Biomass Estimation of Gwangneung Catchment Area with Landsat ETM+ Image

천정화,임종환,이돈구 한국산림과학회 2007 한국산림과학회지 Vol.96 No.5

Spatial information on forest biomass is an important factor to evaluate the capability of forestas a carbon sequestrator and is a core independent variable required to drive models which describeecological processes such as carbon budget, hydrological budget, and energy flow. The objective of thisstudy is to understand the relationship between satellite image and field data, and to quantitatively estimateand map the spatial distribution of forest biomass. Landsat Enhanced Thematic Mapper (ETM+) derivedforest located in Gwangneung Experimental Forest (230 ha). Field survey data collected from the groundplots were used as the dependent variable, forest biomass, while satellite image reflectance data (Band 1~5and Band 7), Normalized Diference Vegetation Index (NDVI), Soil-Adjusted Vegetation Index (SAVI), andRVI (Ratio Vegetation Index) were used as the independent variables. The mean and total biomass ofGwangneung catchment area were estimated to be about 229.5 ton/ha and 52.8 × 103 tons respectively.variables in both of deciduous forest (R2 = 0.76, p < 0.05) and coniferous forest (R2 = 0.75, p < 0.05).However, there still exist many uncertainties in the estimation of forest ecosystem parameters based onvegetation remote sensing. Developing remote sensing techniques with adequate filed survey data over along period are expected to increase the estimation accuracy of spatial information of the forest ecosystem.

계방산 수변림 장기생태 연구지의 식물다양성 패턴 및 제어인자

천정화,김형호,임종환,이창배 경상국립대학교 농업생명과학연구원 2019 농업생명과학연구 Vol.53 No.5

This study was carried out to investigate the patterns of alpha and beta species diversity and their drivers for plant communities on a long-term riparian forest research site in Mt. Gyebang, Gwangwon Province. A total of 189 plant species belonging to 61 families and 126 genera were recorded from field survey. Polypodiaceae and Ranunculaceae were the most frequently observed in 15 species respectively. As a results of analysis of diversity patterns and the drivers, the most important factor to predict alpha diversity of overstory and understory vegetation were slope and wetness index, respectively. Beta diversity was found to have significant relationships with both the distance between plots and environmental distance but the relative importance was different among forest strata. In other words, the environmental distancewas more important in the overstory vegetation, whereas distance between plots was more important in the understory vegetation. This study suggests that diversity patterns and the drivers of plant community may be different among forest strata and that a combined interaction of different mechanisms from overstory and understory strata influences plant community formation on a riparian forest in Mt. Gyebang, South Korea. 본 연구는 강원도 계방산 대한동계곡 내 위치한 수변림 장기생태 연구지를 대상으로 식물군집의 알파및 베타 종다양성과 제어인자를 분석하기 위해 수행되었다. 식생조사 결과, 수변림 조사구 내에서 총61과 126속 189종의 식물종이 관찰되었으며, 고란초과와 미나리아재비과에 속하는 종이 각각 15종으로가장 많았다. 식물다양성과 제어인자에 대한 분석 결과, 상층과 하층식생의 알파 다양성을 예측하는데가장 중요한 인자는 각각 경사도와 습윤도 지수였다. 베타 다양성은 조사구 간 거리와 환경인자의 비유사성이 모두 중요한 요인으로 나타났으나, 식물 개체가 속한 산림 층위에 따라 그 상대적 중요성은 달랐다. 즉, 상층식생의 경우 환경인자의 비유사성이 더 중요한 반면, 하층식생의 경우 조사구 간 거리가더 중요한 인자인 것으로 분석되었다. 본 연구는 계방산 수변림의 식물 다양성과 제어인자가 산림 층위에 따라 다르며, 이들 군집이 상층과 하층식생의 서로 다른 메커니즘에 의해 복합적으로 나타난 현상임을 제안한다.

