계통적 다양성 분석을 통한 금강산-설악산 조류의 생태적 유사성 연구

이후승(Who-Seung Lee),허학영(Hag Young Heo),권영수(Young-Soo Kwon),채희영(Hee-Young Chae) 국립공원연구원 2022 국립공원연구지 Vol.13 No.1

계통적 다양성은 생물의 계통수에서 군집내 종들의 계통적 거리의 총합으로 정의된다. 계통적 다양성은 종 수와 개체수 정보를 이용한 기존의 방법과 달리 종이 가지는 생태적 및 생활사적 특성을 고려한 평가이다. 본 연구는 광역적 생태축으로 연결된 금강산 국립공원과 설악산 국립공원에서 조사된 조류 모니터링 결과를 이용하여 조류의 계통적 다양성 평가를 통한 생물다양성 측면의 생태적 유사성과 차별성을 비교⋅분석하였다. 금강산과 설악산에서 조사된 조류의 계통적 다양성은 전반적으로 유사한 것으로 나타나 다양성 측면의 연결성이 확인되었다. 특히 산림성 조류는 두 국립공원간 유사성이 높았으나, 물새류는 두 지역간 차이가 있음이 계통적 다양성 결과의 유사도분석을 통해 확인되었다. 이는 금강산 국립공원이 기수역 등 수생태계를 포함하고 있어 상대적으로 설악산 국립공원에 비해 물새류의 다양성이 높았기 때문인 것으로 사료된다. 본 연구는 두 국립공원간 서식지의 생태환경적 특성을 고려하지 않은 한계성을 가진다. 그러나 북한에서 수행한 조류 조사 자료의 제한성을 고려한 계통적 다양성 평가를 통해 활용가능성을 확인하였고 이에 대한 활용방안에 대하여 고찰하였다. Phylogenetic diversity (PD) is defined as the sum of the total lengths of branches of species in phylogenetic tree. Unlike typical metrics based on number of species and individuals, phylogenetic diversity could evaluate ecological and life-history trsits of species in community. This study compared and analyzed the ecological similarity and differentiation in terms of biodiversity through phylogenetic diversity of birds in both Geumgangsan and Seoraksan National Parks, which are connected to ecological network for board area on natinoal land. Phylogenetic diversity of birds investigated from both Geumgangsan and Seoraksan National Parks was found to be similar overall, confirming the ecological connectivity between biodiversity aspects. In particular, Jaccard’s similaritiy analysis showed that forest-dwelling birds were highly similar between national parks whereas waterbirds differed. Because Geumgangsan National Park is adjacent to the East sea, there were more waterbirds. Although we found ecological signifcant in bird diversity between national parks, this study has limitation that our analyses considered no environmental characteristics as habitat factors. However, to minimize the limiations of bird surveys conducted in North Korea, phylogenetic diversity was identified as possible method of the assessment and we discussed on this.

동적상태의존모형을 통한 중간기착지에서의 방해 스트레스가 철새의 생존과 재이동에 미치는 영향

이후승(Who-Seung Lee) 한국조류학회II 2012 한국조류학회지 Vol.19 No.4

철새는 번식지 또는 월동지로부터의 장거리 비행에 따른 손실된 에너지를 회복하기 위해 중간기착지를 이용한다. 중간기착지에서의 철새는 장거리 비행에 의해 감소한 몸무게의 회복과 비행에너지의 축적 그리고 누적된 체내 생리적 스트레스의 감소를 통해 최종목적지까지의 이동 성공을 최대로 하기 위해 전략적으로 행동한다. 따라서, 중간기착지에서의 취식과 휴식의 방해요인은 이러한 전략적 행동을 방해하여 이동성공에 영향을 줄 수 있을 것이다. 본 연구는 동적상태의존모형을 이용하여 취식행동에 따른 철새의 몸무게-비행에너지-스트레스를 포함한 생활사 모형을 개발하였다. 중간기착지에서의 최적취식행동은 최종목적지로의 이동 성공률이 최대값이 되는 행동 선택의 결과로 결정하였다. 모형은 방해요인의 정도가 클수록 철새의 몸무게 증가와 누적 스트레스의 감소 그리고 비행에너지 누적속도가 느려지게 되어, 결국 최종목적지로의 이동 성공을 감소시킬 수 있을 것으로 예측하였다. 반대로 방해요인의 정도가 낮을수록 몸무게의 빠른 회복과 누적 스트레스의 빠른 감소 그리고 비행에너지의 빠른 향상으로 이동성공률을 높일 수 있음을 보였다. To migrate successfully, birds need to stay at stopover sites where they acquire their fuel reserves since the long-distance flight needs to pay lots of energy. Migrants at stopover sites behave strategically to maximise the migration success by recovering body mass and flight energy and declining accumulated physiological stress. There are negative effects of human disturbance (or abiotic disturbance) on foraging and resting behaviours, and thus the effects also have a negative function on migration success. In this study, I developed a dynamic-state-dependent life-history model including three life-history strategies depending on feeding activity, such as body mass, flight energy and accumulated stress. Focusing on behavior in stopover site, I determine the level of activity that maximizes re-migration success - ultimately, fitness. The prediction of this model shows that high pressure of human disturbance will incur low rate of gaining mass and reducing accumulated stress, but high energy for flight. In addition, these low rates will have a negative function on migration success. Conversely, the low pressure of disturbance will improve the feeding activity, mass and flight energy, but decline accumulated stress.

