• The Korean Journal of Ecology
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• 제20권4호
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• pp.293-298
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• 1997

The floristic composition of the Korean-fir(Abies koreana Wilson) forest on Mt. Halla in Cheju Island, Korea, was described and some other phytosociological features were noted. The dense tree layer of the Abies koreana forest under consideration attained a height of no more than 5-7m. The shrub layer was 1.2-2m high and usually inconspicuous, while the herb layer, 0.3-0.5m high, was remarkable. The forest contained a number of species which are characteristic of the subalopine coniferous in Japan, particularly that in Hokkaido. Moreover, the specific synchronized regeneration called wave-regeneration was found in the forest on Mt. Halla at several sites even though the data on this phenomenon do not present in the present report.

• 한국환경복원기술학회지
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• 제18권6호
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• pp.135-149
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• 2015

Korean fir(Abies koreana E.H.Wilson 1920), endemic tree species of Korean peninsula, is considered as vulnerable and endangered species to recent rapid environmental changes such as land use and climate change. There are limited activities and efforts to find natural habitats of Korean fir for conservation of the species and habitats. In this study, by applying SDMs (Species Distribution Models) based on climate and topographic factors of Korean fir, we developed Korean fir's predicted distribution model and explored novel natural habitats. In Mt. Shinbulsan, Youngnam region and Mt. Songnisan, we could find korean fir's two novel habitat and the former was the warmest($13^{\circ}C$ in annual mean temperature), the driest(1,200mm~1,600mm in annual rainfall) and relatively low altitude environment among Korean fir's habitats in Korea. The result of SDMs did not include mountain areas of Gangwon-do as habitats of A. nephrolepis, because there were different contributions of key habitat environment factors, summer rainfall, winter mean temperature and winter rainfall, between A. koreana and A. nephrolepis. Our results raise modification of other distribution models on Korean fir. Novel habitat of Korean fir in Mt. Shinbulsan revealed similar habitat affinity of the species, ridgy and rocky site, with other habitats in Korea. Our results also suggest potential areas for creation of Korea fir's alternative habitats through species reintroduction in landscape and ecosystem level.

• 한국환경생태학회지
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• 제34권5호
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• pp.358-371
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• 2020

기후변화에 따른 심각한 생물다양성 감소가 예측됨에 따라 우리나라의 대표적인 기후변화 멸종위기종인 구상나무(Abies koreana Wilson)의 서식지 감소와 생육쇠퇴 및 고사 원인에 관한 연구가 지난 40년간 수행되었다. 본 연구는 지난 40년간(1980~2020년) 이루어진 구상나무에 대한 연구를 10년 단위로 나누고, 생태학적 연구의 분야들에 초점을 맞추어 시대별·지역별·분야별 연구 동향 및 연구결과를 분석하였다. 또한, 이를 토대로 구상나무의 효과적 관리 및 보전을 위해 필요한 연구의 방향을 제시하였다. 생태학적 연구 분야는 진화생태, 생리생태, 개체군생태, 경관생태로 구분하였다. 지난 40년간 총 73편의 논문이 발표되었으며, 최근 10년 동안 65.8%인 48편의 논문이 발표되었다. 지역별로는 한라산에서 41편의 논문이 발표되어 가장 많은 연구가 이루어졌다. 분야별로는 생리생태연구에서 가장 많은 38편의 연구논문이 발표되었으며, 진화생태연구는 가장 적은 10편의 연구가 출판되었다. 분야별로 수행된 연구결과를 검토한 결과 많은 연구에서 구상나무의 쇠퇴 및 서식지 감소의 주된 요인은 기후변화에 따른 온도상승과 봄철 강수량 감소로 발생한 수분수지 불균형에 의한 건조 스트레스인 것으로 추정되었다. 그러나 구상나무의 쇠퇴와 고사에 대한 원인은 아직 분명하게 규명되지 못하고 있는데. 이는 대부분의 연구가 기초적인 내용을 다루고 있으며, 간헐적 수행과 일부 지역에 편중되어 있었기 때문이다. 구상나무 쇠퇴 원인을 규명하고 이를 토대로 지속가능한 관리와 보전 방안을 제시하기 위해서는 각 연구 분야에서 지속적이고 발전된 연구가 수행되어야 할 것이다. 또한, 각 분야의 연구를 통합하여 종합적으로 분석하는 생태계생태와 시스템생태 등 연구 분야의 확장이 필요하다.

