초록 ▼

4. 연구결과
〇 계통학적 생물다양성 평가 및 변화 예측
- 남해권역 3개 도서와 서울시 주요산 5개소에 분포하는 식물종 (2,383종)의 국내 출현 전체 위치정보* 수집 완료(576,032건)
* 표본, 전국자연환경조사 등 모니터링 정보의 위치 좌표 수집
- 기후변화 시나리오는 SSP(shared socioeconomic pathways)를 채택하고, worldclim에서 제공하는 기후모델 ACCESS-ESMI-5, 생물기후인 자(평균기온, 강수량 등) 19개, 예측기간 4개 (‘21~’40, ‘41~’60,

4. 연구결과
〇 계통학적 생물다양성 평가 및 변화 예측
- 남해권역 3개 도서와 서울시 주요산 5개소에 분포하는 식물종 (2,383종)의 국내 출현 전체 위치정보* 수집 완료(576,032건)
* 표본, 전국자연환경조사 등 모니터링 정보의 위치 좌표 수집
- 기후변화 시나리오는 SSP(shared socioeconomic pathways)를 채택하고, worldclim에서 제공하는 기후모델 ACCESS-ESMI-5, 생물기후인 자(평균기온, 강수량 등) 19개, 예측기간 4개 (‘21~’40, ‘41~’60, ‘61~’80, ‘81~100), 30s 공간해상도로 남한지도 제작
- Maxent 종분포모형을 활용하여 연구대상 4지역 출현종 2,383종에 대한 현재와 미래의 분포 예측 및 출현종 수 비교 분석
- 종분포모형에 따른 서식적합도 결과를 토대로 2,383종의 서식적합지 예측
- 출현종의 미래 절멸 유무와 시점에 따른 취약도 등급화 및 감소 양상 유형화
- 현재와 미래의 계통발생 다양도(PD) 변화 분석을 통한 계통학적 생물 다양성 평가

〇 원격탐사 활용 시계열 공간정보 구축 및 식물종•군락 분류 기법 개발
- 시계열 위성자료 수집 및 노이즈 제거 등 전처리
• 최근 20년간의 한라산, 지리산 지역의 구상나무 군락 시계열 다중 시기 MODIS(250m 해상도) 영상 수집 및 노이즈 제거•보정
• 구상나무 군락의 시계열 정규식생지수(NDVI) 정보 추출 및 변화 분석
• 구상나무 군락의 장기 변동성 추세 분석 및 기후인자와 상관성 분석
- 원격탐사를 이용한 자생식물 생육 특성 분석 및 종•군락 분류
• 조사회차별 정사영상 확보, 3D 영상 제작 및 학습데이터 구축
• 한라산 구상나무 자생지의 주요 수종(구상나무, 주목, 제주조릿대)의 객체기반 분류처리 및 분류정확도 오차검증 분석
• 하천 지역 현장 조사를 통한 월별 식생도 작성
• 하천 지역 고해상도 촬영 자료를 이용한 5개 식생지수의 변화 분석
- 기후변화에 따른 강우 패턴 및 수위 변동과 생물다양성의 상관관계 분석
• 최근 25년간 하천 지역(남천, 형산강) 월강우량 및 강우일수 변화 및 식생 면적 분석
• 강우 패턴 변화와 식생 면적간 상관관계 분석

(출처 : 요약문 8p)

Abstract ▼

This study was conducted to predict the response of plant species to climate crisis and establish conservation measures based on the results. In order to predict plant response to climate change, a species distribution model was used to analyze plant species that would become extinct in the future,

This study was conducted to predict the response of plant species to climate crisis and establish conservation measures based on the results. In order to predict plant response to climate change, a species distribution model was used to analyze plant species that would become extinct in the future, and a phylogenetic diversity assessment was performed based on the results. In addition, a long-term time-series analysis of the vegetation index of community of Abies koreana was performed using remote sensing data to analyze changes in vitality due to climate change. In vegetation of subalpine and riparian, training data for community classification was established as basic data for future remote sensing data conjugation.

As a result of analyzing the changes in plant species due to future climate change in the study area (5 mountains in Seoul, 3 islands in the South Sea), the number of species predicted to be extinct was relatively higher in Seoul, a high-latitude area, than in the island area in the South Sea. In the case of the study site in Seoul, it was predicted that only 65.2% of plants could sustainably grow by 2100 even in the low-carbon scenario (SSP 1) path, and only 43.5% of plants would survive in the high-carbon scenario (SSP 5) path. However, in the case of islands in the South Sea, it was analyzed that more than 85% of plants would survive even in the SSP 5 pathway. Phylogenetic plant diversity analysis showed a similar pattern in which plant diversity decreased as carbon emissions increased, and showed a relatively large decrease in high-latitude regions.

