A dilution method for reducing chlorophyll a concentration of downstream reservoir through upstream dam discharge was reviewed at Seungchon Weir and Juksan Weir reservoirs in the Yeongsan River. The applied model equations were divided into 1) a case of accepting the inflow of upstream water with non-discharge state, and 2) a case of accepting the water after discharging the same amount of weir water. We found the positive effect of dilution in chlorophyll a reduction, and accepting upstream water after predischarging is more effective. The larger the amount pre-discharged, the greater the dilution effect. Therefore, under conditions that do not affect the downstream environments of the weir, it is appropriate to pre-discharge high chlorophyll a water first and then dilute it. However, the method of reducing chlorophyll a concentration in weir reservoir using clean upstream water is not recommendable except critical cases. The upstream dams of the Yeongsan River basin were constructed for multipurpose including agricultural use, and discharge of dam water can cause the disputes over water rights. Therefore, the dilution method can only be implemented limitedly when weir reservoirs are critically polluted and upstream dam water is sufficient enough not to affect agricultural use in Yeongsan River watersheds.

기후변화에 따른 해양생태계의 반응은 해양의 일차 생산을 대표하는 식물성 플랑크톤의 엽록소-a 장기변동을 통 해 이해할 수 있다. 본 연구에서는 중국 연안 양쯔강 유출수와 외해수가 만나는 동중국해 전이 수역에 위치한 이어도 해양과학기지(Ieodo Ocean Research Station, I-ORS)를 중심으로, 지난 20년(2003-2022) 동안의 위성 해색 자료를 활용 하여 엽록소-a 농도의 장기변동 특성을 분석하였다. MODIS/Aqua 관측 자료에 연안의 탁도 특성을 고려한 Y O C 알고 리즘을 적용하고 최적 내삽법(OI)을 이용해 결측을 보정하였다. 분석 결과, 연구 해역의 엽록소-a는 중국 연안의 고농도 해수와 외해의 저농도 해수가 만나는 뚜렷한 동서 구배를 보였으며, 전선의 위치와 형태는 계절에 따른 강한 변동성을 보였다. I-ORS는 전선 중심부에 위치하여 계절풍과 해류 변동에 따라 다양한 물리적 외력에 민감한 전이대 환경을 나 타냈다. 상관계수 분석에서 I -O RS의 엽록소-a 변동은 겨울에 북서계절풍에 의한 혼합, 여름에는 제주난류의 북상과 관 련된 계절적 패턴이 확인되었다. 엽록소-a 농도의 장기변동 추세는 중국 연안역에서 뚜렷한 감소 경향을 보였으나, 외 해 해역에서는 변동이 미약하였으며 이러한 대비는 해수면온도의 온난화와 공간적으로 정합적이었다. 특히 해수면온도 의 급격한 온난화가 진행된 양쯔강 인근 해역에서 엽록소-a 농도의 감소는 완만한 온난화 지역보다 크게 나타났으며, 강한 조석 및 바람에 의한 활발한 혼합이 결합된 성층 약화 경향이 두드러졌다. I-ORS는 연안과 외해의 상호작용이 집 중되는 전략적 관측 거점으로서, 향후 위성 자료와 현장 관측을 통합한 장기 모니터링을 통해 기후변화에 따른 동중국 해 생태계 변화를 이해하는 데 핵심적인 역할을 할 것으로 기대된다.

In this study, the machine learning which has been widely used in prediction algorithms recently was used. the research point was the CD(chudong) point which was a representative point of Daecheong Lake. Chlorophyll-a(Chl-a) concentration was used as a target variable for algae prediction. to predict the Chl-a concentration, a data set of water quality and quantity factors was consisted. we performed algorithms about random forest and gradient boosting with Python. to perform the algorithms, at first the correlation analysis between Chl-a and water quality and quantity data was studied. we extracted ten factors of high importance for water quality and quantity data. as a result of the algorithm performance index, the gradient boosting showed that RMSE was 2.72 mg/m³ and MSE was 7.40 mg/m³ and R² was 0.66. as a result of the residual analysis, the analysis result of gradient boosting was excellent. as a result of the algorithm execution, the gradient boosting algorithm was excellent. the gradient boosting algorithm was also excellent with 2.44 mg/m³ of RMSE in the machine learning hyperparameter adjustment result.

