• 한국습지학회지
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• 제25권2호
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• pp.99-110
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• 2023

농업지역에서 발생하는 비점오염물질은 타 지역에 비해 넓은 면적에서 배출되기 때문에 수질관리를 위해서는 발생원 제어와 배출수 관리와 같은 다양한 오염원 저감대책이 필요하며, 이를 위해서는 유역특성을 고려한 오염원별 배출량 및 최적관리방안에 따른 수질개선 효과를 정량적으로 파악할 필요가 있다. 이에 본 연구는 Hydrological Simulation Program-FORTRAN(HSPF)모델을 활용하여 유역내 오염원별 부하 및 주요 오염원저감방안에 대한 수질개선효과를 분석하여 농업지역의 비점오염관리대책 수립 지원을 목적으로 하였다. 연구지역은 경남 창녕군 계성천 유역으로 전체 면적대비 농업지역이 약 26.13%로 산림을 제외하고 지배적인 토지이용을 가지며, 주요 오염원은 농업활동에 기인하는 화학비료 및 액비살포와 축사에서 발생하여 야적 또는 농지에 살포되는 축분을 포함하고 있다. 계성천 유역에 대한 HSPF 모델 구축시 화학비료와 액비 사용량, 소규모 축사의 축분 발생량과 공공하수처리장, 분뇨처리장, 마을하수도 및 개인오수처리시설 등 점오염원 영향을 고려하였다. 특히 본 연구에서는 영양염류의 식생흡수, 침적, 흡탈착, 깊은침투에 의한 손실 등 상세 순환기작모의가 가능하도록 NITR 및 PHOS모듈을 활용하였다. 구축된 모델은 유역말단의 2015~2020년 측정값을 토대로 보·검정을 수행하였으며 모델이 유량 및 수질을 적절히 모의하는 것을 확인하였다. 오염저감시나리오는 농업비점관리(배수물꼬관리, 완효성비료와 사용), 축산비점관리(액비저감, 소규모 축사 축분관리), 생활계오염원제어(개인오수처리시설 관리) 등 세 부문으로 구분하고, 달성기간에 따라 단기, 중기, 및 장기로 구분하여 부문별로 단계별 저감대책을 구성하였다. 개별시나리오 모의 결과 수질개선에 효과는 완효성비료의 대체사용>배수물꼬관리>소규모축사 축분관리 순으로 나타났다. 유역 전반에 모든 관리방안을 적용하였을 때 장기적으로 TN, TP의 연간부하량은 각각 40.6%, 41.1%, 연평균 농도는 각각 35.1%, 29.2% 감소되는 효과를 보였다. 본 연구를 통하여 농업활동 우세 유역에서의 다양한 오염원 저감시나리오별 수질개선효과에 대한 예측 및 이에 기반한 오염관리대책 우선순위 도출을 위한 합리적인 방법론을 제시하고자 한다.

• 한국습지학회지
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• 제25권4호
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• pp.274-283
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• 2023

자연기반해법 중 하나인 홍수터는 블루-그린 네트워크로서 유역의 환경, 사회 및 경제적 이점을 제공한다. 본 연구는 용담호 지류의 수질에 대한 홍수터의 적용 효과를 평가하였다. 특히, 홍수터의 문제점과 개선점을 파악하고 제시하였다. 2021년 9월부터 2022년 4월까지 용담호 내 총 6개 지점에서 수질 및 토양 시료를 채취하였다. 수질 분석 결과, 모니터링 지점 중 상전면 갈현리 하류(SG_W_D2)에서 탁도, 총 부유물질(TSS), 화학적 산소요구량(COD), 총인(TP), 총질소(TN) 농도가 가장 높은 것으로 나타났다. 이는 9월과 10에 실시된 샘플링은 녹조발생에 기여 가능한 것으로 분석되었다. 또한, 토양 오염도 분석을 통해 모든 농경지에서 높은 TN및 TP 농도를 보여 농경지의 영양물질 축적량이 높은 것으로 평가되었다. TN 농도는 정천면 월평리 농경지(JW_S_A), 주천면 신양리(JS_S_A) 순으로 나타났으며, 가장 낮은 곳은 상전면 갈현리 원지반(SG_S_O)로 조사되었다. 본 연구에서 확인된 홍수터 유형 중 II-A 유형, II-B 유형, III 유형은 블루-그린네트워크의 기능을 갖는 것으로 나타났다. 그러나, 초기 홍수터의 경우 블루-그린네트워크를 고려하지 않아 설계가 부실 및 성능이 저하되는 결과가 초래되기에, 이러한 홍수터의 성능을 최적화하기 위해서는 블루-그린 네트워크를 고려한 설계 개선 및 보수가 필요하다. 본 연구 결과는 향후 홍수터 설계시 활용 가능할 것을 사료된다.

