• 생태와환경
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• 제38권3호통권113호
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• pp.341-351
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• 2005

본 연구는 2004년 8월 (8월 16 ${\sim}$ 17일)부터 10월 (10월1 ${\sim}$ 2일)까지 금강 지류중의 하나인 유등천의 5개의 지점을 선정하여 어류군을 이용한 다변수 모델 적용 및 평가를 실시하였다. 본 연구에서 얻어진 생물학적 건강성평가 모델값은 유등천의 지점별 수질변수 값 (1995 ${\sim}$ 2004년:환경부 자료)과 비교 평가하였다. 이용된 수질변수는 전기전도도 (Conductivity), 생물화학적 산소요구량 $(BOD_5)$, 화학적 산소요구량 $(COD_{mn})$, 총인 (Total phosphorus), 총질소 (Total nitrogen) 및 총부유물 (Total suspended solids)의 6개 항목으로서 조사지점별, 계절별, 연별로 농도 변이가 큰 것으로 나타났다. 본 연구에서는 안 등 (2003)에 의해 국내 특성에 맞게 개발된 다변수 메트릭 모델을 이용하였으며, 이는 최근 미국 환경부(US EPA)의 Barbour et al. (1999)에 의한 RBP 모델을 기반으로 얻어졌다. 총체적인 건강성평가에 따르면, EPA (1993) 및 Barbour et al. (1999)의 기준에 따르면, 2차례 조사에 걸친 유등천의 생물학적 건강도는 27.8(n=10)로서, 수환경등급은 '보통상태' (Fair condition)로 나타났다. 8 ${\sim}$ 10월까지 지점별 개별적인 어류평가 모델 값은 24 ${\sim}$ 32범위로 나타났으며, 5지점에서 모델 값은 25 (Poor condition)로서 가장 낮은 것으로 나타났다. 1 ${\sim}$ 4지점까지 모델 값은 고도 구배에 대해 큰 차이를 보이지 않았다. 한편, 이화학 분석 자료에 따르며, 상류에서 하류로 갈수록 수질이 악화되는 경향을 보이고 있었으며, 특히 5지점 (S5)은 나머지 4개 지점 (S1 ${\sim}$ S4)의 수질에 비해 뚜렷한 수질악화를 보였는데, 이는 제 5지점 부근의 공단과 분뇨처리시설로부터 유입된 폐수에 의한 점 오염원의 효과로 사료되었다. 어류의 지표종 특성에 따르면, 버들치 (Rhynchocypris oxycephalus), 갈겨니 (Zacco temmincki)와 같은 수질에 대해 민감한 어종은 상류(S1 ${\sim}$ S2)에서의 출현빈도가 하류지점에의 출현빈도에 비해 뚜렷하게 높게 나타나 수질 특성을 반영하는 것으로 나타났으며, 트로픽구조 측면에서 내성종 (Tolerant species)및 잡식성종(Omnivore species)이 하류로 갈수록 증가하는 경향을 보였다.

• 생태와환경
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• 제38권3호통권113호
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• pp.361-371
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• 2005