As a result of analyzing the time-series regular vegetation index change in the Abies koreana community of Mt. Hallasan and Mt. Jirisan over a period of 17 years, the difference in vegetation indices between the area with excellent growth of Abies koreana (Rl) and the area with a high mortality rate of Abies koreana (R2) increased over time. Vegetation indices of the two regions did not show a significant difference in Rl, but gradually decreased in R2 region, increasing the difference. Correlation between the difference in vegetation indices of Rl and R2 and climate factors was analyzed. As a result of correlation analysis in Mt. Halla, a
significant positive correlation was found between surface temperature and vegetation index, but there was no significant relationship in Mt. Jirisan.

Abies koreana and Taxus cuspidata, which grow wild in a large area in the subalpine region of Mt. Hallasan, are known to be vulnerable to climate change. As a way to efficiently monitor and protect them, species-community classification was carried out through object-based classification for images taken with ultra-high-resolution drone, and classification accuracy was verified. As a result, it was possible to classify Abies koreana and Taxus cuspidata as individual species with high accuracy in all sites, if learning data is established through the continuous advancement of object-based classification processing, it can be used in an important way as a protection and monitoring function for legally protected species. If the training data is continuously built, it can be used in an important way as a protection monitoring function for legally protected species through the advancement of object-based classification.
In the Namcheon river and Hyeongsangang river field vegetation survey data and remote sensing data were combined to analyze changes in phenology characteristics, and training data for species-community classification was established. As a result of analysis of changes in phenology characteristics, in the two regions, no clear community was formed before June, before the rainy season began, but the vegetation area gradually increased after June. In addition, as vegetation developed, all five vegetation indices, NDVI, NDRE, GNDVI, LCI, and OSAVI, increased. Since there was a difference in the vegetation index for each dominant community, it is judged that the obtained data can be used as training data for community classification in the future.

(source : Abstract 15p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 참여 연구진 ... 5
• 요 약 문 ... 7
• 목차 ... 10
• 표목차 ... 13
• 그림목차 ... 14
• Abstract ... 15
• I . 서론 ... 17
• II. 연구 방법 ... 20
• 1. 계통학적 생물다양성 평가 및 변화 예측 ... 20
• 가. 연구 대상 지역 및 종 선정 ... 20
• 나. 미래 종분포 예측 연구 ... 21
• 다. 계통학적 생물다양성 평가 연구 ... 24
• 2. 원격탐사 활용 시계열 공간정보 구축 및 식물종•군락 분류 기법 개발 ... 25
• 가. 구상나무군락 시계열 정규식생지수 변화 분석 ... 25
• 나. 원격탐사 활용 아고산지역의 생물계절 특성 변화 분석 및 종•군락분류 ... 28
• 다. 원격탐사 활용 하천지역 식생지수 및 강우 패턴 변화 분석 ... 30
• III. 연구 결과 ... 31
• 1. 계통학적 생물다양성 평가 및 변화 예측 ... 31
• 가. 기후변화에 따른 종풍부도 변화 예측 ... 31
• 나. 계통발생 다양도와 균등도 비교 ... 34
• 다. 연구대상종 기후변화 취약성 평가 ... 38
• 2. 원격탐사 활용 시계열 공간정보 구축 및 식물종-군락 분류 기법 개발 ... 38
• 가. 구상나무군락 시계열 정규식생지수 변화 분석 ... 38
• 나. 원격탐사 활용 아고산지역의 생물계절 특성 변화 분석 및 종•군락분류 ... 42
• 다. 원격탐사 활용 하천지역 식생지수 및 강우 패턴 변화 분석 ... 50
• IV. 고찰 ... 54
• 가. 계통학적 생물다양성 평가 및 변화 예측 ... 54
• 나. 구상나무군락 시계열 정규식생지수 변화 분석 ... 55
• 다. 원격탐사 활용 아고산지역 생물계절 특성 변화 분석 및 종•군락분류 ... 56
• 라. 원격탐사 활용 하천지역 식생지수 및 강우 패턴 변화 분석 ... 57
• V. 참고문헌 ... 58
• 부록 1. 계통학적 생물다양성 평가를 위한 R 코드 ... 63
• 부록 2. 취약정도에 따른 연구 대상 지역 종목록(서울시) ... 65
• 부록 3. 취약정도에 따른 연구 대상 지역 종목록(가거도) ... 70
• 부록 4. 취약정도에 따른 연구 대상 지역 종목록(여서도) ... 73
• 부록 5. 취약정도에 따른 연구 대상 지역 종목록(제주도) ... 75
• 부록 6. 기후변화 시나리오에 따른 미래 종출현 유무 종분포모델 분석결과(서울시) ... 82
• 부록 7. 기후변화 시나리오에 따른 미래 종출현 유무 종분포모델 분석결과(가거도) ... 133
• 부록 8. 기후변화 시나리오에 따른 미래 종출현 유무 종분포모델 분석결과(여서도) ... 154
• 부록 9. 기후변화 시나리오에 따른 미래 종출현 유무 종분포모델 분석결과(제주도) ... 176
• 끝페이지 ... 246