• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제19권3호
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• pp.37-43
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• 2010

우리는 두 생물무리가 서로 가로지르거나 결합하는 현상을 주변에서 흔히 볼 수 있다. 예로, 하천의 물고기 무리가 운동하다 바위나 돌같은 장애물을 만나 두 무리로 나누어졌다가 장애물 뒤에서 다시 하나로 합쳐지는 현상이 있다. 우두머리를 가지는 두 생물 무리가 각도${\theta}$를 가지고 서로 충돌하면서 가로질러 지나갈 때의 동역학을 연구하였다. 두 무리의 각 우두머리 개체는 다른 개체에 의해 영향을 받지 않는다. 이에 비해 무리의 개체들은 우두머리의 운동방향을 쫓아 가도록 시뮬레이션 되었다. 이 두 무리의 가로지르기 동역학을 이해하기 위해서, 무리개체의 평균 단위속도의 합으로 정의되는 질서매개변수${\phi}$를 조사하였다. 두 무리가 서로 만나는 순간, 두 무리의 운동량 균형이 무너지면서 ${\phi}$값이 급격히 올라갔다. 그리고 두 무리가 서로 분리되어질 때, 두 번째로 ${\phi}$값이 피크를 보였다. 무리개체들은 서로 충돌하면서 그들의 우두머리 개체를 쫓아가는데 방해를 받게 되는데 이로 인해 두 번째 피크이후에 불규칙적인 작은 피크들이 관측되었다. 두 피크값, $d_1$ (첫번째) 그리고 $d_2$ (두번째), 은 서로 다른 충돌각도 ${\theta}$에 대해서 동기화 현상을 보였다. 이 시뮬레이션 모델은 생물행동을 연구하거나 다개체 로봇 시스템 개발에 유용하게 사용되어 질수 있다.

• 한국농림기상학회지
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• 제12권2호
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• pp.122-131
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• 2010

본 논문은 가상 생태계의 개념과 가상생태계를 구현하는데 중요하게 사용되어 질 수 있는 세 가지 수학적-물리학적 접근법을 응용 예와 함께 소개 하였다. 가상생태계란 개체기반 모델로써 인공생명체들이 가상 환경하에서 스스로 행동하면서 살아가는 것을 모사하는 컴퓨터 내에 구현된 생태계를 의미한다. 생물의 무리행동을 전산 모사하는 분자동역학모사 접근법과, 흰개미 영토를 전산 모사하는 확률적 격자모델 접근법, 그리고 생물막 성장을 전산 모사하는 규칙기반-세포자동자모델 접근법을 소개하였다. 실 생태계와의 유사성을 높이기 위해 가상생태계 모델은 많은 변수들을 사용하여야 하지만, 기술적인 측면에서 이러한 변수들을 모두 결정하기는 어렵다. 그러나 현재의 눈부신 컴퓨터 성능향상에 힘입어 많은 부분이 극복 되어 지고 있다. 특히, 가상생태계는 기후변화와 같은 환경재앙을 포함하여 많은 복잡한 생태학적 현상을 개체수준의 낮은 계층에서부터 생물집단 또는 외부 환경수준과 같은 높은 계층까지를 통합적으로 이해하는데 큰 도움을 줄수 있을 것이다. 마지막으로 논문에서는 높은 수준의 계층인 기후변화가 낮은 수준의 계층인 개체기반의 흰개미 생태계에 미치는 복잡한 문제를 어떻게 다룰 수 있는지에 대한 예를 들고 간략하게 논의하였다.