본 연구는 금강의 지천인 대전천에서 도심하천에서의 생태학적 건강성 평가를 위해 2004년 8월부터 2005년 4월까지 어류를 이용한 생물학적 건강도지수 (IBI), 대전천의 수질 모니터링 자료 및 물리적 서식지 평가 지수 (QHEI)를 비교하여 총체적 하천생태계 건강도를 진단하였다. 상기 변수의 시공간적인 분석을 위해 대전천의 상류부에서 하류까지 4개의 지점을 선정하였다. 대전천의 생물학적 건강도 지수산정 및 적용을 위해 하천 건강도 평가모델(SHA model)을 개발하였고, 건강도 평가모델은 안 등 (2003)에 의해 국내 환경에 맞게 적용된 IBI (Karr, 1981: Barbour et al., 1999)모델을 이용하였다. 대전천의 이화학적 수질자료 분석에 따르면, 1995년부터 2004년까지 10년 동안 화학적 산소요구량 (COD), 생물학적 산소요구량 (BOD), 총질소 (TN), 총인 (TP)은 1.6 ${\sim}$ 5.3배까지 감소하였고, 상류부터 하류까지 4배 이상의 공간적인 수질 차이를 보였다. 생물학적 건강도지수를 나타내는 SHA모델 값은 평균 23였고, 지점에 따라 20 ${\sim}$ 26까지 변이를 보여 건강도는 ‘보통(Fair)-악화' 상태 (poor)로 나타났다. 서식지 건강도를 나타내는 물리적 서식지 평가지수는 상류부터 하류까지 39(악화상태) ${\sim}$ 124(양호상태)의 범위로 상류역에 위치한 지점 1을 제외하고는 나머지 3개 지점에서 모두 낮은 값을 보였다. US EPA (1993)의 기준에 의거할 때, 생물학적 건강도는 TN, TP, BOD 및 COD 값이 최고치를 보인 지점 4에서 ’악화상태‘로 나타났으며, 화학적 수질 및 서식지 건강도가 타 조사지점들보다 높은 최상류의 지점 1에서 생물학적 건강도는 양호한 것으로 나타났다. 또한 민감종의 상대빈도는 수질과 직접적인 함수관계에 있었으며, 이런 양상은 내성종의 구성비에서도 나타났다. 이 같은 결과는 어류를 이용한 생물학적 건강도는 이화학적 수질 및 물리적서식지 특성을 잘 반영하는 것으로 나타났다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제11권1호
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• pp.26-33
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• 2008

큰 입사각을 가진 탄성파 반사법과 굴절법 자료의 분석은 지각 규모의 구조 연구에서 중요한 역할을 한다. 그러나, 관측된 자료로부터 적합한 속도 구조 모델을 바로 얻는 것은 상당히 어려운 일이며, 지각 구조 분석은 본질적으로 비선형 문제이기 때문에 구조 모델을 단계적으로 향상 시켜야만 한다. 광각 지각 구조 모델링에는 위상식별과 시행착오 전진 모델링과 같은 몇 가지 주관적인 과정들이 있다. 광각 자료 분석에서 이러한 주관적인 과정들은 결과 모델들의 유일성과 신뢰성을 감소시키기 때문에, 분석절차에서 주관성을 감소시키는 것이 중요하다. 이러한 관점에서, 우리는 지각 구조 모델의 개발에 사용될 PASTEUP과 MODELING이라는 2개의 소프트웨어를 설명하고 있다. PASETUP은 기록 단면도의 도시, 광각 탄성파 자료 분석 그리고 위상 피킹을 쉽게 해주는 대화식 응용프로그램이다. PASETUP은 신호대잡음 비를 향상시키고 위상식별을 도와주는 분석 기능과 다양한 필터를 갖추고 있다. MODELLING은 속도모델의 편집과 파선 모델링을 위한 대화식 응용프로그램이다. MODELING에 의해 계산된 주행시간은 PASTEUP에서 관찰된 파형과 바로 비교될 수 있다. 이것은 지각구조 분석에서 가장 주관적인 과정 중 하나인 주행시간 피킹이 필요 없기 때문에 지각 구조 모델링에서 주관성을 감소시킨다. MODELING은 편집 가능한 층서구조 모델을 다중 채널 탄성파(MCS) 반사파 자료의 시간 단면도와 비교할 수 있는 왕복 주시로 변환할 수 있다. 반사파 자료와 광각 자료의 구조 모델 사이의 직접 비교는 모델에 좀 더 신뢰성을 부여한다. 게다가 PASTEUP과 MODELING 둘다 큰 자료를 다루기에 효과적인 도구이다. 이 소프트웨어들은 광각 탄성파 자료를 이용한 좀 더 그럴듯한 지각-규모의 구조 모델을 개발하는데 도움을 준다.

