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한반도 자생생물 조사·발굴 연구사업 고찰(2006~2020)
배연재,조기종,민기식,김병직,현진오,이진환,이향범,윤정훈,황정미,염진화,Bae, Yeon Jae,Cho, Kijong,Min, Gi-Sik,Kim, Byung-Jik,Hyun, Jin-Oh,Lee, Jin Hwan,Lee, Hyang Burm,Yoon, Jung-Hoon,Hwang, Jeong Mi,Yum, Jin Hwa 한국환경생물학회 2021 환경생물 : 환경생물학회지 Vol.39 No.1
Korea has stepped up efforts to investigate and catalog its flora and fauna to conserve the biodiversity of the Korean Peninsula and secure biological resources since the ratification of the Convention on Biological Diversity (CBD) in 1992 and the Nagoya Protocol on Access to Genetic Resources and the Fair and Equitable Sharing of Benefits (ABS) in 2010. Thus, after its establishment in 2007, the National Institute of Biological Resources (NIBR) of the Ministry of Environment of Korea initiated a project called the Korean Indigenous Species Investigation Project to investigate indigenous species on the Korean Peninsula. For 15 years since its beginning in 2006, this project has been carried out in five phases, Phase 1 from 2006-2008, Phase 2 from 2009-2011, Phase 3 from 2012-2014, Phase 4 from 2015-2017, and Phase 5 from 2018-2020. Before this project, in 2006, the number of indigenous species surveyed was 29,916. The figure was cumulatively aggregated at the end of each phase as 33,253 species for Phase 1 (2008), 38,011 species for Phase 2 (2011), 42,756 species for Phase 3 (2014), 49,027 species for Phase 4 (2017), and 54,428 species for Phase 5(2020). The number of indigenous species surveyed grew rapidly, showing an approximately 1.8-fold increase as the project progressed. These statistics showed an annual average of 2,320 newly recorded species during the project period. Among the recorded species, a total of 5,242 new species were reported in scientific publications, a great scientific achievement. During this project period, newly recorded species on the Korean Peninsula were identified using the recent taxonomic classifications as follows: 4,440 insect species (including 988 new species), 4,333 invertebrate species except for insects (including 1,492 new species), 98 vertebrate species (fish) (including nine new species), 309 plant species (including 176 vascular plant species, 133 bryophyte species, and 39 new species), 1,916 algae species (including 178 new species), 1,716 fungi and lichen species(including 309 new species), and 4,812 prokaryotic species (including 2,226 new species). The number of collected biological specimens in each phase was aggregated as follows: 247,226 for Phase 1 (2008), 207,827 for Phase 2 (2011), 287,133 for Phase 3 (2014), 244,920 for Phase 4(2017), and 144,333 for Phase 5(2020). A total of 1,131,439 specimens were obtained with an annual average of 75,429. More specifically, 281,054 insect specimens, 194,667 invertebrate specimens (except for insects), 40,100 fish specimens, 378,251 plant specimens, 140,490 algae specimens, 61,695 fungi specimens, and 35,182 prokaryotic specimens were collected. The cumulative number of researchers, which were nearly all professional taxonomists and graduate students majoring in taxonomy across the country, involved in this project was around 5,000, with an annual average of 395. The number of researchers/assistant researchers or mainly graduate students participating in