생태학적 관점에서 기후변화와 원헬스

이후승 ( Who-seung Lee ) 대한인수공통감염병학회 2023 창립총회 및 학술대회 초록집 Vol.2023 No.2

기후변화와 수상레저활동 인구변화가 어류의 초기생활사에 미치는 영향

이후승 ( Who Seung Lee ) 한국하천호수학회 2013 생태와 환경 Vol.46 No.3

Environmental condition can induce changes in early life-history traits in order to maximise the ecological fitness. Here I investigated how temperature change and variation in human aquatic activity/behaviour affect early life-history consequences in fish using a dynamic-state-dependent model. In this study, I developed a general fish`s life-history model including three life-history states depend-ing on foraging activity, such as body mass, mass of reproductive tissue (i.e., gonadal development) and accumulated stress (i.e., cellular or physiological damage). I assumed the level of foraging activity maximises reproductive success-ultimately, fitness. The model predicts that growth rate, development of reproductive tissues and damage accumulation are greater in higher temperature whereas higher human aquatic activity rapidly reduced the growth rate and development of reproductive tissue and increased damage accumulation. While higher foraging activity in higher temperature is less affected by human aquatic activity, the foraging activity in lower temperature rapidly declined with human aquatic activity. Moreover, lower survival rate in higher temperature or human aquatic activity was independent on mortality rate due to human aquatic activity or mortality rate when foraging activity, respectively. However, the survival rate in lower temperature or human aquatic activity was dependent on these mortality rates. My findings suggest that including of early life-history traits in relation to climate-change and human aquatic activity on the analysis may improve conservation plan and health assessment in aquatic ecosystem.

