모델 식물종과 하천 주변 야생종의 씨앗 발아 및 생장에 신소재가미치는 영향 탐색

김은석(Kim, Eunsuk),안성주(Ahn, Sungju),김상돈(Kim, Sang-Dong) 대한토목학회 2017 대한토목학회 학술대회 Vol.2017 No.10

바이오폴리머 혼합토의 환경성 평가

김은석(Kim, Eunsuk),장하영(Jang, Ha-young),김상돈(Kim, Sang-Dong),김경웅(Kim, Kyoung-Woong) 대한토목학회 2021 대한토목학회 학술대회 Vol.2021 No.10

바이오폴리머 제방 시리즈 4 : 바이오폴리머 소재의 식생생장 촉진 및 내한성 평가

김은석(Eunsuk Kim),안성주(Sung-Ju Ahn),장하영(Ha-Young Jang),우효섭(Hyoseop Woo) 대한토목학회 2021 대한토목학회지 Vol.69 No.11

우리나라 하천 관리에서 생물지형학의 적용과 전망

김대현(Daehyun Kim),김원(Won Kim),김은석(Eunsuk Kim),옥기영(Giyoung Ock),장창래(Chang-Lae Jang),최미경(Mikyoung Choi),조강현(Kang-Hyun Cho) 응용생태공학회 2020 Ecology and resilient infrastructure Vol.7 No.1

하천과 홍수터 생태계에서 생물지형학 연구는 폭 넓은 시공간 차원에서 생물계와 수문-지형체계 사이의 복잡한 다중관계를 다루어 왔다. 본 총설에서는 하천에서 (1) 생물과 수문지형 조건의 다자간 관계, (2) 생물다양성과 서식처 이질성의 관계, (3) 생태계 유형에 대한 교란의 영향에 대하여 설명함으로써 하천지형생물학의 범위와 과정을 논의하였다. 시간적으로 하천의 생물지형 복합체는 지형, 선구, 생물지형 및 생태적 단계의 순서로 전환이 된다. 공간적으로 물 흐름과 유사 분포가 식생과 상호작용하여 하도 지형의 변화가 일어난다. 이렇게 형성된 하천의 공간적 이질성은 하안의 생물종다양성을 증가시킨다. 그러나 댐 하류 하천에서는 서식처 유형과 조건이 심각하게 훼손되어 생물다양성이 저하된다. 우리나라의 하천에서는 최근 국지적 교란과 전 지구적 기후변화로 하안 식생이 번무하고 특히 외래종이 빠르게 정착하고 있다. 따라서 급격한 기후변화와 인류에 의한 압박의 시대에서 하천 생물과 수문지형 조건 사이의 상호 관계를 이해하는 것이 더욱 중요할 것으로 생각된다. 이 총설에서 논의한 하천 생물지형 개념틀은 우리나라 하천의 생태적 관리와 복원에 기여할 것으로 기대된다. In fluvial and riparian ecosystems, biogeomorphological research has considered the complex, multi-way relationships between biological and hydro-geomorphological components over a wide range of spatial and temporal scales. In this review, we discussed the scope and processes of fluvial biogeomorphology by explaining (1) the multi-lateral interactions between organisms and hydrogeomorphic conditions, (2) the relationships between biodiversity and habitat heterogeneity, and (3) the effects of disturbance on ecosystem patterns. Over time, an organism-landform complex along streams transitions in the sequences of geomorphic, pioneer, biogeomorphic, and ecological stages. Over space, water flow and sediment distributions interact with vegetation to modify channel topography. It is the habitat heterogeneity in streams that enhances riparian biodiversity. However, in the areas downstream of a dam, habitat types and conditions are substantially damaged and biodiversity should be reduced. In South Korea, riparian vegetation flourishes in general and, in particular, invasive species actively colonize in accordance with the changes in the fluvial conditions driven by local disturbances and global climate change. Therefore, the importance of understanding reciprocal relationships between living organisms and hydrogeomorphic conditions will ever increase in this era of rapid climate change and anthropogenic pressure. The fluvial biogeomorphic framework reviewed in this article will contribute to the ecological management and restoration of streams in Korea.

