광릉 숲과 국립수목원내 전시원을 중심으로 1998년부터 2008년까지 11년간 총 291회 조사한 나비 조사 자료를 이용하여 나비군집의 종풍부도(종수)를 추정하였다. 선조사법으로 조사한 결과 112종 13,333개체의 나비가 관찰되었다. 종수누적곡선의 작성과 종수추정은 EstimatesS 프로그램을 이용하였다. 종수누적곡선은 291회 조사에서도 증가하여 미발견종이 남아 있음을 나타낸 반면, 7개 방법(ACE, ICE, Chao1, Chao2, Jack1, Jack2, Bootstrap)에 의한 종수추정곡선은 조사회수가 240-250회에 도달했을 때 안정된 값에 수렴하였다. 7개 방법에 의해 산정된 광릉의 나비종수는 120종부터 141종 사이였으며, 평균값은 128종이었다. 이에 반해 1958년 이래 보고된 과거조사자료를 취합하여 작성한 종목록은 148종이었는데, 최근의 나비상 변화의 분석결과를 토대로 나비 종수의 타당한 값을 검토하였다. 수목원내 전시원의 종풍부도가 자연림과 인공림 보다 높았고 자연림과 인공림 사이에서는 차이는 나타나지 않았다. 수목원내 전시원에는 상대적으로 숲에 비해 초지가 많고 서식처가 더 다양한 것이 나비군집의 종풍부도가 높아진 원인으로 판단하였다.
광릉 숲과 국립수목원내 전시원을 중심으로 1998년부터 2008년까지 11년간 총 291회 조사한 나비 조사 자료를 이용하여 나비군집의 종풍부도(종수)를 추정하였다. 선조사법으로 조사한 결과 112종 13,333개체의 나비가 관찰되었다. 종수누적곡선의 작성과 종수추정은 EstimatesS 프로그램을 이용하였다. 종수누적곡선은 291회 조사에서도 증가하여 미발견종이 남아 있음을 나타낸 반면, 7개 방법(ACE, ICE, Chao1, Chao2, Jack1, Jack2, Bootstrap)에 의한 종수추정곡선은 조사회수가 240-250회에 도달했을 때 안정된 값에 수렴하였다. 7개 방법에 의해 산정된 광릉의 나비종수는 120종부터 141종 사이였으며, 평균값은 128종이었다. 이에 반해 1958년 이래 보고된 과거조사자료를 취합하여 작성한 종목록은 148종이었는데, 최근의 나비상 변화의 분석결과를 토대로 나비 종수의 타당한 값을 검토하였다. 수목원내 전시원의 종풍부도가 자연림과 인공림 보다 높았고 자연림과 인공림 사이에서는 차이는 나타나지 않았다. 수목원내 전시원에는 상대적으로 숲에 비해 초지가 많고 서식처가 더 다양한 것이 나비군집의 종풍부도가 높아진 원인으로 판단하였다.
Species richness (number of species) of the butterfly community in the Gwangneung forest, Korea, was estimated using data of the long-term butterfly monitoring, which had been carried out 291 times in the Korea National Arboretum or forest area of Gwangneung from 1998 to 2008. Abundance of each butt...
Species richness (number of species) of the butterfly community in the Gwangneung forest, Korea, was estimated using data of the long-term butterfly monitoring, which had been carried out 291 times in the Korea National Arboretum or forest area of Gwangneung from 1998 to 2008. Abundance of each butterfly species was monitored using the line-transact method. In the present study, 13,333 butterflies belonging to 112 species were observed. Species accumulation curve and species richness was obtained using a software, EstimateS. The species accumulation curve shows an increase tendency even at 291 survey times, implying the possibility of the presence of a few unfound species. However, values of species richness estimated by the seven estimators were stabilized around 240-250 survey times. Species richness estimated by the estimators ranged from 120 species to 141 species with 128 species in average. However, the figure estimated by the previous studies since 1958 was 148 species. We estimated the reasonable scale of species richness on the base of recent analysis on the change of butterfly species. Species richness of the Korea National Arboretum was higher than that of natural forest and of plantation. However, species richness of butterfly was not different between natural forest and plantation. It is likely that increase of grasslands and habitat diversity in arboretum led to the increase of species richness of butterfly community.
