• 대한공간정보학회지
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• 제20권3호
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• pp.11-18
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• 2012

생물다양성에 대한 사회적 관심이 늘어남에 따라 생물다양성 평가, 보호지역 지정, 서식지 관리 및 복원 등 생물자원에 대한 공간적 평가의 필요성이 대두되고 있다. 본 연구는 이러한 야생동물의 서식지에 대한 평가를 위하여 자료의 수집 및 모형화의 기법 연구와 생물종풍부도를 작성하는데 목적이 있다. 종분포모형을 위해 사용된 GAM (Generalized Additive Model)으로 기존의 중첩 분석이나 GLM (Generalized Linear Model)에 비해 환경변수와 반응변수의 관계가 명확하고 이에 따른 해석이 용이하다. 본 연구대상지로는 국립공원, 경관생태보호구역, 수달보호구역으로 지정된 지리산, 백운산, 섬진강을 포함하고 있는 유역을 선정하였다. 대상유역의 토지피복에 따라 층화추출을 통하여 야생동물(포유류와 조류)의 출현/비출현 형태의 현장자료를 수집하였으며, 야생동물의 서식에 영향을 미치는 자연, 사회 경제적 자료를 구축하였다. 각 종에 대한 서식지이용분석과 주요서식인자를 확인한 후, 출현/비출현 모형을 통해 서식지적합성모형을 개발하고, 개별 종에 대한 서식지적합성지도 작성하였다. 서식지 적합성지도를 산술 합산하여 분류군별(포유류, 조류) 종풍부도, 통합종풍부도를 작성하였다. 개별 종 서식지의 주요인자는 서식지선택에 따라 다르게 나타났다. 고라니나 박새와 같은 몇몇 종들은 저지대에 분포하나, 대부분의 포유류나 조류의 잠재서식지는 국립공원 경계구역이나 중산간지역에 많이 분포하였다. 본 연구의 결과는 환경부에서 수행하는 생물다양성의 평가, 보호지역의 지정 등의 기초자료로서 활용될 수 있을 것이다.

• 대한공간정보학회지
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• 제16권4호
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• pp.59-64
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• 2008

우리나라의 야생동식물 조사가 시간적, 경제적 이유로 주로 출현지역만을 대상으로 하고 있어 종분포모형을 개발할 때 각 모형의 장점을 최대한 이용하는 것이 필요하다. 본 연구는 위치자료의 종류(출현/비출현자료)에 따라 가장 대표적인 출현/비출현모형(presence-absence model)인 GAM(Generalized Additive Model)과 출현모형(presence-only model)인 Maxent(Maximum Entropy Model)를 이용하여 비교 검토하였다. 본 연구의 대상종으로는 캘리포니아의 보호종인 피셔(Martes pennanti)를 선정하고 대상지를 지역에 따라 나누었으며, 서식지환경을 설명하는 지형, 기후, 식생변수들을 이용하여 모형을 적용하였다. 그 결과 첫째, 실제 출현/비출현자료를 사용한 GAM이 임의 비출현자료를 사용한 GAM과 출현자료만을 사용한 Maxent보다 전체적으로 나은 것을 볼 수 있었다. 둘째, 실제 출현자료만을 이용한 모형을 개발할 경우 임의 비출현자료를 이용한 GAM보다 출현자료만을 이용한 Maxent가 더 나은 것을 알 수 있었다. 마지막으로 세부지역에서 개발된 모형(Klamath/Shasta, Sourthern Sierra)은 서로 서식환경이 다를 경우 다른 지역의 서식지를 잘 예측하지 못함을 알 수 있었고, 대상지 외부지역에 대해 과추정하는 경향을 보였다. 위 결과를 바탕으로 위치자료의 종류, 공간적 분포 등을 감안하여 대상지의 환경에 알맞은 모형을 선택하는 것이 바람직할 것으로 판단된다.

