• 제목/요약/키워드: 개체군 모형

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식생 모형 요소를 이용한 항력 변화 검토 (Variation of the Drag Force Acting on Vegetation Model Elements)

  • 이동섭;이두한
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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    • pp.665-665
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    • 2012
  • 식생의 물리적 특성에 따라 조도의 관점에서 식생이 흐름에 미치는 영향도 많이 달라지게 된다. 일반적인 식생 조도 실험은 초본류를 대상으로 하고 있지만, 초본류 식생은 매우 유연하기 때문에 단일 개채가 흐름에 미치는 영향을 정량적으로 파악하는 것이 매우 힘들다. 따라서 단일 개체에 의한 조도 특성 보다는 식생군에 의한 조도계수 변화 특성을 알아내는 것이 보통 중요해진다. 하지만 조도의 관점에서 초본류와 달리 목본류는 삭생의 강성이 매우 크기 때문에 식생군의 군집으로서 특징보다는 개별 식생의 형상이 큰 역할을 수행하게 된다. 일반적으로 목본류는 수심에 따라 흐름에 영향을 주는 생체량(biosmass)이 수심에 따라 변화하지만, 줄기(trunk)의 경우 수심에 따라 생체량의 변화가 거의 없으며, 줄기의 강성 및 단면 모양이 큰 역할을 하게 된다. 또한 목본류는 실험 수로에 고밀도의 수목군을 형성하여 실험을 수행하는 것이 쉽지 않으므로 개별 식생이나 소규모 군체에 대하여 항력을 측정하여 조도를 평가하는 것이 일반적이다. 따라서 본 연구에서는 목본류의 줄기 부분이 흐름에 미치는 영향을 파악하기 위한 기초 연구로서 원기둥이나 사각기둥과 같은 식생 모형 요소를 이용하여 식생 줄기를 구현하였고, 식생 형상 및 식생 직경 등을 달리하여 침수 조건 변화에 따른 항력 변화 특성을 검토하였다.

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도심하천 생태계의 수환경 평가를 위한 생지표 바이오마커 및 바이오인디케이터 메트릭 속성 및 다변수 생태 모형 (Multiple-biometric Attributes of Biomarkers and Bioindicators for Evaluations of Aquatic Environment in an Urban Stream Ecosystem and the Multimetric Eco-Model)

  • 강한일;강남이;안광국
    • 환경영향평가
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    • 제22권6호
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    • pp.591-607
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    • 2013
  • 본 연구에서는 생물학적 바이오마커, 물리적 서식지 지표 및 화학적 수질지표를 종합하여 12-메트릭 생태평가 모형을 확립하였고, 도심하천에 적용하여 수생태계 평가를 실시하였다. 생태모형 적용을 위해 도심하천의 상류역의 대조군 지역($C_Z$), 중류의 전이대($T_Z$) 및 하류역의 오염지역(IZ)을 선정한 후, 모델값에 대한 계절별 변이특성을 분석하였다. DNA 손상도 분석은 혈액을 이용한 단세포 전기영동법(Single-cell gel electrophoresis, SCGE)인 Comet assay 지표에 의거한 생지표 메트릭으로 이용되었고, Tail moment, Tail DNA(%) 및 Tail length(${\mu}m$)값이 분석되었다. DNA의 손상은 하류역의 오염지역($I_Z$)에서 분명하게 나타났지만, 대조군($C_Z$) 지역에서는 그렇지 않았다. 개체군 지표로서 비만도 지수인 $C_F$ 값 분석, 체장빈도 분포 지표 및 개체 이상도(Abnormality) 지표가 생물지표로서 이용되었다. 물리적 서식지 지표는 QHEI 모델을 이용하였고, 4개 메트릭이 분석되었다. 화학적 수질지표는 부영양화 지표인 인(P)/질소(N), 화학적 산소요구량 및 전기전도도 지표가 이용되었다. 본 연구를 종합해보면, 12-메트릭 생태모형의 생지표 속성은 대조군($C_Z$)지역에 비해 오염지역($I_Z$)에서 화학적 스트레스 지표(부영양화 지표)에 아주 민감하게 반응 하는 것으로 나타났으며, 또한 이들은 부분적으로 서식지 평가지표에 의해 영향 받는 것으로 분석되었다.

