• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2012년도 춘계학술발표대회
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• pp.1010-1011
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• 2012

적조란 유해조류의 일시적인 대 번식으로 바다를 적색으로 변화시키며 연안 환경 및 바다 생태계에 악영향뿐만 아니라 양식장의 어패류를 집단 폐사 시키는 현상이다. 적조에 의한 양식어업의 피해는 매년 발생하고 있으며 매년 적조방제에 많은 비용을 소비하고 있다. 이 때문에 적조 발생을 미리 예측할 수 있으면 적조에 대한 피해 및 방재 비용을 최소화 시킬 수 있다. 본 논문은 앙상블 학습은 이용한 적조발생 예측 방법을 제안한다. 제안방법은 앙상블 학습의 bagging과 boosting 방법을 이용하여서 적조를 예측의 성능을 향상시킨다. 실험결과 제안방법은 단일 분류기에 비하여서 더 좋은 적조 발생 예측 성능을 보였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.52-52
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• 2022

남조류 (cyanobacteria)의 대량증식에 의한 녹조현상은 수질 악화 및 수중 생태계에 악영향을 끼친다. 기존 연구에서는 시아노박테리아 증식에 영향을 미칠 수 있는 다양한 요인을 식별하였다. 특히, 최근 (2020)에 수행된 한 연구는 2013년부터 2018년까지 4대 강에 위치한 16개의 지점에서수집된 세 가지 환경 변수, 수온, 유속 및 인(phosphorus)농도 데이터를 사용하여 시아노박테리아 발생에 대한 예측 모델을 개발하였으며 온도가 남조류에 발생에 대한 가장 지배적인 요인임을 시사하였다. 온실가스 배출에 의한 기온의 상승으로 특징되는 기후변화는 전 지구에 급격한 환경변화를 유발하고 있으며 이는 남조류 증식에도 영향을 줄 수 있다. 이에 본 연구에서는 한국의 4대 강에서 다년간 수집된 수온(℃) 및 녹조 (cells/㎖) 데이터에 기반하여 온도-환경변수 민감도 (scaling)를 분석함으로써 기후변화와 남조류 증식의 연관성을 판단해 보고자 한다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2011년도 춘계학술발표대회
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• pp.294-296
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• 2011

적조란 유해조류의 일시적인 대 번식으로 바다물의 색깔이 변하는 자연현상으로 어패류를 집단 폐사시킨다. 적조에 의한 양식어업의 피해가 증가함에 따라서 적조에 대한 많은 연구가 이루어지고 있다. 특히 적조 발생을 미리 예측할 수 있으면 적조에 대한 피해를 최소화 시킬 수 있다. 그러나 국내의 적조 현상 예측에 대한 연구는 단순히 적조발생 판별에 그치는 등 미흡한 실정에 있다. 본 논문은 퍼지 추론을 이용한 새로운 적조발생 예측 방법을 제안한다.

• Ocean and Polar Research
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• 제29권2호
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• pp.101-112
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• 2007

