• 한국수자원학회논문집
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• 제52권11호
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• pp.917-929
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• 2019

하천의 탈질은 수질 개선과 정확한 아산화질소($N_2O$) 발생량 추정에 관련해서 매우 중요한 역할을 한다. 탈질과정은 질소 산화물($NO_3{^-}$)을 다수의 단계를 걸쳐 기체 질소($N_2$ 또는 $N_2O$)로 변화시키는 호흡과정으로, 강력한 온난화기체인 $N_2O$의 주요한 생물학적 배출 또는 흡수 과정이다. 수생태계에서는, 물의 범람, 기질 공급과 유체역학적, 생지화학적 특성의 복잡한 상호작용이 탈질 과정과 다단계 반응의 정도에 따라 중간산물인 $N_2O$ 발생량(flux)을 조절한다. 이처럼 기질의 농도뿐만 아니라 하상의 물 흐름과 체류시간이 반응 산물에 영향을 미치지만, 하천에서 탈질 정도를 조절하는 유체역학적 특성과 지형학적, 생지 화학적 인자의 상호작용에 대한 연구 결과는 아직 제한적이다. 본 실험은 미세지형 변화의 영향을 모의하기 위해서 2차원 실험 수로에 사구를 형성하여 하상지형에 따라, 정지상태의 폐쇄형 챔버를 이용해 $N_2O$ 발생량을 측정하였다. 또한 기질과의 미세지형의 상호작용을 확인하기 위해서 두 독립된 실험은 같은 수로와 지형 구조를 가지지만 다른 용존 유기탄소(DOC) 농도로 설계하였다. 또한 얻어진 자료를 토대로 Random Forest 모델을 활용하여 $N_2O$ 발생량과 조절인자를 추정하였다. 높은 DOC 농도 실험에선, $N_2O$ 발생량이 흐름 방향을 따라 증가하다 사구 뒤쪽 경사에서 가장 높은 발생량($14.6{\pm}8.40{\mu}g\;N_2O-N/m^2\;hr$)이 측정되며, 그 이후로 감소하는 경향을 보인다. 또한 사구 뒤쪽 경사에서 암모늄 농도가 $31.0{\pm}6.24{\mu}g-N/g\;dry\;soil$로 가장 높으며 $N_2O$ 발생량과 유사한 경향을 나타낸다. 반면에, 낮은 DOC 토양은 지형학적 변화에 따른 $N_2O$ 발생량과 암모늄의 변화를 나타내지 않았으며 발생량과 농도 또한 낮게 나타났다. 따라서 본 실험을 통해 비록 지형적 변화는 $N_2O$ 발생량과 화학적 특성에 영향을 미쳤지만, 그 효과는 탄소 가용성에 의해 제한된다는 것을 확인하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제54권10호
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• pp.819-833
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• 2021

본 연구는 안동댐 하류(4,565.7 km²)를 대상으로 준분포형 수문모델인 SWAT과 서식처모델인 PHABSIM을 연계하여 적용성을 평가하고, 대상어종에 대해 환경생태유량을 산정하였다. 대상유역 내 다목적 댐 2개(안동댐: ADD, 임하댐: IHD)의 실제운영자료를 구축하여 SWAT에 적용하였으며 추가로 1개의 수위관측소(구담: GD)을 선정하여 ADD, IHD, GD에 대해 유입·유출량 검보정을 수행하였다. 검보정 결과 R²는 0.52 ~ 0.74, NSE는 0.48 ~ 0.71, RMSE는 0.92 ~ 2.51 mm/day로 분석되었다. 검보정된 GD의 유출량을 이용하여 2012년부터 2020년까지의 유황분석을 실시한 결과, 관측값의 유황분석 결과와 비교하여 평균 Q185는 36.5 m³/sec (-1.4%), 평균 Q275는 23.8 m³/sec (0%)로 분석되어 Q185와 Q275를 PHBASIM의 유량 경계조건으로 적용하였다. PHABSIM의 대상하천은 GD가 위치한 410 m 구간으로 선정하였고 하천기본계획보고서 기반으로 하천단면 및 수리인자를 구축하였다. 대상하천의 우점종은 피라미, 아우점종은 돌고기로 분석되었으며 문헌조사를 통해 대상어종의 HSI를 수집하였다. PHABSIM 수위 모의결과, Q185, Q275에서 각각 -0.12, +0.00 m의 오차가 발생하였고, 유속모의의 경우 Q185, Q275에서 각각 +0.06, +0.09 m/s의 오차가 발생하여 연계모의가 적절하게 된 것을 확인하였다. PHABSIM의 서식처 모의 결과, 피라미의 평균 가중가용면적 WUA와 환경생태유량은 76,817.0 m²/1000m, 20.0 m³/sec, 돌고기의 평균 WUA와 환경생태유량은 46,628.6 m²/1000m, 9.0 m³/sec로 분석되어 피라미가 돌고기보다 대상하천에 대해 적응성이 높은 것을 확인할 수 있었다.

