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- 저자 : 김휘래(Hwirae Kim) (검색결과 3 건)
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2020 여름 섬진강 대홍수시 하안식생과 수리 특성의 상호관계
이철호(Cheolho Lee),이건학(Keonhak Lee),김휘래(Hwirae Kim),백동해(Donghae Baek),김원(Won Kim),김대현(Daehyun Kim),이현재(Hyunjae Lee),우효섭(Hyoseop Woo),조강현(Kang-Hyun Cho) 응용생태공학회 2021 Ecology and resilient infrastructure Vol.8 No.2
하천의 하안 생태계에서 식생, 수문 및 지형 사이에 상호작용이 활발하다. 이들 중 하나의 요인의 작은 변화가 다른 두 요인에 큰 영향을 미칠 수 있다. 본 연구에서는 2020년 여름 극심한 홍수로 큰 피해를 입은 섬진강의 선정된 조사지 (가정 2 개 및 하한 2 개)에서 이러한 아이디어를 평가하였다. 특히 원격탐사, 수리 모의, 현장 조사를 결합하여 대홍수시 하안식생과 수리 특성 간의 관계를 조사하였다. 섬진강 조사구간에 위치한 예성교 수위관측소 (영점표고 EL. 27.4 m)에서의 수위는 2020년 8월에 극심한 강우에 의하여 표고 43.1 m까지 상승하였다. 최대 홍수위에서 가정과 하한 조사지의 전단응력은 가정보다 하한에서 4 배 더 높았다. 또한 하안식생이 없을 조건보다 식생이 있는 경우에 대홍수시 수위가 수위가 지점에 따라 최대 1m 정도 상승할 것으로 추정되었다. 조사구간 두 곳 모두에서 대홍수에 의하여 식생 분포면적의 78-80%가 나지로 바뀌면서 광범위한 생물학적 피해를 입었다. 상수리나무와 수고가 낮은 버드나무에 비하여 수고가 높은 버드나무류가 심한 피해를 받았다. 이러한 결과는 모든 하안식물종이 극심한 홍수에 대해 동일한 취약성을 가지고 있지 않으며, 교란에 대해 동일한 종류의 피드백을 나타내지 않는다는 것을 의미한다. 따라서 하안식생의 수목을 효과적으로 관리하는 동시에 의도하지 않게 야기할 수 있는 홍수위험을 최소화하기위한 하천관리 계획이 요청된다. Because active interactions occur among vegetation, hydrology, and geomorphology in riparian systems, any changes in one of these factors can significantly affect the other two. In this study, we evaluated these interactions at four sites (two in Gajeong and two in Hahan) along the Seomjin-gang River that was substantially devastated by an extreme flood in 2020. We examined the relationship between the riparian vegetation and the hydraulic characteristics of the flood using remote sensing, hydraulic modeling, and field surveys combined. The evaluation results showed that the floods caused a record-breaking rise of up to 43.1 m above sea level at the Yeseong-bridge stage gauge station (zero elevation 27.4 m) located between the Gajeong and Hahan sites, with the shear stress being four times higher in Hahan than in Gajeong. Additionally, the water level during the flood was estimated to be a maximum of 1 m higher depending on the location in the presence of riparian plants. Furthermore, both sites underwent extensive biological damage due to the flood, with 78-80% loss in vegetation, with preferential damage observed in large willow species, compared to Quercus acutissima. The above findings imply that all plant species exhibit different vulnerabilities towards extreme floods and do not induce similar behavior towards events causing a disturbance. In conclusion, we developed strategies for effectively managing riparian trees by minimizing flood hazards that could inevitably cause damage.
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2020년 여름 섬진강 대홍수 이후 하천 수목 분포에 대한 공간 점 패턴 분석
이건학(Keonhak Lee),조은숙(Eunsuk Cho),조종훈(Jonghun Cho),이철호(Cheolho Lee),김휘래(Hwirae Kim),백동해(Donghae Baek),김원(Won Kim),조강현(Kang-Hyun Cho),김대현(Daehyun Kim) 응용생태공학회 2022 Ecology and resilient infrastructure Vol.9 No.2
2020년 여름, 한반도 남부를 강타한 대홍수는 섬진강 하천 생태계를 크게 교란시켰다. 홍수의 피해를 입은 하천 수목 중 일부는 고사하였고, 또 다른 일부는 시간이 지남에 따라 어느 정도 회복되는 모습을 보였다. 더불어 홍수 후 새로 자라난 수목도 관찰되었다. 본 연구에서는 교란된 하천 생태계가 회복하는 과정을 서로 다른 특성의 수목 간 공간적 인접성을 통해 설명하였다. 공간 점 패턴 분석 (spatial point pattern analysis) 결과, 새로 발생한 수목과 홍수 이전부터 존재하였던 수목은 서로 공간적으로 군집하는 것으로 나타났다. 하지만 보다 세밀한 분석을 통해 새로 발생한 수목은 기존 수목 중 회복한 수목보다 회복되지 않은 수목과 더 강하게 군집한다는 사실이 밝혀졌으며, 이를 통해 촉진적 (facilitative) 상호작용 속에 가려진 경쟁적(competitive) 상호작용을 포착할 수 있었다. 기존 수목에 의한 서식처 개선 효과는 새로 발생한 수목의 생장에 긍정적인 역할을 했을 것이나, “살아 있는” 기존 수목은 새로 발생한 수목과 한정된 자원을 두고 경쟁했을 것으로 예상된다. 이러한 결과는 전지구적인 기후변화의 맥락 속에서 국내 하천 생태계가 마주할 강하고 빈번한 자연적 교란에 대비할 새로운 지식을 제공할 수 있다. 전통적으로 학계에서는 환경 요인을 설명 변수로 하는 생태 모델링이 널리 사용되고 있지만, 수목 개체들 간 상대적 위치관계로 대표될 수 있는 개체 간 상호작용 역시 생태계 변화를 설명하는 데 있어서 중요한 요인이라고 할 수 있다. The 2020 summer extreme flood severely disturbed the riparian ecosystem of the Seomjin River. Some trees were killed by the flood impact, whereas others have recovered through epicormic regeneration after the disturbance. At the same time, several tree individuals newly germinated. This research aimed to explain the recovery of the riparian ecosystem by spatial proximity between each tree individual of different characteristics, such as “dead”, “recovered”, and “newly germinated”. A spatial point pattern analysis based on K and g-functions revealed that the newly germinated trees and the existing trees were distributed in the spatially clumping patterns. However, further detailed analysis revealed that the new trees were statistically less attracted to the recovered trees than the dead trees, implying competitive interactions hidden in the facilitative interactions. Habitat amelioration by the existing trees positively affected the growth of the new trees, while “living” existing trees were competing with the new trees for resources. This research is expected to provide new knowledge in this era of rapid climate change, which likely induces stronger and more frequent natural disturbance than before. Environmental factors have been widely used for ecosystem modeling, but species interactions, represented by the relative spatial distribution of plant individuals, are also valuable factors explaining ecosystem dynamics.
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