도로변 투명 방음벽은 소음 저감 효과뿐만 아니라 경관 개선이라는 관점에서 널리 설치되고 있으나, 높은 반사율과 투명도로 인해 야생조류 충돌의 주요 원인으로 지목되고 있다. 본 연구는 경상남도 전역을 대상으로 조류 충돌 현황을 파악하고, 충돌 위험지역의 공간적 특성을 규명하여 투명 방음벽의 조류충돌 저감 대책 수립을 위한 기초 자료로 제공하고자 수행되었다. 2000년부터 2023년까지 현장 조사, 비영리 단체 자원봉사, 시민과학 자료를 통해 총 3,638건(74 종 3,686개체)의 충돌 정보를 수집하였다. 분석 결과 멧비둘기, 물까치, 직박구리 등 텃새가 주요 충돌 종으로 나타났으며, 계절별로는 겨울철이 가장 많았다. 방음벽 주변 토지피복은 충돌 여부와 무관하게 80m 이내 구간에서 시가화 건조지역과 초지 비율이 급격히 증가하는 경향을 보였다. 종분포 모델(MaxEnt) 분석 결과, 다양한 요인 중 산림과의 거리가 가장 큰 연관성을 보였으며, 산림-농업, 산림-도시 등 생태계 경계부의 저지대에서 충돌 위험이 집중되는 것으로 나타났다 (AUC=0.921). 이 결과는 투명 방음벽의 충돌 위험이 방음벽의 구조적 특징뿐만 아니라 주변 공간구조와 지형적 특성과 밀접하게 연관됨을 시사한다. 따라서 신규 방음벽 설치 시 방음벽의 조류충돌 저감 설계 반영과 함께, 시민과학 참여를 통한 지속적 모니터링 등을 통한 위험지역 도출과 고위험지역에 대한 우선 저감 조치가 필요하다.

본 연구는 다양한 인공 구조물이 설치된 서울시를 대상으로 조류 충돌 발생 현황을 분석하고, 공간통계 및 토지 피복도를 활용하여 Hotspot 및 저감 우선지역을 도출하는 것을 목적으로 하였다. 2018년부터 2024년까지 서울시 야생동물센터에 기록된 총 2,540건의 구조 데이터를 정제하여 공간 분석에 활용하였다. 분석 결과, 전체 충돌의 약 40%는 10개 주요 종(집비둘기, 직박구리, 까치 등)에 집중되었으며, 특히 솔부엉이(Ninox scutulata), 소쩍새(Otus sunia), 황조롱이(Falco tinnunculus) 등 법적 보호종의 충돌 빈도도 높게 나타났다. 이들은 번식, 이소 시기에 충돌발생 빈도가 높고, 도심 구조물과의 충돌 가능성이 높은 것으로 확인되었다. 공간통계 기법인 Getis-Ord Gi* 통계를 적용한 결과, 300m×300m 격자 기준으로 전체 7,091개 중 532개 셀(7.5%)이 유의미한 충돌 Hotspot으로 나타났으며, 특히 99% 신뢰수준의 고밀도 클러스터는 산림·하천·공원 등 생태축이 단절되거나 경계부에 위치한 유리 건축물과 구조물에 서 충돌이 집중되었다. 토지피복 세분류를 기반으로 Hotspot 내 격자의 토지이용 특성을 분석한 결과, 교육·행정시설 (30.23건/㎢), 공공시설지역_교육·행정시설(15.69건/㎢), 상업·업무시설(11.34건/㎢) 순으로 충돌 밀도가 높게 나타났 다. 이러한 유형은 유리창, 인공조명, 고층 건물 등 조류 충돌 유발 요인이 집중된 지역으로 향후 저감 조치의 우선 설치 대상지로 설정될 수 있다. 본 연구는 조류 충돌의 공간 분석과 토지이용 특성 간의 연관성을 기반으로 고위험 지역을 식별하고, 조류 충돌 저감 정책 수립을 위한 실질적 근거를 제공할 수 있다.