2001년 8월부터 9월 사이에 인천연안 수역에서 발생된 초가을 식물플랑크톤 대증식기에 식물플랑크톤과 종속영양 원생동물 군집의 단주기 변동에 대하여 조사하였다. 조사기간 동안 엽록소-$\alpha$ 농도의 분포는 $1.8-19.3\;{\mu}g\;l^{-1}$로 분포 하였으며, 첫 번째 대증식기에 가장 높은 농도를 보였다. 소형 엽록소-${\alpha}({\gt}20\;{\mu}m)$는 대증식기 동안에 엽록소-$\alpha$ 농도의 80% 이상을 차지하였고, 미소형 엽록소-${\alpha}(3-20\;{\mu}m)$ 대증식기 전과 대증식기 후에 전체의 42%를 차지하였으며, 대증식기 사이에는 극미소 엽록소-${\alpha}({\lt}3\;{\mu}m)$에 의해 50% 이상을 차지하는 것으로 나타났다. 식물플랑크톤 군집은 대증식기 사이에는 독립영양 극미소플랑크톤에 의해 우점 하였으며, 대증식기 전과 대증식기 후에는 독립영양 미소편모류에 의해 우점 하였고, 두 번의 대증식기에는 규조류에 의해 높은 우점률을 보였다. 특히 대증식기에 관찰된 규조류의 개체수는 Chaetoceros pseudocrinitus와 Eucampia zodiacus에 의해 50% 이상 우점하였다. 종속영양 원생동물의 탄소량은 $8.2-117.8\;{\mu}gC\;l^{-1}$로 분포하였으며, 식물플랑크톤의 생물량이 가장 높았던 직후에 가장 높게 나타났다. 조사기간 동안 종속영양 원생동물의 상대적인 기여도는 식물플랑크톤의 생물량 및 군집구조에 따라 차이를 보였다. 빈섬모충류와 종속영양 와편모류는 첫 번째와 두 번째 대증식기에 우점 하였으며, 종속영양 원생동물 생물량의 80% 이상을 차지하였다. Protoperidinium spp.에 의해 우점하는 종속영양 유각와편모류는 첫 번째 대증식기에 가장 우점하였으며, Gyrodinium spp.로 구성된 종속영양 무각와편모류는 두 번째 대증식기에 가장 우점 하였다. 그외 Noctiluca scintilla는 첫 번째 대증식기에 식물플랑크톤 소멸에 중요한 역할을 하는 것으로 나타났다. 결과적으로 식물플랑크톤의 대증식기 동안에 종속영양 원생동물 군집은 식물플랑크톤의 생물량 및 군집구 조의 변화에 빠르게 반응하였으며, 이와 같은 결과는 두 군집 사이에 잠재적인 피식-포식자의 관계가 있음을 암시한다. 따라서 조사기간 동안 종속영양 원생동물은 식물플랑크톤 대증식의 소멸과 관련된 중요한 섭식자로서, 식물플랑크톤 군집을 조절하는데 중요한 역할을 하였을 것으로 사료된다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제7권2호
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• pp.68-77
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• 2002

2000년 한반도 남해안에서 발생한 Cochlodinium polykrikoides 적조 초기발생, 진행과 소멸현상을 현장과 NOAA 위성 표층수온 자료를 이용하여 검토하였다. 일반적으로 C. polykrikoides 적조는 1995년에서 1999년에는 적조 띠가 고흥 나로도해역에서 최초 발생되었으나, 2000년에는 여수해만 해역에서 최초로 발생되었다. 이는 한반도 남해해역에서 여러 해수가 영향을 미쳤기 때문으로 생각된다 : 1) 대마난류와 남해연안류, 2) 진도냉수대와 남서해 연안수 및 3) 남동연안의 저온수와 외양난류수, 이 기간동안 실시한 현장조사에서는 C. polykrikoides의 유영세포가 이들의 경계역에 집적되는 경향을 나타내었는데, 특히 8월말에 대마난류와 남해연안류 사이의 남해 해양전선이 여수해만에서 형성되어 2000년 C. polykrikoides 적조가 바로 이 지점에서 시작하는 것을 관찰할 수 있었다.(8월 22일). 이 C. polykrikoides 우점 적조는 Alexandrum tamarense, Gymnodinium mikimotoi, Skletonema coastatum, 그리고 Chaetoceros spp.와 혼합하여 발생하였다. 적조발생 기간 중에 한반도에는 'Prapiroon'과 'Saomai' 2개의 태풍이 C. polykrikoides 적조세력에 영향을 미쳤다. 태풍 'Prapiroon'이 통과한 후 C. polykrikoides 유영세포의 수는 최대를 보였고, 태풍 'Saimai' 통과 후 적조는 소멸하였다(9월 20일). 10월 5일에는 진해만과 한산-거제만에서 C. polykrikoides 적조가 발생하였는데, 이때의 위성사진은 22$^{\circ}C$의 수온전선이 한산-거제만을 거쳐 진해만까지 깊숙이 관입되어 있었으며, 적조발생해역 및 현장수온도 일치하고 있었다. 또한 이 지역에서 가을과 겨울철에 우점 출현하는 Akashiwo sanguinea(=Gym, sanguineum)와 C. polykrikoides이 함께 적조를 형성하였다.

