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2010 파주, 안산지역 갈대, 억새 등 야초류의 이용실태와 사료가치 평가 (Studies on Utilization Survey and Forage Quality of Phragmites communis and Miscanthus sinensis as Native Grasses in Paju and Ansan District, 2010)

  • 서성;김원호;정민웅;박형수;심재진;박진길;성하균;김종덕;이종경
    • 한국초지조사료학회지
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    • 제31권2호
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    • pp.151-158
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    • 2011
  • 본 연구는 부존 조사료자원의 이용을 활성화하여 수립사료를 줄이고 가축 사료비를 절감하고자 2010년도에 경기 파주(민통선지역)와 경기 안산(시화지구)에서 갈대와 억새 등 야초자생지를 탐색하고, 수확 이용실태 조사와 함께 사료가치를 분석하였다. 파주 민통선 내억새(Miscanthus sinensis)와 갈대(Phragmites communis)혼합 자생지는 90~100 ha규모로, 1520톤(ha당 6톤), 2차로 380톤(ha당 4톤)을 제조하여, 연 사일리지 900톤(ha당, 10톤)을 생산하였다. 곤포의 유통가격은 롤당 52~55천원으로 kg당 130~137.5원이었다. 곤포는 자가소비 50~70%,판매유통 30~50%로, 수익성은 인건비 정도로 추정되었다. 초장 70 cm의 재생억새는 조단백질 9.6%, 상대사료가치 82.4 (건초 4등급), 건물 소화율 67.7%, 초장 70 cm의 재생갈대는 각각 13.8%, 84.3 (4등급), 67.9%로 사료가치는 높았으며, 수확이 늦어짐에 따라 사료가치는 크게 낮아졌다. 안산 시화지구(3공구)의 갈대 등 야초류 자생지는 100 ha 정도로 2009년도에는 50 ha에서 사일리지 550톤(ha당 11톤)을 생산하여 롤당 50천원에 유통하였으며, 2010년도는 잦은 강우와 장마로 부분 이용에 그쳤다. 고초기의 갈대는 건물률89.8%, 조단백질 2.2%, NDF 80.6%, ADF 55.4%, 상대사료가치 52.9 (5등급), 건물 소화율 36.4%로 볏집에 비해서도 사료가치는 크게 낮았다. 초장 80 cm의 재생 갈대는 조단백질 12.9%, 상대사료가치 99.8 (3등급),건물소화율 66.6%로 사료가치는 양호하였으며, 개화기의 초장 150cm 갈대는 조단백질 4.5%, 상대사료가치 59.9 (5등급), 건물소화율 42.2%로 볏짚의 사료가치와 비슷하였다. 이상의 결과를 종합하여볼 때, 갈대, 억새 등 야초류는 현 상태에서 최대한 수거 이용하되, 사료가치를 유지하고 가축 기호성을 고려한 시기에 수확되는것이 중요하며, 최소한 볏짚과 비슷하거나 그 이상의 사료가치를 기대하기 위해서는 7월 중순 이전(늦어도 7월가지)에 수확 이용하는 것이 권장된다. 본 연구에서 조사된 대부분의 야초류는 상대사료가치가 75 이하인 건초 5등급으로 사료가치는 매우 낮았으며, 키가 작은 영양생장기에 수확한 경우에만 4등급으로 나타났다. 부존 조사료자원의 이용은 양질의 사료작물 생산과 병행하여 추진하는 것이 바람직하였다.

산지에서의 환경보전형 농업을 위한 토양의 질 평가;유사자료의 분석과 최적영농방법의 제안 (Soil Quality Assessment for Environmentally Sound Agriculture in the Mountainous Soils; Analysis of Sediment Data and Suggestion of Best Management Practices)