• 환경영향평가
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• 제33권2호
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• pp.53-63
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• 2024

생물다양성은 환경영향평가 제도의 목표에 중요한 부문으로, 개발대상지 입지 선정, 주변 환경 파악 및 교란으로 인한 생물종 영향 등에서 활용되고 있다. 환경영향평가 분야에서 새로운 기술과 모델을 활용하여 생물다양성을 보다 정확하게 평가하고 예측하는 방안에 대한 연구가 많이 진행되고 있다. 비록 현장, 문헌조사를 통한 데이터를 바탕으로 종 풍부도 지수를 평가하고 있으나, 현장 데이터는 시·공간적으로 미흡하므로 고해상도의 종 풍부도 매핑을 통한 기초자료를 활용함으로서, 모니터링 실효성 문제 해결이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 제4차 전국자연환경조사 데이터와 환경변수를 바탕으로 Random forest 모델을 활용하여 종 분포모형을 개발하였다. 해당 모델은 24종의 포유류 종 분포 매핑 결과를 species richness index를 활용하여 100m 해상도의 종 풍부도 매핑 결과를 도출하였다. 연구 결과, 종 분포모형은 평균 0.82의 AUC값으로 우수한 예측 정확도를 보였다. 또한, 전국자연환경조사 데이터와 비교결과, 고 해상도의 종 풍부도 매핑 결과의 종 풍부도 분포는 정규분포의 형태를 가지고 있어 환경영향평가에서의 기초자료로 사용함에 있어 신뢰성이 높다. 본 연구의 분석결과는 추후 도시개발과 사업을 함에 있어 생물다양성 평가, 서식지 보전 등에 새로운 참고자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 환경영향평가
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• 제24권3호
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• pp.260-277
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• 2015

본 연구는 대표적인 아고산식물인 동일속 식물 구상나무와 분비나무의 기후변화 민감성 평가에 목적이 있다. 이를 위해 종 분포 모형을 이용하여 현재 및 미래의 종 분포 확률을 예측하였고 기후변화 민감성 평가를 하였다. MTSS를 기준으로 예측된 잠재 분포지는 분비나무가 구상나무보다 감소율이 많았으며, 스칼라 민감도를 이용한 평가에서는 구상나무의 민감도가 분비나무보다 높았다. 본 연구와 같은 종 분포 모형을 이용한 연구에서는 위치자료 및 환경변수에 따라 종 분포 확률이 달라질 수 있으므로 연구 대상종의 생태 환경에 대한 면밀한 조사가 선결되어야 하며, 본 연구를 기초로 하여 국내에 적용 가능한 기후변화민감성 평가 방법이 개발된다면 기후변화와 생물 다양성 적응 정책의 중요한 의사결정 수단이 될 것으로 기대한다.

• 환경영향평가
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• 제25권6호
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• pp.432-441
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• 2016

본 연구에서는 도심 내 단절되어 있는 서식지의 연결성을 고려하여 생태통로를 구축하고자 하는 선행연구로 서울시의 인왕산과 안산의 생물 종 분포를 예측하였다. 연구대상지역인 인왕산과 안산의 생물 종 분포는 출현자료만으로도 결과를 예측할 수 있는 Maxent(Maximum Entropy Approach) 모형을 이용하여 분석하였다. Maxent 모형을 활용하여 종 분포를 예측하기 위해, 출현자료는 포유류 23개 지점과 박새류(Parus major, P. palustris, P. varius) 3종 15개 지점을 활용하였다. Maxent 모형의 환경변수로는 지형인자 4가지, 식생인자 4가지와 거리인자 2가지를 대상으로 구축하였다. 이 변수들을 활용하여 종 분포를 예측한 결과, 포유류의 경우에는 수치표고자료(DEM)가 34%, 산림지역의 경계로부터 산림내부의 거리가 24.8%, 수종이 10% 순으로 종 분포 모형에 기여도가 높았다. 반면 박새류의 경우에는 수치표고자료가 39.6%, 도로로부터의 거리가 35.4%, 나무의 밀도가 8.2% 순으로 모형에 기여도가 높았다. 따라서 조류 및 포유류는 산림 내부지역을 선호하는 것으로 나타났으며, 이 지역 보전이 필요한 것으로 판단된다.

• 환경영향평가
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• 제24권2호
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• pp.175-189
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• 2015

