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문제 정의
- 또한 10월 가을철의 평균 강수량이 증가할수록 참매미 종성일이 빨라지고, 총 울음기간은 감소하는 경향을 확인하였다. 따라서 가을철 강수량이 참매미의 울음 종료에 영향을 미친다는 것을 파악하였다.
- , 2006; Ki and Sung, 2014; Kloepper and Simmons, 2014). 따라서 본 연구는 장기간에 걸쳐 관측한 참매미 초성 및 종성 자료와 기상자료를 분석하여 기후변화에 의한 생물계절 변화 영향을 파악하는데 그 목적이 있다. 이를 통해 매미과의 생물계절 연구가 기후변화에 의한 생태계 영향 연구에 효과적임을 제시하고 나아가 기후변화에 의한 생태계 연구의 기초자료를 제공하고자 한다.
- 본 연구는 기상청의 참매미 초성, 종성 생물계절 데이터와 기상요인 데이터를 활용하여 기후변화에 의한 참매미번식울음 시기 변화 분석하고자 하였다. 기존에 매미를 대상으로 생물계절을 연구한 사례는 많지 않으며(Emery et al.
- 따라서 본 연구는 장기간에 걸쳐 관측한 참매미 초성 및 종성 자료와 기상자료를 분석하여 기후변화에 의한 생물계절 변화 영향을 파악하는데 그 목적이 있다. 이를 통해 매미과의 생물계절 연구가 기후변화에 의한 생태계 영향 연구에 효과적임을 제시하고 나아가 기후변화에 의한 생태계 연구의 기초자료를 제공하고자 한다.
제안 방법
- 기상요인 변화와 매미 번식울음 변화 간 관계를 구체적으로 파악하기 위해, 봄에서 여름으로 계절이 바뀌는 6월을 포함한 1960년대부터 2016년까지 서울 월별 총 강우량과 참매미 울음 데이터간 상관관계를 분석하였다(Table 3). 그 결과 10월 강우량이 참매미 종성시기와 울음기간과 음의 상관관계를 보였다.
- 참매미의 초성, 조성 변화가 평균온도 상승과 관련성이 있는지 파악하기 서울시 참매미 초성일, 종성일, 울음기간과 월 평균기온(1975~2016년)과의 상관관계분석을 실시하였다. 평균기온은 각 연도별로 1개월, 2개월, 3개월, 4개월 간격으로 나누어 각각 평균기온을 산출하였다(Table 2).
- 참매미의 초성, 조성 변화가 평균온도 상승과 관련성이 있는지 파악하기 서울시 참매미 초성일, 종성일, 울음기간과 월 평균기온(1975~2016년)과의 상관관계분석을 실시하였다. 평균기온은 각 연도별로 1개월, 2개월, 3개월, 4개월 간격으로 나누어 각각 평균기온을 산출하였다(Table 2). 참매미 번식울음 시기와 1개월 단위 평균기온과의 상관관계 분석 결과 서울시는 참매미 초성일이 6, 9, 11월 평균기온과 유의미한 음의 상관관계를 보였고, 울음기간은 9월 평균기온과 유의미한 양의 상관관계를 보였다.
대상 데이터
-
연구방법
연구대상종은 기상청에서 수집하고 있는 종별 생물계절 데이터 중 참매미를 선정했다(Seasonal observation guidelines, KMA, 1989). 연구대상지는 기상청 국가기후데이터센터(http://sts.
- 연구대상종은 기상청에서 수집하고 있는 종별 생물계절 데이터 중 참매미를 선정했다(Seasonal observation guidelines, KMA, 1989). 연구대상지는 기상청 국가기후데이터센터(http://sts.kma.go.kr/)에서 제공하는 서울지역 참매미 생물계절 데이터를 활용했다. 참매미 초성 및 종성 데이터 분석 기간은 서울지점에서 수집 가능한 1960~2016년간의 자료를 활용했다.
- kr/)에서 제공하는 서울지역 참매미 생물계절 데이터를 활용했다. 참매미 초성 및 종성 데이터 분석 기간은 서울지점에서 수집 가능한 1960~2016년간의 자료를 활용했다. 참매미 초성 및 종성에 영향을 미치는 기상요인은 기상청 기후자료센터(sts.
- 참매미 초성 및 종성 데이터 분석 기간은 서울지점에서 수집 가능한 1960~2016년간의 자료를 활용했다. 참매미 초성 및 종성에 영향을 미치는 기상요인은 기상청 기후자료센터(sts.kma.go.kr)에서 제공하는 평균기온, 강수량 데이터를 활용하였다.