Species richness (number of species) of the butterfly community in the Gwangneung forest, Korea, was estimated using data of the long-term butterfly monitoring, which had been carried out 291 times in the Korea National Arboretum or forest area of Gwangneung from 1998 to 2008. Abundance of each butterfly species was monitored using the line-transact method. In the present study, 13,333 butterflies belonging to 112 species were observed. Species accumulation curve and species richness was obtained using a software, EstimateS. The species accumulation curve shows an increase tendency even at 291 survey times, implying the possibility of the presence of a few unfound species. However, values of species richness estimated by the seven estimators were stabilized around 240-250 survey times. Species richness estimated by the estimators ranged from 120 species to 141 species with 128 species in average. However, the figure estimated by the previous studies since 1958 was 148 species. We estimated the reasonable scale of species richness on the base of recent analysis on the change of butterfly species. Species richness of the Korea National Arboretum was higher than that of natural forest and of plantation. However, species richness of butterfly was not different between natural forest and plantation. It is likely that increase of grasslands and habitat diversity in arboretum led to the increase of species richness of butterfly community.
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문제 정의
그리고 광릉 숲은 인간의 간섭 정도에 따라 관람객들에 개방된 수목원내 전시원, 자연림을 벌채하여 조림한 인공림, 그리고 인간의 손길이 거의 닿지 않은 자연림으로 나눌 수가 있다. 따라서 각 구역에서 조사된 종수를 서로 비교함으로써 인간에 의한 숲의 간섭이 나비의 종풍부도에 미치는 영향을 조사하였다.
본 연구는 광릉 숲 나비군집의 종수를 파악하기 위해 수행되었다. 광릉 숲은 국내에서 나비상 연구가 가장 많이 이루어진 곳일 뿐 아니라(Byun et al.
제안 방법
각 조사구간의 1회 조사자료를 기본단위로 하여 종별 개체수를 기록한 자료(종을 칸, 각 조사는 열로 정리)를 작성하였다. 조림지의 3개 조사구간(P1, P2, P3)은 조림지로 수목원내 전시원의 2개 조사구간(G1, G2)은 수목원으로 분류하여 자료를 정리하여 자연림, 조림지, 수목원에 대한 3개의 조사자료를 작성하였다.
조림지의 3개 조사구간(P1, P2, P3)은 조림지로 수목원내 전시원의 2개 조사구간(G1, G2)은 수목원으로 분류하여 자료를 정리하여 자연림, 조림지, 수목원에 대한 3개의 조사자료를 작성하였다. 그리고 모든 조사구간을 통합한 종합자료를 별도로 작성하였다. 나비의 종수누적곡선의 작성과 종수추정은 EstimatesS 프로그램을 이용하였다(Colwell, 2005).
따라서 이러한 장기 조사자료를 토대로 종수계산프로그램인 EstimateS (Colwell, 2005)를 이용하여 나비의 종수를 산정하였다. 여기서 파악한 종수와 나비상 조사 결과를 종합하여 추정한 종수(Byun et al., 2005)와 비교하고 검토하였다. 그리고 광릉 숲은 인간의 간섭 정도에 따라 관람객들에 개방된 수목원내 전시원, 자연림을 벌채하여 조림한 인공림, 그리고 인간의 손길이 거의 닿지 않은 자연림으로 나눌 수가 있다.
