본 연구는 미국흰불나방(Hyphantria cunea)의 국내 잠재 서식지 변화를 분석하기 위해 기후 변화와 토지 피복 변화라는 주요 환경 요인을 종합 적으로 고려하여 서식 적합도를 예측하였다. 먼저, 전 지구적 출현 데이터를 바탕으로 MaxEnt 모델을 구축하여 기후 변화 시나리오에 따른 국내 서식 적합도 변화를 모의하였다. 이후, 토지 피복 변화에 따른 산림 및 시가지 내 미국흰불나방의 PRA를 분석하였다. 연구 결과, 미국흰불나방의 적합 서식지는 태백산맥과 한라산 고산지대를 제외한 한국 대부분 지역에 분포할 것으로 예측되었다. SSP에 기반한 통합 기후-토지 피복 시나리오 에서 미국흰불나방의 PRA는 SSP1-2.6 시나리오에서는 2055s, 2085s가 각각 66,934 km2에서 67,363 km2로 증가한 반면, SSP3-7.0에서는 PRA는 66,676 km2에서 59,696 km2로 크게 감소하는 결과가 나타났다. 그러나 모든 시나리오에서 미국흰불나방 PRA 백분율이 여전히 전 국토 면적의 80%를 초과하기 때문에, 미국흰불나방에 대한 지속적인 방제 및 관리가 필요함을 시사한다. 본 연구는 국내에 광범위하게 퍼진 미국흰불나 방 개체군의 지속적인 관리가 필요함을 강조하며, 이를 토대로 미국흰불나방의 모니터링, 조기 경보, 예방 및 통제, 관리를 위한 기초 자료를 제공한 다. 또한, 기후 변화와 토지 이용 변화가 미국흰불나방의 서식 적합도에 미치는 영향을 종합적으로 분석함으로써, 효과적인 방제 및 관리 전략 수립 에 기여할 것으로 기대된다.

Environmental changes play a significant role in the introduction, dispersal, and establishment of invasive species. This study aims to predict the habitat suitability of the newly invasive pest P. absoluta in South Korea by thoroughly considering key environmental factors, including climate and land cover changes. First, the MaxEnt model was developed to simulate changes in habitat suitability using global occurrence data and future climate change scenarios. Subsequently, potential risk areas (PRAs) for P. absoluta within agricultural regions were analyzed based on land cover changes. The results indicated that under all Shared Socioeconomic Pathway (SSP) scenario combinations, the PRA for SSP1 and SSP3 in 2055 were similar, with values of 47.85% and 48.62%, respectively. However, by 2085, these areas showed a marked decrease to 39.28% and 28.52%, respectively. These findings suggest that the PRA for P. absoluta is expected to be most critical in the near future as climate and land-use changes continue to progress. This study emphasizes the urgent need for ongoing monitoring and management to prevent further invasion and spread of P. absoluta into new regions of South Korea. Additionally, it provides scientific evidence to support the development of effective control and management strategies. By thoroughly evaluating the impact of climate and land cover changes on invasive species management, this research presents a foundational framework for predicting the spread and risks of P. absoluta under future climate scenarios.

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, 한국꼬리치레 도롱뇽은 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 AUC 값은 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.

기후변화는 곤충의 성장, 발육, 생존, 생식력, 분포범위 등 생활사의 변수들에 영향을 준다. 특히 외래곤충의 경우 생태계 정착 및 확산이 빨라 지고 있으며, 생태계 교란, 토착종 감소 등 생물다양성을 감소시키는 직접적인 원인 중 하나이다. 알팔파바구미는 1990년대 제주도에서 처음 발견 후 남부지방에 대량 발생하여 농업해충으로 인식되었다. 최근 하면처로 이동하는 개체에 의한 밭작물의 피해와 여러 시군에서 서식이 확인되며 확산의 우려되고 있다. 본 연구에서는 기후변화가 알팔파바구미에 미치는 영향에 대해 파악하였다. 미래의 기후 시나리오 RCP 4.5와 RCP 8.5에서 알팔파바구미의 잠재적 분포를 추정하기 위해 MaxEnt 모델을 적용하였다. 모형의 변수는 2015~2017년까지 알팔파바구미의 서식이 확인된 66개 지점과 종의 생태특성 및 예측변수간 상관성을 고려한 6개(bio3, bio6, bio10, bio12, bio14, bio16)의 생물기후를 사용하였다. 예측된 모형의 적합 도는 평균 0.765로 잠재력이 의미 있는 값이며, 최고 따뜻한 분기의 평균기온(bio10)이 60~70%로 높은 기여도를 나타냈다. 2050년과 2070년의 시나리오(RCP 4.5, RCP 8.5)에 대한 모형의 결과는 한반도 전역에서 알팔파바구미의 분포 변화를 보여 주었으며, 기온상승에 따른 전국적 확산이 예측되었다.