  • 최중대;박지성;김정제;양재의;정영상;윤세영
    • 한국환경농학회지
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    • 제19권3호
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    • pp.201-205
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    • 2000
  • 강원도 고랭지 경사 농경지에서의 유사량을 최소화하기 위한 최적영농방법 제안을 위하여 대관령 부근의 고령지 농업시험장의 작물포장을 선정,설치하였다. 가로 25m 세로 60m로 장방형 면적에 유출시험포 11개를 설치하고 경운방법, 지표피복 및 시비방법을 달리하며 3년동안 유사량을 조사하였다. 무경운에 100% 지표 피복 처리된 옥수수 시험포와 비닐로 멀칭한 감자 시험포에서 가장 작은 유사가 발생하였다. 최대의 유사는 등고선과 직각방향으로 경운한 시험포에서 발생하였다. 무경운에 100% 지표피복 처리된 옥수수 시험포의 연유사량은 $0.1{\sim}2.2\;ton/ha/year$, 등고선에 평행으로 경운한 시험포는 $10{\sim}27\;ton/ha/year$, 그리고 등고선에 직각으로 경운한 시험포는 $11{\sim}33\;ton/ha/year$으로 나타났다. 감자 시험포의 연유사량은 비닐피복 시험포에서 $0.1{\sim}0.2\;ton/ha/year$, 등고선에 평행으로 경운한 시험보에서 $16{\sim}24\;ton/ha/year$, 그리고 등고선에 직각으로 경운한 시험포에서 $16{\sim}31\;ton/ha/year$으로 측정되었다. 파종이나 수확 후에 큰 비가 내리면 많은 양의 유사가 발생하였다. 감자는 수확 시 고랑과 이랑을 만들고 고랑에는 격벽을 설치하고 옥수수는 지면에서 일정한 높이 이상만 수확하여 유사의 양을 줄일 수 있는 방법이 제안되었다. 또한 동절기 풍식과 눈 녹은 물에 의한 수식을 최소화하기 위하여 동상방지대책의 개발이 필요한 것으로 나타났다. 고랭지 경사농경지의 최적관리방법으로 무경운 영농, 지표피복, 고랑격벽의 설치를 통한 이랑붕괴의 최소화, 승수로의 설치, 완충지의 설치, 동상방지방법의 개발, 겨울작물의 재배 등이 제안되었다.

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소형저수지에서 동물플랑크톤 군집 분포와 먹이망 구조: 주변 토지 이용과 수변식생이 동물플랑크톤 군집에 미치는 영향 (Zooplankton Community Distribution and Food Web Structure in Small Reservoirs: Influence of Land Uses around Reservoirs and Kittoral Aquatic Plant on Zooplankton)

  • 최종윤;김성기;홍성원;정광석;라긍환;주기재
    • 생태와환경
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    • 제46권3호
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    • pp.332-342
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    • 2013
  • 주변 토지 이용이 다른 소부당과 명동저수지의 수변부와 개방수역간에 동물플랑크톤 군집 분포와 먹이망을 파악하기 위해 2011년 5월부터 10월까지 조사를 수행하였다. 소부당과 명동저수지의 동물플랑크톤은 각각 51종, 65종이 출현하였으며, 수변부와 개방수역간에 뚜렷한 밀도 차이를 보였다(t-test, P<0.05). 지각류와 요각류는 수변부에서 높은 밀도를 보인 반면, 윤충류는 개방수역에서 더 높은 밀도를 나타냈다(t-test, P<0.05). 수변부에서 출현한 동물플랑크톤 종은 주로 부착성 성향을 가진 종이었다(Lecane, Monostyla, Alona 그리고 Chydorus). Chl.a의 농도가 높은 명동저수지에서는 부유성 윤충류(Brachionus, Keratella 그리고 Polyarthra)의 높은 밀도가 관찰 되었다. Two-way ANOVA 결과, 윤충류는 서식처의 특성과 토지 이용이 다른 두 저수지간에 뚜렷한 차이를 보인 반면, 지각류와 요각류는 서식처의 특성에만 의존하는 것으로 나타났다. 저수의 영양상태가 주변 토지 이용과 밀접하게 연관되는 점을 감안하면, 윤충류는 서식처의 특성 뿐만 아니라 저수지의 영양상태에 따른 먹이자원에도 밀접하게 연관되는 것으로 보인다. 그러나 지각류와 요각류는 먹이자원보다 서식처의 특성에 주로 영향받는다. 안정동위원소 분석 결과, 부유성 Chl.a의 높은 값에도 불구하고 동물플랑크톤은 주로 부착입자 유기물에 대해 의존하였다. 이것은 실잠자리 유충, 검정물방개 그리고 새뱅이 같은 무척추동물과의 먹이 경쟁을 피하기 위한 것으로 사료된다. 결과적으로 동물플랑크톤 군집 분포는 습지의 공간적 특성 및 먹이자원에 의해 결정되는 것으로 보인다. 흥미로운 점은 동물플랑크톤 군집 밀도를 결정하는 수생식물이나 식물플랑크톤 등은 수체 내의 영양염류의 농도에 영향받으며, 이는 습지 주변 토지 피복이 매우 중요하게 고려된다는 것이다.

