Process-based models are effective in addressing spatially explicit dispersal of invasive species based on life mechanisms including birth, death, movement and response to environmental factors. An invading alien species, the western conifer seed bug (Leptoglossus occidentalis), spreads rapidly in the Korean peninsula since 1988. Process-based models were developed to include the rules occurred in population dynamics of the western conifer seed bug population. Passive movements were additionally linked to the models to present local and global transportations due to sapling trades. Simulation results presented the rapid dispersal of the pest species, comparable to field data. Model parameters including the Alle effect threshold and contribution of global transportation were adjusted to reveal spatially-explicit advancement patters of the species. Utilization of process-based models is further discussed in monitoring and management of forest insect pests in field conditions.

Recently, as the possibility of unexpected outbreaks of alien insects has increased due to climate change such as global warming, the importance of early control through rapid and accurate spread of exotic forest pest and change prediction diagnosis is required. This study summarizes and reports the followings: the establishment of monitoring strategy for exotic insects by the investigation of species distribution range through field surveys and others, the development of new diagnostic technique through microstructures and life-cycle, the dispersal of exotic insects, and ecological impact assessment using ecological methods and with the expansion of exotic insects and development of ecosystem impact prediction model.

Recently, in relation to climate change, many studies have been conducted to predict the potential habitat area and distribution range of tilapia and the suitability of habitat for each species. Most tilapia are tropical fish that cannot survive at water temperatures below 10 to 12°C, although some tilapia can survive at 6 to 8°C. This study predicted habitable areas and the possibility of spreading of habitat ranges of tilapia (Oreochromis niloticus and Oreochromis aureus) known to inhabit domestic streams. Due to climate change, it was found that habitats in the Geum River, Mangyeong River, Dongjin River, Seomjin River, Taehwa River, Hyeongsan River, and the flowing in East Sea were possible by 2050. In addition, it was confirmed that tilapia could inhabit the preferred lentic ecosystem such as Tamjin Lake, Naju Lake, Juam Lake, Sangsa Lake, Jinyang Lake, Junam Reservoir, and Hoedong Reservoir. In particular, in the case of tilapia, which lives in tributaries of the Geumho River, Dalseo Stream, and the Nakdong River, its range of habitat is expected to expand to the middle and lower of the Nakdong River system. Therefore, it is judged that it is necessary to prepare physical and institutional management measures to prevent the spread of the local population where tilapia currently inhabits and to prevent introduction to new habitats.

피망 작물에서 점박이응애 및 칠레이리응애의 수직 분포 및 확산 정도를 알아보고, 주간 브릿지를 이용한 칠레이리응애의 확산을 조사하였다. 이들의 확산은 점박이응애의 접종 밀도 및 위치에 따라 달랐다. 점박이응애를 상위엽에 주당 10 마리 접종하였을 경우 방사 5일까지도 하위엽보다는 상위엽에 머무는 경향을 보였으며, 주당 100 마리를 접종했을 때 이미 방사 1일차에 하위엽까지 이동하였다. 반면에 하위엽에 주당 10 마리 접종 후 1일차에 중·상위엽으로 이동하였고, 3일차는 상위엽에만 존재하였다. 주당 100 마리를 접종한 경우 접종 1일차에 상위엽까지 이동하였으며 시간이 경과함에 따라 하위엽보다는 상위엽에 더 많이 분포하는 경향을 보였다. 점박이응애를 접종한 이후 칠레이리응애의 접종 위치에 따라 이들이 확산되는 정도를 조사한 결과, 점박이응애가 없을 경우 칠레이리응애를 하위엽에 방사하여도 상위엽으로 이동하였고, 상위엽에 방사하면 방사 후 3일까지 는 상위엽에 머물러 있었다. 점박이응애가 있을 경우 칠레이리응애는 방사 이후 먹이가 있는 곳으로 이동하는 경향을 보였다. 피망 세개 주를 상부 또는 하부에 실로 연결하고, 2, 3번 작물에 점박이응애를 접종한 후 1번 작물의 상·하위엽에 각각 칠레이리응애를 방사하였을 경우 연결된 실을 통해 이웃 작물로 이동하였다. 따라서 방사되는 칠레이리응애의 확산을 증진하기 위해서 가능하다면 작물체 간격을 좁혀주거나 작물체를 인위적으로 연결하여 준다면 더 넓은 지역으로 확산 가능하여 방사된 칠레이리응애에 의한 점박이응애 방제효과도 크게 증진될 수 있을 것으로 판단된다.

