• Journal of Ecology and Environment
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• 제38권2호
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• pp.271-279
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• 2015

After the reversion of Okinawa (Ryukyu Islands) to Japan in 1972, extensive urban and agricultural development resulted in a significant increase in sediment discharge to coastal waters. The release of sediment has caused the degradation of freshwater and coastal ecosystems and biodiversity. A consideration for catchment-to-reef continua, as well as agricultural (socioeconomic) factors is necessary to establish proper land-based management plans for the conservation of the island environment. We have set up a framework to integrate biophysics and socioeconomics: 1) setting a conservation target and threshold, 2) identifying the sources and processes, and 3) examining cost-effectiveness and management priorities. The framework may be applicable to other tropical and subtropical islands with similar characteristics.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제15권5호
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• pp.1666-1689
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• 2021

The red line of Permanent Basic Farmland is the most important part in the "three-line" demarcation of China's national territorial development plan. The scientific and reasonable delineation of the red line is a major strategic measure being taken by China to improve its ability to safeguard the practical interests of farmers and guarantee national food security. The delineation of Permanent Basic Farmland zoning (DPBFZ) is essentially a multi-objective optimization problem. However, the traditional method of demarcation does not take into account the synergistic development goals of conservation of cultivated land utilization, ecological conservation, or urban expansion. Therefore, this research introduces the idea of artificial immune optimization and proposes a multi-objective model of DPBFZ red line delineation based on a clone selection algorithm. This research proposes an objective functional system consisting of these three sub-objectives: optimal quality of cropland, spatially concentrated distribution, and stability of cropland. It also takes into consideration constraints such as the red line of ecological protection, topography, and space for major development projects. The mathematical formal expressions for the objectives and constraints are given in the paper, and a multi-objective optimal decision model with multiple constraints for the DPBFZ problem is constructed based on the clone selection algorithm. An antibody coding scheme was designed according to the spatial pattern of DPBFZ zoning. In addition, the antibody-antigen affinity function, the clone mechanism, and mutation strategy were constructed and improved to solve the DPBFZ problem with a spatial optimization feature. Finally, Tongxu County in Henan province was selected as the study area, and a controlled experiment was set up according to different target preferences. The results show that the model proposed in this paper is operational in the work of delineating DPBFZ. It not only avoids the adverse effects of subjective factors in the delineation process but also provides multiple scenarios DPBFZ layouts for decision makers by adjusting the weighting of the objective function.

• 자원환경지질
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• 제38권5호
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• pp.513-523
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• 2005

울산 달천광산의 지하수 및 토양 중에 함유되어 있는 비소의 오염현황을 파악하고, pH와 산화-환원 전위 값의 변화에 따른 자연저감 능력을 평가하였다. 달천광산 지역 비소 오염의 주 근원광물인 유비철석의 광미 내 함량은 최대 $2\%$이며, 비독사석, 니콜라이트, 램멜스버가이트, 거스도르파이트, 코발트석과 황철석 등의 비소함유광물 역시 비소오염의 근원이 되고 있으며, 비소함량은 광물에 따라 다양한 차이를 보인다 광미장 내 유비철석과 황철석의 표면이 부분적으로 철산화물과 철비산염으로 산화된 것을 관찰할 수 있어, 풍화반응이 상당히 진행되었음을 알 수 있다. 지하수 내 비소의 함량과 pH는 뚜렷한 상관관계를 보이지 않지만, 포화대 및 비포화대의 지하수의 비소 농도는 Eh가 감소함에 따라 농도가 감소하는 정(+)의 상관관계를 보인다. RMB(Red Mud Bauxite)는 비소제거 효율이 우수하여 달천광산 지역의 비소로 오염된 지하수 및 토양을 복원 시 자연저감 촉진제로 이용될 수 있을 것이다.