현지조사 및 위성영상을 기반으로 한 광릉유역의 바이오매스 추정

천정화,임종환,김영걸 한국임학회 2006 한국임학회 정기학술발표논문집 Vol.2006 No.-

붉가시나무의 지리적 분포에 대한 기후변화 영향

천정화,이창배,윤순진 경상대학교 농업생명과학연구원 2015 농업생명과학연구 Vol.49 No.6

본 연구는 생태적 지위 모형을 이용하여 붉가시나무의 현존 및 잠재 분포도를 작성하고, RCP 8.5 시 나리오를 적용하여 미래의 분포 변화를 예측하기 위해 수행하였다. 이를 위해 5년에 걸쳐 수집된 NFI(National Forest Inventory) 자료에서 조사지점 별 붉가시나무의 풍부도 자료를 추출하여 사용하 였고, 생태적 지위 모형의 일종인 GARP(Genetic Algorithm for Rule-set Production)를 이용하여 붉 가시나무의 분포에 영향을 미치는 환경변수의 선정을 통해 잠재분포도를 작성하였다. 분석 결과, 붉가 시나무의 현존 분포는 전라남도 해안 및 도서지역, 경상북도, 제주도에 국한되어 출현하였고, 상대적으 로 제주도 서귀포와 전라남도 완도 지역에 출현 개체수가 많은 것으로 나타났다. 최종적으로 작성된 붉 가시나무 잠재분포모형의 평가 통계량인 AUC(Area Under Curve)는 0.93으로 높은 모형의 적합도를 보였다. 작성된 모형에서 1월 평균기온의 AUC가 가장 높은 것으로 나타나 기후변화 시나리오의 1월 평 균기온 상승에 따라 2090년대에는 강원도 고산지역을 제외한 전 지역에서 생육이 가능한 것으로 분석 되었다. 현재의 기후변화 양상을 감안한다면 붉가시나무는 향후 기후변화 환경 하에서 주요 수종의 하 나로서 잠재적 가치가 있는 것으로 판단되었다. This study was conducted to understand current geographic distribution of Quercus acuta Thunb. using ecological niche modeling, and to predict the changes of future geographic distribution under RCP 8.5 scenarios. For this, abundance data of Q. acuta extracted from NFI(National Forest Inventory) data was utilized for modeling. Environmental variables which affect the geographic distribution of Q. acuta were selected to establish the final model by running GARP(Genetic Algorithm for Rule-set Production) model which is one of ecological niche models. Current distribution of Q. acuta is limited to southernmost coastal area including islands of Jeollanam-do, Gyeongsangbuk-do, Jeju-do island showing relatively high abundance in seogwipo in Jeju-do and wando in Jeollanam-do. AUC(Area Under Curve) value of the modeled result was 0.93 showing quite high accuracy. Considering January mean air temperature showing highest AUC value(0.97) among the variables, increasing January mean air temperature in RCP 8.5 climate change scenarios mainly affected the possibility of northward expansion of Q. Acuta to whole country except for Gwangwon-do alpine region by 2090s. Overall, the results of this study were successful in showing the current distribution of Q. acuta and projecting their future distribution changes. Q. acuta is considered to be one of the useful tree species under future climate taking into account the present climate change status.

GARP 모형과 기후변화 시나리오에 따른 잣나무의 지리적 분포 변화

천정화 ( Jung Hwa Chun ),이창배 ( Chang Bae Lee ),유소민 ( So Min Yoo ) 한국농림기상학회 2015 한국농림기상학회지 Vol.17 No.4

