Pinus densiflora is a fixed-growth coniferous species that elongates its shoot once a year and finishes growing in early summer. However, it may produce additional shoots in the same year in response to external stimuli, called abnormal shoot growth. This study investigated the effects of open-field summer warming and drought on the abnormal shoot growth of P. densiflora seedlings. In March 2022, two factorial combinations were constructed, including two temperature treatments (control and 4°C increase) and two precipitation treatments (control and drought), with five replicates for each combination. The temperature treatment was performed for 87 days from May 14 to August 8, 2022, and the precipitation treatment was performed for 33 days from May 14 to June 15, blocking 100% of the ambient rainfall. The abnormal shoot occurrence rate and leaf unfolding stages were measured in November, and the shoot and root collar diameter growth rates were calculated by comparing the seedling height and root collar diameter measured in August (after the cessation of treatment) and October (after the end of growing period) with the initial values (i.e., May 2022). The abnormal shoot occurrence rate significantly increased under the warming treatment, showing a 410.6% increase in the warming plots (38.4%) compared to the control plots (7.5%). There was no significant difference in the shoot and root collar diameter growth rate regarding warming and drought treatments. Abnormal shoots may have been affected by high temperatures by inducing early transition to the next ontogenetic stage.

본 연구는 관수조건에 따른 지피식물의 생육특성을 파악하고 수분 스트레스 후 생육 회복력을 평가하 기 위하여 수행되었다. 지피식물로 많이 사용되는 초본류 4종을 대상으로 피복의 목적을 달성할 수 있 는 적정 식재간격을 도출하였으며, 또한 관수처리 유형에 따른 생육 및 피복률의 변화를 분석하였다. 식물마다 피복효과를 달성하기 위한 적정 식재간격에 차이가 있었다. 돌단풍은 30～35cm, 송엽국은 30～40cm간격, 꽃잔디는 40cm이상, 돌나물은 20cm미만의 식재간격이 효과적이다. 관수처리에 따른 생육특성을 분석한 결과 관수가 지속적으로 이루어지면 초장이 길지만 처리기간 동안 생육의 변화는 거의 없었다. 피복률은 관수처리와 식물에 따라 차이가 있다. 송엽국과 돌단풍은 무관수 20일 후 관수가 이루어지면 피복률도 회복되었으며, 꽃잔디는 관수가 이루어지고 나서 시간이 경과된 후에 피복률을 회복하였다. 피복이 전체적으로 이루어진 이후에는 토양 수분부족에 의한 피복률의 변화가 거의 없었 으나 피복 초기에 수분이 공급되지 않으면 피복에 어려움이 있다. 꽃잔디, 송엽국, 돌단풍은 일정기간 무관수가 지속되더라도 다시 관수가 이루어지면 회복이 될 수 있다. 즉 식물관리에 있어서 종 마다 차이 는 있으나 관수관리가 중요하며, 일정기간 무관수 후 관수가 이루어지면 생육이 회복될 수 있다.

본 연구에서는 밭가뭄을 선제적으로 대응하기 위한 자료를 구축하고자 충청도 지역 대표 밭작물의 시공간적 부족수량을 파악하였다. 고추 등 5개 대표 밭작물과 충청도의 5개 지역을 선정하였고, 작물별 필요수량과 지역별 공급량을 고려하여 부족수량을 산정하였다. 한국농어촌공사의 HOMWRS (Hydrological Operation Model for Water Resource System) 모형을 이용한 작물의 필요수량과 공공관정과 민간관정의 채수량, 상수도 공급량을 조사하여 지역별 용수공급량을 평가하였다. 2014년부터 2018년까지 5년간의 월별 평균 필요수량과 공급량의 차이에 따른 부족수량 을 기준으로 가뭄수준과 시기를 분석하였다. 공공관정, 민간관정, 상수도 공급량 순으로 필요수량과 차이를 산정한 결과 예산(사과)의 6월 부족수량이 가장 높았고, 괴산(콩)의 8월이 두번째로 나타났다. 그 외 지역에서는 관정과 상수도 공급량을 모두 고려할 경우 대체적으로 안정적인 공급이 가능하였으나, 청양(고추)에서 2018년 7월과 8월에 공급량이 부족한 것으로 나타났다. 시공간적 가뭄수준 분석 결과는 공간적 우선순위 결정과 시기별 공급량 확보를 위한 기초자료로 활용될 것으로 판단된다.