• 생태와환경
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• 제48권4호
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• pp.238-252
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• 2015

4대강 사업의 일환으로 추진된 보 건설이 영산강의 조류발생 형태와 제반 환경조건에 미치는 영향을 조사하기 위해 장기 (2001~2014년) 자료 (환경부 물환경정보시스템)를 분석하였다. 분석 항목으로 조류 발생의 형태를 파악할 수 있는 엽록소 ${\alpha}$와 환경인자인 부유물질, 암모늄, 질산염, 인산염, 총 질소, 총 인, N : P ratio 등이다. 조사 정점은 최상류에 위치한 담양 (DY)에서 하류의 무안1 (MA1)까지 포함 (총 12개)한다. 분석 항목별로 시간적 분포를 시계열로 분석하였고, 건설 전과 후의 직접적인 비교를 위해 전과 후 3년간 자료 (2006~2008년, 2012~2013년)를 Box-Whisker Plot으로 도시하여 분석하였다. 또한 항목들 간의 상관성 분석 (Pearson's correlation analysis)도 실시하였다. 분석 결과, 수층의 탁도를 결정하는 부유물질은 보 건설 기간 중에 부유물질 농도가 보 건설 전에 비해 거의 모든 정점에서 상당 폭 증가한 반면 건설 이후에는 상류 및 중류에 위치한 정점들을 중심으로 확연하게 감소하였다. 암모늄은 건설 이전에 비해 건설 이후 증가하는 경향을 보인 반면, 나머지 영양염은 감소하였고 이로 인해 N : P ratio가 증가하는 경향을 보였다. 엽록소 ${\alpha}$는 건설 중에는 모든 정점에서 감소하였으나, 건설 후에 부유물질 (탁도)이 감소하였던 정점에서 건설 전에 비해 확연히 증가하는 형태를 보여 주었다. 이는 영산강에서 보 건설 이후 인산염과 같은 영양염이 감소했지만, 동시에 탁도가 감소하면서 조류가 대발생 할 수 있는 환경이 조성되었음을 제시하는 결과라 할 수 있다

• 한국지리정보학회지
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• 제22권3호
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• pp.10-20
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• 2019

전 세계적으로 기후변화로 인한 불규칙적인 강우의 영향으로 수계에서는 비점오염에 의한 부영양화, 녹조현상 등이 빈번하게 발생되고 있다. 특히 이러한 수계오염은 원활한 용수공급을 위한 저수지 유속이 느린 하천이 인접해있고, 축사 퇴비 등이 다수 분포해 있어 비점오염의 수계유입이 쉬운 농업지역이 취약하다. 따라서, 본 연구에서는 UAV(Unmanned Aerial Vehicle) 영상과 수계부영양화를 발생시키는 총인 총질소, 녹조발생과 간접적인 연관성이 있는 클로로필-a의 상관분석을 통해 소하천 수질 특성 파악에 UAV의 활용 가능성을 분석하였다. 분석에는 대상지인 양천, 함양위천 소권역에서 수집한 다중분광 영상 및 녹조탐지에 사용되는 식생지수 NDVI(Normalized difference vegetation index), NDRE(Normalized Difference Red edge), CIRE(Chlorophyll Index Red edge)를 활용하였다. 채수지점에 대한 영상값과 수질분석 값의 상관관계를 분석한 결과 총인은 유의수준 0.05 이내에서 CIRE(0.66)와 클로로필-a는 Blue(-0.67), Green(-0.66), NDVI(0.75), NDRE(0.67), CIRE(0.74)와 상관관계를 보였다. 총질소는 유의수준 0.05에서 Red(-0.64), Red edge(-0.64), NIR(-0.72)와 상관관계를 보였다. 본 연구결과를 통해 UAV 기반 다중분광 영상과 수질오염 발생 인자에 대한 유의미한 상관관계를 확인하였고, 녹조탐지에 사용하는 식생지수의 경우 클로로필-a뿐만 아니라 총인의 파악에도 활용할 수 있는 가능성을 확인하였다. 이는 농업지역의 비점오염 관리우심 지역 선정 등 관리대책을 마련하는데 유의미한 자료로 사용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제11권4호
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• pp.158-164
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• 2006