• 한국유기농업학회지
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• 제29권2호
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• pp.223-240
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• 2021

본 연구 시험포장의 토양은 식양질의 지산통으로 우리나라 논토양의 평균적인 화학적 특성과 비교하면 유효규산과 pH가 높았으며 유효인산과 유기물함량은 낮았다. 관행 및 유기재배구의 생육특성은 초장과 수장, 분얼수는 유의적인 차이가 없었으며 입모수의 경우 유의적인 차이를 보였다. 유기재배구에서 관행재배구에 비해 잡초발생이 많았으며 이는 수확작업 시 수확량의 손실에 지대한 영향을 미쳤으며 주요 초종으로는 뚝새풀과 벼룩나물이었다. 밀의 생리장해로서 도복의 발생은 유기재배구보다 관행재배구에서 더 많이 발생하였는데 이는 질소질비료의 시용량과 관련이 있는 것으로 보여진다. 병해충발생은 겉깜부기병, 붉은곰팡이병, 흰가루병, 잎마름병, 누른모자이크병, 노린재류, 진딧물이 발생하였으며 유기재배구에서 겉깜부기병과 붉은곰팡이병 다소 발생하였다. 관행과 유기재배구에서 수확한 밀알의 성분분석 결과, 단백질함량은 전남지방에서 생산되는 밀의 평균값보다 낮았고 회분함량은 높게 나타났으며 2019년과 2020년의 연차 간 밀알성분의 차이는 단백질, 지방의 함량은 증가하고 수분, 탄수화물함량은 감소하였으며 회분은 비슷한 함량을 보였다. 2019년의 밀 수확량은 유기재배구(559 kg/0.1 ha)가 관행재배구(532 kg/0.1 ha)보다 더 높은 수량을 보였지만 2020년에는 배수불량으로 인한 누른모자이크병과 잡초 발생으로 관행재배구는 10%, 유기재배구는 30%의 수확량 감수를 초래했다. 2019년의 밀 재배농가의 순수익은 관행재배구(46만원/0.1 ha)로 유기재배구(44만원/0.1 ha)에 비해 다소 높게 나타났으며 경영비는 유기재배구(16.2만원/0.1 ha)가 관행재배구(9.4만원/0.1 ha)에 비해 다소 높았는데 이는 유기재배에서 비료비와 종자비가 관행재배보다 높았기 때문이었다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제50권4호
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• pp.122-147
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• 2017