• 자원환경지질
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• 제29권1호
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• pp.45-55
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• 1996

Although the Dongjin Au-Ag-Cu mine had been abandoned since about forty years ago, the results of this study on the dispersion patterns and contamination level of heavy metals in the hydrologic system flowing via the waste rump show that the environmental impacts from the mine wastes are still significant. The stream water in the vicinity of the waste rump is severely acidified (pH 3.8 to 4.4) and highly enriched in various dissolved heavy metals. The heavy metal contents of the stream water and stream sediments are systematically attenuated with increasing distance from the mine area. However, it is worth to note that continuous attenuation of heavy metal contents in both media were reenriched in downstream area more than 800 m apart from the mine because it can be acted as a secondary source of heavy metal pollution. The heavy metals, especially Cd, Cu and Zn of polluted downstream sediments mainly occur in Fe-Mn oxides and organic materials, which indicates that these elements are the main pollutants from the waste rump of the Dongjin mine. The heavy metal contents of crops, such as sesame, perilla, red Pepper and brown rice, collected from the polluted farm land in the downstream area are lower than those of land plants from stream sides, but significantly higher in Cd, Cr, Cu and Zn than those from the unpolluted farm land. Especially, almost all of the crops in polluted farm land have been severly contaminated by Cd (>0.4 ppm). On the other hand, the heavy metal contents of the crops collected from refreshed farm land by means of a soil addition method shows significantly lowered level comparing with those of polluted area, which indicates that a soil addition method was effective for the refreshment of polluted farm land by toxic metallic pollutants. Wormwoods from this area showed very high contents in a11 the heavy metals even in unpolluted area (Cd > 1 ppm, Cr > 1 ppm, Cu > 11 ppm, Pb> 4 ppm, Zn > 55 ppm), indicating that a special caution must be payed when one takes ingest them.

• 유기물자원화
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• 제17권3호
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• pp.71-81
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• 2009

음식물류폐기물의 재활용은 환경오염 예방과 자원 순환이라는 목적을 가지고 활발하게 시도되고 있다. 본 연구는 음식물류폐기물을 활용한 퇴비의 안전한 농업적 활용 방안을 모색하고, 음식물류폐기물의 농업적 활용기준 설정을 위한 기초자료를 얻고자 수행하였다. 이를 위해서 음식물류폐기물 활용 퇴비의 장기간 연용이 작물 생육과 토양환경에 미치는 영향을 조사하였다. 시험에 사용된 재료는 질소, 인산, 칼리의 함량이 각각 $24g\;kg^{-1}$, $8g\;kg^{-1}$, $10.4g\;kg^{-1}$인 돈분퇴비와 질소, 인산, 칼리의 함량이 각각 $20g\;kg^{-1}$, $20.1g\;kg^{-1}$, $6.5g\;kg^{-1}$인 음식물류폐기물 활용 퇴비로써 $2{\times}2{\times}2m$ 크기의 라이시미터에 화학비료의 질소 시용량과 동일하게 시용한 후 상추, 배추, 고추 및 감자를 연속하여 재배 실험하였다. 음식물류폐기물 활용 퇴비를 시용한 시험구의 작물 생육은 무비구 보다는 양호하였으나 화학 비료구와 비교했을 때 작물에 따라 반응이 달랐다. 음식물류폐기물을 활용한 퇴비의 연속적인 시용은 토양의 이화학성에 대해서는 유기물, 질소 및 인산의 함량을 증가시켰고, 토양 물리성에 대해서는 통기성을 증가시켰다.

• 한국작물학회:학술대회논문집
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• 한국작물학회 2023년도 춘계학술대회
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• pp.7-7
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• 2023

