본 연구는 MaxEnt 모형을 활용하여 가는털비름의 잠재서식지를 예측하고, 예측된 잠재서식지와 밭면적을 활용하여 가는털비름의 잡초로서의 부정적 영향에 대한 위험도 지수를 예측하기 위하여 수행되었다. 가는털비름의 분포 예측을 위 하여 MaxEnt 모형을 구축하기 위하여 남한 전국의 254지점의 분포 자료와 6개의 생물 기후 인자를 활용하였다. 밭농업에 대한 두가지 방법의 위험도 평가를 수행하였고 격자 위험도 지수 (raster risk index)는 1 km2 격자별로 잠재 서식지 분포 확률과 밭면적의 비율을 서로 곱하여 나타냈다. 지역 위험도 지수 (regional risk index)는 잠재 서식지 분포 확률의 평균과 전체 밭 면적 중 지방자치단체의 실제 밭면적의 비율을 곱하여 산출하였다. MaxEnt모형으로 예측된 가는털비름의 잠재서식지는 실제서식지와 유사하게 나타났으며 모델의 AUC 값 또한 0.711로 좋은 설명력을 지니는 것으로 분석되었다. 잠재서식지 비율이 가장 높게 나타난 지역은 광주광역시였고 격자 위험도 지수가 가장 높게 나타난 지역은 제주도였다. 지역 위험도 지수가 가장 높게 나타난 지역은 경상북도였다. 잠재 서식지 비율과 위험도 지수의 서로 다른 순위는 외래식물의 위험성을 예측할 때 잠재 서식지 비율만을 활용하여 외래식물의 위험성을 예측하는 것보다 외래식물이 부정적 영향을 주는 대상과 결합된 위험도 지수의 필요성을 제시한다. 또한 격자 위험도 지수, 지역 위험도 지수의 서로 다른 순위는 분석의 필요성에 따라서 다양한 평가 기법이 개발될 필요성을 보여준다.

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 778km²이었고, 추정된 서식가능지와 기지정된 보호지역 경계를 고려하여 설정한 최종 KBA 후보지는 1,321km²이었다. 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.

