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Maxent 모델을 이용한 반달가슴곰의 서식지 분포변화 예측

Habitat Distribution Change Prediction of Asiatic Black Bears (Ursus thibetanus) Using Maxent Modeling Approach

생태와 환경 = Korean journal of ecology and environment, v.49 no.3, 2016년, pp.197 - 207  

김태근 (국립공원관리공단 국립공원연구원) ,  양두하 (국립공원관리공단 자원보전처) ,  조영호 (국립생태원 생태평가연구실) ,  송교홍 (국립생태원 생태평가연구실) ,  오장근 (국립공원관리공단 국립공원연구원)

초록
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본 연구는 국립공원을 포함한 국내 보호지역에서 반달가슴곰 (Ursus thibetanus)을 효과적으로 보전하고, 종 복원을 성공하기 위해서 종의 재도입에 적합한 지역을 객관적으로 평가하기 위한 기초자료를 제공하는 데 그 목적이 있다. 이를 위해서 Maxent 모델과 기후, 지형, 그리고 도로 및 토지이용과 관련된 환경 변수를 이용하여 반달가슴곰의 출현 기록이 있는 동아시아, 동남아시아, 그리고 인도를 대상으로 잠재 서식지를 예측하고, 이와 관련된 기후 및 환경 변수의 영향을 평가하였다. 또한 미래 기후변화에 따라서 반달가슴곰에게 적합한 서식 범위의 면적과 지리적인 변화를 분석하였다. 생물보전을 위해서 야생생물의 서식지분포연구에 널리 활용되고 있는 Maxent 모델의 판별정확도를 나타내는 AUC 값이 0.893 (sd=0.121)으로 산출되었다. 이는 반달가슴곰의 잠재 서식지를 예측하고 미래 기후변화에 따른 서식지 변화특성을 평가하는 데 유용하였다. IUCN에서 평가한 반달가슴곰의 분포지도와 비교해서, 현존 지역 (Extant)은 Maxent 모델로 예측된 서식 확률이 국가별 지역적으로 다양하고, 멸종 지역 (Extinct)은 상대적으로 낮았다. 이는 반달가슴곰이 서식하는 환경 특성의 차이가 지역적으로 반영된 결과라 할 수 있다. 반달가슴곰의 잠재 서식지 분포에 영향을 주는 환경은 기후, 지형 그리고 인위적 요소인 도로로부터의 거리와 같은 요소보다 토지피복 유형의 영향이 가장 높았는데, 특히 낙엽활엽수림지역이 더욱 선호될 것으로 예측되었다. 또한 기온의 연간범위보다 연평균강수량과 건조시기의 강수량의 영향이 더욱 클 것으로 예측되었고 도로로부터 거리가 멀어질수록 서식가능성이 높은 것으로 나타났다. 이는 반달가슴곰은 먹이자원뿐만 아니라 인간의 간섭이 없는 보다 안정된 지역을 선호할 것으로 추측된다. 미래 기후변화에 따라서 서식적합지역은 점차 확장할 것으로 전망되었고, 남한에서는 전남, 전북 그리고 강원도지역이, 일본에서는 Kyushu, Chugoku, Shikoku, Chubu, Kanto 그리고 Tohoku의 접경 지역이, 중국에서는 Jiangxi, Zhejiang 그리고 Fujian의 접경 지역이 향후 아시아지역에서 반달가슴곰이 서식할 수 있는 핵심지역이 될 것으로 예상된다. 본 연구는 반달가슴곰의 서식지 보전과 효율적인 관리, 인위적으로 도입된 개체의 방사지점 선정, 향후 서식 범위의 확장에 따른 보호지역 설정 그리고 인간과 충돌지역의 관리에 대한 기초자료로서 활용될 것으로 기대된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

