• Journal of Ecology and Environment
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• 제42권4호
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• pp.298-307
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• 2018

Background: Subalpine ecosystems at high altitudes and latitudes are particularly sensitive to climate change. In South Korea, the prediction of the species richness of subalpine plant species under future climate change is not well studied. Thus, this study aims to assess the potential impact of climate change on species richness of subalpine plant species (14 species) in the 17 mountain national parks (MNPs) of South Korea under climate change scenarios' representative concentration pathways (RCP) 4.5 and RCP 8.5 using maximum entropy (MaxEnt) and Migclim for the years 2050 and 2070. Results: Altogether, 723 species occurrence points of 14 species and six selected variables were used in modeling. The models developed for all species showed excellent performance (AUC > 0.89 and TSS > 0.70). The results predicted a significant loss of species richness in all MNPs. Under RCP 4.5, the range of reduction was predicted to be 15.38-94.02% by 2050 and 21.42-96.64% by 2070. Similarly, under RCP 8.5, it will decline 15.38-97.9% by 2050 and 23.07-100% by 2070. The reduction was relatively high in the MNPs located in the central regions (Songnisan and Gyeryongsan), eastern region (Juwangsan), and southern regions (Mudeungsan, Wolchulsan, Hallasan, and Jirisan) compared to the northern and northeastern regions (Odaesan, Seoraksan, Chiaksan, and Taebaeksan). Conclusions: This result indicates that the MNPs at low altitudes and latitudes have a large effect on the climate change in subalpine plant species. This study suggested that subalpine species are highly threatened due to climate change and that immediate actions are required to conserve subalpine species and to minimize the effect of climate change.

• 한국농림기상학회지
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• 제17권2호
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• pp.126-135
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• 2015

본 연구는 전라북도 남원시의 맞춤형 조림지도인 적지적수도를 제작하기 위해 수행하였다. 이를 위해 남원시에 분포하는 주요 수종별 지위지수 추정식을 개발하고, 수종별로 적지에 적합한 입지조건을 반영한 생육범위를 고려하여 각 수종의 적지분포를 공간적으로 평가하였다. 남원시에 분포하는 주요 8개 수종별 지위지수 추정식은 각각 4-5개의 환경인자 조합이 관여하는 것으로 분석되었으며, 전체 27개의 환경인자 중에서 15개가 수종별 지위지수 추정에 사용되었다. 특히 사면위치($X_7$)와 경사형태($X_8$), B층 건습도($X_{11}$), 연최저 기온($X_{15}$), 온량지수($X_{16}$) 비생장기간 5개월 동안의 총강수량($X_{23}$), 월평균 상대습도($X_{24}$), 그리고 생장기간 초기 3개월 동안의 월평균 상대습도($X_{25}$)가 수종별 지위지수 추정식에 많이 포함되는 것으로 판명되었다. 이상과 같은 방법으로 남원시의 적지적수도를 제작한 후, 적합성 검증을 위해 현지 확인 조사를 수행하였다. 현지 확인 결과 본 연구에서 제작한 적지적수도는 사용 가능한 자료의 한계에도 불구하고 수종별 적지분포를 비교적 무난하게 표현하고 있는 것으로 평가되었다. 하지만 부적지로 평가된 일부 지역의 경우 수정 및 보완이 필요한 것으로 나타났다.

• 해양환경안전학회지
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• 제29권7호
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• pp.802-811
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• 2023