본 연구는 그간 우리나라에서 경제적인 가치를 인정 받아온 수종인 잣나무를 대상으로 잣나무의 현존 분포를 파악하고, RCP (Representative Concentration Pathway) 8.5 기후변화 시나리오와 생태적 지위 모형에 기반하여 향후 잣나무의 분포 변화를 예측하기 위해 수행되었다. 이를 위해 5년간의 NFI 자료에서 조사지점별 잣나무의 풍부도 자료를 추출하여 사용하였으며, 수종에 영향을 미치는 환경요인변수를 선정하기 위해 생태적지위 모형 가운데 하나인 GARP (Genetic Algorithm for Rule-set Production)를 이용하였다. 총 27개의 환경요인변수에 대해 각각 모형을 구동하고 컨퓨전 매트릭스(Confusion Matrix) 기반 산출 통계량인 AUC (Area Under Curve)가 0.6 이상인 변수들을 선발하여 최종 잠재분포모형을 작성하였다. 그 결과 작성된 모형은 비교적 높은 적합도를 나타냈는데 잣나무는 현재 표고의 범위가 300m에서 1,200m 사이인 지역 및 남부에서 북부에 이르기까지 넓게 자리 잡고 있는 것으로 나타났다. 작성된 모형에 RCP 8.5 기후변화 시나리오를 적용한 결과, 잣나무는 2020년대부터 잠재분포역이 큰 폭으로 축소되며, 2090년대에는 우리나라 대부분의 지역이 잣나무의 생육에 불리할 것으로 예측되었다. 본 연구를 통해 기후변화가 잣나무 분포에 미치는 영향을 파악하고, 잣나무와 기후변화와의 상관성에 대한 이해를 높임으로써 향후 지역별 조림수종 선정 및 경제수종 교체 등의 조림적 관점에서 도움이 될 수 있을 것으로 판단된다. The main purpose of this study is to understand the potential geographic distribution of P. koraiensis, which is known to be one of major economic tree species, based on the RCP (Representative Concentration Pathway) 8.5 scenarios and current geographic distribution from National Forest Inventory(NFI) data using ecological niche modeling. P. koraiensis abundance data extracted from NFI were utilized to estimate current geographic distribution. Also, GARP (Genetic Algorithm for Rule-set Production) model, one of the ecological niche models, was applied to estimate potential geographic distribution and to project future changes. Environmental explanatory variables showing Area Under Curve (AUC) value bigger than 0.6 were selected and constructed into the final model by running the model for each of the 27 variables. The results of the model validation which was performed based on confusion matrix statistics, showed quite high suitability. Currently P. koraiensis is distributed widely from 300m to 1,200m in altitude and from south to north as a result of national greening project in 1970s although major populations are found in elevated and northern area. The results of this study were successful in showing the current distribution of P. koraiensis and projecting their future changes. Future model for P. koraiensis suggest large areas predicted under current climate conditions may be contracted by 2090s showing dramatic habitat loss. Considering the increasing status of atmospheric CO2 and air temperature in Korea, P. koraiensis seems to experience the significant decrease of potential distribution range in the future. The final model in this study may be used to identify climate change impacts on distribution of P. koraiensis in Korea, and a deeper understanding of its correlation may be helpful when planning afforestation strategies.

