한국환경생태학회지 제34권 제1호 (p.55-62)

환경인자를 이용한 산지계류의 계절별 수온변화 예측

Estimated Headwater Stream Temperature Using Environmental Factors with Seasonal Variations in a Forested Catchment
키워드 :
기온,강우량,유량,단계적 다중선형회귀분석,AIR TEMPERATURE,PRECIPITATION,RUNOFF,STEPWISE MULTIPLE LINEAR REGRESSION

목차

요 약
ABSTRACT
서 론
연구방법
   1. 연구대상지
   2. 현지 모니터링 및 분석방법
결과 및 고찰
   1. 계절변화에 따른 산지계류의 강우량, 유량, 기온 및수온변화
   2. 계절변화에 따른 산지계류의 수온과 환경인자간의상관관계 분석
   3. 계절변화에 따른 산지계류의 수온 예측
REFERENCES

초록

이 연구는 강원대학교 학술림 내의 산지계류를 대상으로 2년간(2017∼2018)의 현지 모니터링에 기초하여 수온과 강우, 유량 및 기온 등 환경인자간의 관계를 분석하고, 계절별 산지계류의 수온변화 예측기법에 대하여 검토하였다. 동절기를 제외한 봄, 여름 및 가을철로 구분하여 단계적 다중선형회귀분석을 실시하였으며, 계절별 산지계류의 수온변화에 미치는 환경인자의 영향을 분석하였다. 그 결과, 산지계류의 일평균 수온은 봄철 6.9∼17.7℃로 기온과 유의적 관계를 나타내었고, 여름철 12.2∼26.3℃로 기온, 유량과 유의적 관계를 나타냈으며, 가을철 3.6∼19.3℃로 기온 및 유량과 유의적 관계를 나타내는 등 계절별로 산지계류의 수온에 미치는 영향인자는 다르게 나타났다. 다중선형회귀식은 봄철 (0.553×기온)+(0.086×유량)+4.145(R2=0.505; p<0.01), 여름철 (0.756×기온)+(-0.072×유량)+2.670(R2=0.510; p<0.01), 가을철 (0.738×기온) +(0.028×강우)+2.660(R2=0.844; p<0.01)이었다. 도출된 모든 회귀식의 결정계수(R2)는 기온만으로 예측한 경우보다 높게 나타났고, 봄철에서 가을철로 갈수록 증가하였다. 향후 정밀도 높은 산지계류의 수온변화 예측을 위해서는 지속적인 현지 모니터링과 함께 시・공간적 데이터의 확보가 중요하다고 판단된다.
To estimate headwater stream temperature with seasonal variations, we analyzed precipitation, runoff and air temperature in experimental forest of Kangwon National University, Gangwon-do (2017~2018 years). The daily mean value of headwater stream temperature for spring was 6.9~17.7℃ and correlated with air temperature, that for summer and fall were 12.2~26.3℃ and 3.6~19.3℃, correlated with air temperature and runoff. Based on seasonal variations, we applied for stepwise multiple linear regression analyses to estimate headwater stream temperature with seasonal variations. The equations were headwater stream temperature(WT)spring=(0.553×Air temperature)+(0.086×Runoff)+4.145 (R2=0.505; p<0.01), WTsummer =(0.756×Air temperature)+(-0.072×Runoff)+2.670 (R2=0.510; p<0.01), and WTfall=(0.738×Air temperature) +(0.028×Precipitation)+2.660 (R2=0.844; p<0.01). The coefficient of determination (R2) was greater than when it was estimated by air temperature in all seasons and progressively increased from spring to winter. Therefore, we indicated difference on estimated magnitude of stepwise multiple linear regression, due to effects on headwater stream temperature of different environmental factors with seasonal variations. Furthermore, temporal factors with spatial characteristics (e.g., river versus headwater stream) could be recommended for estimating headwater stream temperature.