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문제 정의
- 본 연구는 기후변화에 민감하게 반응하는 박새류의 고도와 기온변화에 따른 번식생태학적 특징을 밝혀 야생조류의 생태적 적응 양상을 밝히는 데 필요한 자료를 제공하기 위하여 이루어졌다.
제안 방법
- 기온측정은 온·습도 기록계(HOBO U23-001, Onset Computer Corporation, Porasset, MA,. USA)를 각 조사지역별로 1개씩 총 3개를 설치하였다.
- , 2006). 번식기간 동안의 기온변화는 박새류의 번식생태에 영향을 미칠 것이며, 그중에서도 산란 일에 영향을 미치는 여러 요인 중에서 산란 전 두 달간의평균기온을 바탕으로 해석하였다. 소실데이터가 다수 존재하는 2009년과 2010년 기온자료를 제외하고 확인한 2011년 2, 3월의 한라산의 평균기온은 -2.
- 수집된 온도데이터는 일평균기온과 최저·최고기온으로 정리하여 분석하였다.
- 5m 높이에 부착하였다. 인공둥지 내 둥지형성, 산란일, 한배산란수, 부화여부, 이소여부 등을 관찰하였다. 번식관련 성공률은 번식성공률(100×이소한 새끼수/한배산란수), 부화성공률(100×부화한 새끼수/한배산란수), 이소성공률(100×이소한 새끼수/ 한배산란수)로 기록하였다.
- 인공둥지를 앞-뒤, 좌-우 각 30m 간격의 격자 형태로 48(6×8)개씩 한라산국립공원 내부 세 지역(영실 지역, A; 어리목 지역, B; 관음사 지역, C)에 총 144개를 설치하였다.
- 또한 새끼의 사망요인은 다음과 같은 기준으로 결정하였다:1) 사라짐(missing): 새끼가 이소 가능한 발육 이전에 인공둥지 내에서 발견되지 않은 경우, 2) 쪼임(pecking); 새끼 사체에 쪼인 흔적이 확인되는 경우, 3) 아사(starvation); 새끼의 몸무게가 지속적으로 감소하면서 사망한 경우이다. 최초산란일은 각 고도의 여러 인공둥지 중에서 가장 처음 산란이 시작된 둥지 한 곳을 기준으로 하였다. 평균산란일은 번식이 이루어진 둥지의 1차 번식 중에서 첫 산란일을 기준일로부터 경과한 날짜로 환산하여 산출하였다.
- 최초산란일은 각 고도의 여러 인공둥지 중에서 가장 처음 산란이 시작된 둥지 한 곳을 기준으로 하였다. 평균산란일은 번식이 이루어진 둥지의 1차 번식 중에서 첫 산란일을 기준일로부터 경과한 날짜로 환산하여 산출하였다.
대상 데이터
- 2012년 번식종별 이용 결과는 조사지역 세 곳에서 곤줄박이 P. varius가 28개, 박새 P. major가 28개, 흰눈썹황금새 Ficedula zanthopygia가 7개, 미동정의 조류가 24개의 인공둥지를 이용하였다. 2009년에는 동박새 Zosterops japonicus 가 1개의 인공둥지를 이용했던 것으로 확인되었다.
- 본 연구에서 박새류의 고도별 번식생태를 조사하기 위하여 선정한 지역은 관음사 지역(해발 600m, C), 어리목 지역 (900m, B), 영실 지역(1,300m, A) 세 곳으로, 한라산국립공원 내에 위치하며 박새류의 번식이 기존 연구(Kang et al., 2011)에서 확인된 장소이다(Figure 1). 조사는 2009년부터 2012년까지 4년 간 박새류의 번식기가 포함된 3월부터 7월까지 2~4일 간격으로 이루어졌다.
- , 2011)에서 확인된 장소이다(Figure 1). 조사는 2009년부터 2012년까지 4년 간 박새류의 번식기가 포함된 3월부터 7월까지 2~4일 간격으로 이루어졌다.