• 한국습지학회지
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• 제25권4호
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• pp.306-314
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• 2023

하천퇴적물은 유역내 다양한 오염원으로부터 발생하는 중금속, 유기물 등 오염물질의 수용체일 뿐만 아니라 수질 오염 및 수생태 악영향을 유발할 수 있는 2차적 오염원이기에 중요한 관리대상이라고 할 수 있다. 오염된 하천퇴적물의 효과적인 관리를 위해서는 오염원에 대한 식별과 이와 연계된 관리대책의 수립이 우선되어야 한다. 본 연구는 하천퇴적물내 측정된 다양한 이화학적 오염항목 분포 특성에 기반하여 퇴적물의 주요 오염원을 식별하기 위한 방법으로서 기계학습모델의 적용성을 평가하였다. 기계학습 모델의 성능 평가를 위해 전국 4대강 수계내 주요 폐금속광산 및 산업단지 인근에서 수집된 총 356개의 하천퇴적물에 대한 중금속 10개 항목(Cd, Cu, Pb, Ni, As, Zn, Cr, Hg, Li, Al)과 토양항목 3개(모래, 실트, 점토 비율) 수질항목 5개(함수율, 강열감량, 총유기탄소, 총질소, 총인)를 포함한 총 18개 오염항목에 대한 분석자료를 활용하였다. 기계학습 분류 모델로서 선형판별분석(linear discriminant analysis, LDA)과 서포트벡터머신(support vector machine, SVM) 분류기를 사용하여 폐금속광산('광산')과 산업단지('산단') 인근에서의 하천퇴적물 시료의 분류 성능을 평가한 결과, 채취 지점 및 시기별 4가지 경우(비강우시 광산, 강우시 광산, 비강우시 산단, 및 강우시 산단)에 대한 퇴적물 시료의 분류 성능이 우수하였으며, 특히 비선형 모델인 SVM(88.1%)이 선형모델인 LDA(79.5%) 보다 퇴적물을 분류하는데 있어 보다 우수한 성능을 나타냈다. SVM 앙상블 기반 비배타적 다중라벨분류기 모델을 이용하여 각 시료채취 지점 상류 유역 1km 반경 내 지배적인 토지이용 및 오염원을 다중 타겟값으로 다중분류 예측을 수행한 결과, 폐금속광산과 산업단지의 분류는 비교적 높은 정확도로 수행하였으나, 도시와 농업지역 등 다른 비점오염원에 대한 분류정확도는 56~60%범위로 비교적 낮게 나타났다. 이는 다중라벨 분류모델의 복잡성에 비해 데이터셋의 크기가 상대적으로 작아서 발생한 과적합에 기인한 것으로 향후 보다 많은 측정자료가 확보될 경우 기계학습 모델을 적용한 오염원 분류의 정확도를 보다 향상시킬 수 있을 것으로 판단된다.

• 생태와환경
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• 제56권4호
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• pp.348-362
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• 2023

본 연구는 대하천에 건설된 16개 보의 어도 모니터링 결과를 분석하여, 어도의 운영 및 관리에 도움이 되는 자료를 제공하고자 하였다. 보별 어도 이용률은 평균 64.9%로 확인되었으며, 본류와 어도 모니터링 결과의 우점종을 비교한 결과 총 9개(56.3%)의 보에서 차이를 보였다. 이를 통해 본류에 다수 서식하는 종이 어도를 다수 이용하는 것은 아닌 것으로 확인되었다. 어류의 하루 어도 이용 개체수는 평균 336개체로 확인되었다. 어도 이용 어종을 생태형으로 구분한 결과 92.3%가 일차담수어였으며, 회유성 어종은 5.6%로 높지 않다. 어도 이용 시기에 따른 분석에서 5월부터 10월까지 평균 이상의 어류가 어도를 이용하였으며, 그중 이용 개체수는 6월~8월이 가장 많았다. 5월~7월까지 어도 이용 어종의 80%가 산란시기에 포함되었으며, 이외 시기는 산란시기 포함 어종이 40% 이하로 나타났다. 산란시기와 어도 이용 시기가 크게 일치하는 어류는 밀어, 밀자개, 참몰개, 모래무지, 납지리, 돌고기 순서로 확인되었다. 강정고령보와 달성보의 어도 모니터링 결과를 보의 수위와 비교한 결과, 어도 이용 종수 및 개체수 모두 보의 상류 수위와 양의 상관성을 보였으며, 이를 통해 수위가 높을수록 어도 내 유입 유량이 증가하여 어도의 어류 이용(강정고령보 개체수, P<0.001; 달성보 종수, P<0.05)이 증가하는 것으로 확인되었다. 본 연구에서는 대하천에 건설된 16개 보의 어도 모니터링에 결과를 정리 및 분석하여, 어도의 효율, 어도 운영 및 모니터링 시기 제안, 어도 운영을 위한 수위 조절 등을 고찰하였다. 이는 대하천 어도의 어류 이용 현황에 대한 이해와 더불어, 향후 국내 어도의 설치, 운영, 모니터링 등 관리에 도움이 될 수 있을 것으로 판단된다.

