진해만은 우리나라 남해 연안의 주요 어장으로서, 여전히 전체 수산생산량에서 적지 않은 기여를 창출하고 있다. 그러나, 수십 년간 산업개발과 고수온과 같은 환경변화로 인하여 진해만의 해양생태계는 과거와 달라지고 있다. 본 연구는 2005년부터 2022년 까지 진해만 연안 5개 시군구의 수산생산량, 폐기량, 평균영양단계 및 어업균형지수를 분석하였으며, ARIMA 모델을 이용하여 2027년까 지 단기적인 변동 추세를 함께 관찰하였다. 그 결과, 고성지역은 2027년까지 지속적으로 수산생산량이 감소할 것으로 예측되었다. 통영 지역은 이매패류의 부산물 처리가 필요한 것으로 평가된다. 해양생태계 지표의 경우, 통영지역에서는 대형 어류 생산 비중이 회복되고, 어업균형지수가 0 이상을 나타내어 해양생태계 구조가 안정적인 것으로 나타났다. 마지막으로 IPCC의 기후변화 시나리오에 따라 2060 년까지 진해만의 부어성 어종 6종의 생산량 변동 추이를 비교하였으며, 2020년대 초반 2만 ton 부근까지 감소했던 생산량은 2020년대와 2040년대에 4만 ton 부근 가까이 회복한 후, 2060년까지 점진적인 감소 경향을 나타내는 것으로 예측되었다.

기후 변화로 인한 서식지 감소는 생물다양성에 대한 중대한 위협 요인 중 하나이다. 생물종의 공간 분포를 이해하는 것은 보호지역에서 멸종 위기 종 관리와 생태계 복원과 같은 다양한 분야에서 매우 중요하다. 본 연구는 남한지역에 서식하는 멸종 위기 종 Ⅱ급인 쌍꼬리부전나비의 기후 변화에 대한 서식지 분포 변화를 분석하는 것을 목표로 한다. 이를 위해 보전 생물학, 동물 생태학 등 다양한 분야에서 널리 사용되는 MaxEnt 모델을 현재와 미래 기후 조건에 적용하여 잠재적 서식지 분포 변화를 평가하였다. 연구 결과, 미래에 쌍꼬리부전나비의 서식지 가 증가할 것으로 예측되며, 기온과 강수량 모두에 영향이 있을 것으로 나타났다. 특히 더운 시기의 평균기온의 영향이 가장 클 것으로 분석되었다. 이러한 결과는 국내 생물다양성 보전을 강화하기 위한 중요한 기초 데이터로 활용될 것으로 기대된다.

기후변화에 따른 서식지 감소는 생물다양성의 커다란 위협 요소 중 하나이고 생물종이 서식하는 공간적 분포에 대한 이해는 멸종위기종 관리, 생태계 복원 등 다양한 분야에서 매우 중요하다. 본 연구는 남한지역에서 서식하는 멸종위기종 Ⅰ급으로 지정된 붉은점모시나비를 대상으로 기후변화에 따른 서식분포변화를 분석하고자 한다. 이 를 위해서 최근 보전생물학, 동물생태학 등 다양한 분야에서 널리 활용되는 MaxEnt 모델을 현재시기와 미래시기 의 생물기후변수에 적용하여 잠재적 서식지 분포 변화를 평가하였다. 붉은점모시나비는 미래시기에 서식지가 감소하는 경향으로 예측되었고, 기온보다 강수량에 의한 영향이 크고, 특히 강수량 계절성에 영향이 가장 클 것으 로 분석되었다. 분석결과는 국내 생물다양성 증진에 필요한 기초자료로서 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

The timescale of safety assessment for a geological disposal system is considered up to hundreds of thousands of years when the radionuclides in spent nuclear fuel decay to levels comparable to natural radioactivity. During this long period, a variety of climate changes are expected to occur, including variations in temperature and precipitation as well as long-term sea level changes and glacial cycles. These climate changes can either directly affect water balance components or indirectly affect water balance by altering terrain and vegetation that have an impact on water balance. Water balance is a significant element of safety assessment, because it affects the radionuclide transport via groundwater flow, which in turn affects the radiological risk to humans and other biotas. Therefore, it is important to understand the hydrologic response to climate changes for proving the long-term safety of the disposal system. To this end, this study performed hydrological simulations using the SWAT (Soil and Water Assessment Tool) for several climate change scenarios. SWAT is the watershed-scale hydrological model developed by the USDA-ARS (United States Department of Agriculture - Agricultural Research Service) and has been widely used to quantify the water balance in a watershed. It calculates the hydrologic cycle based on the water balance equation with different physical processes for water balance components such as evapotranspiration, surface runoff, and groundwater recharge. This study assumed several climate change scenarios (e.g., variations in temperature and precipitation, sea level change, and formation of permafrost) and analyzed how the components of the water balance would respond under different scenarios and which scenarios would have the greatest impact on the water balance. These findings can provide valuable insights for future long-term safety assessments on the Korean Peninsula and can also be used as input data for the biosphere module of APro (Adaptive process-based total system performance assessment framework).