- 참매미 초성, 종성시기 변화는 서울은 1960년부터 2016년까지 기상청 참매미 생물계절 데이터(초성일, 종성일)를이용하여 분석하였다. 초성, 종성일은 Julian Date 값으로 환산한 후 기상요인과의 관계를 산점도로 작성하고 회귀분석을 실시하였다(Figure 1).
데이터처리
- 참매미 초성, 종성 시기 변화는 초성 및 종성일을 Julian Date값으로 변환한 후 기상요인과의 상관관계 분석 및 회귀분석을 실시하였다. 연간기온 변화는 연간 평균온도와 참매미가 주로 번식울음을 내는 기간인 6~9월까지 여름철 평균온도에 대해 회귀분석을 실시하였다. 월간 기후 변화에 의한 참매미 번식울음 시기 변화는 참매미 초성 및 종성일과 월 평균기온, 강우량과의 상관관계 분석을 실시하고, 상관관계가 인정된 변수에 대해 회귀분석을 실시하였다.
- 연간기온 변화는 연간 평균온도와 참매미가 주로 번식울음을 내는 기간인 6~9월까지 여름철 평균온도에 대해 회귀분석을 실시하였다. 월간 기후 변화에 의한 참매미 번식울음 시기 변화는 참매미 초성 및 종성일과 월 평균기온, 강우량과의 상관관계 분석을 실시하고, 상관관계가 인정된 변수에 대해 회귀분석을 실시하였다. 주간 온도 변화에 의한 참매미 번식울음 시기 변화는 월 평균기온 중 참매미 번식울음과 상관관계가 인정된 월을 주 단위로 세분화하여 상관관계 분석 및 회귀분석을 실시하였다.
- 월간 기후 변화에 의한 참매미 번식울음 시기 변화는 참매미 초성 및 종성일과 월 평균기온, 강우량과의 상관관계 분석을 실시하고, 상관관계가 인정된 변수에 대해 회귀분석을 실시하였다. 주간 온도 변화에 의한 참매미 번식울음 시기 변화는 월 평균기온 중 참매미 번식울음과 상관관계가 인정된 월을 주 단위로 세분화하여 상관관계 분석 및 회귀분석을 실시하였다. 통계 분석 프로그램은 IBM SPSS Statisics 23을 이용하였다.
- 참매미 울음과 월간 기상요인 회귀분석 결과, 6월 평균기온이 매미 초성과 관련이 있는 것으로 나타나 이를 세부적으로 분석해 보고자 일주일 단위 평균 온도와 매미 초성시기와의 상관관계 분석, 회귀분석을 실시하였다. 초성시기에 영향을 주는 5~6월과 참매미가 우는 7월의 주당 평균기온을 계산하여 연도별 초성시기와 상관분석을 실시한 결과, 6월 첫째주, 둘째주, 7월 첫째주가 참매미의 초성에 영향을 준다는 결과가 나타났다(Table 5).
- 참매미 종성일은 상관관계 분석 결과 유의성이 인정된 10월 평균 강수량과 회귀분석을 실시하였다. 분석 결과, 10월 강수량이 1mm 상승함에 따라 종성일이 0.
- 참매미 초성, 종성 시기 변화는 초성 및 종성일을 Julian Date값으로 변환한 후 기상요인과의 상관관계 분석 및 회귀분석을 실시하였다. 연간기온 변화는 연간 평균온도와 참매미가 주로 번식울음을 내는 기간인 6~9월까지 여름철 평균온도에 대해 회귀분석을 실시하였다.
- 179) 빨라지는 것으로 나타났다. 참매미 총 울음기간은 참매미 종성일과 마찬가지로 유의성이 인정된 10월 평균강수량과 회귀분석을 실시하였다. 분석결과 10월 평균 강수량이 1mm 증가함에 따라 서울 참매미의 총 울음기간이 약 0.
- 참매미 초성, 종성시기 변화는 서울은 1960년부터 2016년까지 기상청 참매미 생물계절 데이터(초성일, 종성일)를이용하여 분석하였다. 초성, 종성일은 Julian Date 값으로 환산한 후 기상요인과의 관계를 산점도로 작성하고 회귀분석을 실시하였다(Figure 1). 참매미 생물계절 분석 결과, 서울시 참매미의 평균 초성일은 7월 17일, 종성일은 9월 18일로 나타났다(Table 1).
- 특정 기간 평균기온과 서울시 참매미의 초성 시기와 선형 회귀분석을 실시하여 회귀모형을 작성하였다(Table 4). 회귀모형은 참매미의 초성시기와 관련이 있는 봄철 평균기온과의 분석을 실시하였고, 상관관계는 인정되었으나 초성과 관련이 없는 가을철 평균기온은 회귀분석에서 제외하였다.