해양공간계획(Marine spatial planning)은 해양의 합리적인 이용과 지속 가능한 해양 공간 활용을 위한 중요한 요소이다. 특히 어업활동 보호구역은 지속 가능한 어업을 위한 핵심 용도구역으로, 해양공간계획 경계 내에서 약 45.6%를 차지한다. 그러나, 현재 어업활동보호구역의 지정과 평가는 미래 수요와 잠재적 가치를 충분히 반영하지 못하고 있으며, 중장기 계획 수립을 위한 보다 합리적인 평가 방법과 예측 도구가 필요한 상황이다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 본 연구는 어업활동보호구역 내 주요 어종인 고등어, 갈치, 멸치, 참조기를 대상으로 어종 분포 예측을 시도하고, 현재 용도구역과의 비교를 통해 예측 도구의 가능성을 평가하였다. 한편, IPCC 6차 기후변화 시나리오(SSP1-2.6 및 SSP5-8.5)를 적용한 종분포 모델(MaxEnt)을 사용하여 미래 기후변화에 따른 어종의 이동 및 분포 변화를 분석한 결과, 고등어, 갈치, 참조기의 분포 면적은 현재보다 약 28~86% 증가했으나, 멸치의 분포 면적은 약 6~11% 감소했다. 이 결과를 바탕으로 주요 4종의 종풍부도 지도를 작성하였으며, 해양공간계획 경계 내에서 '높음'으로 평가된 종풍부도 해역과 어업활동보호구역이 중복되는 비율은 약 15%, SSP1-2.6 시나리오에서 21%, SSP5-8.5 시나리오에서 34%로 증가하였다. 연구 결과는 향후 용도구역 평가나 유보구역 변경 시 과학적 근거로 활용될 수 있으며, 어종의 현재 종분포와 기후변화에 따른 분포 예측을 통해 현재 용도구역 평가의 한계를 보완하고, 지속 가능한 유용 해양 자원의 이용을 위한 계획 수립에 기여할 것으로 판단된다.

• 한국환경생태학회지
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• 제35권5호
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• pp.480-489
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• 2021

기후변화는 동·식물의 서식지와 개체군을 감소, 소멸시키며, 생물다양성 보존에 위협이 되고 있다. 특히, 도롱뇽과 (Hynobiidae)에 속한 종들은 다른 분류군들에 비해 행동권이 작고, 분산 능력이 극히 제한되기 때문에 기후변화에 매우 취약한 분류군이다. 본 연구에서는 한국꼬리치레도롱뇽(Onychodactylus koreanus)의 관찰지점과 종 분포 모델링 기법을 바탕으로 국내 서식하고 있는 한국꼬리치레도롱뇽의 주요 분포지역과 서식특성을 파악하고 기후변화에 따른 분포변화를 예측하였다. 그 결과 고도가 그들의 분포에 가장 주요한 영향을 끼친 환경변수로 확인되었으며, 강원도와 경상북도와 같은 고도가 높은 산림 지역에 밀집된 분포 형태를 보였다. 이처럼 종 분포 모델에서 예측된 공간적 분포 범위와 서식특성은 선행 조사 결과를 충분히 포함하고 있었다. 기후변화에 따른 분포변화를 확인한 결과, 한국꼬리치레도롱뇽은 현재 분포 범위에 비해 RCP4.5 시나리오에서 62.96% 가 감소할 것으로, RCP8.5 시나리오에서는 98.52% 감소할 것으로 예측되어 기후변화로 인해 서식 적합 공간들이 급격하게 감소하는 것으로 확인되었다. 모델의 AUC값은 현재에서 0.837, RCP4.5에서 0.832, RCP8.5에서 0.807로 높게 측정되었다. 이러한 결과들은 기후변화로 인해 영향을 받는 양서류의 보전 대책 수립에 중요한 기초자료가 될 수 있을 것이다. 추후, 한국꼬리치레도롱뇽의 생활사에 따른 서식지 특성과 미세한 서식 요인들이 반영된 다양한 분석기법을 통한 추가적인 연구가 수행된다면 종 감소에 영향을 끼치는 주요환경 요인들을 밝혀낼수 있을 것으로 판단된다.

