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문제 정의
- 본 연구에서는 창립 50주년을 맞는 한국하천호수학회에서 출판되는 “한국하천호수학회지”와 “생태와 환경” 학술지에 실린 논문을 분석하여 연구대상지를 파악하였다. 또한 각 연구대상지에서 진행된 연구대상생물과 연구주제 등을 범주화하였고, 부가적인 정보로 각 논문의 저자와 소속기관의 특성들을 파악하여 한국의 육수학 연구의 역사와 연구동향을 이해하기 위해 노력하였다.
- 본 연구에서는 지난 50여 년간 국내 육수학 분야의 최대 전문학술지인 “생태와 환경(구 한국육수학회지)”에 출판된 논문들의 연구내용과 연구대상지를 파악하였다.
- 본 연구에서는 창립 50주년을 맞는 한국하천호수학회에서 출판되는 “한국하천호수학회지”와 “생태와 환경” 학술지에 실린 논문을 분석하여 연구대상지를 파악하였다.
제안 방법
- 연구논문에 조사지의 지리좌표 및 인근 구조물이 표시된 경우 해당위치를 현재 지도 상에 표기하였으나 60~70년대의 오래된 연구논문들의 경우 대부분 조사지 지리좌표 정보가 부재하였기 때문에 연구방법 부분에 포함된 조사지 도표와 하천의 형태, 지명 등을 기준으로 위치를 확인하여 조사지 정보를 추정하였다. 한 논문에서 다수의 조사정점을 포함하고 있는 경우에는 1) 반경 약 500 m 미만의 면적에서 반복측정의 성격으로 정점이 설치된 경우에는 대표정점으로 중앙 지점을 기록하였고, 2) 그 이상의 면적에서 구간별 특성을 조사하기 위해 여러 개의 정점을 조사한 경우에는 각각 독립된 조사정점으로 입력하였다. 이때 실내 실험을 위해 생물 조직, 개체 등을 일회성으로 채집한 장소는 포함하지 않았다.
- Each black dot represents field sites surveyed in each decade. Spatial distribution of field sites was presented by classifying Kernel density results into four rank categories (low, medium, high, and very high). Major river channels were presented with blue line and catchment area was divided with grey line with grey background.
- Each black dot represents field sites surveyed in each decade. Spatial distribution of field sites was presented by classifying Kernel density results into four rank categories (low, medium, high, and very high). Major river channels were presented with blue line and catchment area was divided with grey line with grey background.
- 밀도 폴리곤 형성에는 커널 밀도 추정법(Kernel density estimation)을 이용하였으며, 분석결과는 1 km 격자로 표현하여 1 km2 당 조사정점 수로 시각화하였다. 공간적인 분포특성은 공간통계도구(Spatial Analyst)를 이용하여 집수역별 조사지점 개수, 밀도를 계산하였으며, 다른 자료들과 중첩하여 조사지점의 고도 등의 정보를 추출하였다. 연구조사지의 공간분석에는 ArcMap (ver.
- 연구대상은 환경 (수질/토양/대기/수문), 미생물, 식물플랑크톤, 동물플랑크톤, 수생식물(하천식물), 저서무척추동물,어류, 양서류·파충류, 조류, 포유류, 기타로 구분하여 현장조사나 분석의 대상이 된 환경매개체나 생물 분류군을 분석하였다. 대상 수준은 일반적인 생태학의 계층적 체계(hierarchical level of ecology)에 기준하여 환경, 개체, 개체군, 군집, 기타(생태계, 생물권)로 구분하였으며, 학문분야는 분류학, 유전학, 생리학, 생태학, 환경학, 기타 총 6개 분야로 분류하였다. 주제분야는 식물상, 동물상, 생지화학, 발생/생리, 생산/분해, 경쟁/섭식, 행동, 군집반응, 영양단계, 모델링, 외래종, 유전자, 농업/수산업, 기후변화, 도시생태, 보전/복원, 평가로 17개 분야로 세부 구분하여 연대별 주제 분포를 분석하였다.