• 한국환경복원기술학회지
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• 제19권6호
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• pp.19-30
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• 2016

The projection of climate-related range shift is critical information for conservation planning of Korean fir (Abies koreana E. H. Wilson). We first modeled the distribution of Korean fir under current climate condition using five single-model species distribution models (SDMs) and the pre-evaluation weighted ensemble method and then predicted the distributions under future climate conditions projected with HadGEM2-AO under four $CO_2$ emission scenarios, the Representative Concentration Pathways (RCP) 2.6, 4.5, 6.0 and 8.5. We also investigated the predictive uncertainty stemming from five individual algorithms and four $CO_2$ emission scenarios for better interpretation of SDM projections. Five individual algorithms were Generalized linear model (GLM), Generalized additive model (GAM), Multivariate adaptive regression splines (MARS), Generalized boosted model (GBM) and Random forest (RF). The results showed high variations of model performances among individual SDMs and the wide range of diverging predictions of future distributions of Korean fir in response to RCPs. The ensemble model presented the highest predictive accuracy (TSS = 0.97, AUC = 0.99) and predicted that the climate habitat suitability of Korean fir would increase under climate changes. Accordingly, the fir distribution could expand under future climate conditions. Increasing precipitation may account for increases in the distribution of Korean fir. Increasing precipitation compensates the negative effects of increasing temperature. However, the future distribution of Korean fir is also affected by other ecological processes, such as interactions with co-existing species, adaptation and dispersal limitation, and other environmental factors, such as extreme weather events and land-use changes. Therefore, we need further ecological research and to develop mechanistic and process-based distribution models for improving the predictive accuracy.

• Journal of Ecology and Environment
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• 제43권2호
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• pp.226-245
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• 2019

To understand the dynamics of radial growth of trees and micro-climate at a site of Korean fir (Abies koreana Wilson) forest on high-altitude area of Mt. Hallasan National Park, Jeju Island, Korea, high precision dendrometers were installed on the stems of Korean fir trees, and the sensors for measuring micro-climate of the forest at 10 minutes interval were also installed at the forest. Data from the sensors were sent to nodes, collected to a gateway wireless, and transmitted to a data server using mobile phone communication system. By analyzing the radial growth data for the trees during the growing season in 2016, we can estimate that the radial growth of Korean fir trees initiated in late April to early May and ceased in late August to early September, which indicates that period for the radial growth was about 4 months in 2016. It is interesting to observe that the daily ambient temperature and the daily soil temperature at the depth of 20 cm coincided with the values of about 10 ℃ when the radial growth of the trees initiated in 2016. When the radial growth ceased, the values of the ambient temperature went down below about 15 ℃ and 16 ℃, respectively. While the ambient temperature and the soil temperature are evaluated to be the good indicators for the initiation and the cessation of radial growth, it becomes clear that radii of tree stems showed diurnal growth patterns affected by diurnal change of ambient temperature. In addition, the wetting and drying of the surface of the tree stems affected by precipitation became the additional factors that affect the expansion and shrinkage of the tree stems at the forest site. While it is interesting to note that the interrelationships among the micro-climatic factors at the forest site were well explained through this study, it should be recognized that the precision monitoring made possible with the application of high resolution sensors in the measurement of the radial increment combined with the observation of 10 minutes interval with aids of information and communication technology in the ecosystem observation.

