• 한국물환경학회지
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• 제32권2호
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• pp.135-141
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• 2016

This study investigated changes of hydrology, soil characteristics, riparian vegetation communities, and geomorphology in sandbars before and after sand-mining to determine the effect of sand-mining at upstream of Guemgang and Bochungcheon streams in Korea. Sand-mining events affected the mining area. They supplied organic matters and nutrients during flood. Sediment deposition caused soil texture change and expansion of vegetation area. However, riverbeds were stabilized after the disturbance. According to the analyses of aerial photographs, the vegetation area was significantly expanded in both dam-regulated streams and dam-unregulated streams after sand-mining. Willow shrubs advanced in disturbed area at an average of 10 years after sand-mining. It took willows trees 10.6 years to become dominant communities. Therefore, it took a total of 20.6 years for new riparian forest to form in sandbar after sand-mining. Our results confirmed that stream flow condition were dependent on vegetation recruitment in dam-regulated streams and dam-unregulated streams. For willow recruitment in unregulated streams, calculation of water level below dimensionless bed shear stress is important because low water level variation is a limiting factor of vegetation recruitment.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제1권2호
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• pp.68-81
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• 2014

본 연구에서는 2차원 흐름/유사이동 모형에 식생생장모형을 추가하여 하도의 식생 활착 및 성장에 의한 지형변화 과정과 특성을 수치모의 하였다. 교호사주가 발달하는 조건에서 식생 이입 및 활착은 사주의 이동을 감소시켰다. 식생면적 및 하폭의 변화는 저유량 지속시간보다 상류유량 변화에 더 크게 영향을 받았다. 상류유량이 감소하면 식생면적은 증가하고 하도폭은 감소하였다. 망상하도가 발달하는 조건에서 하도내 식생 이입 및 활착은 지형변화 특성에 크게 영향을 미쳤다. 망도하도에서 식생은 망상의 수를 감소시키고 결국 상류유량이 크게 감소하면 하도지형을 망상하도에서 단일수로로 변화시켰다. 식생면적은 상류유량이 증가함에 따라 감소하였다. 하도폭은 식생 도입 후 급격히 줄어들었고 상류유량 감소와 함께 감소하였다. 수치모의를 이용하여 홍수량 감소가 하도 내의 식생 이입 및 활착을 가속시키고 이로 인해 하도변화 특성에 미치는 영향을 정성적으로 확인할 수 있음을 보였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제43권5호
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• pp.455-469
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• 2010

낙동강 상류에 위치한 안동, 임하 댐 하류 하천에서 두 댐에 의한 충적하천의 변화와 식생이입 현상을 정성적, 정량적으로 조사, 분석하였다. 하천형태 및 하상재료 분석 결과, 댐 하류는 전반적으로 저하되었고 일부 구간은 최대 3m 이상 세굴 되었다. 하상재료도 전반적으로 임하댐 건설 전 평균 1.5mm에서 건설 후 2.5mm로 조립화되었다. 댐 건설로 인한 하상소류력의 감소는 사주에 식생 활착을 촉진시켰으며, 그 결과 사주의 식생이입률은 1971년 자연 상태에서 8% 수준에서 안동댐 건설 후 1988년에 25%로 증가하였다. 임하댐이 완공된 1992년 이후 사주 상 식생이입은 가속화되어 겨우 3년이 지난 1995년에 사주 식생이입률은 43%가 되고, 그 후 10년이 지난 2005년에는 74%까지 증가하였다. 세부조사구간 중 하나인 윗절에서 항공사진에 의한 식생천이 현상을 분석한 결과 모래와 자갈이 노출된 '맨' 사주에서 시작하여 큰개여뀌, 달뿌리풀, 버드나무류 유식물 등 개척 단계를 지나, 일부 달뿌리풀은 유지되고 버드나무 관목이 등장하고 나중에는 선버들이나 왕버들 같은 교목림으로 정착되는 것으로 나타났다. 하회마을 앞과 강 건너 점 사주의 경우 타 논문에서 기제시된 여건 등으로 2005년 항공사진에서 식생이입은 억제되는 것으로 보였지만, 2009년에 촬영한 사진에 상당 부분 확대되는 것으로 나타나 이에 대한 대책이 필요하다. 사주 상 식생이입의 가속화는 구담습지 등 자연 상태의 모래하천에서 찾아보기 어려운 독특한 배후습지를 창출하여 환경적으로 종의 다양성이 커져서 서식처로서 가치 자체는 높아질 수 있다. 마지막으로, 댐에 의한 홍수량 감소와 그에 따른 하상소류력 감소가 사주 상 식생이입 및 활착을 가속화시켰다는 가설은 대표 단면에서 무차원 하상전단응력의 검토 결과 확인되었다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제3권3호
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• pp.207-211
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• 2016