제주도 내 점개구리밥(Landoltiapunctate) 분포와 생태계 위해성 평가 (Distribution Characteristics and Ecosystem Risk Assessment of Dotted Duckweed (Landoltis punctate) in Jeju Island, Korea)

  • 최종윤;김남영;류태복;최동희;김덕기;김성기
    • 한국환경생태학회지
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    • 제32권4호
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    • pp.425-439
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    • 2018
  • 본 연구는 제주도 지역에서 처음 발견된 점개구리밥의 분포와 서식생물상에 대한 점개구리밥의 위해성을 평가하기 위해, 제주도 내 43개 습지 및 하천에서 환경요인과 서식생물상을 조사하였다. 점개구리밥은 43개 중 총 18개 조사지역에서 출현이 확인되었으며, 이들 지역에서는 점개구리밥 외 수생식물의 생물량은 낮은 편이었다. 점개구리밥 등 수생식물과 환경요인에 대한 서식생물상의 영향을 분석하기 위해 SOM(Self-Organizing Map)을 활용한 패턴분석을 실시하였다. 분석 결과, 동물플랑크톤 등 서식생물상은 환경요인보다는 수생식물의 생물량에 대한 영향이 큰 것으로 나타났다. 특히 점개구리밥의 생물량은 부착성 종과 밀접하게 관련되는 것으로 분석되었다. 제주도 내 하천 및 습지는 수원이 일정하지 않고 수위변화가 급격하여 수생식물의 현존량이 적은 점을 감안하면, 제주도 지역의 교란 특성에 비교적 강한 점개구리밥은 서식생물상(동물플랑크톤 등)에게 서식처로서 중요하게 적용될 것으로 판단된다. 더욱이, 점개구리밥의 점유 공간 내 유기물이 서식동물상의 먹이원으로 활용되는 점 등을 볼 때 점개구리밥은 서식처인 동시에 먹이터로의 역할을 수행하고 있는 것으로 보인다. 비록 점개구리밥의 밀생이 그늘 효과 등으로 일부 수생식물의 성장과 발달에 영향을 미치지만, 이것은 부유식물이 수표면에 우점하는 특성 때문이며, 점개구리밥의 위해성이라 판단하기는 어렵다. 결론적으로 점개구리밥은 제주도 지역 내 대부분의 수계에서 확산 및 정착된 것으로 조사되었으며, 서식생물상 및 수중 환경 내 미치는 영향은 적은 것으로 사료된다. 추후 제주도 지역 외 내륙에서의 점개구리밥 분포 및 확산에 대한 모니터링을 수행할 필요가 있다고 보여진다.