중산동 유적은 선캠브리아기의 석영편암층과 운모편암층에 걸쳐 분포하며, 풍화층에는 운모, 석영, 장석, 각섬석 및 녹니석 등 다양한 비가소성 광물이 다량 포함되어 유적지의 지반을 형성하고 있다. 중산동 유적 신석기시대 토기는 다양한 갈색계열을 보이며, 일부 시료는 속심과 내면을 따라 흑심이 발달하고 예리한 빗살시문과 손누름 자국이 관찰된다. 이들은 비가소성 입자의 조성과 입도 및 분급과 원마도가 다양하여 특징적 광물조성에 따라 4 유형으로 세분하였다. I-형은 장석질 토기로 장석이 주성분이며 석영과 운모를 포함하기도 한다. II-형은 운모질 토기로 녹니석화된 운모류, 활석과 투각섬석 및 투휘석의 조합을 이룬다. III-형은 활석질 토기로 미량의 석영과 운모를 동반한다. IV-형은 석면질 토기로 투각섬석과 미량의 활석을 포함한다. 중산동 토기는 내외면의 색상이 다소 불균질하다. I-형 토기군은 장석류 함량에 따라 적색 및 황색도에 차이가 있으며, III-형 토기군과 유사하다. II-형은 적색도가 다소 높아 IV-형과 유사하다. 유적지 토양은 토기에 비해 적색 및 황색도가 높다. 전암대자율은 0.088~7.360(${\times}10^{-3}$ SI unit)의 넓은 범위이나, 각 유형별 주성분 광물에 따라 구분된다. 토기의 부피비중과 흡수율은 1.6~1.7 및 13.1~26.0%의 범위를 보인다. 각 유형별 토기군은 I-형의 유기물 고착시료 < III-형 및 IV-형 < I-형 < II-형 (IV-형의 IJP-15 포함)의 순으로 공극률과 흡수율이 증가하며 뚜렷한 영역 차이를 보였다. 이는 비가소성 입자의 종류와 입도 등에 따라 물리적 성질의 차이가 나타나기 때문이다. 중산동 토기는 다양한 재료의 혼합으로 이루어져 있으나, 유적지 토양은 중산동 토기가 갖는 모든 광물조성을 공급할 수 있는 지질조건을 갖추고 있다. 따라서 원료는 유적지 주변 석영편암과 운모편암의 풍화대에서 수급이 가능하였을 것으로 판단된다. 그러나 구성광물, 입도 및 암편이 다양한 양상을 보여 원료 채취장소가 여러 곳이었을 가능성이 높으며, 이에 따른 점토화 및 풍화도의 차이가 있는 것으로 해석할 수 있다.

• 한국기후변화학회지
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• 제5권1호
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• pp.71-81
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• 2014

미기상학적 방법인 에디공분산 기법을 이용하여 벼-보리 이모작의 논 생태계와 대기간 $CO_2$ 교환량의 계절적 변화를 조사하고, 벼-보리 이모작 작부체계에서 벼 재배기간의 $CO_2$ 교환량에 미치는 환경요인들과 지상부 생육량의 효과를 분석하였다. 관측된 $CO_2$ 플럭스자료는 보정과 결측 보충 등의 과정을 거친 후 분석에 활용되었다. 벼-보리 이모작 논 생태계에서 벼 재배기간 동안의 $CO_2$ 순 생태계 교환량(NEE)과 총일차생산량(GPP) 및 생태적 호흡량(Re)은 각각 단위면적($m^2$)당 -215.6, 763.9, 548.3g C로 분석되었다. 순복사에너지(Rn)와 NEE의 관계는 이차함수로 나타낼 수 있으며, Rn의 이차함수는 NEE 변이의 66%를 설명하였다. 반면에 Re와 지온의 관계는 지수함수로 나타낼 수 있으며, 벼논이 배수생태에서는 Re에 대한 지온의 지수함수는 Re 변이의 43%를 설명하였다. 그리고 벼 작물의 지상부 생육량과 논 생태계의 $CO_2$ 플럭스(NEE, GPP, Re)는 유의성 높은 선형관계를 나타냈다. 따라서 환경인자 및 벼 작물 생육자료와 $CO_2$ 플럭스의 관계식으로 미 관측 논 생태계에 대한 $CO_2$ 플럭스의 추정이 가능할 것으로 판단되었다.

