• 한국환경복원기술학회지
• /
• 제23권6호
• /
• pp.29-41
• /
• 2020

Wild pollinators provide important pollination services for crops. However, their geographical ranges and impact on pollination services have not been fully explored within the scope of Korean agricultural land. This study aims to identify spatial supply-demand mismatches across orchard fields in the context of assessing pollination service risk. We first used National Ecosystem Survey data and a species distribution model (MaxEnt) to develop the geographic range of each of 32 wild pollinators belonging to three families (Diptera, Hymenoptera, and Lepidoptera). We then summed the modeled presence probability of each species to obtain a measure of spatially explicit pollinator richness. This modeled richness, defined as pollination supply, was compared with the summed area of orchard fields at the municipal boundary level to identify areas with supply-demand mismatches. The study found that Lepidoptera showed the highest species richness (8.3±1.5), followed by Hymenoptera (4.3±0.8) and Diptera (3.5±0.8) species. Median orchard area was 1.5 ㎢ (range of 0-176.7 ㎢) among 250 municipal regions in South Korea. The municipal regions were divided into three categories (tertiles) of low, middle, and high pollination supply and demand according to, respectivley, average polliator richness and orhard area. Finally, we found that 55 municipal regions (accounting for 49% of national orchard land) potentially faced high risk of pollination deficits, 81 regions (48% of national orchard land) faced intermediate risk, and 63 regions faced low risk (3% of national orchard land). In conclusion, this study revealed significant mismatch between pollination supply and demand and developed risk assessment map will guide our future efforts on pollinator habitat conservation and monitoring to conserve crop pollination services.

• Journal of Species Research
• /
• 제10권3호
• /
• pp.246-254
• /
• 2021

Subalpine and alpine ecosystems are especially vulnerable to temperature increases. Betula ermanii Cham. (Betulaceae) is a dominant broad-leaved tree species in the subalpine zone and is designated as a 'Climate-sensitive Biological Indicator Species' in South Korea. This study aimed to predict the potential distribution of B. ermanii under current and future climate conditions in South Korea using the MaxEnt model. The species distribution models showed an excellent fit (AUC=0.99). Among the climatic variables, the most critical factors shaping B. ermanii distribution were identified as the maximum temperature of warmest month (Bio5; 64.8%) and annual mean temperature (Bio1; 20.3%). Current potential habitats were predicted in the Baekdudaegan mountain range and Mt. Hallasan, and the area of suitable habitat was 1531.52 km², covering 1.57% of the Korean Peninsula. With global warming, future climate scenarios have predicted a decrease in the suitable habitats for B. ermanii. Under RCP8.5-2070s, in particular, habitat with high potential was predicted only in several small areas in Gangwon-do, and the total area suitable for the species decreased by up to 97.3% compared to the current range. We conclude that the dominant factor affecting the distribution of B. ermanii is temperature and that future temperature rises will increase the vulnerability of this species.

• Proceedings of the National Institute of Ecology of the Republic of Korea
• /
• 제3권1호
• /
• pp.54-65
• /
• 2022

Species distribution models are a useful tool for predicting future distribution and establishing a preemptive response of invasive species. However, few studies considered the possibility of habitat for the aquatic organism and the number of target sites was relatively small compared to the area. Environmental DNA (eDNA) is the emerging tool as the methodology obtaining the bulk of species presence data with high detectability. Thus, this study applied eDNA survey results of Micropterus salmoides and Lepomis macrochirus to species distribution modeling by seasons in the Anyang stream network. Maximum Entropy (MaxEnt) model evaluated that both species extended potential distribution area in October compared to July from 89.1% (12,110,675 m²) to 99.3% (13,625,525 m²) for M. salmoides and 76.6% (10,407,350 m²) to 100% (13,724,225 m²) for L. macrochirus. The prediction value by streams was varied according to species and seasons. Also, models elucidate the significant environmental variables which affect the distribution by seasons and species. Our results identified the potential of eDNA methodology as a way to retrieve species data effectively and use data for building a model.

