• 한국응용곤충학회지
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• 제36권3호
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• pp.215-223
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• 1997

온일도(Degree day)를 시간단위로한 쌀바구미의 행렬모형을 작성하였다. 기본행렬모형에서 측정된 계차증가율은 2.155/100DD였으며, 성충밀도는 지수함수적으로 증가하였다. 종내경쟁을 도입한 행렬모형에서 성충밀도는 수렴진동의 형태를 보였으며 69.300일도경에서 530으로 안정되었다. 주어진 실험조건에서 실험개체군의 밀도변동 모형에서 예측되는 것과 유사하였다. 그러나 초기최고밀도와 밀도변동추이에서 양자간에 차이를 보였다. 이는 주로 실험 개체군의 경우 자원의 일정성이 유지되지 않았던 데에서 유기된 결과로 생각된다.

• 한국응용곤충학회지
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• 제51권3호
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• pp.235-243
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• 2012

중요 시설해충인 아메리카잎굴파리(Liriomyza trifolii (Burgess))의 개체군 밀도변동모형을 방울토마토 온실내 대기온도와 잎 표면온도를 이용하여 모형 정확성을 비교하였다. 모형 개발에 이용된 생물적 변수들은 기존 발표된 자료들을 사용하였고 모형 작성은 DYMEX$^{(R)}$ 프로그램을 이용하였다. 온도에 따라 상이한 발육기간과 산란수는 생리적 연령으로 표준화시킨 발육완료 분포모형, 연령 특이적 산란수 및 생존율을 비선형회귀 모형에 적합시켜 밀도변동 모형을 개발하였다. 줄내림방식의 방울토마토에서 식물체를 3개의 위치(상단: 지상 1.6 m 이상, 중단: 지상 0.9 - 1.2 m 사이, 하단: 지상 0.3 - 0.5 m 사이)로 나누고 각 위치별로 온실 내 대기 온도와 잎 표면 온도를 기록하였다. 온실 내 잎 표면 최대온도는 대기중 최대온도보다 항상 낮게 유지되고 있었으며, 하단, 상단, 중단의 순으로 온도가 낮아지는 경향을 보였다. 개발된 모형검정을 위한 초기이입 시기와 밀도는 6월초 성충 5마리가 총 50개의 알을 잎에 산란한 것으로 설정하였다. 온실 내 대기 온도와 잎 표면 온도를 이용하여 아메리카잎굴파리 유충 발육모형과 성충의 산란모형을 DYMEX로 프로그래밍하고 모의실험을 하였다. 모의실험결과를 평가하기 위해 기상자료를 수집한 동일한 온실에서 아메리카잎굴파리 유충 밀도를 육안조사 하였으나, 알, 번데기, 성충의 경우 육안조사가 어려워 대상에서 제외하였다. 육안조사결과 밀도변동패턴이 방울토마토 잎 표면 온도를 이용한 모의실험결과 밀도변동패턴과 유사하였다. 육안조사결과와 육안조사시기의 DYMEX모의실험 결과값을 상관분석 한 결과, 육안조사결과와 잎 표면 온도를 이용한 모의실험 결과가 유의한 양의 상관관계를 보였다(r = 0.97, p < 0.01). 대기 온도를 이용한 모의실험 결과와는 유의하지 않은 상관관계를 보였다(r = 0.40, p = 0.18). 본 연구결과 방울토마토 온실에서 아메리카잎굴파리 개체군 밀도변동의 적절한 예측을 위해서는 잎 표면 온도를 고려해야 하는 것으로 나타났다.

