• 제목/요약/키워드: Shannon species diversity index

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남산과 광릉 침엽수림의 날개응애 군집분석 (Community Analysis of Oribatid Mites(Acari: Oribatida) in Namsan and Kwangreung Coniferous Forests)

  • 박홍현;이준호
    • 한국응용곤충학회지
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    • 제39권1호
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    • pp.31-41
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    • 2000
  • 도시한가운데 위치하여 여러 환경 스트레스에서 시달리고 있는 서울시 소재 남산과 서울 외곽에 위치하면서 비교적 보존이 잘 이루어진 경기도 포천군 소재 광릉시험림의 침엽수림에서 날개응애를 대상으로 1993년과 1994년 2년에 걸쳐 정량적인 조사가 이루어졌으며, 두 지역의 날개응애 군집을 비교, 분석하였다. 남산과 광릉 두 지역이 비슷한 기상 조건에 놓여있지만, 날개응애 계절별 밀도 변동은 두 지역간에 일치된 패턴을 보이지 않았다. 1993년과 1994년의 연도간 비교에서는 두 지역에서 봄과 여름의 밀도는 비교적 안정되어 있는 반면, 가을의 밀도는 불안정하게 나타났는데, 이러한 패턴들은 강우량과 상관 관계가 높게 나타났다. 종 수와 밀도는 부엽층에서 매우 높았고, 토양층으로 내려갈수록 감소하는 일치된 패턴을 보였으며, 계절적인 패턴의 차는 없었다. 두 지역의 우점종들은 남산에서는 Scheloribates latipes (11.78%), Pergalumna altera (8.92%), Eohypochthonius crassisetiger(7.58), Scheloribates sp.(6.89%), Suctobelbella yezoensis (5.04%)이었고 광릉에서는 Ceratozetes japonicu(25.72), Punctoribates punctum(14.15%), Trichogalumna nipponica(10.96), Ramusella sengbuschi(5.08%)로 나타났다. 그리고, 출현빈도가 50%가 넘는 절대종과 상시종의 수는 남산이 10종인 반면, 광릉에서 18종으로, 광릉에서 훨씬 높았고, 적은 종수를 가진 남산을 도시림의 특성을 나타내었다. 종 다양도 분석결과, 종 풍부도는 광릉이 남산에 비해 유의성 있게 높았으며(p<0.05), 새논 지수(H')는 평균적으로 남산이 2.83, 광릉이 2.62로 나타나 남산이 광릉에 비해 조금 높았고, 균등도 지수(J')는 남산이 광릉에 비해 유의성 있게 높았다(p<0.05). 두 지역간의 날개응애 유사도는 전체 종들을 기준으로 0.68로 나타났다.

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낙동강 상류 수계의 어류 군집 구조 분석 및 생태건강도 평가 (Fish Community Structure Analysis and Ecological Health Assessments in the Headwater Watershed of Nakdong River)

  • 이재훈;홍영표;안광국
    • 생태와환경
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    • 제40권3호
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    • pp.403-411
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    • 2007
  • 본 연구는 낙동강의 최상류 8개 지점을 대상으로 1999년 $6{\sim}8$월까지 어류군집을 이용한 전통적인 종다양도 지수(H')와 IBI 지수를 통한 생태 건강도 평가를 비교하였다. 채집된 총 종수는 19종이었고, 우점종은 갈겨니와 버들치로써 각각 51%, 28%를 차지하였다. 트로픽 길드 분석에 따르면, 전체 채집된 종에서 충식종이 87%였고, 잡식종의 빈도는 극히 낮게 나타났다. 종다양도 지수에 의한 공간적인 변이의 패턴은 종수와 개체수의 패턴과 유사했지만, 내성도 및 트로픽길드 자료에 의한 패턴과는 상당한 차이를 보였다. 종다양도 지수는 지점 6에서 1.56으로 최대치를 보였으며, 민감종과 내성종은 각각 최소, 최대값을 보였다. 한편, 지점 6에서 충식종과 잡식종이 각각 최소, 최대치를 보였다. 즉 종다양도 지수는 내성도 길드 및 트로픽 길드의 패턴과 어떤 유사성도 없으며, 전통적인 지수는 수계내에서의 어류군집의 전반적인 생태학적 특성들을 잘 반영할 수 없었다. 한편, 생태건강도 (IBI)의 평균 모델값은 33.5(n=8)로써 보통${\sim}$양호상태로 나타났고, 트로픽 길드 및 내성도 길드의 패턴과 유사하게 나타났다. 민감종과 충식종이 거의 최대치를 보인 2지점에서 IBI간은 최대치를 보였으며, 동일지점에서 내성종과 잡식종의 빈도는 최저치를 보였다. 이런 결과는 IBI 값이 생태학적인 기능과 건강상태에 밀접히 연관되어 있다는 것을 제시하는 바이다. 본 연구에서 전통적인 종 다양도 지수는 어류를 이용한 생태건강도 군집평가에 비효율적인 반면, IBI를 이용한 접근방식은 하천구조를 잘 진단할 수 있는 유용한 척도가 될 수 있음을 시사하는 바이다.

