• The Plant Pathology Journal
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• 제40권3호
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• pp.290-298
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• 2024

K-Maryblyt has been developed for the effective control of secondary fire blight infections on blossoms and the elimination of primary inoculum sources from cankers and newly emerged shoots early in the season for both apple and pear trees. This model facilitates the precise determination of the blossom infection timing and identification of primary inoculum sources, akin to Maryblyt, predicting flower infections and the appearance of symptoms on various plant parts, including cankers, blossoms, and shoots. Nevertheless, K-Maryblyt has undergone significant improvements: Integration of Phenology Models for both apple and pear trees, Adoption of observed or predicted hourly temperatures for Epiphytic Infection Potential (EIP) calculation, incorporation of adjusted equations resulting in reduced mean error with 10.08 degree-hours (DH) for apple and 9.28 DH for pear, introduction of a relative humidity variable for pear EIP calculation, and adaptation of modified degree-day calculation methods for expected symptoms. Since the transition to a model-based control policy in 2022, the system has disseminated 158,440 messages related to blossom control and symptom prediction to farmers and professional managers in its inaugural year. Furthermore, the system has been refined to include control messages that account for the mechanism of action of pesticides distributed to farmers in specific counties, considering flower opening conditions and weather suitability for spraying. Operating as a pivotal module within the Fire Blight Forecasting Information System (FBcastS), K-Maryblyt plays a crucial role in providing essential fire blight information to farmers, professional managers, and policymakers.

• 한국농림기상학회지
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• 제14권4호
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• pp.179-188
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• 2012

제주도의 새로운 소득 과수인 참다래 '헤이워드'를 대상으로 IPCC의 미래 시나리오 기후조건에서 개화기 분포를 정밀하게 추정함으로써 도내 재배적지의 지리적 이동을 가시화 하였다. 개화기 예측을 위해 휴면시계모형과 발육속도모형을 각각 '헤이워드' 품종에 맞도록 조정하였으며, 시공간적으로 독립적인 자료(해남 2006-2009, 제주 2010-2011)에 의해 검증한 결과 개화일 추정오차는 RMSE = 2.5일(휴면시계모형)과 4.0일(발육속도모형)로 나타났다. 제주도의 현재평년(1981-2010) 기온 및 A1B 시나리오에 따른 10년 단위 미래 기온을 종관기상자료와 공간기후추정기술에 의해 상세 격자형 분포도로 제작하였다. 일별 기온분포도를 이용하여 휴면시계모형을 구동시켰으며 그 결과를 30m 해상도의 상세 개화일분포도로 가시화 하였다. 이 모의결과에 따르면 미래로 갈수록 현재평년에 비해 개화일이 앞당겨지는 한편, 저온요구도의 부족으로 개화불량인 지역이 늘어날 것으로 추정된다. 개화기에 근거한 재배적지의 면적은 가까운 미래에는 증가하지만 먼 미래로 갈수록 급격히 줄어들어 21세기 말에는 현재의 절반이 될 것이며, 같은 기간 재배적지는 해안지대로부터 해발 250m 정도 한라산 방향으로 이동할 것으로 예측된다.

• 한국농림기상학회지
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• 제25권3호
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• pp.208-217
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• 2023

정확한 자발휴면 타파일 및 개화기간 추정은 사과 화상병의 효과적 방제를 위해 매우 중요하다. 자발휴면 타파일부터 개화 개시일까지 기간은 이 기간 동안의 일 최저기온에 의해 영향을 받았다. 본 연구는 이 기간의 일 최저기온이 사과 생육단계 중 개화기간에 미치는 영향을 조사함으로써 화상병 방제를 위한 병모델 구동이 목적이었다. 원예특작과학원에서 제공하는 우리나라 사과나무 재배지역을 대표하는 8개 과수원에서 2019년부터 2023년까지 웹캠으로 관측한 영상자료로부터 최초 개화 관측일을 얻었다. 또한 같은 과수원에서 자발휴면 타파일은 전년도 10월 1일부터 자동기상 측정 장비로부터 받은 기상자료를 활용하여 자발휴면 타파일은 -100.5 DD에 도달하는 날로 추정하였다. 본 연구에서 실시한 회귀분석은 자발휴면 타파일부터 개화 개시일까지의 기간(Y)을 종속변수로 이 기간 중 일 최저 기온이 0℃ 이하인 날(X₁)이 며칠 인지를 독립변수로 하는 회귀식으로서 Y = 0.87 × X₁ + 40.76, R²= 0.83의 결과로서 뚜렷한 양의 상관관계를 얻었다. 또한 같은 기간(Y)을 종속변수로 하고 자발휴면 타파일을 줄리안데이(X₂)를 독립변수로 하는 회귀분석을 실시하여 Y = -1.07 × X₂ + 143.62, R²=0.92의 결과로서 뚜렷한 부의 상관관계를 얻었다. 따라서 자발휴면 타파일부터 개화 개시일까지의 기간은 월동 중 최저기온에 영향을 받으며, 이것이 사과 화상병 감염에 중요한 개화기간 변동에 영향을 준다는 것을 확인하였다.

