• 한국지역지리학회지
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• 제19권3호
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• pp.446-453
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• 2013

식물 계절현상을 이용한 축제는 생태계서비스의 한 형태로서 생태계와 인간이 문화적 요소를 통해 서로 상호작용을 하는 예이다. 봄철 식물의 계절현상을 이용한 대표적인 축제는 창원시 진해 군항제가 있다. 본 연구에서는 1987년부터 2013년까지의 벚나무의 계절학적 자료와 군항제 개최시기 및 방문자수를 조사하여 식물계절학과 지역축제와의 상관관계를 파악하였다. 또한 행사기간 중 기상조건 (평균기온, 최저 최고기온, 강수량, 강수일수)과 행사시기특성(년도, 휴일수-토, 일요일 수, 행사기간일수, 행사시작일-개화일 차이)을 파악하여 군항제 방문객수에 영향을 미치는 환경요인을 찾기 위해 노력하였다. 시계열분석 결과 지난 26년 동안 벚나무의 발아일과 개화일의 주기성을 보이지 않거나 나타나더라도 통계적으로 유의하지 않았다. 방문객의 수에 영향을 미치는 주요인으로는 기온, 일자(day), 강수요인이 추출되었다. 군항제기간의 기온이 방문객수에 영향을 미치는 것으로 나타났으나, 벚나무의 개화시기와 행사기간이 불일치하더라도 방문객 수의 차이는 없었다. 따라서 확실성이 떨어지는 개화시기를 맞춰 축제기간을 설정하기 보다는 행사기간을 고정하고 일부 유동적으로 실시할 수 있는 행사프로그램을 개발하고 실시하는 것이 군항제의 성공적인 운영에 도움을 줄 수 있을 것으로 보인다.

• 한국농림기상학회지
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• 제7권2호
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• pp.148-155
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• 2005

An accurate prediction of blooming date is crucial for many authorities to schedule and organize successful spring flower festivals in Korea. The Korea Meteorological Administration (KMA) has been using regression models combined with a subjective correction by forecasters to issue blooming date forecasts for major cities. Using mean monthly temperature data for February (observed) and March (predicted), they issue blooming date forecasts in late February to early March each year. The method has been proved accurate enough for the purpose of scheduling spring festivals in the relevant cities, but cannot be used in areas where no official climate and phenology data are available. We suggest a thermal time-based two-step phenological model for predicting the blooming dates of spring flowers, which can be applied to any geographic location regardless of data availability. The model consists of two sequential periods: the rest period described by chilling requirement and the forcing period described by heating requirement. It requires daily maximum and minimum temperature as an input and calculates daily chill units until a pre-determined chilling requirement for rest release. After the projected rest release date, it accumulates daily heat units (growing degree days) until a pre- determined heating requirement for flowering. Model parameters were derived from the observed bud-burst and flowering dates of cherry tree (Prunus serrulata var. spontanea) at KMA Seoul station along with daily temperature data for 1923-1950. The model was applied to the 1955-2004 daily temperature data to estimate the cherry blooming dates and the deviations from the observed dates were compared with those predicted by the KMA method. Our model performed better than the KMA method in predicting the cherry blooming dates during the last 50 years (MAE = 2.31 vs. 1.58, RMSE = 2.96 vs. 2.09), showing a strong feasibility of operational application.

• Animal cells and systems
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• 제16권3호
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• pp.260-267
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• 2012

Calling behavior is often used to infer breeding patterns in anurans. We studied the seasonal and diel calling activities of anuran species in a wetland in central Korea to determine the calling season and to evaluate the effects of abiotic factors on male calling. Acoustic monitoring was used in which frog calls were recorded for a full day, once a week, throughout an entire year. Using acoustic monitoring, we identified three frog species in the study site. Males of Rana dybowskii called in late winter and early spring; we thus classified this species as a winter/spring caller. The results of binary logistic regression showed that temperature, relative humidity, and 1-day lag rainfall were significant factors for male calling in R. dybowskii. Temperature and relative humidity were important factors for the calling activity of R. nigromaculata, whereas 24-h rainfall and 1-day lag rainfall were not significant. Thus, we determined R. nigromaculata to be a summer caller independent of weather. In Hyla japonica, relative humidity, 24-h rainfall, and 1- day lag rainfall were significant for male calling, suggesting that this species is a summer caller dependent on local rain.