• 자원환경지질
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• 제48권1호
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• pp.51-63
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• 2015

동북아시아에 위치한 4개의 지자기 관측소의 3성분 지구자기장 관측 자료를 이용하여 1997년부터 2011년 동안의 지구자기장의 영년변화를 표현하는 지역화된 영년변화 모델을 제작하였다. 외핵의 움직임으로 발생되는 지구자기장은 장소와 시간에 따라 변화하며 지자기 관측소에서는 이를 시계열로 측정하게 된다. 따라서 공간적인 변화를 함께 파악하기 위해서는 이를 시공간모델로 제작하여 시간에 따른 지구자기장의 변화를 공간적으로도 표현할 수 있도록 해야 한다. 전지구 범위인 경우 관측소의 분포가 제한되어 있고 이를 공간적으로 보완하기 위해 위성 자료를 활용한다. 하지만 방대하고 복잡한 위성 자료의 처리와 세계의 모든 지자기 관측소의 자료를 활용하여 전 지구적 지구자기장의 모델을 제작하는 일은 상당한 작업과 노력을 요구한다. 또한 계속해서 들어오는 자료들을 이용하여 모델을 업데이트 하는 일 역시 같은 양의 시간과 노력을 필요로 하게 된다. 더불어, 각 관측소 자료의 오차범위와 위성 자료 처리 오차 (processing error) 역시 지역에 따라 다르게 나타남으로 이러한 오차값들이 전지구 모델의 정확도에 영향을 미칠 수 있다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 감안하여 동북아시아 지역을 중심으로 하는 지역화된(localized) 모델링 기법을 소개하고 이를 통해 지구자기장의 영년변화 모델을 제작하는 데 적용하였다. 전 세계의 지구자기장 관측망인 INTERMAGNET에 가입된 3개의 일본 관측소와 1곳의 중국 관측소 자료를 활용하여 1997년부터 2011년까지 6개월 간격으로 지구자기장의 변화를 파악하고 이를 전지구 모델과 비교해 보았다. 또한 얻어진 모델을 이용하여 지구 내부의 원인인 지구자기장의 급작스런 변화를 일컫는 지구자기장 '급변'을 찾아보고 이에 대한 발생 시기에 대해 논의하였다.

• 환경생물
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• 제26권3호
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• pp.252-263
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• 2008

본 연구는 연구의 목적은 총질소(TN), 총인(TP), 엽록소(Chl), 투명도(SD)의 변수를 이용하여 호수의 영양상태(Trophic state)를 평가하였고, 전기전도도에 따르면 부유물질(SS)의 역동성을 비교 평가하여 총질소-엽록소(TN-Chl), 총인-엽록소(TP-Chl), 엽록소-투명도(Chl-SD)의 경험적 모델을 분석하였다. 호소의 영양상태 분석에 따르면, 36개 인공호 중 절반이상이 부영양-과영양화 상태 (Eutrophy-Hypertrophy)로 나타났다. 총인의 월 변이(% Variation)가 최고 500%까지 상회하였으며 특히 8월에는 연중 최고치를 보였다. 한편 총질소의 월 변이는 90% 이하로 나타났으며, 모든 호수에서 평균 총질소 농도는 1.2 mg L$^{-1}$ 이상을 상회하여, 배경 농도가 높은 것으로 나타났다(부영양-과명양화상태). 경험적 모델 분석에 따르면 투명도의 변이는 총인(R$^2$=0.15, p<0.001) 및 총질소 (R$^2$=0.20, p<0.001)보다 주로 엽록소 (R$^2$=0.31, p<0.001)에 의해 설명되는 것으로 나타났다 총인, 총 질소의 비 (TN : TP ratio)의 분석에 따르면, 대부부의 인공호는 조류 생장에 있어 잠재적인 인(P)의 영향을 시사하였다. 따라서 식물성 플랑크톤 성장은 질소보다 인에 의하여 조절 되는 것으로 나타났다. 수질 변수의 연 평균값에 로그-전환(Log$_{10}$ transformation)한 후 실시한 선형 회귀분석에 따르면 엽록소는 총인 및 총질소에 의해 각각 30%, 15% 설명되어, 연관성이 극히 낮은 것으로 나타났다. 그러나 개별 호소에 대한 선형 회귀분석 일부 총인-엽록소가 강한 정 상관관계 (R$^2$=0.62, p=0.002, n=12)를 총질소-엽록소에서는 유의성이 없는 것으로 나타났다(p=0.892, n=12). 상기 연구를 종합해보면 경험적 모델 분석 시 자료의 평균효과(Averaging effect)는 모델의 변이성을 설명하는 데 중요한 것으로 나타났다.