• 한국환경복원기술학회지
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• 제11권3호
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• pp.94-106
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• 2008

As populations inhabiting in natural ecosystem are fragmented by artificial barriers and habitats are destructed by development, extinction possibility of species is getting higher. It is necessary to design and to manage conservation areas and corridors considering animals' movement and migration for sustainable species diversity in present circumstances. 'Least-cost modeling' is one commonly employed approach in which dispersal costs are assigned to distinct habitat types and the last-costly dispersal paths among habitat patches are calculated using a geographical information system (GIS). This study aims to design ecological corridor using least-cost path method and to apply it to a regional ecological network considering movability of medium-large size mammals. This study was carried out over the metropolitan area, which has been deforested by rapid urbanization. Nevertheless there is connected with Gangwon province, Baekdudaegan mountain range and DMZ, considered where many forest species can migrate to this region. This study employs such an approach to develop least-cost path models for medium-large size mammals, have inhabited for this entire region. Considering those species, two forest areas as a source of species supply and forest areas more than 1,000ha are selected as focal forest areas. Movement and migration paths from species supply sources to focal forest areas are calculated by applying landscape permeability theory using land cover map, road density map and land slope map. Results showed least-cost paths from species supply sources to focal forest areas on two species. Wildcat and roe deer are different in some least-cost paths caused by their landscape permeability but paths show generally same specifics. The result of considering regional distribution of expected movement and migration paths to regional ecological network, low altitude mountains of western metropolitan area are evaluated important area for species connectivity. In national or regional levels ecological connectivity is essential to promote species diversity and to preserve integrated ecosystem. This study concludes that developing least-cost models from similar empirical data could significantly improve the utility of these tools.

• 환경생물
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• 제40권2호
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• pp.214-223
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• 2022

멸강나방(Mythimna seperata)과 혹명나방(Cnaphalocrocis medinalis)은 중국 남부 양쯔강 유역에서 봄철 편서풍을 타고 국내로 유입되는 비래 해충(Migratory insect pests)으로 벼를 기주로 삼아 벼 잎을 가해하여 생육을 저해시킨다. 두 나방의 분포를 파악하기 위해서는 서식처의 온습도 뿐만 아니라 주변 환경 요소를 파악하는 것이 중요하다. 본 연구는 두 나방의 분포를 파악하기 위해서 SDM(Species Distribution Model) 중 Machine learning model인 MaxEnt (Maximum Entropy)에 출현 자료, SSPs (Shared Socio-economic Pathways) 시나리오, RCP (Representative Concentration Pathway) 시나리오를 적용하여 현재와 미래의 서식지 적합성 모형을 예측했다. 결과로 시기에 따른 서식처 면적이 큰 차이가 없었으며, SSPs 시나리오가 나빠짐에 따라 분포 면적이 넓어졌다. 두 나방은 중국으로부터 비래 후 생존하기 위한 최적의 장소가 기주가 있는 서해안과 남해안에 집중되어 있다. MaxEnt 결과 토지피복 자료, DEM (Degital Elevation Model) 순으로 기여도가 높게 나타났다. 이는 논에서의 출현 확률 높고 고도가 높아지면서 출현 확률이 낮아졌기 때문이다. 기후 변수에서 멸강나방은 BIO_4 (Temperature seasonality), 혹명나방은 BIO_2 (Mean Diurnal Range)가 높게 나타났다. 멸강나방은 계절에 의한 기온 차가 31.9℃ 이상일 때 서식처가 줄어들고, 혹명나방은 일교차 클수록 서식처가 넓어질 것으로 나타났다. 서식지 적합성 모형에서 두 나방은 대부분의 논에서 서식이 가능할 것이라 예측되었다. 하지만, 두 나방의 출현 위치를 정확하게 예측하는 데 한계가 있으므로, 서식지 적합성 지도를 기초로 조기에 대응하는 것이 중요하다고 판단된다.

• 식물분류학회지
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• 제50권2호
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• pp.154-165
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• 2020