최근 기후변화로 가뭄, 홍수 등 재해의 빈도와 강도가 높아지고 있다. 이러한 재해의 피해를 줄이기 위해서는 시공간적 현황 파악을 통한 대비가 필요하다. 본 연구에서는 가뭄의 피해를 최소화하고자 지역별 밭작물의 필요수량과 공급량을 고려하여 밭가뭄 지역 등급화 실시하였고, 월별 비교를 통해 가뭄 취약 시기를 파악하였다. 전국 148개 지역 중 안전지역(Ⅰ), 안전지역(Ⅱ), 우려지역, 상습지역으로 구분한 25개 지역을 선정하였으며, 이 지역의 월별 필요수량 대비 공급량 분석을 하였다. 필요수량 산정의 재배작물은 콩으로 선정하였으며, 공급량은 공공관정, 민간관정, 상수도 자료를 분석하였다. 필요수량 대비 공급량이 봄철은 안전지역(Ⅰ), 안전지역(Ⅱ), 우려지역, 상습지역에서 각 1,281.5%, 667.6%, 729.5%, 316.3%, 가을철에는 각 436.0%, 212.8%, 213.9%, 105.3%로 공급이 충분할 것으로 분석되었으나 여름철에는 각 82.4%, 40.6%, 42.6%, 20.0%로 용수공급 이 부족한 것으로 분석되었다. 콩의 재배 기간인 5~9월에 관정(공공+민간)으로의 공급량은 대부분 지역에서 부족한 것으로 분석되었다. 이러한 분석을 통해 용수 부족이 발생하는 재배기간 동안 용수확보 방안이 필요하다.

빈번한 가뭄의 피해는 수자원의 양극화를 초래하고 있다. 국내에서는 2011년부터 2017년 사이에 국지적이고 주 기적인 이상 가뭄이 지속되어 10년 가뭄 빈도로 설계된 소규모 저수지의 저수율이 감소하였다. 이러한 저수율의 감소 는 수질을 떨어트릴 수 있고 이미 확보된 용수의 사용마저 제한할 수 있다. 따라서 가뭄에 대비하고 극복하기 위해서 는 수질관리와 가뭄 빈도의 재산정이 필요하다. 이 연구는 저수지에서 수질 변화의 원인인 잠재적 오염물질을 추정하고, 가뭄 기간 동안 저수지의 저수율 감소와 그에 따른 수질 변화를 검토한 것이다.

본 연구에는 가뭄의 유발 요인으로 강수량, 기온, 상대습도 등의 기상현상을 활용하고 가뭄 피해로 인한 대응 요소로서 대체수원, 제한급수, 운반급수 등의 비상급수를 적용하여 AI기반 가뭄 대응 정보 구축 방안을 구성하였다. AI 머신 러닝 기법 중 널리 사용되는 의사결정나무 모형을 통하여 예측 기법을 수립하였다. 연구 대상 지역은 비상급수 활용 빈도가 높고 종관기상관측소가 존재하는 충주시, 안동시, 의성군을 선정하였다. 자료 기간은 2014년부터 2019년까지의 자료를 이용하였으며, 가뭄 유발 기상요인으로 ASOS의 강수량 및 기온, 습도를 이용하고 가뭄 피해 요소로 국가 가뭄정보 포털의 비상급수 현황 자료를 활용하였다. 모형 학습 결과 정확도가 약 0.97, F1-Score가 약 0.5로 나왔으며, 이는 비상급수가 필요한 상황과 그렇지 않은 상황을 97%의 확률로 예측할 수 있음을 의미하며, 비상급수가 필요했던 표본만을 대상으로 했을 경우 약 50%의 확률로 예측이 가능한 것을 의미한다. 따라서 의사결정나무 모형을 적용하여 예측 정확도를 분석한 결과 가뭄 대응 비상급수 준비지역 예측을 위한 적용성이 높은 것으로 평가되었다. 그러나 본 연구에서는 기상 조건만을 가뭄 유발 요인으로 반영하였기 때문에, 공급수량 부족 등의 요인을 추가적으로 검토할 필요가 있으므로 가뭄과 연관된 요소인 저수지 용량 등을 추가하고 비상급수 이외의 피해 요소 역시 확장하여 연구를 개선하고자 한다.

