• Ecology and Resilient Infrastructure
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• v.9 no.3
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• pp.163-173
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• 2022

Climate change is a key factor that greatly influences changes in the biological seasons and geographical distribution of species. In the ecological field, the BioClimatic predictor (BioClim), which is most related to the physiological characteristics of organisms, is used for vulnerability assessment. However, BioClim values are not provided other than the future period climate average values for each GCM for the Shared Socio-economic Pathways (SSPs) scenario. In this study, BioClim data suitable for domestic conditions was produced using 1 km resolution SSPs scenario detailed data produced by Rural Development Administration, and based on the data, a species distribution model was applied to mainly grow in southern, Gyeongsangbuk-do, Gangwon-do and humid regions. Appropriate habitat distributions were predicted every 30 years for the base years (1981 - 2010) and future years (2011 - 2100) of the Acer pictum subsp. mono. Acer pictum subsp. mono appearance data were collected from a total of 819 points through the national natural environment survey data. In order to improve the performance of the MaxEnt model, the parameters of the model (LQH-1.5) were optimized, and 7 detailed biolicm indices and 5 topographical indices were applied to the MaxEnt model. Drainage, Annual Precipitation (Bio12), and Slope significantly contributed to the distribution of Acer pictum subsp. mono in Korea. As a result of reflecting the growth characteristics that favor moist and fertile soil, the influence of climatic factors was not significant. Accordingly, in the base year, the suitable habitat for a high level of Acer pictum subsp. mono is 3.41% of the area of Korea, and in the near future (2011 - 2040) and far future (2071 - 2100), SSP1-2.6 accounts for 0.01% and 0.02%, gradually decreasing. However, in SSP5-8.5, it was 0.01% and 0.72%, respectively, showing a tendency to decrease in the near future compared to the base year, but to gradually increase toward the far future. This study confirms the future distribution of vegetation that is more easily adapted to climate change, and has significance as a basic study that can be used for future forest restoration of climate change-adapted species.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2019.05a
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• pp.396-396
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• 2019

습지는 가장 생산적인 생태계 중 하나이며, 인류에게 수문학적, 경제적, 문화적 가치로도 매우 귀중한 역할을 하고 있다. 하지만 기후변화와 인간의 영향으로 수위저하와 건조, 수문체계에 변화를 주어 습지의 건조화 현상이 나타나고 이로 인해 생태계에도 영향을 미치고 있다. 특히 산지습지는 인위적 간섭에 매우 취약하고 환경변화에 민감하여 불규칙한 강수패턴 및 무분별한 개발은 습지수문환경에 영향을 미쳐 습지의 건조화를 심화시키는 원인이 되고 있다. 그 결과 자연적으로 습지의 면적이 감소하고 식생의 패턴 변화로 다양한 생물들과 보호가 필요한 종들이 사라질 것이므로 변화에 대응하기 위해서 건조화를 방지할 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 습지 내 지하수위 저하 또는 유입 유출량의 변화로 습지 토양의 수분이 감소하여 말라가는 현상을 습지 가뭄이라 정의하고 가뭄지수를 활용하여 이를 지수화 하였다. 현재 산지습지를 대상으로 가뭄을 지수화 시킨 선행연구가 거의 없기 때문에 향후 산지 습지의 가치를 보존하고 생태계 관리의 목적으로 후속 연구의 방향을 제시하는데 도움을 줄 것으로 예상된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.191-191
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• 2023