공간 샘플링은 공간모델링 연구에 활용되어 샘플링 비용을 줄이면서 모델링의 효율성을 높이는 역할을 한다. 농업분야에서는 기후변화 영향을 예측하고 평가하기 위한 고해상도 공간자료 기반 모델링에 대한 연구 수요가 빠르게 증가하고 있으며, 이에 따라 공간 샘플링의 필요성과 중요성이 증가하고 있다. 본 연구는 국내 농지 공간샘플링 연구를 통해 농업분야 기후변화연구의 공간자료 활용의 효율성을 제고하고자 하였다. 본 연구는 층화랜덤샘플링 을 기반으로 하였으며, 1 km 해상도의 농지 공간격자자료 모집단 (11,386개 격자)에 대해서 RCP 시나리오별 (RCP 4.5/8.5) 연대별 (2030/2050/2080년대) 공간샘플링을 설 계하였다. 국내 농지는 기상 및 토양 특성에 따라 계층화 되었으며, 샘플링 효율 극대화를 위해 최적 층화 및 샘플 배정 최적화를 수행하였다. 최적화는 작물수량, 온실가스 배출량, 해충 분포 확률을 포함하는 16개 목표 변수에 대해 주어진 정밀도 제한 내에서 샘플 수를 최소화하는 방향으로 진행되었다. 샘플링의 정밀도와 정확도 평가는 각각 변동계수 (CV)와 상대적 편향을 기반으로 하였다. 국내 농지 공간격자 모집단 계층화 및 샘플 배정 및 샘플 수 최적화 결과, 전체 농지는 5~21개 계층, 46~69개 샘플 수 수준에서 최적화되었다. 본 연구결과물들은 국내 농업시스템 대표 공간격자로써 널리 활용될 수 있을 것으로 기대된다. 또한, 기후변화 영향예측 공간모델링 연구들에 활용되어 샘플링 비용 및 계산 시간을 줄이면서도 모델의 효율성을 높이는 데에 기여할 수 있다.

We aimed to predict the Italian ryegrass (IRG) productivity change of introduced and domestic varieties based on climate factors and identify suitable areas for IRG cultivation using the RCP 8.5 scenario. The minimum mean air temperature in January showed the highest correlation with productivity. The ratio of possible and low productivity areas was high in Gangwondo, and the ratio of suitable and best suitable areas was relatively high in the central and southern regions in the past 30 years. The change in the IRG cultivation area was found to be 26.9% in the best suitable area between 1981–2010 but increased significantly to 88.9% between 2090s. In the IRG suitability comparison classes between domestic and introduced cultivars, the ratio of suitable and best suitable areas was relatively high in the domestic varieties during the past 30 years. However, there is almost no difference between the IRG domestic and introduced varieties in the IRG suitability classes after the 2050s. These results can predict changes in the IRG suitability classes between domestic and introduced cultivars according to the climate change scenario, but there are limitations in accurately predicting the productivity of IRG because the results may vary depending on other environmental factors.

모기는 말라리아, 황열, 뎅기열, 웨스트나일열, 사상충, 치쿤구냐, 일본뇌염, 지카 등의 여러 질병을 매개하고 있고 자연적 요인과 인위적 요인에 의한 지구의 기후변화는 이들 병원성 매개모기들이 점점 더 번성하게 만드는 요인이 되고 있다. 현재 우리나라에서 주목해야 될 감염성 매개질병으로 말라리아와 뎅기열은 기후변화에 의한 기온 상승 요인으로 매개모기의 분포지역 확대와 함께 교통수단의 발달 및 국가 간 빈번한 교류에 의해서 유럽을 비롯한 오세아니아, 동아시아의 온대 지역에서도 감염자의 발생빈도 수가 최근 지속적으로 증가 추세를 보이고 있다. 따라서 기후변화 요인과 인간 활동 등에 의한 요인으로 감염 지역과 매개모기 분포가 미래 예측 불확실성과 복잡성을 가지고 있지만 국내 침입을 막기 위한 해외 유입 방지에 대한 지속적인 모니터링과 방제뿐만 아니라 국가 간 방제 프로그램 공조를 통한 모기에 의해 매개되는 질병 확산에 대비하는 것이 중요할 것으로 생각된다.