- varius)이 2종을 대상으로 수행하였으며, 인공둥지에서 번식이 관찰되었으나 개체수, 서식지경쟁 등 본 연구에 영향을 미치는 정도가 미비한 다른 종들은 제외하였다. 조사지역별 고도의 차이는 유사한 연구가 진행되고 있는 지리산에서는 대략 500m 고도 차이를 두어 선정하였으나 본 연구에서는 300m의 고도 차이를 두어 조사지역을 선정하였다. 인공둥지를 앞-뒤, 좌-우 각 30m 간격의 격자 형태로 48(6×8)개씩 한라산국립공원 내부 세 지역(영실 지역, A; 어리목 지역, B; 관음사 지역, C)에 총 144개를 설치하였다.
데이터처리
- 연도별 기온분포처럼 정규분포화 되지 않는 자료는 비모수검정인 Kruskal- Wallis 검정으로 조사지역별 유의차를 분석하였다. 각 조사지역 박새류 종간 산란에 대한 유의차 여부는 Mann-Whitney 검정을 실시하였다. 모든 통계분석은 SPSS 19.
- 조사된 박새 류의 방문 및 번식관련 자료는 일원분산분석(one-way ANOVA)으로 조사지역별 유의성 여부를 검정하였다. 연도별 기온분포처럼 정규분포화 되지 않는 자료는 비모수검정인 Kruskal- Wallis 검정으로 조사지역별 유의차를 분석하였다. 각 조사지역 박새류 종간 산란에 대한 유의차 여부는 Mann-Whitney 검정을 실시하였다.
- 수집된 온도데이터는 일평균기온과 최저·최고기온으로 정리하여 분석하였다. 조사된 박새 류의 방문 및 번식관련 자료는 일원분산분석(one-way ANOVA)으로 조사지역별 유의성 여부를 검정하였다. 연도별 기온분포처럼 정규분포화 되지 않는 자료는 비모수검정인 Kruskal- Wallis 검정으로 조사지역별 유의차를 분석하였다.
성능/효과
- 2009년부터 2011년 사이에 관찰된 박새류의 최초산란일은 관음사(C, 600m), 어리목(B, 900m), 영실(A, 1,300m) 세 지역에서 고도가 높을수록 산란시기가 늦어지는 것으로 나타났다. 2009년의 평균산란일 분포에는 차이가 있지만 (p<0.
- 2009년부터 2012년까지 4년간 조사된 지역별 인공둥지 이용률을 살펴보면(Table 2), 조사지역별 인공둥지 이용률은 곤줄박이(p>0.05), 박새(p>0.05) 모두 유의한 차이는 없는 것으로 나타났으며, 연도별 인공둥지이용률도 곤줄박이 (p>0.05), 박새(p>0.05) 모두 차이를 보이지 않았다.
- 2011년 조사에서도 낮은 고도(관음사)에서 가장 많았으나, 곤줄박이와 박새 모두 조사지역별 유의한 차이는 나타나지 않았고(p>0.05), 종별 한배산란수는 곤줄박이 평균 6.23±1.4개, 박새 평균 8.2±2.5개로 유의한 차이를 보였다(p<0.05)(Table 3).
- 각 고도별 평균기온은 관음사 15.3±3.6℃, 어리목 14.2±4.0℃, 영실 12.6±4.0℃였으며, 2009~20011년과 마찬가지로 고도가 높아질수록 평균기온이 낮아지는 경향을 보였다.
- 각 연도별 박새류의 최초산란일과 평균산란일을 비교해 보면, 2009년부터 2011년까지는 세 지역 모두에서 최초산란일이 늦춰지는 양상을 보였고, 2012년 최초산란일은 전년도와 비교하여 세 지역에서 모두 2011년 보다 빨라졌으나 유의한 차이가 없는 것으로 나타났다(Figure 3).
- 조사지역별 4년간의 기록을 분석한 결과, 고도가 높아질수록 평균기온은 낮아졌다. 결론적으로 2009년에 비하여 2012년에는 모든 조사지역에서 평균기온의 증가를 확인하였으나, 연도별 증감에 대한 뚜렷한 경향성을 파악할 수는 없었다. 따라서 기후변화에 따른 한라산지역의 기온변화의 경향성을 밝히기 위해서는 장기적인 데이터 수집이 필요하다고 판단된다.