기후변화 대응을 위한 탄소 중립의 중요성이 대두되는 요즘, 생태계의 가장 큰 메탄 저장소로서 지구의 탄소 순환에 주요한 영향을 미치는 습지에 대한 이해는 필수적이다. 전지구 지면 모델인 Community Land Model(CLM)에 Functionally Assembled Terrestial Ecosystem Simulator(FATES) 외부 모듈을 함께 구동한 지면 생태계 모델 CLM-FATES는 지면 heterogeneity와 다양한 식생 종류를 고려하여 에너지 플럭스, 토양 수문, 생화학적 과정 등을 모의함으로써 탄소 동태 변화를 포함한 장기적 생태계 동태 변화 모의를 가능하게 한다. 본 연구는 CLM-FATES 모델을 미국 캘리포니아주 Mayberry Wetland (US-Myb)와 Twitchell East End Wetland (US-Tw4)에 적용하였다. 모델의 대기 입력 자료로는 FLUXNET-CH4에서 제공하는 에디 공분산 기반 플럭스 관측 자료를 사용하였다. 기존 CLM-FATES 모델은 토양이 장기간 포화 혹은 침수되어 지표 위 혹은 지표면 가까이 발달한 지하수면을 가지고 있는 습지의 수문학적 특성을 잘 반영하지 못해 정밀한 습지 생태계 동태 변화 모의에 한계를 가지고 있다. 본 연구에서는 CLM-FATES를 통한 보다 정확한 습지 생태계 모의를 위해 모델 내 토양 수문 관련 모듈을 수정하여 모델이 습지의 수문학적 특성을 반영할 수 있도록 하였다. 모델 구동 결과 도출한 잠열, 총일차생산량(Gross Primary Production: GPP)과 순생태계생산량(Net Ecosystem Production, NEP) 플럭스, 메탄 플럭스, 엽면적지수(Leaf Area Index; LAI)와 지표수 높이에 대해 관측값 대비 RMSE 및 R² 값을 계산하여 모의 결과의 적절성을 분석하였다. 이러한 모델 개선 경험을 바탕으로 추후 우리나라 습지 사이트에 모델을 적용하여 습지 탄소 동태 예측에 활용할 계획이다.

• Korean Journal of Agricultural and Forest Meteorology
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• v.23 no.1
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• pp.55-67
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• 2021

Hornbeams (Carpinus spp.), which are widely distributed in South Korea, are recognized as one of the most abundant species at climax stage in the temperate forests. Although the distribution and vegetation structure of the C. laxiflora community have been reported, little ecological information of C. tschonoskii is available. Little effort was made to examine the distribution shift of these species under the future climate conditions. This study was conducted to predict potential shifts in the distribution of C. laxiflora and C. tschonoskii in 2050s and 2090s under the two sets of climate change scenarios, RCP4.5 and RCP8.5. The MaxEnt model was used to predict the spatial distribution of two species using the occurrence data derived from the 6th National Forest Inventory data as well as climate and topography data. It was found that the main factors for the distribution of C. laxiflora were elevation, temperature seasonality, and mean annual precipitation. The distribution of C. tschonoskii, was influenced by temperature seasonality, mean annual precipitation, and mean diurnal rang. It was projected that the total habitat area of the C. laxiflora could increase by 1.05% and 1.11% under RCP 4.5 and RCP 8.5 scenarios, respectively. It was also predicted that the distributional area of C. tschonoskii could expand under the future climate conditions. These results highlighted that the climate change would have considerable impact on the spatial distribution of C. laxiflora and C. tschonoskii. These also suggested that ecological information derived from climate change impact assessment study can be used to develop proper forest management practices in response to climate change.

• The Korean Journal of Quaternary Research
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• v.7 no.1
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• pp.41-68
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• 1993

In the loess-paleosol sequences from central Great Plains, U.S.A., variation in magnetic susceptibility, FD, NRM have been proven to be excellent proxy for paleoclimate, and the standard interpretation is that climatic processes have enhanced the rock magnetic intensities. By using mineral magnetic properties, we show the magnetic signal is due to pedogenesis during the warm and possibly wet interglacials and interstadials. Other proxy records, such as stable carbon isotope and phytolith, are in good agreements with the magnetic records.

• Korean Journal of Ecology and Environment
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• v.48 no.4
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• pp.229-237
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• 2015