• 생태와환경
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• 제57권1호
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• pp.1-16
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• 2024

습지는 생태적 중요성과 경제적 가치에도 불구하고 인간의 과도한 이용으로 인하여 교란받고 있을 뿐만 아니라 유수생태계인 하천에 비하여 습지 연구는 상대적으로 적다. 본 연구는 아열대 기후의 제주도에 분포하는 중·소형 습지 50개소를 대상으로 저서성 대형무척추동물 군집 특성과 주요 종의 분포 특성을 알아보기 위하여 2021년 현장조사를 실시하였다, 현장조사는 국립생태원의 "내륙습지 조사지침(2020)"에 따라 수행되었다. 조사기간 동안 출현한 저서성 대형무척추동물은 총 3문 5강 19목 53과 133종이었다. 습지별 출현종수는 4~31종의 범위였으며 평균 17.5종이 출현하였다. 포식성 곤충인 잠자리목과 노린재목, 딱정벌레목의 세 분류군은 출현종수와 개체밀도가 각각 전체의 67.7%와 68.2%를 차지하였는데, 특히 딱정벌레목의 구성비가 가장 높았다. 한편, 국가습지 유형분류체계에 따른 습지 유형별 출현종수와 개체밀도는 통계적으로 유의미한 차이가 없었다. 본 연구를 통하여 멸종위기 야생생물은 기수갈고둥과 물장군, 물방개의 총 3종이 확인되었으며 큰무늬왕잠자리를 비롯하여 제주도 내에만 국지적으로 분포하는 다수의 종이 기록되었다. 전체 대상 습지는 저서성 대형무척추동물 군집의 유사성에 따라 5개의 그룹으로 세분되었으며 각 그룹은 습지면적과 세립질 입자의 구성비, 습지 장축 길이, 수생식물 구성비의 항목에서 통계적으로 유의미한 차이를 보였다. 지표종분석(ISA) 결과에서 총 19종의 지표종이 선정되었는데, 노란실잠자리는 지표값이 63%로 가장 높았으며 그 다음으로 자색물방개와 깔따구류의 순이었다. 습지 환경과 생물 자료를 지속적으로 축적한다면 지표종의 환경변화에 따른 반응을 보다 객관적으로 제시할 수 있으며 습지생태계의 현재 상태를 평가하고 관리하기 위한 생물학적 지표 개발에 적용이 가능할 것이다. 본 연구 결과는 중·소형 습지에 대한 저서성 대형무척추동물의 생물다양성과 서식환경에 대한 정보를 제공하고 향후 습지 보전과 복원을 위한 기초자료로 활용되기를 기대한다.

• 한국토양비료학회지
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• 제45권5호
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• pp.853-860
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• 2012