• 한국농림기상학회지
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• 제16권4호
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• pp.396-402
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• 2014

한반도의 봄철은 산수유, 매화, 목련, 진달래, 개나리, 벚꽃, 철쭉 등 다양한 꽃이 순차적으로 개화하는 동적인 경관을 특징으로 한다. 덕분에 지자체들은 봄꽃축제를 통해 관광수입을 올려왔으며, 봄꽃을 따라 남쪽에서 북쪽으로 이동하는 양봉업자는 장기간에 걸쳐 밀원을 확보할 수 있었다. 하지만 최근 봄꽃 개화일의 지역 간 차이와 화종 간 차이가 동시에 줄어들어 계절경관의 경제적, 공익적 가치가 훼손되고 있다. 대표적인 봄꽃인 개나리와 벚꽃의 개화일을 60년 이상 관측해온 6개 기상관서의 자료에 의하면, 먼저 피는 개나리와 늦게 피는 벚꽃의 개화일 편차가 1951-1980 평년에는 최장 30일, 평균 14일이었지만, 1981-2010 평년에는 최장 21일, 평균 11일로 단축되었다. 특히 2014년에는 7일로 단축되어 같은 장소에서 벚꽃과 개나리를 동시에 볼 수 있게 되었다. 또한 부산에서 서울까지 벚꽃전선이 이동하는 데 1951-1980 평년의 경우 20일이 소요되었으나 1981-2010 평년에는 16일로 줄었으며, 2014년에는 6일로 좁혀졌다. 같은 기간 개나리전선은 20일${\rightarrow}$17일${\rightarrow}$12일로 단축되었다. 두 봄꽃의 개화일이 근접해진 이유는 휴면해제 직후 이른 봄의 완만한 기온상승에 비해 늦은 봄의 급격한 기온상승으로 대표되는 한반도의 최근 기후변화양상이 일찍 피는 개나리보다 늦게 피는 벚꽃의 개화를 더욱 앞당겼기 때문으로 추정된다. 지난 60년간 자료로부터 온도시간을 기반으로 개화에 소요되는 고온요구량을 지점별로 도출하여 2014년의 개나리와 벚꽃 개화일을 추정한 결과 평방근오차 2일 이내의 좋은 성적을 얻었다.

• 생태와환경
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• 제46권3호
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• pp.319-331
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• 2013

Recent climate change, which is mostly ascribed to anthropogenic activities, is believed to be a major factor leading to biodiversity decreases and ecosystem service deteriorations. I have reviewed recent studies on climate change effects for many ecological processes involved with plants, in order to improve our understanding of the nature of ecological complexity. Plants in general have better growth and productivity under high levels of $CO_2$, although the long term effects of such $CO_2$ fertilizers are still controversial. Over the last 30 years, the Earth has been greening, particularly at higher latitudes of the Northern Hemisphere, perhaps due to a relaxation of climatic constraints. Human appropriation of net primary productivity (NPP), which corresponds up to 1/3 of global NPP, is ultimately responsible for climate change and biodiversity decreases. Climate change causes phenological variations in plants, especially in regards to spring flowering and fall leaf coloring. Many plants migrate polewards and towards higher altitudes to seek more appropriate climates. On the other hand, tree mortality and population declines have recently been reported in many continents. Landscape disturbance not only hinders the plant migration, but also makes it difficult to predict the plants' potential habitats. Plant and animal population declines, as well as local extinctions, are largely due to the disruption of species interactions through temporal mismatching. Temperature and $CO_2$ increase rates in Korea are higher than global means. The degree of landscape disturbances is also relatively high. Furthermore, long-term data on individual species responses and species interactions are lacking or quite limited in Korea. This review emphasizes the complex nature of species responses to climate change at both global and local scales. In order to keep pace with the direction and speed of climate change, it is urgently necessary to observe and analyze the patterns of phenology, migration, and trophic interactions of plants and animals in Korea's landscape.

