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문제 정의
- 산불 후 일년 이내의 초기 단계에서 개미군집의 종다양성, 종구성, 풍부도, 계절소장, 기능군 구조 등에 많은 변화가 예상된다. 본 연구는 산불 직후에 나타나는 변화들을 파악하기 위해 실시되었다.
가설 설정
- 개미의 종수와 개체수(전체 또는 종별)의 비교는 Fisher exact test를 이용하였다. 두 조사지는 산불 전에는 인접한 소나무림이었기 때문에 개미의 개체수, 종수, 종구성, 기능군 구조, 월별출현패턴은 동일할 것으로 가정하였다(귀무가설). 4개 기능군의 종수와 개체수의 통계검정은 분할표로그빈도분석(log-linear frequency analysis on contingency table)을 이용하였다.
제안 방법
- 숲지표배회군(FGF)과 숲식생지표배회군은 공통적으로 함정트랩에서 흔하게 채집되나 후자의 경우 식생에서 많이 관찰되는 종들이다. 그러나 전자의 경우에도 식생에서 먹이를 구하는 활동을 어느 정도는 할 것이고, 아직 두 기능군을 구분할 만한 명확한 자료가 확보되어 있지 않기 때문에 두 기능군을 숲지표배회군(forest ground forager, FGF)으로 통합하였다. 토양낙엽배회군은 지표가 낙엽에 덮여 있기 때문에 FGF와 명확하게 구분하기가 어려우므로 토양낙엽서식군(soil and litter dweller, SLD)으로 용어를 변경하였다.
- 조사는 1996년 산불발생 후 1개월이 지난 5월 23일부터 1997년 5월 19일까지 겨울철을 제외(1996년 12월부터 1997년 2월까지)하고 매월 실시하였다. 조사구별로 대략 10 m 간격으로 10개의 조사목을 임의로 선정하여 비닐끈으로 표시한 후, 각 조사목 주위에 8개의 함정트랩을 조사목 주변 반경 2 m안에 설치하여 1개월 후 회수하였다. 보존액은 20% 포르말린을 이용하였다.
- 그러나 전자의 경우에도 식생에서 먹이를 구하는 활동을 어느 정도는 할 것이고, 아직 두 기능군을 구분할 만한 명확한 자료가 확보되어 있지 않기 때문에 두 기능군을 숲지표배회군(forest ground forager, FGF)으로 통합하였다. 토양낙엽배회군은 지표가 낙엽에 덮여 있기 때문에 FGF와 명확하게 구분하기가 어려우므로 토양낙엽서식군(soil and litter dweller, SLD)으로 용어를 변경하였다. 이 기능군의 개미들은 낙엽과 토양층에 서식하는 작은 절지동물들을 주로 먹고 사는 포식자이다(Kwon et al.
대상 데이터
-
결과 및 고찰
고성 산불지와 비산불지에서 총16종 1,308개체의 개미가 채집되었다(Table 1). 조사지 별로는 산불지가 15종 696개체, 비산불지는 13종 612개체로서 산불지의 종수와 개체수 모두 비산불지와 차이가 없었다(P > 0.
- 조사구별로 대략 10 m 간격으로 10개의 조사목을 임의로 선정하여 비닐끈으로 표시한 후, 각 조사목 주위에 8개의 함정트랩을 조사목 주변 반경 2 m안에 설치하여 1개월 후 회수하였다. 보존액은 20% 포르말린을 이용하였다.
- 조사는 1996년 산불발생 후 1개월이 지난 5월 23일부터 1997년 5월 19일까지 겨울철을 제외(1996년 12월부터 1997년 2월까지)하고 매월 실시하였다. 조사구별로 대략 10 m 간격으로 10개의 조사목을 임의로 선정하여 비닐끈으로 표시한 후, 각 조사목 주위에 8개의 함정트랩을 조사목 주변 반경 2 m안에 설치하여 1개월 후 회수하였다.
- 조사지는 강원도 고성군 죽왕면 오봉리에 위치하며, 산불피해를 받은 조사지는 식생이 전소한 수관화 피해지였으며(산불지: N 38°20’, E 128°30’), 산불이 나지 않은 인접한 소나무림 1개소를 비교조사지(비산불지)로 선정하였다(Kwon and Park, 2005의 Fig. 1).
데이터처리
- 두 조사지는 산불 전에는 인접한 소나무림이었기 때문에 개미의 개체수, 종수, 종구성, 기능군 구조, 월별출현패턴은 동일할 것으로 가정하였다(귀무가설). 4개 기능군의 종수와 개체수의 통계검정은 분할표로그빈도분석(log-linear frequency analysis on contingency table)을 이용하였다. 통계분석은 STATISTICA(ver.
- 다양도의 경우에도 평균과 표준편차 값을 사용하여 t-검정하였다. 개미의 종수와 개체수(전체 또는 종별)의 비교는 Fisher exact test를 이용하였다. 두 조사지는 산불 전에는 인접한 소나무림이었기 때문에 개미의 개체수, 종수, 종구성, 기능군 구조, 월별출현패턴은 동일할 것으로 가정하였다(귀무가설).
- 종수 추정은 Chao 1(Chao, 1984) 방식을 이용하여 10회 조사 시 추정되는 종수의 평균과 표준편차값을 이용하여 t-검정으로 두 조사지 간의 차이를 검정하였다. 다양도의 경우에도 평균과 표준편차 값을 사용하여 t-검정하였다. 개미의 종수와 개체수(전체 또는 종별)의 비교는 Fisher exact test를 이용하였다.