• 대한원격탐사학회지
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• 제39권3호
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• pp.325-338
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• 2023

구상나무는 한반도 아고산대 생태계에 미치는 기후변화 영향 평가에 중요한 환경지표종이다. 하지만 아고산대의 특성상 해발고도 약 1,000 m 이상에 주로 분포한 구상나무를 주기적으로 현장 조사하는 것은 많은 인력을 요구한다. 따라서 본 연구는 주기적인 관측이 가능한 원격탐사 자료를 활용하여 한라산과 지리산을 대상으로 2003년부터 2020년까지의 9월 Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS)의 normalized difference vegetation index (NDVI)와 지표면 온도 그리고 Global Precipitation Measurement (GPM)Integrated Multi-satellitE Retrievals for GPM의 강수량 자료를 이용해 구상나무의 식생 변동 및 환경변수와의 연관성을 분석하였다. 2003년과 비교하여 2020년에 구상나무 서식지역의 식생지수 감소를 확인하였으며, 이를 바탕으로 구상나무 생육 우수 지역과 구상나무 고사율이 높은 지역을 선별하였다. 이러한 지역들에 대한 장기간 식생지수 시계열 분석 결과, 한라산과 지리산 모두 고사지역에서 식생지수가 감소하는 경향을 보였다(한라산: -0.46, 지리산: -0.43). 또한 Hodrick-Prescott 필터를 통해 추출된 식생지수와 지표면온도 그리고 강수량의 추세변화를 통해 구상나무의 장기간 변동을 분석한 결과, 한라산의 경우 지표면온도가 증가하고 강수량이 감소하는 시기에 구상나무 생육 우수 지역과 구상나무 고사율이 높은 지역의 식생지수 차이가 증가하였다. 이는 온도 상승과 강수량 감소가 한라산 구상나무 생육쇠퇴에 영향을 미치는 것으로 해석된다. 반면 지리산은 장기적으로 구상나무 고사지역의 장기적인 식생지수 감소 추세를 보여주었으나, 식생지수 변화 패턴이 지표면온도와 강수량과는 유의미한 상관성을 발견하지 못하였다. 추후 지표면 온도와 강수량 외에 선행연구에서 구상나무 생육쇠퇴와 연관이 있다고 알려진 환경인자(토양수분, 일사량, 강풍 등)에 대한 추가 분석이 필요하다. 본 연구를 통해 위성 자료로 구상나무 생태계의 장기간 모니터링 및 환경 변수들의 상관성 분석에 대한 가능성을 제시하였다. 본 연구를 토대로 위성 기반 모니터링이 구상나무의 생태학적 연구에 어떻게 활용될 수 있는지에 대한 이해를 높이는데 도움이 될 것으로 기대한다.

• 한국자원식물학회:학술대회논문집
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• 한국자원식물학회 2019년도 춘계학술대회
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• pp.36-36
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• 2019

본 연구는 한라산국립공원 동사면에 위치한 구상나무숲 장기생태 모니터링 5ha 조사지역 ($20{\times}20m$, 125개 방형구)에서 구상나무의 유묘 및 치수 발생 현황을 파악하기 위하여 수행되었다. 조사는 2016년 6~8월 사이에 $5{\times}5m$ 방형구 125곳에 대해 계통추출법을 적용하여 실시하였다. 조사한 전체 125개 방형구 중에서 54개에서만 유묘가 관찰되었으며, 그 내용은 유묘 615개체 및 치수 1개체로 총 616개체가 발견되었다. 그러나 과반수의 71개 방형구에서 치수뿐만 아니라 유묘도 출현하지 않았다. 심지어 전체 125개 방형구에서 유묘가 가장 많이 관찰된 방형구(2-6지역, 95개체)를 제외하면, 나머지 124개 방형구의 평균 유묘 개체수는 4.2개로 매우 적었고 높이도 35cm 이하에 불과했다. 이와 함께 장기생태 모니터링 조사 지역 내에서 $1{\times}1m$ 방형구 183곳에 대해 단순 무작위 추출법으로 발생지 조사를 수행하였다. 발생지 조사 결과 유묘 2,518개체, 치수 2개체 및 유목 2개체 등 총 2,522개체가 발견되어 계통추출법을 적용한 조사와 유사한 결과가 나타났다. 본 연구를 통해 한라산국립공원 동사면 구상나무숲 내에서 구상나무 유묘의 발생은 어느 정도 이루어지고 있으나, 교란으로 인하여 치수로의 발달이 제한되는 것으로 판단된다. 여러 교란 요인 중에서 조사된 총 3,138개체 중 12.1%, 381개체에서 유제류인 노루에 의한 섭식이 확인되어 노루의 섭식이 유묘 발생 및 치수 발달에 교란을 야기하는 가장 중요한 요인으로 추정해볼 수 있다. 한반도 특산식물 구상나무의 보전 대책 수립을 위한 유묘 및 치수 교란 원인에 대한 지속적인 모니터링이 진행되어야 한다고 사료된다.