조류충돌에 대한 환경영향평가 개선을 위한 기초연구

이후승 ( Who-seung Lee ) 한국환경정책평가연구원 2018 한국환경정책평가연구원 기초연구보고서 Vol.2018 No.-

본 연구는 개발사업에 따른 인공구조물, 즉 건축물, 유리창, 투명방음벽 등에 대한 조류충돌 현황을 조사하고, 충돌사고의 시계열적 변화와 개발사업과의 관계 및 조류 생활사 특성에 따른 영향을 분석함으로써 환경영향평가 작성, 영향분석 및 저감방안 수립 등의 개선방향을 제시하는 데 목적이 있다.첫째로 야생동물 구조관리센터 자료를 이용하여 인공구조물의 조류충돌 현황을 분석한 결과, 조류충돌이 지속적인 증가는 공동주택 등의 개발사업, 특히 고층건물의 증가와 상관관계가 있었다. 또한 조류충돌 발생 빈도는 조류의 생활사 특성, 즉 서식이나 번식 및 월동 등 환경적으로 민감한 시기에 증가하는 것이 아니라, 개발사업으로 인한 환경 변화에 크게 영향받는 것으로 나타났다.둘째로 국내 조류보호 관련 기관에서 배포 중인 맹금류 스티커는 일반적으로 쓰이는 저감방안이지만, 정확한 부착방법이 제시되지 않아 실효성이 낮은 것으로 확인되었다. 이에 보다 실효적이고 다양한 조류충돌 저감방안과 설치방법을 제시하였다.셋째로 환경영향평가에서 조류 현황조사의 문제점을 분석하고, 조류충돌을 예방하기 위한 조류 현황조사의 방법과 이동성 분석 및 영향평가를 위한 개선방향을 제시하였다.넷째로 환경영향평가 단계에 따른 조류충돌 예방방법의 개선방향과 평가서의 정보에 따른 조류충돌 위험성 평가기법 등을 제시하고, 향후 수행해야 할 연구방향을 도출하였다.개발사업에 따른 인공구조물과의 조류충돌을 완전히 예방할 수는 없지만, 다양한 저감방법과 환경영향평가 단계에서의 영향예측 및 평가를 통해 충돌 위험을 최소화하는 방향으로 나아갈 필요가 있다. This study investigates the status of bird collisions with man-made structures including buildings, windshields and transparent noise barrier, and analyzes the time series changes in bird-building collisions, its correlation with development projects, and the impact of behavioral characteristics in birds. On the basis of the results, I suggest improving measures in making environmental impact statement (EIS), environmental impact assessment (EIA) and mitigation efforts.First, the status of bird collisions with man-made structures was analyzed on the basis of long-term (2007-2017) data from 11 Wild Animal Rescue Centers in South Korea. It turned out that the cases of bird-building collision have been increasing continuously, and its significant correlation with development projects regarding multi-storied apartments, and high-rise buildings was found. In addition, the data showed that bird collisions were not affected by sensitive periods in life-history such as foraging, breeding and wintering, but were related to environmental changes caused by developments.Second, it is confirmed that decals shaped like raptor (e.g., bird saver) distributed by NGOs and conservation agencies in Korea are used as a generalized mitigation measure for bird collision deterrence, however, the impact of the mitigation was lower because the no method or incorrect method was provided. So this study suggests a more effective mitigation with correct installation method.Third, current bird monitoring methods in the EIS were reviewed and advanced methods to analyze avian movement within project sites were suggested to improve the EIS.Fourth, improved mitigation to prevent bird collision in the environmental impact assessment (EIA) and advanced risk assessment in bird collision were suggested and further studies to improve the EIS were derived.No bird collisions with buildings can be totally prevented, but it is necessary to move toward minimizing the collision risk through various mitigations with correct installation method and suitable evaluation in the EIA.

연구본문 : 생태환경 ; 포식자-피식자 모델을 이용하여 기후변화가 논습지를 이용하는 조류 개체군 동태에 미치는 영향 예측

이후승 ( Who Seung Lee ) 한국환경농학회 2013 한국환경농학회지 Vol.32 No.4

본 연구는 수학적 모델(Lotka-Volterra 방정식)을 이용하여 기후변화가 논습지를 이용하는 조류 개체군의 크기와 구조에 미치는 영향에 대해 분석 및 예측하였다. 특히 논습지를 이용하는 조류 개체군 동태에 영향을 주는 기후변화에 대해, 1) 계절 내 최고 및 최저 기온의 변화와 2) 계절 길이의 변화를 조합하여 11가지 가능한 기후변화시나리오를 모델시뮬레 이션에 이용하였다. 본 연구의 수학모델은 기온 변화, 즉 계 절이 바뀜에 따라 월동, 이동, 그리고 번식조류가 일정한 시 기에 그리고 일정한 분포패턴으로 논습지를 취식 및 서식지로 이용하고 있음을 보였다. 기후변화 시나리오의 결과, 기온 변화의 폭이 커질 수록 조류 개체군 동태의 변이는 증가하였으며, 계절의 길이 변화, 특히 계절이 짧아진 경우에 논습지를 이용하는 기간도 크게 짧아져 전체적으로 개체군 동태를 감소시켰다. 전체적으로 한 계절 내의 기온변화가 발생하고, 다른 계절은 평년 기온을 유지할 경우에는, 해당 계절의 조류 개체군 동태만 기온변화에 영향을 받았다. 더욱이 계절의 길 이 변화는 계절 내 기온 변화보다 더 뚜렷한 개체군 동태의 변화를 유도하였다. BACKGROUND: It is well known that rice-fields can provide excellent foraging places for birds including seasonal migrants, wintering, and breeding and hence the high biodiversity of rice-fields may be expected. However, how environmental change including climate-changes on life-history and population dynamics in birds on rice-fields has not been fully understood. In order to investigate how climate-change affects population migratory patterns and migration timing, I modeled a population dynamics of birds in rice-fields over a whole year. METHODS AND RESULTS: I applied the Lotka-Volterra equation to model the population dynamics of birds that have been foraging/visiting rice-fields in Korea. The simple model involves the number of interspecific individuals and temperature, and the model parameters are periodic in time as the biological activities related to the migration, wintering and reproduction are seasonal. As results, firstly there was a positive relationship between the variation of seasonal population sizes and temperature change. Secondly, the reduced lengths of season were negatively related to the population size. Overall, the effects of the difference of lengths of season on seasonal population dynamics were higher than the effects of seasonal temperature change. CONCLUSION(S): Climate change can alter population dynamics of birds in rice-fields and hence the variation may affect the fitness, such as reproduction, survival and migration. The unstable balances of population dynamics in birds using paddy rice field as affected by climate change can reduce the population growth and species diversity in rice fields. The results suggest that the agricultural production is partly affected by the unstable balance of population in birds using rice-fields.