최근의 기후변화는 연안에서 더욱 가속화되고 있어 연안에서의 해양 환경변화 감시의 중요성이 커지고 있다. 클로로필-a 농도는 해양 환경 변화의 중요한 지표 중 하나로 수십년 동안 여러 해색 위성을 통해 전구 해양 표층의 클로 로필-a 농도가 산출되었으며 다양한 연구 분야에 활용되었다. 하지만 연안 해역의 탁한 해수는 외해의 맑은 해수와는 구별되는 구성 성분과 광학적 특성으로 인해 나타나는 심각한 오차 때문에 일반적으로 사용되는 전지구 대양을 위하여 만들어진 클로로필-a 농도 알고리즘은 연안 해역에 대입할 수 없다. 또한 연안 해역은 해역에 따라 성분과 특성이 크게 달라져 통일된 하나의 알고리즘을 제시하기 어렵다. 이러한 문제점을 극복하기 위하여 연안의 탁도가 높은 해역에서는 구성 성분과 광학적 변동 특성을 고려한 다양한 알고리즘들이 개발되어 사용되어 왔다. 클로로필-a 농도 산출 알고리즘은 크게 경험적 알고리즘, 반해석적 알고리즘, 기계학습을 활용한 알고리즘 등으로 나눌 수 있다. 해수의 반사 스펙트 럼에 기반한 청색-녹색 밴드 비율이 기본적인 형태로 주로 사용된다. 반면 탁한 해수를 위해 개발된 알고리즘은 연안 해역에 존재하는 용존 유기물과 부유물의 영향을 상쇄시키기 위한 방식으로 녹색-적색 밴드 비율, 적색-근적외 밴드 비 율, 고유한 광학적 특성 등을 사용한다. 탁한 해수에서의 신뢰성 있는 위성 클로로필-a 농도 산출은 미래의 연안 해역을 관리하고 연안 생태 변화를 감시하는데 필수적이다. 따라서 본 연구는 탁도가 높은 Case 2 해수에서 활용되어온 알고리즘들을 요약하고, 한반도 주변해역의 모니터링과 연구에 대한 문제점을 제시한다. 또한 다분광 및 초분광 센서의 개발로 더욱 정확하고 다양한 해색 환경을 이해할 수 있는 미래의 해색 위성에 대한 발전 전망도 제시한다.

영산강 하구는 1981년에 농지 및 농업용수 개발을 위해 하굿둑이 건설되면서 인위적인 변형이 이루어진 시스템으로 하굿둑을 중심으로 담수역과 해수역으로 분리되었다. 하지만 여름철에는 잦은 강우로 인해 수문이 자주 개방되고, 개방 시에 담수가 해수역으로 방류되면서 기수역의 특성을 보이기도 한다. 본 연구에서는 담수 방류의 직접적인 영향을 파악하기 위해 2013년부 터 2015년까지 여름철 동안 담수 방류 전후로 일간 모니터링을 실시하여 하계 식물플랑크톤 크기구조와 환경여건 변화를 파악하고자 하였다. 그 결과, 담수 방류는 급격한 염분감소와 탁 도를 증가시켜 표층의 용존산소도 감소시키는 것으로 나타났다. 다만 조사 전까지 방류가 지 속적으로 이루어진 2014년에는 이미 염분이 감소한 상황이어서 추가적인 방류로 인한 염분의 감소는 나타나지 않았다. 영양염 중에서는 특히 질소성 영양염의 유입이 크게 나타났고, 이로 인해 질소의 상대적 제한 보다는 인이나 규소의 제한 가능성이 크게 나타났다. 식물플랑크톤 생체량 및 크기구조는 연도별로 상이한 결과를 보였으나 결과적으로 담수 방류에 따라 변화를 초래하였고, 방류 후에도 어느 정도 그 경향이 유지되었다. 결론적으로 불규칙적이고 예측이 어려운 담수 방류는 염분, 탁도, 영양염 농도 등의 환경요인뿐만 아니라 식물플랑크톤의 생체 량 및 크기구조를 단기적으로 크게 변화시키는 것으로 나타났다. 이러한 변화는 적조와 같은 유해조류발생(HABs) 뿐만 아니라, 먹이량 및 미세먹이망 변화를 통해 상위소비자 그리고 먹이 망 구조에도 영향을 미칠 수 있을 것으로 사료된다.

The occurrence of exotic weeds and their influx into farmlands due to climate change poses many problems. Therefore, it is necessary to generate a prediction model for the occurrence pattern of these exotic weeds based on scientific evidence and devise prevention measures. The photosynthetic apparatus is known as the most temperaturesensitive component of a plant cell and its initial response to temperature stress is to inhibit the activation of photosystem II. This study investigated the potential of OJIP transients in assessing temperature stress in exotic weeds. The four exotic weeds currently flowing into Korean farmlands include Amaranthus spinosus, Conyza bonariensis, Crassocephalum crepidioides, and Amaranthus viridis. These weeds were treated at 5°C, 10°C, 15°C, 20°C, 25°C, 30°C, 35°C, and 40°C and the OJIP curves and JIP parameters were measured and analyzed. The results showed that heat and chilling stress affected the photosystem II (PSII) electron transport of A. spinosus, whereas C. crepidioides and A. viridis were more affected by high-temperature stress than by low-temperature stress. Lastly, C. bonariensis showed resistance to both high and low-temperature stress. The results of this study suggest that OJIP transients and JIP parameters can be used to analyze damage to the photosynthetic apparatus by temperature stress and that they can serve as sensitive indicators for the occurrence pattern of exotic weeds.