본 연구는 충적하천의 식생이입 현상, 즉 경관생태적으로 하천이 화이트리버에서 그린리버로 변하는 현상을 원인 별로 구분하고, 구분된 각각의 유형을 설명하고, 앞으로의 연구방향을 제시하는 것이다. 문헌연구와 과거 필자들이 제한된 범위에서 시행한 관련 국내 연구성과에 의하면 사주 상 하천식생 이입과 퇴행의 필요/충분 조건은 기계적 교란 (하상소류력), 토양습윤(지하수위, 지형, 하상재료 구성, 강수 등), 침수기간, 극단적 기후, 그리고 영양염류의 유입 등이다. 본 연구에서 사주 상 하천식생 이입과 퇴행의 원인 별 유형으로서 부분적으로 입증된 가설인 봄철 강우양상 변화로 인한 비조절하천에서 홍수 저감과 하천에 영양물질 유입증가 유형을 추가하였다. 하천식생 이입과 퇴행 현상을 과학적으로 더 규명하고 실제 이용가능한 하천식생모형의 개발을 위해서는 화이트리버가 그린리버로 바뀌는 현상의 전국적인 현황조사, 가설의 검증과 세분화를 통한 원인 별 유형 정립, 동적 하천식생 모델링 기법 개발, 변화에 따른 적응관리 등에 대해 연구가 필요하다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제44권10호
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• pp.797-807
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• 2011

국내 하천에서 사주 상 식생 활착 현상이 급속하게 진행되고 있다. 1960년대 산업화와 도시화 이전 우리나라 하천은 모래, 자갈이대부분인이른바 'White River (백사장하천)'이었으나, 1970년대이후댐건설, 하천정비등으로유황과유사이 송특성이 교란되어수변에 식생이번무하게 되는이른바 'Green River (식생하천)'가진행중이다. 본 연구는비조절하천사주 상 식생활착에 영향을 미치는 인자 중에서 수위, 수온, 강우, 토양수분, 토양입경 등의 상호연관성을 파악하고자하였다. 이를 위해 우리나라 모래하천인 내성천의 하류를 시험하천구간으로 선정하고, 289일간 모니터링 및 조사 분석을 실시하였다. 또한 과거로부터 현재까지 식생의 경년변화를 파악하기 위해 1970년부터 2009년까지의 항공사진을 분석하였다. 시험하천구간의 범위는 횡단길이 361m, 종단길이 약 2 km이다. 조사 분석 결과 내성천 시험하천구간은 지하수위가 하천수위보다 20~30 cm 가량 높게 나타나는 이득하천이었다. 지하수온은 일별, 계절별 차이가 $5^{\circ}C$ 미만이었고, 하천수온은 식생활착이 본격적으로 시작되는 5월부터 $10^{\circ}C$ 이하로 떨어지지 않았다. 토양수분의 영향인자는 하층은 지하수위, 상층은 강우이며, 상하층은 모두 토양입경에 영향을 받는 것으로 나타났다. 토양수분측정지점 6곳의 지표면~지하 1m까지의 토양은 $D_{50}$ 입경 0.07~1.37mm의 모래이며, 이 입경에서 가능한 모세관 높이는 약 14~43 cm 범위로 추정된다. 한편 비 조절하천인 시험하천구간의 40년간 공간분석 결과, 인위적인 하천교란과 가뭄은 식생활착을 촉진하며, 홍수로 인해 식생군락이 자주 소멸될 수 있음을 확인하였다. 1970년부터 식생의 크고 작은 활착과 소멸이 반복되고 있지만 현재의 식생면적은 과거에 비해 뚜렷하게 증가되어 있다. 식생면적은 시간에 따라 점진적으로 증가하고 있는 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제52권spc2호
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• pp.875-885
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• 2019