미국 북서부지역에 발생하는 서부양벚과실파리의 발생 월동 후 발생 동태에 관한 연구 (Development of Western Cherry Fruit Fly, Rhagoletis indifferens Curran (Diptera: Tephritidae), after Overwintering in the Pacific North West Area of USA)

  • 송유한;안광복
    • 한국농림기상학회지
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    • 제9권4호
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    • pp.217-227
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    • 2007
  • 서부양벚과실파리(Rhagolettis indifferens Curran)은 미국 북서부지역 및 California 북부에서 재배되는 단체리(Prunus avium)에 가장 큰 피해를 주는 해충이다. 체리의 수출을 위한 식물검역에서 Zero Tolerance의 규제를 받고 있는 이 해충의 방제를 위해 농가에서는 월동 후 우화 시점부터 지속적으로 약제를 살포하고 있으며, 살충제 처리의 적기를 예측할 수 있는 모형이 절실히 필요한 실정이다. 본 연구는 서부양벚과실파리를 대상으로 월동 후 성충의 우화 및 발생시기, 유충의 밀도변화, 번데기의 용화시기 및 밀도변화 등을 정량적으로 추적하여 개체군 밀도의 경시적 변동과 월동 후 우화시기를 예측하는 모형 검정의 기초자료로 사용코자 수행하였다. 이를 위하여 황색끈끈이트랩, 우화케이지, 용화트랩 등을 이용하여 실제 과원에서 각 태별 발생경과를 경시적으로 조사하였으며, 체리 과실이 달리는 시기부터 일정 간격으로 과실을 수거하여 시기별 과실 내부의 유충 수를 조사하였고, 실내에서 용화케이지를 이용하여 용화시기를 조사하였다. 그 결과 월동 성충의 우화는 5월 중순에 시작하여 6월 초순에 정점에 도달하였고, 6월 중순부터 7월 상순까지 과실 당 1마리 이상의 유충이 존재하였다. 7월 중순에 번데기의 수가 정점에 도달하였으며, 월동 중에 토양습도 등의 조건에 따른 번데기의 발육속도 및 생존율을 측정하기 위해 대량의 번데기를 확보하였다. 이 연구에서 얻어진 자료에서 나타난 과실파리의 월동 후 개체군 밀도변동과 용화시기를 Song et al.(2003)의 모형에서 예측한 결과와 비교한 결과 모형에 의해 예측된 발생일과 실측 발생일과는 1$\sim$2일 차이로 매우 정확하게 예측이 되었다. 이로 미루어 볼 때 본 연구에서 획득한 포장 실측자료는 누적 우화일, 유충의 발육단계, 산란일 등 다른 중요한 생물학적 사건을 예측하는 모형의 정확도 검정에도 잘 활용될 수 있을 것으로 생각된다.

온도가 농약효과에 미치는 영향분석 및 농약사용량 예측 모의실험 (Analysis of the Effect of Temperature on the Pesticide Efficacy and Simulation of the Change in the Amount of Pesticide Use)