비산재 혼합에 의한 $CH_4$과 $CO_2$ 방출 저감 가능성을 조사하기 위해 질소 ($(NH_4)_2SO_4$) 무처리구와 처리구를 두고 비산재를 0, 5, 10% 수준으로 혼합한 후 토양 수분 변동조건 (습윤기간, 전이기간, 건조기간)에서 60일간 실험실내 항온배양실험을 통해 $CH_4$과 $CO_2$ flux를 분석하였다. 전체 항온배양기간 중 평균 $CH_4$ flux는 $0.59{\sim}1.68mg\;CH_4\;m^{-2}day^{-1}$의 범위였으며, 질소 무처리구에 비해 처리구에서 flux가 낮았는데, 이는 질소 처리시 함께 시용된 $SO_4^{2-}$의 전자수용체 기능에 의해 $CH_4$ 생성이 억제되었기 때문으로 판단되었다. 질소 무처리구와 처리구에서 비산재 10% 처리에 의해 $CH_4$ flux가 각각 37.5%와 33.0% 감소하였는데, 이는 물리적인 측면에서 미립질 (실트 함량 75.4%)인 비산재 시용에 의해 통기성 대공극량이 감소되어 $CH_4$ 확산 속도가 저감되었기 때문으로 판단되었다. 또한, 생화학적 측면에서는 비산재의 $CO_2$ 흡착능에 의해 $CH_4$ 생성의 주요 기작 중 하나인 이산화탄소 환원에 필요한 $CO_2$ 공급이 억제된 것도 원인 일 수 있다. 한편, 전체 항온 배양 기간의 평균 $CO_2$ flux ($0.64{\sim}0.90g\;CO_2\;m^{-2}day^{-1}$) 역시 질소 무처리구가 질소 처리구보다 높았다. 이는 일반적으로 질소 시비에 의해 토양 호흡량이 증가한다는 기존의 연구결과와는 상이한데, 본 연구에서 질소 처리에 의해 활성화된 미생물에 의해 $CO_2$ flux 최초 측정 시점 (처리 후 2일째) 이전에 이미 상당한 양의 $CO_2$가 이미 방출되어 실측 flux에 반영되지 못했기 때문으로 설명이 가능했다. $CH_4$과 유사하게 $CO_2$ flux도 비산재무처리구에 비해 비산재 10% 처리구에서 약 20% 감소하였는데, 이는 비산재의 원소 구성 중 Ca과 Mg과 토양수내 탄산이온의 탄산염 ($CaCO_3$과 $MgCO_3$)화 반응에 의한 $CO_2$ 침전 때문이다. 이상과 같은 비산재 처리에 의한 $CH_4$과 $CO_2$ flux 감소에 의해 지구온난화지수 역시 비산재 10% 처리구에서 약 20% 감소하였다. 따라서, 비산재는 논 토양에서 $CH_4$과 $CO_2$ 방출 저감에 효과가 있는 것으로 나타났으며, 실재 벼 재배 포장에서의 실험을 통한 추가적인 검증이 필요하다.

• 생태와환경
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• 제36권1호통권102호
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• pp.21-28
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• 2003

한국의 전형적인 중규모의 하천인 경기도 가평천에서 2000년 4월에 하순에 따른 수서곤충의 군집조성과 섭식기능군을 조사하였다. 야외조사를 위하여 하순 II${\sim}$VII에 해당하는 하천의 본류와 3개의 주요 지류를 소구역(약 1${\sim}$4 km거리에 해당)으로 나누어 Surber sampler(50${\times}$50cm,망목 0.75mm)를 사용하여 소구역당 1${\sim}$2지점 (총 30지점)을 채집하였다. 정량채집 (지점당 2회${\times}$30지점 =총 60회의 Surber sampling; 급류대 1회, 채수대/완류대 1회 채집) 및 추가로 실시한 정성채집의 결과로서 가평천에서 채집된 수서곤충은 총 8목 54과 103속 164종이었으며, 날도래목 (56종: 34.1%), 하루살이목 (43종: 26.2%), 파리목 (25종: 15.2%), 강도래목 (23종: 14.0%), 딱정벌레목 (6종: 3.7%), 잠자리목 (6종: 3.7%), 노린재목 (3종: 1.8%), 그리고 뱀잠자리목(2종: 1.2%)이 포함되었다. 하루살이-강도래-날도래군 (EPT-group) (122종: 74.4%)또는 EPT-group과 파리목의 합(147종: 89.6%)이 전체수서곤충 군집의 거의 대부분을 차지하였고, 하천의 중류유역 (하순 III${\sim}$VI)에서 더욱 많은 수의 수서곤충 종이 출현하였다. 하천의 전체 조사지점에서 정량채집에 의하여 채집된 수서곤충의 개체수는 총 26,286개체 (136${\sim}$2522개체/0.5 $m^2$, 평균 906.4개페/0.5 $m^2$)로서 하루살이목 (11,994개체: 45.6%), 파리목 (8730개체: 33.2%), 날도래목 (4123개체: 15.7%), 강도래목 (1213개체: 4.6%), 딱정벌레목 (204개체 0.8%), 잠자리목(13개체: 0.05%), 뱀 잠자리목 (5개체: 0.02%), 그리고 노린재목 (4개체: 0.02%)이포함되었다. 하순이 증가할수록 평균 수서곤충 개체수는 증가하였고, 강도래목의 개체수는 감소하였으며, 날도래목의 개체수는 증가하였다. 유기물오염의 내성종인 깔따구류, 등줄하루살이, 줄날도래류는 하천의 하류유역 (하순VII)에서 특히 풍부하였다. 하천의 중류유역 (하순 IV${\sim}$Vl)에서 종다양도지수 (H')는 상대적으로 높았고, 우점도지수(Dl)는 상대적으로 낮았다. 섭식기능군 중에서 써는 무리가 가장 적은 부분을 차지하였고, 줍는 무리는 가장 풍부하였다. 거르는 무리는 하류유역 (하순 Vl과 Vll)에서 현저히 증가하였고, 긁는 무리는 하천의 전유역에 걸쳐 고르게 분포하였으며, 잡아먹는 무리는 하천의 최상류유역(하순 ll)에서 특히 풍부하였다. 전반적으로 볼 때 금번에 가평천에서 조사된 수서곤충의 군집조성과 섭식기능군은 북반구 온대낙엽수림대의 일반적 하천의 특성(하천연속성의 개념에서 설명)과 많은 부분 유사하였다.