인공림보다 자연림에서 나비의 다양성이 높을 것으로 예상되나 같은 것으로 나타났는데, 이것은 인공림 조사구간이 많고 조사구간 내 다양한 서식처 때문에 발생한 것으로 사료된다. 자연림은 N 조사구간만 조사한 것인데 반해, 인공림은 P1~3의 3개 조사구간에서 조사하였다. 그리고 주 인공림 조사구간인 P2에는 야생동물원과 개천구간이 있어 단순한 숲인 N 조사구간에 비해서는 다양한 서식처를 가지고 있다.
따라서 조림지 조사구간 3개소에서 총 128회 조사하였다. 전시원 조사구간인 G1 조사구간은 2002년과 2003년에 20회와 2006년부터 2008년까지 31회 조사를 하였고, G2 조사구간은 2001년에 9회 조사하였다. 따라서 수목원내 전시원 조사구간의 조사회수는 60회이다.
각 조사구간의 1회 조사자료를 기본단위로 하여 종별 개체수를 기록한 자료(종을 칸, 각 조사는 열로 정리)를 작성하였다. 조림지의 3개 조사구간(P1, P2, P3)은 조림지로 수목원내 전시원의 2개 조사구간(G1, G2)은 수목원으로 분류하여 자료를 정리하여 자연림, 조림지, 수목원에 대한 3개의 조사자료를 작성하였다. 그리고 모든 조사구간을 통합한 종합자료를 별도로 작성하였다.
60회 조사(비교를 위해 조사회수가 가장 적은 전시원 조사회수를 기준으로 함)에서 얻어진 각 조사구역의 종수의 평균과 표준편차를 사용하여 3개 조사구역의 종수를 t-검정(Zar, 1999)으로 비교하였다. 종수 추정은 7가지 방법(ACE, ICE, Chao1, Chao2, Jack1, Jack2, Bootstrap)으로 수행하였다. 각 방법에 대한 자세한 사항은 Colwell (2005)에 기록되었다.
대상 데이터
조림지 조사구간인 P1 조사구간은 1998년부터 2001년까지 4년간 39회 조사를 실시하였다. P2 조사구간은 2002년부터 2008년까지 7년간 64회의 조사를 실시하였다. P3조사구간은 2004년과 2005년에 25회 조사하였다.
P2 조사구간은 2002년부터 2008년까지 7년간 64회의 조사를 실시하였다. P3조사구간은 2004년과 2005년에 25회 조사하였다. 따라서 조림지 조사구간 3개소에서 총 128회 조사하였다.
나비 조사는 광릉 숲과 수목원내 전시원에서 실시하였는데, 자연림 1개소(N), 조림지 3개소(P1, P2, P3), 전시원 2개소(G1, G2)에서 실시하였다(Fig. 1). N 조사구간은 육림호 옆으로 난 임도의 두 번째 분지되는 곳(우측 임도는 소리봉 정상으로 향함)을 출발점으로 하여 왼편 임도를 따라 약 2 km 거리의 구간이다.
P3조사구간은 2004년과 2005년에 25회 조사하였다. 따라서 조림지 조사구간 3개소에서 총 128회 조사하였다. 전시원 조사구간인 G1 조사구간은 2002년과 2003년에 20회와 2006년부터 2008년까지 31회 조사를 하였고, G2 조사구간은 2001년에 9회 조사하였다.
본 연구는 국립산림과학원 연구과제 (과제번호: FE 0100-2004-02, 지구환경변화에 대응한 장기생태 연구) 와 국립수목원 연구과제(과제번호: KNA1-1-1, 한국 자생생물종의 분포학적 연구 및 KNA1-1-7, 한반도 산림생물표본인프라구축)로 수행하였다. 또한 본 연구를 위해 나비모니터링에 참여 하여 애써준 국립수목원 생물 분류연구실의 박신영, 임종수에 감사한다.
본 조사에서 관찰한 나비는 112종 13,333개체이다 (Table 1). 출현종 중 뿔나비(Libythea celtis)가 가장 많이 발견되어 전체 개체수의 1/4를 차지하였다.