• 한국자원식물학회지
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• 제34권4호
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• pp.297-310
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• 2021

길마가지나무의 자생지 11지역 24개소의 입지환경을 조사한 결과 길마가지나무는 주로 산지의 낮은 지대를 중심으로 임연부, 등산로주변, 계곡부 및 해안림 곳곳에 분포하고 있었으며, 경사는 대부분 평지나 완경사지를 중심으로 분포하고 있었다. 사면방위는 가리지 않았으나 주로 햇볕을 많이 받는 남향에 주로 군락을 이루고 있었다. 군집구조는 분석결과 각각 아까시나무(군집I), 느티나무(군집II), 일본잎갈나무(군집III)가 지표종인 3개 군집으로 나뉘었다. 출현식물의 경우 군집 I에서 출현한 식물은 50과 77속 78종 2아종 11변종 총91분류군, 7개의 방형구로 느티나무가 지표종인 군집II에서 출현한 식물은 51과 82속 80종 2아종 10변종 1품종 총93분류군, 11개로 가장 많은 방형구가 해당되며, 느티나무가 지표종인 군집III에서 출현한 식물은 61과 111속 129종 2아종 13변종 3품종 총147분류군으로 나타났으며, 특이식물로는 특산식물 1분류군, 침입외래식물 9분류군, 희귀식물 5분류군으로 상대적으로 적은 개체수가 출현하였다. 상대우점치(I.P.) 분석결과 각군집의 지표종으로 대표되는 종이 있으나 특정군집에 독립적으로 출현하는 경우는 적었다. 대표적으로 느티나무, 참나무, 아까시나무, 밤나무 등이 있었으며, 아까시나무군집의 교목층을 제외하면 대부분 경쟁관계에 있음을 확인할 수 있어 지속적인 관찰이 필요하다고 판단된다. 종다양성지수 분석과 유사도지수 분석에서도 상대우점치 분석과 유사한 결과를 확인할 수 있었는데, 군집 간 특정종이 우세하기 보다는 균등도가 매우 높으며, 출현식물이 상이하기 보다는 유사한 경향을 띄고 있었다. 토양분석 결과, 군집 간 전형적인 갈색산림토양, 암적색산림토양의 성질을 보였으며, 배수가 좋은 사양토를 기반으로 하고 있었다. 유기물의 경우에는 일반적인 산림토양에 비해 함량이 대체적으로 높은 경향을 보이고 있었다. 미루어 보았을 때 길마가지나무의 자생지 분포는 지역적인 경향보다는 상층이 울폐하지 않는 임연부, 등산로를 중심으로 유기물이 풍부한 환경에 분포해 환경에 대한 적응력이 뛰어난 것으로 판단된다. 하지만 상층이 울폐한 경우에는 피압으로 인해 생육이 부진한 경향을 보여 광 요구도가 높은 수종으로 판단된다.

• 대기
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• 제31권2호
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• pp.229-240
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• 2021