여우(Vulpes vulpes)는 식육목 개과 여우속에 속하는 동물로서, 과거에는 도서 지역을 제외한 전국에 넓게 분포하였으나 밀렵, 개발, 서식지파괴 등 다양한 이유로 인해 환경부는 멸종위기야생생물 Ⅰ급의 법정보호종으로 지정하였으며, 환경부와 국립공원관리공단 종복원기술원은 2012년 부터 소백산국립공원을 중심으로 경북 영주시 일원에서 여우 종복원사업을 진행하고 있다. 여우복원사업을 성공적으로 추진하는데 가장 중요한 요소는 대상종의 서식지 환경이다. 여우의 서식지 환경에 대한 연구는 유럽이나 북미, 일본 등에서 광범위하게 연구되어져 있고 국내 연구는 미흡한 실정이다. 본 연구는 경북 영주시 일원에서 자동차 및 열차에 의해 죽은 방사 여우 5개체 지점에 대해 현장 주변 환경 조사를 하였고 5개의 좌표를 수집하여 고도, 경사, 향, 지형, 토지이용 등을 활용 하여 GIS 및 MaxEnt분석을 통해 방사 여우의 로드킬 당한 지역의 환경 특성 및 위험 잠재 지역을 파악하였다. 여우가 로드킬 당한 지점의 도로는 열차 철로 2곳, 일반 국도 1곳, 면･리간 도로 1곳, 미분류 도로 1곳인 도로 형태였고, 고도, 경사, 향, 농경지(논, 밭, 과수원)로 부터의 거리, 주거지로 부터의 거리, 수계와의 거리, 토지이용현황 등 6가지 환경 인자들을 이용하여 로드킬 발생 지역 유형을 도출 하였다. 로드킬 장소 환경 분석 결과, 평균고도 193m(150∼ 211m), 경사는 4°(0∼12.4°), 향은 남향 1곳, 서향 1곳, 나머 지는 개활지이었다. 농경지와의 거리는 평균 63m(10∼ 152.6m), 주거지와의 거리 91m(10∼215.4m), 수계와의 거리 257m(140∼545m)이었고 주변 토지 이용은 교통지역 3곳, 밭 1곳, 과수원 1곳으로 나타났다. 로드킬이 일어난 주요 지역 특징은 주거지, 농경지 등 인위적인 시설이 인접한 도로에서 발생한 것으로 분석되었다. 잠재지역 예측 분석은 로드킬 지점 개수(n=5)가 적은 관계로 Bootstrap 방법으로 50회 추출하여 분석하였고 환경 인자는 고도, 경사, 향 등 3가지 인자를 사용하였다. AUC값은 0.803이었고, 로드릴 잠재지역 예측에 가장 영향을 준 환경인자는 경사 (68.6%)인 것으로 나타났다. 방사 여우 로드킬 지역은 주거지, 농경지 등 인위시설에 인접한 도로 시설에서 확인되었다. 여우의 안정적인 개체수 증가와 서식지 형성을 통한 성공적인 복원사업을 위해서는 여우 생존을 위협하는 로드킬 예방에 대한 정책 및 관리방 안이 반드시 필요할 것이다. 이를 위해 로드킬 예방을 위한 캠페인, 도로 속도 제한 구역 설정, 로드킬 예방 표지판 설치 등 관리 대책을 마련해야 하고, 복원사업 공감대 형성 및 유지를 위해 지자체 등의 유관기관, 시민단체, 지역주민 등과의 협력이 필요할 것이다. 본 연구는 자동차와 열차의 방사 여우 로드킬 장소를 GIS 와 MaxEnt프로그램을 이용하여 주변 환경 분석 및 잠재 로드킬 지역으로 예측하여 여우 개체수를 감소시키는 원인인 로드킬 지역을 분석함으로써 여우의 생태습성 기작을 밝히는데 기초자료를 제공하는데 의의가 있는 바이다. 하지만 로드킬 지점 개수(n=5)가 부족하여 로드킬에 대한 객관적이고 정확한 결과 도출은 힘든 부분이 있었다. 향후 분석 지점수가 증가하여 확률이 높고 신뢰성 있는 연구 결과를 도출하여야 하여야 할 것이다.

꽃매미(Lycorma delicatula White, 1845)는 노린재목 꽃매미과에 위치한 곤충으로 중국 남부와 동남아시아의 아열대 지역이 원산지이며, 식물을 흡즙하여 광합성 저해와 배설물로 인한 그을음병을 유발시켜 과수 및 농작물 등에 피해를 주는 해충이다. 한국에서는 2006년에 대발생하여 문제가 되었으며 매 년 분포와 밀도가 증가하여 포도농장을 중심으로 피해가 확산되고 있다. 본 연구에서는 종분포모델 중 하나인 MaxEnt 를 이용하여 꽃매미의 잠재 분포지역을 예측하고 분포에 영향을 미치는 요인을 분석하였다. 출현정보는 현장조사와 문헌조사를 통해 수집하였고 환경변수데이터는 기상청에서 제공하는 기후데이터로 19개의 Bioclimatic variables 를 만들어 사용하였다. 추가로 인간영향 요인을 확인하기 위해 Socioeconomic data and applications center (SEDAC)에서 제공하는 Population density 와 Global human footprint 를 다운받아 인간 영향 변수데이터로 사용하였다. 각 변수간의 Correation 을 고려하여 Model set 를 만들어 Model selection 을 수행하였다. 가장 적절한 모델은 Bio4, Bio6, Bio10, Human footprint 이었으며 분포 예측에 대한 기여도가 가장 높은 환경변수는 Human footprint 이었다. 예측한 잠재 분포지역은 경기도, 충청도, 전라도, 경상남도와 대구 인근지역이 높은 서식확률이 예측되었고, 강원도 지역과 같은 고산지역은 분포확률이 낮았다.

