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문제 정의
- 본 연구에서는 두루미류의 개체군 및 서식밀도에 영향을 주는 요인 중 자연적 요인과 함께, 인간에 의한 직 ∙ 간접적인 교란의 영향에 의한 서식분포모델을 도출하고자 하였다. 대상지역은 강원도 철원군의 민간인통제 지역이며, 2009년부터 2014년까지 매년 1월의 두루미와 재두루미의 분포를 대상으로 하였다.
가설 설정
- 본 연구에서는 두루미류의 분포가 인위적 요인 및 자연적 요인에 의하여 결정될 것으로 가정하였다. 특히, 도로 및 건물 등의 인간에 의한 교란요인으로 판단하고 이들에 의해 두루미류의 서식밀도가 영향을 받을 것으로 가설을 설정하였다.
- 본 연구에서는 두루미류의 분포가 인위적 요인 및 자연적 요인에 의하여 결정될 것으로 가정하였다. 특히, 도로 및 건물 등의 인간에 의한 교란요인으로 판단하고 이들에 의해 두루미류의 서식밀도가 영향을 받을 것으로 가설을 설정하였다. 위와 같은 인위적 교란요인과 자연적 요인들의 영향에 대해 회귀분석을 통해 서식밀도 모델을 만들고, 주요 서식요인을 밝히려 하였다.
제안 방법
- 비닐하우스의 밀도는 수치지도에서 인공물을 추출하고 현장에서 비교하여 분포도를 작성하였다. 2007년 이후 추가된 비닐하우스나 인공적인 건물은 Google Earth 위성영상을 기본으로 현장조사에서 확인하여 분포도를 작성하였다. 밀도계산은 ArcGIS10.
- 분석에 사용한 환경요인과의 거리는 거주지, 군부대 시설, 잠자리, 도로(통행량이 많은, 중간, 낮은 도로), 저수지와 도면상 데이터수집지점과의 최단거리를 활용하였다(Table 1). 거리평가의 단위는 100 m 로 하였으며, 위 요인을 이용하여 두루미류의 서식밀도와 피어슨 상관관계를 구하였다.
- 두루미류가 선호하는 서식지로 평가되고 있는 민간인 통제지역의 내외의 밀도차이를 비교하고 그 결과를 서식모델로 활용하였다. 두루미의 민통선 내에서의 서식밀도는 9.
- 최종적인 밀도모델은 거리가 제한된 거주지와의 거리, 통행량이 많은 도로와의 거리 등에서 제한거리 이상인 경우 최대제한거리로 치환하여 다변량 회귀분석을 실시하였다. 또한 다변량 회귀분석을 통해 유도된 수식을 이용하여 밀도분포 지도를 작성하였다.
- 모델을 최종적으로 검증하기 위하여 밀도평가의 기준 격자 내에서 최종모델과 실제 평가된 밀도의 상관관계를 구하였다. 두 가지 종 모두에서 모델에 의한 밀도 추정값과 실제 조사된 분포자료의 밀도는 유의한 상관관계가 있었다(RCC: r=0.
- (2011)의 경우 구간별 밀도를 이용한 상관관계 및 회귀모델을 구하였는데, 각 구간에서의 변이를 반영하지 못하는 약점을 가졌다. 본 연구는 다년간의 분포를 중첩하여 세밀한 분포밀도를 구하였으며, 구간의 거리를 100 m 단위로 세분화하였다. 최종적으로 각 구간별 밀도를 추출하고 평균을 구해 밀도의 분산을 반영하여 실질적인 분포의 경향을 거리에 따라 보여줄 수 있었던 것으로 판단한다.
- 조사지역은 중첩되지 않도록 하였으며, 조사가 완료될 시점에서 전체 두루미류 서식지가 조사되도록 하였다. 분포도는 두루미(Grus japonensis)와 재두루미(Grus vipio)의 취식무리를 대상으로 구글어스(Google Earth)의 위성영상을 이용하여 현 위치와 현장의 지형 및 논의 배치를 참고하여 작성하였다. 10 m 이상 떨어진 거리의 무리는 다른 무리로 구분하였으며(Yoo et al.
- , 2007). 비닐하우스의 밀도는 수치지도에서 인공물을 추출하고 현장에서 비교하여 분포도를 작성하였다. 2007년 이후 추가된 비닐하우스나 인공적인 건물은 Google Earth 위성영상을 기본으로 현장조사에서 확인하여 분포도를 작성하였다.
- 특히, 도로 및 건물 등의 인간에 의한 교란요인으로 판단하고 이들에 의해 두루미류의 서식밀도가 영향을 받을 것으로 가설을 설정하였다. 위와 같은 인위적 교란요인과 자연적 요인들의 영향에 대해 회귀분석을 통해 서식밀도 모델을 만들고, 주요 서식요인을 밝히려 하였다.