• 한국습지학회지
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• 제26권1호
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• pp.62-71
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• 2024

기후변화조건에서 구상나무의 생태적 변화를 파악하기 위해 5년 동안 대조구(야외)와 RCP 4.5에 근접하게 온도 및 CO2를 상승시킨 기후변화처리구에서 생육 및 생리적 반응을 분석하였다. 그 결과, 기후변화처리구에서 구상나무의 년생별 가지 길이는 시간이 지날수록 증가하는 경향이 나타났다. 그리고 기후변화 조건은 구상나무 잎의 형태적 차이에는 큰 영향을 주지 않지만, 잎의 생물량에는 영향을 주어, 기후변화가 진행될수록 구상나무의 잎 생산성이 저하될 것으로 예상되었다. 한편, 기후변화 조건에서 구상나무의 엽록소 함량은 기후변화처리구에서 높은 반면, 광합성률, 기공전도도, 증산율, 그리고 수분이용효율은 대조구가 더 높게 나타났다. 이는 온도와 CO2가 상승된 환경이 기공밀도 증가에 영향을 줄 수 있으나, 광합성 반응에는 부정적 영향을 주는 것으로 예상된다. 향후 이를 확인하기 위해 각각의 환경 처리에서 기공 밀도에 대한 추가적인 연구가 필요할 것으로 판단된다. 한편, 본 연구에서는 잎의 생물량 변화만 관찰하였기 때문에 기후변화 조건 하에서 구상나무의 생물량 변화에 대한 추가적인 실증 연구가 고려되어야 할 것으로 사료된다. 결과적으로 장기간 상승된 온도와 CO2에서 구상나무의 환경 적응력은 약화될 것으로 판단된다.

• 한국산림과학회지
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• 제86권3호
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• pp.378-390
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• 1997