과도한 조류 발생은 수생태계 교란과 수질 악화를 초래하는 대표적인 환경 문제로, 효과적인 관리와 대응을 위해 정확한 예측이 필요하다. 우리나라는 사계절의 기후 특성이 뚜렷하며, 수온이 상승하는 하절기에 조류 발생이 집중되는 경향을 보인다. 이에 따라 실시간 모니터링 자료는 대부분 저농도 상태가 유지되어 데이터 불균형 문제가 발생한다. 본 연구에서는 chlorophyll-a 농도를 기준으로 하천 현장의 조류 발생 수준을 Class 1 (Chl-a ≤ 10 ㎍/L), Class 2 (10 < Chl-a ≤ 50 ㎍/L), Class 3 (Chl-a > 50 ㎍/L)와 같이 3개의 class로 구분하고, 대표적인 앙상블 머신러닝 모형인 extreme gradient boosting (XGB) 알고리즘을 이용하여 조류 발생 수준을 예측하는 분류 모형을 구축하였다. 데이터 불균형 해소를 위해 생성형 인공지능 기반 알고리즘인 conditional generative adversarial network (CGAN)과 전통적인 데이터 보강 알고리즘인 synthetic minority over-sampling technique (SMOTE), 그리고 딥러닝 기반 기법인 autoencoder (AE)를 활용한 3가지 데이터 보강 알고리즘을 활용하여 데이터의 불균형을 개선한 자료를 생성하고 이를 XGB 모형에 적용하여 성능 변화를 비교하였다. 분석 결과 macro average 기준으로 원본 데이터를 사용한 모형의 recall은 0.606이었으나 SMOTE, AE 및 CGAN의 recall은 각각 0.666, 0.682, 0.720으로 크게 개선되었고, F1 score도 데이터 불균형 해소를 통해 약 7–13%의 성능이 향상되는 등 전체적으로 데이터 불균형 해소로 모형의 성능이 향상되었으며 CGAN이 가장 우수한 성능 개선 효과를 보이는 것으로 나타냈다. 본 연구의 결과를 통해 데이터 불균형 해소를 통한 머신러닝 모형 성능 개선 가능성을 확인하였다.

This study analyzed the structural performance of a microalgae-based lightweight ecological integration system for large-span structures to achieve carbon neutrality. To address the load problems of existing soil-based ecological systems, a lightweight system utilizing microalgae bioreactors was proposed, and structural performance was evaluated for four types of large-span structures: truss, arch, dome, and cable structures. Structural analysis results through finite element analysis showed that the proposed system achieved a 70% load reduction effect compared to existing systems, with structural performance improvements including 35-40% reduction in maximum deflection, 30-35% reduction in maximum stress, and 25-30% increase in natural frequency. Environmental performance analysis confirmed CO₂absorption capacity of 12-18 kg per m² annually and PM2.5 reduction effects of 15-25%. Economic analysis results indicated that benefits of 3.95-6.7 million KRW per year are generated for a 1,000 m²reference area, creating cumulative benefits of 179.75-227.5 million KRW over 25 years. Verification through the German BIQ House case confirmed CO₂reduction performance of 6 tons per year for 200 m², demonstrating the practical applicability of the system. This study presented the potential of an innovative ecological integration system that can ensure structural safety of large-span structures while simultaneously contributing to carbon neutrality.

Microalgae are efficient fatty acid producers owing to their high photosynthetic activities. They can act as sources of biofuel, feed, and various bioactive compounds. This study aimed to determine optimal culture conditions, including culture medium, temperature, and light intensity, to enhance the biomass and fatty acid content of the indigenous freshwater microalga, Tetradesmus obliquus. Evaluation using a high-throughput photobioreactor revealed that the optimal culture temperature and light intensity were 25°C and 300 μmol m-2 s-1, respectively. Additionally, we optimized components (N, P, and Mg) of the BG-11 medium to enhance the microalgal biomass. Modified BG-11 medium increased the T. obliquus biomass by 37% compared to the standard BG-11 medium. Subsequently, the culture medium was replaced with N- and P-depleted media to determine the abiotic stress factor that could increase the cellular fatty acid content. Notably, fatty acid content was significantly increased from 8.5% up to 14.6% on day 7 of culture in N-deficient (N-P+ and N-P-) media. Sequential optimization effectively increased the biomass by 83% and fatty acid content by >76% in T. obliquus. Our optimization method can be used to enhance the biomass and fatty acid contents of various other microalgae.

본 연구는 조류가 발생하는 낙동강에 위치한 정수장에서 남세균 및 마이크로시스틴(MC)을 분석하였다. 마이크로시스틴 분석을 위한 독소 추출 방법의 효과를 확인하였다. 정수처리 공정별로 취수원수, 착수정수, 전오존 처리수, 응집⋅침전 처리수, 여과 처리수, 정수의 수질을 분석한 결과, 탁도와 클로로필-a 농도는 공정 진행에 따라 크게 감소하며 남세균이 효과적으로 제거되었음을 확인하였다. 마이크로시스틴 분석을 위해 세포 내 독소 추출을 위한 초음파 처리, 동결/해동법, 메탄올 추출법을 비교한 결과, 동결/해동법이 가장 효과적인 것으로 나타났으며, 메탄올 추출법은 상대적으로 낮은 추출 효율을 보였다. 본 연구 수행 시 남세균이 충분히 발생하지 않아 모든 샘플에서 마이크로시스틴이 검출되지 않았다. 따라서 고농도 남세균 발생시 정수장 공정별 남세균 및 독소 농도에 대한 후속 연구가 반드시 필요하다고 생각된다. 정수처리공정은 남세균과 독소를 제거하는 데 있어서 가장 중요한 부분이며 공정에서의 남세균과 독소의 제거 능력을 정확히 분석하는 것이 중요하다.