This study aims to offer basic data to effectively preserve and manage pine forests using more precise pine forests' distribution status. In this regard, this study predicts the geographical distribution change of pine forests growing in South Korea, due to climate change, and evaluates the spatial distribution characteristics of pine forests by age. To this end, this study predicts the potential distribution change of pine forests by applying the MaxEnt model useful for species distribution change to the present and future climate change scenarios, and analyzes the effects of bioclimatic variables on the distribution area and change by age. Concerning the potential distribution regions of pine forests, the pine forests, aged 10 to 30 years in South Korea, relatively decreased more. As the area of the region suitable for pine forest by age was bigger, the decreased regions tend to become bigger, and the expanded regions tend to become smaller. Such phenomena is conjectured to be derived from changing of the interaction of pine forests by age from mutual promotional relations to competitive relations in the similar climate environment, while the regions suitable for pine forests' growth are mostly overlap regions. This study has found that precipitation affects more on the distribution of pine forests, compared to temperature change, and that pine trees' geographical distribution change is more affected by climate's extremities including precipitation of driest season and temperature of the coldest season than average climate characteristics. Especially, the effects of precipitation during the driest season on the distribution change of pine forests are irrelevant of pine forest's age class. Such results are expected to result in a reduction of the pine forest as the regions with the increase of moisture deficiency, where climate environment influencing growth and physiological responses related with drought is shaped, gradually increase according to future temperature rise. The findings in this study can be applied as a useful method for the prediction of geographical change according to climate change by using various biological resources information already accumulated. In addition, those findings are expected to be utilized as basic data for the establishment of climate change adaptation policies related to forest vegetation preservation in the natural ecosystem field.

• Korean Journal of Environment and Ecology
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• v.34 no.6
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• pp.503-514
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• 2020

Climate change leads to changes in phenological response and movement of plant habitats. Korea's evergreen broad-leaved forest has widened its distribution area compared for the past 20 years, and the range of its native habitats is moving northward. We analyzed climate indices such as the warmth index, the cold index, the lowest temperature in the coldest month, and the annual average temperature, which are closely related to vegetation distribution, to predict the change in the native habitat of Lauraceae evergreen broad-leaved trees. We also analyzed the change and spatial distribution to identify the habitat climate characteristics of 8 species of Lauraceae evergreen broad-leaved trees distributed in the warm temperate zone in Korea. Moreover, we predicted the natural habitat change in the 21st century according to the climate change scenario (RCP 4.5/8.5), applying the MaxEnt species distribution model. The monthly average climate index of the 8 species of Lauraceae evergreen broad-leaved trees was 116.9±10.8℃ for the temperate index, the cold index 3.9±3.8℃, 1495.7±455.4mm for the annual precipitation, 11.7±3.5 for the humidity index, 14.4±1.1℃ for the annual average temperature, and 1.0±2.1℃ for the lowest temperature of winter. Based on the climate change scenario RCP 4.5, the distribution of the Lauraceae evergreen broad-leaved trees was analyzed to expand to islands of Jeollanam-do and Gyeongsangnam-do, adjacent areas of the west and south coasts, and Goseong, Gangwon-do on the east coast. In the case of the distribution based on the climate change scenario RCP 8.5, it was analyzed that the distribution would expand to all of Jeollanam-do and Gyeongsangnam-do, and most regions except for some parts of Jeollabuk-do, Chungcheongnam-do, Gyeongsangbuk-do, and the capital region. For the conservation of Lauraceae evergreen broad-leaved trees to prepare for climate change, it is necessary to establish standards for conservation plans such as in-situ and ex-situ conservation and analyze various physical and chemical characteristics of native habitats. Moreover, it is necessary to preemptively detect changes such as distribution, migration, and decline of Lauraceae evergreen broad-leaved trees following climate change based on phenological response data based on climate indicators and establish conservation management plans.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.434-434
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• 2023

다양한 지면 모형은 대기 강제력 데이터 세트에 의해 구동되며 육지의 물, 에너지 및 생지화학적 순환의 해석에 활용된다. 그 중 에너지 플럭스 교환을 추정하는 것은 극심한 가뭄, 폭염, 물 부족 등 극한 기후 현상에서 중요한 역할을 한다. 에너지 플럭스는 기상기후조건과 토지피복의 변화에 따른 영향을 받고 있는데 그 영향을 구체적으로 조사하는 것은 생태계 프로세스의 매커니즘을 구성하는 데 필수적이다. 본 연구에서는 최신버전인 Community Land Model 버전 5.0 (CLM5)를 이용하여 동북아시아 지역의 에너지 플럭스의 시공간분포를 분석하였다. CLM5의 시뮬레이션은 1991년부터 2010년까지 2.5° × 2.5° 그리드에서 실행되었고 주요 에너지 인자인 순복사량, 현열, 잠열을 모의하였으며, 실행결과는 FLUXNET의 동북아시아 사이트의 관측자료를 이용하여 모델을 검증 및 평가하였다. 대기 강제력 변수의 차이는 모의 결과에 영향을 미치기 때문에 수문인자와 토지피복유형에 따른 에너지 플럭스의 변동성을 분석하였고 잠열을 식생 증발산열과 지면 증발열로 파티션하여 연구지역에 따른 각 구성요소의 비율을 산정하였다. 20년간의 순복사열, 잠열과 온도의 시공간적 변동성의 연 추세를 분석한 결과 동북아시아의 대부분 지역에서 잠열과 온도는 소폭 증가되였고 순복사열은 중국 내륙과 몽골지역에서 감소되였다. 본 연구는 지표와 대기 사이의 에너지 교환에 대해 분석하였으며 이후 증발산 및 물 플럭스와의 연동성과 관계성 분석에 활용하여 기후변화를 이해하는 데 기여할수 있을 것으로 사료된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.468-468
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• 2022