• 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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• 제38권5_1호
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• pp.627-646
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• 2022

최근 지구 온난화로 인한 기후 변화와 관련된 문제의 심각성이 커지고 있으며 평균 기온 또한 상승하고 있다. 이로 인해 온도에 민감한 다양한 생물과 생물이 살아가는 환경에 영향을 미치고 있으며, 생태계의 변화 역시 감지되고 있다. 계절은 그 지역에 사는 생물의 종류, 분포, 생육 특성 등에 영향을 미치는 중요한 요인의 하나이다. 기후 변화 영향 평가의 지표 중 가장 대중적이고 쉽게 인식될 수 있는 식물 계절 중 개화일과 단풍나무 절정일의 모델링을 수행하였다. 모델링에 사용된 식물의 종류에는 봄을 대표하는 식물로 볼 수 있는 개나리와 벚나무, 가을을 대표하는 식물로 볼 수 있는 단풍 나무와 은행 나무를 사용하였다. 모델링을 수행할 때 사용된 기상 자료로는 기상청의 Automated Surface Observing System (ASOS) 관측소를 통해서 관측된 기온, 강수, 일사 자료를 사용하였으며, 개나리, 벚나무의 개화일과 약 -0.2, 은행나무, 단풍나무의 단풍 절정일과 약 0.3 정도의 상관 계수를 가지는 Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) 식생지수를 사용하여 모델링을 수행하였다. 사용된 모델로는 선형 모델인 다중 회귀 모형과, 비선형 모델인 Random Forest (RF)를 사용하여 모델을 수립하였다. 또한 각 모형으로 추정된 예측 값을 공간 내삽 기법을 이용하여 등치 선도로 2003~2020년의 식물 계절 변화 경향 성을 표현하였다. 향후에 높은 시공간 해상도를 가지는 식생지수를 사용한다면 더 높은 식물 계절 모델링의 정확도를 높일 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국응용곤충학회지
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• 제61권2호
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• pp.335-347
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• 2022

중국 동북부지역 랴오닝성의 단둥(40°07'N 124°23'E)과 지린성의 궁주링(43°30'N 124°49') 및 룽징(42°46'N 129°26'E)에서 2020년과 2021년 벼 재배기간 중에 성페로몬트랩으로 이화명나방(Chilo suppressalis)(나비목: 포충나방과)의 성충 발생 시기를 조사하였다. 1화기 성충은 5월 중순부터 7월 하순 사이, 2화기 성충은 7월 중순부터 9월 중순 사이에 발생하여 세 지역 모두 연중 2회 성충 발생양상이 뚜렷하게 확인되었다. 위도가 높은 지역에서 발생시기가 더 늦었다. 각 지역에서 관찰된 1화기 발생 시기를 기준으로 발생 시기 모델링을 통해 2화기 발생 시기를 추정하고 관찰된 시기와 비교하였다. 네 개의 선행연구 자료로부터 성충, 알, 유충, 용 발육단계의 온도의존 생명현상(발육속도, 발육완성분포, 생존율, 성충 노화율, 총산란수, 산란완성분포, 성충 생존완성분포) 모델들을 수집하거나 작성하였고, 이들을 선행 연구에 따라 단독으로 사용하거나 혼합하여 곤충 발생 시기 추정 소프트웨어인 PopModel에서 결합하였다. 모델링 결과에서 유충 발육기간이 짧게 관찰된 선행연구 자료를 기반으로 하여 구성된 모형들이 2화기 성충 발생 시기를 더 근접하게 추정하였다. 2021년에는 단둥과 룽징에서 성충 조사 시기에 맞추어 이화명나방에 의한 벼 피해주율의 변화를 조사하였다. 피해주율은 벼 재배기간 중 누적되어 2번의 증가시기가 뚜렷하게 나타났고, 이화명나방의 각 세대 유충에 의해 발생한 것으로 추정되었다.

• 한국농림기상학회지
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• 제18권1호
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• pp.42-54
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• 2016