본 연구에서는 기상청에서 2018년부터 운영 중인 전지구 해양자료동화시스템 GODAPS에 대하여 소개하였으며, 2015년 2월부터 2016년 1월까지 일년간의 실험 수행을 통한 결과를 분석하여 이 시스템의 특성을 살펴보았다. GODAPS는 크게 해양-해빙 모델과 3차원 변분법 기반의 자료동화 시스템으로 구성되어 있고, 전지구적으로 수집된 현장 및 위성 관측자료를 자료동화하여 매일 1회 분석장과 예측장을 생산한다. 이때 해수면온도, 수온과 염분 프로파일, 해수면고도 변이, 그리고 해빙농도 관측자료를 자료동화한다. 분석증분 및 배경장/분석장으로부터의 관측증분에 대한 분석, 자료동화를 적용하지 않은 실험과의 비교 등을 통해 GODAPS 자료동화 결과를 비교검증하였다. 자료동화는 관측자료들을 효과적으로 활용하고 있었으며, 전지구 규모에서 편차를 줄인 분석장과 예측장을 생산하고 있는 것으로 나타났다. 이외에도, 변동성이 강한 중위도 해역의 쿠로시오와 걸프만 해류의 중규모 현상을 재현하는데 있어서도 결정적인 영향을 미치는 것으로 확인하였다. 해양초기장을 향상시키기 위해서는 모델과 자료동화 기술의 개발과 더불어, 다양한 관측자료를 활용하는 것이 중요하다. 하지만, 현업에서 활용할 수 있는 해양관측자료는 한계가 있으며, 따라서 가용한 자료를 자료동화 과정에 포함시키는 노력이 요구된다. 수온에 비해 염분의 경우 상대적으로 관측자료가 부족한데, 최근에는 SMAP (Soil Moisture Active Passive) 등 인공위성을 활용한 표층 염분자료가 제공되고 있으며, 기상청에서도 자료동화 과정에 독립적인 위성 염분자료를 활용한 분석장 검증 및 자료동화에 직접적용하는 연구를 추진하고 있다. 특히, 표층 염분의 자료동화를 통해 열대해역의 혼합층 깊이가 개선되고, 결과적으로 기후예측성을 향상시키는 연구결과(Hackert et al., 2020) 등을 고려할 때, 향후 위성관측 표층염분의 자료동화는 기후예측 분야에 있어서 점차 중요해질 것으로 판단된다. 본 연구의 실험결과에서도 GODAPS의 염분 관측증분 오차가 표층에서 상대적으로 크게 나타나고 있어, 해양초기장의 정확성을 높이고 나아가 기후예측성을 높이는데 위성 염분자료가 효과적으로 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권2호
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• pp.139-147
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• 2021

가축분뇨는 고액분리 후 액상 가축분뇨를 호기생물반응조에서 충분히 부숙시켜 화학비료를 대체한 유기질비료(액비)로 이용하고 있다. 그러나 액비는 작물 생장 중인 여름철에는 토양 살포가 제한되기 때문에 액비 처분 문제가 반복 발생되고 있다. 액비를 추비(웃거름)로 이용하기 위해서는 액비 내 슬러지 저감, 병원성 미생물에 대한 안정성 문제가 확보되어야 한다. 본 연구에서는 가축분뇨 액비의 추비 이용을 위해 부유물질(SS) 제거와 살균 효과가 있다고 알려져 있는 마이크로버블 장치(FeMgO 촉매 삽입)의 액비 내 부유물질과 대장균군의 저감효과를 알아보고 마이크로 필터 장치를 연계한 시스템의 부유물질 제거 효율 향상 여부를 확인하였다. 마이크로버블 장치의 부상분리 과정을 거치면서 액비 내 부유물질은 57.9% 제거되었으며, 대장균군은 검출되지 않았다(16,200 MPN/100mL → 0 MPN/100mL). 마이크로 버블 장치와 마이크로 필터 연계 시스템의 수리학적 체류시간 최적화을 통해 액비 내 부유물질 제거 효율은 수리학적 체류시간이 0.1h 조건에서 92.9%까지 향상된 것을 확인하였다. 같은 조건에서 처리수의 성상을 확인한 결과 유기오염물질은 64.5%(TCOD), 70.1%(SCOD) 제거되었으며 인산염인(PO4-P)과 총질소(TN)의 농도도 각각 54.9%와 51.5%까지 감소되었다. 이러한 연계 시스템으로부터 처리된 유출수는 기존 액비의 조성보다 부유물질 및 오염물질 농도 감소, 대장균군이 포함되지 않아 추비로 직접 이용이 가능할 것으로 판단된다.

• 생물환경조절학회지
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• 제31권1호
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• pp.43-51
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• 2022