- 곤줄박이는 조사지역에 따라 부화성공률(p<0.05), 이소 성공률(p<0.05) 및 번식성공률(p0.05), 이소성공률(p>0.05) 및 번식성공률(p>0.05) 모두 유의한 차이가 없었다.
- 그리고 각 연도에 해당하는 전체 조사지역 세 곳의 평균기온의 변화에 대해서는 연도별 기온이 증가하는 유의한 차이가 나타났다(p<0.05).
- 그리고 박새류의 최초산란일과 고도별 기온의 차이는 기온이 높아지면 산란일이 앞당겨지는 유의한 역상관관계가 있음을 확인하였다(p<0.05)(Figure 3).
- 따라서 곤줄박이의 번식에 대하여 서식지역의 고도와 상관관계가 있음을 보여주고 있으나 박새의 번식에 대해서는 서식하는 지역의 고도와는 상관관계 없다는 것을 보여준다고 할 수 있다. 다시 말해, 곤줄박이의 번식관련 성공률이 고도가 높아짐에 따라 낮아진다는 것을 의미하며, 박새의 번식관련 성공률은 고도에 따른 규칙성을 보이지 않았다. 고도에 따른 번식관련 성공률에 대해서는 모든 박새류에서 일정한 경향성을 확인할 수 없어 보다 지속적인 연구를 통한 결과 해석이 필요할 것이다.
- 동정이 불가한 몇몇 자료를 제외하고 종에 따른 이용률을 분석한결과, 곤줄박이와 박새 간에 유의한 차이가 없는 것으로 나타났다(p>0.05).
- 또한 2009년부터 2012년까지 4년 간 자료를 종합하여 분석한 결과(Figure 5), 연도별 차이와 종에 따른 조사지역별 차이는 없는 것으로 나타났다(p>0.05)
- 박새류 이외의 조류의 서식을 고려하여 인공둥지이용에 대한 경쟁요소를 배제한 이상의 결과에서, 고도별, 연도별, 산란하는 종에 따른 인공둥지이용률은 유의한 차이는 없는 것으로 나타났으며, 2011년의 인공둥지이용률을 제외하면 가장 높은 고도에서 인공둥지이용률이 낮게 나타났으나 유의한 상관관계를 보이지는 않았다. 이러한 결과는 고도를 제외한 주변 환경 조건이 비슷한 지역을 조사지역으로 선정하였으나 완벽하게 변인통제를 하는 것이 쉽지 않았고, 개체군 밀도와 서식지 질에 대해 참고할만한 자료가 모자라 무어라 단정할 수는 없었다.
- 이상의 연구결과를 종합해보면 고도가 높아짐에 따라 평균기온이 낮아지는 경향을 확인하였다. 박새류는 고도에 따른 기온변화에 직・간접적인 영향을 받아 최초산란일에 변화를 나타내며, 서식지의 평균기온이 증가할수록 산란일이 앞당겨 진다는 것이 밝혀졌다. 유사한 환경조건의 각기 다른 고도에서 서식하는 박새류를 통해 기온 차이에 따른 산란일의 변화가 유의한 상관관계를 보인다는 결과는 기온이 번식생태에 영향을 미친다는 확고하고 의미있는 자료가 된다.
- 박새의 최초산란일은 관음사(C), 어리목(B), 영실(A)에서 해마다 늦어지는 것으로 나타났다. 따라서 고도에 따른 기온변화는 번식생태와 상관관계가 있으며, 기후변화에 의해 온난화가 진행된다면 산란일이 앞당겨질 것이라 예측할수 있다.
- 번식관련 성공률은 번식성공률(100×이소한 새끼수/한배산란수), 부화성공률(100×부화한 새끼수/한배산란수), 이소성공률(100×이소한 새끼수/ 한배산란수)로 기록하였다.