염습지 개발과 기후온난화로 인해 해안지역의 생물 서식환경이 변화하고 있다. 환경변화로 인한 한반도 해안식물들의 미래분포변화를 추정하기 위해 MaxEnt 프로그램을 이용하여 해안식물 10종의 예상분포지를 분석하였다. 연구지역은 한반도 동·서·남해안 지역을 대상으로 하였다. 예상분포지 추정은 해안식물의 동아시아 지역 분포자료와 WorldClim 2.0의 19개 기후변수를 사용하였다. 3개의 대기대순환모델(general circulation model; CCSM4, MIROC-ESM 그리고 MPI-ESM-LR)과 4가지 온실가스시나리오(representative concentration pathways; 2.5, 4.5, 6.0 그리고 8.5), 그리고 2개 기간(2050와 2070)이 반영된 미래 기후변수로 미래 예상분포지를 예측하였다. 분석결과 연평균 기온이 적정 분포지 추정에 가장 높은 기여를 하였다. 미래에 분포가 감소할 것으로 예상되는 분류군은 갯메꽃, 갯방풍, 갯씀바귀, 갯완두, 해란초, 참골무꽃, 순비기나무였으며, 분포가 증가할 것으로 예상되는 분류군은 갯사상자로 나타났다. 미래 분포가 현재와 비슷할 것으로 생각되는 분류군은 수송나물, 통보리사초였다. 각 식물의 미래 예상분포지를 종합하여 분포평균을 계산한 결과 서해와 남해가 동해보다 기후변화의 영향을 크게 받을 것으로 예상된다. 이 결과는 해안식물의 보전전략을 수립하는데 기초자료로 활용될 것이다.

• 환경생물
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• 제40권4호
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• pp.567-578
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• 2022

본 연구는 국내 주요 용재수종인 잣나무와 삼나무, 편백에 대한 종 분포 예측 모델의 결과를 앙상블하여 기후 시나리오에 따라 현재, 근미래, 먼미래의 서식 적합지를 예측하였고 잣나무와 삼나무, 편백의 기후변화 시나리오별 분포 적합지를 분석하였다. 특히, 잣나무를 삼나무와 편백이 대체할 수 있는지 평가하였다. 기준연도(현재) 잣나무의 매우 적합한 서식지는 전국의 약 13.87%를 차지하지만 SSP5-8.5 하의 먼미래에서는 약 0.11%까지 낮아진다. 삼나무의 경우 기준연도의 서식 적합지는 약 7.08%이며 SSP5-8.5하의 먼미래에서는 약 18.21%까지 증가한다. 편백의 경우 기준연도의 서식 적합지는 약 19.32%이며 SSP5-8.5 하의 먼미래에서는 약 90.93%까지 차지하는 것으로 예측되었다. 전국적으로 조림하던 잣나무는 기후변화의 영향으로 서식처가 점차 북상하여 우리나라에서 적합한 서식처가 크게 감소하였으므로 21세기 중반 이후에는 국내에서 용재수종으로 조림하기에는 부적합하며 높은 수준의 서식 적합도를 갖는 편백이나 삼나무로 대체될 필요가 있다고 전망된다. 특히, 편백은 대부분의 영역에서 잣나무를 대체 가능하며, 삼나무의 경우 남해안과 중부지방 일부분을 대체할 수 있다고 평가되었다. 결론적으로 미래에는 조림하는 용재수종의 변화가 생길 것이며 다양한 수종을 대상으로 한 연구를 통해 기후변화에 대응하는 방안이 마련되기를 기대한다.

• 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.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제22권5호
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• pp.30-39
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• 2017

In this study, the predictive toxicity of barley Hordeum vulgare was estimated using a modified terrestrial biotic ligand model (TBLM) to account for the toxic effects of $CuOH^+$ and $CuCO_3(aq)$ generated at pH 7 or higher, and this was compared to that from the original TBLM. At pH values higher than 7, the difference in $EA_{50}\{Cu^{2+}\}$ (half maximal effective activity of $Cu^{2+}$) between the two models increased with increasing pH. As Mg concentration increased from 8.24 to 148 mg/L in the pH range of 5.5 to 8.5, the difference in $EA_{50}\{Cu^{2+}\}$ increased, and it reached its maximum at pH 8. The difference in $EC_{50}[Cu]_T$ (half maximal effective concentration of Cu) between the two models increased as dissolved organic carbon (DOC) concentration increased when pH was above 7. Thus, for soils with alkaline pH, the toxic effect of $CuOH^+$ and $CuCO_3(aq)$ are greater at higher salt and DOC concentrations. The acceptable Cu concentration in soil porewater can be estimated by the modified TBLM through deterministic method at pH levels higher than 7, while combination of TBLM and species sensitivity distribution through the probabilistic method could be utilized at pH levels lower than 7.