• 대한지리학회지
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• 제50권3호
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• pp.255-276
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• 2015

최근 지표환경변화과정에서 발생하는 복잡계적 특성에 대한 관심이 증가하고 있으며, 이러한 문제를 해결하기 위한 도구로 다행위자시스템에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 이 연구는 최근 한국의 산림정책에서 중요하게 다루어지고 있는 산림개방의 문제를 사례로 토지피복변화의 직간접적인 영향을 평가할 수 있는 다행위자시스템(Multi-Agent System)을 개발하여, 강원도 평창과 정선의 가리왕산과 그 주변지역에 적용하였다. 이 연구에서 사용한 다행위자시스템은 LUDAS(Land Use DynAmic Simulator)로 인문환경과 자연환경의 공간적인 이질성과 상호작용을 동적으로 구현하는 강점이 있으며, 산지개방에 따른 사회 경제 및 자연환경적 영향을 종합적으로 비교 평가할 수 있는 장점을 가지고 있다. 모형은 인간 행위자와 그 의사결정으로 이루어져 있는 인문환경시스템, 자연환경과 산림생태계를 대표하는 자연환경시스템, 이를 연결하는 상호작용 연결고리와 정책 시나리오로 구성하였다. 모의 결과는 산림정책의 결과로서 지역주민의 소득과 생태계서비스의 가치, 소득 불평등의 정도로 도출하였다. 그 결과 최적의 산림정책 시나리오는 지형을 고려하여 산지를 개방하고, 지역주민을 대상으로 개방하며, 휴양지 목적의 산지 개방으로 도출되었다. 이 연구는 산림정책 수립과 토지이용 관련 정책연구를 위한 의사결정시스템 개발에 중요한 기여를 할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국농림기상학회지
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• 제12권1호
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• pp.23-35
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• 2010

울릉도의 성인봉을 중심으로 나리분지와 주변 산림에 대한 지속가능한 보전을 위한 생태적 기초 자료를 제공하고자 나리분지 내 산림과 외륜의 동, 서, 북사면의 산림에 대하여 군락생태학적 방법으로 임분 구조 및 종 조성 특성을 조사 분석 하였다. 조사 대상 산림 내 임분의 층위 별 중요치를 산출하여 비교 분석한 결과, 나리분지 외륜산림 방위 및 고저 별 대부분의 임분에서는 너도밤나무와 고로쇠나무가 대체로 우점하는 경향이었으며, 임분간 식물 종의 조성에서도 큰 차이를 보이지 않았다. 그러나 나리분지내의 산림에서는 너도밤나무림, 두메오리나무림, 소나무림, 낙엽활엽수림의 다양한 임분이 형성되어 있었고, 임분에 따라 종 조성도 큰 차이를 보였다. 그리고 임분의 성숙도와 안정도 등 간접적인 군락의 속성을 파악하기 위하여 종 다양도를 비교 분석한 결과 임분의 각 층위에서 모두 나리분지 내 산림이 외륜의 산림에 비해 높은 종 다양도를 보였으며, 나리분지 내 산림에서는 소나무림과 낙엽활엽수림이 너도밤나무와 두메오리나무림에 비해 각 층위에서 대체로 높은 종 다양도를 보였다. 또한 산림의 방위 및 고저 별 임분에 대한 유사성을 추정하기 위해서 S$\O$rensen의 유사도계수(Cs)를 비교 분석한 결과 동, 서 북사면과 나리분지 내 산림간 유사도 지수는 0.68~0.69의 범위로서 차이가 거의 없었고, 능선부와 산복부, 산록부, 평탄지간 유사도 지수는 0.85~0.95의 범위로서 거의 동일한 임분형을 보였으며, 나리분지 내 네 임분 간 유사도 지수도 0.66~0.88의 범위로 높은 유사도를 보였다. 나리분지 외륜의 능선부와 산복부, 산록부, 평탄지에 대한 산림의 천이의 진행에 따라 임분구조 및 개체군의 동태를 예측하기 위하여 주요 구성종의 직경급 분포도를 작성한 결과 다소의 형태적 차이는 있었지만 대체로 정규분포형에 가까운 종형(Bell-shape)을 이루고 있었으며, 이들 산림 내 임분은 대체로 안정적으로 유지될 것으로 판단되었다. 따라서 성인봉을 포함한 나리분지와 외륜 산림의 임분들은 지형적 특성에도 불구하고 대체로 구조와 종조성에 있어서 높은 유사도를 보였으며, 기후변화에 의한 임분의 단순화가 지속될 것으로 판단되어, 산림 내 생물 종 및 생태계 다양성에 대한 보전과 관리 대책이 필요하다.