Since the Coastal Zone Color Scanner (CZCS)/Nimbus-7 was launched in 1978, a variety of studies have been conducted to retrieve ocean color variables from multi-satellites. Several algorithms and formulations have been suggested for estimating ocean color variables based on multi band data at different wavelengths. Chlorophyll-a (chl-a) concentration is one of the most important variables to understand low-level ecosystem in the ocean. To retrieve chl-a concentrations from the satellite observations, an appropriate algorithm depending on water properties is required for each satellite sensor. Most operational empirical algorithms in the global ocean have been developed based on the band-ratio approach, which has the disadvantage of being more adapted to the open ocean than to coastal areas. Alternative algorithms, including the semi-analytical approach, may complement the limits of band-ratio algorithms. As more sensors are planned by various space agencies to monitor the ocean surface, it is expected that continuous monitoring of oceanic ecosystems and environments should be conducted to contribute to the understanding of the oceanic biosphere and the impact of climate change. This study presents an overview of the past and present algorithms for the estimation of chl-a concentration based on multi-satellite data and also presents the prospects for ongoing and upcoming ocean color satellites.

Four chemical treatments with hydrogen peroxide (H2O2), copper sulfate (CuSO4), potassium permanganate (KMnO4) and chlorine (Cl2) were applied to the effluent pond water of a hybrid striped bass saltwater recirculating aquaculture system to compare their oxidation power. Four chemicals were applied at concentrations of 0 (control), 1, 5, 10 and 20 mg/l. An additional concentration of 40 mg/l was included in the chlorine treatment. Water samples from four hybrid striped bass ponds were tested with KMnO4 and Cl2. H2O2 did not reduce any of BOD, COD and chlorophyll-a, and copper sulfate was only effective on chlorophyll-a for the effluent pond. Removal efficiencies for chlorophyll-a by copper sulfate were 19.2%, 37.5%, 54.2% and 74.1% dose-dependently. Potassium permanganate effectively removed the BOD, COD and chlorophyll-a. The COD removal rates in four fish ponds varied from 15.9% to 31.6% at the concentration of 10 mg/l. Interestingly, Cl2 did not reduce the BOD and COD at all, but the BOD and COD instead increased drastically with increasing the Cl2 concentration. The pond water with the highest initial BOD and COD values among the fish ponds tested increased by 350% in the BOD and 150% in the COD at 20 mg/l. Furthermore, Cl2 did not significantly reduce any types of solid matter in this study, while KMnO4 seemed to reduce some extent volatile dissolved solid in the fish pond.

This study was carried out to apply the UAV(Unmanned Aerial Vehicle) coupled with Multispectral sensor for the algae bloom monitoring in river. The study acquired remote sensing data using UAV on the midstream area of Gum River, one of four major rivers in South Korea. Normalized difference vegetation index (NDVI) is used for monitoring algae change. This study conducted water sampling and analysis in the field for correlating with NDVI values. Among the samples analyzed, the chlorophyll concentration exhibited strong and significant linear relationships with NDVI, and thus NDVI was chosen for algae bloom index to identify emergence aspect of phytoplankton in river. Aerial remote sensing technology can provide more accurate, flexible, cheaper, and faster monitoring methods of detecting and predicting eutrophication and therefore cyanobacteria bloom in water reservoirs compared to currently used technology. As a result, there was high level of correlation in chlorophyll-a and NDVI. It is expected that when this remote water quality and pollution monitoring technology is applied in the field, it would be able to improve capabilities to deal with the river water quality and pollution at the early stage.

본 연구는 식물공장에서 특용작물인 인삼을 대상으로 LED광원, Duty비와 Hertz에 따른 생리ž생태학적 반응을 알아보고자 하였다. 광원의 종류는 단색의 적색광(R), 청색 광(B), 황색광(Y), 백색광(W), 원적색광(fR)과 적색+청색 혼합광(R+B), 적색+청색+백색 혼합광(R+B+W), 적색+원 적색 혼합광(R+fR)을 이용하였으며, RB광원의 Hz는 각각 20, 60, 180, 540, 1620, 4860Hz로 RBW광원의 Hz는 각각 60, 180, 540, 1620Hz로, 이를 제외한 나머지는 모두 180Hz로 처리하여 총 16개 구배를 하였다. 인삼은 1년생 묘삼을 한 화분(지름24cm×높이23cm)에 3개체씩 이식하여 각 구배 당 5개의 화분을 배치하였다. 그리고 이 실험을 각각 Duty비 30%, 50%, 70%로 총 3번 진행하였다. 실험 결과, 광원에 따른 엽록소형광은 원적색광(fR), Duty비 30%가 높았으며, Hz에 따른 RB혼합광에서는 4860Hz, Duty비 30%가 높았고, RBW혼합광에서는 540Hz, Duty비 30%에서 높았다. 광원에 따른 엽록소함량은 황색광(Y)이 가장 높았다. Hz에 따른 RB혼합광에서는 4860Hz, Duty비 30%가 높았고, RBW혼합광에서는 180Hz, Duty비 50%에 서 높았다. 이러한 연구는 추후 진행될 식물공장 내 최적 광질을 통한 인삼의 재배