본 연구의 목적은 우리나라 중규모 하천에서의 식생 확장 현상을 분석하는 것이다. 상류에 댐이 있는 섬강, 댐이 없는 청미천, 댐이 있지만 운영이 되지 않고 있는 내성천 등 세 개 하천의 약 1 km 구간에 대해 항공사진 분석을 통한 식생 면적 확장 현상을 분석하였다. 그 결과 해당 구간 면적 대비 섬강 54.7% (2016), 청미천 77.5% (2016), 내성천 49.7% (2017)를 식생이 차지하고 있는 것으로 나타났다. 또한 2010년 이후 청미천과 섬강에서 약 2배, 내성천에서 약 17배로 급격하게 식생이 증가하였고 이에 따라 사주나 수면적은 그만큼 감소하였다. 하천의 위치나 댐 유무에 관계없이 최근들어 하천내 식생이 크게 확장하고 있는 것으로 분석되었다. 하천내 식생 면적의 급격한 증가는 하천의 물리적 구조 뿐만아니라 생태계에도 변화를 유발할 수 있기 때문에 정확한 원인의 규명과 이에 대한 대책의 수립이 필요하다고 판단된다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제2권4호
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• pp.284-290
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• 2015

본 연구는 비 조절하천에서 식생 이입 및 활착 현상에 대해 봄철 강수특성 변화에 따른 식생영향 가설과 질소화합물의 하천유입에 따른 식생영향 가설을 일차적으로 검증하는 것이다. 첫 번째 가설을 검증하기 위해 국내하천에 대해 갈대와 달뿌리풀의 발아기, 유식물기인 3-5월의 강우특성 변화를 분석하였다. 그 결과 최근 35년 동안 연 총 강수량은 약 15% 늘어난 반면에 3-5월의 강수량은 오히려 약 15% 이상 감소한 것으로 나타나서 이러한 가설을 부분적으로 뒷받침하였다. 두 번째 가설을 검증하기 위해 한 쌍의 실험수로에 갈대를 식재 하고 여름 기간 동안 갈대성장을 관찰한 결과 질소화합물이 3.5 mg/L 정도 함유된 오염수를 주기적으로 흘린 수로의 경우 그렇지 않은 경우보다 약 30% 이상 갈대성장이 높은 것을 확인하였다. 비록 강우량 분석 결과와 식생수로 실험결과는 제한된 범위 내에서 수행된 것이지만 국내 비 조절 중소하천의 초본류 번무현상을 일부 설명할 수 있을 것이다.

• The Korean Journal of Ecology
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• 제25권1호
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• pp.1-7
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• 2002

