류에 대한 지속적인 모니터링과 관리가 요구된다. 차후 다양한 외래어류 및 하천생태계 내 생물분류군에 대한 통합적 연구가 수행된다면, 하천생태계 전반에 대한 외래어류의 영향 평가 및 구체적인 생물 자원관리 방안 마련이 가능할 것이다.

CE-QUAL-W2를 이용한 충주호의 기후변화에 따른 탁수 및 부영양화 영향평가 (Evaluation of Future Turbidity Water and Eutrophication in Chungju Lake by Climate Change Using CE-QUAL-W2)

  • 안소라;하림;윤성완;김성준
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제47권2호
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    • pp.145-159
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    • 2014
  • 본 연구에서는 충주댐을 대상으로 유역모델인 SWAT과 저수지모델인 CE-QUAL-W2를 연계 적용하여 기후변화에 따라 저수지로 유입되는 하천의 유량 및 탁수발생량을 모의하고, 저수지내의 탁수변화 및 부영양화 영향평가를 통한 저수지 수환경 변화를 전망하였다. 먼저 SWAT을 적용하여 강우시 저수지 유입하천의 유량 및 수질을 모의하여 모델의 재현성을 검토하였으며, 모형의 보정(2000~2005)과 검증(2006~2010) 결과 모델 예측값과 실측값이 적절하게 일치하는 것으로 나타났다. SWAT의 결과를 CE-QUAL-W2의 하천유량 및 유입수 수질경계조건 입력자료로 활용하고, 보정(2010년)과 검증(2008년)을 통하여 저수지 내 시간에 따른 물수지, 수온 변화, 부유물질(SS), T-N, T-P 및 부영양화(Chl-a) 양상 등을 분석하고 모델의 재현성을 검토하였다. 이후 기후변화 시나리오 적용에 따른 저수지 내수환경변화를 모의하기 위한 기후변화자료로 IPCC AR4 GCM(ECHO-G)을 고해상도지역 기후 시나리오로 개선시킨 RCM(MM5)의 A1B 시나리오를 다시 태풍사상을 고려한 인공신경망 기법에 의해 상세화하여 이용하였다. 기후변화 시나리오에 따른 기온증가의 영향으로 미래로 갈수록 상층수온은 증가하는 반면 심층수온은 감소하는 경향을 보였다. SS 최고유입농도는 평수년에 비해 풍수년에 17%, 갈수년에 0.2% 가량 증가하는 것으로 나타났다. 호소내 SS 10mg/L 이상 점유일수는 평수년에 비해 풍수년이 6일, 갈수년이 17일 증가하였고, 점유율 역시 풍수년에 24%, 갈수년에 26%가량 증가하는 것으로 분석되었다. 미래로 갈수록 기후변화가 충주댐 탁수장기화에 영향을 미치는 것으로 분석되었다. Chl-a의 최고농도는 평수년에 비해 풍수년에 19%, 갈수년에 3% 가량 조류의 농도가 증가되는 것으로 나타나 조류의 영향이 커지는 것을 알 수 있었다.

한반도 하구의 어류군집 구조 및 다양성 (Fish Community Structure and Biodiversity of the Korean Peninsula Estuaries)