- 먼저 한국 육수학 연구에 분야별 메타분석을 위해 연구논문별 연구대상, 연구대상의 수준, 학문분야, 연구세부 주제분야, 참여기관 종류, 저자구성 등의 정보를 분류하였다. 연구대상은 환경 (수질/토양/대기/수문), 미생물, 식물플랑크톤, 동물플랑크톤, 수생식물(하천식물), 저서무척추동물,어류, 양서류·파충류, 조류, 포유류, 기타로 구분하여 현장조사나 분석의 대상이 된 환경매개체나 생물 분류군을 분석하였다.
- 참여기관 종류는 논문저자의 소속을 기준으로 중·고교, 대학, 기관 (정부, 개인), 복합 (2개 이상 기관)으로 구분하였다. 연구내용에 대한 분류결과는 전체출판물 대비 백분율(%)로 구성비율을 나타내거나 연대별 상대비율을 계산하여 시간적인 변화를 분석하였다.
- 논문의 조사방법 부분의 조사지역에 대한 설명을 참조하여 각 논문의 야외 조사지를 지리정보체계(GIS) 상에 기록하였다. 연구논문에 조사지의 지리좌표 및 인근 구조물이 표시된 경우 해당위치를 현재 지도 상에 표기하였으나 60~70년대의 오래된 연구논문들의 경우 대부분 조사지 지리좌표 정보가 부재하였기 때문에 연구방법 부분에 포함된 조사지 도표와 하천의 형태, 지명 등을 기준으로 위치를 확인하여 조사지 정보를 추정하였다. 한 논문에서 다수의 조사정점을 포함하고 있는 경우에는 1) 반경 약 500 m 미만의 면적에서 반복측정의 성격으로 정점이 설치된 경우에는 대표정점으로 중앙 지점을 기록하였고, 2) 그 이상의 면적에서 구간별 특성을 조사하기 위해 여러 개의 정점을 조사한 경우에는 각각 독립된 조사정점으로 입력하였다.
- 연구논문의 내용적 분석과 더불어 야외 조사지역의 시·공간적 분포특성을 분석하였다.
- 연구대상은 환경 (수질/토양/대기/수문), 미생물, 식물플랑크톤, 동물플랑크톤, 수생식물(하천식물), 저서무척추동물,어류, 양서류·파충류, 조류, 포유류, 기타로 구분하여 현장조사나 분석의 대상이 된 환경매개체나 생물 분류군을 분석하였다.
- 연구조사지와 더불어 한국 육수학의 연구자 네트워크 발전을 이해하기 위해 연구자 네트워크 구조 변화를 분석하였다. 세부 분석방법은 Kim et al.
- 조사지를 입력할 때는 논문의 고유일련번호를 속성에 기록하여 다른 정보들에 참조할 수 있도록 하였으며 앞서 설명한 연구내용 정보(연구대상, 연구대상 수준 등)와 연결하여 하나의 파일로 취합하였다. 연대, 분류군에 따른 야외조사지점의 분포특성은 밀도 폴리곤을 계산하여 분석하였다. 밀도 폴리곤 형성에는 커널 밀도 추정법(Kernel density estimation)을 이용하였으며, 분석결과는 1 km 격자로 표현하여 1 km2 당 조사정점 수로 시각화하였다.
- 8, The Gephi Consortium, France). 저자 네트워크 구조는 출판 논문 수를 기준으로 1970에서 80년대, 1990년대, 2000년대, 2010년대로 구분하여 각 시기별 연구자 관계를 분석하였고 구축된 무방향네트워크 (undirected network) 결과에서 총 참여저자 수, 네트워크 연결 정도(network degree) 등을 계산하였다.
- 대상 수준은 일반적인 생태학의 계층적 체계(hierarchical level of ecology)에 기준하여 환경, 개체, 개체군, 군집, 기타(생태계, 생물권)로 구분하였으며, 학문분야는 분류학, 유전학, 생리학, 생태학, 환경학, 기타 총 6개 분야로 분류하였다. 주제분야는 식물상, 동물상, 생지화학, 발생/생리, 생산/분해, 경쟁/섭식, 행동, 군집반응, 영양단계, 모델링, 외래종, 유전자, 농업/수산업, 기후변화, 도시생태, 보전/복원, 평가로 17개 분야로 세부 구분하여 연대별 주제 분포를 분석하였다. 주제 분야의 구분은 국제 육수학과 생태학 문헌 분석 결과(Liao and Huang, 2013; Kim et al.