• 환경생물
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• 제31권4호
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• pp.322-332
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• 2013

본 연구는 국내 도심지의 자연산림지와 반자연지에 방사된 꽃사슴 개체군을 모니터링 하여, 그들의 행동양식 및 서식지 특성분석을 통하여 국내 자연 환경에 적응하는 꽃사슴 (Cervus nippon taiouanus)의 개체군 조절기작을 파악하기 위해 수행되었다. 서울과 경기 주변부에 인접한 자연산림지와 반자연지에 각각 꽃사슴 12개체 (숫꽃사슴 3개체, 암꽃사슴 9개체)를 정부의 승인을 얻어 방사하였으며, 2011년 5월부터 2012년 1월까지 각 개체별로 서식지 이용 특이성을 나타낸 먹이섭취장소, 수분섭취장소, 주간 휴식장소, 야간 휴식장소 등의 서식지 유형별로 연구조사원들이 유관으로 모니터링을 하였다. 방사된 꽃사슴개체군들이 무리를 이루는 적정 성비 및 개체수는 수컷 1마리와 암컷 4~9마리이었으며, 여러 마리의 새끼들과 함께 무리를 이루는 것으로 나타났다. 꽃사슴 1마리가 소비하는 먹이 섭취량은 연평균 생초 391.62 kg이었으며, 건초는 286.90 kg이었고, 수분섭취량은 생초 섭취 시 218.28 L, 건초 섭취 시 209.89 L이었으며, 건초를 섭취하는 시기인 가을과 겨울에는 더 많은 수분을 필요로 하는 것으로 조사되었다. 본 연구 결과는 산림지와 반자연지에 방사된 꽃사슴 방사 시 꽃사슴의 성비 및 방사 개체수 결정, 방사예정지의 자원생산 능력 및 서식지 특성에 따라서 도입 할 개체수와 공간 구성 요건의 기준으로 활용가능성이 높다. 이러한 꽃사슴의 연구 결과를 통해서 국내 다른 대형 포유류의 자연서식지 방사와 관련된 모니터링 방법 및 효과적인 개체군 조절 메카니즘의 기초적 연구가 될 수 있을 것이다.

• 해양환경안전학회지
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• 제16권3호
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• pp.241-248
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• 2010

빈산소 수괴는 전세계적으로 얕은 연안의 바다에서 생태적으로 위협적인 영향을 미치고 있다. 한반도 남해동부연안의 가막만에서도 2007년 6월 말에 빈산소 현상이 나타났으며, 빈산소 수괴 소멸기의 이화학적 특성을 조사하였다. 빈산소 수괴는 선소 인접지역에서 북서부 내만역의 연안을 따라 형성되어 있었다. 표층수와 저층수의 용존산소 농도는 빈산소 수괴에서 $1.3mgL^{-1}$와 $2mgL^{-1}$ 이하, 그 외 지역은 각각 $4.5{\sim}6.8mgL^{-1}$와 $3.8{\sim}6.0mgL^{-1}$로 양호한 농도를 보였다. 빈산소 지역의 클로로필 a 농도는 표층 $4.9{\sim}25.3{\mu}gL^{-1}$, 중층이 $2.3{\sim}23.1{\mu}gL^{-1}$, 저층은 $1.9{\sim}9.0{\mu}gL^{-1}$ 범위였다. 가막만 빈산소 수괴의 발생은 3가지 수직적 형태로 나타났다. 첫 번째는 선소 주변에서 빈산소 수괴가 전 수심 층에서 발생되면서 어 패류의 폐사가 일어났다. 두 번째는 일반적인 빈산소 수괴 발생 형태인 저층에서부터 빈산소가 발생되어 있는 상태였다. 세 번째는 수온 역전 현상이 일어나면서 중층에서만 빈산소 수괴가 발생하였고 저층에는 빈산소 수괴가 발생하지 않았는데, 이러한 현상은 조사정점 9, 14 및 21의 호도마을 인접지역 연안에서만 발생하였다. 빈산소 수역에서는 해저면에 주로 서식하는 문절망둑 무리들이 수면위로 올라와 산소 결핍에 따른 입 올림을 하였으며 게류 및 고둥류 등이 갯가로 올라오는 등 이상행동을 하는 것이 관찰되었다. 폐사된 생물들은 주로 문절망둑으로서 3천 마리 정도였고, 게 및 고둥류 일부가 폐사하였다.