미국선녀벌레(Metcalfa pruinosa)는 2009년 국내에 최초로 보고된 이후 남부지역 단감 과원을 중심으로 다양한 농작물에 경제적 피해를 야기한다. 미국선녀벌레는 기주 범위가 넓고 다양하여 농경지뿐 아니라 산림지역에도 존재하여 과수원 인근 산림에서 농경지로 유입되는 개체로 인하여 효율적인 방제를 위한 시간적, 공간적 범위를 결정하는데 어려움이 많다. 본 연구에서는 투명 점착트랩을 이용하여 단감원에서 미국선녀벌 레의 발생 양상과 유입 및 유출 경향을 조사하였고, SADIE(Spatial Analysis by Distance Indices)를 사용하여 공간분포를 조사하였다. 또한 조사 시점간 공간분포의 상관관계를 분석하여, 분포의 패턴의 변화하는 시점들을 확인하였다. 단감원에서 미국선녀벌레의 발생 최성기는 5월 중 순과 8월 중순으로 5월에는 약충이, 8월에는 성충이 발견되었다. 10월 이후에는 발견되지 않았다. 5월 중하순경 부화한 약충은 임의분포 하였으나 포장 외부로 분산한 후 집중 분포하는 패턴을 보였다. 성충은 다시 포장으로 유입된 후 임의분포하였다. 트랩 높이별 채집 정도는 약충기에는 상대적으로 아래쪽 트랩에서, 성충기에는 위쪽 트랩에서 많이 채집되었다. 이러한 경향성은 포장 내부와 주변부의 밀도 변화에서도 확인할 수 있 었고, 포장 내 단감에서의 미국선녀벌레 실제 밀도와도 매우 유사한 경향을 보였다.

기후온난화로 인해 지난 100년 동안 전 지구의 평균기온은 0.74℃가 상승하였다고 한다. 이러한 기후온난화는 지연 생태계 뿐만 아니라 인류의 건강과 경제생활의 중심인 농업과 주요 산업에도 큰 영향을 미칠 것이다. 또한 평균기온이 1.5~2.5℃ 상승하면 전체 동식물의 20~30%가 멸종위기에 처한다는 것을 고려하면 우리나라는 매우 심각한 상태에 직면하고 있는 것이다. 한국과학기술연구원 환경연구센터는 연평균기온이 2℃ 상승하면 온대지역의 대표 산림수종인 신갈나무가 백두대간의 일부지역에만 잔존하며, 구상나무와 주목, 분비나무 같은 아한대 식생대의 주요 침엽수류들은 거의 멸절할 것으로 예상한다. 평균 기온이 1℃ 상승하면 중위도 지역의 식물은 북쪽으로 약 150㎞, 고도는 위쪽으로 150m 정도 이동 하므로 현재 예상되는 기후변화의 속도를 따라잡을 식물이 많지 않다. 결과적으로 식물종 분포 범위가 줄어들거나 소멸될 위험성이 높아지는 것이다. 기후온난화에 따라 주변 생태계가 변하게 되면 변하는 생태계를 따라서 많은 식물 종들은 이동을 하게 된다. 식물이 이동할 수 있는 것은 바람과 물, 동물, 인간과 같은 산포 매체의 유형에 따라서 수동적으로 일어나게 된다. 특히 침입외래 식물들은 이러한 기후 온난화와 같은 전 지구적 환경변화에 변화에 따라 빠르게 확산 및 적응, 정착을 하는 식물 종들이다. 따라서 본 연구는 우리나라 침입외래식물 중에서 최근에 유입되어 빠르게 확산되고 있는 울산도깨비바늘과 왕도깨비바늘의 빠른 확산의 특성을 구명하여 분포역 및 확산 변화 추이를 예측하고 합리적 관리계획 수립을 위해 수행되었다. 우리나라의 침입외래식물은 46과 181속 322분류군으로 알려져 있는데, 그중에서 국화과 식물이 63분류군으로 매우 높은 비율은 차지한다. 국화과 식물의 열매는 대부분 수과 (瘦果, achene)로서 관모가 달려 있어서 바람에 의해 멀리 이동하거나 동물의 몸에 붙어서 멀리까지 이동하기에 적합한 형태로 진화해 온 분류군이다. 가막사리속(Bidens L.)은 전 세계적으로 약 240 분류군이 알려져 있으며, 주로 온대와 열대지방에 분포한다. 울산도깨비바늘은 아메리카원산으로 1992년에, 왕도깨비바늘은 남아메리카원산으로 2012년에 국내에서 처음으로 확인 되었다. 그러나 이 두 식물은 최근 매우 빠른 속도로 주변 지역으로 확산되고 있는데, 울산도깨비바늘은 충북을 포함한 중부 내륙을 제외한 거의 전국적으로 확산되고 있으며, 왕도깨비바늘 또한 울산과 부산을 중심으로 경북과 경남 지역에 빠르게 확산되고 있었다. 울산도깨비바늘과 왕도깨비바늘은 열매를 통한 빠른 산포력으로 하천과 도로변, 경작지 주변 지역을 점유하여 생태계를 교란하므로 생태계의 보전을 위해 퇴치와 관리를 위한 대책 수립이 시급하다