• 원예과학기술지
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• 제29권5호
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• pp.420-432
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• 2011

방울토마토(Lycopersicon esculentum cv. Koko) 재배 온실에 피해를 주는 온실가루이 개체군(Trialeurodes vaporariorum (Westwood))의 온도 발육 모형과 암컷 성충 산란 모형을 작성하여 시설 내 대기 중 온도와 미기상 온도인 잎 뒷면 온도를 적용한 DYMEX 프로그램(호주 CSIRO에서 개발한 미리 탑재된 모듈들을 사용하는 모의 실험 프로그램)으로 밀도 변동을 모의 실험하였다. 온도에 따라 상이한 발육 기간과 산란수를 각각 표준화시킨 발육 완료 분포 모형과 연령 특이적 산란수와 생존율을 비선형 회귀 모형에 적합시켜 밀도 변동 모의 실험을 하였다. 실제 줄내림 방식의 방울 토마토에서 토마토 식물체를 3위치(상단: 지상 1.6m 이상, 중단: 지상 0.9-1.2m 사이, 하단: 지상 0.3-0.5m 사이)로 나누어 각 위치별로 온실 내 대기 중 온도와 잎 뒷면 온도를 기록하였다. 온실 내 대기 중 온도와 잎 뒷면 온도간의 상관 관계를 비선형 회귀로 적합하여, 온실 내 미기상 온도 자료를 만들었다. 온실 내 미기상 온도 자료인 잎 뒷면 최대 온도는 대기 중 최대 온도보다 항상 낮게 유지되고 있었으며, 하단, 상단, 중단의 순으로 온도가 낮아지는 현상을 보였다. 모의 실험을 위한 시기와 초기 이입 밀도의 설정은 황색 점착 트랩을 이용하여 실제 온실에서 이입되는 시기(6월초)에 유인된 암컷 성충 10마리를 사용하였다. 온실 내 대기 중 온도 자료와 잎 뒷면 온도 자료를 각각 이용하여 온실가루이 유충의 발육 모형과 성충의 산란 모형을 DYMEX 프로그램으로 모의 실험하였다. 모의 실험 결과 검증을 위해 대기 중 온도와 잎뒷면 온도를 조사한 온실에서 토마토 식물체 3위치별, 각태별 온실가루이 밀도의 육안 조사도 실시하였다. 알의 경우 크기로 인해 육안 조사 대상에서 제외되었다. 육안 조사 결과와 육안 조사 시기의 DYMEX 모의 실험 결과값을 상관 분석하였다. 육안 조사 온실가루이 밀도와 잎 뒷면 온도를 이용한 모의 실험 결과 밀도가 모든 발육태에서 항상 양의 상관 관계를 보였다. 육안 조사 결과 밀도 변동 패턴도 방울토마토 잎 뒷면 온도를 이용한 모의 실험 결과 밀도 변동 패턴과 유사하였다. 본 연구 결과 방울토마토 온실에서 온실가루이 개체군 밀도 변동의 적절한 예측을 위해서는 잎 뒷면 온도를 고려해야 하는 것으로 나타났다.

• 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.

• 한국식품위생안전성학회지
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• 제32권1호
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• pp.8-13
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• 2017

본 연구는 식중독 세균 등 유해미생물에 의한 농산물 오염을 예측하여 대응방안을 마련할 수 있도록 하는데 필요한 모의실험 computing platform을 개발하고자 수행되었다. 농산물 오염은 그 빈도가 매우 낮고, 발생패턴도 극히 불규칙하여 계량적 요소가 많지 않기 때문에 기존의 광범위하게 활용되는 수리모형(Mathematical Modeling)이나 확률통계모형(Probability Statistical Modeling)을 기반으로 한 예측모형은 개발이 어렵다. 이와는 달리 개체기반모형(Agent-based Model)은 목적지향적인 각 개체들이 내재된 특성에 따라 변화하는 환경에서 상황 의존적 또는 자율적 행동을 하였을 때 나타나는 결과를 바탕으로 앞으로의 변화를 예측하는 모형으로 각 개체들에 대한 간단한 행동규칙과 몇 개의 변수를 활용하여 직관적 분석 가능하기 때문에 농산물의 안전성에 영향을 미치는 여러 개체 (농작물, 오염원, 오염매개자)가 상호작용하는 메커니즘을 모의실험하는 경우에 유용하다. 본 연구에서는 Scala와 Java 프로그래밍 언어에 기반을 둔 개체기반모형 개발환경을 지원하는 전용 소프트웨어인 NetLogo를 이용하여 프로그램을 제작하였다. 개발된 모형은 가상의 엽채류 재배지역을 대상으로 가축 또는 야생동물이 출입할 수 있도록 하였고, 이들 동물이 배설하는 분변에 있는 장관유래 식중독 세균에 의해 토양 오염 또는 농작물 오염이 발생될 수 있도록 하였다. 이 오염은 시간이 지남에 따라 점차 소멸되지만 건전한 동물이 오염된 농작물을 섭취하는 경우 다시 동물의 장내로 들어가게 되어 보균 동물이 될 수 있도록 하였고, 역시 이 보균 동물이 배설하는 분변에 식중독 세균이 있도록 설정하였다. 가상 엽채류 재배환경에서 생존하는 식중독 세균은 파리와 같은 위생해충에 의해 다른 곳의 토양이나 농작물에 옮겨질 수 있게 하였다. 작물체는 60일 동안 생장하고, 동물은 개체군의 밀도 증감이 없으며, 파리는 시간이 지남에 따라 개체군 밀도가 변동될 수 있도록 하였다. 동물 개체수, 파리 개체수, 그리고 초기 오염 작물 개체수를 달리하면서 작물체의 미생물 오염을 시뮬레이션한 결과, 다른 요인들 보다는 동물 개체수가 작물체 오염에 가장 큰 영향을 주는 것으로 판단되었다.