This study aims at providing basic data to objectively evaluate the areas suitable for reintroduction of the species of Asiatic black bear (Ursus thibetanus) in order to effectively preserve the Asiatic black bears in the Korean protection areas including national parks, and for the species restorat...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구는 국립공원을 포함한 국내 보호지역에서 반달 가슴곰(Ursus thibetanus)을 효과적으로 보전하고, 종 복원을 성공하기 위해서 종의 재도입에 적합한 지역을 객관적으로 평가하기 위한 기초자료를 제공하는 데 그 목적이 있다. 이를 위해서 Maxent 모델과 기후, 지형, 그리고 도로 및 토지이용과 관련된 환경 변수를 이용하여 반달가슴곰의 출현 기록이 있는 동아시아, 동남아시아, 그리고 인도를 대상으로 잠재 서식지를 예측하고, 이와 관련된 기후 및 환경 변수의 영향을 평가하였다.
  • 본 연구는 국립공원을 포함한 국내 보호지역에서 반달가슴곰의 효과적인 보전과 성공적인 복원을 위해서 재도입에 적합한 지역을 객관적으로 평가하기 위한 기초자료로 활용하는 것을 그 목적으로 한다. 이를 위해서 반달가슴곰의 출현 기록이 있는 동아시아, 동남아시아 그리고 인도를 대상으로 기후, 지형, 도로 및 토지이용과 관련된 환경 변수와 Maxent 모델을 이용해서 반달가슴곰의 잠재 서식지를 예측하였다.
  • 6 개의 범주는 현존(Extant), 불연속적인 현존가능(Probably Extant-discontinued), 현존가능(Possibly Extant), 멸종가능(Possible Extinct), 멸종(Extinct-post 1500), 그리고 존재불확실(Presence Uncertain)이다(IUCN, 2016). 본 연구에서는 종의 기록이 있고 검증된 지역으로 판단되는 현존 및 멸종 지역을 이용하여 모델로 예측된 결과를 평가하였다. 모델 수행 결과로 예측된 반달가슴곰의 분포지역에 영향을 주는 가장 중요한 환경 변수를 평가하기 위해 Jackknife 검정을 수행하였다.
  • 종 분포 모델은 종의 출현지점이나 풍부도와 이와 관련된 환경 변수의 관계를 분석하여 대상 종의 분포에 대한 상세한 정보를 제공하는데(Elith et al., 2006), 본 연구에서는 최대 엔트로피 이론을 활용하여 반달가슴곰의 분포 모델을 개발하였다. Maxent 모델은 회귀분석을 기반으로 하는 분포 모델과 유사하게 생물종이 출현한 지역의 환경적 특성을 사전 정보로 이용하고, 이와 유사한 특성을 갖는 지역을 전체 연구 대상지역에서 0~1의 범위를 갖는 확률로 서식가능성을 나타낸다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
반달가슴곰의 서식지는 어디인가? 반달가슴곰은 동남아시아 본토와 타이완, 일본, 러시아의 연해주 등의 산악지역에 분포하고(Garshelis and Steinmetz, 2008), 국내에서는 설악산, 오대산, 태백산, 조령산, 지리산에서 서식하고 있는 것으로 조사되었으나(Korea Society For the Protection of Wild life, 1983), 서식지 파괴와 밀렵으로 인해 지리산 지역에서 일부 개체가 서식하고 있는 것으로 알려져 있다(National Institute of Environmental Research, 2002). 일부 학자들이 설악산과 오대산 등지에 일부 개체의 잔존을 주장하고 있으나 공식적으로는 확인되지 않고 있다.
반달가슴곰을 효과적으로 보전하고, 종 복원을 성공하기 위해 적합한 아시아 지역 내 반달가슴곰의 잠재 서식지는 어디인가? 이는 반달가슴곰은 먹이자원뿐만 아니라 인간의 간섭이 없는 보다 안정된 지역을 선호할 것으로 추측된다. 미래 기후변화에 따라서 서식적합지역은 점차 확장할 것으로 전망되었고, 남한에서는 전남, 전북 그리고 강원도지역이, 일본에서는 Kyushu, Chugoku, Shikoku, Chubu, Kanto 그리고 Tohoku의 접경 지역이, 중국에서는 Jiangxi, Zhejiang 그리고 Fujian의 접경 지역이 향후 아시아지역에서 반달가슴곰이 서식할 수 있는 핵심지역이 될 것으로 예상된다. 본 연구는 반달가슴곰의 서식지 보전과 효율적인 관리, 인위적으로 도입된 개체의 방사지점 선정, 향후 서식 범위의 확장에 따른 보호지역 설정 그리고 인간과 충돌지역의 관리에 대한 기초자료로서 활용될 것으로 기대된다.
생물종 분포 모델 어떻게 활용되고 있는가? , 2006). 생물종 분포 모델은 생태학과 생물다양성 보전 등 야생동물의 분포를 연구하는 다양한 분야에서 널리 활용되고 있다(Guisan and Zimmermann, 2000; Rodríguez et al., 2007; Guisan et al., 2013). 멸종위기에 대한 기후변화의 영향, 외래종 침입과 위험지역 예측, 재도입종을 위한 적합지역 그리고 생물다양성을 위한 보전우선지역을 결정하는데 다양하게 적용되고 있다(Hirzel et al., 2004; Tomas et al., 2004; Sánchez-Cordero et al., 2005; Vaclavik and Meentemeyer, 2009). 최근에는 기후, 식생, 그리고 지형 등 다양한 환경요소와 관련된 공간자료가 전 세계적으로 제작되어 무상으로 제공되고 있고, 로지스틱회귀식, 다변량분석 등 종과 환경의 관계를 확률적으로 설명하는 종 분포 모델이 개발되어 널리 활용되고 있다(Phillips et al., 2006).
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