2000년 12월부터 담수를 시작한 용담호는 총 저수량 8.2억톤으로 국내 5위의 대규모 다목적댐 호수로서, 새만금 담수호에 유입되는 하천수의 최상류에 위치한 인공호이다. 새만금 방조제가 완공되어 수문을 조작하면, 용담호의 계절적인 식물플랑크톤 군집변화는 신생 새만금호의 녹조현상을 좌우하는 한 요인이 될 것이다. 용담호의 초기 담수화 과정 중 2002-2003년 하계에 남세균 녹조현상이 나타났으며, 녹조현상을 일으킨 주요 속은 Anabaena, Microcystis, Aphanizomenon 등이었다. 이 가운데 사상체 남세균인 Anabaena속에는 영양세포 이외에 이질세포나 휴면세포 등의 특수기능 세포를 가진 종들이 포함되어 있다. 용담호 녹조현상이 나타난 현장의 시료에서 분리한 Anabaena spiroides v. crassa의 단종배양체인 KNU-YD0310종주를 확립하였으며, 실내배양 실험을 통하여 이 종주의 영양염 요구를 연구하였다. 질소영양염 제한 조건에서는 이질세포의 영양세포에 대한 비율이 높았으며, 질소제한 정도에 따라 그 비율은 더욱 증가하였다. 질소고정능이 있는 KNU-YD0310는 질소제한 조건에서도 성장이 지속되나, 인의 경우에는 초기의 공급 농도에 비례하는 성장을 나타내었다. 인영양염 제한 조건에서는 휴면세포의 형성량이 증가하여, 인 제한의 경우에는 실험 종주가 세포대사를 억제하여 부적합한 환경조건에서의 생존기간을 연장시키는 적응전략을 가진 것으로 판단된다. 이와 같은 Anabaena spiroides v. crassa의 생리 생태적 특성은 향후 새만금 담수호의 녹조현상 예방대책 수립을 위한 수서생태학적 기준으로 활용될 수 있을 것이다.

• 생태와환경
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• 제45권3호
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• pp.302-313
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• 2012

영산강을 대상으로 1992년부터 2009년까지 18년 동안 수집된 환경부 물환경정보시스템의 수질측정망 자료를 이용하여 수질 변동에 대한 장기적 경향을 통계 분석하였다. 영산강 본류에 위치한 9개 지점(우치, 광주1, 광주2, 광산, 나주, 영산포, 함평, 무안1, 무안2)에서 월별로 표층수에서 수질항목에 대해 측정하였고, 클로로필 a, 전기전도도, BOD, TN, TP 자료를 시계열 형태로 정리, 분석하였다. 경향분석은 MYSYSTAT 12 통계패키지를 이용하여 계절 맨-켄달 검정법과 LOWESS 검정법을 실시하였다. 경향분석 결과, 최상류 지점인 우치 정점에서 수질 항목들의 수치가 증가하는 것으로 나타났으나 나머지 정점에서는 전체적으로 클로로필 a와 더불어 수질이 개선되고 있는 것으로 확인되었다. 다만 클로로필 a (조류 발생), BOD, COD 등은 2007년 이후인 최근에 다시 수치가 증가하는 것으로 나타나 이에 대한 원인조사와 대책마련이 필요할 것으로 사료된다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제20권2호
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• pp.92-101
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• 2015

수치모델을 활용한 Cochlodinium polykrikoides와 Skeletonema sp.의 영양염에 대한 종간경쟁을 바탕으로 2013년 하계 자란만에서 C. polykrikoides의 적조 미발생 원인을 고찰하였다. 2013년 하계 자란만의 영양염 조건을 모델에 적용시킨 결과, 실제 현장과 유사하게 Skeletonema sp.의 세포밀도는 C. polykrikoides보다 높았다. 또한 다양한 변수에 대한 민감도 분석에서, C. polykrikoides는 어떠한 변수의 변화에도 일정한 세포밀도를 보였으며, Skeletonema sp.의 세포밀도는 영양염 농도의 증 감에 민감하게 반응하였다. 이러한 결과를 통해 C. polykrikoides는 급격한 환경변화에도 영향을 받지 않고 생장을 유지할 수 있을 것이다. 하지만 영양염 공급이 변화하는 연안환경에서는 Skeletonema sp.의 생장이 촉진될 수 있을 것이다. 따라서 외부로부터 영양염의 공급이 크게 변화하는 자란만에서 Skeletonema sp.와 같은 규조류의 번무에 따라서 C. polykrikoides의 출현이 억제된 것으로 보인다.