  • 박상현;백승호;김정희;김동환;장민호;원두희;박배경;문정숙
    • 생태와환경
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    • 제55권1호
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    • pp.35-48
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    • 2022
  • 한반도 하구의 어류군집 구조 및 다양성을 확인하고 해역에 따른 특성을 분석하기 위해서 2016년부터 2018년까지 3년간 총 325개 하구에 대해 어류군집을 조사하였다. 전체 하구의 규모(하폭)는 하구별 편차가 크게 나타났으며(14~3,356 m), 염도 2 psu 이하의 저염도 하구가 68.9%로 다수 분포하였다. 한반도 하구의 전체 출현종은 52과 149종이며, 우점종은 황어(relative abundance, RA, 12.5%), 아우점종은 숭어(RA, 9.5)로 나타났다. 한반도 하구는 해역에 따른 물리적, 화학적 서식 환경이 다르게 구성되어 있었으며, 이에 따라 어류군집도 통계적으로 유의한 차이를 보였다(PERMANOVA, Pseudo-F=26.69, P=0.001). 또한, 해역별 낮은 어류군집 유사도(SIMPER, 21.79~26.39%)에서도, NMDS 분석 결과 해역별로 유사한 어류군집을 가지고 있음을 확인하였다. 동해 하구의 어류군집은 타 해역과 비교하여 회유성 어종과 보호종의 중요성이 높게 나타나며, 남해 하구는 기수성 어종의 중요성이 높게 나타난다. 서해 하구의 어류군집은 담수와 관련 있는 요인(1차 담수어, 외래종)의 중요성이 크게 나타나는데, 이는 서해 하구의 많은 수가 닫힌하구 (78.2%)로 구성되어 염도가 낮게 나타나는 것과 관련이 있다. 이러한 해역별 어류군집 특성은 SIMPER 분석의 군집 유사도 기여종 분석에서도 유사한 결과를 보였다. 국내에서 하구의 어류군집 관련 연구는 대부분 단일하구 단위로 이루어져서 국가 단위의 하구 특성을 이해하고, 정책을 마련하는데 어려움이 있었다. 본 연구는 국가 단위의 하구 어류군집 구조의 현황 및 특성에 대한 자료를 제공할 뿐만 아니라, 군집지수의 분포, 주요 출현종의 서식처 염도 범위, 회유성 어종의 주요 소상 지점 등의 추가 자료를 제시하였다. 이러한 정보는 향후 한반도 하구의 관리를 위한 자료 및 연구에서의 참조 기준으로 활용될 수 있을 것이다.

도심재생하천 내 수리적 특성이 열환경 변화에 미치는 영향 평가: 청계천을 대상으로 (Impact Assessment on the Change of Thermal Environment, According to the Hydraulic Characteristic Urban Regeneration Stream: Cheonggyecheon Case Study)

  • 김정호;이주승;윤용한
    • 환경정책연구
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    • 제14권2호
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    • pp.3-25
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    • 2015
  • 도심재생하천 내부의 수리적 특성이 열환경 변화에 미치는 영향을 알아보고자 하천의 물리적 구조와 수리적 특성, 기상요소, 온열환경을 분석하였다. 연구 대상지는 복원된 도시하천으로서 큰 의의를 가지는 청계천을 선정하였다. 유형은 물리적 구조별 녹피율의 차이에 따라 유형 I(0.0%)과 유형 II(20.2%)로 구분하였다. 여울이 끝나는 Ba지점에서 수온은 $0.2^{\circ}C$ 감소, 유속은 0.7~0.9m/s 증가, 용존산소량은 0.5~0.6mg/L 증가하였으며, 기온은 평균 $1.1{\sim}1.4^{\circ}C$ 감소, 상대습도는 평균 6.6~8.7% 증가, 풍속은 불규칙한 변화를 보였다. 습구흑구온도지수 분석결과, 유형에 따른 상류부의 하천 내부와 수면 외부의 값의 차이는 미비하였으나, 유형 I의 하류부에서 감소폭은 $0.3{\sim}0.6^{\circ}C$, 유형 II는 $0.8^{\circ}C$ 등이었다. 기온저감의 효과는 수직높이로 유형 I의 경우 120cm, 유형 II는 140cm까지 영향이 있었으며, 거리별 기온저감의 효과는 유형 I의 경우 여울이 끝나는 Ba지점 이후로 증가하였고, 유형 II의 경우 지속해서 감소하였다.