• 한국산림과학회지
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• 제98권6호
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• pp.791-798
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• 2009

전 지구적인 기후변화에 따라 산림 및 토양탄소의 역할은 탄소 저장고로서 매우 중요하며, 이들의 동태를 연구하기 위해서는 기존의 현장연구뿐만 아니라 적용 가능한 산림모델 연구가 필요하다. 본 연구에서는 산림토양탄 소모델인 Yasso의 주요 입력자료인 과거의 연간 낙엽량 자료를 연륜연대학적 자료구축과정을 통해 생산하고, 위 모델을 이용하여 광릉지역 천연소나무림(Pinus densiflora)의 토양탄소동태를 모의하였다. 연륜연대학적 자료구축과정을 통해 계산된 임분 내 낙엽(침엽, 가지, 줄기, 세근)의 생산량은 1971년부터 2006년까지 지속적으로 증가해왔다. 또한 2006년 낙엽 생산량(침엽, 가지)의 실측값과 추정값을 비교한 결과 유의적인 오차는 없었다. 모의된 30 cm 깊이까지의 토양탄소 저장량의 임분 전체평균은 $46.30{\pm}4.28tCha^{-1}$로 산림의 임목 내 탄소 저장량의 약 53%를 차지했으며, 실측값과 비교하여 유의한 차이 및 오차가 없었다. IPCC A1B 시나리오에 따른 한반도 기후변화추세를 반영한 이 지역의 모의된 토양탄소 추정량은 1971년부터 2041년까지 지속적으로 증가한 후 2100년까지 감소되는 것으로 나타났다. 기후변화를 고려하지 않는 시나리오의 결과와 비교하면 2100년에 이르러 최고 7.58%까지 토양탄소량이 감소될 수 있다. 본 연륜연대학적 자료 구축방법과 Yasso 모델을 이용한 모의과정은 천연소나무림의 토양탄소동태를 추정하는데 유용한 것으로 판단되었다. 향후 더욱 신뢰성 있는 결과를 생산할 수 있도록 연륜연대학적 방법 및 Yasso 모델의 개선과 다양한 환경에서의 적용 및 타당성평가와 같은 후속연구가 필요한 것으로 사료된다.

• 지적과 국토정보
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• 제47권2호
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• pp.107-120
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• 2017

산불은 한번 발생하면 기상, 지형 등 여러 악조건으로 인해 효과적인 진화가 어려워 넓은 면적으로 확대되는 경우가 많다. 따라서 산불의 예방이 중요하기 때문에 세계 각국에 다양한 산불위험지수와 예측시스템이 존재한다. 그러나 이러한 산불위험지수 및 지면건조지수가 우리나라의 산불발생에 적용가능한지에 대한 객관적인 평가는 이루어진 바 없다. 이에 본 연구에서는 1.5km 격자의 LDAPS(Local Analysis and Prediction System) 기상자료 및 1km 격자의 MODIS(Moderate-resolution Imaging Spectroradiometer) 위성자료를 활용하여 각종 산불위험지수와 지면건조지수의 우리나라 산불발생에 대한 민감도분석을 수행하고자 한다. 기상기반 산불위험지수로는 호주의 FFDI(forest fire danger index), 캐나다의 FFMC(fine fuel moisture code), 미국의 HI(Haines index), 그리고 학술연구에서 제시된 MNI(modified Nesterov index)를 산출하였고, 위성기반 지면건조지수인 NDDI(normalized difference drought index)와 TVDI(temperature vegetation dryness index)를 산출하여 우리나라 산불발생에 대한 적용가능성 실험을 수행하였다. 2013년 1월부터 2017년 5월까지 발생한 피해면적 1ha가 넘는 산불 120건과 6종류의 지수를 비교한 결과, FFDI는 피해면적 10ha가 넘는 모든 산불에 대하여 극도로 높은 CDF(cumulative density function) 값을 나타냈으며, FFDI와 FFMC는 피해면적 3ha가 넘는 산불에 대하여 평균 CDF 값이 0.95가 넘게 나타나는 등 매우 우수한 성능을 보였다. 반면, MNI는 이슬점온도와 기온의 차이가 크지 않은 우리나라의 계절적 특성 때문에 2월의 산불예측을 거의 하지 못하였고, TVDI는 전체적으로 산불발생에 대한 민감도가 낮은 것으로 나타났다. NDDI는 피해면적의 크기에 상관없이 평균 CDF 값이 안정적으로 높게 산출되어 위성기반 지면건조지수로서 보조적인 활용가능성이 있을 것으로 보인다. 이러한 산불위험지수와 지면건조지수를 취사선택 및 융합하여 활용한다면, 우리나라 산불예측에 일조할 수 있을 것으로 사료된다.