• 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.

• 한국해양학회지:바다
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• 제12권3호
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• pp.125-132
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• 2007

조식동물-해조류 상호작용의 크기 분포를 추정하기 위하여 12종의 조식동물에 대하여 개체 당 일평균 섭식률 (PCGR, per capita grazing rate, g seaweeds/individual/day)을 구하고, 다른 종들의 섭식률을 추정할 수 있는 회귀모형을 만들었다. 조식동물의 생체량과 사제곱근 변환 PCGR은 power curve($y=0.2310x^{0.3290}$)에 적합되었고 모형의 r값은 0.8864였다. 이로부터 조식동물의 PCGR 변동은 생체량과 관계가 있으며, 섭식 효율성은 관찰된 생체량 범위내에서 균일하지 않다는 것이 파악되었다. 따라서 각 종별 생체량 효과가 보정된 PCGR을 추정하였고, 작은 몸체를 갖는 종일수록 보다 효율적인 섭식자인 것으로 밝혀졌다. 서식밀도를 감안한 개체군 별 상호작용(grazing impact, $mg/m^2$)을 계산한 결과, 해조장에 가장 큰 영향을 갖는 개체군은 군소(Aplysia kurodai, 약 $2,513mg/m^2$)인 것으로 나타났고, 다음은 둥근성게(Strongylocentrotus nudus, 약 1,500 mg/)와 새치성게(S. intermedius, $733mg/m^2$) 등인 것으로 나타났다. 단각류 가운데 단위 면적당 밀도가 4,000 개체 이상인 멜리타옆새우류, Elasmopus sp.와 2,000 개체 이상인 가시꼬리육질꼬리옆새우붙이, Jassa falcata의 섭식량은 각각 3.435와 $1.697mg/m^2/day$인 것으로 나타났다. 본 연구에서 추정한 조식동물 군집의 종 조성과 서식 밀도가 동일할 때 상호작용의 총합은 $5,045mg/m^2/day$인 것으로 나타났다. 실험과 모형 연구로부터 성게류와 군소 외에도 적잖은 상호작용이 높은 밀도를 갖는 많은 수의 종들로부터 해조류에 가해지고 있음을 추정할 수 있었다. 성게류의 경우 3 개체/$m^2$의 평균 서식밀도에서 발생하는 섭식량은 국내 천해 양식업의 평균 해조류 생산량(약 5 ton/ha)을 초과하는 것으로 예측되었다. 미소 갑각류 역시 낮은 포식압 조건에서 서식밀도가 증가하면 적잖은 충격(해조류 생산량의 약 16%)을 가할 것으로 예측되었다. 해조장에 서식하는 조식동물의 밀도가 어류에 의해 강도 높게 조절되고 있음을 감안하면, 어류와 조식동물 간 상호작용에 대한 인간의 간섭(어류의 남획 등)은 해조장에 커다란 변화를 유발할 수 있는 잠재력을 가질 것으로 예상된다.