현재 다양한 4차산업의 주요기술로는 빅데이터, 사물인터넷, 인공지능, 블록체인, 혼합현실(MR), 드론 등이 대표적인 기술들이다. 특히 최근에 세계적인 기술적 트랜드로 자리 잡고 있는 "디지털 트윈(digital twin)은 물리적인 사물과 컴퓨터에 동일하게 표현되는 가상 모델의 개념으로서. 실제 물리적인 자산 대신 소프트웨어로 가상화한 자산의 Digital twin을 만들어 모의실험함으로써 실제 농작업의 특성(현재 상태, 농업생산성, 농작업 시나리오, 등)에 대한 정확한 정보를 얻을 수 있다. 본 연구에서는 노지노업 주산지에 대한 디지털 트윈 데이터를 구축하고 스마트팜 단지를 설계 및 구축하여, 통합관제시스템 운영을 통해 자동 물관리, 원격생육예찰, 드론방제, 병충해 예찰작업 등으로 농작업을 효율화하고자 한다. 또한, 빅데이터 분석을 통한 적정량의 비료·농약사용으로 환경적 부하를 최소화하여, 노동력절감, 농작물 생산성을 향상할 수 있는 디지털 환경제어농업을 국내에 보급하고자 한다. 이러한 노지농업 기술은 디지털 농작업 및 재배관리 등 으로 노동력이 절감되고, 기후변화에 대비한 물이용 최적화와 토양오염예방 효과를 기대할 수 있으며, 전국 재배환경 디지털 데이터 확보를 통한 노지작물의 정량적인 생육관리가 가능하게 된다. 또한 농업생산성 향상을 통한 탄소중립 RED++ 활동을 직접적으로 실천을 할 수 있는 방안이다. 취득된 고정밀·고화질 영상기반 농작물 생육데이터취득을 통한 생육현황 분석과 예측은 디지털 영농작업관리에 매우 효과적이다. 실제 국립식량과학원 남부작물부에서는 지중점적, 땅속배수 등 다양한 종류의 노지스마트팜 연구개발을 진행하였다. 특히, 올해부터는 전국농업기술원 단지를 대상으로 노지스마트팜 시설 구축 및 기술 보급을 통한 사업화를 본격적으로 진행하고 있다. 본 연구에서는 디지털 트윈 기술과 노지스마트팜 기술을 융합한 농업분야 구축사례와 향후 활용방안에 대하여 서술하고자 한다.

• 한국조경학회지
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• 제47권6호
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• pp.12-23
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• 2019

본 연구의 목적은 경기도 수원 영흥공원을 대상지로 도시 산림공원의 자연자원을 활용한 자연체험기회를 제공하고, 자연환경의 중요성을 인식할 수 있는 체험형 자연교육 프로그램을 개발·연구하고자 하였다. 연구대상지는 도시 산림 보전과 지속가능한 이용이 공존하는 교육의 장소가 될 잠재성을 가지고 있는 수원 영흥공원으로 한정하였다. 수원 영흥공원의 기반환경과 동·식물생태를 조사·분석후 도출된 자연교육 자원을 체계화하여 프로그램 목표와 방향 및 주제를 설정하였다. 수원 영흥공원은 물이 풍부한 산림으로 계곡부 주변에 논경작지와 묵논습지 및 둠벙 등 습지 생태계를 이루고 있다. 산책로는 U자형 능선을 따라 완만하게 형성되었고, 수원시가 지정한 팔색로 중 도란길이 포함된다. 토양은 도시의 대기오염과 산성비로 인해 식물 생장에 좋지 않은 pH 4.40의 산성토양이다. 토지이용 및 현존식생조사에서 인공림, 자연림, 경작지가 대부분이며, 인공림에서는 아까시나무림, 자연림에서는 상수리나무군락, 경작지에서는 밭과 다랭이논이 분포하였다. 산림식생중 아까시나무림은 쇠퇴하고 갈참나무군락으로 천이가 진행 중이며, 도시환경 적응성이 강한 때죽나무, 팥배나무 등이 생육하였다. 큰나무는 13종 180주로 흉고직경이 109cm으로 가장 큰 은사시나무, 105주의 상수리나무 대경목이 분포하고 있어 동물이 서식하기 위한 먹이, 은신처를 제공하고 있다. 야생조류는 산림에서 사는 산새류가 22종, 논습지를 이용하는 물새류 6종이 서식하였고, 양서류는 4종, 파충류는 2종이 서식하였다. 천연기념물 제327호 원앙, 멸종위기 야생생물II급인 맹꽁이도 논습지에서 관찰되었다. 그 외 지표 잠자리류 8종, 나비류 3종을 관찰하였다. 수원 영흥공원 숲 생태계 구성원과 특성을 담은 자원을 5가지 기준으로 체계화하여 수원 영흥공원의 도시숲생태계를 이해하고, 친밀감을 가지며, 자신과 공동체, 사회와의 관계성을 인식을 위한 목표로 체험형 자연교육 프로그램을 제시하였다. 그러나 다양한 연령과 계층에 특성화된 프로그램에 대한 연구의 한계가 있어 차후 연구가 필요하다.