Phase 1 was 597/268; 522/191 in Phase 2; 939/292 in Phase 3; 575/852 in Phase 4; and 601/1,097 in Phase 5. During this project period, 3,488 papers were published in major scientific journals. Of these, 2,320 papers were published in domestic journals and 1,168 papers were published in Science Citation Index(SCI) journals. During the project period, a total of 83.3 billion won (annual average of 5.5 billion won) or approximately US $75 million (annual average of US $5 million) was invested in investigating indigenous species and collecting specimens. This project was a large-scale research study led by the Korean government. It is considered to be a successful example of Korea's compressed development as it attracted almost all of the taxonomists in Korea and made remarkable achievements with a massive budget in a short time. The results from this project led to the National List of Species of Korea, where all species were organized by taxonomic classification. Information regarding the 생물다양성협약(1992년)과 나고야의정서(2010년)의 체결 이후 우리나라는 한반도의 생물다양성 보전과 생물자원 확보를 위한 자생생물의 조사·발굴 연구에 박차를 가하였다. 이러한 계기로 2007년에 설립된 환경부 소속 국립생물자원관의 주도로 "한반도 자생생물 조사·발굴 연구사업"이 진행되었다. 본 사업은 2006년 이후 현재까지 15년 동안 5단계(1단계 2006~2008년, 2단계 2009~2011년, 3단계 2012~2014년, 4단계 2015~2017년, 5단계 2018~2020년)로 나누어 진행되었다. 연구의 결과, 본 사업의 이전에 29,916종(2006년)이던 한반도 자생생물이 본 사업의 각 단계가 마무리되는 시점에서 누계로 집계하여 볼 때, 1단계 33,253종(2008년), 2단계 38,011종(2011년), 3단계 42,756종(2014년), 4단계 49,027종(2017년), 그리고 5단계 54,428종(2020년)으로 급속히 증가하여 본 사업 기간 동안 한반도 자생생물 기록종이 약 1.8배 증가하였다. 이 통계자료는 이 기간 동안 연평균 2,320종의 한반도 미기록종이 새로이 기록된 것을 보여준다. 또한 전체 발굴종 중에서 총 5,242종의 신종을 기록하는 학술적 큰 성과를 거두었다. 분류군 별로는 총 연구 기간 동안 곤충 4,440종(신종 988종 포함), 무척추동물(곤충 제외) 4,333종(신종 1,492종 포함), 척추동물(어류) 98종(신종 9종 포함), 식물(관속식물과 선태식물) 309종(관속식물 176종, 선태식물 133종, 신종 39종 포함), 조류(algae) 1,916종(신종 178종 포함), 균류와 지의류 1,716종(신종 309종 포함), 그리고 원핵생물 4,812종(신종 2,226종 포함)이 한반도에서 새로이 기록되었다. 생물표본은 각 단계별로 집계하여 볼 때 1단계 247,226점(2008년), 2단계 207,827점(2011년), 3단계 287,133점(2014년), 4단계 244,920점(2017년), 그리고 5단계 144,333점(2020년)이 수집되어 연평균 75,429점, 총 1,131,439점의 생물표본이 채집되었다. 그중에서 곤충 281,054점, 곤충 이외의 무척추동물 194,667점, 척추동물(어류) 40,100점, 식물 378,251점, 조류(algae) 140,490점, 균류 61,695점, 그리고 원핵생물 35,182점이 채집되었다. 본 사업에 참여한 각 단계별 연구원/보조연구원(주로 대학원생)의 수는 1단계 597/268명, 2단계 522/191명, 3단계 939/292명, 4단계 575/852명, 그리고 5단계 601/1,097명으로 전체년도의 참여연구자는 연평균 395명, 총 연인원 약 5,000명이 참여하여 전국의 거의 모든 분류학자와 분류학 전공의 대학원생이 참여하였다. 본 사업 기간 동안 전문학술지 논문 3,488편(국내학술지 논문 2,320편, SCI급 국제학술지 논문 1,168편 포함)이 출판되었다. 본 사업 기간 중 자생생물 조사·발굴 사업 및 생물표본 확보 사업에 투입된 예산은 총 833억원(연평균 55억원)이다. 본 사업은 국가 주도의 대형 연구 프로젝트로서 전국의 거의 모든 분류학자가 참여하고 대규모 예산이 투입되어 단기간에 이루어 낸 한국식 압축성장의 한 성공 사례로 볼 수 있다. 본 사업의 종발굴 성과는 최근의 생물분류 체계로 분류되어 국가생물종목록으로 만들어졌으며, 전문가와 학생 및 일반 시민에게 제공되고 있다(https://species.nibr.go.kr/index.do). 본 사업에서 파생된 기재문, DNA 염기 서열, 서식처, 분포, 생태, 이미지, 멀티미디어 등 각 종의 정보는 디지털화되어 생물의 계통, 진화 연구 등 학문적 발전에 기여하였고, 기후변화에 따른 지표종의 변화 같은 생물분포 모니터링 사업과 바이오산업의 생물소재를 탐색하는 기반이 되었다. 본 사업을 통하여 젊은 분류인력(주로 대학원생)의 양성을 지원할 수 있었던 것
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토양 온실가스 배출 예측 모델 분석 및 국내 농경지 적용성 평가
황원재,박민석,김용성,조기종,이우균,현승훈,Hwang, Wonjae,Park, Minseok,Kim, Yong-Seong,Cho, Kijong,Lee, Woo-Kyun,Hyun, Seunghun 응용생태공학회 2015 Ecology and resilient infrastructure Vol.2 No.2