나비 조사는 1998년부터 2008년까지 11년간 4월부터 10월 사이에 일정한 간격을 두고 실시하되 날씨가 맑은 날을 택해 수행하였다. 연간 조사회수는 4회(2003년 N, P2 조사구간)로부터 20회(2004년 P3 조사구간)까지 다양하였다. 나비조사는 선조사법을 이용하였는데 조사구간을 천천히 걸어가면서(시속 2 km) 전방 폭 10 m에서 관찰되는 나비의 종별 개체수를 기록하였다(Pollard and Yates, 1993; Yamamoto, 1975).
육안으로 종 구별이 어려운 경우에는 포충망으로 채집하여 종을 동정한후 풀어주었다. 자연림 조사구간인 N1 조사구간은 매년 조사를 실시하여 총 103회 조사를 하였다. 조림지 조사구간인 P1 조사구간은 1998년부터 2001년까지 4년간 39회 조사를 실시하였다.
자연림 조사구간인 N1 조사구간은 매년 조사를 실시하여 총 103회 조사를 하였다. 조림지 조사구간인 P1 조사구간은 1998년부터 2001년까지 4년간 39회 조사를 실시하였다. P2 조사구간은 2002년부터 2008년까지 7년간 64회의 조사를 실시하였다.
데이터처리
, 2004). 60회 조사(비교를 위해 조사회수가 가장 적은 전시원 조사회수를 기준으로 함)에서 얻어진 각 조사구역의 종수의 평균과 표준편차를 사용하여 3개 조사구역의 종수를 t-검정(Zar, 1999)으로 비교하였다. 종수 추정은 7가지 방법(ACE, ICE, Chao1, Chao2, Jack1, Jack2, Bootstrap)으로 수행하였다.
이론/모형
Species accumulation curves of butterflies in natural forest (forest), plantation, arboretum, and total area (pooled). The curves were obtained using Mau Tau method (Colwell et al., 2004).
종수 추정은 7가지 방법(ACE, ICE, Chao1, Chao2, Jack1, Jack2, Bootstrap)으로 수행하였다. 각 방법에 대한 자세한 사항은 Colwell (2005)에 기록되었다.
그리고 모든 조사구간을 통합한 종합자료를 별도로 작성하였다. 나비의 종수누적곡선의 작성과 종수추정은 EstimatesS 프로그램을 이용하였다(Colwell, 2005). 종수의 누적곡선은 Mau Tau 방법에 의해 작성되었다(Colwell et al.
, 2005), 본 연구자들은 1998년부터 장기간에 걸쳐 선조사법(Pollard and Yates, 1993; Yamamoto, 1975)으로 광릉 숲에서 나비상을 조사하여 왔다. 따라서 이러한 장기 조사자료를 토대로 종수계산프로그램인 EstimateS (Colwell, 2005)를 이용하여 나비의 종수를 산정하였다. 여기서 파악한 종수와 나비상 조사 결과를 종합하여 추정한 종수(Byun et al.
나비의 종수누적곡선의 작성과 종수추정은 EstimatesS 프로그램을 이용하였다(Colwell, 2005). 종수의 누적곡선은 Mau Tau 방법에 의해 작성되었다(Colwell et al., 2004). 60회 조사(비교를 위해 조사회수가 가장 적은 전시원 조사회수를 기준으로 함)에서 얻어진 각 조사구역의 종수의 평균과 표준편차를 사용하여 3개 조사구역의 종수를 t-검정(Zar, 1999)으로 비교하였다.
성능/효과
이 두 종이 전체 나비의 40%를 차지하였다. 100개체 이상 발견된 우세종은 27종인데 반해 10개체 미만으로 발견된 소수종은 39종으로 더 많았다. 소수종중 14종은 단 1개체만 발견되었으며(singleton), 6종은 2개체만 관찰되어(doubleton) 소수종의 절반 이상이 개체 수가 매우 적었다.