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어류군집과 하천주변 토지이용에 따른 회야강 수계와 인근하천의 건강성 평가 (Stream Health Assessment on Hoeya River Basin and Other Streams Based on Fish Community and Land Use in the Surrounding Watersheds)

  • 김정희;윤주덕;조현빈;장광현;장민호
    • 생태와환경
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    • 제45권4호
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    • pp.392-402
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    • 2012
  • 본 연구는 어류군집을 이용하여 회야강 수계와 인근 하천의 건강도를 분석하고 해당하천을 효과적으로 관리하기 위하여 29지점에 대한 어류상을 조사하였다. 2007년 실시된 조사에서 총 12과 33종의 어류가 채집되었으며, 전체 조사지점에서 우점종은 피라미 (Zacco platypus, RA: 24.8%), 아우점종은 버들치(Rhynchocypris oxycephalus, RA: 16.2%)로 나타났다. 또한 8종의 한국고유종과 4종의 외래종, 그리고 타 수계로부터 도입된 2종의 이입종(끄리, Opsariichthys uncirostris amurensis; 치리, Hemiculter eigenmanni)의 서식이 확인되었다. 하천별 건강성 평가를 위해 어류군집을 이용하여 생물보전지수 (IBI)를 구한 결과 2지점이 B 등급인 것을 제외한 대부분 C~D등급으로 확인되었다. 조사지점 인근의 토지이용이 하천의 건강성에 미치는 영향을 알아보기 위해 생물보전지수와 토지이용과의 Pearson correlation 분석을 실시한 결과 개발지가 증가할수록 생물보전지수가 감소하였다(r=-0.425, p=0.022). 반대로 생물보전지수와 숲과 초지는 양의 상관성을 보였으며(r=0.556, p=0.002), 경작지는 유의한 상관관계를 나타내지 않았다 (r=-0.231, p=0.333). 본 연구를 통해 확인된 회야강 수계 및 인근하천의 어류군집구조, 하천의 건강도, 인근 토지이용과의 상관관계는 유역 토지의 개발로 인한 인근 하천의 영향 예측 및 해당하천의 관리 및 복원사업에 있어 유용하게 이용될 수 있을 것이다.

Molecular and Cultivation-Based Characterization of Bacterial Community Structure in Rice Field Soil

  • KIM MI-SOON;AHN JAE-HYUNG;JUNG MEE-KUM;YU JI-HYEON;JOO DONGHUN;KIM MIN-CHEOL;SHIN HYE-CHUL;KIM TAESUNG;RYU TAE-HUN;KWEON SOON-JONG;KIM TAESAN;KIM DONG-HERN;KA JONG-OK
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제15권5호
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    • pp.1087-1093
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    • 2005
  • The population diversity and seasonal changes of bacterial communities in rice soils were monitored using both culture-dependent approaches and molecular methods. The rice field plot consisted of twelve subplots planted with two genetically-modified (GM) rice and two non-GM rice plants in three replicates. The DGGE analysis revealed that the bacterial community structures of the twelve subplot soils were quite similar to each other in a given month, indicating that there were no significant differences in the structure of the soil microbial populations between GM rice and non-GM rice during the experiment. However, the DGGE profiles of June soil after a sudden flooding were quite different from those of the other months. The June profiles exhibited a few intense DNA bands, compared with the others, indicating that flooding of rice field stimulated selective growth of some indigenous microorganisms. Phylogenetic analysis of l6S rDNA sequences from cultivated isolates showed that, while the isolates obtained from April soil before flooding were relatively evenly distributed among diverse genera such as Arthrobacter, Streptomyces, Terrabacter, and Bacillus/Paenibacillus, those from June soil after flooding mostly belonged to the Arthrobacter species. Phylogenetic analysis of 16S rDNA sequences obtained from the soil by cloning showed that April, August, and October had more diverse microorganisms than June. The results of this study indicated that flooding of rice fields gave a significant impact on the indigenous microbial community structure; however, the initial structure was gradually recovered over time after a sudden flooding.