• 한국환경복원기술학회지
• /
• 제27권3호
• /
• pp.29-43
• /
• 2024

Legally protected species are one of the crucial considerations in the field of natural ecology when conducting environmental impact assessments (EIAs). The occurrence of legally protected species, especially 'Endangered Wildlife' designated by Ministry of Environment, significantly influences the progression of projects subject to EIA, necessitating clear investigations and presentations of their habitats. In perspective of statistics, a minimum of 30 occurrence coordinates is required for population prediction, but most of endangered wildlife has insufficient coordinates and it posing challenges for distribution prediction through modeling. Consequently, this study aims to propose modeling methodologies applicable when coordinate data are limited, focusing on Rodgersia podophylla, representing characteristics of endangered wildlife and northern plant species. For this methodology, 30 random sampling coordinates were used as input data, assuming little survey data, and modeling was performed using individual models included in BIOMOD2. After that, the modeling results were evaluated by using discrimination capacity and the reality reflection ability. An optimal modeling technique was proposed by ensemble the remaining models except for the MaxEnt model, which was found to be less reliable in the modeling results. Alongside discussions on discrimination capacity metrics(e.g. TSS and AUC) presented in modeling results, this study provides insights and suggestions for improvement, but it has limitations that it is difficult to use universally because it is not a study conducted on various species. By supporting survey site selection in EIA processes, this research is anticipated to contribute to minimizing situations where protected species are overlooked in survey results.

• 환경생물
• /
• 제40권1호
• /
• pp.1-10
• /
• 2022

기후변화로 인한 지구온난화는 강수량과 기온에 영향을 주며, 다양한 종들의 서식지와 생물다양성에 상당한 영향을 줄 수 있다. 최근 국제 교류의 증가와 기후변화 등의 원인으로 국내로 새롭게 유입되어 정착하는 외래식물이 증가하고 있지만, 기후변화가 이들 외래식물의 국내 분포에 어떤 영향을 주는지에 대한 연구는 부족한 실정이다. 본 연구는 침입외래식물 큰망초(C. sumatrensis)의 현재 분포와 생물기후 변수를 활용하여 RCPs 기후변화 시나리오에 따른 적합 서식지 분포 변화를 예측하였다. 큰망초는 현재 우리나라 남부 지방에서 제한된 분포를 보이고 있으며, 이들의 분포에는 가장 건조한 분기의 평균기온(bio09), 가장 더운 달의 최고기온(bio05), 등온선(bio03)이 영향을 미치는 것으로 나타났다. 기후변화 시나리오에 따라 큰망초의 미래 적합 서식지 면적은 증가할 것으로 전망되었다. 큰망초와 같은 침입외래종의 분포 변화는 자생식물의 생존을 위협할 수 있으며 생태계 교란을 일으킬 수 있다. 따라서 기후변화에 따른 외래종 분포에 대한 연구는 자생식물뿐만 아니라 생물다양성 보전에 중요한 데이터로 활용될 수 있으며, 향후 서식지 복원과 생물자원을 관리하기 위한 정책자료로 활용될 수 있다.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제58권2호
• /
• pp.197-208
• /
• 2020

본 연구에서는 발병 횟수가 빠르게 증가하고 있는 벡터매개질병(vector-borne disease) 중 하나인 쯔쯔가무시증의 발병 특성을 공간적 그리고 시간적으로 분석하고 기후변화 시나리오에 따른 미래 발병 특성을 예측하였다. 쯔쯔가무시증의 공간적 분포와 발병률을 예측하기 위하여 환경 그리고 사회 변수의 공간적 특성을 이용하여 maximum entropy(MaxEnt) 생태 모델을 구성하고, 주요 변수의 쯔쯔가무시증 발병에 관한 상관관계를 분석하였다. 공간 특성 중 환경변수인 고도 및 기온이 주요한 변수로 분석되었으며, 이는 쯔쯔가무시증의 매개체인 털진드기의 생육 환경과 주요 관련이 있는 것으로 나타났다. 쯔쯔가무시증의 시간적 발병 횟수는 심층 인공 신경망 모델기반 예측을 하였으며, 특히 쯔쯔가무시증의 주요 특성인 지연 효과를 고려하여 모델을 구성하였다. 심층 인공 신경망을 이용한 예측 결과 여름철의 기온, 강우량, 그리고 습도가 털진드기의 활동에 주된 관련이 있으며 가을철의 쯔쯔가무시증 발병 횟수에 영향을 끼치는 것으로 확인 되었다. 또한, 기존 통계적 예측 모델과 비교하였을 때, 심층 인공 신경망 기반 예측 모델의 예측 정확성이 우수함을 확인하였다. 공간적 그리고 시간적 모델에 기후 변화 시나리오를 이용하여 2040년의 쯔쯔가무시증 발병 특성을 예측한 결과, 최대 발병률이 8% 증가, 발병률이 높은 지역이 9% 확대, 그리고 주된 발병 기간이 2개월 증가하였다. 본 연구 결과를 통해 쯔쯔가무시증의 공간적 및 시간적 발병 특성 분석을 통하여, 공중보건 측면에서 벡터매개 질병 발병 요인 규명을 통해 주민 건강을 위한 질병 관리 및 예측에 기여할 수 있을 것으로 기대한다.