In this study, in order to develop an eco-friendly filtration method that considers the health and safety of the aquatic ecosystem by differentiating it from chemical methods (coagulants, oxidants, etc.), which are mainly used as methods for managing the removal of algae in the algal bloom stage, an effective separation membrane for algae removal was reviewed, an appropriate technology was proposed through field application, and the effect of algae removal was evaluated. The membrane used was applied in the field by constructing an optimal technology through auxiliary facilities with an immersion tubular membrane and a pressurized tubular membrane resistant to adhesive pollutants and algae. As a result, the strong characteristics of Fouling (blocking) by adhesive algae were confirmed, and the effect of removing algae and particulate matter in the immersion type tubular membrane was 99% chlorophyll-a (Chl-a), 99.2% suspended solid (SS), and 96.7% of pressurized tubular membranes, showing excellent effects in removing algae and particulate organic matter. In addition, as a result of field application to eutrophic reservoirs where high-density algae are distributed, it was confirmed that stable operation of algae was possible during the process of filtering, separation, and concentration.

This study developed an unmanned autonomous moving algae collection device (HAMA-bot) to remove high-density algae concentrated in the waterfront of urban agricultural reservoirs, and analyzed the effect of algae removal after field application to medium-sized urban reservoir. The algae reduction effect (Chl-a) of the study site in the reservoir by the HAMA-bot operation showed an average 18.5% higher in the treatment area compared to the control area before operation, while the average reduction of 24% in the treatment area after operation. In addition, the Chl-a removal rate, which directly analyzed the influent and effluent of HAMA-bot, showed a very high level with an average of 96.9% (94.7~99.2%). Currently, it is optimized for urban reservoirs and manufactured on a small scale, but it is a useful tool that can be applied on a large scale to large dams and rivers, and it is considered that the field applicability would be improved with the optimized scale.

The occurrence of cyanobacteria and the formation of cyanotoxins in lakes and reservoirs are influenced by many environmental factors. In this study, the harmful cyanobacteria occurrence and cyanotoxins concentrations was investigated in three agricultural reservoirs in the southern Gyeonggi-do in 2023. Although harmful cyanobacteria growth and cyanotoxins formation are influenced by various environmental factors in the actual ecosystem, the cell density of harmful cyanobacteria reached its maximum in September when the water temperature was relatively high, and the highest cyanotoxins (microcystin and anatoxin-a) concentrations were observed in October when the water temperature dropped to the range of 20~23℃. From this investigation, harmful cyanobacteria blooms and cyanotoxins residence in investigated three agricultural reservoirs was observed.

본 연구는 국내에 분포하는 특정도서에 서식하는 조류의 다양성에 미치는 서식지 요인의 구명을 위해 2017년 5월부 터 2019년 10월까지 서해안과 남해안에 분포하는 65개의 도서를 대상으로 수행하였다. 서식지 환경은 수치지형도를 기반으로 산출된 도서의 면적과 육지로부터의 거리, 토지 피복 유형을 구분하여 이용하였다. 조사지역의 서식지 환경과 조류 군집의 생물다양성 사이의 관계를 분석한 결과 도서 내 숲의 비율과 더불어 수역의 비율, 도서의 크기, 초지의 비율이 영향을 주는 요인으로 추출되었다. 서식지의 크기는 생물이 서식할 수 있는 공간의 증가와 연관되며, 이는 생물의 수용 능력과 밀접하게 관련된다. 또한 서식지 내 환경의 다양성은 조류 군집의 서식지 선택에 영향을 미치게 되고 그에 따라 보다 다양한 환경을 갖는 서식지에서 생물다양성이 증가한 것으로 판단한다. 본 연구 결과는 조류의 서식지 및 중간 기착지로 가치가 높은 국내 특정도서의 조류 군집의 보존 및 종 다양성 증진을 위한 기초 생태자료로서 가치가 높을 것으로 판단된다.