-
2) 환경요인에 대한 조사
조사지역에 대한 1 : 5,000 수치지도에서 ArcGIS (10.0)를 이용해 거주지와 도로를 추출하였다(Fig. 1). 도로는 포장된 농로와 비포장 소로 등을 제외하고 차량의 통행이 많은 도로를 추출하였다(Yoo, 2004).
- 현장조사는 2인 1개조, 4개 팀으로 나뉘어 차량으로 이동하면서 정해진 구역과 순서로 조사하였다. 조사지역은 중첩되지 않도록 하였으며, 조사가 완료될 시점에서 전체 두루미류 서식지가 조사되도록 하였다. 분포도는 두루미(Grus japonensis)와 재두루미(Grus vipio)의 취식무리를 대상으로 구글어스(Google Earth)의 위성영상을 이용하여 현 위치와 현장의 지형 및 논의 배치를 참고하여 작성하였다.
- 현장조사는 2인 1개조, 4개 팀으로 나뉘어 차량으로 이동하면서 정해진 구역과 순서로 조사하였다. 조사지역은 중첩되지 않도록 하였으며, 조사가 완료될 시점에서 전체 두루미류 서식지가 조사되도록 하였다.
대상 데이터
- 본 연구에서는 두루미류의 개체군 및 서식밀도에 영향을 주는 요인 중 자연적 요인과 함께, 인간에 의한 직 ∙ 간접적인 교란의 영향에 의한 서식분포모델을 도출하고자 하였다. 대상지역은 강원도 철원군의 민간인통제 지역이며, 2009년부터 2014년까지 매년 1월의 두루미와 재두루미의 분포를 대상으로 하였다. 두루미류의 서식밀도는 거주지, 군사시설, 통행량이 빈번한 도로와 가까울수록 서식밀도가 감소하였고, 거리가 멀어질수록 서식밀도는 증가하였다.
- 따라서 두루미류의 월동기 행동반경인 500 m 범위를 참조하여 (Lee, 2009) 250 m 격자로 밀도를 산출하였다. 밀도 인용지점은 전체 서식 가능한 지역을 포괄하는 직사각형의 레스터 데이터를 생성 후 250 m 간격의 점 데이터로 변환하고 이를 연구대상지에 포함되는 점만으로 선정하였다. 최종적으로 밀도참조지점으로 사용된 것은 모두 1,356 지점이었다.
- 본 연구에서는 두루미류의 환경요인과의 거리별 밀도를 구하고 일정한 간격의 데이터 추출점 중 조사지역 내의 지점(건폐지 및 산림지역 제외)을 선정하여 자료를 추출하였다. 이전의 Herr and Queen (1993)의 연구에서, 거리별 서식빈도를 이용한 것은 서로 다른 면적에 따른 밀도의 왜곡이 발생할 수 있었다.
- 분석에 사용된 분포자료는 2009년부터 2014년 1월까지 6회의 자료로 두루미가 1,334 무리(평균 3.4개체±표준오차 0.80, 범위 1~50개체), 재두루미가 2,091 무리(평균 4.2개체± 표준오차 0.79, 범위 1~250개체)였다.
- 최종적으로 밀도참조지점으로 사용된 것은 모두 1,356 지점이었다. 분석에 사용한 환경요인과의 거리는 거주지, 군부대 시설, 잠자리, 도로(통행량이 많은, 중간, 낮은 도로), 저수지와 도면상 데이터수집지점과의 최단거리를 활용하였다(Table 1). 거리평가의 단위는 100 m 로 하였으며, 위 요인을 이용하여 두루미류의 서식밀도와 피어슨 상관관계를 구하였다.
- 서식밀도 모델을 만들기 위하여 적용한 요인의 범위는 연구결과를 참고하여 거주지와의 거리는 2.5 km, 통행량이 많은 도로와의 거리의 경우 2 km 이내로 제한하여 입력데이터로 사용하였으며, 군부대와의 거리는 800 m 이내로 제한하여 사용하였다. 최종적인 밀도모델은 거리가 제한된 거주지와의 거리, 통행량이 많은 도로와의 거리 등에서 제한거리 이상인 경우 최대제한거리로 치환하여 다변량 회귀분석을 실시하였다.
- 두루미류의 취식지는 주로 논이며, 추수 후 남겨진 낙곡을 주요 먹이로 한다(Pae 1994; 2000). 조사는 2009년 1월부터 2014년 1월까지 6개 월동기간 동안 이루어졌으며, 개체군 변동이 낮은 매년 1월의 분포(Pae, 2000) 6개 자료의 결과를 분석에 활용하였다. 조사 범위는 Fig.