Euro-6 규제 대응 SCR on Filter 개발

김동현(Donghyun Kim),한재욱(Jaeuk Han),임윤택(Yuntaek Lim),김은석(Eunsuk Kim),한현식(Hyun-sik Han) 한국자동차공학회 2014 한국자동차공학회 부문종합 학술대회 Vol.2014 No.5

PM number regulations have been started from Euro-5b as well as aggressive environment regulation on vehicle emission. Therefore, It’s hard to meet both strict NOx emission and Particle Number in Euro-6 regulation. Moreover, exhaust gas temperature has been gradually decline to consider fuel efficiency engine in light duty diesel vehicle. Present DOC+DPF+SCR system will be difficult to comply with Euro-6 NOx emission on account of lower SCR inlet temperature. The temperature problems can potentially be solved by integrating the coated SCR into the DPF’s wall as one multifunctional catalysts. Basically, SCRoF has the role of Soot Filtering and NOx reduction as well as lower pressure drop. SCRoF has many advantages as follows .1.Low cost of total aftertreatment system with component reduction. 2.Improved cold start NOx reduction performance. This study focus on optimization of catalysts loading and process getting better NOx performance and Filtering rate. Vehicle test results satisfy the NOx emission and Particle Number regulation for Euro-6.

선사유적 박물관 전시 및 교육 프로그램 분석

임보아(Lim, Boa),김은석(Kim, Eunsuk) 제주대학교 초등교육연구소 2018 초등교육연구 Vol.- No.22

이 연구에서는 학교현장의 선사시대 교육이 지니고 있는 한계를 극복하기 위한 하나의 대안으로 선사유적 박물관 전시 및 교육 프로그램의 교육적 가치에 주목하고, 제주 삼양동 선사유적 박물관 전시 및 교육 프로그램의 교육적 개선을 위한 비판적 분석을 시도하였다. 제주 삼양동 선사 유적 박물관 전시 및 교육 프로그램의 분석결과는 다음과 같다. 첫째, 삼양동 선사 유적 전시 및 교육 프로그램의 기획은 전체적으로 ‘기술-직접적 설명’ 접근법을 취하고 있었다. 둘째, 삼양동 선사유적 전시 및 교육 프로그램은 순차적으로 제시된 경로를 통해 체험을 유도하였다. 셋째, 삼양동 선사유적 박물관의 전시와 교육 프로그램은 관람자의 의미 구성 방식과 관련해 문화사적 기술의 습득에 초점을 맞추고 있었다. 설명 패널과 유물 라벨에는 유물의 시기, 명칭, 용도, 재질, 형식, 이주 및 전파에 관련된 정보들만 제공되고 있었다. 또한 현장체험학습교재는 이러한 고고학적 기술 내용을 확인하는데 그치고 있었다. 삼양동 선사유적 박물관 전시 및 교육프로그램은 전체적으로 기술-직접적 설명 접근법 유형에 치우쳐, 설명-발견적 접근, 해석-구성주의적 접근을 고려한 전시 및 교육프로그램으로의 개선이 필요하다. 선사유적박물관은 선사인의 삶을 추론하고 해석하는 고고학자들의 탐구 과정을 체험해 볼 수 있는 교육공간으로, 학생들은 선사유적 박물관 전시 및 교육프로그램을 통해 고고학적 맥락에서의 역사적 사고력을 기를 수 있는 기회를 제공받아야 하기 때문이다. 본 연구에서 실시한 삼양동 선사유적 전시 및 교육프로그램에 대한 비판적 분석은 향후 삼양동 유적지의 교육적 개선 작업의 일환으로 활용 될 수 있을 것이다. This study focused on the educational value of prehistoric museum exhibition and educational programs as a part of an effort to overcome the limitation of prehistory education in schools. Based on this fact, this study attempted a critical analysis on the exhibition and educational programs of Samyang-dong Prehistoric Museum for their improvement. Prior to analysis, the three approaches to archaeological studies were explored, namely culture historical archaeology, processual archaeology, and post-processual archaeology as well as the constructive museum education put forth by George E. Hein. Based on the findings, the archaeological exhibition structure and educational programs were categorized into ‘description-direct explanation approach’, ‘explanation-discovery approach’, and ‘interpretation-constructivism approach’ and their analytic perspectives and factors were developed for the analysis. The results of the exhibition and educational programs of Samyang-dong Prehistoric Museum are as follows: First, the exhibition and educational programs, in general, took up the ‘description-direct explanation approach’. Second, the exhibition and educational programs encouraged the spectators to take in the experience in the sequence that they intended. Third, with respect to construction of meanings by the spectators, the exhibition and educational programs focused on learning of ‘cultural historical description’. The exhibition and educational programs of Samyang-dong Prehistoric Museum is exceedingly predisposed toward ‘description-direct explanation approach’ and must be modified to incorporate ‘explanation-discovery approach’and ‘interpretation-constructivism approach’. Because a prehistoric museum should be an educational space for the spectators to experience the exploratory courses of archaeologists in inferring and interpreting the lives of people in prehistoric times and the students should be provided with opportunity to develop their historical thinking skills in an archaeological context. The results of this critical analysis on the exhibition and educational programs of Samyang-dong Prehistoric Museum should be utilized in the course of museum’s attempt at educational improvement. In the same context, I hope this study serves as a steppingstone for schools to exploit Samyang-dong Prehistoric Museum as a part of their history courses.