가뭄은 일반적으로 장기간에 걸쳐 물 공급이 부족하여 나타나는 환경 재앙 중 하나로 대부분 넓은 지역에 걸쳐 나타난다. 원격탐사 자료는 이러한 넓은 지역에서 나타나는 가뭄 모니터링에 적합한 방법이다. 따라서 이 연구에서는 강원도 소양호 지역의 Landsat 위성 영상 자료를 활용하여 약 30년(1985-2015) 동안의 소양호 면적을 산출하고 이를 가뭄 패턴과 분석하였다. 특히 ISODATA, Maximum likelihood 및 인공신경망을 활용하여 Landsat 영상을 분류하여 소양호 면적을 산출하였다. 또한 가뭄 패턴을 분석하기 위하여 산출된 호수 면적과 소양호 지역의 강수량을 활용한 표준 강수지수(Standardized Precipitation Index: SPI)와의 상관관계를 분석하였다. 영상 분류 연구 결과, ISODATA, Maximum likelihood 및 인공신경망 방법 중에서 호수 면적 산출의 최적의 방법은 인공신경망 방법임을 알 수 있었다. 또한, 인공신경망 방법을 적용하여 산출한 호수 면적과 SPI와의 상관관계 분석 결과 R 2 값이 0.52를 가진다. 즉, SPI 지수가 낮을 때 호수 면적이 감소하는 것을 알 수 있었다. 즉 호수 면적 변화를 통하여 소양호 지역의 가뭄 상태 감지 및 모니터링이 가능하다는 것을 알 수 있었다. 이 연구는 향후 지역 가뭄 모니터링 프로그램 개발 등에 사용이 가능할 것이다.

Due to global climate change, Korea is experiencing flooding and drought severely. It is hard to manage water resources because intensive precipitation during short periods and drought are commonly occurred in Korea, recently. Severe drought occurred in 2015 and 2017 in the islands, and coastal and inland areas in Korea, and the citizens experienced decreased water supply and emergency water service by using bottled water. Therefore, the Korean government provided additional governmental funds such as the grant of drought disaster. In this study, we tried to calculate the cost of water for drought response based on the cost of tap water for the regional local governments in Korea and the grant of drought disaster by the Ministry of the Interior and Safety in Korea, etc. The estimated costs of water for drought responses in coastal and inland areas which have a chance to apply alternative water sources such as brackish or seawater desalination and water reuse in Korea were higher than in other areas in Korea. Additionally, as the novel approach of drought response, the 300 m3/day-scale desalination vessel was suggested to provide desalinated water for the islands in Korea. The estimated expenses of water supply for the target island areas (Sinan-gun and Jindo-gun) by the desalination vessel was lower than those by emergency water service by using bottled water.

The purpose of this study was to evaluate vulnerability of drought in small island areas. Vulnerability assessment factors of drought were selected by applying the factor analysis. Ninety Eup/Myon areas in small island were evaluated to vulnerability of drought by entropy method adapting objective weights. Vulnerability consisted of climate exposure, sensitivity, and adaptive capacity. A total of 22 indicators were used to evaluate and analyze vulnerability of drought in small island areas. The results of entropy method showed that winter rainfall, no rainfall days, agricultural population rate, cultivation area rate, water supply rate and groundwater capacity have a significant impact on drought assessment. The overall assessment of vulnerability indicated that Seodo-myeon Ganghwa-gun, Seolcheon-myeon Namhae-gun and Samsan-myeon Ganghwa-gun were the most vulnerable to drought. Especially Ganghwa-gun should be considered policy priority to establish drought measures in the future, because it has a high vulnerability of drought.