RAPD 마커를 이용한 무의 유전자지도 작성 (Construction of a Genetic Linkage Map in Radish(Raphanus sativus L.) Using RAPD Markers)

  • 안춘희;최수련;임용표;정해준;예병우;윤화모
    • Journal of Plant Biotechnology
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    • 제29권3호
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    • pp.151-159
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    • 2002
  • 작물의 신품종 육성 과정에 있어서 선발은 육종의 성패를 좌우하는 중요한 과정이다. 하지만 개체가 나타내는 표현형은 유전적 요인과 환경적 요인이 동시에 작용하여 나타나기 때문에 유전적인 효과만 구분하여 선발하는 것은 매우 어렵다. 최근에 분자생물학 분야의 연구가 급속도로 발전함에 따라 분자 수준의 표지 인자를 유용 유전자의 간접선발 지표로 활용하여 선발 효율을 높일 수 있게 되었다. 작물의 유전자 지도 및 분자 표지인자는 작물 육종에 매우 유용하게 활용될 수 있다. 따라서 본 연구에서는 무에서 양친인 '835'와 'B$_2$'에서 유래한 여교잡 집단 82개체를 이용하여 RAPD 유전자군 지도를 작성하고 관련 마커를 탐색하여 육종에 이용하고자 연구를 수행하였다. Primer 375종류를 이용하여 양친, 835와 B$_2$ 사이의 다형화 밴드 128개를 찾았다. BC$_1$F$_1$집단 조사를 통해 MAPMAK ER/EXP를 이용하여 연관군 지도를 작성하였다. 분리 분석된 RAPD 표지인자 128개 중 126개는 멘델의 이론 분리비 1:1에 적합하였으며. 2개는 동형접합체 (모본형) 쪽으로 편중되어 분리되었다. LOD 3.0 수준에서 128개의 표지인자가 9개의 연관군으로 나뉘어졌고 전체거리는 1,688.3 cM이었으며, 표지인자 간 평균거리는 13.8 cM으로 Lefebvre 등 (1996)이 발표한 자료를 참고하여 무 genome 전체의 유전적 거리를 계산한 결과 무의 유전자지도는 무 genome전체의 68.7%~80.1%를 포함하는 것으로 추정할 수 있었다. RAPD 마커에서 문제시되는 재현성 문제를 검정하기 위해 이를 STS 마커로 변환하고자 OPE10 primer에 의해 증폭된 특정 밴드를 클로닝하고 염기서열을 분석한 다음 얻어진 염기서열을 기본으로 하여 primer를 제작하여 PCR 하였다. 그 결과 10mer인 OPE10을 이용하여 분석했을 때와 동일하였으며 목적 밴드 외 다른 밴드는 생성되지 않아 앞으로 분자 마커로서 충분히 이용될 수 있음을 보여주었다.

다중선형회귀모형에 의한 지표면 광대역 방출율 산출 (Calculation of Surface Broadband Emissivity by Multiple Linear Regression Model)

  • 조은수;이규태;정현석;김부요;조일성
    • 한국지구과학회지
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    • 제38권4호
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    • pp.269-282
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    • 2017
  • 이 연구에서는 Earth Observing System Terra 위성에 탑재된 Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) 협대역 방출율(채널 29, 30, 31) 자료와 다중선형회귀모형을 이용하여 지표면 광대역 방출율을 추정하였다. 다중선형회귀모형 도출 및 검증을 위한 분광 방출율 자료는 MODIS University of California, Santa Barbara와 Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer spectral library의 307종(토양 123종, 식생 32종, 물 19종, 인위적 재료 43종, 바위 90종)을 사용하였다. 도출된 다중선형회귀모형의 결정계수($R^2$)는 0.95 (p<.001)로 높게 나타났고 또한 이 모형 결과와 이론적 광대역 방출율 값의 평균제곱근오차(Root Mean Square Error)는 0.0070이었다. 그리고 이 연구 결과에 따라 계산된 지표면 광대역 방출율을 선행 연구 Wang et al. (2005)의 결과와 비교하였다. 그 결과 아시아, 아프리카, 오세아니아 지역에서 이 연구와 Wang et al. (2005)의 결과에 대한 1월 평균 지표면 광대역방출율의 평균제곱근오차는 0.0054이었고 최소와 최대 편차는 각각 0.0027과 0.0067이었으며 이러한 통계 값은 8월에도 유사하였다. 이 연구에서 다중선형회귀모형에 의하여 계산한 지표면 광대역 방출율은 Wang et al. (2005)의 값과 큰 차이가 없이 비교적 정확하게 산출되었으나 산출 정확성 향상을 위해서는 토지피복특성에 따른 차별화된 회귀모형 적용 필요성이 제기된다.