바이오폴리머 신소재가 하천 자생 식물 발아 및 생장에 주는 영향

안주희(Joo Hee An),정형순(Hyungsoon Jeong),김은석(Eunsuk Kim) 응용생태공학회 2018 Ecology and resilient infrastructure Vol.5 No.3

하천 제방의 토양 안정화 물질의 하나로, 미생물 유래 베타글루칸과 잔탄검 계열 바이오폴리머를 사용하고자 하는 연구가 현재 진행중이다. 본 연구의 목적은 바이오폴리머 신소재의 생태성 평가의 일환으로, 바이오폴리머가 국내 하천에 자생하는 식물의 씨앗 발아 및 생육에 미치는 영향을 평가하는 것이다. 낙동강과 영산강에 자생하는 총 9종의 식물을 대상으로 시험한 결과, 발아율, 총 건중량, 지상부 건중량, specific leaf area 등 지상부 형질에서는 식물종 별로 다양한 바이오폴리머에 대한 반응을 나타냈다. 애기똥풀의 총 건중량과 지상부 건중량은 감소한 반면 타 식물종들은 건중량을 유지하거나 다소 증가시켰다. 반면 대상 식물종들의 뿌리 생장 (뿌리 길이, 지상부 대비 지하부 건중량)은 바이오폴리머가 처리된 토양에서 증가하는 경향을 보였다. 이러한 결과로 보아, 본 연구에서 시험된 바이오폴리머는 토양 강화 효과와 함께 자생 식물의 뿌리 생장을 촉진시켜, 제방을 강화시키는 역할을 할 것으로 기대된다. 그러나 화학물질들에 대한 식물 반응의 종 특이성을 고려할 때, 보다 광범위한 식물종을 대상으로 하는 연구가 필요할 것이다. Biopolymer based on microbial β-glucan and xanthan gum is a rising geotechnical material that can enhance the cohesion between soil particles and consequently reduce soil erosion. Recently, biopolymer is proposed to utilize for the riverbank strengthening. As an effort of the ecological assessment of biopolymer application in civil engineering, this study examined the effects of biopolymer on seed germination and growth of nine plant species inhabiting in the Korean riverside. Responses of above-ground growth to the biopolymer differed among plant species. One species grew less but others maintained their growth when plants were grown in the soil with biopolymer. In contrast, root grew more vigorously and root/shoot ratio decreased in the biopolymer across testing plant species. These results indicate that biopolymer application on the river bank likely stimulate root growth of native plant species, which, in turn, possibly reinforces riverbank. Species specific responses of above-ground growth implies that ecological effects of biopolymer application would depend on the species composition of the ecosystem.