• 정보관리학회지
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• 제31권2호
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• pp.57-77
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• 2014

학문연구에서 공저가 빈번해짐에 따라서 저자 단위의 지적 구조 분석을 수행할 때 복수저자의 기여도 산정 방식이 중요한 고려사항이 되고 있다. 이 연구에서는 복수저자 기여도 산식에 따른 상관분석, 다차원척도법, 패스파인더 네트워크의 차이를 비교 분석해보았다. <한국건축학회지: 계획계>에 2003년부터 2008년까지 발표된 2,014편의 논문을 대상으로 여섯 가지 복수저자 기여도 산식을 적용해보았다. 첫째는 제1저자만 고려하는 산식(m1), 둘째는 모든 공저자 대등 산식(m2), 셋째는 균등분할 산식(m3), 넷째는 합계 1이 되는 차등 산식(m4), 다섯째는 합계 1 이상 2 이하가 되는 차등 산식(m5), 여섯째는 제1저자 가중 산식(m6)이다. 이중에서 m1은 제1저자 이외의 공저자를 모두 무시하는 반면 m2는 제1저자와 다른 공저자를 동등하게 기여도가 1인 저자로 취급하므로 두 산식이 가장 양 극단의 방식인 것으로 분석되었다. 상관분석과 다차원척도분석을 수행할 때 m1을 제외한 다섯가지 산식(m2~m6)의 결과를 비교해본 결과 m3, m4, m5는 상대적으로 유사한 결과를 도출하는 것으로 나타났다. 그러나 패스파인더 네트워크로 지적 구조를 시각화한 결과에서는 복수저자 기여도 산식을 달리함에 따라 변경되는 한 두 링크의 차이가 전체 네트워크 구조의 현저한 차이를 낳을 수 있는 것으로 나타났다. 저자 군집에 대한 내적 타당도 측정 결과에서는 제1저자 가중 산식(m6)이 좋은 성능을 보였다. 비교 분석 결과 여섯 가지 복수저자 기여도 산정 방식 중 유사한 방식들을 구분할 수 있었으며, 특히 지적 구조를 네트워크로 표현하는 경우에 산정 방식의 차이가 더 큰 영향을 끼치는 것으로 드러났다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제20권1호
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• pp.1-15
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• 2015