고추 유래 유전자(CaMsrB2-23)를 도입하여 내건성을 갖도록 형질전환된 가뭄저항성벼(Agb0103)에 대한 식품안전성 평가를 위해 가뭄저항성벼 종실(현미)의 일반성분, 지방산, 아미노산, 무기질, 비타민 함량 등 영양성분과 항영양소를 분석하였다. 벼는 수원과 군위 2개 지역에서 2013년에 재배하였으며, 가뭄저항성벼와 일미벼 현미는 조단백질, 조지방, 조회분, 조섬유 등 일반성분 함량에 유의적인 차이가 없었으며 지방산 조성 및 아미노산 함량이 서로 유사하였다. Agb0103과 일미벼 현미의 무기질 함량은 Na 함량에서 차이가 있었으나 Na를 제외하고 모든 무기질 함량이 유사하였으며 OECD 기준 범위 내에 있었다. 대체적으로 수원에서 재배한 벼 현미의 무기질 함량이 약간 높게 나타나 재배지역간의 환경적 차이가 무기질의 함량에 영향을 주는 것으로 나타났다. 두 지역에서 재배한 Agb0103과 일미벼 현미의 비타민 함량은 유의적인 차이가 없었으나 비타민 B 함량이 OECD 자료 범위보다 낮게 나타났다. 가뭄저항성벼(Agb0103)의 사료용 평가를 위해 지상부(유숙기 잎줄기와 볏짚)에 대한 영양성분을 분석한 결과 조단백질, 조지방, 조회분, 조섬유, ADF, NDF, Ca, P의 함량에서 Agb0103과 모품종벼 간의 차이는 없는 것으로 분석되었다. 따라서 본 연구를 통해 조사한 가뭄저항성벼(Agb0103)는 모품종 대비 종실의 주요 영양성분과 항영양소 뿐만 아니라 벼 지상부의 성분분석 비교 결과 실질적 동등성을 확인 할 수 있었다.

농업환경의 급속한 변화에 의한 농업생명공학과 GM작물의증가는 인간의 건강과 자연환경에 대한 깊은 관심을 초래하였고, 이에 대한 환경위험 여부를 확인하기 위해 GM작물의 안전성 평가가 필수 요소가 되었다. 이에 본 연구는 가뭄저항성(Agb0103)벼와 일미벼의 잉어(Carp, Cyprinus carpio)와 미꾸리(Loach, Misgurnus anguillicaudatus)에 대한 급성독성시험을 평가한 결과 48시간과 96시간의 LC50은 1,000 mg/L이상으로 분석되었다. 48시간과 96시간의 무영향농도는 1,000 mg/L이었다. 잉어와 미꾸리의 급성독성 시험기간 중 가뭄저항성(Agb0103)벼와 일미벼 간의 체중, 전장, 수온, DO 및 pH에대한 유의적인 차이는 없었다.

This study is carried out in order to propose a drought risk assessment methodology. This methodology is required to deal with practical questions that a variety of stakeholder often raise in the course of discussions on mitigation measures. With a focus on the socioeconomic aspect of drought, more particularly, residents’ hardship from water scarcity, it suggests basic concepts and a system of methods in order to assess hazard, exposure, vulnerability and risk. The case study shows a considerable possibility of the methodology in evaluating potential levels of damages in a certain area, in identifying the boundary of districts where risk is disproportionately concentrated, and also in understanding the underlying risk factors of those districts. The authors think that the proposed methodology is able to offer risk information in terms of socioeconomic damages, and therefore contribute to reducing information gaps that policy-makers are currently encountered with.

1. 가뭄저항성 작물의 내건성 검정 및 위해성 평가에 활용하고자 가뭄모의시설을 구축하였다.2. 선행연구조사를 통해 가뭄모의시설은 토양으로 유출입되는 물을 조절할 수 있는 토양저장부와 강우 센서의 감지에 의해 자동으로 개폐가 되는 비가림막으로 구성하였다. 3. 시설은 적정관수구와 가뭄처리구로 나누어 식물체의 재배실험을 수행하였으며, 각 처리구의 토양수분함량의 변화와식물체의 표현형질의 분석을 통해 본 시설이 가뭄환경의 조성을 용이하게 조절함을 확인하였다.