• 한국산림과학회지
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• 제86권1호
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• pp.105-111
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• 1997

본 연구는 강원도 홍천군 소재 송이 발생림의 근계동태를 파악하며, 일반적으로 사용되는 Oakfield soil corer의 단점을 보완하고자 간이 제작한 뿌리 조사용 soil sampler의 효용성을 평가하고자 수행하였다. 임의로 정한 8개의 조사구에서 1995년 12월과 1996년 3월, 5월, 8월 및 12월에 토양에 섞인 뿌리시료를 채취하였으며, 두 가지 토양시료 채취기에 의한 정량결과는 5% 유의수준에서 통계적인 차이가 없는 것으로 나타나 시간 및 경제적인 면에서 효율적인 개량 시료채취기의 사용이 바람직한 것으로 평가되었다. 각 기간별 연구대상지 토양 100g중 뿌리 총량은 1995년 12월 469mg, 1996년 3월 352mg, 5월 473mg, 8월 461mg, 12월은 522mg으로 나타나 봄에 가장 적었다가 점차 증가하여 초겨울에 최대량에 달하는 것으로 파악되었으나 계절간의 차이는 통계적인 유의차가 뚜렷하지 않았다. 반면, 살아있는 뿌리와 죽은 뿌리의 비율은 계절별 차이를 뚜렷이 나타내었는데, 전체 뿌리중 살아있는 뿌리의 비율은 5월~12월 초순까지는 90% 내외를 차지하다가 12월 중 하순~3월까지는 65% 내외로 줄어드는 모습을 보였다. 조사지 내에서 상층수관의 70%를 점유하는 소나무는 전체 뿌리량의 약 46% 내외를 유지하고 있었으며 다른 뿌리의 세근에 비하여 소나무 세근이 차지하는 비율이 높았다. 한편, 전체 뿌리량의 동태와 살아있는 뿌리의 동태는 같은 패턴을 보이지 않았다. 따라서, 실질적인 식물 생육에 영향하며 균근의 형성 및 활동에 영향하는 세근을 비롯한 살아있는 식물뿌리의 동태를 파악하기 위해서는 전체 뿌리량의 동태파악을 통하여 추정하지 않고 세근 등 각 종류별 뿌리를 선별하여 정량하여야 함을 확인하였다.

• 한국산림과학회지
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• 제108권2호
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• pp.168-176
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• 2019

대구광역시에 자생하고 있는 모감주나무군락의 종조성과 구조 그리고 개체군 동태를 파악하기 위하여 2018년 7월에 자생 임분 3곳을 선정하여 식물사회학적 식생조사와 매목조사를 실시하였다. 야외에서 수집된 식생 및 매목조사 정보를 바탕으로 종조성에 의한 군락 유형을 구분하고 그 유형별 계층구조, 구성 종의 상대 중요치, 생활형 조성, 종다양성, 그리고 개체군 구조 등을 분석, 비교하였다. 군락 유형은 참느릅나무-좀목형아군락, 광대싸리아군락, 그리고 사위질빵군락 등 3개 유형이 구분되고 그 식생단위체계는 1개 군락군, 2개 군락, 그리고 2개 아군락으로 정리되었다. 계층구조는 교목층의 높은 식피율(85% 이상)에 비하여 초본층은 10%이하로 매우 낮은 경향이었다. 구성종의 상대중요치(MIV)는 교목층 94.3, 아교목층 81.6, 관목층 75.5, 그리고 초본층 60.0으로 모든 식생 층위에서 모감주나무가 절대적으로 높게 나타났다. 종다양도(H')는 군락 유형 간 큰 차이가 있었는데 사위질빵군락(2.062)이 광대싸리아군락(0.547)에 비해 약 4배정도 높게 나타났다. 생활형 조성의 중심체계(휴면형-지하기관형-산포기관형-생육형)는 전체적으로 '$MM-R_5-D_4{\cdot}D_2-e$'로 나타났으나 군락 유형 간에는 산포기관형에 있어서 다소 차이를 보였다. 모감주나무군락의 개체군 구조는 3개 군락 유형에서 모두 어린 개체의 밀도가 높고 크기가 큰 개체의 밀도가 낮은 역J자형의 모양을 나타내고 현재의 하층식생을 구성하고 있는 식물 중 모감주나무 개체군을 대체할 만한 식물종이 없으므로 지속적 유지가 가능한 개체군으로 판단되었다.