임신경과에 영향을 미치는 건강위험행위 (Health Risk Behaviors Affecting the Process of Pregnancy)

  • 박재순;문미선;홍진희;이정은
    • 여성건강간호학회지
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    • 제6권4호
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    • pp.549-565
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    • 2000
  • Comprehensive review of the literature was conducted to determine 1) selected risk factors and its impact that affect pregnancy outcome such as smoking, alcohol consumption, and substance abuse 2) these factors can facilitate future strategies for health promotion and prevention for both pregnant women and fetus. Review of literature were extracted from searching MEDLINE(1966 - Oct. 2000). CINAHL (1982 - Oct. 2000) and the domestic literature. The following factors were identified: 1. The effects of risk behaviors on pregnancy. ${\cdot}$Maternal smoking was associated with the occurrence of premature or LBW delivery, fetal growth retardation, extremities defects, heart defects and sudden infant death syndrome. ${\cdot}$Maternal alcohol consumption was associated with spontaneous abortion, premature or LBW delivery, morphologic/neurologic problems, especially fetal alcohol syndrome. ${\cdot}$Heroin was associated with withdrawal after birth in which were born to heroine addicts for gestational age and lung maturation in animal studies. ${\cdot}$Cocaine was associated with spontaneous abortion, abruptio placenta and a poor response to environmental stimuli. ${\cdot}$So far, the effects of caffeine on pregnancy was controversial, but severe caffeine consumption was associated with premature or LBW delivery, spontaneous abortion, still birth and dystocia. 2. Intervention methods and its effects identified were as follows ${\cdot}$Conducted intervention for smoking, alcohol and drug consumption were single or combined. ${\cdot}$Intervention methods were counseling, phone contact, mailing, use of educational videotape, booklet, support person and alternatives such as nicotine patch. ${\cdot}$The interventions increased the rates of smoking cessation during pregnancy and awareness of the risk of drug consumption, and decreased amount of alcohol consumption. ${\cdot}$The intervention outcome found positive effect on birth weight and length. 3. Our recommendations were as follows ${\cdot}$The personal and social cognition should be enhanced through education and the mass media. ${\cdot}$It's necessary to educate and give information of preconceptional care, planned pregnancy and early prenatal care for optimal pregnancy outcome. ${\cdot}$It's necessary to develop comprehensive assessment tool which is reliable and valid on smoking, alcohol consumption and substance abuse to identify supportive or interventional program.

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경관자원 가시도가 탐방로 선호에 미치는 영향 - 설악산국립공원을 대상으로 - (Preference of the Mountain Trail by the Visibility of the Landscape Resources - Case Study of the Seoraksan National Park, Korea -)

  • 홍석환;김충식;류정상;김지석
    • 한국환경생태학회지
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    • 제28권2호
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    • pp.253-262
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    • 2014
  • 본 연구는 식생경관의 생태학적 해석을 통한 질적 경관평가방법의 모색을 위해 설악산국립공원을 대상으로 생태계 형성위계에 따른 우수 경관자원을 추출한 후 추출된 자원의 시각적 노출량과 탐방객의 탐방로 선호도와의 관계성을 분석하였다. 설악산국립공원을 대상으로 생태학적 해석을 통해 선정한 우수경관 요소로는 아고산식생대와 고지대 바위군, 계곡 낙엽활엽수림, 암반지역 소나무 토지극상, 대경목군락지, 화목류 및 단풍류 우점군락지, 아고산대 침엽수 군락지이다. 연구 결과 탐방로 선호도와 상관성이 있는 우수 경관자원으로는 대경목군락지의 면적, 화목류 우점군락의 면적, 아고산 침엽수군락의 면적이 탐방로의 선호도에 긍정적 영향을 주는 것으로 나타났다. 본 연구에서는 탐방로의 가시권과 우수 경관자원의 분석을 통해 자연지역에서의 일반적 탐방로의 소개에서 나아가 경관자원의 가시성을 바탕으로 특정 탐방로의 특정 탐방시기를 제시할 수 있음을 확인하였다. 일부 경관자원의 가시성이 탐방로 선호에 긍정적 역할을 하고 있었는데 자연환경에서 복잡한 경관요소의 종합적인 가시권 면적보다는 특정 경관의 가시권 면적이 탐방로 선호도에 영향을 주며 단순히 자연지역의 넓은 면적이 시야에 들어오는 지역을 선호하지는 않는 것으로 나타났다.