The ecological background of a restoration project is complex and difficult to betermine without experimentation. A useful context for experiments is the well-studied process of natural succession, because the factors that drive or inhibit succession are also at work during reclamation (a form of primary succession) and restoration (which often resembles secondary succession). Using experimental studies on urban wasteland reclamation, we have tested for factors that stimulate or inhibit succession during early phases of woodland development in the Northeastern United states. The emphasis has been on mutualisms (seed dispersal, pollination, and mycorrhizae) and microsite limitations in the recruitment, growth, and reproduction of woody plants. Using plantings of seeds, seedlings, and clusters of reproductively mature plants on abandoned landfills, we have observed that (1) soil microsite deficiencies lead to very poor germination (<0.1$\%$) and seedling survival (<0.01$\%$) of most native species; (2) seed dispersal by birds is a significant and reliable source of woody plant recruitment; however (3) proximity effects are strong, with most (up to 95$\%$) of seed rain falling in the vicinity of planted clusters that are closest to putative seed sources; and (4) remnant natural woodlands are critical components of the recruitment process. To emphasize the last point, in one case, we found that the destruction of approximately 50$\%$ of nearby natural woodland vegetation led to a commensurate decline in seed rain. In another case, we found that the species richness of recruits was strictly limited by the species composition of nearby source plant communities, with no evidence of community enrichment by long distance dispersal over 5 years. We conclude from these results that the size and proximity of remnant natural populations are critical considerations when planning reclamation and restoration programs that rely on natural successional processes.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제6권2호
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• pp.89-100
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• 2019

본 연구는 전통적 수문지형학 범주에서 식생요소를 추가하여 식생-수문-지형 간의 상호작용을 연구한 국내외 성과를 정리, 분석한 것이다. 이 분야는 전통적 하천관리는 물론 하천복원과도 직접적으로 관련되어 있어 학술적으로나 실무적으로나 중요하다. 이 분야 연구는 20세기 중후 반부터 시작하여 현지조사-실내실험/수치모형의 단계를 거쳐 21세기 들어 다시 현장에서 정밀, 장기조사 단계로 가고 있다. 그러나 이 분야 국내 관련연구는 매우 미흡하다. 본 연구는 국내외 관련 연구성과를 분석하고 저자들의 지식과 경험을 토대로 식생-수문-지형 간 상호작용을 설명하는 개념적 모형과 그에 따른 6개의 유형을 제안하였다. 국내 관련연구는 제안된 6개 유형에 따라 분류하고 검토하였다. 다음 국내에서 실제 나타나는 하천식생 관련이슈들을 고려하여 향후 시급히 필요한 연구로서 식생-수문-지형 간 상호작용의 이해를 위해 특성이 서로 다른 복수의 하천에서 이에 대한 장기적, 체계적, 집중적 조사연구(모니터링) 등 다수를 제안하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.196-196
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• 2011

본 연구에서는 일본 다마천 자갈사주의 식생 이입 과정을 조사하고, 과도한 식생 이입에 영향을 미치는 하상토의 특성과 수리적 특성을 분석하여 자갈사주의 복원을 위한 방안에 관하여 조사하였다. 다마천 자갈사주는 넓게 분포하였던 자갈하천(white river)에 버드나무 등의 식생이 과다하게 성장하여(green river), 이를 억제하기 위한 대책을 수립하여 시행하였다. 또한 이곳에 서식하는 고유종(야생 국화)를 복원하기 위한 연구도 진행되었다. 다마천 자갈사주 식생번무의 원인으로, 자갈과 모래 채취, 하천 개수, 상류의 댐과 보의 축조를 들 수 있으며, 자갈사주를 복원하기 위한 종합적인 연구계획이 수립되어 사업이 시행되었다. 복원 대책으로 홍수터를 파고 모래톱 복원, 상류로부터 자갈과 모래 공급, 저수로 확장, 과다 성장한 버드나무나 아카시아 벌목, 표토 제거를 계획하였으며 이를 시행하였다. 모래톱은 성긴 조약돌로 포설하였으며, 다양한 높이로 조성하여 침수 빈도를 다양하게 변화시켰다. 가장 높은 모래톱은 5년 빈도로 하였다. 자갈사주의 복원 및 관리를 위한 모니터링 그룹도 발족하여 현재 자갈사주의 복원 모니터링이 진행 중이며, 이를 바탕으로 체계적이고 계획적인 복원 사업이 진행되고 있다.