- 지난 50년간 출판된 한국 육수학 논문의 연구정보와 야외조사지 정보를 공간적으로 정리하여 분포 특성과 주제 별 경향을 파악하고 연구자 네트워크 변화를 분석하였다. 1968년부터 2016까지 출판된 육수학 논문을 분류한 결과 수질환경과 생물 군집 수준의 연구가 높은 비율로 진행된 것을 확인할 수 있었다.
- 한국하천호수학회의 국문지는 1968년 한국육수학회지(1968~2007)가 발간된 이후 한국하천호수학회지(2008~2012), 생태와 환경(2013~현재)으로 학술지명이 변경되어 출판되었으므로 이에 해당되는 논문들을 분석 대상으로 하여 약 50년 간의 분석 자료를 구성하였으며, 학술지 온라인 DB의 자료를 활용하여 출판 논문의 전체 목록과 원자료 DB를 구축하였다. 출판연도가 오래되어 논문 종류, 저자 등의 출판정보가 정확하게 입력되어있지 않은 경우에는 부산대학교 중앙도서관(https://lib.pusan.ac.kr)에 보관된 학술지 인쇄본을 참고하여 출판정보를 수정하여 입력하였다. 해당기간 동안 학술대회 요지록을 제외하고 총 1,508편의 논문이 출판되었으며 본 논문 목록을 대상으로 세부 메타분석 및 재분류 작업을 진행하였다.
- kr)에 보관된 학술지 인쇄본을 참고하여 출판정보를 수정하여 입력하였다. 해당기간 동안 학술대회 요지록을 제외하고 총 1,508편의 논문이 출판되었으며 본 논문 목록을 대상으로 세부 메타분석 및 재분류 작업을 진행하였다.
대상 데이터
- 1,508편의 논문 중 총설과 실내 연구결과를 발표한 논문, 그리고 야외조사지 정보를 확인할 수 없었던 511편을 제외한 977편 논문에서 총 12,715개 지점의 야외현장조사 정보를 정리하여 분석하였다. 육수학 야외연구 조사지의 공간적 분포를 주요 권역별로 비교해보면 집수역 면적이 가장 넓은 한강 권역에서 조사지의 수가 가장 많았으며, 제주 권역에서 가장 적었다(Fig.
- 지난 50여 년간 한국하천호수학회의 1,717명의 연구자가 1,508편의 논문을 작성하였다. 연구주제와 연구대상이 다변화 및 전문화되면서 기관소속 연구자의 비율이 증가한 것으로 보인다.
- 한국하천호수학회 (구. 한국육수학회)에서 발행한 국문지에 발표된 전체 논문을 대상으로 메타분석을 시행하였다. 한국하천호수학회의 국문지는 1968년 한국육수학회지(1968~2007)가 발간된 이후 한국하천호수학회지(2008~2012), 생태와 환경(2013~현재)으로 학술지명이 변경되어 출판되었으므로 이에 해당되는 논문들을 분석 대상으로 하여 약 50년 간의 분석 자료를 구성하였으며, 학술지 온라인 DB의 자료를 활용하여 출판 논문의 전체 목록과 원자료 DB를 구축하였다.
- 한국육수학회)에서 발행한 국문지에 발표된 전체 논문을 대상으로 메타분석을 시행하였다. 한국하천호수학회의 국문지는 1968년 한국육수학회지(1968~2007)가 발간된 이후 한국하천호수학회지(2008~2012), 생태와 환경(2013~현재)으로 학술지명이 변경되어 출판되었으므로 이에 해당되는 논문들을 분석 대상으로 하여 약 50년 간의 분석 자료를 구성하였으며, 학술지 온라인 DB의 자료를 활용하여 출판 논문의 전체 목록과 원자료 DB를 구축하였다. 출판연도가 오래되어 논문 종류, 저자 등의 출판정보가 정확하게 입력되어있지 않은 경우에는 부산대학교 중앙도서관(https://lib.