• 한국농림기상학회지
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• 제25권1호
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• pp.37-47
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• 2023

The black cutworm, Agrotis ipsilon (Hufnagel), is an important crop pest worldwide that feeds more than 80 plant species including cabbage, potato, maize, wheat and bean, and this moth is a typical pest attacking underground parts of crops. It has been known in farm booklets that the larvae of A. ipsilon overwinter in the soil in Korea, but no definitive data exist yet. This study was conducted to evaluate that the specific appearance time of A. ipsilon observed actually in the field could be explained when we assumed that this pest overwinters in a form of larvae or pupae. Degree day-based phenology models were applied for tracking forward or backward to find the predicted developmental stage which developed at a specific stage found in the field. As a result of the analysis, it was confirmed that an initial population could be established in a group that does not overwinter as larvae or pupae in Korea. In other words, the appearance of adults in early March to April could not be explained by the presence of domestic overwintering populations. Populations that overwinter as larvae or pupae in Korea were able to emerge as adults in June to July at the earliest. Therefore, the group of adults appearing in early spring is highly likely to be a population that migrated from outside Korea. Taken together, it was estimated that the colony of A. ipsilon in Korea would be formed by a mixture of a migrant population through long-distance migration and a overwintering population.

• 한국농림기상학회지
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• 제25권4호
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• pp.427-435
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• 2023

이상기상으로 인한 봄꽃 개화 시기의 변화는 식물의 생장기간 뿐 아니라 생물계절을 포함한 생태계의 모든 측면에 영향을 미친다. 따라서 봄꽃 개화 시기를 예측하는 것은 산림 생태계의 효과적인 관리에 필수적이다. 본 연구에서는 464곳의 산림에서 수집된 날씨정보를 기반으로 대한민국 산림의 대표적인 5가지 수종(미선나무, 아까시나무, 철쭉, 산철쭉, 마가목)의 2023년 개화 시기를 예측하기 위해 과정 기반 모형을 사용하였다. 이를 위해 28개 지역의 9년간(2009-2017) 개화 시기 자료를 활용하여 모형을 개발하였다. 개화 시기는 식물의 세 개 이상의 위치에서 처음으로 꽃이 피는 것을 기준으로 측정되었다. 본 연구에서는 STDD와 GDD 과정 기반 모형을 사용하여 개화 시기를 예측하였으며, 두 모형 모두 일반적으로 우수한 성능을 보였다. 과정 기반 모형의 주요 입력변수인 날씨 자료는 산악기상관측시스템과 기상청에서 제공하는 기온 정보를 융합하여 1km의 공간 해상도로 일 단위 기온 자료를 생성하였다. 지역별 보정 계수를 생산하고 적용하기 위해 랜덤포레스트 기계 학습을 활용하여 STDD와 GDD 모형을 기반으로 예측 정확도를 개선하였다. 결과적으로 보정 계수가 적용될 때 대부분의 수종에서 개화 시기의 예측 오차가 작았으며, 특히, 미선나무, 아까시나무, 철쭉에서 평균제곱근오차가 각각 1.2, 0.6, 1.2일로 매우 낮았다. 모형 성능을 평가하기 위해 10회의 무작위 샘플링 테스트를 실시하고, 최적의 결정계수 값을 가진 모형을 선택하여 모형의 성능을 평가하였다. 그 결과, 마가목을 제외한 모든 수종에서 보정 계수가 적용된 모형에서 결정계수가 최소 0.07에서 최대 0.7 증가하였으며 최종적으로 75%에서 90%의 설명력을 가졌다. 이를 기반으로 수종별 보정 계수를 산출하였으며, 1km 해상도의 전국 단위 개화시기예측 지도를 제작하였다. 본 연구는 식물의 계절 변화에 대한 자료로 활용될 것으로 예상되며, 수종 및 지역별로 개화 시기를 상세히 설명하여 기후 변화로 인한 계절 변화를 연구하는 데에 유용할 것으로 기대된다. 또한 우리나라 산림의 주요 수종에 대한 정확도 높은 개화 시기 예측 서비스는 산림 방문객들의 산림 경험 만족도를 크게 높일 수 있으며, 양봉업 등 임업 종사자들의 경제적 향상에 기여할 것으로 기대된다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제36권3호
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• pp.401-410
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• 2020

최근 지구 온난화의 영향으로 변화하는 한반도 식물계절에 대한 연구가 많이 이루어지고 있다. 그러나 지리적인 특성상 봄철 식물계절에 비해 실측이 어려운 가을철 식물계절의 연구는 미비한 실정이다. 이에 본 연구에서는 대표적인 가을철 식물계절인 단풍과 낙엽 등을 '마른 잎'으로 정의하고 Landsat-8 위성영상을 기반으로 마른 잎 탐지를 수행하였다. NDVI를 이용하여 마른 잎의 1차 경계 값을 산출하고, 건강한 잎과의 분광특성 차이 및 NDWI를 이용하여 마른 잎의 2차 경계 값을 산출하였다. 본 연구의 마른 잎 탐지 알고리즘의 정확도 검증을 위해 POD, FAR 값을 이용하였으며, 검증 결과 POD는 98.619, FAR은 1.203으로 높은 정확성을 보였다.