TOMO 치료 시 체온 유지를 위한 물질 사용에 따른 조직 내 선량 변화 평가 (In Tomotherapy, for the Maintenance of Body Temperature due to Substance Use, Changes in Dose Assessment in the Organization)

  • 황재웅;정도형;김대웅;양진호;최계숙
    • 대한방사선치료학회지
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    • 제22권2호
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    • pp.131-134
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    • 2010
  • 목 적: TOMO 치료는 일반 방사선 치료와 달리 상대적으로 긴 Beam time과 온도에 민감한 CT 검출기 등으로 치료실 내 적정온도($20{\sim}21^{\circ}$)를 유지하기 위하여 자체 Cooling system 이외에도 항온 항습기를 작동시키고 있다. 이로 인해 TOMO 치료실 내 온도가 저하되어 환자들의 체온 유지를 위해서 치료 부위에 이불 등을 덮어준다. 따라서 이러한 물질들이 조직 내 선량에 어떠한 변화를 주는지 알아보고자 한다. 대상 및 방법: 조직 내 선량변화를 비교하기 위하여 치즈팬텀(Cheese Phantom)을 사용하였고, CT-simulation 촬영 후 치즈팬텀의 중심점을 PTV (Planning Target Volume, 치료계획 표적 용적)로 설정하여 Daily dose 200 cGy, 3회의 치료계획을 세웠다. PTV, PTV+7 cm, PTV+14 cm, 총 세지점에서 Ion chamber를 사용하여 팬텀에 아무 물질도 덮지 않은 상태에서 선량을 측정하고, 치료 중 가장 많이 사용하는 이불을 포함한 빈번하게 사용하는 4가지 물질(방포 0.8 mm, 가운 1.4 mm, 담요 3.3 mm, 이불 13.7 mm)을 팬텀에 덮었을 때의 선량을 동일한 위치에서 각각 3회 측정하여 비교 분석하였다. 결 과: PTV, PTV+7 cm, PTV+14 cm 지점에서 아무물질도 덮지 않은 상태에서 측정한 결과와 4가지 물질(방포, 가운, 담요, 이불)을 덮은 상태에서 측정한 결과를 비교해본 결과, PTV에서 각각 -0.17%, -0.44%, -0.53%, -0.9% 변화하였고, PTV+7 cm에서 각각 -0.04%, +0.07%, +0.06%, +0.07% 변화하였고, PTV+14 cm에서 각각 0%, -0.06%, -0.02%, +0.6% 변화하였다. 결 론: 본 실험 결과 TOMO 치료 시 환자들의 체온 유지를 위하여 사용하는 물질에 의해 PTV에서는 물질의 두께에 비례하여 감소하는 것으로 나타났다. 그러나 PTV+7 cm 지점에서는 미세한 변화를 보였고, PTV+14 cm 지점에서 선량은 조금 증가하는 것으로 나타났다. 세지점 모두 그 차이가 치료 허용오차 범위인 ${\pm}3%$로 안에 들어오는 것으로 확인이 되어 치료효과에는 큰 영향을 미치지 않을 것으로 사료된다.

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약물검사에서 관리시료의 농축을 이용한 보고 가능 범위의 설정에 대한 연구 (A Study of Reportable Range Setting through Concentrated Control Sample)