Concerns about water quality in the Nakdong River have been raised because the Nakdong River will change from a lotic environment to a lentic environmental due to the installation of eight weirs to be constructed as part of the Four Major Rivers Restoration Project. The rapid urbanization and industrialization of the middle and the lower reaches of Nakdong River causes the indiscreet discharge of uncleanly living sewage and industrial wastewater. And the water quality of lower reaches of Nakdong River is getting seriously worse. Owing to the water shortage of Nakdong River and the closing of reaches because of the estuary dyke in the dry season, the velocity of a moving fluid is almost accumulated under 0.03m/sec. Then a pollutant is piled up on the bottom of the river. Polluted sediment is formed and nutrition level of water is increased more and more. The eutrophication state propagated to dark brown or green from eutrophication often comes out. Therefore in this study, we measured Chl. a of chlorophyll sensor (YSI6600V2) and aceton extraction through field observation in the Nakdong River and Samrangjin. And we evaluated the reliability of chlorophyll sensor. In correlation analysis between chlorophyll sensor and aceton extraction, it shows high relation in general. And it also shows high relation among the chlorophyll sensor and aceton extraction of the dominant diatom (Skeletonema costatum), Dinophyta (Prorocentrum minimum) in the Nakdong River estuary by laboratory analysis results.

이 연구는 들메나무, 버드나무, 참조팝나무, 신나무, 다릅나무, 호랑버들 6종의 식물을 심적 산림 습지 내에서 생육하는 개체와 습지 밖의 산지사면에서 생육하는 개체의 광합성 특성과 엽록소 형광반응의 차이를 조사하여 습지환경이 이들 식물의 생육에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 참조팝나무와 들메나무의 경우 습지 내 생육하는 개체가 산지에서 생육하는 개체에 비하여 기공전도도의 저하로 인해 대기로부터 CO2와 수분의 교환이 원활하게 이루어지지 못하여, 증산량 감소, 기공제한 증가 및 엽육세포 내 CO2 농도 감소 등 광합성 활성에 관련하는 반응들이 상대적으로 저하되는 경향을 보였다. 특히, 참조팝나무는 습지에서 생육하는 개체가 산지에서 생육하는 경우보다 광계 Ⅱ의 광화학반응 과정에서 에너지 전달 효율이 감소되는 것으로 나타났으며, 광합성 기구의 활력에도 영향을 미치는 것으로 나타났다. 결과적으로 산지와 습지환경의 차이가 광합성 반응 및 엽록소 함량의 변화를 가져오며, 수종마다 다른 경향을 보여주고 있음을 알 수 있었다.

본 연구는 식물성 플랑크톤의 1차 생산력에 대한 N:P ratio의 영향을 분석하기 위해 “영양염 첨가실험(NEBs)”을 실시하였다. 영양염 첨가실험(NEBs)에 의한 N:P Ratio의 영향은 대청호에서 측정된 수질데이터와 비교분석하였다. 단기 영양염 첨가실험 결과, 인 (P)을 첨가한 처리군들 (N:P Ratio=5, 15, 20, 30)에서의 1차 생산력의 반응이 대조군 (Control)과 인(P)을 첨가한 처리군 (N:P Ratio=80, TV), 질소(N)를 첨가한 처리군(N:P Ratio=150, TVI)에서보다 높았다. 또한 질소 (N)를 처리한 처리군에서는 대조군과 모든 처리군에서보다 1차 생산력의 반응이 유의하게 작았다. 영양염 첨가실험의 결과, 식물성 플랑크톤의 성장에 인이 제한영양염으로 작용하고 있었으며, 질소첨가 (Spiking N)는 식물성 플랑크톤의 성장을 억제한 것으로 사료된다. 대청호의 영양염 변이 분석 결과, 최소 N:P Ratio에서 엽록소-a의 최대농도가 나타났고, N:P Ratio는 식물성 플랑크톤의 성장에 대한 핵심 조절자로 사료되었다. 본 연구결과를 종합해 볼 때, N:P Ratio가 식물성 플랑크톤의 성장을 조절하는 핵심 인자로 작용 할 것으로 사료된다.