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.

Prediction of the seasonal occurrence and potential distribution of agricultural pests has accomplished by software toolsimplementing species distribution models (SDMs). In this aspect, we used CLIMEX software to evaluate the seasonaloccurrence and potential distribution of Indian meal moth, Plodia interpunctella (Hübner), which is one of household mothsdamaging dried fruits in pantries. Based on the simulation, the beginning of period for suitable climate was predictedto be from mid-March to end-March, while it might be end in late October to early November. The peak time for P.interpunctella was ranged from early or mid-July to mid-August, but depended on local geography. When applying RCP8.5 climate change scenario, it was predicted that P. interpunctella would not occur due to intensive rainfall in July andAugust in 2060.

Invasive pests have posed an ecological threat as climate change has been accelerated, suggesting early prediction ofinvasive pests is required to minimize damages by them. As one of predictive tools, CLIMEX has been effectively usedin a few regions, including US, Australia, and Europe. It allows us to predict a species distribution on a local area inresponse to climatic conditions: and thus, potential distribution of invasive species, risk assessment of agricultural pests,and suitability of biological control agents have been tested by CLIMEX. In this study, we introduced how to use CLIMEXfor predicting a species distribution differed by climate change in terms of its functions, required data, and examplesof its application.

In this study, rainfall characteristics with stationary and non-stationary perspectives were analyzed using generalized extreme value (GEV) distribution and Gumbel distribution models with rainfall data collected in major cities of Korea to reevaluate the return period of sewer flooding in those cities. As a result, the probable rainfall for GEV and Gumbel distribution in non-stationary state both increased with time(t), compared to the stationary probable rainfall. Considering the reliability of ξ1, a variable reflecting the increase of storm events due to climate change, the reliability of the rainfall duration for Seoul, Daegu, and Gwangju in the GEV distribution was over 90%, indicating that the probability of rainfall increase was high. As for the Gumbel distribution, Wonju, Daegu, and Gwangju showed the higher reliability while Daejeon showed the lower reliability than the other cities. In addition, application of the maximum annual rainfall change rate (ξ1·t) to the location parameter made possible the prediction of return period by time, therefore leading to the evaluation of design recurrence interval.

This study aims to offer basic data to effectively preserve and manage pine forests using more precise pine forests’ distribution status. In this regard, this study predicts the geographical distribution change of pine forests growing in South Korea, due to climate change, and evaluates the spatial distribution characteristics of pine forests by age. To this end, this study predicts the potential distribution change of pine forests by applying the MaxEnt model useful for species distribution change to the present and future climate change scenarios, and analyzes the effects of bioclimatic variables on the distribution area and change by age. Concerning the potential distribution regions of pine forests, the pine forests, aged 10 to 30 years in South Korea, relatively decreased more. As the area of the region suitable for pine forest by age was bigger, the decreased regions tend to become bigger, and the expanded regions tend to become smaller. Such phenomena is conjectured to be derived from changing of the interaction of pine forests by age from mutual promotional relations to competitive relations in the similar climate environment, while the regions suitable for pine forests’ growth are mostly overlap regions. This study has found that precipitation affects more on the distribution of pine forests, compared to temperature change, and that pine trees’ geographical distribution change is more affected by climate’s extremities including precipitation of driest season and temperature of the coldest season than average climate characteristics. Especially, the effects of precipitation during the driest season on the distribution change of pine forests are irrelevant of pine forest’s age class. Such results are expected to result in a reduction of the pine forest as the regions with the increase of moisture deficiency, where climate environment influencing growth and physiological responses related with drought is shaped, gradually increase according to future temperature rise. The findings in this study can be applied as a useful method for the prediction of geographical change according to climate change by using various biological resources information already accumulated. In addition, those findings are expected to be utilized as basic data for the establishment of climate change adaptation policies related to forest vegetation preservation in the natural ecosystem field.