허리노린재과(Coreidae)에 속하는 Leptoglossus gonagra (가칭: 기장허리노린재)는 북미 원산으로 현재 아프리카, 오스트레일리아, 동남아시아 등 폭넓게 분포하고 있으며 다양한 채소와 과일을 가해하는 광식성 곤충으로 알려져 있다. 우리나라는 2016년 부산시 기장면의 호박 재배지에서 약충과 성충이 확인되었으나, 이듬해에는 현장조사에서 서식이 확인되지 않았다. 본 연구는 MaxEnt 모형과 세계적 위치 정보를 이용하여 L .gonagra의 서식 및 생존과 영향을 주는 환경요인 및 국내 서식 가능성을 확인하고자 하였다. 위치자료는 GBIF (Global Biodiversity Information Facility), DISCOVER LIFE 웹사이트에서 제공하고 있는 총 99지점을 이용하였고 환경변수로는 WorldClim의 생물기후 (bio)를 19개를 활용하였다. 예측 모델은 평균 AUC 값 0.928으로 높은 신뢰도를 보였으며, 등온성(bio3)과 가장 따뜻한 분기의 강수량(bio18), 기온의 계절성(bio4), 가장 습한 분기의 강수량(bio16) 순으로 기여도가 높았다. 고온다습 한 열대성 기후 지역에서 출현 가능성이 높게 나타났고, 우리나라에서는 매우 낮은 것으로 분석되었다.

꽃매미(Lycorma delicatula)는 중국 남부와 동남아시아 지역에서 비롯된 국내 침입해충으로 식물을 흡즙하고 배설물 을 배출하여 식물의 광합성을 저해하거나, 그을음병 등을 유발시켜 주로 농작물에 피해를 주는 해충이다. 본 연구에서 는 종분포모델 중 MaxEnt를 이용하여 꽃매미의 분포에 영향을 미치는 요소 분석하고, 잠재적서식지와 향후 꽃매미의 확산을 예측하였으며, 환경변수 데이터는 WorldClim 에서 PCP85의 Bioclim과 Socioeconomic data and applications center 에서 인구의 밀도와 이동범위 자료를 활용하였다. 결과로 잠재서식지 예측에는 기온의 계절적 변동과 인구밀도가 가장 기여도가 높았다. 예측된 잠재서식지는 주로 경기도, 충청도, 전라도, 경상북도와 동해안 인근지역이며 전반적으로 대한민국 전체에 넓게 분포되어 있는 것으로 예측되었다. 현재와 2050년도의 잠재서식지 확산을 비교했을 때 전 지역에서 확산되는 것으로 보이고, 특히 경상북도 지역의 확산이 넓을 것으로 예측되었다.

This study was conducted to predict the changes of potential distribution for invasive alien plant, Amaranthus viridis in Korea. The habitats of A. viridis were roadside, bare ground, farm area, and pasture, where the interference by human was severe. We used maximum entropy modeling (MaxEnt) for analyzing the environmental influences on A. viridis distribution and projecting on two different representative concentration pathways (RCP) scenarios, RCP 4.5 and RCP 8.5. The results of our study indicated annual mean temperature, elevation and precipitation of coldest month had higher contribution for A. viridis potential distribution. Projected potential distribution of A. viridis will be increased by 110% on RCP 4.5, 470% on RCP 8.5.