• 한국농림기상학회지
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• 제5권2호
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• pp.110-115
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• 2003

한계농지 토양 내의 탄소와 질소의 동태에 관한 연구는 적절한 연구 대상지의 부족으로 지금까지 폭 넓게 이루어지지 못했다. 본 연구에서는 서울 근처의 검단산 일대에서 지속적으로 산림이었던 지역, 과거 논으로 이용되었던 지역, 과거 밭으로 이용되었던 지역 등 세 곳의 연구 대상지를 선정하고 여기에서 2002년 7월 25일부터 2003년 1월 24일까지 토양 발생 $CO_2$와 무기태 질소의 유효도를 측정하였다. 현재 지속적으로 산림이었던 지역과 과거 논으로 이용되었던 지역은 낙엽활엽수림이고, 과거 밭으로 이용되었던 지역은 낙엽성 관목이 주 식생을 이루고 있다. 토양 발생 $CO_2$는 토양 온도의 계절적 변화에 따라 차이를 보였다. 본 연구 기간동안 토양 발생 $CO_2$량 (g $CO_2$/$m^2$/hr)의 평균은 각각 과거 논으로 이용되다. 산림으로 변한 지역이 0.42, 과거 밭으로 이용되다 관목으로 변한 지역이 0.50, 지속적으로 산림이었던 지역이 0.41로 나타났다. 토양 발생 $CO_2$와 토양 온도는 연구 지역간에 차이가 나타나지 않았으나 토양 습도는 주목할 만한 차이를 보였고, 토양 발생 $CO_2$에 대해 토양 습도는 매우 약한 상관관계를 나타냈다. 무기태 질소의 유효도는 세 곳의 연구 대상지에 따라 차이를 나타냈으며 이는 토양 수분과 관련이 있는 것으로 보인다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제22권2호
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• pp.101-107
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• 2013

최근 지구 온난화 현상으로 이상기후가 세계 곳곳 에서 발생하고 있으며, 이는 빈번한 산불 발생 및 산불의 대형화에 많은 기여를 하고 있다는 것이 보고되고 있다. 산불은 재산피해, 인명피해 뿐만 아니라 특히, 생태계 파괴를 촉진시키는 매우 심각한 요인 중의 하나이다. 산불로 인한 생태계 파괴 문제를 해결하기 위한 방안으로, 다양한 산불확산 및 패턴 수리모델이 개발되어져 왔다. 본 연구에서는, 바람 요인이 고려된 산불패턴을 시뮬레이션 할 수 있는 수리 모델을 제안하였다. 모델은 격자기반위에서 구성되었으며 셀룰라오토마타 방법을 사용하였다. 모델에서, 숲은 불이 쉽게 옮겨 붙는 나무와 그렇지 않은 나무 두 종류로 구성되었다. 산불이 확산되는 과정에서 연소된 나무의 개수가 전체 시뮬레이션 격자개수의 25% (= 10,000) 되는 시점(T)을 세 개의 독립변수인, 전체 나무밀도, 불 전이 확률이 큰 나무 밀도, 그리고 바람의 세기에 대해 어떤 영향을 받는지를 조사하였다. 나무 밀도가 커질수록, T의 값은 줄어들었고, 바람의 세기가 커질수록 T의 값이 줄어들었다. 나무밀도가 너무 크거나 작은 경우, 바람의 효과가 감소하였다. 본 연구에서, 제안한 산불확산모델은 실제 산불 문제에 적용되어 효과적 대응방안 마련에 많은 도움이 될 것으로 예상된다.