- 조사지역은 강원도 철원군 동송읍, 철원읍에 해당하는 민간인통제지역 인근지역이다(Fig. 1). 두루미류의 취식지는 주로 논이며, 추수 후 남겨진 낙곡을 주요 먹이로 한다(Pae 1994; 2000).
데이터처리
- 2007년 이후 추가된 비닐하우스나 인공적인 건물은 Google Earth 위성영상을 기본으로 현장조사에서 확인하여 분포도를 작성하였다. 밀도계산은 ArcGIS10.0 프로그램을 이용해 반경 500 m를 참조하여 250 m 격자 기준으로 밀도 데이터를 생성하여 분석에 활용하였다.
- 5 km, 통행량이 많은 도로와의 거리의 경우 2 km 이내로 제한하여 입력데이터로 사용하였으며, 군부대와의 거리는 800 m 이내로 제한하여 사용하였다. 최종적인 밀도모델은 거리가 제한된 거주지와의 거리, 통행량이 많은 도로와의 거리 등에서 제한거리 이상인 경우 최대제한거리로 치환하여 다변량 회귀분석을 실시하였다. 또한 다변량 회귀분석을 통해 유도된 수식을 이용하여 밀도분포 지도를 작성하였다.
- 회귀모델을 작성하기 위해, 단계선택에 의한 다중회귀 분석을 실시하였다. 거주지와의 거리, 이용 가능한 농경지의 면적, 민간인통제지역 그리고 통행량이 많은 도로와의 거리가 회귀모델을 충족하는 변수로 선택되었으며, 두루미의 서식밀도 모델을 표현하는 회귀식은 다음과 같았다.
성능/효과
- 결과적으로 두루미는 이용 가능한 농경지의 면적에 크게 좌우되었으나, 교란에 민감하여 거주지 및 통행량이 많은 도로에서 가까울수록, 밀도가 크게 감소하는 종으로 나타났다(Fig. 10).
- 001). 결과적으로 통행량이 높은 도로인근 취식지는 선호되지 않는 지역이었지만, 통행량이 낮은 도로인근 취식지는 선호되는 지역이었다.
- 군사시설지역에 가까운 지역은 약 700~800 m까지 밀도가 증가하는 양상을 보였으며(Fig. 7, RCC: r=0.148, n=497, p<0.01, WNC: r=0.111, n=497, p<0.05), 거주지의 영향과 비교할 때 영향거리가 멀지 않았으며, 가까운 곳에서도 상대적으로 높은 두루미류 서식밀도가 나타났다(Fig. 8).
- 도로와의 거리에 따른 서식밀도는 통행량에 따라 다르게 나타났는데, 통행량이 중간인 도로(MTR)의 경우 2 km까지의 거리에서 두루미의 경우 서식밀도의 차이를 보이지 않았으며 (Fig. 8-A-MTR, r=0.029, n=1,006, p=0.360), 재두루미의 경우 도로와 멀어짐에 따라 밀도가 증가하는 양상을 보였다(Fig. 8- B-MTR, r=0.118, n=1,006, p<0.001).
- 두 가지 종 모두에서 모델에 의한 밀도 추정값과 실제 조사된 분포자료의 밀도는 유의한 상관관계가 있었다(RCC: r=0.68, p<0.001, WNC: r=0.65, p<0.001, Fig.12).
- 두루미와 재두루미 모두 공통적으로 이용 가능한 농경지의 면적이 중요하였고, 두루미에서는 거주지와의 거리 및 통행량이 많은 도로와의 거리가, 재두루미에서는 통행량이 낮은 도로와의 거리가 중요한 요인으로 나타났다. 두 가지 종 모두에서 모델에 의한 추정 값과 실제 분포를 이용한 밀도 사이에 유의미한 상관관계가 나타났다.
- 대상지역은 강원도 철원군의 민간인통제 지역이며, 2009년부터 2014년까지 매년 1월의 두루미와 재두루미의 분포를 대상으로 하였다. 두루미류의 서식밀도는 거주지, 군사시설, 통행량이 빈번한 도로와 가까울수록 서식밀도가 감소하였고, 거리가 멀어질수록 서식밀도는 증가하였다. 통행량이 적은 도로, 잠자리와의 거리 및 비닐하우스의 밀도가 증가할수록 두루미류의 서식밀도는 감소하는 경향을 보였다.
- 두루미와 재두루미 두 종의 서식밀도는 통행량이 많은 도로에 가까울수록 감소하였다(Fig. 8, 통행량이 많은 도로: HTR). 반대로 거리가 멀어질수록 2 km까지 서식밀도가 증가하는 양상을 보였으며 (Fig.