Comparative Analyses of Community and Biological Indices based on Benthic Macroinvertebrates in Streams using a Self-Organizing Map

  • Tang, Hong Qu;Bae, Mi-Jung;Chon, Tae-Soo;Song, Mi-Young;Park, Young-Seuk
    • 생태와환경
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    • 제42권3호
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    • pp.303-316
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    • 2009
  • Benthic macroinvertebrate communities collected from eight different streams in South Korea were analyzed to compare community and biological indices across different levels of water pollution. The Self-Organizing Map (SOM) was utilized to provide overview on association of the proposed indices. The sample sites were accordingly clustered according to the gradient of pollution on the SOM. While the general trends of the indices were commonly observable according to different levels of pollution, the detailed differences among the indices were also illustrated on the SOM. The conventional diversity and evenness indices tended to be high even though the water quality state was poor representing relatively weak gradient at polluted sites, while the index presenting the saprobic degree such as family biotic index showed the stronger gradient at the polluted area and was robust to present the gradient. Our results also confirmed the general characterization of two indices: The Shannon index is more strengthened by the number of species occurring at the sample sites, while the Simpson index is more influenced by the degree of evenness among the species. The patterning based on the SOM was efficient in comparatively characterizing the proposed indices to present ecological states and water quality.

AFLP 마커를 이용한 당단풍나무 집단의 유전다양성과 유전구조 (Genetic Diversity and Genetic Structure of Acer pseudosieboldianum Populations in South Korea Based on AFLP Markers)

  • 안지영;홍경낙;백승훈;이민우;임효인;이제완
    • 한국산림과학회지
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    • 제105권4호
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    • pp.414-421
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    • 2016
  • 국내 당단풍나무 집단의 유전다양성, 유전분화 및 유연관계를 알아보기 위해 AFLP 분석을 실시하였다. 14개 당단풍나무 집단에 대한 7개 AFLP 프라이머 조합을 적용한 결과 유효대립유전자 수($A_e$)가 1.4개, 다형적 유전자좌 비율(%P)이 82.2%, Shannon의 다양성 지수(I)가 0.358, 이형접합도 기대치($H_e$)가 0.231이었고, 베이즈 방법으로 추론한 이형접합도 기대치(Hj)는 0.253으로 나타났다. 당단풍나무의 유전다양성은 단풍나무속 수종들과 비교했을 때 중간수준이었고, 생활사나 생태적 특성이 유사한 수종들에 비해 낮았다. 베이즈 방법으로 추정된 평균 $F_{IS}$값은 0.712로 나타나 자가수분이나 근연관계 개체 간 교배에 의한 동형접합체 증가가 유전다양성에 영향을 준 것으로 생각된다. AMOVA로 추정한 당단풍나무의 유전분화율(${\Phi}_{ST}$)은 0.107이었고, 베이즈 방법으로 추정한 유전분화율(${\Phi}^{II}$)은 0.110이었다. 당단풍나무는 생활사나 생태적 특성이 유사한 종들에 비해 유전분화가 적게 이루어진 것으로 나타났다. 유연 관계 분석에서 울릉도 집단은 내륙의 집단들과 유전적으로 가장 상이한 집단으로 나타났다. 울릉도 집단은 유전다양성이 가장 낮은 집단으로서, 내륙의 집단 일부가 이주하면서 생긴 창시자 효과와 유전적 부동에 의해 유전다양성 감소가 이루어졌고 내륙과의 지리적 격리로 인해 유전자 교류가 감소했기 때문으로 추정된다.