- 해발고도는 생물의 생활사 변화에 중요한 영향을 미친다는 것이 오래전부터 고려되어 왔다(Badyaev, 1997). 본 연구결과에서는 고도가 증가할수록 한라산에 설치한 인공둥지를 이용하는 박새류의 최초산란일은 늦어졌다. 2009년부터 2011년까지는 최초산란일과 평균산란일이 해마다 느려지다가(Kang et al.
- 지리산 지역에서 5년간(2006~2010년) 연구한 박새류의 산란일 분포는 고도에 따른 차이가 있으나 연도별로는 차이가 없다고 보고하였다(NIER, 2009; 2010). 본 연구에서도 박새류의 산란일 분포와 같은 번식생태의 차이는 고도가 높아질수록 산란시기가 늦어지는 것으로 나타났으나, 곤줄박이는 관음사(C)와 어리목(B)에서 최초산란일이 해마다 늦어지는 것으로 나타났고, 영실(A)에서는 불규칙하게 나타났다(Table 1).
- 4%로 매우 낮게 나타났다. 영실지역에서 조사된 8개의 곤줄박이 둥지 중에서 5개 둥지는 번식성공률 0%, 2개 둥지는 50%미만, 1개 둥지만이 100%로 확인되었다. 이는 동일 지역에 서식하는 박새와 달리 곤줄박이 성체들이 먹이, 온도, 강우 등의 영향에 따른 일시적인 부적응으로 부화성공에 기여할 수 있는 활동을 제대로 하지 못하였거나, 부실한 알을 낳았을 가능성을 배제할 수 없다.
- 이상의 연구결과를 종합해보면 고도가 높아짐에 따라 평균기온이 낮아지는 경향을 확인하였다. 박새류는 고도에 따른 기온변화에 직・간접적인 영향을 받아 최초산란일에 변화를 나타내며, 서식지의 평균기온이 증가할수록 산란일이 앞당겨 진다는 것이 밝혀졌다.
- 전체 조사지역에 있어서는 종에 따라 차이가 있었고, 곤줄박이에 비해 박새의 한배산란수가더 많다는 것을 확인하였다(p<0.05).
- 05). 조사지역별 4년간의 기록을 분석한 결과, 고도가 높아질수록 평균기온은 낮아졌다. 결론적으로 2009년에 비하여 2012년에는 모든 조사지역에서 평균기온의 증가를 확인하였으나, 연도별 증감에 대한 뚜렷한 경향성을 파악할 수는 없었다.
- 평균산란일 분포를 연도별로 비교해보면, 곤줄박이는 관음사(p<0.05)와 어리목(p0.05)에서는 불규칙하게 나타났다.
후속연구
- 05). 결론적으로 연구를 통하여 산란 전 기온변화에 따른 산란일의 변화에 대한 구체적인 상관관계를 확인하지 못하였다. 이를 보완하기 위해 통제된 사육조건의 박새류 연구를 통해 증감하는 기온과 산란일의 변화에 대한 실험을 수행하고 이를 토대로 상관관계를 측정할 수 있다면 야생조건 박새류에 대한 기온변화에 따른 산란일 예측이 가능한 모델을 세울 수 있을 것이라 판단한다.
- 다시 말해, 곤줄박이의 번식관련 성공률이 고도가 높아짐에 따라 낮아진다는 것을 의미하며, 박새의 번식관련 성공률은 고도에 따른 규칙성을 보이지 않았다. 고도에 따른 번식관련 성공률에 대해서는 모든 박새류에서 일정한 경향성을 확인할 수 없어 보다 지속적인 연구를 통한 결과 해석이 필요할 것이다.
- 따라서 고도에 따른 기온변화는 번식생태와 상관관계가 있으며, 기후변화에 의해 온난화가 진행된다면 산란일이 앞당겨질 것이라 예측할수 있다. 그러나 본 연구에서 나타난 연도별 기온변화에 따른 산란일 변화의 결과를 성급히 받아들일 것이 아니라, 추후 지속적이고 장기적인 모니터링 자료를 확보하여야 보다 신뢰성 있는 경향을 파악해야 할 것이다.