• 한국산림과학회지
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• 제96권4호
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• pp.419-424
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• 2007

도시림은 도시생태계의 생물종다양성 유지와 증진에 많은 기회를 제공한다. 본 연구는 군락 및 경관생태학적 방법으로 서울, 인천, 대구, 울산, 그리고 청주 등 5개 도시역의 고립 임지 내 소나무림의 현존 상태를 진단하여 효율적인 보전방안을 모색하기 위한 기초정보를 제공하는데 있다. 5개 조사지역은 각각 나름대로의 지역적 특성을 나타내고 있었는데, 소나무림의 임분 동태에서 보면 모든 지역에서 소나무 유식물의 발생이 오래전 단절된 상태로 나타났다. 종다양성 지수에 있어서는 청주가 평균 1.86으로 가장 높게 나타났으며, 대구는 1.35로 가장 낮게 나타났다. 외래종 비율은 대구가 15.8%로 가장 높은 반면, 청주가 4.9%로 가장 낮게 나타나 종다양성과는 상반된 경향을 보였다. 식생 경관분석 결과, 소나무 패치의 복잡성 정도 즉 프랙탈 지수에 있어서는 대도시보다 중소도시에서 보다 높게 나타났으나 통계적으로 유의성은 없었다. 소나무 패치의 복잡성은 종다양성 및 종풍부도와 유의한 상관관계를 보였으나 외래종 비율과는 그렇지 않은 것으로 나타났다. 종합적으로 보면, 도시 내 고립 임지의 소나무림을 재생하기 위해서는 군락과 경관생태학적 정보에 의거한 생태학적 관리와 더불어 신중한 인공갱신 전략이 필요하다고 생각된다.

• 한국농림기상학회지
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• 제18권4호
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• pp.242-252
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• 2016

생태계 과정 모형인 BIOME-BGC를 이용해 국내 상록침엽수림의 탄소-물 순환 과정의 계절 및 연간 변화를 모의하여 국내의 소나무 고사 현상의 기후-토심 영향을 분석하였다. 연구지로 2009년과 2014년 각각 소나무 대량 고사가 발생한 밀양과 울진을 선정하였다. 두 지역의 표준강수지수를 산정한 결과 약 5년 내외의 주기의 가뭄현상을 판별하였다. 2000년 중반 이후 가뭄은 고온 건조 기후 특성을 보였다. 모형의 여러 변수를 조사한 결과, 임시탄소저장소인 Cpool 변수가 탄소기아에 의한 소나무고사 현상과 개연성이 큰 변수로 나타났다. Cpool의 감소는 총일차생산성(GPP) 감소 혹은 유지호흡(Rm) 증가의 결과로 발생하였고, 연구기간 중 Cpool이 최저값을 보인 해는 각 연구지역에서 소나무 대량 고사가 발생한 해와 잘 일치하였다. 두 지역 모두 가뭄에 의한 GPP 감소와 고온에 의한 Rm 증가가 Cpool의 감소를 초래하였는데, GPP와 Rm의 상대적 기여도는 지역별로 상이하였다. 특히 저온다습한 울진의 경우 Rm 증가 영향이 중요한 요인이었다. 한편 낮은 토심에서 생산성, 생체량, 증산량, Cpool 등 제반 탄소-물 관련 변수가 감소하였고 연간 변동폭이 증가하였다. 그러나 0.5 m 이하 토심에서는 Cpool에 큰 차이가 없는 것으로 보아 일정 수준 이하의 토심에서 생체량-생산성-유지호흡 간의 균형에 따라 Cpool이 유지되는 적응 메커니즘이 나타난 것으로 보인다. 이 연구의 결과 소나무 고사와 관련한 고온건조-탄소 기아 가설을 제안하였고, 보다 현실적 분석을 위한 향후 모형 개선 방향을 제안하였다.

• 한국농림기상학회지
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• 제21권1호
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• pp.29-41
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• 2019