한국 특산식물 매미꽃(Coreanomecon hylomeconoides Nakai) 집단의 유전다양성 및 구조 (Genetic Diversity and Structure of the Korean Endemic Species, Coreanomecon hylomeconoides Nakai, as Revealed by ISSR markers)

  • 손성원;정재민;김은혜;최경수;박선주
    • 한국자원식물학회지
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    • 제26권2호
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    • pp.310-319
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    • 2013
  • 우리나라 특산식물인 매미꽃(Coreanomecon hylomeconoides Nakai) 집단의 유전적 다양성 및 구조를 조사하기 위해 8집단 224개체에 대한 ISSR(Inter Simple Sequence Repeat) 분석이 수행되었다. 총 8개의 ISSR 프라이머를 이용하여 50개의 증폭산물을 관찰하였으며 집단 수준에서의 유전적 다양성의 평균은 P (Percentage of polymorphic loci) = 47.3%, SI(Shannon's information index) = 0.218, h (Nei's genetic diversity) = 0.142로 다년생 초본류의 평균보다는 월등히 낮게 나타났다. 집단별로는 분포의 중심에 해당하는 산청(SI=0.233, h=0153), 광양(SI=0.263, h=0.171), 순천(SI=0.241, h=0.159) 집단이 남해(SI=0.183, h=0.116)나 광주(SI=0.181, h=0.121)의 변두리 집단보다는 비교적 높은 유전다양성을 유지하는 것으로 나타났다. AMOVA 분석 결과 전체 유전변이의 약 18%가 지역 간에 나머지 82%가 집단 내 개체간의 차이에 기인하는 것으로 나타났는데 이는 집단 간에 유전자 교류가 원활히 이루어지기 때문으로 판단된다. 유전적 거리를 이용한 UMGMA 유집분석과 Bayesian cluster 분석 결과, 매미꽃 집단은 동서 두 지역으로 구조화 되는 경향을 보여 주었는데 이는 집단의 지리적 분포 패턴의 영향인 것으로 추정할 수 있다. 본 연구 결과, 조사된 다른 집단보다 풍부한 개체수와 높은 유전 다양성을 유지하고 있는 지리산 및 백운산의 산청, 광양 집단들에 대한 적극적인 현지 내(in situ) 보전대책 수립이 요구된다.

환경변이에 대한 저서성 대형무척추동물의 생물학적 형질과 기능적 다양성 분석: 수생태계 건강성 평가 관점에서 (Characterizing Responses of Biological Trait and Functional Diversity of Benthic Macroinvertebrates to Environmental Variables to Develop Aquatic Ecosystem Health Assessment Index)

  • 문미영;지창우;이대성;이다영;황순진;노성유;곽인실;박영석
    • 생태와환경
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    • 제53권1호
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    • pp.31-45
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    • 2020
  • 군집지수와 FD와의 상관분석 결과 FD는 군집지수 중 Shannon 다양도와 가장 높은 상관성을 보였다. 조사지점은 환경 특성에 따라 6개의 그룹으로 나누어졌으며, 고도에 따라서 뚜렷한 차이를 보였다. 이에 따라 고도가 높은 그룹 1은 산림의 비율이 많고 좋은 수질을 보였으나 고도가 낮은 그룹 6은 수질이 양호하지 않았다. 환경 구배에 따른 조사지역 그룹과 군집지수와 FD의 연관성 분석을 위해 NMDS를 시행하였으며 그룹 1~3에서 FEve를 제외한 모든 지수가 높았다. 그룹 간의 종구성은 그룹 1~3에는 하루살이목, 날도래목, 강도래목이 높았으며, 그룹 4, 5에는 잠자리목, 딱정벌레목이 주요하게 나타났다. 생물학적 형질은 그룹 1~3에서 생식기간이 길고, 이동성이 낮은 형질 특성을 보였으며 생물의 저항력 전략을 잘 보여주었다. 반대로 그룹 4~6은 생식기간이 짧고, 이동성이 높은 회복력의 전략을 뚜렷하게 반영해 주었다. 수질의 오염도가 낮은 상류는 교란의 빈도가 적고 공간적으로 높은 이질성을 가졌으며 생물이 주로 저항성 전략을 보였으며 생물이 서식지에 오래 머무를 수 있어 기능적, 구조적 생물다양성이 높게 나타났다. 반대로 수질의 오염도가 높은 하류는 교란의 빈도가 높고 공간적으로 균질성이 높으며 생물은 주로 회복력의 전력을 보여 교란에 의해 이동하거나 회피할 수 있는 휴면기, 고치, 세포, 알 등의 독특한 형태를 갖는 반면 생물다양성은 낮게 나타났다. 본 연구를 통해 저서성 대형 무척추동물의 기능적 다양성은 수서 생태계 환경과의 관계를 잘 설명해 주었다. 따라서 생물의 형질을 이용한 기능적 다양성은 잠재적으로 수생태계 건강성 평가에 효과적으로 이용될 수 있을 것이다.