이론/모형
- 연구논문의 내용적 분석과 더불어 야외 조사지역의 시·공간적 분포특성을 분석하였다. 논문의 조사방법 부분의 조사지역에 대한 설명을 참조하여 각 논문의 야외 조사지를 지리정보체계(GIS) 상에 기록하였다. 연구논문에 조사지의 지리좌표 및 인근 구조물이 표시된 경우 해당위치를 현재 지도 상에 표기하였으나 60~70년대의 오래된 연구논문들의 경우 대부분 조사지 지리좌표 정보가 부재하였기 때문에 연구방법 부분에 포함된 조사지 도표와 하천의 형태, 지명 등을 기준으로 위치를 확인하여 조사지 정보를 추정하였다.
- 연대, 분류군에 따른 야외조사지점의 분포특성은 밀도 폴리곤을 계산하여 분석하였다. 밀도 폴리곤 형성에는 커널 밀도 추정법(Kernel density estimation)을 이용하였으며, 분석결과는 1 km 격자로 표현하여 1 km2 당 조사정점 수로 시각화하였다. 공간적인 분포특성은 공간통계도구(Spatial Analyst)를 이용하여 집수역별 조사지점 개수, 밀도를 계산하였으며, 다른 자료들과 중첩하여 조사지점의 고도 등의 정보를 추출하였다.
- 연구조사지와 더불어 한국 육수학의 연구자 네트워크 발전을 이해하기 위해 연구자 네트워크 구조 변화를 분석하였다. 세부 분석방법은 Kim et al. (2016, 2016a, 2018)을 따랐으며 각 논문의 저자정보를 이용하여 공동저자들을 공동연구를 진행한 연구자 집합으로 가정하고 연구집단 간의 관계행렬을 생성하였다(Gephi 0.8, The Gephi Consortium, France). 저자 네트워크 구조는 출판 논문 수를 기준으로 1970에서 80년대, 1990년대, 2000년대, 2010년대로 구분하여 각 시기별 연구자 관계를 분석하였고 구축된 무방향네트워크 (undirected network) 결과에서 총 참여저자 수, 네트워크 연결 정도(network degree) 등을 계산하였다.
- 공간적인 분포특성은 공간통계도구(Spatial Analyst)를 이용하여 집수역별 조사지점 개수, 밀도를 계산하였으며, 다른 자료들과 중첩하여 조사지점의 고도 등의 정보를 추출하였다. 연구조사지의 공간분석에는 ArcMap (ver. 10.1, ESRI, USA)을 이용하였다.
성능/효과
- 지난 50년간 출판된 한국 육수학 논문의 연구정보와 야외조사지 정보를 공간적으로 정리하여 분포 특성과 주제 별 경향을 파악하고 연구자 네트워크 변화를 분석하였다. 1968년부터 2016까지 출판된 육수학 논문을 분류한 결과 수질환경과 생물 군집 수준의 연구가 높은 비율로 진행된 것을 확인할 수 있었다. 생물 분류군으로는 식물플랑크톤, 어류, 저서무척추동물, 동물플랑크톤, 수생식물 순으로 연구대상 빈도가 높았다.
- 2). 동물플랑크톤 연구는 정수생태계를 조사대상지로 한 빈도가 57.1%로 약간 많았으며, 저서무척추동물과 어류는 하천과 강을 대상으로 한 연구의 수가 매우 높아(저서무척추동물: 유수 82.5%, 정수 17.5%; 어류: 76.9%, 23.1%) 분류군에 따라 주목 받은 연구대상지가 상이했음을 확인할 수 있었다.
- 1968년부터 2016까지 출판된 육수학 논문을 분류한 결과 수질환경과 생물 군집 수준의 연구가 높은 비율로 진행된 것을 확인할 수 있었다. 생물 분류군으로는 식물플랑크톤, 어류, 저서무척추동물, 동물플랑크톤, 수생식물 순으로 연구대상 빈도가 높았다. 1970~80년대에 생물상과 발생·생리학에 관련된 연구가 다수 발표되었고 영양단계, 모델, 보전, 평가 등의 연구주제들은 시간에 따라 증가하는 경향을 보였다.