토양 내 바이오폴리머 혼합에 의한 Camelina sativa L.의 Zn 과잉 스트레스 피해 경감 효과

신정호(Jung-Ho Shin),김현성(Hyun-Sung Kim),김은석(Eunsuk Kim),안성주(Sung-Ju Ahn) 응용생태공학회 2020 Ecology and resilient infrastructure Vol.7 No.4

본 연구에서 사용한 바이오폴리머 (biopolymer)는 친환경 제방 건설 소재로 연구 되고 있다. 이러한 바이오폴리머를 토양에 혼합할 경우 이온결합 및 수소결합을 통해 토양의 강도 증진 효과가 잘 알려져 있지만 바이오폴리머와 혼합된 토양이 식물에 미치는 영향은 자세히 알려져 있지 않다. 본 연구는 Zn 과잉 스트레스 조건에서 바이오폴리머의 토양 혼합이 Camelina sativa L. (Camelina)에 미치는 영향을 분석 하였다. Camelina의 생장실험을 기반으로, Zn 과잉 스트레스에 대한 최적의 바이오폴리머 혼합 비율은 0.5%로 결정하여 연구를 진행하였다. Zn 과잉 스트레스 하에서, BG 또는 XG 혼합구의 Camelina는 바이오폴리머 비혼합구에 비해 높은 생장을 보였으며, Zn 과잉 스트레스 피해 지표인 Malondialdehyde (MDA) 함량과 전해질유출도의 감소를 나타냈다. 이오폴리머의 Zn 결합능을 DTZ (1,5-diphenylthiocarbazone)을 이용하여 분석한 결과, BG 또는 XG 모두 명확한 Zn 흡착 반응을 보였다. DTZ 염색 및 ICP-OES 분석에서, Zn 과잉 스트레스에 의한 Camelina의 Zn 흡수량이 BG 또는 XG 혼합에 의해 현저히 감소함을 확인하였다. 그리고, BG 또는 XG의 혼합은 Camelina의 중금속 수송체 Heavy metal ATPase (HMA)의 발현을 유도하지 않았으며, 야생형 (wildtype, WT)보다 CsHMA3가 과발현 된 Camelina에서 BG 또는 XG 혼합구와 유사한 수준의 Zn 과잉 스트레스 저감 효과를 확인하였다. 결론적으로, 바이오폴리머의 토양 혼합은 바이오폴리머와 Zn 사이의 결합에 의해 Camelina에 과도한 Zn 이온이 흡수되는 것을 방지하여 Zn 독성 피해를 감소시키는 것으로 확인되었다. 더 나아가 바이오폴리머의 토양혼합은 제방강화뿐만 아니라 중금속으로 오염된 토양에서 식물 생존에 긍정적으로 작용할 것이라 판단된다. Amending biopolymers such as β-glucan (BG) and Xanthan gum (XG) generally enhances soil strength by ionic and hydrogen bonds between soil particles. Thus, biopolymers have been studied as eco-friendly construction materials in levees. However, physiological responses of plants grown on soil amended with biopolymers are not fully understood. This study focuses on the effects of biopolymers on the growth of Camelina sativa L. (Camelina) under excess zinc (Zn) stress. The optimal concentrations of BG and XG were confirmed to have a 0.5% ratio in soil depending on the physiological parameters of Camelina under excess Zn stress. The Zn binding capacity of biopolymers was investigated using 1,5-diphenylthiocarbazone (DTZ). The reduction of Zn damage in Camelina was evaluated by analyzing the Zn content and expression of heavy metal ATPase (HMA) genes under excess Zn stress. Amendments of BG and XG improved Camelina growth under excess Zn stress. In DTZ staining and ICP-OES analysis, Camelina grown on BG and XG soil showed less Zn uptake than normal soil under excess Zn stress. The Zn-inducible CsHMA3 gene was not stimulated by either BG or XG amendment under excess Zn stress. Moreover, both BG and XG amendments in soil exhibit Zn-stress mitigation similar to that of Zn-tolerant CsHMA3 overexpres sed Camelina. These results indicate that biopolymer-amended soils may influence the prevention of Zn absorption in Camelina under excess Zn stress. Thus, BG and XG are proven to be suitable materials for levee construction and can protect plants from soil contamination by Zn.