한반도 주변을 연구해역으로 하는 지역 해양순환예측시스템을 이용하여 관측기반의 분석 자료인 Operational Sea Surface Temperature and Sea Ice Analysis(OSTIA) 해수면 온도 자료의 동화를 통한 초기장 개선효과가 황해, 동중국해 그리고 동해의 해수면온도 예측결과에 미치는 영향을 조사하였다. 이를 위해서, 본 연구에서는 3차원 최적내삽법을 적용한 실험(Exp. DA)과 적용하지 않은 실험(Exp. NoDA)을 수행하여 각각의 실험결과를 관측자료와 비교 분석하였다. 2011년 9월 OSTIA 해수면 온도 자료와의 비교결과, Exp. NoDA는 24, 48, 72 예측시간에서 약 $1.5^{\circ}C$의 비교적 높은 Root Mean Square Error(RMSE)를 보였으나, Exp. DA에서는 모든 예측시간에서 $0.8^{\circ}C$ 이하의 상대적으로 낮은 RMSE가 나타났다. 특히, 초기 24시간 예측결과에서 RMSE는 $0.57^{\circ}C$를 보여 Exp. NoDA에 비해 예측성능이 크게 향상된 결과를 보였다. 해역별로는 황해와 동해에서 자료동화 적용 시, 60% 이상의 높은 RMSE 감소율이 나타났다. 기상청 8개 지점 연안 계류부이의 표층수온 자료를 이용하여 자료동화 효과를 계절적으로 살펴본 결과, 전반적으로 여름철을 제외한 모든 계절에서 자료동화 적용 후 70% 이상의 높은 RMSE 감소율을 보여 한반도 연안 표층수온의 단기 예측성이 향상됨을 확인하였다. 또한, 해수면 온도 자료의 동화로 인한 해양상층부의 수온구조 변화를 살펴보기 위해 동해를 대표해역으로 하여 Argo 수온 프로파일 자료와 실험결과를 비교하였다. 특히 연직 혼합이 강한 겨울철 해양 상층부(<100 m) 경우 Exp. DA의 RMSE가 Exp. NoDA에 비해 약 $1.5^{\circ}C$ 감소한 결과를 보여 해수면 온도의 자료동화 효과가 해양상층부의 수온 예측성 향상에 기여함을 확인하였다. 하지만, 겨울철 혼합층 아래에서는 Argo 관측 대비 수온 오차가 오히려 증가한 해역도 존재하여 해수면 온도 자료동화의 한계성도 나타났다.

• 생태와환경
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• 제42권3호
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• pp.382-393
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• 2009

본 연구의 목적은 탑정저수지의 부영양화 특성을 알고, 주요변수간의 상호관계를 결정하는 것이다. 연구를 위하여 1995년부터 2007년까지의 환경부의 수질 측정 자료를 이용하여 다양한 변수를 분석하였다. 이러한 수질 변수는 연별, 계절별로 변이양상을 보였다. 탑정저수지의 TN과 TP의 연평균 값은 각각 1.78 mg $L^{-1}$, 0.03 mg $L^{-1}$로, TN:TP의 비율은 76으로 나타나 탑정저수지 내의 질소는 연중 부영양화를 초과한 상태이며 인은 호소의 1차 생산력에 대한 제한 요인으로 작용할 잠재성을 갖는 것을 알 수 있다. TP는 8월에 강수에 의한 희석 현상을 보이며, SS의 월별 변화는 CHL과 같은 양상을 보였다. BOD와 COD의 연평균 값은 각각 1.61 mg $L^{-1}$, 4.23 mg $L^{-1}$로 나타났으며 연별 변화 양상은 강수량과 관련되었음을 알 수 있었다. 또한 탑정저수지 내의 두 사이트는 공간적인 변이의 특성을 거의 보이지 않은 것으로 나타났다. 탑정저수지 내의 TSI(CHL), TSI(TP)및 TSI(SD)는 중영양-부영양 상태를 보였다. 한편, TSI(TN)은 계절에 관계없이 전체 호소 내에서 TN 농도가 풍부한 부영양-과영양 상태를 보였다. CHL와 다른 수질 변수(TP, TN, 그리고 SD)사이의 관계를 로그-전환 회귀분석을 통해 분석하였다. TP에 대한 CHL의 계절별 회귀분석에 따르면 CHL의 변이는 TP의 변이에 의해 37% ($R^2$=0.37, p<0.001, r=0.616)를 설명하는 것으로 나타났으나 TN은 낮은 상관관계 ($R^2$=0.03, p>0.05)를 보였다. 또한 SD에 대한 CHL의 회기 분석에서는 CHL이 SD의 변이에 의해 33% ($R^2$=0.33, p<0.003, r=0.580)를 설명하는 것으로 나타나 탑정저수지의 SD는 CHL에 의하여 조절됨을 알 수 있었다. 결과적으로 TP는 탑정저수지의 부영양화 현상을 예측하는 핵심 인자로 사료되므로 부영양상태를 조절하기 위해 수계로부터 인의 유입의 철저한 관리가 매우 중요하다고 판단되었다.