희귀식물인 눈향나무(Juniperus chinensis var. sargentii)의 공간분포에 따른 유전구조 및 유전적 다양성 (Spatial Genetic Structure and Genetic Diversity of a Rare Endemic Juniperus chinensis var. sargentii in Mt. Halla, Korea)

  • 최형순;홍경락;정재민;김원우
    • The Korean Journal of Ecology
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    • 제27권5호
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    • pp.257-261
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    • 2004
  • 눈향나무(Juniperus chinensis var. sargentii Henry)는 사할린, 일본 등의 동북아시아와 한반도에서는 전국의 고산지대에서 자라는 상록성 소관목으로서 희귀 및 멸종 위기 식물(산림청)로 지정되어 있다. 본 연구에서는 한라산에 서식하는 눈향나무 집단의 분포형태 및 특성, 유전적 다양성과 공간적 유전구조를 파악하였다. 조사구(40m × 60m)에는 총 131개의 눈향나무 clump가 자생하고 있었으며 이들 전체 본수를 대상으로 군집지수를 계산한 바, 임의분포하고 있음을 확인하였다 모든 개체들에 대하여 ISSR 유전자형을 비교한 결과, 15개체는 클론으로, 나머지는 각기 서로 다른 genet으로 구성 되 어 있었다. 21개 의 ISSR 표지자를 바탕으로 계산한 Shannon의 다양성지수(I=0.463)는 적은 개체수와 제한적 분포에도 불구하고 유전적 다양성이 다른 수종에 비해 비교적 높은 편으로 나타났다. 공간적 자기상관 분석방법을 이용하여 공간적 유전구조를 파악한 결과, 조사지역내의 눈향나무 집단은 8m 이내에서 유전적으로 유사한 군락구조를 갖고 있는 것으로 나타났으며, 클론 번식이 공간적 유전 구조에 미치는 영향은 거의 없는 것으로 판단되었다.

설악산 대청봉 눈잣나무(Pinus pumila (Pall.) Regel) 집단의 유전다양성과 공간적 유전구조 (Genetic Diversity and Spatial Genetic Structure of Dwarf Stone Pine in Daecheongbong Area, Mt. Seorak)

  • 송정호;임효인;홍경낙;장경환;홍용표
    • 한국자원식물학회지
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    • 제25권4호
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    • pp.407-415
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    • 2012
  • 눈잣나무는 동북아시아가 주 분포지로 남한에서는 설악산 고산지역에만 제한적으로 분포한다. 본 연구는 설악산 눈잣나무 집단의 분포형태와 특성, 유전다양성 및 공간분포에 따른 유전구조를 파악하였다. 선발된 9개 I-SSR primer에서 총 78개 I-SSR 증폭산물을 얻었으며, 30개의 단형성 증폭산물을 제외한 48개의 증폭산물을 분석에 이용하였다. 조사구(40 m ${\times}$ 70 m)에는 눈잣나무 65개체가 자생하고 있었으며, 채집한 눈잣나무의 위치자료를 바탕으로 군집지수를 계산한 결과 약하게 집중분포(Aggregation Index = 0.871)하고 있음을 확인하였다. 모든 개체에 대하여 I-SSR 유전자형을 비교한 결과, 65개체 중 유전자형이 서로 다른 40개의 genet이 식별되었다. 유전자형 비율(G/N)은 61.5%, 유전자형 다양성(D)은 0.977, 유전자형 균등도(E)는 0.909로 각각 나타났다. Shannon의 다양성지수(I = 0.567)는 적은 개체수와 제한적 분포에도 불구하고 다른 수종들에 비해 비교적 높은 유전다양성을 나타났다. 공간적 자기상관 분석을 실시한 결과 조사지역 내의 눈잣나무 집단은 12 m 이내에서 유전적으로 유사한 군락구조를 갖고 있는 것으로 나타났다. Mantel 검정 결과 유전적 거리와 지리적 거리간에 낮은 상관관계를 나타내 눈잣나무 집단이 초기에 여러 개의 모수에서 형성된 것으로 추정되었다. 본 연구결과 설악산 눈잣나무 집단의 현지외 유전자 보존을 위한 표본추출 전략은 최소 12 m 이상의 거리를 두는 것이 효율적인 것으로 나타났다.