잔탄검 혼합에 따른 카멜리나 뿌리의 알루미늄 독성 경감 효과

신정호(Jung-Ho Shin),김현성(Hyun-Sung Kim),김세희(Sehee Kim),김은석(Eunsuk Kim),장하영(Ha-young Jang),안성주(Sung-Ju Ahn) 응용생태공학회 2021 Ecology and resilient infrastructure Vol.8 No.3

친환경 제방 건설 소재로 연구되고 있는 바이오폴리머는 토양의 강도 증진 효과가 알려져 있으나, 아직 식생에 미치는 영향에 대한 연구는 부족하다. 본 연구에서는 토양의 aluminum (Al) 스트레스 조건에서 잔탄검 (xanthan gum) 혼합에 따른 Camelina sativa L. (Camelina)의 뿌리 생장을 분석하였다. Al 스트레스 조건과 더불어 xanthan gum 0.05% 혼합구에서 생육한 Camelina가 비혼합구보다 뿌리 생장이 증가하였다. 같은 조건에서 aluminum activated malate transporter 1 (ALMT1) 유전자 발현이 xanthan gum 혼합구 및 비혼합구에서 모두 유도되었지만, xanthan gum 혼합구가 비혼합구보다 낮은 수준의 발현을 보여주었다. 추가적으로 용액에서 xanthan gum과 Al 이온의 결합을 확인하였으며, morin 염색과 ICP-OES 분석을 통해 Camelina 뿌리의 Al 함량을 측정한 결과 xanthan gum 혼합구에서 비혼합구 보다 뿌리의 Al 함량이 낮았다. 이러한 결과들은 xanthan gum과 Al 결합으로 인해 뿌리의 피해를 감소시키고 궁극적으로 식물의 생존 및 생육에 긍정적 효과를 미치는 것으로 보인다. Biopolymers have been known as eco-friendly soil strengthening materials and studied to apply levees. However, the effect of biopolymer on vegetation is not fully understood. In this study, we analyzed the root growth of Camelina sativa L. (Camelina) when the xanthan gum was amended to soil in Aluminum (Al) stress conditions. Amendment of 0.05% xanthan gum increased root growth of Camelina under Al stress conditions. Under the Al stress condition, expression of aluminum activate malate transporter 1 (ALMT1) gene of Camelina root was induced but showed a lower level of expression in xanthan gum amended soil than non-amended soil. Additionally, the binding capacity of xanthan gum with Al ions in the solution was confirmed. Using morin staining and ICP-OES analysis, the Al content of the roots in the xanthan gum soil was lower than in the non-xanthan gum soil. These results suggest that xanthan gum amended soils may reduce the detrimental effects of Al on the roots and positively affect the growth of plants. Therefore, xanthan gum is not only an eco-friendly construction material but also can protect the roots in the disadvantageous environment of the plant.

바이오폴리머 처리에 따른 제방 식생 생장 특성 평가

정형순(Jeong, Hyungsoon),신혜지(Shin, Haeji),장하영(Jang, Ha-Young),김은석(Kim, Eunsuk) 대한토목학회 2020 대한토목학회 학술대회 Vol.2020 No.10