최근 국내에서 재배면적이 증가하고 있는 골드키위 해금의 개화시기를 예측할 수 있는 휴면시계모형의 모수를 추정하고 해금 주산지에서 미래 기후변화에 의한 개화시기의 변화와 불확실성을 전망하고자 본 연구를 수행하였다. 해금 개화시기 예측을 위한 휴면시계모형의 모수는 $6.3^{\circ}C$(base temperature, $T_b$), 102.5(chill requirement, $R_c$), 575(heat requirement, $R_h$)로 추정되었다. 2가지 방법으로 추정된 모수를 검증하였는데, 4개 표준기상관측소의 3년 동안(2013-2015)의 기상자료로부터 해금의 개화시기를 예측하고 25개 해금 노지 재배농가에서 수집된 2년 동안(2014-2015)의 관측 개화일과 비교한 결과 5.2일의 추정오차를 보였다. 또한 격자형 기후표면에 의해 계산된 격자형 개화시기 표면으로부터 25개 해금 노지 재배농가가 위치한 격자들의 예상 개화시기를 추출하여 비교한 결과, 3.4일의 추정오차를 보였다. 이 모수를 2021-2040년 동안의 6개 GCMs의 미래 기후변화 시나리오와 결합하여 해금의 미래 개화시기를 예측하였다. 전남 키위 주산지역에서 가장 빠른 개화시기는 4월 21일(111일), 가장 늦은 개화시기는 6월 2일(153일)로 나타났다. 6개 개별 GCM 중에서 RCP 4.5의 CanESM2과 GFDL-ESM2G, RCP 8.5의 HadGEM2-AO에서 20년 후 전남 키위 주산지역에서 해금의 개화시기는 현재보다 2-3일 단축될 뿐 현재와 큰 차이가 발생하지 않는 것으로 전망되었다. 그러나 RCP 4.5와 RCP 8.5의 6개 GCMs의 평균 미래 개화시기에서 현재보다 10일 이상 단축되고 현재와 같은 개화시기는 전북 및 충남 해안지역 등 북쪽으로 약 150km 이상까지 확대될 수 있는 것으로 전망되었다. 본 연구의 예비 결과는 국내 육종 과수의 생장발육 및 개화시기 예측 등을 위한 생물계절 연구와 기후변화에 대한 영향평가 개선에 기여할 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국농림기상학회지
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• 제10권4호
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• pp.158-166
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• 2008

호박과실파리(Bactrocera depressus)는 파리목 과실 파리과에 속한 곤충으로 박과류 작물의 중요한 해충이다. 이 연구는 호박과실파리의 호박 피해관련 기초생태를 구명하고 성충우화시기 예찰모형을 개발하고자 수행하였다. 애호박 생산농가에서 호박과실파리 산란 흔적은 7월 중하순부터 발생되기 시작하여 8월 하순 최성기를 보였으며 9월 하순부터는 발견되지 않았으며, 이 기간이 호박과실파리 산란활동 시기로 판단되었다. 숙과호박 농가에서는 7월 하순 어린 과실에 산란 흔적이 발견되었고 8월 이후 유충에 의한 호박의 부패가 시작, 10월까지 피해과가 급격히 증가하였다. 호박과실파리 산란흔적은 호박 과실 당 평균 2.2개가 발견되었으며, 과실 당 $28.8{\sim}29.8$개의 산란수를 보였다. 우화트랩으로 조사한 호박과실파리 월동번데기의 우화시기는 초발일이 5월 중순에서 하순 사이로 나타났고, 최성기는 5월 하순 내지 6월 상순이었다. 호박과실파리 월동번데기의 우화까지 발육기간은 $15^{\circ}C$에서 59.0일, $20^{\circ}C$ 39.3일, $25^{\circ}C$ 25.8일, $30^{\circ}C$ 21.4일이었고 $35^{\circ}C$에서는 발육하지 못하였다. 온도와 월동번데기 발육기간 관계에 대한 선형모형 추정결과는 발육영점온도는 $6.8^{\circ}C$로 추정되었고 발육완료에 필요한 적산온도는 482.3 DD 이었다. 또한 월동번데기 발육률과 온도와 비선형적 관계는 Gaussian 모형으로 잘 설명되었다. 적산온도 모형으로 50% 성충우화일을 예측한 결과 실측치와 편차가 1일로 적중률이 높았다. 또한 발육모형과 발육완료시기 분포모형(Weibull 함수)을 이용한 발율률 적산모형의 예측치는 실측치의 우화양상과 유사하였다. 본 연구결과는 향후 호박과실파리의 관리전략 수립에 유용하게 이용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 대한원격탐사학회:학술대회논문집
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• 대한원격탐사학회 2004년도 Proceedings of ISRS 2004
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• pp.162-165
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• 2004

The authors' previous study found an interannual covariability between actual evapotranspiration (ET) and the Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) over northern Asia. This result suggested that vegetation controls interannual variation in ET. In this prior study, NDVI data from the Pathfinder AVHRR Land (PAL) dataset were analyzed. However, studies of NDVI interannual change are subject to uncertainty, because NDVI data often contain errors associated with sensor- and atmosphere-related effects. This study is aimed toward reducing this uncertainty by employing NDVI dataset, from the Global Inventory Monitoring and Modeling Studies (GIMMS) group, in addition to PAL. The analysis was carried out for the northern Asia region from 1982 to 2000. 19-year interannual change in PAL-NDVI and GIMMS-NDVI were both compared with interannual change in model-assimilated ET. Although the correlation coefficient between GIMMS-NDVI and ET is slightly less than for PAL-NDVI and ET, for both NDVI datasets the annual maximum correlation with ET occurs in June, which is near the central period of the growing season. A significant positive correlation between GIMMS-NDVI and ET was observed over most of the vegetated land area in June as well as PAL-NDVI and ET. These results reinforce the authors' prior research that indicates the control of interannual change in ET is dominated by interannual change in vegetation activity.

• 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.