소나무의 지리적 분포 및 생태적 지위 모형을 이용한 기후변화 영향 예측

천정화 ( Jung Hwa Chun ),이창배 ( Chang Bae Lee ) 한국농림기상학회 2013 한국농림기상학회지 Vol.15 No.4

본 연구는 산림에서 나타나는 수종의 분포 패턴을 해석하고 예측하기 위한 목적으로 수행되었다. 국내에서 처음으로 시도된 전국 규모의 체계적 산림조사라할 수 있는 NFI (National Forest Inventory)의 수종별 출현 정보와 출현지점별 풍부도를 기반으로 소나무의 현존분포도를 작성하였다. 생태적 지위 모형의 하나인 GARP (Genetic Algorithm for Ruleset Production)를 이용하여 소나무 현존분포와 연관성이 높은 환경요인변수들을 선정하였고, 선정된 변수들을 설명변수로 하는 소나무 잠재분포 모형을 작성한 후 기후변화 시나리오를 적용하여 미래의 잠재분포를 예측하였다. 기후, 지리·지형, 토양·지질, 토지이용 및 식생현황 등27개 환경요인변수를 각각 설명변수로 하여 모형을 구동함으로써 소나무 현존분포와의 연관성을 평가한 결과 1월 평균기온이 최상위를 차지하였고 연평균기온, 8월평균기온, 연교차 등도 영향을 미치는 것으로 분석되었다. NFI 정보로부터 추출하여 소스개체군으로 선정된 조사지점들을 소나무의 최종출현정보로, 환경요인변수 간의 연관성 분석을 통해 최종적으로 선정된 변수 세트를 설명변수로 하여 모형을 구동함으로써 최적의 모형을 선정한 후 잠재분포도를 작성하였다. 현재 시점의 환경요인변수들에 의해 트레이닝 된 잠재분포 모형에서 기후관련변수들을 RCP 8.5 기후변화시나리오에서 산출한 변수들로 대체하여 2020년대, 2050년대, 2090년대의 소나무의 예측 잠재분포도를 작성하였다. 최종적으로 작성된 소나무 잠재분포모형의 평가통계량인 AUC (Area Under Curve)는 0.67로 다소미흡하였으나 향후 기후변화 환경 하에서 소나무림의 보전 및 관리를 위한 최소한의 실마리를 제공할 수있을 것으로 판단되었다. We employed the ecological niche modeling framework using GARP (Genetic Algorithm for Ruleset Production) to model the current and future geographic distribution of Pinus densiflora based on environmental predictor variable datasets such as climate data including the RCP 8.5 emission climate change scenario, geographic and topographic characteristics, soil and geological properties, and MODIS enhanced vegetation index (EVI) at 4 km2 resolution. National Forest Inventory (NFI) derived occurrence and abundance records from about 4,000 survey sites across the whole country were used for response variables. The current and future potential geographic distribution of Pinus densiflora, one of the tree species dominating the present Korean forest was modeled and mapped. Future models under RCP 8.5 scenarios for Pinus densiflora suggest large areas predicted under current climate conditions may be contracted by 2090 showing range shifts northward and to higher altitudes. Area Under Curve (AUC) values of the modeled result was 0.67. Overall, the results of this study were successful in showing the current distribution of major tree species and projecting their future changes. However, there are still many possible limitations and uncertainties arising from the select of the presence-absence data and the environmental predictor variables for model input. Nevertheless, ecological niche modeling can be a useful tool for exploring and mapping the potential response of the tree species to climate change. The final models in this study may be used to identify potential distribution of the tree species based on the future climate scenarios, which can help forest managers to decide where to allocate effort in the management of forest ecosystem under climate change in Korea.

경상북도 가지산 유역의 입지환경

이임균,천정화,양희문,이승우,권태성,임종환,김영걸 한국임학회 2009 한국임학회 정기학술발표논문집 Vol.2009 No.-

천연활엽수림에서 맹아갱신 시업처리 후의 식생 구성과 갱신양상

양희문,천정화,임종환,배상원,신준환 한국임학회 2004 한국임학회 학술발표논문집 Vol.2004 No.-

임분조사 (林分調査) 자료분석을 위한 컴퓨터 프로그램 ( SIDAS ) 의 개발

신만용,천정화,오정수 ( Man Yong Shin,Jung Hwa Chun,Jung Soo Oh ) 한국산림경제학회 1997 산림경제연구 Vol.5 No.1

Forest monitoring in times of climate change from the Asian view

신준환,천정화 한국산림과학회 2011 Forest Science And Technology Vol.7 No.2

Climate, as a source of energy and water, acts as the primary control for forest ecosystems and forest ecosystems provide significant feedback to climate. Asian forests from taiga to tropical regions are very diverse and unique as compared with other continents. To establish a good forest monitoring system in times of climate change for Asian regions, it is necessary to monitor forest information from a national forest inventory to changes in species composition by air temperature increase. Furthermore, a global forest monitoring system has to be established. It is also recommended to monitor symbiotic relationships, traditional knowledge and valuation trends.