국내 젓나무속의 분비나무와 구상나무를 중심으로 집단간 종간 주요 15개의 형질에 대한 분석을 통해 식별(identification)형질과 유별(classification)형질과의 관계를 조명하고자 하였다. 주성분분석(principal components analysis : PCA)과 유집분석(cluster analysis) 결과 종을 식별하는데 도움을 주는 형질로는 잎의 폭, 종자길이, 종자날개의 폭, 길이, 구과 폭, 실편의 폭, 포침의 길이였으나, 종간 형질의 최고-최저의 구간을 비교하였을 때에는 서로 중첩되어 현실적으로 표본을 중심으로 한 종간 구분은 불가능하였다. 집단별로는 구상나무의 경우 지리산 집단이 구과의 크기와 포침의 길이가 큰 반면, 한라산 집단의 개체들은 대부분 종자크기(폭과 날개)와 실편의 폭 등이 다른 집단에 비해 컸으며, 덕유산 집단은 대부분의 형질이 왜소한 특성을 보여주었다. 젓나무속의 주요 식별형질로 인식되는 잎의 수지구 위치를 집단별로 조사하여 본 결과, 한라산 개체의 경우 구상(나무)형으로 인지되었으나, 지리산 개체의 경우 약 75%정도만이 구상형인 반면 덕유산 가야산의 경우에는 50% 이하가 구상형과 분비형으로 확인되어 두 집단의 일부개체는 분비나무와 구분이 불가능하였다. 한편, flavonoids 분석 결과, flavonol, dihydroflavonol, flavanone 등 3개군(群)의 flavonoids가 확인되었는데, 구상나무에서만 존재하는 flavanone(5-deoxyflavanone)을 제외하고는 뚜렷한 종간 차이점을 확인할 수 없었다. 구성나무의 경우 한라산과 지리산 집단에서 flavanone의 성분이 발견된 반면, 덕유산의 경우는 이 성분이 존대하지 않아, 화학적으로는 분비나무에 더 가까웠다. 오대산, 명지산, 치악산, 중왕산, 소백산에서 채집된 분비나무의 경우(설악산 집단의 일부개체 제외), 구상나무에서 발견된 flavanone 성분은 없었고 대신 분비나무의 특징인 dihydrokaemferol의 성분이 다량 존재하였다. 일본(日本)과 중국(中國), 대만(臺灣)의 25종의 flavonoids을 비교 분석한 결과, 구상나무에서 발견된 flavanone성분이 중국종(中國種) 중 수지구의 내형과 외형을 모두 가지는 운남성(雲南省), 사천성(四川省)의 A. faxoniana Rehder et Wilson(원시종으로 추측)과 운남성(雲南省), 사천성(四川省), 서장성(西藏省)의 A. georgei Orr에서 발견됨에 따라 수지구위치는 국내종의 경우 집단적 변이에 의한 반면, 중국(中國)에서는 종간 유연관계를 설명하는 주요 형질로 밝혀졌다. 정량적 형질을 중심으로는 분비나무와 구상나무를 식별할 수 있는 형질이 존재하지 않으나 수지구가 안쪽에 위치한 중국(中國)의 A. faxoniana와 A. georgei에서 구상나무의 특유성분인 flavanone이 발견되어 형태적으로 수지구위치가 상대적으로 중요한 형질로 재확인되었으며 한국의 일부 집단에서 보이는 구상형 연속변이는 분비나무와의 잡종현상이나 또는 신생대 4기 때 분비나무와 구상나무의 유전자교합, 혹은 이입현상에 인한 것으로 추정된다. 수지구 위치 변이와 화학적 변이의 중간적 형태를 보여주는 지리산, 덕유산, 가야산 지역의 집단유전구조 분석 후에나 그 실체가 밝혀질 것으로 기대되며 현재 연구중이다.

• Journal of Ecology and Environment
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• 제41권6호
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• pp.152-164
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• 2017

Background: Natural regeneration of seedlings as well as saplings of Korean fir has been significantly impacted by the browsing from the early stages of their development, potentially, by roe deer for the last two to three decades at the study site since late 1980s. This study was carried out to investigate current status of the disturbance in the seedling development of Korean fir (Abies koreana) on Mt. Hallasan, Jeju Island, Korea. Methods: Field survey was carried out during June and August in 2016 to measure the characteristics of study site and understory vegetation by applying systematic sampling to 125 plots of $5m{\times}5m$ quadrat located on eastern slope of the mountain. Correlation and regression analyses were applied to the variables quantified from the data sets using the SAS software. Results: No saplings with their diameters at breast heights smaller than 5.0 cm were found at the study site indicating the serious disturbance in the natural regeneration of Korean fir at the study site. No seedlings with their heights taller than 36.0 cm were found at the study site indicating even more serious disturbance during earlier stage of the natural regeneration of Korean fir at the study site. A total of 616 individuals of the seedlings of Korean fir were found at 54 out of 125 sampling plots. One hundred thirty-eight seedlings (22.4%) out of 616 individual seedlings have the vestiges for being grazed, potentially, by roe deer. Conclusions: Due considerations should be given to the effects of browsing of the seedlings by roe deer to promote the natural regeneration of Korean fir, ultimately to restore Korean fir. It is needed for the managers of the forest to install fences around the forest area. Exclosure experiments as well as enclosure experiments of different densities of browsing should be carried out. In addition, treatment with different densities of Jeju dwarf bamboo should also be included in the experiment on Mt. Hallasan National Park, Jeju Island, Korea.