성능/효과
- 5일 빨라지는 것으로 나타났다. 결과적으로 지금까지 6월을 포함한 봄철의 기온상승이 참매미의 울음 시기를 앞당겨온 것으로 판단되며, 향후에도 봄철 기온 상승에 의해 참매미 초성 시기가 빨라질 것으로 예측되었다.
- 넷째, 서울 참매미의 종성 시기와 울음기간과 기상요인 간 회귀분석 결과, 10월 평균 강우량이 증가하면 참매미 종성일이 빨라지고 총 울음기간이 줄어드는 결과가 나타났다. 종성일 감소율은 –0.
- 둘째, 서울 참매미의 생물계절 변화 분석 결과, 초성일은 점점 빨라지고 울음기간은 점점 늘어나는 것으로 확인하였다. 서울 참매미 생물계절 데이터와 평균기온 간의 상관분석 결과에서는 6월의 평균기온과 매미의 초성시기가 유의미한 음의 상관관계를 가지고 있음을 확인할 수 있었다.
- 9일 빨라지는 것으로 나타났다. 본 분석 결과에 의하면 참매미 울음시작은 1달 전 평균온도에 영향을 받는 것으로 나타났고, 특히 6월 1주차 평균온도와의 관계가 가장 높은 것으로 나타났다(Table 6).
- 첫째, 매미의 생물계절 모니터링은 기후변화에 의한 생태계 변화를 감지할 수 있는 효과적인 지표임을 확인하였다. 본 연구를 통해 참매미 번식울음의 시작시기와 종료 시기는 온도와 강수량에 영향을 받고 있는 것으로 나타났다. 이는 지구온난화에 의한 기후변화는 매미의 번식활동에 영향을 미칠 수 있음을 나타내는 것이다.
- 183)의 평균기온이 상승함에 따라 빨라지는 것으로 나타났다. 본 회귀식에 의하면 6월, 5~6월, 4~6월, 3~6월의 각 평균기온이 1℃ 증가함에 따라 참매미 초성일은 각각 3.0일, 4.1일, 4.3일, 4.5일 빨라지는 것으로 나타났다. 결과적으로 지금까지 6월을 포함한 봄철의 기온상승이 참매미의 울음 시기를 앞당겨온 것으로 판단되며, 향후에도 봄철 기온 상승에 의해 참매미 초성 시기가 빨라질 것으로 예측되었다.
- 참매미 종성일은 상관관계 분석 결과 유의성이 인정된 10월 평균 강수량과 회귀분석을 실시하였다. 분석 결과, 10월 강수량이 1mm 상승함에 따라 종성일이 0.78일씩(R2=0.179) 빨라지는 것으로 나타났다. 참매미 총 울음기간은 참매미 종성일과 마찬가지로 유의성이 인정된 10월 평균강수량과 회귀분석을 실시하였다.
- 참매미 종성 시기는 평균기온 대해서 유의미한 값이 나오지 않았다. 서울시 참매미 번식울음 시기와 특정 기간별 평균기온과의 상관관계 분석 결과, 참매미 초성일이 5~6월(T5-6), 11~12월(T11-12), 4~6월(T4-6), 10~12월(T10-12), 3~6월(T3-6)의 평균기온에 대해서 유의미한 음의 상관관계를 보이는 것이 나타났다.
- 세부적으로 주일별 평균온도와 초성일간 회귀분석 결과 6월 첫째주 평균온도에 영향을 받는 것으로 나타났고, 변화율은 약 –1.9일/1℃ 이었다.
- 셋째, 서울 참매미 초성 시기와 기상요인 간 회귀분석 결과, 6월을 포함한 봄철(3~6월) 평균 기온이 증가할수록 참매미의 초성일이 빨라지는 것으로 나타났고, 초성일 증가율은 약 3.0~4.5일/1℃이었다. 세부적으로 주일별 평균온도와 초성일간 회귀분석 결과 6월 첫째주 평균온도에 영향을 받는 것으로 나타났고, 변화율은 약 –1.
- 이상의 내용을 종합하면 장기간 참매미 초성, 종성, 울음 기간과 기상요인과의 관련성 분석 결과, 6월을 포함한 봄철평균기온이 증가할수록 7월 매미 초성일이 빨라지고, 지속적인 봄철 기온 상승으로 인해 참매미 초성일이 빨라지는 추세를 확인하였다. 향후에도 기온 변화가 지속된다면 참매미 울음 시기는 지속적으로 영향을 받을 것으로 예측되었다.
- 128) 빨라진다고 해석할 수 있다. 정리하면 10월의 평균 강수량이 상승할수록 참매미의 울음이 더 빠르게 그치며, 그 영향으로 참매미의 총 울음기간 또한 감소한다는 결과를 나타냈다.