Greenhouse gas (GHG) emission from agricultural lands is recognized as one of important factors of global warming. The objective of this short communication was to evaluate the applicability of different soil GHG emission prediction models on agricultural systems in Korea. Four models, namely, DNDC, DAYCENT, EXPERT-N and COUP, were selected and the basic structure (e.g., components and sub-model), input variables, and output variables were compared. In particular, the availability and compilation of essential input variables were assessed. Major input variables needed for operating these predictive models were found to be available through database systems established by national organizations such as the Korea Meteorological Administration, the Korean Soil Information System, and the Rural Development Administration. However, in order to apply these models in Korea, it was necessary to calibrate and validate each of the models for the domestic landscape settings and climate conditions. In addition, field data of long-term monitoring of GHG emission from agricultural lands are limited and therefore should be measured. 농경지 토양에서 배출되는 온실가스는 기후변화와 지구온난화에 영향을 미치는 중요한 요인 중 하나이다. 본 연구에서는 해외에서 개발되어 이용되고 있는 DNDC, DAYCENT, EXPER-N, COUP 모델의 기본적인 구조와 입력, 출력 인자를 분석함으로써 국내 적용 가능성을 평가하였으며, 현재 국내의 여건에서 각 모델의 구동에 요구되는 필수 입력 인자의 형태와 확보 가능성에 대해 조사하였다. 모델 구동의 필수 인자는 기상청, 한국토양정보시스템, 농촌진흥청 등의 국내 관계 기관의 자료를 통해 확보할 수 있다. 하지만 실제 국내 적용을 위해서는 국내 지형과 기후 조건을 반영하고 모델의 보정과 검증을 통해 모델을 교정할 필요가 있다. 또한, 다양한 조건의 농경지를 대상으로 한 장기적인 현장 온실가스 발생 모니터링 자료 구축이 필요하다.
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온도가 농약효과에 미치는 영향분석 및 농약사용량 예측 모의실험
모형호 ( Hyoung-ho Mo ),강주완 ( Ju Wan Kang ),조기종 ( Kijong Cho ),배연재 ( Yeon Jae Bae ),이미경 ( Mi-gyung Lee ),박정준 ( Jung-joon Park ) 한국환경생물학회 2016 환경생물 : 환경생물학회지 Vol.34 No.1
기후변화에 따른 해충개체군 증감모형은 해충방제를 위한 초발생예찰과 연속적 해충변동 양상의 파악에 매우 중요하다. 이러한 예측은 농약사용의 효율성을 높이고, 환경에 적은 영향을 줄 수 있으므로, 현대 해충방제전략의 화두로 볼 수 있다. 본 연구는 온도변화에 따른 해충의 농약효과에 따른 사충률의 변화를 개체군 모형과 결합시켜 모의했다. 감수성 점박이응애를 강낭콩을 기주로 20, 25, 30, 35℃에서 Acrinathrin-Spiromesifen 혼합제와 Azocyclotin 유기주석계농약에 노출시켰다. 생물검정 결과 점박이응애의 사충률은 온도와 농약의 종류에 따라 유의한 차이가 발생했다. 점박이 응애의 개체군 밀도변동 모의는 DYMEX를 이용했으며, 모의결과 농약의 종류별로 기후변화에 따른 초기방제 시기와 방제횟수에 차이가 나타날 것으로 예측됐다. 본 연구결과는 미래의 기후변화에 대응한 해충방제 전략과 농약 선발에 있어 중요한 시사점을 제공할 것으로 사료된다. Pest population density models are very important to monitor the initial occurrence and to understand the continuous fluctuation pattern of pest in pest management. This is one of the major issues in agriculture because these predictions make pesticides more effective and environmental impact of pesticides less. In this study, we combined and predicted the mortality change of pest caused by pesticides with temperature change and population dynamic model. Sensitive strain of two-spotted spider mite (Tetranychus urticae Koch) with kidney bean leaf as host was exposed to mixed acaricide, Acrinathrin-Spiromesifen and organotin acaricide, Azocy-clotin, at 20, 25, 30, and 35℃, respectively. There was significant difference in mortality of T. urticae among pesticides and temperatures. We used DYMEX to simulate population density of T. urticae and predicted that the initial management time and number of chemical control would be changed in the future with climate change. There would be implications for strategies for pest management and selection process of pesticide in the future corresponding climate change.