This study applied a camera trapping method to investigate species diversity of birds and mammals in Jingwan-dong Wetland located in Bukhansan National Park, Seoul, Korea. The objectives of this study were to (1) verify the efficiency of the camera trapping method through a combination of literature and observation surveys, and to (2) propose it as an effective monitoring method to assessing changes in biodiversity. From February 2022 to June 2022, a total of six cameras were installed for 121 days to conduct camera trapping in three aquatic environments. As a result, a total of 14,742 videos were obtained with a data acquisition rate of 59.2%. Analysis of the data identified a total of 20 families and 47 species of birds with 7 families and 8 species of mammals. When previous field observation data compiled from the past 10 years starting from 2011 were analyzed, a total of 33 families and 90 species of birds with 5 families and 6 species of mammals were identified. Camera trapping in Jingwan-dong Wetland recorded species list, including 3 families and 3 species of bird and 2 families and 2 species of mammal not observed in the past decade. Thus, camera trapping, which complements temporal limitations of field survey, can be an effective monitoring method for rapidly changing biodiversity if spatial limitations are improved. Resulting species lists can serve as a basis for future restoration and management plans.

Daemadeung, located in the estuary of the Nakdong River, is formed by sand dunes and possesses well-developed intertidal flats. This study aimed to investigate the habitat of benthic microalgae, photosynthetic pigments, and photosynthetic efficiency in the intertidal flats of Daemadeung from January to December 2011. The inorganic nitrogen content in the sediment pore water was primarily composed of ammonium, while nitrate+nitrite was dominant in the upper layer water. The concentration of chlorophyll a and fucoxanthin in the sediment surface was significantly higher than the mean of all the sediment layer. The average Fv/Fm of benthic microalgae during the entire survey period was 0.52±0.03, with the highest value (0.61±0.08) observed in February. The rETRmax showed a seasonal trend, being high from spring to early autumn (April to October) and low from winter to early spring (January to March, November, December), with the highest value (153.05±2.30 μmol electrons m-2 s-1) in July and the lowest (38.49±5.17 μmol electrons m-2 s-1) in January. The average Fv/Fm of diurnal microalgae was 0.48±0.03, with the highest value (0.61±0.08) observed at noon. The rETRmax showed a highest peak at noon (54.24±11.35 μmol electrons m-2 s-1) and reached its lowest point at 16:00 (26.17±4.75 μmol electrons m-2 s-1). These findings suggest that the productivity of benthic microalgae varies significantly depending on the survey time and sediment depth. Therefore, to quantify the productivity of benthic microalgae using Diving-PAM, surveys should be conducted based on tidal conditions, and simultaneous pigment analysis of sediment layers should also be performed.

In this study, various pre-treatment methods were evaluated for microalgae separation. These methods aimed to facilitate safe, rapid, and cost-effective online imaging for real-time observation and cell counting. As pre-treatment techniques, heating, chemical hydrolysis, heating combined with chemical hydrolysis, and sonication were employed. The effectiveness of these methods was evaluated in the context of online imaging quality through experimentation on cultivated microalgae (Chlorella vulgaris and Scenedesmus quadricauda). The chemical treatment method was found to be inappropriate for improving image acquisition. The heating pre-treatment method exhibited a drawback of prolonged cell dispersion time. Additionally, the heating combined with chemical hydrolysis method was confirmed to have the lowest dispersion effect for Chlorella vulgaris. Conversely, ultrasonication emerged as a promising technique for microalgae separation in terms of repeatability and reproducibility. This study suggests the potential for selecting optimal pre-treatment methods to effectively operate real-time online monitoring devices, paving the way for future research and applications in microalgae cultivation and imaging.

본 연구는 백두대간보호지역의 천왕봉에서 악휘봉 구간을 대상으로 조류의 다양성에 영향을 주는 서식지 요인을 구명하기 위해 2021년 4월부터 2022년 12월까지 수행되었다. 백두대간보호지역의 천왕봉에서 악휘봉 구간은 공간적 규모가 736.4㎢로 광범위하고 다양한 서식 환경이 혼재하는 지역이다. 그에 따라 조사지역은 서식지 동질성 분석을 통해 3㎞×3㎞의 조사구를 선정하여 20개의 조사구를 대상으로 수행하였다. 조사지역의 서식지 환경과 조류의 다양성 사이의 관계를 분석한 결과 조류 군집의 다양성은 육상곤충의 다양성을 비롯하여 경사도, 서식지의 평균 면적, 임상과 해발고도, 농경지와의 거리와 직·간접적으로 관련이 있는 것으로 나타났다. 서식지의 경사도를 비롯한 임상, 농경지로부 터의 거리는 먹이원의 발생에 직·간접적으로 영향을 주며 서식지의 평균 면적과 임상은 서식지의 구조적 다양성과 밀접하게 관련된다. 따라서 조류 군집의 다양성은 서식지 내 먹이의 발생량과 서식지의 다양성에 영향을 받는 것으로 판단된다. 본 연구의 조류 군집과 서식지 환경의 관계는 조류 군집의 다양성 증진을 위한 산림의 관리방안을 수립하는데 기초 생태 자료가 될 수 있을 것으로 판단된다.