Statistical modeling to predict community change for large geographical scale is difficult when community responses to similar climate changes differ among regions. This study attempted to present a solution for this problem by predicting species responses to local environment. Our model for predicting community change consisted of species response models to local environmet parameters, in which the estimated abundance of each species was used to reconstruct the community composition. Our method was verified by data from continuous surveys at Hyangrobong, Odaessan and Taebaeksan in Gangwon-do, in which environmental factors and ground beetle community at each site were continuously recorded. We show our method performes better than an ordinary model that predicts directly a change in the community.

기후변화에 따른 양서류 번식계절학 및 양서류 군집다양성 변동에 대한 연구는 다수 수행되었지만, 개별 종의 번식개 체군 크기의 변동에 대한 연구결과는 여전히 부족하다. 본 연구에서는 기후변화가 국내 산간계곡에서 번식하는 무미류인 계곡산개구리(Rana huanrenensis)와 유미류인 도롱뇽(Hynobius leechii) 번식개체군 크기에 영향을 미치는지를 평가하기 위하여 2005년부터 2012년 사이 8년간의 야외개체군 변동과 주변 기후변화 요인들과의 관련성을 분석하였다. 야외에서 두 종은 각각 약 3.5년을 주기로 번식개체군의 크기가 증감하고 있었다. 특별히, 도롱뇽 번식개체군의 크기는 8년에 걸쳐 유의하게 감소하였다. 기후요인들 중, 기온은 계곡산개구리, 강수량은 도롱뇽 번식개체군의 크기와 더 밀접한 관련성을 가지고 있었다. 특별히, 해당지역에서는 8년에 걸쳐 년간평균최고기온 및 봄철평균일교차가 일관되게 감소하였으며, 후자는 도롱뇽 번식개체군 크기의 의미 있는 감소와 관련되었다. 이러한 결과는 최근의 기후변화가 산간계곡에서 번식하는 국내 양서류, 특별히 도롱뇽, 번식개체군 크기의 감소로 직접적으로 이어질 수 있음을 보여준다.

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.

Two climate change scenarios, the RCP (Representative Concentration Pathways) 4.5 and the RCP 8.5 in the fifth Assessment Report (AR5) by Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), were applied in the Yocheon basin area using the SWAT (Soil and Water Assessment Tool) model to estimate changes in flow rates and pollutant loadings in the future. Field stream flow rate data in Songdong station and water quality data in Yocheon-1 station between 2013~2015 were used for model calibration. While R2 value of flow rate calibration was 0.85 and R2 value of water qualities were in the 0.12~0.43 range. The total study period was divided into 4 sub periods as 2030s (2016~2040), 2050s (2041~2070) and 2080s (2071~2100). The predicted results of flow rates and water quality concentrations were compared with results in calibrated periods, 2015s (2013~2015). In both RCP scenarios, flow rate and TSS (Total Suspended Solid) loadings were estimated to be in increasing trend while TN (Total Nitrogen) and TP (Total Phosphorus) loadings showed decreasing patterns. Also, flow rates and pollutant loadings showed larger differences between the maximum and the minimum values in RCP 4.5 than RCP 8.5 scenarios indicating more severe effect of drought and flood, respectively. Dependent on simulation period and rainfall periods in a year, flow rate, TSS, TN and TP showed different trends in each scenario. This emphasizes importance of considerations on time and space when analyzing climate change impacts of each variable under various scenarios.

본 연구는 생물계절학적 측면에서 기후변화에 의해 참매미 번식울음이 영향을 받는지 규명하는데 목적이 있다. 연구대상지는 기상청의 생물계절 관측이 이루어지는 도시 중 한반도 중부지방인 서울시를 선정했다. 장기간 생물계절 분석은 기상청 자료를 활용하였다. 연구 결과, 첫째, 매미의 생물계절 모니터링은 기후변화에 의한 생태계 변화를 감지할 수 있는 효과적인 지표임을 확인하였다. 본 연구를 통해서 기후변화에 의한 생태계 변화 연구를 위해서는 향후 장기적인 매미과 생물계절 조사가 필요할 것으로 판단되었다. 둘째, 참매미의 생물계절 변화 분석 결과, 초성일은 점점 빨라지는 경향을 나타내었다. 참매미 생물계절 데이터와 평균기온 간의 상관분석 결과에서는 6월의 평균기온과 매미의 초성시기가 유의미한 음의 상관관계를 가지고 있음을 확인하였다. 또한 10월의 강우량과 참매미의 번식울음 종료 시기 및 총 울음기간이 유의미한 음의 상관관계를 보였다. 셋째, 서울 참매미 번식울음 시작 시기와 기상요인 간 회귀분석 결과, 6월을 포함한 봄철(3~6월) 평균 기온이 증가할수록 참매미의 시작일이 빨라지는 것으로 나타났고, 시작일 증가율은 약 3.0~4.5일/1℃이었다. 넷째, 서울 참매미의 번식울음 종료 시기와 총 울음기간과 기상요인 간 회귀분석 결과, 10월 평균 강우량이 증가하면 참매미 종료일이 빨라지고 총 울음기간이 줄어드는 결과가 나타났다. 종성일 감소율은 –0.78일/1mm이었으며 울음기간 감소율은 –0.8일/1mm이었다. 본 연구는 참매미를 대상으로 기후변화 에 의한 생물계절 변화를 밝힌 초기 연구로 의의가 있다.