산림생태계에서 총일차생산성(Gross Primary Production, GPP)은 기후변화에 따른 산림의 생산성과 그에 영향을 미치는 식물계절, 건강성, 탄소 순환 등을 대표하는 지표이다. 총일차생산성을 추정하기 위해서는 에디공분산 타워 자료나 위성영상관측자료를 이용하기도 하고 물리지형적 한계나 기후변화 등을 고려하기 위해 기작기반모델링을 활용하기도 한다. 그러나 총일차생산성을 포함한 산림 탄소 순환의 기작기반 모델링은 식물의 생물, 생리, 화학적 기작들의 반응과 지형, 기후 및 시간 등과 같은 환경 조건들이 복잡하게 얽혀 있어 비선형적이고 유연성이 떨어져 반응에 영향을 주는 조건들을 모두 적용하기가 어렵다. 본 연구에서는 산림 생산성 추정 모델을 에디공분산 자료와 인공위성영상 정보를 사용하여 기계학습 알고리즘을 사용한 모델들로 구축해 보고 그 사용 및 확장 가능성을 검토해 보고자 하였다. 설명변수들로는 에디공분산자료와 인공위성자료에서 나온 대기기상인자들을 사용하였고 검증자료로 에디공분산 타워에서 관측된 총일차생산성을 사용하였다. 산림생산성 추정 모델은 1) 에디공분산 관측 기온($T_{air}$), 태양복사($R_d$), 상대습도(RH), 강수(PPT), 증발산(ET) 자료, 2) MODIS 관측 기온(T), 일사량($R_{sd}$), VPD 자료(개량식생지수 제외), 3) MODIS 관측 기온(T), 일사량($R_{sd}$), VPD, 개량식생지수(EVI) 자료를 사용하는 세 가지 경우로 나누어 구축하여 2006 - 2013년 자료로 훈련시키고 2014, 2015년 자료로 검증하였다. 기계학습 알고리즘은 support vector machine (SVM), random forest (RF), artificial neural network (ANN)를 사용하였고 단순 비교를 위해 고전적 방법인 multiple linear regression model (LM)을 사용하였다. 그 결과, 에디공분산 입력자료로 훈련시킨 모델의 예측력은 피어슨 상관계수 0.89 - 0.92 (MSE = 1.24 - 1.62), MODIS 입력자료로 훈련시킨 모델의 예측력은 개량식생지수 제외된 모델은 0.82 - 0.86 (MSE = 1.99 - 2.45), 개량식생지수가 포함된 모델은 0.92 - 0.93(MSE = 1.00 - 1.24)을 보였다. 이러한 결과는 산림총일차생산성 추정 모델 구축에 있어 MODIS인공위성 영상 정보 기반으로 기계학습 알고리즘을 사용하는 것에 대한 높은 활용가능성을 보여주었다.

• 한국산림과학회지
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• 제111권1호
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• pp.61-71
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• 2022

백두대간 보호지역 내에 서식하는 분비나무(Abies nephrolepis), 구상나무(A. koreana), 가문비나무(Picea jezoensis)의 분포 현황과 쇠퇴 및 갱신 특성을 파악하기 위해 산림청의 전국 고산 침엽수종 실태조사 자료와 국립산림과학원의 아고산 침엽수종 생육 모니터링 자료를 활용하여 분석했다. 그 결과, 백두대간 보호지역 내의 분비나무, 구상나무, 가문비나무 분포면적은 전국 분포면적의 약 74%(8,035 ha)를 차지하고, 백두대간 내 아고산 칩엽수종 임분은 대부분이 백두대간 핵심지역에 분포하여 백두대간 지역이 아고산 침엽수종의 보전과 복원의 핵심적인 지역임을 확인했다. 그러나 주요 산지 내 아고산 침엽수종의 입목쇠퇴도는 전반적으로 증가하는 추세(4년간 태백산 분비나무는 77.3%, 덕유산 분비나무 29.6%, 지리산 천왕봉 구상나무 45.2%, 지리산 천왕봉 가문비나무는 2년간 47.8% 증가)를 보이고 새로 유입된 어린나무의 양이 소실된 어린나무 양보다 적어서 해당 숲의 존속에 문제가 있음을 확인했다. 한편 지리산 세석지역과 천왕봉에서는 일부 성목의 건강이 회복되고 어린나무 출현 빈도도 증가하는 경향을 보였다. 또한 과거 어린나무 출현빈도가 적고 성목 쇠퇴도가 높았으나 현재 쇠퇴도가 회복된 지역에서 어린나무 출현빈도도 증가한 것으로 나타나 성목의 쇠퇴도가 치수량의 변화와 상호 관련 있음을 확인하였다. 본 연구의 결과는 아고산 침엽수종의 보전전략 수립 및 이행시 고려할 요인들에 대한 과학적인 근거를 제시하고 있다.