- 02이었다. 두루미와 재두루미 모두 공통적으로 이용 가능한 농경지의 면적이 중요하였고, 두루미에서는 거주지와의 거리 및 통행량이 많은 도로와의 거리가, 재두루미에서는 통행량이 낮은 도로와의 거리가 중요한 요인으로 나타났다. 두 가지 종 모두에서 모델에 의한 추정 값과 실제 분포를 이용한 밀도 사이에 유의미한 상관관계가 나타났다.
- 두루미와 재두루미의 서식밀도는 거주지에 가까울수록 감소하였고, 멀어질수록 증가하여 2.5 km까지 증가하는 양상을 보였다(Fig. 7, Red-crowned Crane, RCC: r=0.631, n=1,055, p<0.001; White-naped Crane, WNC: r=0.583, n=1,055, p<0.001).
- 001). 두루미의 민간인통제지역 내의 밀도는 외부에 비하여 5.2배 높았으며, 재두루미의 경우는 2.2배 높게 나타났다.
- 통행량이 적은 도로, 잠자리와의 거리 및 비닐하우스의 밀도가 증가할수록 두루미류의 서식밀도는 감소하는 경향을 보였다. 또한, 두루미류의 서식밀도는 민간인통제지역 외부보다 내부의 밀도가 높게 나타났다. 전체 요인을 이용해 단계적 진입을 통한 회귀분석의 결과, 두루미는 3.
- 밀도측정지점으로부터 500 m 이내의 이용이 가능한 농경지 면적이 넓을수록 두루미와 재두루미의 서식밀도는 모두 증가하였으며 유의한 상관관계를 나타내었다(Fig. 3, RCC: r=-0.474, n=1,356, p<0.001; WNC: r=-0.541, n=1,356, p<0.001).
- 001). 반면 비닐하우스의 밀도(40개 km-2 이하에서)가 높을수록 두루미와 재두루미 모두 밀도가 감소하는 경향이 있었다(Fig. 4). 비닐하우스 밀도가 40 km-2에서 80 km-2인 구간에서는 증감하는 경향이 없이 공통적으로 낮은 밀도를 보였다.
- 반면 재두루미는 이용 가능한 농경지의 면적, 통행량이 낮은 도로와의 거리, 그리고 저수지와의 거리에 의해 모델이 만들어졌으며(Fig. 11), 인위적 교란요인에 의한 영향보다는 먹이자원의 요인에 영향을 많이 받는 것으로 나타났다.
- 본 연구결과 두루미류의 분포밀도는 자연적 요인 뿐아니라 인위적 요인에 의해서 크게 좌우되었으며, 거주지 및 통행량이 많은 도로는 큰 영향을 주었다. 특히 두루미는 재두루미에 비하여 거주지와 도로의 영향에 의하여 분포밀도가 결정되는 모델을 보였다(연구결과 2).
- 잠자리로부터의 거리에 따른 서식밀도는 인근지역에서 낮은 밀도를 보였으나 500 m에서 1,500 m 정도에서 높은 값을 가졌으며, 1,500 m 이상에서는 잠자리와 멀어질수록 밀도가 감소하는 양상을 보였다 (Fig. 5, RCC: r=-0.195, n=1,356, p<0.001; WNC: r=-0.225, n=1,356, p<0.001).
- 전체 요인을 이용해 단계적 진입을 통한 회귀분석의 결과, 두루미는 3.4×AV_FE (이용이 가능한 농경지의 면적 ha)+1.27×N_RES (거주지와의 거리 km)-0.54×CCZ_0 (민통선 내:0-외:1)+0.4×N_HTR (통행량이 많은 도로와의 거리)-1.40이었다.
- 두루미류의 서식밀도는 거주지, 군사시설, 통행량이 빈번한 도로와 가까울수록 서식밀도가 감소하였고, 거리가 멀어질수록 서식밀도는 증가하였다. 통행량이 적은 도로, 잠자리와의 거리 및 비닐하우스의 밀도가 증가할수록 두루미류의 서식밀도는 감소하는 경향을 보였다. 또한, 두루미류의 서식밀도는 민간인통제지역 외부보다 내부의 밀도가 높게 나타났다.
- 비행에 소요되는 에너지를 최소화하기 위하여 잠자리 인근 지역의 취식지를 선호하는 것으로 판단된다(Spalding and Krapu, 1994). 하지만, 철원지역은 다양한 잠자리가 비교적 가까운 거리에 존재하기 때문에 잠자리와의 최단 거리를 이용한 본 연구에서는 잠자리에서 먼거리에서 밀도가 다시금 증가하는 양상을 보였다. 이것은 분석대상 거리에서 다른 잠자리의 영향권 내의 결과를 반영하였기 때문이라 판단된다.
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