IPCC 제5차 평가보고서(2014)는 지난 100년간 지구 평균기온은 0.89℃ 상승해 왔으며, 앞으로 100년 동안 최대 4.8℃ 증가할 수 있다고 경고했다. 우리나라의 평균기온도 지난 100년간 약 1.5℃ 상승했다고 하며, 최근 30년 동안은 상승속도가 점차 빨라지고 있다고 한다. 또한 평균기온이 1.5∼2.5℃ 상승하면 동․식물 20∼30%가 멸종위험에 처할 것으로 평가하고 있다. 기후온난화로 인해 주변의 생태환경이 급속하게 변화게 되고, 또한 산업화와 도시화로 인구뿐만 아니라 물류의 이동이 급증하게 됨에 따라 많은 다양한 식물 종들이 비의도적으로 이동을 하게 된다. 외래종의 유입 및 확산은 생태계의 교란을 일으키며, 자생 식물의 생육지를 점령함으로서 식물종 다양성을 훼손시킬 뿐만 아니라 인간 활동을 제한하고 건강을 위협하는 요인이 되고 있다. 또한 농업 생태계를 파괴할 뿐만 아니라 농업 생산성에도 큰 영향을 미칠 수 있다. 우리나라의 침입외래식물은 46과 181속 322분류군으로 알려져 있다. 침입외래식물 322분류군 중 자연생태계 뿐만 아니라 농작물에 가장 피해를 주는 식물 중 가시박이 대표적인 침입외래식물이다. 본 연구는 대굴르 포함한 경상북도 지역에서 자연생태계와 농업에 유해종으로 알려져 있는 가시박의 분포와 확산 patten을 조사 및 구명하여 합리적인 하관리 계획을 수립하고자 수행 되었다. 가시박(Sicyos angulata)은 박과의 식물로서 남아메리카 원산의 1년생 덩굴식물이다. 우리나라에서 가시박은 1994년 무렵에 처음으로 발견되어 1995년에 보고되었다. 덩굴은 길이 8m까지 자라며 주변의 식생과 농작물 뿐만 아니라 가로수와 산림에까지 침입하여 군락을 형성한다. 가시박은 이미 제주도를 제외한 강원도와 경기도를 포함하여 거의 전국적으로 빠르게 확산되어 분포하고 있으며, 주로 강을 따라 확산 되고 있고 지류인 하천을 따라 이동해서 깊은 계곡부까지 자라 곳도 있다. 경상북도 지역에서도 역시 낙동강을 중심으로 대구광역시와 구미시, 상주시, 문경시, 안동시의 강변에는 높은 밀도로 군락을 형성하고 있고, 강의 지류를 따라 고령군과 김천시, 경산시, 영천시, 청송군 등 경상북도의 북부 일부 지역을 제외한 중부 이남의 대부분의 지역 큰 하천에는 군락을 형성하고 있으며, 지류를 따라 주변 지역으로 계속 확산되는 것으로 관찰되었다. 가장 빈도가 높은 지역은 대구와 구미시, 경산시, 청송군, 고령군 등으로 60% 이상의 빈도를 보였고, 특히 영천시와 고령군에서는 식생의 피도가 50%를 점유하고 있는 곳도 확인 되었다. 가시박이 우점하는 지역은 주변의 식물 다양성이 크게 감소하고 있으며, 강과 하천을 따라 지속적인 확산이 예상 되므로 자생 및 농업 생태계의 보전을 위해 퇴치와 관리를 위한 대책 수립이 시급하다.

Metcalfa pruinosa (Hemiptera: Flatidae) is a invasive and harmful insect in South Korea. It is originated from the Nearctic region. Since M. pruinosa was first identified in South Korea in 2005, it dispersed throughout the country. In this study, we investigated the dispersal ability of M. pruinosa in the field in three different levels: 1) short distance movement, 2) flying movement, and 3) dispersal distance in large area in the two different landscape types (open canopy and forest with covered canopy). Our results showed that the movement ability of M. pruinosa was weak in walking. However, it displayed long dispersal distance that increasing dispersal distance in each year. These results can be used for modelling dispersal distance of the species.

Korean oak wilt (KOW) caused by Raffaelea quercus-mongolicae and its vector, Platypus koryoensis is one of the most severe forest pests in Korea. In spite of its importance, information about dispersal of P. koryeonsis is very limited. In here, a hypothesis related to long distance dispersal (LDD) of KOW reflecting behavior of P. koryoensis is proposed. When attack density of P. koryoensis increased, location of entry holes in the trunk moved to upward. The individuals which escaped from entry holes in upper trunk had potential to fly upper part of trees and they flew longer distance probably by aid of winds. We suggested that this density dependent dispersal of the beetle explain the spatial dynamics of KOW in large scale.