- 평균기온은 각 연도별로 1개월, 2개월, 3개월, 4개월 간격으로 나누어 각각 평균기온을 산출하였다(Table 2). 참매미 번식울음 시기와 1개월 단위 평균기온과의 상관관계 분석 결과 서울시는 참매미 초성일이 6, 9, 11월 평균기온과 유의미한 음의 상관관계를 보였고, 울음기간은 9월 평균기온과 유의미한 양의 상관관계를 보였다. 참매미 종성 시기는 평균기온 대해서 유의미한 값이 나오지 않았다.
- 초성, 종성일은 Julian Date 값으로 환산한 후 기상요인과의 관계를 산점도로 작성하고 회귀분석을 실시하였다(Figure 1). 참매미 생물계절 분석 결과, 서울시 참매미의 평균 초성일은 7월 17일, 종성일은 9월 18일로 나타났다(Table 1). 참매미 생물계절 회귀식 분석 결과,초성 시기가 빨라지고 종성 시기가 늦어지는 추세를 확인하였다.
- 참매미 생물계절 분석 결과, 서울시 참매미의 평균 초성일은 7월 17일, 종성일은 9월 18일로 나타났다(Table 1). 참매미 생물계절 회귀식 분석 결과,초성 시기가 빨라지고 종성 시기가 늦어지는 추세를 확인하였다. 참매미 총 울음기간은 지속적으로 증가하는 추세를 나타내었다(Figure 1, 2).
- 첫째, 매미의 생물계절 모니터링은 기후변화에 의한 생태계 변화를 감지할 수 있는 효과적인 지표임을 확인하였다. 본 연구를 통해 참매미 번식울음의 시작시기와 종료 시기는 온도와 강수량에 영향을 받고 있는 것으로 나타났다.
- 참매미 울음과 월간 기상요인 회귀분석 결과, 6월 평균기온이 매미 초성과 관련이 있는 것으로 나타나 이를 세부적으로 분석해 보고자 일주일 단위 평균 온도와 매미 초성시기와의 상관관계 분석, 회귀분석을 실시하였다. 초성시기에 영향을 주는 5~6월과 참매미가 우는 7월의 주당 평균기온을 계산하여 연도별 초성시기와 상관분석을 실시한 결과, 6월 첫째주, 둘째주, 7월 첫째주가 참매미의 초성에 영향을 준다는 결과가 나타났다(Table 5). 단계선택법에 의한 회귀분석 결과, 6월 1주차 평균온도만이 변수로 선택되었다.
- 회귀분석 결과, 참매미 초성일은 6월(R2=0.143), 5~6월(R2=0.179), 4~6월(R2=0.195), 3~6월(R2=0.183)의 평균기온이 상승함에 따라 빨라지는 것으로 나타났다. 본 회귀식에 의하면 6월, 5~6월, 4~6월, 3~6월의 각 평균기온이 1℃ 증가함에 따라 참매미 초성일은 각각 3.
- 참매미 총 울음기간은 지속적으로 증가하는 추세를 나타내었다(Figure 1, 2). 회귀분석 결과에 의하면 서울은 10년 단위로 초성 시기가 1.7일씩 빨라지고, 종성 시기는 1.5일씩 느려지는 경향을 나타내었다. 참매미 평균 울음 기간은 64일로 나타났다.
후속연구
- 이는 지구온난화에 의한 기후변화는 매미의 번식활동에 영향을 미칠 수 있음을 나타내는 것이다. 따라서 기후변화에 의한 생태계 변화 연구를 위해서는 향후 장기적인 매미 생물계절 조사가 필요할 것으로 판단되었다.
- 또한 도심지역의 경우 소음, 대기오염, 토양환경의 차이, 빛공해, 인간에 의한 간섭 등 다양한 영향 요인이 있을 수 있으나 기존 자료를 활용하였기 때문에 이에 대한 영향은 반영하지 못하였다. 따라서 향후매미과 번식울음에 영향을 미치는 다양한 요인들에 대한고려와 동시에 전국적인 변화 경향을 분석하는 후속 연구가 필요할 것으로 판단되었다.
- 이로 인해 서울 외의 지역의 참매미 초성, 종성 데이터와 기상요인과의 상관관계가 정확히 규명되지 못하는 한계가 있었다. 또한, 본 연구는 중부지방 도시 1개소만을 대상으로 하고 있어 전국적인 경향을 파악하지는 못하였다. 분석과정에서 타 도시에 대한 참매미 생물계절 데이터도 분석을 실시하였으나 해당 도시의 과거 기상청 생물계절 데이터에 오류가 있어 분석의 정확도가 떨어지는 문제점도 있었다.
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