This study aims at providing basic data to objectively evaluate the areas suitable for reintroduction of the species of Asiatic black bear (Ursus thibetanus) in order to effectively preserve the Asiatic black bears in the Korean protection areas including national parks, and for the species restoration success. To this end, this study predicted the potential habitats in East Asia, Southeast Asia and India, where there are the records of Asiatic black bears’ appearances using the Maxent model and environmental variables related with climate, topography, road and land use. In addition, this study evaluated the effects of the relevant climate and environmental variables. This study also analyzed inhabitation range area suitable for Asiatic black and geographic change according to future climate change. As for the judgment accuracy of the Maxent model widely utilized for habitat distribution research of wildlife for preservation, AUC value was calculated as 0.893 (sd=0.121). This was useful in predicting Asiatic black bears’ potential habitat and evaluate the habitat change characteristics according to future climate change. Compare to the distribution map of Asiatic black bears evaluated by IUCN, Habitat suitability by the Maxent model were regionally diverse in extant areas and low in the extinct areas from IUCN map. This can be the result reflecting the regional difference in the environmental conditions where Asiatic black bears inhabit. As for the environment affecting the potential habitat distribution of Asiatic black bears, inhabitation rate was the highest, according to land coverage type, compared to climate, topography and artificial factors like distance from road. Especially, the area of deciduous broadleaf forest was predicted to be preferred, in comparison with other land coverage types. Annual mean precipitation and the precipitation during the driest period were projected to affect more than temperature’s annual range, and the inhabitation possibility was higher, as distance was farther from road. The reason is that Asiatic black bears are conjectured to prefer more stable area without human’s intervention, as well as prey resource. The inhabitation range was predicted to be expanded gradually to the southern part of India, China’s southeast coast and adjacent inland area, and Vietnam, Laos and Malaysia in the eastern coastal areas of Southeast Asia. The following areas are forecast to be the core areas, where Asiatic black bears can inhabit in the Asian region: Jeonnam, Jeonbuk and Gangwon areas in South Korea, Kyushu, Chugoku, Shikoku, Chubu, Kanto and Tohoku’s border area in Japan, and Jiangxi, Zhejiang and Fujian border area in China. This study is expected to be used as basic data for the preservation and efficient management of Asiatic black bear’s habitat, artificially introduced individual bear’s release area selection, and the management of collision zones with humans.

The purpose of this study is to evaluate topographic characteristics revealed in the predicted distribution areas of Aporia crataegi, according to climate change. Towards this end, this study compared the differences of topographic factors, such as altitude, mountain slope and the aspect of slope, in the distribution areas with different potential inhabitation possibilities of the Aporia crataegi. The inhabitation possibilities of the Aporia crataegi were different, according to altitude and topographic slope, and the inhabitation possibility is judged to be affected more by the topographic conditions including altitude and mountain slope than by the aspect of slope. Especially, the inhabitation possibility of the Aporia crataegi was higher in the higher altitude area, as time goes on furthermore. The reason is that the current climate environment, which is suitable for the potential inhabitation of the Aporia crataegi, is forecast to be formed with an area with high altitude. Although the difference in the aspect of slope was not statistically significant according to inhabitation possibility, the reason why the inhabitation possibility of the Aporia crataegi varies in the mainly southeast slope is conjectured to be derived from the warmer heat environmental condition to grow from a larva into an imago. The result drawn in this study is expected to be utilized as basic data to establish a policy soundly preserving and managing the habitat of biospecies in consideration of climate change and topographic conditions in the natural ecosystem field by using the already built up various biological resources information.

The first record of Melon thrips, Thrips palmi Karny, was in 1993 in Korea, and the species has become severe pest in agricultural industry. We used two different SDMs(Species Distribution Model) which have different approaches to analyse potential distribution of the pest species in climate change scenario, MaxEnt and CLIMEX. The MaxEnt model uses historical occurrence records with environmental variables to estimate the realized niche, and CLIMEX model simulates the fundamental niche of the object based on the seasonal phenology. In MaxEnt simulation, we reduced the number of variables to avoid multi-collinearity problem until we had no pairs with an absolute Pearson correlation coefficient higher than 0.8. BIO1(Annual Mean Temperature), BIO2(Mean diurnal range), BIO3(Isothermality), BIO4(Temperature seasonality) were finally selected as predictor, and we used 10 fold cross validation option to replicate. The averaged results were used to index analysis. The CLIMEX results, The Ecoclimate Index(EI), were also normalized in 0 to 1 scale to analysis. Under RCP 8.5 climate change scenario, in 2070s, the distribution of Thrips palmi was predicted to expand their territory overall agricultural area in Korea.