2011-2012년 2년간 하계 경북대학교 농업생명과학대학 군위 GMO 실습격리포 장에서 GM벼인 가뭄저항성벼(CaMsrB2) 'HV8'과 'HV23' 및 모본식물인 '일미'를 대상으로, 이앙 약 한달 후 생육기 초부터 수확 직전까지 2주 간격으로 매년 총 8회 에 걸쳐 실시하여 발생양상을 비교 분석하였다. 조사기간 동안 가뭄저항성벼 (CaMsrB2) 'HV8', 'HV23'과 '일미' 포장에서의 해충은 멸구류, 매미충류, 나방류, 진딧물류, 바구미류, 노린재류 등 주로 30여종의 해충이 발생하였다. 이중 흰등멸 구의 발생이 69.3%로 가장 우점하였고, 애멸구 13.9%, 벼물바구미 5.4%, 나방류 2.7% 순이었다. 시기별 해충 평균발생 밀도는 모든 시기에서 가뭄저항성벼 (CaMsrB2)들과 '일미'에서 차이가 없는 것으로 분석되었다.

본 연구는 하천에서 가뭄으로 인해 나타나는 갈수현상 을 단기간의 유량의 감소로 모사하여 수질 및 부착돌말류 군집에 미치는 생태학적 영향을 인공수로에서 분석하였 다. 아크릴로 제작한 실내 인공수로에 부착돌말 인공기질 로는 슬라이드글라스를 설치하고, 부영양 저수지의 표층 수를 유입시켜 실험수로 이용하였다. 실험기간 중 부착돌 말 군체형성기 동안 모든 실험군의 유량은 6 L min-1, 이 후 유량감소기 동안 각 실험군의 유량은 NDF(No depletion of flow rate (Control): 6 L min-1), LDF (Low depletion of flow rate: 3 L min-1), 그리고 HDF (High depletion of flow rate: 1 L min-1)로 설정하였다. 유량감소의 영향을 비교하기 위하여 16일간의 실험기간 동안 유입수와 배출 수의 수온, 전기전도도, 용존산소, pH, 탁도, 부유물질, 영 양염 및 Chl-a 농도를 분석하였으며, 또한 부착기질의 Chl-a와 AFDM(ash free dry matter), 그리고 부착돌말류 의 조성과 세포밀도를 1일 간격으로 분석하였다. 광도는 처리 유량이 적어질수록 유의하게 증가했다(F=229.5, p= 0.000). NH4-N는 NDF보다 HDF에서 현저하게 높은 농 도를 유지하였다. 유입수의 SS 농도(100%) 대비 배출수의 SS 농도는 HDF에서 88%로 감소하였으며 LDF (97%)와 NDF (99%)에 비하여 높은 감소율을 보였다. 기질의 Chla는 NDF에 비하여 유량감소 처리군에서 약 2배 이상 유의하게 증가하였다(F=8.399, p=0.001). 또한 기질의 AFDM과 부착돌말류 총밀도는 NDF에 비하여 두 처리군 에서 유의하게 증가하였다(F=9.390, p=0.001; F=6.088, p=0.007). 실험기간 동안 대조군과 처리군 모두에서 Aulacoseira ambigua, Achnanthes minutissima, Aulacoseira granulata 등 총 3종의 부착규조류가 총 밀도의 10% 이 상을 보인 우점종으로 나타났고, 제1 우점종인 A. ambigua 는 LDF에서 가장 높은 밀도를 보였으며 HDF, NDF순 으로 생물량이 낮았다(F=8.551, p=0.001). 본 연구 결과, 인공 하천생태계에서 가뭄(갈수) 효과는 수질과 부착돌말 류 현존량에 유의한 변화를 야기하였으며, 특히 부착돌말 류 현존량이 유의하게 증가하였다. 이는 실제 하천에서 가뭄에 의한 생태계의 변화를 이해하는데 유용한 기초자 료를 제공할 것으로 사료된다.