- 1a). 생물과 연관된 연구대상의 수준은 군집 (43.1%), 개체군(11.7%), 개체(10.1%) 순으로 많이 연구되었으며(Fig. 1b), 수질 또는 토양환경 등을 다양한 규모로 조사한 논문의 비율이 높았다(34.7%). 환경과 생물분류군별로는 하천, 저수지의 수질이나 중금속, 저토의 화학적 특성을 분석한 논문이 27.
- 또한 연구가 오래된 장소에서 보전활동이 잘 진행되고 있는지 또는 그 반대인지를 확인할 수 있다. 셋째, 연구대상지의 지리적 분포는 학문의 철학적 기반과 가치 및 역사뿐만 아니라 지역의 제정적, 제도적 제약 등에 영향을 받기 때문에 연구대상지의 분포를 기반으로 이러한 숨은 정보를 확인할 수 있다.
- 2000년대에는 연구가 활성화된 조사지가 더욱 증가하였으며 팔당호, 한강유역, 대청호 지역의 연구 밀도가 크게 증가하였다. 시화호 방조제 건설로 담수화 및 생태계 변화에 대한 연구논문의 증가로 시화호 지역의 조사지 밀도가 증가한 것도 확인되었다. 남한강 상류의 동강지역에 생물다양성 조사로 조사지점이 집중된 것도 특징적이다(Fig.
- 야외 조사지의 분류군 분포패턴은 매우 다양한 양상을 확인할 수 있었다(Fig. 5). 수질과 저토 환경을 분석한 연구분야의 야외 조사지소는 주요 하천 대부분의 구간에서 위치하고 있었으며, 특히 한강 권역의 북한강 상류의 소양호, 의암호, 팔당호, 한강하류(도심 관통 구간), 금강 권역의 대청호, 낙동강 권역의 안동호에 조사지가 집중되었다(Fig.
- 연구지소의 변화는 연구 집단의 구성과도 밀접한 연관을 가지고 있고 지소의 장기적인 조사정보 축적을 위해서도 연구그룹의 형성과 유지는 중요한 요소이다. 연구논문의 공저자 정보를 이용하여 한국 육수학의 연구자 네트워크를 분석한 결과 연대별로 연구자 그룹의 발전을 확인할 수 있었다(Fig. 6). 1970~80년대에는 총 329명의 저자가 확인되었고 한 연구자가 약 3.
- 3b). 이후, 조사지 수는 고도가 증가할수록 지수적으로 감소하는 양상을 보였다. 고도별 하천 유로연장에 대비하면 해발고도 0~50 m 구간은 평균 4.
- 수질과 플랑크톤 연구는 정수와 유수환경에서 유사한 수준의 연구 비율을 보였으나 저서무척추동물과 어류는 유수환경에서의 조사가 많았다. 일반적으로 하천과 저수지의 분포양상에 따라 국내 육수학의 야외조사지도 증가하는 경향을 확인할 수 있었으나 상대적으로 본류 상류하천에 대한 조사지 밀도가 낮았던 것으로 확인되었다. 연대별로는 1970년대에 도심지 본류와 상수원으로 이용하는 인공호수에 집중된 분포 형태를 보였으나 이후 다양한 담수서식처로 확대되는 경향을 보였다.
- 5b). 플랑크톤에 대한 연구도 환경-미생물 분야의 조사지점과 유사한 분포 패턴을 보여 분포밀도가 높았으며 낙동강하구, 동해안 화진포 지역에서도 조사지가 넓게 분포하였다(Fig. 5c). 수생식물에 대한 연구는 동일한 조사지점에 연구가 집중되는 경향이 상대적으로 낮은 것을 확인할 수 있었으며, 팔당호과 남한강, 낙동강하구에서 중첩되는 조사기록이 분포하였다(Fig.
후속연구
- (2012)은 세가지로 요약하였다. 첫째, 생태학 연구에서는 제한된 시간과 비용을 기반으로 연구대상지를 선정하기 때문에 좁은 장소를 연구하여 실질적으로는 넓은 지역에 적용될 수 있는 결과를 제시한다. 따라서 연구대상지의 분포를 정량화하면 연구가 이루어지지 않았지만 기존의 연구를 바탕으로 유사한 결과를 유추할 수 있는 장소를 확인할 수 있다.
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