  • 모형호;강주완;조기종;배연재;이미경;박정준
    • 환경생물
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    • 제34권1호
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    • pp.56-62
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    • 2016
  • 기후변화에 따른 해충개체군 증감모형은 해충방제를 위한 초발생예찰과 연속적 해충변동 양상의 파악에 매우 중요하다. 이러한 예측은 농약사용의 효율성을 높이고, 환경에 적은 영향을 줄 수 있으므로, 현대 해충방제전략의 화두로 볼 수 있다. 본 연구는 온도변화에 따른 해충의 농약효과에 따른 사충률의 변화를 개체군 모형과 결합시켜 모의했다. 감수성 점박이응애를 강낭콩을 기주로 20, 25, 30, $35^{\circ}C$에서 Acrinathrin-Spiromesifen 혼합제와 Azocyclotin 유기주석계 농약에 노출시켰다. 생물검정 결과 점박이응애의 사충률은 온도와 농약의 종류에 따라 유의한 차이가 발생했다. 점박이응애의 개체군 밀도변동 모의는 DYMEX를 이용했으며, 모의결과 농약의 종류별로 기후변화에 따른 초기방제 시기와 방제횟수에 차이가 나타날 것으로 예측됐다. 본 연구결과는 미래의 기후변화에 대응한 해충방제 전략과 농약 선발에 있어 중요한 시사점을 제공할 것으로 사료된다.

농촌지역 삵(Prionailurus bengalensis)의 서식지 선택과 관리방안 (Habitat Selection and Management of the Leopard Cat(Prionailurus bengalensis) in a Rural Area of Korea)

  • 최태영;권혁수;우동걸;박종화
    • 한국환경생태학회지
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    • 제26권3호
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    • pp.322-332
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    • 2012
  • 본 연구는 원격무선추적 자료를 바탕으로 우리나라의 농촌지역에 서식하는 삵의 행동권, 서식지 선택, 개체군 위협요인을 파악하고자 하였으며 3개체(수컷 2, 암컷 1)를 대상으로 한 연구결과는 다음과 같다. 첫째, 행동권은 평균 $2.64{\pm}1.99km^2$(K 95)와 $3.69{\pm}1.34km^2$(MCP 100)이었으며, 핵심공간은 평균 $0.64{\pm}0.47km^2$(K 50)를 나타냈고, 겨울철에 추적된 수컷의 행동권이 가장 넓었다($5.19km^2$, MCP 100). 둘째, Jacobs index에 기반을 둔 Johnson의 서식지 선택모형을 분석한 결과 삵은 2단계 선택(경관 내에서의 서식지 선택)에서 초지와 논을 선호하고 산림은 회피하는 반면에, 3단계 선택(행동권 내에서의 서식지 선택)에서는 하천변의 초지를 매우 선호하고 논을 회피하였다. 셋째, 로드킬은 삵의 심각한 개체군 위협요인으로 판단되며, 논의 토지피복 비율이 높고, 하천변에 도로가 존재하며, 산림이 마을 주위에만 소규모로 존재하는 지역에서는 삵의 개체군 유지가 매우 불안정할 수 있어 이러한 지역에 로드킬 대책과 하천변 초지보호 등의 노력이 보다 집중되어야 할 것이다.

제주도 노루의 개체수 관리를 위한 확장적 피식-포식모형의 적용에 관한 연구 (Application of an Augmented Predator-Prey Model to the Population Dynamics of Roe Deer in Jeju)

  • 전대욱;김도훈
    • 한국시스템다이내믹스연구
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    • 제12권2호
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    • pp.95-126
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    • 2011
  • This paper aims at developing a System Dynamics model with an augmented predator-prey interaction structure to deal with the population management of roe deer in Jeju, Korea. Although people still regard the creature as one of the important tourist attractions, there has been much debate on the issues of the appropriateness of the population size of roe deers because they have been stigmatized as crop damagers, and roadkill/poaching victims due to their natural habit to move around from the top mountain to the lowland of the island. The model is therefore to incorporate these migrating and grazing behaviors into an augmented Lotka-Volterra model coupling roe deer population in both parts of the island to that of predators and preys of the species. The authors also provide a comprehensive set of dynamic hypotheses and relevant CLD/SFD to understand the population dynamics of roe deer and co-evolving species and perform the steady-state analysis of the proposed equation system to verify the model behavior of the numerical example lastly presented in this paper.