  • 장상우;김남용;최호성;박용원;윤근영
    • 대한임상검사과학회지
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    • 제36권1호
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    • pp.13-18
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    • 2004
  • This study was designed to establish working range for reoportable range in own laboratory in order to cover the upper and lower limits of the range in test method. We experimented ten times during 10 days for setting of reportable range with between run for method evaluation. It is generally assumed that the analytical method produces a linear response and that the test results between those upper and lower limits are then reportable. CLIA recommends that laboratories verify the reportable range of all moderate and high complexity tests. The Clinical Laboratory Improvement Amendments(CLIA) and Laboratory Accreditation Program of the Korean Society for Laboratory Medicine states reportable range is only required for "modified" moderately complex tests. Linearity requirements have been eliminated from the CLIA regulations and from others accreditation agencies, many inspectors continue to feel that linearity studies are a part of good lab practice and should be encouraged. It is important to assess the useful reportable range of a laboratory method, i.e., the lowest and highest test results that are reliable and can be reported. Manufacturers make claims for the reportable range of their methods by stating the upper and lower limits of the range. Instrument manufacturers state an operating range and a reportable range. The commercial linearity material can be used to verify this range, if it adequately covers the stated linear interval. CLIA requirements for quality control, must demonstrate that, prior to reporting patient test results, it can obtain the performance specifications for accuracy, precision, and reportable range of patient test results, comparable to those established by the manufacturer. If applicable, the laboratory must also verify the reportable range of patient test results. The reportable range of patient test results is the range of test result values over which the laboratory can establish or verify the accuracy of the instrument, kit or test system measurement response. We need to define the usable reportable range of the method so that the experiments can be properly planned and valid data can be collected. The reportable range is usually defined as the range where the analytical response of the method is linear with respect to the concentration of the analyte being measured. In conclusion, experimental results on reportable range using concentrated control sample and zero calibrators covering from highest to lowest range were salicylate $8.8{\mu}g/dL$, phenytoin $0.67{\mu}g/dL$, phenobarbital $1.53{\mu}g/dL$, primidone $0.16{\mu}g/dL$, theophylline $0.2{\mu}g/dL$, vancomycine $1.3{\mu}g/dL$, valproic acid $3.2{\mu}g/dL$, digitoxin 0.17ng/dL, carbamazepine $0.36{\mu}g/dL$ and acetaminophen $0.7{\mu}g/dL$ at minimum level and salicylate $969.9{\mu}g/dL$, phenytoin $38.1{\mu}g/dL$, phenobarbital $60.4{\mu}g/dL$, primidone $24.57{\mu}g/dL$, theophylline $39.2{\mu}g/dL$, vancomycine $83.65{\mu}g/dL$, valproic acid $147.96{\mu}g/dL$, digitoxin 5.04ng/dL, carbamazepine $19.76{\mu}g/dL$, acetaminophen $300.92{\mu}g/dL$ at maximum level.

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2017년 우박에 의한 산림피해의 기상, 수종 및 지형 특성 분석 (An Analysis of the Hail Damages to Korean Forests in 2017 by Meteorology, Species and Topography)

  • 임종환;김은숙;이보라;김선희;장근창
    • 한국농림기상학회지
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    • 제19권4호
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    • pp.280-292
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    • 2017
  • 우박은 흔하지 않은 기상현상이며 산림의 피해에 대한 보고는 더욱 드물다. 우리나라도 2014년 충북 음성군에서 14.1ha의 피해 이외에는 공식적 보고가 거의 없었다. 그러나 유럽과 미국의 자료에 의하면 2000년대 들어 우박의 발생빈도가 증가하고 있으며, 미국과 호주, 우리나라 충북의 경우 산림에서 우박에 의해 가장 심하게 피해를 받는 수종은 소나무류이었고, 우박에 의한 물리적 피해 이후 2차적으로 병이나 가뭄이 겹치면 그 피해가 커지는 것으로 알려지고 있다. 2017년 5월 31일 전남 일대에서 0.5~5.0cm(최대 10.0cm), 6월 1일 경북 봉화에서 1.5~3.0cm(최대 5.0cm) 크기의 우박이 내려 농작물은 물론 숲에 많은 피해를 입혔다. 이에 본 연구에서는 우박으로 인한 산림 피해지에 대해 드론 및 항공사진 자료를 활용하여 피해 등급별로 도면화하여 피해 수종과 피해 규모를 파악하고 지형적 특성, 기상요인 등과의 연관성 등을 분석하였다. 전체 산림 피해면적은 4,105.2ha이었고, 전남은 화순, 담양, 곡성 등 3개 군에서 1,163.1ha, 경북은 봉화에서 2,942.3ha이었다. 그러나 피해강도로 보았을 때 피해 "심" 지역 전체 326.7ha의 91%가 전남에 분포하였고 이 중 57%인 185.2ha가 화순에 집중되었다. 피해가 가장 심한 수종은 소나무이었고 다음으로는 리기다소나무이었으며, 활엽수는 백합나무의 피해율이 높았으나 고사여부에 대한 모니터링이 필요하고 졸참나무, 서어나무 등의 활엽수들은 대부분 회복되었다. 피해지의 지형 특성을 살펴보면 전남은 주로 남사면과 서사면에, 경북은 주로 북-북서면에 피해가 컸는데 이는 우박이 내릴 당시의 풍향과 관계된다. 우박피해 이후 소나무류의 고사 원인은 우박에 의한 물리적 피해와 우박이 내린 시기 전후 지속된 고온과 가뭄이 함께 작용한 것으로 판단된다. 나무 고사에 영향을 미쳤을 것으로 판단되는 병이나 해충은 발견되지 않았다. 우박과 가뭄에 의해 피해를 입은 소나무가 고사한 메커니즘을 제시하였다.

