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문제 정의
- 그리고 좁은 서식면적으로 인해 서식범위가 좁은 특수종(Specialist species) 보다는 서식범위가 넓은 일반종(Generalist species)의 비율이 높아질 것으로 예상된다. 이처럼 예상되는 현상들을 확인하기 위해 전형적인 도시숲인 홍릉숲에서 나비를 조사하였다. 홍릉숲은 도심부에 위치하여 서울 근교의 산림과는 격리된 도시숲으로 국립산림과학원의 시험림이다.
제안 방법
- 어떤 종의 생물이 살아가는데 필요한 요구조건을 의미하는 생태지위(niche)는 온도, 습도, 시간, 먹이 등 다양한 요인으로 구성된 다차원 가상공간 (Multi-dimensional hypervolume)으로 가정할 수 있다(Hutchison, 1957). 그러나 우리나라에 서식하는 나비의 종별 정보가 거의 완벽한 것은 세대수뿐이므로, 본 연구에서는 이를 이용하여 생태지위 범위(Niche breadth)를 구분하였다. 여러 시기에 출현하는 다세대종(Multi-voltinism species)들은 시간을 넓게 이용한다고 볼수 있기 때문에 일반종(Generalist species)으로, 한 시기에만 출현하는 단세대 종(Uni-voltinism species)들은 시간을 좁게 이용하기 때문에 특수종(Specialist species)으로 볼 수 있다 (Kitahara and Fujii, 1994).
- 한 시기에만 출현하는 종의 먹이식물이나 흡밀식물의 종류는 여러 번 출현하는 종의 그것에 비해 적을 가능성이 높다. 본 연구에서는 일년에 성충이 1번 발생하는 종들은 특수종, 2번 이상 발생하는 종은 일반종으로 구분하였다.
- 홍릉숲에서 관찰된 나비들의 특성을 서식처 유형(Habitat types)과 생태지위 범위(Niche breadth) 두 가지 측면에서 검토하였다. 서식처 유형은 유충의 서식처에 따라 초지종(Grassland Species, GL), 숲가장자리종(Forest edge species, FE), 숲내종 (Forest inside species, FI)으로 구분하였다(Kwon et al.
대상 데이터
- 본 조사를 통해 환경부 멸종위기야생동물 II급으로 지정되어 있는 쌍꼬리부전나비(Spindasis takanonis (Matsumura))가 홍릉숲에서 관찰되었다. 쌍꼬리부전나비는 경기도, 강원도, 충청도의 일부지역에 국지적으로 분포하는 것이 알려져 있으며 서울시에서는 관악산(Jang et al.
- 본 조사에서 나비는 29종 1,513개체가 관찰되었다(Table 1). 1구간에서는 22종 633개체, 2구간에는 27종 880개체가 관찰되었다.
- 조사는 서울시에 위치한 홍릉숲(N37°35’, E127°02’)에서 실시하였다.
- 나비조사는 정해진 루트를 천천히 이동하며 관찰되는 종들을 기록하는 선조사법(Line Transect Method)을 이용했으며, 식별이 어려운 종들은 포충망으로 채집하여 동정 후 풀어주었다. 조사는 소나무림, 화백림, 참나무림 등으로 구성된 1구간(3km)과 잔디밭, 약용식물원, 초지 등으로 이루어진 2구간(1 km)에서 2011년 4월부터 11월까지 총 32회 실시했다(Fig. 1).
데이터처리
- 나비의 다양도는 Shannon and Weaver(1949)의 종다양도 (H’)로 종풍부도의 추정은 Chao 1(Chao, 1984)의 방법으로 Estimate S를 이용하여 계산하였다(Colwell, 2005). 구간별 종 다양도와 종풍부도는 Estimate S에서 계산된 평균과 표준편차를 이용하여 t-test로 비교하였다. 서식처 유형과 생태지위 범위에 따른 종풍부도(종수)와 풍부도(개체수)의 차이를 비교하기 위해서 비모수검정법인 로그선형분석(log-linear analysis of frequency on contingency table)을 사용하였다.
- 구간별 종 다양도와 종풍부도는 Estimate S에서 계산된 평균과 표준편차를 이용하여 t-test로 비교하였다. 서식처 유형과 생태지위 범위에 따른 종풍부도(종수)와 풍부도(개체수)의 차이를 비교하기 위해서 비모수검정법인 로그선형분석(log-linear analysis of frequency on contingency table)을 사용하였다. 이 분석법은 두 변수간의 독립성 검정뿐만 아니라 세 변수 이상에 대한 독립성 검정도 가능하며, 변수간의 상호작용 효과의 검정도 가능하다.
이론/모형
- Error bars indicate one standard deviation. Species richness was estimated by the Chao 1 algorithm (Chao, 1984) using the software Estimate S (Colwell et al., 2004). Asterisks indicate significant difference between two routes (P < 0.
- , 2010). 각 종들의 서식처는 Kim(2012)을 따랐다. 어떤 종의 생물이 살아가는데 필요한 요구조건을 의미하는 생태지위(niche)는 온도, 습도, 시간, 먹이 등 다양한 요인으로 구성된 다차원 가상공간 (Multi-dimensional hypervolume)으로 가정할 수 있다(Hutchison, 1957).