본 연구는 수변지역에 서식하는 양서류 개별종에 적합한 서식환경변수를 구축하여 서식지적합성모형을 적용하여 물리적 교란에 따른 양서류 분포 특성과 생태적 결정인자를 분석하였다. 2013년 3월부터 10월까지 강원도 횡성군과 원주시 섬강 일대를 대상으로 양서류 현장조사와 하천수변 조사를 하였다. 본 연구의 대상종으로는 그 지역의 양서류 중 우점종인 참개구리, 청개구리, 북방산개구리와 옴개구리를 선정하였고, 임의 비출현 자료를 생성하여 로지스틱회귀모형을 적용하였다. 개별종의 분포모형의 특징으로는 참개구리는 식생의 거리와 자갈이 모형의 결과에서 선택되었으며, 청개구리는 농수로와 하천 폭에 좀 더 영향을 많이 받는 것으로 나타났다. 북방산 개구리와 옴개구리는 비슷한 서식특성을 보여주었다. 옴개구리는 연구지역 전체에 우점하고 있었는데, 광범위한 서식처 선호도와 관련이 있는 것으로 판단되었다. 대상종들의 분포모형을 합산한 종풍부도 결과에서 양서류는 산비탈과 계곡 또는 계류 사이를 왕복하는 특성을 나타내고 있었다. 본 연구에서는 서식지적합성 모형을 이용해서 서식환경특성을 정량적으로 분석하였으나, 먹이요소와 다른 생물과의 상호작용을 분석하는데 한계를 가지고 있다. 향후 조류 또는 어류의 밀도나 서식요소를 함께 분석한다면 생물학적인 환경인자와의 관계를 분석하는데 유리할 것으로 판단된다.

• 한국환경생태학회지
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• 제32권5호
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• pp.469-477
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• 2018

금강초롱꽃(Hanabusaya asiatica)은 한반도 중동부에서만 제한적으로 분포하는 고유종으로, 분포범위가 좁고 개체수가 적어 서식지를 세계자연보전연맹(IUCN, International Union for Conservation of Nature) 중요 생물다양성 보호지역(key biodiversity areas: KBAs)으로 지정하여 보호할 필요가 있다. 본 연구에서는 maximum entropy(MaxEnt) 모형을 통해 남북한 접경지역 내 금강초롱꽃 자생가능지를 추정하고 이를 바탕으로 KBAs 후보지를 설정하였다. 기계학습(machine learning) 알고리즘의 하나인 MaxEnt 모형은 생물종의 출현지점만 기록한 데이터(presence-only data)로도 생물종 분포를 편향되지 않게 예측할 수 있는 생물종 분포 모형으로, 본 연구의 연구대상지처럼 현장 조사가 어려운 경우 유용한 방법이다. 본 연구에서는 현장 조사를 통해 수집한 38개 금강초롱꽃 출현 위치와 기후, 지형, 식생 등을 측정한 11개 환경변수를 이용하여 MaxEnt 모형을 학습하여 남북한 접경지역의 모든 지점에 대해 금강초롱꽃 출현확률을 추정하였다. MaxEnt 모형 분석 결과, 금강초롱꽃 출현확률이 0.5를 넘어 금강초롱꽃 분포가능지로 분류된 지역은 $778km^2$이었고, 추정된 서식가능지와 기지정된 보호지역 경계를 고려하여 설정한 최종 KBA 후보지는 $1,321km^2$이었다. 또한 11개 환경변수 중 표고와 연평균 강수량, 생장기 평균 강수량, 최한월 평균 기온이 금강초롱꽃 출현확률에 영향을 미쳐, 금강초롱꽃은 고도가 높은 서늘한 지역을 선호하는 것으로 분석되었다. 이와 같은 금강초롱꽃의 분포지 선호도 분석 결과는 KBA 후보지 설정 뿐 아니라 남북한 통일이나 기후변화와 같은 시나리오에 대비한 금강초롱꽃 보존 계획 수립의 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 환경영향평가
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• 제24권1호
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• pp.35-50
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• 2015

본 연구는 비도시지역의 생물종 서식지 보전을 위해 반영할 수 있는 생물종 관련 지표의 개발과 관리지역 세분화 방안을 제시하는데 목적이 있다. 이를 위해 생물종 서식분포를 예측한 후에 예측된 서식분포를 활용하여 종풍부도를 만들고 그 결과를 토지적성평가와 비교를 하였다. 종분포도는 59종을 대상으로 Maxent 모형을 사용하였고 15개의 모형변수(5개 지형변수, 4개 식생변수, 6개 거리변수)를 활용하였다. 예측된 생물종 서식분포를 출현/비출현으로 구분한 후 합산하여 종풍부도를 예측 하였다. 토지적성평가는 평가체계 I에 따라 보전, 농업, 개발적성을 물리적, 지역, 공간적 입지 특성별로 평가하였다. 종풍부도 등급과 토지적성평가 등급과의 비교결과는 1등급은 10.92%, 2등급은 37.10%, 3등급은 34.56%, 4등급은 20.89% 그리고 5등급은 1.73%의 면적 일치도가 나타났다. 보전관리지역으로 분류되는 1등급과 계획관리지역으로 분류되는 5등급의 일치도가 가장 낮았다. 이처럼 계획관리지역으로 분류되어도, 종풍부도를 고려해 보면 많은 계획관리지역이 상대적으로 높은 종풍부도 값을 보여주었다. 관리지역은 생물종 서식지의 핵심지역은 아니지만 경관생태학적 관점에서 주변 서식처, 이동통로 등을 제공하면서 생물다양성 보호에 기여 할 수 있다. 따라서 도시관리계획에서 잠재적 생물종 서식분포를 고려하는 노력이 보다 집중되어야 할 것이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.488-488
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• 2023