국가 간 교역의 확대로 인해 증대되는 다양한 교류는 의 도적 또는 비의도적으로 생물종의 빈번한 이동을 불러오고 있다. 본래의 서식지를 벗어나 새로운 서식지로 유입되어 정착한 외래생물 가운데 일부의 종은 강한 침입성을 보이며 유입 생태계를 교란시키기도 한다. 침입외래생물은 빠른 증 식을 보이며 높은 확산성을 보여 새로이 정착한 지역의 생 물다양성을 위협하는 생물종이다. 남미 원산의 대표적인 침입외래생물인 뉴트리아(Myocastor coypus)는 설치목 뉴트리아과에 속하는 포유동물로 1985년 사 육을 목적으로 국내에 도입되었으나 사육 환경의 미흡으로 산업이 붕괴되며 자연에 유입되었다. 자연에 정착한 뉴트리아 는 굴을 파는 습성으로 관개시설에 피해를 주며 넓은 범위의 식물 섭식으로 생물다양성을 훼손한다. 국내에서는 2006년 자연에서 서식이 보고되었고, 현재 에는 낙동강 중·하류와 남한강 일부 지역, 금강 일부 지역 에서 서식이 확인되고 있다. 뉴트리아가 자연에 정착한 이후, 광역적인 확산 추세를 보임에 따라 2014년부터 구체 적인 관리전략을 수립하고 국가적 차원에서 본격적인 조 절에 나서고 있다. 침입외래생물로 인한 피해로부터 생태계를 보호하고 훼 손된 생태계를 복원하기 위해 가장 우선적으로 고려되는 관리방법은 일정 서식지역 내에서의 서식을 제한하는 것이 다. 관리를 위한 전략을 수립하고 현장 적용을 시행하며 설 정된 목표를 성취하기 위해서는 대상종에 대한 분포 현황을 정확히 파악하고 확산 가능한 서식지를 예측하는 과정이 선행되어야 한다. 이에 본 연구에서는 국내 집중 서식지역 인 낙동강 권역을 대상으로 종분포모형을 이용하여 서식지 특성을 파악하고 서식 가능 지역의 예측하여 보다 효율적인 관리에 기여하고자 하였다. 본 연구에서 사용된 종속변수인 뉴트리아의 출현 위치 정보는 2013년부터 2014년까지의 현장조사를 통해 서식이 확인된 1,546개 지점을 이용하였고, 생태적 특성을 기반으 로 독립변수를 선정하였다. 모형의 적합도(AUC)는 0.967 로 높게 계산되었으며, 전체 환경 변수 중 연간 최고 기온과 연간 최저 기온, 연간 강수량, 수계로부터의 거리의 순으로 모형의 기여도가 높게 나타나 뉴트리아의 정착과 증식이 서식지역의 기온과 매우 밀접한 연관이 있음을 확인하였다. 환경변수와 서식 가능 지역의 관계를 분석한 결과, 연간 강수량이 연간 강수량이 1,300～1,400mm 을 보이는 지역 에서 연간 최고 기온이 29℃ 이상으로, 연간 최저 기온이 영하 5℃ 이하로 내려가지 않는 지역에서 정착의 가능성이 높은 것으로 나타났다. 뉴트리아는 29℃ 이상 33℃ 이하의 기온에서 높은 활력을 나타내지만, 영하의 온도에서는 생존 을 위협받는 것으로 알려져 있다. 또한, 수계로부터 1km 이내를 벗어나지 않는 지역에서 높은 정착 확률을 나타내어 반수생의 뉴트리아의 습성이 반영되는 등 뉴트리아의 생태 적 특성이 국내에서 서식 가능 환경에 그대로 투영되고 있 는 것으로 판단된다. 예측된 서식지는 낙동강 하류인 경상남도 일대와 부산광 역시의 낙동강 하구언을 중심으로 넓게 분포하고 있어, 이 를 바탕으로 실제의 값과 예측된 값의 오차 평균이 최소가 되는 maximum training sensitivity plus specificity’의 값 (threshold)을 이용하여 출현지역과 비출현 지역을 분류 (binary classification)한 결과, 낙동강 권역의 약 8.7%, 경 상남도 면적의 약 24% 에 해당하는 2,531.75㎢ 의 면적이출현지역으로 산출되었다. 본 연구는 뉴트리아의 관리 전략을 수립하고 현장관리를 시행함에 있어 실질적인 도움이 될 수 있는 기초자료를 제 공하고자 수행하였다. 기후인자와 수계인자를 이용하여 낙 동강 권역 내 서식하는 뉴트리아의 분포 특성을 파악하고자하였지만, 향후 보다 정밀한 서식지 예측을 위해서는 보완 된 기후자료와 식생도, 하천기본계획상의 하천측량자료, 습 지지형을 반영하여야 한다. 서식지역의 예측은 뉴트리아가 낮은 밀도로 서식하는 지 역의 관리에 있어 매우 유용한 자료이다. 지속된 관리로 인 해 개체수가 감소한 관리 대상 지역에서는 포획 효율의 한 계에 직면할 수 있다. 한계 상황에서 수립된 관리 목표에 이르기 위해서는 뉴트리아의 이동과 확산 특성, 그리고 번 식과 의사소통 등에 관한 명확한 이해가 필요하므로 해당 부분에 대한 연구가 추가되어야 한다.