3). 291회 조사결과에서 추정된 나비종은 Bootstap법에서 가장 낮은 120종으로 Jack2에서 가장 높은 141종으로 추정되었다. Chao 2와 Jack 1법은 중간치인 130-131종으로 추정되었다.
전 조사구간을 통합한 전체 종수는 지속적으로 증가하고 있어 미발견종들이 있는 것으로 추정된다. 3개 조사구역을 비교했을 때 자연림과 인공림의 종수의 누적곡선은 일치하는데 비해, 수목원내 전시원은 이들에 비해 지속적으로 높았다. 60회 조사에서 수목원내 전시원의 종수는 90 ± 4(SD)인데 비해, 자연림은 78.
60회 조사에서 나타난 종수는 전시원이 자연림(t = 14.57, df = 118, p< 0.001)과 인공림(t = 17.17, df = 118, p < 0.001)에 비해 높았으나, 자연림과 인공림 사이는 차이가 없었다 (t = 0.52, df = 118, p > 0.05).
60회 조사에서 수목원내 전시원의 종수는 90 ± 4(SD)인데 비해, 자연림은 78.1± 4.9이고, 인공림은 78.5 ± 3.3 이었다.
출현빈도가 가장 높은 종은 큰줄흰나비로서 291회 조사에서 211회 관찰되었다. 개체수가 가장 많았던 뿔나비를 174회 관찰하여 출현빈도는 큰줄흰나비에 비해 오히려 낮았다. 이들 두 종 이외에 대만흰나비(Pieris candidia)와 애기세줄나비(Neptis sappho) 가 100회 이상 관찰되어 출현빈도가 높았던 종들로 나타났다.
그러나 이러한 계산은 출현시기를 고려하지 않은 것으로 대부분의 종들이 특정시기에 한정하여 출현하기 때문에 실제 발견확률은 이것보다 낮을 것이다. 광릉 숲에 서식하는 나비의 종수를 7가지 방법에서 추정된 수치의 평균값인 128종으로 가정한다면 무려 291회 조사했던 본 조사에서 조차 발견되지 않은 종이 16종이나 된다. 이러한 사실로 야외 조사만으로 특정 지역의 나비종수를 밝히는 것이 매우 어려운 일이라는 걸 알 수 있다.
동일한 현상이 파주의 고령산에서도 나타났다(Kim and Kwon, 2008). 그리고 종조성의 변화도 일어나 사라진 종들과 새로 이입한 종들이 있는 것으로 나타났다. 예를 들면 1958년에는 광릉에서 많았던 북방계 나비인 두줄나비 (Neptis rivularris), 봄처녀나비 (Coenonympha oedippus), 멧노랑나비 (Gonepteryx rhamni)는 12년간단 한 개체도 발견되지 않았다 (Table 1, Kim and Shin 1960).
Singleton 14종을 포함하여 18종이 291회 조사에서단 1회 발견되었다(Table 1). 따라서 이들 종이 한 조사 구간의 1회 조사에서 발견될 확률은 0.3%에 불과하며 25회 조사(일년 동안 주별 조사)를 하더라도 해당 종이 발견될 가능성은 7.5%에 불과하다. 그러나 이러한 계산은 출현시기를 고려하지 않은 것으로 대부분의 종들이 특정시기에 한정하여 출현하기 때문에 실제 발견확률은 이것보다 낮을 것이다.
이들 두 종 이외에 대만흰나비(Pieris candidia)와 애기세줄나비(Neptis sappho) 가 100회 이상 관찰되어 출현빈도가 높았던 종들로 나타났다. 발견회수가 3회 이하로 출현빈도가 극히 낮은 희귀종은 대왕팔랑나비(Satarupa nymphalis) 등 30종에 이르며, 1회 관찰된 종만 18종이었다. 따라서 많은 종들이 매우 희귀한 상태로 광릉 숲에서 서식하고 있는 것으로 나타났다.