유량에 따른 수치모형(Nays2D) 하상변동 모의 결과를 토대로 서식처 적합도 분석 모델(PHABSIM: Phsical Habtiat Suitability Model)의 입력자료로 활용하여, 유량에 따른 하상 지형변화와 그에 따른 어류 서식처 적합도 변화를 분석한다. 금강 2km를 대상으로 2차원 모형인Nays2D를 적용하여 부등류 흐름(댐 방류량, 2년 빈도 유량, 100년 빈도 유량 등)에 따른 하상변동모의를 실시하였고, 모의 결과값(단면 표고, 유속, 수위)을 물리적 서식처 평가 모델인 PHABSIM의 입력자료로 활용하였다. 피라미 서식을 위한 적정 유속과 수심의 서식처 적합도 지수를 이용하여 각 유량별 가중가용면적(WUA: Weighted Usable Area)을 산정하여 비교 분석하여, 유량에 따른 단면 구조의 변화가 WUA와 피라미 서식처 적합도에 어떻게 영향을 미치는지 검토한다. 본 연구는 2차원 수치 모의 결과에 따른 단면(혹은 지형) 변화 양상과, 그에 따라 피라미를 비롯한 다른 생물종(어류, 저서성대형무척추동물)의 분포 경향에 연관성이 있는지를 실제 유량 변화와 생물종 조사 결과(물환경정보시스템에서 제공하는 생물종 데이터 활용)와 연계하여 검토 및 검증해보고, PHAMSIM을 이용한 서식처 적합도 분석 시 고려해야할 변수 및 검증 방법 제언에 중점을 둔다.

• 환경생물
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• 제41권4호
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• pp.413-426
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• 2023

종분포모형은 생물다양성 보전 및 기후변화 영향평가 등을 위해 활발히 이용되는 방법론이며, 국내에서도 다양한 연구가 진행되고 있으나, 관련 연구 현황과 최근의 동향을 파악하고 시사점을 논의하여 미래 연구에 유용한 정보를 제공하는 연구는 부족한 실정이다. 본 연구에서는 국내의 학술지에서 출판된 학술논문을 대상으로 종분포모형의 활용 동향과 흐름을 파악하여 향후 관련 연구에서 활용될 수 있는 기초적인 정보를 제공하고자 하였다. 우리는 국내의 관련 학술논문을 수집하여 문헌학적 방법과 텍스트마이닝을 통해 분석했고 이를 토대로 종분포모형 관련 연구현황과 최근의 동향을 파악하였다. 국내 종분포모형 관련 학술논문은 1998년부터 2023년까지 총 148편이 출판되었으며, 그중 115편(77.7%)은 2015년 이후 출판된 것으로 나타났다. 다양한 알고리즘 중 MaxEnt 모델이 가장 많이 활용되었으며(44.5%), 식물을 대상으로 한 연구와 생물종 분포 및 평가, 기후변화와 관련된 주제가 주요 주제로 다루어졌다. 텍스트마이닝 분석에서 가장 많이 출현한 핵심어는 "Climate change"로 다양한 연구 주제에서 기후변화로 인한 생물다양성 변화를 고려하였다. 향후 종분포모형의 활용에는 다양한 조건에 따른 최적의 모형 선택, 모형 간 연계, 정량적인 입력 변수의 개발 등을 고려할 필요가 있으며, 현지 조사 자료의 수집 체계 개선 등을 도모하면 생물 다양성 보전과 기후 대응 등 국가 정책 수요에 유용하게 활용될 수 있는 과학적 도구로써 기여가 가능할 것으로 판단된다.