기후변화는 해충들의 분포 변화를 유발할 것으로 예상되며, 이를 예측하기 위해 서는 해충들의 분포에 영향을 주는 환경요인을 조사 할 필요가 있다. 본 연구에서는 Maxent(Maximum entropy)모형을 이용하여 벼를 가해하는 해충인 가시점둥글노 린재(Eysarcoris aeneus)와 호리허리노린재(Leptocorisa chinensis), 콩을 가해하 는 가로줄노린재(Piezodorus hybneri), 콩 및 과수류를 가해하는 썩덩나무노린재 (Halyomorpha halys)와 톱다리개미허리노린재(Riptortus clavatus)의 분포에 영 향을 미치는 요인을 분석하였다. 이들 노린재의 분포자료는 국내외 논문을 비롯하 여 온라인으로 공개되고 있는 농촌진흥청 국립농업과학원 곤충표본관과 국립수목 원 국가생물종지식정보시스템의 표본자료를 이용하였다. 노린재의 분포에 영향 을 줄 수 있는 변인으로는 기후 및 고도 자료를 사용하였으며, 기후 자료는 Worldclim에서 제공하는 1950~2000년 동안의 평균 기후 자료를 이용하였다. 노 린재 5종에 대한 Maxent 모형 분석 결과 노린재의 분포에 가장 큰 영향을 미치는 요 인으로 가로줄노린재는 고도(중요도 29.1%), 가시점둥글노린재는 겨울철 최저기 온(중요도 30.3%), 호리허리노린재는 기온의 연교차(중요도 37.5%)이었다. 한편, 가장 건조한 달의 강수량은 썩덩나무노린재(중요도 19.9%)와 톱다리개미허리노 린재(중요도 16.3%)에 영향을 미치는 것으로 분석되었다. 모형의 정확도를 나타내 는 AUC(Area Under the Curve)값은 0.7이상으로, 향후 기후변화에 따른 분포 변화 예측에 정밀 기상 자료를 이용한 Maxent모형을 활용할 수 있을 것으로 생각된다.