기후변화 및 도시열섬화 등의 영향으로 여름철 폭염 및 봄·겨울철 미세먼지 영향은 증가하고 있다. 최근 40년(1980년~2019년) 동안 서울의 최고기온은 2.2℃ 증가하였으며, 이는 전국에서 두 번째로 높은 증가추세이다. 서울시는 도시열섬과 미세먼지 저감을 일환으로 '스마트 물순환도시 조성사업'을 추진하고 있다. 본 연구에서는 서울형 물순환도시 소개와 더불어 쿨링포그, 쿨루프, 클린로드시스템, 투수블록, 식생수로 빗물정원 등 수자원을 활용한 기술을 조사하고 문헌조사를 통해 저감효과를 비교분석하였다. 이는 수자원을 활용한 도시 형태 개선으로 쾌적한 도시환경 조성 뿐만 아니라 시민의 행복과 만족감 증대에 기여할 것으로 판단되며, 향후 서울형 스마트 물순환도시 보다 많은 지역에 확대운영 할 수 되도록 기여하고자 한다.

• Proceedings of the Plant Resources Society of Korea Conference
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• 2018.10a
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• pp.47-47
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• 2018

붉가시나무는 기후변화에 따라 분포 확산이 예측되고 목재로서의 이용가치가 증가하고 있다. 본 연구는 국내에서 붉가시나무의 자원량 및 생육환경을 파악하기 위하여 국내 분포 및 자생지의 식생구조를 분석하였다. 분포 범위 조사 결과, 제주도를 비롯한 남해안의 도서지역에 주로 분포하는데, 제주도 남부지역 약 200~800m에 분포하며 가거도, 완도, 진도 등에 주로 분포하였다. 지역별 자생지의 입지분석 결과, 교목층의 수고는 제주도에서 17.3m로 가장 높고 가거도의 경우 11.3m로 가장 낮았다. 또한 가거도 자생지의 경우 노출암 비율 70.7%, 평균 경사도 약 $30^{\circ}$로 경사가 매우 급하고 토양층이 가장 빈약하였다. 반면, 제주도에서는 계곡 사면이나 완만한 경사의 산록지대에 주로 분포하였다. 자생지의 식생구조를 파악하기 위하여 수종별 평균중요도지수를 산출한 결과, 교목층에서는 붉가시나무가 가장 높았다. 아교목층의 평균중요도지수는 제주도, 완도, 진도 자생지의 경우 동백나무가 각각 150.93, 83.54, 91.38로 가장 높았는데 이는 동백나무의 밀도가 상대적으로 높았기 때문이다. 반면 가거도 자생지에서는 붉가시나무의 평균중요도지수가 66.55로 가장 높게 산출되었다. 자생지 내 수종의 흉고직경에 따른 수고의 분포는 제주도, 진도, 완도 자생지의 경우 붉가시나무와 기타 수종이 전체 층위에서 고르게 분포하였지만 가거도 자생지에서는 상층일수록 경쟁 종없이 단일종이 분포하는 단순림으로 나타났다. 이 같은 단순림에서는 일시적인 교란에 의해 상층 개체가 없어지면 안정적으로 후대 개체를 생산할 수 없기 때문에 숲 가꾸기와 같은 적극적인 조절이 필요한 것으로 판단된다. 종다양도지수 분석결과, 층위가 높을수록 균재도가 낮게 나타났다. 이와 같은 연구결과는 붉가시나무림의 조성이나 안정적 유지 등 인위적 조절을 위한 기초 자료로 활용 할 수 있을 것으로 판단된다.