산림 총일차생산량 예측의 공간적 확장을 위한 인공위성 자료와 기계학습 알고리즘의 활용 (Application of Machine Learning Algorithm and Remote-sensed Data to Estimate Forest Gross Primary Production at Multi-sites Level)

  • 이보라;김은숙;임종환;강민석;김준
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제35권6_2호
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    • pp.1117-1132
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    • 2019
  • 산림생태계 내의 총일차생산량은 산림 자원 생산량과 직결되고, 산림생태계의 건강성, 산림식물계절 및 생태계 서비스의 중요한 지표가 된다. 이 연구에서는 인공위성 자료와 기계학습 알고리즘을 활용하여 우리 나라의 산림유역의 총일차생산량을 연구하였다. 에디공분산 타워가 있는 6개 지점에서의 MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) 산출물과 에디공분산타워의 총일차생산성으로 연구기간의 75%-80%에 해당하는 자료로 기계학습 알고리즘을 훈련하고 나머지 기간으로 구축된 모델의 총일차생산성 예측 결과를 검증하였다. 모델을 구축할 때 MODIS 지상 산출물과 대기 산출물을 조합하여 새로운 입력자료(e.g., 포화수증기압차)를 모델의 입력자료(Processed MODIS)로 사용하였을 때와 이러한 과정 없이 QC(Quality control)만 거친 MODIS 산출물을 그대로 입력자료(Unprocessed MODIS)로 사용하였을 때의 총일차생산량을 비교해 보고 그 활용 가능성에 대해 고찰하였다. 추가로 MODIS 총일차생산량 산출물(MYD17)과 에디공분산 총일차생산성 및 기계학습 알고리즘 기반의 총일차생산성과의 상관관계를 보고 그 적합성에 대해 논의하였다. 이 연구에서 사용된 기계학습 알고리즘은 Support Vector Machine (SVM)으로 산림생태계 연구에서 가장 많이 사용되고 있는 기계학습 알고리즘 중 하나이다. 기계학습 알고리즘 기반(SVM 모델)의 총일차생산량 예측 결과는 MODIS 총일차생산량 산출물(MYD17)보다 에디공분산 총일차생산량과 전반적으로 높은 상관관계를 보였고 특히 식생 성장을 시작하는 시점의 값을 좀더잘 예측하는 결과를 보였다. 단일 지역에서 Unprocessed MODIS 입력자료로 훈련된 SVM 모델 결과는 피어슨 상관계수 0.75 - 0.95 (p < 0.001), 6개의 연구 지점에서 훈련된 SVM 모델 결과는 피어슨 상관계수 0.77 - 0.94 (p < 0.001) 사이를 보였다. 이 결과는 훈련 자료에 다양한 이벤트들이 포함되면 모델의 예측력이 향상되는 가능성을 보여주었고 위성영상의 산출물을 재계산하여 새로운 산출물을 내는 과정을 거친 위성 자료가 아니어도 그 예측력에는 크게 문제가 없음을 보여주었다.