최근 WMO는 온실가스 배출량 시나리오(SRES)를 대신하여 대표농도경로(RCP)를 바탕으로 새로운 기후변화 시나리오를 생산하였으며 기상연구소는 RCP 시나리오를 바탕으로 한반도의 새로운 기후변화 시나리오를 생산하였다. 본 연구에서는 과거 관측값을 바탕으로 평년(1981-2010)의 애멸구의 우화시기와 세대수를 추정하였으며, RCP 8.5 시나리오를 바탕으로 2020년대(2015-2024), 2050년대(2045-2054)와 2090년대(2085-2094) 애멸구의 우화시기와 세대수를 예측하였다. 평년 애멸구 월동 1세대수의 우화일인 176.0±0.97일과 비교하여 2050년대에서는 13.2±0.18일(162.8±0.91일), 2090년대에는 32.1±0.61일(143.9±1.08일) 앞당겨질 것을 예측되었다. 그리고 애멸구의 연간 세대수는 2050년대에서는 현재보다 2.0±0.02세대, 2090년대에는 5.2±0.06세대 증가할 것으로 예측되었다.

Temperature is one of important factors to determine insect phenology. Based on the bioclimatic law, the relationship between climate change and ecosystem change was studied from 2008 to 2013 in HECRI by monitoring the spring emergence patterns of three Papilionidae species (Papilio xuthus, P. machaon, and Sericinus montela). The overwintering pupae were set on the wood plate and adult emergence were monitored and recorded in every morning. The first spring emergence of P. xuthus, P. machaon and S. montela in 2013 were Apr 19th, May 1st and Apr 22th, respectively. And peak time of three species were May 7th, May 11th and May 9th, respectively. Study on temperature-dependent development was conducted to investigate the temperature effect on adult emergence of overwintering S. montela pupae at four different constant temperatures (15, 20, 25 and 30°C) with photoperiod 10:14(L:D). The low temperature threshold of female, male and both sexes combined were 12.39, 12.16, and 12.37°C, respectively. Developmental period of overwintering pupae to adults decreased with increasing temperature from 15 to 30°C. Thermal constant of female, male and both sexes combined were 220.26, 192.31, and 200.18DD, respectively. The relationship between thermal constant and cumulative adult emergence was predicted by temperature-dependent development. Estimate through 7 times on the highest temperature was equal and results were distinctively divided into two pattern(2008～2010 and 2011～2013). The relationship between observed and estimated values was presented by linear regression (r2=0.97)

본 연구는 기후변화에 따른 난대상록수종인 황칠나무의 적지예측모델을 개발하기 위하여 수행하였다. 생장 및 입지환경 인자들간의 관계 구명을 통하여 양적·질적 자료 분석이 가능한 수량화 분석 방법에 의하여 황칠나무의 적지예측 평가기준을 도출하였다. 적지예측 프로그램은 ESRI, ArcView GIS 프로그램을 이용하여 개발하였다. 개발된 프로그램은 적지예측의 정확성 검토를 위하여 다양한 난대 상록활엽수가 분포하고 있는 전남 완도 지역에 적용하였다. 황칠나무의 적지예측 분석 결과, 최적지 표고 401~500m, 경사도 15°이하, 국소지형은 산복 계곡부위, 퇴적양식 붕행토, 방위가 남쪽인 요철사면으로 나타났다. 완도지역의 황칠나무 최적지 등급별 맵핑 면적은 Ⅰ등급 1,487.2ha(25.4%), Ⅱ등급 1,020.3ha(17.4%), Ⅲ등급 2,231.8ha(38.2%), Ⅳ등급 1,110.5ha(19.0%)로 나타났다.

본 연구는 기후변화에 따른 한반도 후박나무의 분포를 규정하는 기후요인과 현재기후와 미래기후에서의 잠재 생육지를 CT모델을 이용하여 예측하였다. 모델 구축을 위한 4개 독립변수로는 최한월최저기온(TMC), 온량지수(WI), 하계강수량(PRS), 동계강수량(PRW)을 사용하였다. CT분석을 통해 구축된 후박나무 분포 모델(Mth-model)에서 TMC(최한월최저기온)가 분포를 규정하는 주요요인으로 작용하였으며, TMC(최한월최저기온) -3.3℃이상인 지역에서 후박나무의 높은 출현확률을 나타냈다. 현재기후에서 한반도 후박나무의 잠재 생육지(PH)는 9,326km2로 예측되었으며, 3종류 미래기후 시나리오(CCCMA-A2, CSIRO-A2, HADCM3-A2)에서 61,074~67,402km2(남한: 58,419~61,137km2, 북한:2,655~6,542km2)로 예측되었다. 미래기후에서 잠재 생육지는 49~51%(남한: 49~51%, 북한: 2~5%) 증가된 면적이 예측되었다. 기후변화에 따라 한반도 후박나무의 잠재 생육지의 확대는 난온대 낙엽활엽수림과 경쟁이 예상된다. 후박나무는 한반도 기후변화 지표종으로 유효하다고 판단되며 잠재 생육지에 대한 지속적인 모니터링이 중요하다.