, in press). 본 연구에서 관찰한 초지성 나비의 종수를 보면 자연림이 24종(전체의 27.3%), 인공림이 27종(29.7%) 인데 비해, 수목원내 전시원은 29종(32.2%)으로 전시원에서 초 지성 나비류의 비율이 조금 높았다. 따라서 전시원에 조성된 초지들이 나비의 종다양성을 증가시킨 원인의 하나인 것을 알 수 있다.
100개체 이상 발견된 우세종은 27종인데 반해 10개체 미만으로 발견된 소수종은 39종으로 더 많았다. 소수종중 14종은 단 1개체만 발견되었으며(singleton), 6종은 2개체만 관찰되어(doubleton) 소수종의 절반 이상이 개체 수가 매우 적었다. 출현빈도가 가장 높은 종은 큰줄흰나비로서 291회 조사에서 211회 관찰되었다.
개체수가 가장 많았던 뿔나비를 174회 관찰하여 출현빈도는 큰줄흰나비에 비해 오히려 낮았다. 이들 두 종 이외에 대만흰나비(Pieris candidia)와 애기세줄나비(Neptis sappho) 가 100회 이상 관찰되어 출현빈도가 높았던 종들로 나타났다. 발견회수가 3회 이하로 출현빈도가 극히 낮은 희귀종은 대왕팔랑나비(Satarupa nymphalis) 등 30종에 이르며, 1회 관찰된 종만 18종이었다.
본 조사에서 관찰한 나비는 112종 13,333개체이다 (Table 1). 출현종 중 뿔나비(Libythea celtis)가 가장 많이 발견되어 전체 개체수의 1/4를 차지하였다. 다음으로 큰줄흰나비가 1,971개체 발견되어 전체의 15%를 차지하였다.
후속연구
이러한 사실로 야외 조사만으로 특정 지역의 나비종수를 밝히는 것이 매우 어려운 일이라는 걸 알 수 있다. 따라서 종수를 파악하기 위해서는 EstmatesS(Colwell, 2005)와 같은 종수를 추정하는 통계적인 방법을 보조수단으로 활용하여야 할 것이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
종수란 무엇인가?
많은 생물 종들이 서식하고 있다는 것은 생태계가 건강하다는 의미이며, 생물 종들이 점차 사라져 종수가 줄어든다면 생태계에 문제가 발생한 것으로 볼 수 있다. 종수는 생물다양성을 나타내는 가장 원초적이고 기본적인 다양성지수이다. 그러므로 생태계를 구성하는 생물 들의 종수를 파악하는 것은 생태계 건강성을 알기 위해 긴요한 일이다.
국내에서 나비상 연구가 가장 많이 이루어진 곳은 어디인가?
본 연구는 광릉 숲 나비군집의 종수를 파악하기 위해 수행되었다. 광릉 숲은 국내에서 나비상 연구가 가장 많이 이루어진 곳일 뿐 아니라(Byun et al., 2005), 본 연구자들은 1998년부터 장기간에 걸쳐 선조사법(Pollard and Yates, 1993; Yamamoto, 1975)으로 광릉 숲에서 나비상을 조사하여 왔다.
생태계를 구성하는 생물 들의 종수를 파악하는 것이 생태계 건강성을 알기 위해 긴요한 일이라는 것에 대한 이유는 무엇인가?
지구생태계는 환경과 생물의 상호작용으로 형성되어 유지되고 있다(Lovelock, 1991). 많은 생물 종들이 서식하고 있다는 것은 생태계가 건강하다는 의미이며, 생물 종들이 점차 사라져 종수가 줄어든다면 생태계에 문제가 발생한 것으로 볼 수 있다. 종수는 생물다양성을 나타내는 가장 원초적이고 기본적인 다양성지수이다.
참고문헌 (19)
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