• 대한공간정보학회지
• /
• 제23권1호
• /
• pp.101-111
• /
• 2015

최근 우리나라는 하천정비사업으로 인해 수변생태계는 큰 위협을 받고 있으며, 수변의 야생동물은 고립되고 이동의 영향을 받고 있다. 본 연구의 목적은 수변지역을 대상으로 이동통로 적지를 선정하는 것이다. 목표종은 고라니를 대상으로 하였으며 Maximum Entropy 모형과 눈길위흔적조사 자료를 이용하여 최소비용거리에 따른 야생동물의 행동생태학적인 관점에서 수변지역의 이동통로 적지를 선정하였다. 연구결과 첫째, 수변인접서식지 분석에서 고라니의 잠재서식지 영향을 주는 중요요소는 수계와의 거리, 영급, 토지피복, 경사, 향, 고도, 밀도, 도로와의 거리순으로 나타났으며, 수변에서는 토지피복, 수변면적, 지류와의 거리, 시가지와의 거리가 주요 변수로 나타났음을 알 수 있었다. 둘째, 적지선정 지점은 수변과 인접지역의 각각의 서식지에서 적합도가 높은 지점과 이동경로를 고려하는 것이 바람직한 것으로 판단된다. 적지선정 지점들은 수변의 산림, 초지 및 농경지가 고라니의 주요 서식지이나 도로나 제방으로 인해서 연결성이 저하된 곳이었으며, 이동에 영향을 받아 우회하는 것을 눈길위흔적조사를 통해 확인하였다. 마지막으로 고라니는 수변지역에서 지류를 통해서 수변과 인근의 좋은 서식지를 선호하는 것으로 유추되었다. 본 연구에서 제시한 적지 선정 방법은 구조적이고 기능적인 분석을 통합한 방법으로 적지선정에 적용한다면 시간적 경제적인 소모를 줄일 수 있을 것이다.

• 한국환경생태학회지
• /
• 제34권6호
• /
• pp.503-514
• /
• 2020

기후변화는 생물계절반응 변화와 식물 자생지 이동을 초래한다. 우리나라 상록활엽수림도 과거 20년에 비해 분포역이 넓어지고 있으며, 자생지 범위가 북상하고 있다. 이에 따른 녹나무과 상록활엽수의 자생지 변화 예측을 위해 먼저, 식생의 분포와 관련이 깊은 온량지수와 한랭지수, 최한월 최저기온, 연평균기온 등 기후지표를 분석하였다. 그 변화량과 공간분포분석을 통해 우리나라 난온대 지역에 분포하는 녹나무과 상록활엽수 8종의 자생지 기후지표특성을 파악하였다. 또한, 기후지표특성을 바탕으로 MaxEnt 종 분포모형을 적용하여 기후변화 시나리오(RCP 4.5/8.5)에 따른 21세기 자생지 변화를 예측하였다. 녹나무과 상록활엽수 8종의 자생지 월 평균 기후지표 특성은 온량지수 116.9±10.8℃, 한랭지수 3.9±3.8℃, 연강수량 1495.7±455.4mm, 건습지수 11.7±3.5, 연평균 기온 14.4±1.1℃, 동계 평균 최저기온 1.0±2.1℃로 나타났다. 기후변화 시나리오 RCP 4.5에 근거한 녹나무과 상록활엽수의 분포는 전라남도와 경상남도를 포함하는 도서지방과 서·남해안의 인접지역, 동해안의 강원도 고성까지 분포가 확대되는 것으로 분석되었다. 기후변화 시나리오 RCP 8.5에 근거한 분포의 경우 전라남도와 경상남도의 전 지역과 전라북도, 충청남도, 경상북도, 수도권의 일부 지역을 제외한 대부분 지역으로 분포가 확대될 것으로 분석되었다. 기후변화에 대비한 녹나무과 상록활엽수의 보전을 위해서는 자생지 내·외 보전 기준설정 및 다양한 자생지 특성 분석이 수행되어야 한다. 또한, 기후지표를 기반으로 한 생물계절정 자료를 통해 기후변화에 따른 녹나무과 상록활엽수의 분포, 이동, 쇠퇴 등의 미세변화를 선제적으로 감지하고 보전관리 방안을 수립하여야 할 것이다.