지구온난화와 기후변화는 많은 환경문제를 야기하였고 특히 아고산식물의 생존을 위협하고 있다. 아 고산식물종의 생활사 파악과 온·습도의 자료 구축은 아고산식물종의 보전전략 수립에 매우 유용할 것 이다. 본 연구의 목적은 가야산국립공원의 아고산지대에 자생하는 솔나리, 설앵초, 기생꽃, 개회향 및 금강애기나리 등 5종을 대상으로 2012년부터 2016년까지 5년간 개화, 낙화시기 모니터링 조사와 및 온·습도변화는 개화, 낙화시작시기를 기준으로 각각 20일간 조사하여 개화와 온·습도 간 상관관계를 분석하였다. 이를 통해 아고산지역의 생물기후학적 연구를 위한 기초자료를 제공하고자 한다. 변수들에 대한 신뢰도 검정결과, Cronbach Alpha 값은 0.741로 신뢰성이 높았다. 각 식물종의 개화시기 분석결 과 솔나리 평균 7월 23일(SD=6.5), 설앵초 평균 5월 8일(SD=8.7), 기생꽃 평균 6월 1일(SD=2.8), 개 회향 평균 8월 16일(SD=4.3) 및 금강애기나리 평균 5월 22일(SD=5.1)로 나타났다. 개화기간은 기상요 소 간의 상관관계에서 모두 정(+)의 관계를 보였으며, 일최고온도와 일평균온도의 상관계수가 각각 0.711, 0.613로 상대적으로 높게 나타났다. 한편, 식물종의 생활사를 파악하기에 기상자료만으로 분석 하였으나 해발고도에 따른 상관성을 비롯하여, 사면, 향 및 미기후 등 다양한 환경요인을 종합적으로 분석하지 못한 한계점을 지니고 있어 향후 아고산지역 식물종을 모니터링 할 때 기초자료를 더욱 축적 해 나갈 필요성이 있다.

This study aimed to analyze the relationship between sea surface temperature as a climatic element and catch amount of offshore and coastal fisheries in Korea using annual time series data from 1970 to 2013. It also tried to predict the future changes in catch amount of fisheries by climate change. Time series data on variables were estimated to be non-stationary from unit root tests, but one long-term equilibrium relation between variables was found from a cointegration test. The result of Granger causality test indicated that the sea surface temperature would cause directly changes in catch amount of offshore and coastal fisheries. The result of regression analysis on sea surface temperature and catch amount showed that the sea surface temperature would have negative impacts on the catch amount of offshore and coastal fisheries. Therefore, if the sea surface temperature would increase, all other things including the current level of fishing effort being equal, the catch amount of offshore and coastal fisheries was predicted to decrease.

Araneae species are predators in natural ecosystem interact with various prey species. These linkage can be affected under climate change because species react not just individually but systematically. We focused on potential impact of climate change in Araneae fauna in national scale. In this study, potential species richness of Araneae in South Korea was predicted with MaxEnt (Maximum Entropy) model. Korea Forest Research Institute conducted national scale research of wandering arthropods. They monitored in uniformly set 366 points, and the data contain exact GPS points of study sites. Occurrence data were extracted from Prediction of Distribution and Abundance of Forest Spiders According to Climate Scenario (Korea Forest Research Institute, 2013). With the report, dominant 21 Araneae species that appeared more than 10% study sites were selected to estimate species richness. Training climate data were prepared from observation source of Korea Meteorological Administration. RCP 8.5 scenario data which represent future (2050, 2070) climate condition were downloaded from WORLDCLIM web site. In MaxEnt simulation, occurrence data for 21 species and 19 bioclimatic variables were used. Because the model outputs are expressed in index, the minimum training presence threshold rule was applied to distinguish presence/absence of each 21 species distribution model. We overlaid whole 21 thresholded output to get species richness map. The fluctuation between current and future species richness was calculated to observe changing trend in national scale. The results of Araneae fauna tends to move higher altitude and latitude. Species richness of lowlands is predicted to be diminished, but higher mountains are expected to be more suitable for many spider species. In some South Western coastal areas showed reduced richness in 2050 but will recover in 2070.