- 나비의 다양도는 Shannon and Weaver(1949)의 종다양도 (H’)로 종풍부도의 추정은 Chao 1(Chao, 1984)의 방법으로 Estimate S를 이용하여 계산하였다(Colwell, 2005).
- 나비조사는 정해진 루트를 천천히 이동하며 관찰되는 종들을 기록하는 선조사법(Line Transect Method)을 이용했으며, 식별이 어려운 종들은 포충망으로 채집하여 동정 후 풀어주었다. 조사는 소나무림, 화백림, 참나무림 등으로 구성된 1구간(3km)과 잔디밭, 약용식물원, 초지 등으로 이루어진 2구간(1 km)에서 2011년 4월부터 11월까지 총 32회 실시했다(Fig.
성능/효과
- 생태지위 범위의 경우, 홍릉숲에서 관찰된 나비는 일반종(다화기성 종)이 20종 1460개체, 특수종(단화기성 종)은 9종 53개체가 관찰되었다. 1구간에서는 일반종이 15종 604개체, 특수종은 7종 29개체가 관찰되었고 2구간에서는 일반종이 20종 856개체, 특수종은 7종 24개체가 관찰되었다. 구간 간에 비교해 보면, 종수(x2= 0.
- 개체수로는 숲가장자리종이 824개체(54%)로 가장 많고, 초지종이 658개체(43%), 숲내종이 31개체(2%)로 가장 적었다. 구간별로 보면, 1구간에서는 초지종이 10종 123개체, 숲가장자리종이 9종 488개체, 숲내종이 3종 22개체가 관찰되었고 2구간은 초지종이 14종 535개체, 숲가장자리종이 9종 336개체, 숲내 종이 4종 9개체가 관찰되었다. 서식처 유형을 구간에 따라 비교한 결과, 종수(x2= 0.
- , 2008), 임연부의 비율이 높아지기 때문에 산림성 종은 줄어들고 초지성 종이나 임연부에 사는 종들은 증가할 것으로 예상된다. 그리고 좁은 서식면적으로 인해 서식범위가 좁은 특수종(Specialist species) 보다는 서식범위가 넓은 일반종(Generalist species)의 비율이 높아질 것으로 예상된다. 이처럼 예상되는 현상들을 확인하기 위해 전형적인 도시숲인 홍릉숲에서 나비를 조사하였다.
- 서식처 유형을 구간에 따라 비교한 결과, 종수(x2= 0.286, df = 2, P = 0.866)에서는 차이가 없었지만, 풍부도(x2= 270.89, df = 2, P << 0.001)에서는 유의한 차이가 나타났다(Fig. 2).
- 우점종은 대만흰나비(Pieris canidia (Sparman))(602개체, 40%), 배추흰나비(Pieris rapae (Linnaeus)) (455개체, 30%), 큰줄흰나비(Pieris melete Ménétriès) (162개체, 11%) 순으로 이 3종이 전체 풍부도의 81%를 차지했다. 서식처 유형을 비교한 결과, 종수에서는 초지종이 14종(48%)으로 가장 많았고 다음으로 숲가장자리종이 10종(34%), 숲내종이 5종(17%)로 가장 적었다. 개체수로는 숲가장자리종이 824개체(54%)로 가장 많고, 초지종이 658개체(43%), 숲내종이 31개체(2%)로 가장 적었다.
- 우점종은 대만흰나비(Pieris canidia (Sparman))(602개체, 40%), 배추흰나비(Pieris rapae (Linnaeus)) (455개체, 30%), 큰줄흰나비(Pieris melete Ménétriès) (162개체, 11%) 순으로 이 3종이 전체 풍부도의 81%를 차지했다.
- 서식처 유형과 생태지위 범위에 따른 종풍부도(종수)와 풍부도(개체수)의 차이를 비교하기 위해서 비모수검정법인 로그선형분석(log-linear analysis of frequency on contingency table)을 사용하였다. 이 분석법은 두 변수간의 독립성 검정뿐만 아니라 세 변수 이상에 대한 독립성 검정도 가능하며, 변수간의 상호작용 효과의 검정도 가능하다. 통계분석은 Statistica ver.
- lilacina Nakai) 등이 존재하기 때문일 것이다. 홍릉숲의 전체 추정 종수의 평균은 36종이고, 조사회수가 29회 이상에서 그 값이 안정되었다. 따라서 홍릉숲 나비의 종수는 대략 31종에서 61종 사이(95% 신뢰수준)로 추정된다.
후속연구
- 이처럼 도시숲은 나비 보존에 있어서 매우 중요한 역할을 하지만 우리나라에서는 나비 분포에 대한 연구는 보존상태가 양호한 산림에 집중되고, 도시숲에 사는 나비에 대한 연구는 등한히 하여 균형을 잃고 있다. 따라서 서울과 같은 대도시의 도시숲에서 나비의 군집이나 개체군 특성들에 대한 보다 체계적이고 폭넓은 연구가 이루어져야 할 것이다.
- Choi(2011)는 쌍꼬리부전나비가 도시에도 서식하는 종이지만 도시화가 진행되어 서식처가 감소하면 도시에서 사라질 가능성이 높다고 지적했다. 따라서 홍릉숲에서 쌍꼬리부전나비의 개체군 보존을 위해서는 마쓰무라꼬리치레개미의 개체군보존이 우선 고려되어야 할 것이다.
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