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난대 기후대의 상록활엽수림 복원 모형(V) - 사례지의 복원전략 - (Restoration Model of Evergreen Broad-leaved forests in Warm Temperate Region(V) - Restoration Strategies of the Case Study Areas -)

  • 오구균;김용식
    • 한국환경생태학회지
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    • 제11권3호
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    • pp.352-365
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    • 1997
  • 상록활엽수림 복원모형의 연구의 일환으로 사례지인 전남 완도와 경남 목도의 복원전략을 제시하였다. 완도의 식생복원 유형은 개선형과 재현형으로 구분했고, 목도는 개선형으로 제시했다. 완도의 복원식생은 붉가시나무군락, 참가시나무군락, 참식나무군락, 구실잣밤나무군락, 후박나무군락, 생달나무군락 등 상록활엽수림 군락을 목표식생으로 제시했다. 목도의 복원식생은 후박나무군락으로 제시했다. 완도의 종복원 대상은 개체군의 분포지역이 매우 한저되어 있고 크기가 작은 수종 중에서 참나무과의 참가시나무와 자작나무과의 새우나무를 선정하였다. 목도지역에는 복원할만한 수종이 없는 것으로 판단되었다.

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비선형 혼합효과모형에서의 로버스트 능형회귀 방법과 정량적 고속 대량 스크리닝 자료에의 응용 (Robust ridge regression for nonlinear mixed effects models with applications to quantitative high throughput screening assay data)

  • 유지선;임창원
    • 응용통계연구
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    • 제31권1호
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    • pp.123-137
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    • 2018
  • 비선형 혼합효과 모형은 다양한 분야에서 반복 측정 자료를 분석할 때 주로 사용된다. 비선형 혼합효과 모형은 개체 내 변동(intra-individual variation)에 대해 고려하는 제 1단계 개별수준모델(individual-level model)과 개체간 변동(inter-individual variation)에 대해 고려하는 제 2단계 개체군모델(population model)의 두 단계로 구성되어 있다. 비선형 혼합효과 모형의 첫 번째 단계인 개별수준모델은 비선형 회귀모형의 모수를 추정하는 것으로 일반적인 비선형 회귀모형과 같고, 주로 보통최소제곱추정 방법을 사용하여 모수를 추정한다. 그러나 최소제곱추정방법은 가정된 비선형 함수가 자료에 의해 명시적으로 드러나지 않는 경우 모수의 추정값과 그 표준오차가 극단적으로 커지는 문제가 발생할 수 있다. 본 논문에서는 최근에 비선형 회귀모형에서 제안된 능형회귀(ridge regression) 방법을 비선형 혼합효과 모형의 제 1단계 개별수준모델에 도입함으로써 이러한 문제를 해결할 수 있는 새로운 추정방법을 제안하였다. 제안된 추정량은 모의실험 연구를 통하여 기존의 표준적인 추정량과 그 성능을 비교하였다. 또한 미국의 National Toxicology Program으로부터 얻어진 정량적 대량고속 스크리닝(quantitative high throughput screening) 실제 자료를 사용하여 추정 방법들을 비교하였다.

환자-대조군 연구에서 인구집단 층화가 일배체형 경향성 검정에 미치는 영향 (Study on Effects of Population Stratification on Haplotype Trend Test in Case-Control Studies)