본 연구는 기후변화에 따른 한반도 난온대 상록활엽수의 생육지 변화를 예측하기 위하여 CT-model을 이용하여 현재기후(1961~1990)와 3종류의 미래기후(2081~2100) 시나리오에서의 잠재 생육지를 예측하였다. 반응변수로서 난온대 상록활엽수의 실제 분포에서 추출한 유/무자료와 4가지 기후변수(온량지수, 최한월최저기온, 동경강수량, 하계강수량)를 예측변수로 사용하였다. 현재기후에서 잠재 생육지(PH)는 28,230km2로 예측되었으며, 3종류 미래기후 시나리오(CCCMA-A2, CSIRO-A2, HADCM3-A2)에서는 77,140~89,285km2로 예측되었다. 현재기후에서 토지 이용을 고려한 잠재 생육지(PHLU)는 8,274km2로 예측되었으며, 잠재 생육지의 29.3%를 차지하였다. 미래기후에서 토지 이용을 고려한 잠재 생육지는 35,177~45,170km2로 예측되었으며, 26.9~36.9% 증가하였다. 기후변화에 따른 난온대 상록활엽수의 분포 확대는 토지 이용에 제한되어 생육지 파편 형태로 진행되고 있다. 난온대 상록활엽수의 생육지 증가는 난온대 낙엽활엽수림과의 경쟁이 예상되며, 난온대 상록활엽수림대의 확대 및 북상을 시사하고 있다.

본 연구에서는 IPCC가 발간한 AR5 의 시나리오 중 임의로 선택된 RCP 4.5와 RCP 8.5 기후변화 시나리오가 용담댐 유역과 호내의 유량과 수질변화에 미치는 영향을 분석 및 그 방법론을 수립하기 위해서 SWAT 모델과 CE-QUAL-W2 모델을 차례로 사용하였다. 기후변화 시나리오는 용담댐 유역에 대해 상세화 된 자료 를 사용하였으며 2016~2095년의 기간을 2016~2035년, 2036~2065년 그리고 2066~2095년의 세 가지의 기간으로 구분하고 또한 각 연도별로 5월과 10 월 사이의 우기(Wet Season)와 11월과 4월 사이의 건기(Dry Season)로 또한 구분하여 분석하였다. 전체 모의 기간에 대해 산술평균한 용담댐 유역의 유량과 TSS 및 TP는 RCP 4.5가 RCP 8.5 보다 큰 것으로 나타나고 TN의 경우 다른 경향을 나타내었다. 반면, 모델의 예측결과를 기간별 또는 연중 강우특성별로 구별하여 분석한 경우에는 각 경우마다 서로 다른 결과를 나타내고 있다. 기후변화 시나리오가 진행됨에 따라 전반적으로 강우일수는 감소하고 강우강도는 증가하여 갈수기에는 오염물질의 유출이 감소하고, 홍수기에는 오염물질의 유출이 증가하여 연간 오염물질 유출량이 홍수기에 집중되는 특성을 나타내었다. 상기와 동일 한 기간에 대해 SWAT 모델에서 생성된 유역의 자료를 CE-QUAL-W2 모델의 경계조건으로 사용하여 용담댐의 수질변화특성을 모의하였다. TSS와 TP농도는 하절기 강우량의 증가에 따라 특히, 높은 값을 나타내는 것으로 분석되었으나, 고형물질에 잘 흡착되지 않는 TN은 다른 경향이 나타났다. 따라서 기후변화에 의한 장래의 유량 및 수질 변화는 전반적인 경향과 더불어 지역적, 시기적 특성을 또한 반영하여 분석하는 것이 바람직하다고 판단되며 이에 따라 갈수 및 홍수에 의한 시기별, 지역별 유량 및 수질 관리 대책이 별도로 필요할 것으로 판단된다.

Spatial and temporal patterns of precipitation and temperature occur with regard to aspect and elevation of Mt. Halla in Jeju Island. Therefore, there is a need to predict regional drought associate with them to mitigate of impacts of drought. In this study, regional drought is predicted based on Palmer drought severity index (PDSI) and standardized precipitation index (SPI) using future (2015~2044) climate change scenario RCP (representative concentration pathways) 4.5 classified as 24 regions according to aspect and elevation. The results show that number and duration of drought will be decrease in Jeju Island. However, severity of severe drought will be increase in western and northern aspect with under 200 meters above mean sea level. These findings provide primary information for developing the proactive strategies to mitigate impacts of drought by future climate change in Jeju Island.