- 산불지와 비산불지의 종수와 다양도(H’; Shannon and Weaver, 1949)의 추정은 Estimate S (Colwell, 2005)를 이용하였다. 종수 추정은 Chao 1(Chao, 1984) 방식을 이용하여 10회 조사 시 추정되는 종수의 평균과 표준편차값을 이용하여 t-검정으로 두 조사지 간의 차이를 검정하였다. 다양도의 경우에도 평균과 표준편차 값을 사용하여 t-검정하였다.
- 4개 기능군의 종수와 개체수의 통계검정은 분할표로그빈도분석(log-linear frequency analysis on contingency table)을 이용하였다. 통계분석은 STATISTICA(ver. 6.1)을 이용하였다.
이론/모형
- 개미의 분류동정은 Kwon et al.(2012)의 종 구분방법에 따랐다. 개미표본은 현재 국립산림과학원 산림생태실험실에 보관 중이다.
- Species richness was estimated using Chao 1 algorithm (Chao, 1984), and species diversity (H’) was estimated using the Shannon diversity index (Shannon and Weaver, 1949).
- Species richness was estimated using Chao 1 algorithm (Chao, 1984), and species diversity (H’) was estimated using the Shannon diversity index (Shannon and Weaver, 1949). The estimation was conducted using a rarefaction algorithm of Estimate S (Colwell et al., 2004). Error bars indicate one standard deviation.
- 산불지와 비산불지의 종수와 다양도(H’; Shannon and Weaver, 1949)의 추정은 Estimate S (Colwell, 2005)를 이용하였다.
성능/효과
- 개미의 월별 발생상황을 보면 종수의 경우 두 조사지 간의 차이는 없었으나, 개체수의 경우 차이가 나타났다(Fig. 3). 산불직후에 산불지에서 개미의 개체수가 비산불지에 비해 2배 정도 많았으나, 가을에는 비산불지의 개체수가 오히려 많아졌다.
- , 2012) 본 연구와는 달랐다. 그 연구에서 산불지 개미군집에서 나타난 가장 현저한 특성은 OF 개미의 밀도 증가이다. 그러나 본 연구에서는 OF 개미 증가 현상은 종별로 상이하게 나타났다(Table 1).
- , 2004). 다른 연구결과들과 본 연구결과를 종합해서 봤을 때, 산불로 인해 개미군집의 종다양도과 개체수가 많이 줄어들지는 않는 것으로 판단된다.
- 01). 두 조사지에서 추정되는 종수는 산불지가 18종, 비산불지가 15종으로 통계적인 차이를 보였으나(Fig. 1; t = 2.58, df = 18, P = 0.019), 종다양도에서는 차이가 없었다(t =0.17, df = 18, P = 0.863). 또한 두 조사지에서의 개미 기능군 구조를 비교한 결과(Fig.
- 본 연구 결과, 개미군집은 산불로 인한 직접적인 영향을 거의 받지 않는 것으로 나타났다. 그러나 산불이 개미군집에 미치는 영향은 계절별로 다르며, 기능군에 따라서도 달라질 것으로 예상된다.
- 본 연구가 산불직후부터 1년 동안 조사한 것인데 비해, 그 연구는 산불 후 1년, 5년, 10년이 경과된 조사지에서 실시한 결과이다. 본 연구에서 일본 왕개미는 산불지에서 많았지만, 주름개미는 비산불지에서 오히려 많았다. 곰개미는 산불지에서 다소 많았지만 유의한 차이는 나타나지 않았다(P > 0.
- 산불직후에 산불지에서 개미의 개체수가 비산불지에 비해 2배 정도 많았으나, 가을에는 비산불지의 개체수가 오히려 많아졌다. 우점종 6종 중 주름개미를 제외하고는 5월에 채집된 개체수가 산불지에서 많았고, 가을에는 비산불지가 많아지는 현상이 일본왕개미를 제외하고 모두 나타났다(Fig. 4). 비슷한 현상이 딱정벌레에서도 나타났다(Kwon and Park, 2005).
- 일반적인 예상과는 달리 산불지에서 종수는 오히려 높아졌으며, 종다양도과 개체수에는 차이가 없었고 두 종을 제외하고는 종별 개체수에도 차이가 나타나지 않았다. 따라서, 산불은 개미군집에 큰 영향을 주지 않는 것 같다.
- 조사지 별로는 산불지가 15종 696개체, 비산불지는 13종 612개체로서 산불지의 종수와 개체수 모두 비산불지와 차이가 없었다(P > 0.05).
- 종별 개체수는 대다수 종이 두 조사지 간에 차이가 없었으나(P > 0.05), 일본왕개미(C. japonicus)는 산불지에서 많았고, 주름개미(T. caespitum)는 비산불지에서 더 많았다(P < 0.01).
- 177)에서 차이가 없었다. 종수에서 관측치의 경우에는 유의한 차이가 없으나 추정치의 경우에는 유의한 차이가 나타났는데, 이는 전자의 경우 두 집단의 종수를 단순하게 비교하기 때문에(두 집단이 같다는 가정하에) 종수의 차이가 커야 유의성이 나타나는 x2 검정의 통계적인 특성 때문에 유의성이 나타나지 않았으나, 후자의 경우 자료의 무작위추출법(randomization)에 의한 반복을 사용하기 때문에 종수의 적은 차이에도 유의성이 나타났다. 따라서 후자의 경우가 보다 통계학적인 관점에서 신뢰성이 높은 것으로 판단된다.
- 05). 최우점종은 스미스개미(P. flavipes) 였으며, 두 조사지간의 개체수 차이는 없었다(x2=0.08, df = 1, P = 0.782). 종별 개체수는 대다수 종이 두 조사지 간에 차이가 없었으나(P > 0.
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