본 연구는 참외 재배 지에서 흰가루병, 담배가루이 및 두점박이응애가 동시에 발생하였을 때 45, 40, 35℃(대조구)의 온도에서 측창으로 환기 처리 시, 온실 내 온·습도의 변화, 병충해 발생과 잎말림, 그리고 개화조절에 미치는 효과를 검토하였다. 3월 3일 '히든파워' 대목에 접붙여진 '알찬꿀' 참외를 40cm 간격으로 격리상에 심었고, 위에 언급한 병해충이 모든 처리구에서 발생한 6월 18일부터 7월 13일까지 처리하였다. 온실의 온도는 맑은 날에는 설정 온도 지점까지 증가되었고, 45℃ 환기 처리에서 고온 고습이 약 9시간 동안 유지되었다. 주간 최고 기온과 최저 상대습도 차이는 45℃ 환기 처리에서 가장 높았다. 환기 처리 11일 후에는 흰가루병과 두점박이응애 피해가 45℃ 환기 처리에서 거의 회복되었지만 40℃와 35℃에서는 그렇지 않았다. 처리 14일 후, 담배가루이와 두점박이 응애 밀도는 45℃에서 유의하게 감소하였으나 흰가루병 증상은 유의하게 감소하지는 않았다. 잎말림은 고온에서 유발되었으나 45℃에서도 심하지 않았다. 처리 26일 후, 새로 나온 줄기의 15 마디의 개화수를 조사한 결과, 45℃에서 암꽃이 전혀 나오지 않았고 수꽃은 1.2개로 나타났다. 이상의 결과는, 고온기에 45℃의 고온에서 2-3주간 환기 처리는 온실 내부의 고온 고습을 유도하여 흰가루병, 담배가루이, 두점박이응애를 통제하고, 개화를 억제하여 참외의 영양 생장을 회복할 수 있는 방법으로 사료되었다.

• 한국조경학회지
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• 제51권2호
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• pp.12-27
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• 2023

본 연구는 강동구의 조성형공원 중 도시 녹지축에 입지한 환경생태적인 가치가 높은 공원을 대상으로 도시공원의 생태적 리뉴얼 조성방안을 마련하고 이를 적용한 설계를 제안하였다. 강동구의 개황과 도시공원 개황을 분석하고 강동구의 토지이용 및 녹지율, 공원녹지, 녹지축 현황을 분석하여 리뉴얼 대상지를 선정하였다. 강동구의 조성형 공원은 근린공원 2개소, 어린이공원 52개소로 총 54개소였으며 현황검토 1단계에서는 공원이 자연축, 녹지축상에 입지 및 인접 여부 등 입지적 가치 분석을 통해 17개소를 추출하였고, 2단계에서는 각 공원 서비스권역 내 녹지 및 오픈스페이스 비율을 바탕으로 1단계 추출 공원 중 8개소를 선정하였다. 3단계에서는 공원면적의 법적 기준 충족 여부를 통해 2단계 추출공원 중 2개소를 선정하였으며, 4단계에서는 공원의 노후화 조사를 통해 3단계 추출 공원 중 1개소를 선정하였다. 리뉴얼 대상지의 도시생태적 현황은 엔트로피 저감 측면의 토지이용현황, 물순환 측면의 토양피복현황, 생물다양성 측면의 식재구조현황을 조사하였다. 리뉴얼 대상지 3곳의 현황분석 결과는 녹지면적은 18.3-45.3%로 부족하였고 시설지 면적은 54.7%-81.7%로 높아 도시온도 저감효과가 낮은 것으로 판단되었으며, 불투수포장 면적이 공원 면적의 34.5%-48.9%로 시설면적의 대부분을 차지하여 물순환 기능이 부족한 것으로 판단되었다. 식재구조는 단층과 복층구조로 이루어져 있고 교목층은 양호하였으나 하부식생이 빈약하였고 식이식물이나 대경목 식재지는 없어 생물다양성이 낮은 상태였다. 본 연구에서 리뉴얼 대상지로 선정한 선린어린이공원, 당말어린이공원, 샘물어린이공원을 생태적으로 리뉴얼 설계한 후 공원별 생태면적률은 리뉴얼 전보다 1.4-3배 이상 증가하였다. 도시 녹지축에 입지한 도시공원을 도시생태계의 관점으로 바라보고 이를 생태적으로 리뉴얼하면 도시생태계 측면에서 엔트로피 저감, 물순환 건강성 향상, 생물다양성 기반조성에 기대효과가 높을 것으로 판단된다.