• 대한지리학회지
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• 제48권4호
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• pp.497-508
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• 2013

본 연구의 목적은 기후요소와 대기 에어로졸이 한반도 식물계절학적 특성에 미치는 영향을 위성자료 분석을 통해 규명하는 것이다. 매일 관측되는 위성관측 자료의 분석을 통해 지표관측이 갖는 식물계절학적 연구상의 시계열적 한계를 극복하고자 하였다. 연구결과에 따르면, 분석된 4개의 주요 산림생태계 중 상록수림, 낙엽수림, 초지는 서로 유사한 식물계절학적 특성을 보인 반면, 혼합림의 생장 패턴의 연도별변화는 상이하게 나타났다. 식생지수(VI)의 연중 진폭이 큰 삼림은 VI 연중 최대치에 보다 빨리 도달하는 것으로 조사되었지만, 동일 삼림생태계 내에서는 시계열적인 관련성이 나타나지 않았다. 식생지수의 위상(phase)은 VI 최대치가 관측되는 연중 시점을 의미하는데, 기온의 변화와 강한 상관성을 보였다. 에어로졸 광학두께(AOT)의 시계열변화는 연도별 변화뿐만 아니라 계절적 특징을 강하게 나타내었다. 일반적으로, 에어로졸 농도는 늦봄부터 초여름에 걸쳐 가장 높게 나타났다. 하지만 AOT의 연도별변화 패턴은 진폭과 위상 변화 측면에서 식생지수와 통계적으로 강한 상관관계를 보이지 않았다. 단지, AOT의 연중 진폭(amplitude)이 식생지수의 진폭과 미약한 상관관계를 보인 결과로 볼 때, 전반적인 에어로졸의 농도 변화가 식생활동에 영향을 미칠 개연성이 있다고 판단된다.

• 한국산림과학회지
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• 제109권4호
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• pp.361-370
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• 2020

매년 반복되는 식물의 생활사를 장기적으로 관측하는 것은 기후변화 반응을 감지하는데 있어 가장 단순한 방법이며, 중요한 지표로 인식되고 있다. 반복 디지털 이미지를 이용한 식물계절 변화 관찰 방법은 전통적(현장에서 전문가에 의해 관찰) 방법과 위성원격탐사(위성영상의 식생지수를 활용한 위성원격 관찰)의 한계를 보완한 방법이다. 본 연구는 디지털 카메라를 기반으로 한 반복 이미지로부터 식물계절 변화 관측과 계절현상을 정량화하기 위하여 점봉산 산림생태계를 대상으로 하였다. 한반도 전역에 분포하는 신갈나무림(낙엽활엽수림)과 상록침엽수림의 대표 수종인 소나무를 선정하여 식물계절 특성에 따른 경향성을 파악하고자 하였다. RGB 채널 이미지 데이터로부터 식생지수(Gcc)를 산출하였다. Gcc 진폭의 크기는 상록침엽수림이 낙엽활엽수림 보다 작았으며, Gcc의 기울기(봄철 증가와 가을철 감소)는 상록침엽수림이 낙엽활엽수림과 비교하여 완만하였다. 소나무림은 생장의 시작(UD)이 신갈나무림에 보다 빨랐고, 생장의 종료(RD)는 늦은 것으로 나타났다. 식물계절 현상의 정확도 검증은 RMSE가 0.008(ROI1)과 0.006(ROI3)으로 높은 정확도를 보였다. 이러한 결과는 온대북부형 낙엽활엽수림의 Gcc 궤적의 경향성을 잘 반영하였으며, 디지털 카메라를 이용한 반복 이미지 관측 방법이 식물계절 변화 관측에 있어 유용할 것으로 판단된다.