  • 김진흠;강대룡;임현선;남정모
    • 응용통계연구
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    • 제22권5호
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    • pp.1085-1096
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    • 2009
  • 환자-대조군 연관성 연구에서 후보 유전자와 질병이 연관되어 있지 않더라도 인구집단 층화로 인해 가짜 연관성이 발생할 수도 있다. 본 연구에서는 일배체형에 기초한 환자-대조군 연관성 연구에서 인구집단 층화로 인한 가짜 연관성을 해결하기 위한 방법으로, Zaykin 등 (2002)이 제안한 일배체형 경향성 모형에 인구집단 층화에 대한 정보를 추가하고자 한다. Zaykin 등 (2002)의 모형과 제안한 모형에 기초한 일배체형의 유의성 검정에서 인구집단 층화와 인구집단에 대한 관측 오차가 제1종 오류율에 미치는 영향을 모의실험을 통해 살펴보았다. 인구집단이 층화되어 있지만 각 개체가 속한 인구집단을 정확히 알 수 있을 때, Zaykin 등 (2002)의 모형에 기초한 검정은 제1종 오류율을 잘 조절하지 못했지만 본 연구에서 제안한 모형에 기초한 검정은 제1종 오류율을 잘 조절하는 것으로 나타났다. 그러나 인구집단이 층화되어 있고 관측 오차가 존재하면 제안한 모형에 기초한 검정도 제1종 오류율을 조절하지 못하고 명목 유의수준보다 큰 값을 갖는 것으로 나타났다. 따라서 단일염기다형성에 기초한 환자-대조군 연관성 연구와 마찬가지로 일배체형에 기초한 환자-대조군 연관성 연구에서도 인구집단 층화에 대한 정보를 갖고 있다할지라도 그 속에 관측 오차가 존재하면 위양성을 피하기 어렵다는 것을 알 수 있었다.

애멸구 온도 발육 모델과 월동 개체군의 성충 발생 예측 (Temperature-dependent Development Model and Forecasting of Adult Emergence of Overwintered Small Brown Planthopper, Laodelphax striatellus Fallen, Population)

  • 박창규;박홍현;김광호
    • 한국응용곤충학회지
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    • 제50권4호
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    • pp.343-352
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    • 2011
  • 줄무늬잎마름병을 매개하는 애멸구, Laodelphax striatellus Fallen의 온도에 따른 알 및 약충 발육 기간을 12.5, 15, 17.5, 20, 22.5, 25, 27.5, 30, 32.5, $35{\pm}1^{\circ}C$의 10개 항온, 14:10 (L:D) h 광, 상대습도 30~40% 조건에서 조사하였다. 알은 모든 온도 조건에서 1령으로 성공적으로 발육하였으며, 발육기간은 $12.5^{\circ}C$에서 44.5일로 가장 길었고 온도가 증가함에 따라 짧아져 $35^{\circ}C$에서 5.8일로 가장 짧았다. 약충은 12.5, 15, 17.5, 20, 22.5, 25, 27.5, $30^{\circ}C$에서 성충까지 발육 가능하였으며, 각 온도에서 약충 전체 발육기간은 132.7, 55.9, 37.7, 26.9, 20.2, 15.8, 14.9, 17.4일이 소요되었다. 온도와 발육율과의 관계를 설명하기 위해 선형 및 4개의 비선형 (Briere 1, Lactin 2, Logan 6, Poikilotherm rate) 모델을 사용하여 분석하였다. 선형 모델을 이용하여 추정한 알과 약충 전체기간 발육을 위한 발육영점온도는 각각 $10.2^{\circ}C$$10.7^{\circ}C$였으며 발육에 필요한 유효적산온도는 각각 122.0, 238.1DD였다. 4가지 비선형 모델 중 Poikilotherm rate 모델이 모든 발육단계에서 온도와 발육율과의 관계를 가장 잘 설명하였다 ($r^2$=0.98~0.99). 알 및 유충의 발육단계별 발육완료 분포는 two-parameter Weibull 함수를 사용하였으며 모든 발육단계에서 비교적 높은 상관관계 ($r^2$=0.84~0.94) 값을 보여 양호한 모형 적합성을 보였다. DYMEX$^{(R)}$(version 3.0)를 이용하여 2개 지역에서 애멸구 월동 개체군의 발육을 추정한 결과 월동 후 개체군의 생리적 연령을 0.2로 가정하고 온도발육 모델로 Poikilotherm rate 모델을 사용하였을 경우 높은 우화시기 예측력을 볼 수 있었다.