• 한국환경생태학회지
• /
• 제35권1호
• /
• pp.24-36
• /
• 2021

전 세계 다양한 국가들을 비롯하여 우리나라도 생물다양성을 보전하기 위한 노력에 동참하고 있다. 특히 생물종과 관련해서는 특정 생물종을 대상으로 서식적합분석을 실시하여 잠재적인 서식 적지를 찾고 보전방안을 수립하는 연구들이 활발하게 수행되고 있다. 그러나 현재까지 축적된 정보를 바탕으로 한 서식적합지역의 중장기 변화에 대한 연구는 미흡한 실정이다. 이에 본 연구는 강원도 지역을 대상으로 멸종위기 야생생물 1급으로 지정된 수달을 대상으로 서식적합지역의 시계열 변화를 분석하고 변화 양상을 살펴보고자 하였다. 시계열 변화 분석을 위해서 약 20년간 수행된 2차, 3차, 4차 전국자연환경조사의 수달 종 출현지점 조사자료를 이용하였다. 또한 각 조사시기 별 서식환경을 반영하기 위해 조사시기와 일치하는 토지피복도를 환경변수 제작에 활용하였다. 서식적합지역 분석을 위해서는 종의 출현 정보만을 바탕으로 모델 구동이 가능하며, 선행연구를 통해 신뢰도가 높다고 입증된 MaxEnt 모형을 사용하였다. 연구결과, 각 조사시기 별 수달의 서식적합지역 지도가 도출되었으며, 하천을 중심으로 서식지가 분포하는 경향이 나타났다. 모델링 결과 도출된 환경변수의 반응곡선을 비교하여 수달이 선호하는 서식지의 특성을 파악하였다. 조사시기 별 서식 적지의 변화를 살펴본 결과, 2차 전국자연환경조사를 기반으로 한 서식 적지가 가장 넓은 분포를 나타냈으며, 3, 4차 조사의 서식 적지는 면적이 줄어드는 경향을 나타냈다. 또한, 3개 조사시기 분석결과를 종합하여 서식 적지의 변화 양상을 분석하고 유형화하였다. 변화 유형에 따라서 현장조사, 모니터링, 보호지역 설정, 복원계획과 같이 서로 다른 보전계획을 제안하였다. 본 연구는 수달 서식 적지의 위치와 면적의 시계열 변화를 볼 수 있는 종합분석 지도를 제작하고, 지역별 서식 적지 변화 유형에 따라 필요한 보전계획을 제안하였다는 점에서 의의를 갖는다. 본 연구에서 제안된 방법과 결과는 향후 서식지 보전 및 관리 방안 수립을 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 생태와환경
• /
• 제49권2호
• /
• pp.142-146
• /
• 2016

본 연구는 기후변화에 따라서 예측된 상제나비의 분포 지역에서 나타나는 지형적 특성을 평가하고자 한다. 이를 위해서 상제나비의 잠재적인 서식가능성이 서로 다른 분포지역에서 고도, 산지경사, 그리고 사면향 등 지형요소의 차이를 비교하였다. 고도와 지형경사에 따라서 상제나비가 서식할 가능성은 다르게 나타났고, 사면방향에 대한 영향 보다는 고도와 산지경사의 지형조건에 영향을 더 받을 것으로 나타났다. 특히 미래로 갈수록 상제나비의 서식가능성은 고도가 높은 지역에서 높게 나타났는데, 이는 상제나비가 잠재적으로 서식하기 적합한 현재의 기후환경이 미래에는 고도가 높은 지역으로 형성될 것으로 예상된다. 비록 서식가능성에 따라서 사면향의 차이는 통계적으로 유의하지 않지만, 주로 남동사면에 상제나비의 서식가능성이 다양하다는 것은 유충에서 성충으로 성장하기 위해서 더욱 따뜻한 열 환경 조건에 기인할 것으로 추측된다. 본 연구에서 유도된 결과는 기존에 구축된 다양한 생물 자원 정보를 활용하여 자연생태계분야에서 기후변화와 지형적인 조건을 고려하여 생물종의 서식지를 온전하게 보전하고 관리하는 정책을 수립하는 데 기초자료로 활용될 것으로 기대된다.