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시설내 대기 온도와 방울토마토 잎 온도가 온실가루이(Trialeurodes vaporariorum)개체군 발달에 미치는 영향 비교
박정준(Jung-Joon Park),박권우(Kuen Woo Park),신기일(Key-Il Shin),조기종(Kijong Cho) 한국원예학회 2011 원예과학기술지 Vol.29 No.5
방울토마토(Lycopersicon esculentum cv. Koko) 재배 온실에 피해를 주는 온실가루이 개체군(Trialeurodes vaporariorum(Westwood))의 온도 발육 모형과 암컷 성충 산란 모형을 작성하여 시설 내 대기 중 온도와 미기상 온도인 잎 뒷면 온도를 적용한 DYMEX 프로그램(호주 CSIRO에서 개발한 미리 탑재된 모듈들을 사용하는 모의 실험 프로그램)으로 밀도 변동을 모의 실험하였다. 온도에 따라 상이한 발육 기간과 산란수를 각각 표준화시킨 발육 완료 분포 모형과 연령 특이적 산란수와 생존율을 비선형 회귀 모형에 적합시켜 밀도 변동 모의 실험을 하였다. 실제 줄내림 방식의 방울 토마토에서 토마토 식물체를 3위치(상단: 지상 1.6m 이상 중단: 지상 0.9-1.2m 사이 하단: 지상 0.3-0.5m 사이)로 나누어 각 위치별로 온실 내 대기 중 온도와 잎 뒷면 온도를 기록하였다. 온실 내 대기 중 온도와 잎 뒷면 온도간의 상관 관계를 비선형 회귀로 적합하여 온실 내 미기상 온도 자료를 만들었다. 온실 내 미기상 온도 자료인 잎 뒷면 최대 온도는 대기 중 최대 온도보다 항상 낮게 유지되고 있었으며 하단 상단 중단의 순으로 온도가 낮아지는 현상을 보였다. 모의 실험을 위한 시기와 초기 이입 밀도의 설정은 황색 점착 트랩을 이용하여 실제 온실에서 이입되는 시기(6월초)에 유인된 암컷 성충 10마리를 사용하였다. 온실 내 대기 중 온도 자료와 잎 뒷면 온도 자료를 각각 이용하여 온실가루이 유충의 발육 모형과 성충의 산란 모형을 DYMEX 프로그램으로 모의 실험하였다. 모의 실험 결과 검증을 위해 대기 중 온도와 잎 뒷면 온도를 조사한 온실에서 토마토 식물체 3위치별 각 태별 온실가루이 밀도의 육안 조사도 실시하였다. 알의 경우 크기로 인해 육안 조사 대상에서 제외되었다. 육안 조사 결과와 육안 조사 시기의 DYMEX 모의 실험 결과값을 상관 분석하였다. 육안 조사 온실가루이 밀도와 잎 뒷면 온도를 이용한 모의 실험 결과 밀도가 모든 발육태에서 항상 양의 상관 관계를 보였다. 육안 조사 결과 밀도 변동 패턴도 방울토마토 잎 뒷면 온도를 이용한 모의 실험 결과 밀도 변동 패턴과 유사하였다. 본 연구 결과 방울토마토 온실에서 온실가루이 개체군 밀도 변동의 적절한 예측을 위해서는 잎 뒷면 온도를 고려해야 하는 것으로 나타났다. Population dynamics of greenhouse whitefly Trialeurodes vaporariorum (Westwood) were modeled and simulated to compare the temperature effects of air and tomato leaf inside greenhouse using DYMEX model simulator (pre-programed module based simulation program developed by CSIRO Australia). The DYMEX model simulator consisted of temperature dependent development and oviposition modules. The normalized cumulative frequency distributions of the developmental period for immature and oviposition frequency rate and survival rate for adult of greenhouse whitefly were fitted to two-parameter Weibull function. Leaf temperature on reversed side of cherry tomato leafs (Lycopersicon esculentum cv. Koko) was monitored according to three tomato plant positions (top > 1.6 m above the ground level; middle 0.9 - 1.2 m; bottom 0.3 - 0.5 m) using an infrared temperature gun. Air temperature was monitored at same three positions using a Hobo self-contained temperature logger. The leaf temperatures from three plant positions were described as a function of the air temperatures with 3-parameter exponential and sigmoidal models. Data sets of observed air temperature and predicted leaf temperatures were prepared and incorporated into the DYMEX simulator to compare the effects of air and leaf temperature on population dynamics of greenhouse whitefly. The number of greenhouse whitefly immatures was counted by visual inspection in three tomato plant positions to verify the performance of DYMEX simulation in cherry tomato greenhouse where air and leaf temperatures were monitored. The egg stage of greenhouse whitefly was not counted due to its small size. A significant positive correlation between the observed and the predicted numbers of immature and adults were found when the leaf temperatures were incorporated into DYMEX simulation but no significant correlation was observed with the air temperatures. This study demonstrated that the population dynamics of greenhouse whitefly was affected greatly by the leaf temperatures rather than air temperatures and thus the leaf surface temperature should be considered for management of greenhouse whitefly in cherry tomato grown in greenhouses.
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