- 그러므로 기온변화에 따른 직접적인 영향보다는 서식지의 질과 먹이공급의 정도가 박새류의 유전적 특성을 반영하며 개체의 산란수가 다양하게 나타날 것으로 판단된다. 따라서 박새류의 한배산란수의 변화양상은 유전과 적응에 따른 진화적 관점을 바탕으로 식생과 먹이원의 변화관계를 유추할 수 있는 다각적인 연구가 진행되어야 할 것이다.
- 갑작스런 기후변화의 영향은 최종적인 생태적 결과를 통해서는 확인하기 어렵지만, 개체의 전략적 선택에 따른 반응과 그에 따른 변경된 전략을 통해 파악이 가능하다(Lee, 2012). 따라서 산란일 이전의 기온변화가 최초산란일에 미치는 영향에 대해서는 여러 해에 걸쳐 수집된 자료를 바탕으로 누적된 수치를 비교해야할 것이며, 초기 산란개체들을 전체 산란개체들과 구별하여 비교하는 방법을 고려해 볼 수 있을 것이다. 최초산란일 이전 시기에 기온변화와 먹이원의 변화와 같이 박새류의 생리적 변화에 직접적인 영향을 미치는 요인들과 강수량, 강우일수, 주변식생, 전염병 등의 간접적인 영향을 미치는 요인들에 대한 다각적이고 종합적인 분석이 필요한 것으로 판단된다.
- 유사한 환경조건의 각기 다른 고도에서 서식하는 박새류를 통해 기온 차이에 따른 산란일의 변화가 유의한 상관관계를 보인다는 결과는 기온이 번식생태에 영향을 미친다는 확고하고 의미있는 자료가 된다. 또한 박새류의 번식생태와 기후변화에 관한 연구를 수행하는 데에도 도움이 될 것이라 여겨진다. 추후 계절생물학적으로 접근하여 기온뿐만 아니라 식생과 먹이원에 의한 박새류의 번식생태적 특성변화와 관련된 상관관계를 고려한 연구가 수행된다면 박새류를 이용한 기후변화에 따른 야생생물 적응시스템을 개발하는데 귀중한 자료로 활용할 수 있을 것이라 판단한다.
- 결론적으로 연구를 통하여 산란 전 기온변화에 따른 산란일의 변화에 대한 구체적인 상관관계를 확인하지 못하였다. 이를 보완하기 위해 통제된 사육조건의 박새류 연구를 통해 증감하는 기온과 산란일의 변화에 대한 실험을 수행하고 이를 토대로 상관관계를 측정할 수 있다면 야생조건 박새류에 대한 기온변화에 따른 산란일 예측이 가능한 모델을 세울 수 있을 것이라 판단한다.
- 따라서 산란일 이전의 기온변화가 최초산란일에 미치는 영향에 대해서는 여러 해에 걸쳐 수집된 자료를 바탕으로 누적된 수치를 비교해야할 것이며, 초기 산란개체들을 전체 산란개체들과 구별하여 비교하는 방법을 고려해 볼 수 있을 것이다. 최초산란일 이전 시기에 기온변화와 먹이원의 변화와 같이 박새류의 생리적 변화에 직접적인 영향을 미치는 요인들과 강수량, 강우일수, 주변식생, 전염병 등의 간접적인 영향을 미치는 요인들에 대한 다각적이고 종합적인 분석이 필요한 것으로 판단된다.
- 또한 박새류의 번식생태와 기후변화에 관한 연구를 수행하는 데에도 도움이 될 것이라 여겨진다. 추후 계절생물학적으로 접근하여 기온뿐만 아니라 식생과 먹이원에 의한 박새류의 번식생태적 특성변화와 관련된 상관관계를 고려한 연구가 수행된다면 박새류를 이용한 기후변화에 따른 야생생물 적응시스템을 개발하는데 귀중한 자료로 활용할 수 있을 것이라 판단한다.
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