• 한국전통조경학회지
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• 제31권2호
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• pp.1-19
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• 2013

역사공간의 진정성 제고와 보존관리에 활용될 기초자료 제공을 목적으로 국가지정 문화재인 경상북도 소재 안동 하회마을, 경주 양동마을, 성주 한개마을 등 3개 민속마을의 외래식물 분포현황을 조사 분석한 결과는 아래와 같다. 1. 민속마을의 전체식물상은 127과 430속 614종 5아종 100변종 33품종으로 총 752분류군이 확인되었으며, 그 중에 목본식물은 263분류군(35.0%), 초본식물은 489분류군(65.0%)으로 나타났다. 하회 양동 한개마을의 전체 식물상은 각각 총 534 479 408분류군이 확인되었고, 외래식물률은 30.1 38.2 37.0%로 나타났다. 유형별로는 관상외래식물이 135분류군, 풍치외래식물이 21분류군, 경작외래식물이 64분류군 그리고 귀화외래식물이 80분류군 으로 나타나, 관상외래식물의 비율이 탁월하게 높았다. 마을별로는 하회마을 161분류군(30.1%), 양동마을 183분류군(38.2%), 한개마을 151분류군(37.0%)으로 양동마을에서 가장 높은 비율의 외래식물이 확인되었다. 2. 하회마을내 단위문화재로 지정된 고택 정원에 식재된 관상외래식물은 총 30분류군이고, 옥연정사(8분류군) 양 진당(7) 하동고택(6) 충효당(5) 등의 순으로 외래식물수가 높았으며, 백목련 능소화의 식재율이 탁월하였다. 양동마을에서는 총 51분류군이 관찰되었는데, 두곡고택(16분류군) 수졸당(14) 무첨당(13) 상춘헌고택(12) 등의 순으로 나타났으며, 수국 불두화 상사화 등의 출현율이 높았다. 그리고 한개마을의 관상외래식물은 총 62분류군으 로 진사댁(35분류군), 교리댁(25) 한주종택(20) 하회댁(16) 등의 순이었으며, 골담초 뚝향나무 백목련 불두화 산당화 등의 출현률이 높았다. 3. 정원 외부를 살펴보면 하회마을에서는 만송정 숲 하부에는 환경부 지정 생태계교란식물인 돼지풀이 높은 우점도로 생육하고 있어, 겸암정사 인근의 가시박과 함께 제거대책의 마련이 시급하다. 또한 만송정숲 주변 낙동강 하상으로는 아까시나무림과 양버들군락 등의 풍치외래식물이 하안식생으로 띠숲을 이루고 있다. 양동마을에서는 마을 안길에 자연 발생한 가죽나무군락과 아까시나무와 족제비싸리가 비향토식생경관으로 인지된다. 또한 한개마을 외곽에 산발적으로 분포하는 가죽나무와 아까시나무의 세력 확산이 문제점으로 드러났다. 민속마을 간 발생 외래식물의 유사도는 47.0~48.6%로 이와 같은 이유는 연구대상지가 모두 경상북도에 위치하여 있는 관계로 식물의 생육조건이 유사하며, 관상용으로 판매되는 외래식물이 제한적이기 때문으로 판단됨에 따라 외래식물에 대한 마을별 관리대책과 공통 관리대책의 병행이 요구됨을 암시하였다.