Assessment of genetic diversity of Typha angustifolia in the development of cattail stands

  • Min, So-Jung;Kim, Heung-Tae;Kim, Jae-Geun
    • Journal of Ecology and Environment
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    • 제35권1호
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    • pp.27-34
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    • 2012
  • Typha angustifolia has ecological characteristics of clonal growth similar to Phragmites australis. The plant spreads byclonal growth and seed dispersal. In this study, for the three stands which have different settlement age at the Baksilji wetland in Korea, genetic diversity was estimated by random amplification of polymorphic DNA analysis to evaluate the change in genetic diversity of T. angustifolia during stand development in the same population. Stand (ST) 1 was the oldest and ST 4 was the youngest. ST 5 was in a small ditch out of the Baksilji. Although the ST 1, ST 2, and ST 3 did not differ significantly in vegetational or physical environment, the genetic diversity estimated according to Nei's gene diversity (h) and the Shannon index (i) increased in the order of ST 1 < ST 2 < ST 3 contrary to formative age. The genetic diversity of ST 4 was much higher than that of the other three stands. ST 4 has similar abiotic environmental conditions with slight T. angustifolia dominance, and seems to be in the early establishment stage. ST 5 differed from the other stands in vegetational and soil environments, which can result in stressful cattail conditions. Even though the ST 5 stand was not younger than the ST 4 stand, ST 5 showed the highest genetic diversity. Our results indicate that after early settlement of the T. angustifolia population, genetic diversity within the species decreased over time and that the decreasing pattern of genetic diversity within T. angustifolia stands is not likely to occur under stressful conditions.

전남 완도에 서식하는 동백나무와 그 주변 식물의 근권에 분포하는 수지상균근균의 다양성 (Diversity of Arbuscular Mycorrhizal Fungi in Rhizospheres of Camellia japonica and Neighboring Plants Inhabiting Wando of Korea)

  • 이은화;가강현;엄안흠
    • 한국균학회지
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    • 제42권1호
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    • pp.34-39
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    • 2014
  • 완도의 동백나무 자생지역에서 동백나무의 근권과 주변 일반 식물의 근권 토양을 수집하여 토양 내 수지상균근균(AMF)의 다양성 및 군집 구조를 확인하였다. 분석 결과 두 근권은 모두 Acaulospora mellea 포자로 우점되어 있지만 동백나무 근권에 비해 일반 기주식물의 근권에서 AMF종 다양성 지수와 종 수 및 포자 수가 더 높게 나타나는 경향을 확인하였다. 기주식물의 종류에 상관없이 A. mellea가 높은 빈도로 출현하는 것으로 보아 A. mellea가 다른 AMF종에 비해 산림 토양 및 목본 식물에 특이적으로 적응된 것으로 생각된다. 두 근권에서 발견된 AMF 군집간의 유사도를 분석한 결과 동백나무의 근권에서 발견된 AMF 군집간의 유사도가 동백나무 근권 AMF 군집 일반 기주식물 근권 AMF 군집 간의 유사도나 일반 기주식물 근권 AMF 군집간의 유사도에 비해 더 높은 것으로 나타났다. 이는 동백나무 근권이 다른 일반 기주식물의 근권과는 다른 독특한 AMF 군집 구조를 형성하고 있으며, 식물의 근권 주변의 AMF 군집은 기주식물에 의해 유의미한 수준으로 달라질 수 있음을 보여준다.