불암산에 번식하는 박새류(Parus spp.)의 인공둥지 이용 유형 분석

조현우(Hyun Woo Jo),이후승(Who-Seung Lee),정훈(Hoon Chung) 한국조류학회 2021 한국조류학회지 Vol.28 No.2

본 연구는 불암산에 설치된 인공새집에서 번식하는 박새류(Parus spp.)를 대상으로 2017년 3월부터 2020년 7월까지 진행되었다. 각 인공새집에서 가장 인접한 인간간섭요소까지의 최단거리(Nearest distance between artificial bird nests and human disturbance factors; NDNH)에 따른 박새류의 인공새집 이용 유형을 분석하기 위해서 첫 번째, 번식상태에 대한 평가를 지수화로 계산한 둥지점수와 4년 동안 NDNH의 관계를 비교하였다. 두 번째, 4년 동안 NDNH에 따른 인공새집 이용률을 비교하였다. 세 번째, NDNH와 최초산란일 간의 관계를 비교하였다. 마지막으로, 번식수행의 시계열적 변화를 분석하기 위해서 모든 NDNH의 중간값을 기준으로 나눈 두 그룹(인간간섭요소와 가까운 그룹과 먼 그룹), 연도, 인공새집의 번식 성공 여부와 박새류가 이용한 인공새집 개수 간의 관계를 살펴보았다. 분석 결과, NDNH가 길수록 둥지점수의 합이 낮았고, 인공새집 이용률이 낮았으며, 각 인공새집별 최초산란일이 느려졌다. 또한, 연도별 번식에 성공한 인공새집 개수는 증가하였고, 번식에 성공하지 못한 인공새집 개수는 감소하였으며 서로 유의한 차이가 나타났다. 인간간섭요소와 가까운 그룹에서 연도별로 인공새집 이용 개수의 변화는 거의 없는 반면, 인간간섭요소와 먼 그룹에서는 연도별로 인공새집 이용 개수가 증가하였다. 본 연구에서 분석된 박새류의 경우, 번식에 유리한 지역의 인공새집을 먼저 차지하고, 상대적으로 덜 유리한 지역이 나중에 채워짐을 확인하였고, 둥지 장소 선택의 유형이 서식지 선택 이론(habitat selection theory)에 부합됨을 고찰하였다. 본 연구 결과는 산림의 산책로와 숲 놀이터 같은 인간간섭요소가 번식기 박새류의 둥지 장소 선택에 영향을 미치는지 여부를 판단하기 위한 기초자료로 활용될 수 있다. To understand the nesting site availability of tits (Parus spp.) in Mount Buram, Korea, we collected field data using artificial bird nests during the breeding season of 2017-2020. Specifically, we analyzed the effects of the nearest distance between the artificial bird nests and human disturbance factors (i.e., NDNH) on breeding performance, such as the scored nest stage and laying date of first egg. NDNH was significantly correlated with the scored nest stage: the shorter the NDNH, the better breeding performance and the higher the nesting site availability. In particular, the laying date of the first egg was negatively correlated with NDNH: the shorter the NDNH, the earlier the egg laying date of first egg. At a greater NDNH, the availability of nest boxes significantly increased annually, whereas at a shorter NDNH, the availability of nest boxes was comparable. Our findings support the habitat selection theory, which states that good habitats are occupied earlier, whereas poor habitats are occupied later. Habitats closer to human disturbance may help avoid predation; thus, tits inhabiting mountains in towns may prefer as nesting sites. However, additional field studies are warranted to validate this speculation.

환경평가 지원을 위한 지역 환경현황 분석 시스템 구축 및 운영 : 토석채취사업의 현황 및 개발 적정성 분석

이영준 ( Young-joon Lee ),박종윤 ( Jong-yoon Park ),이후승 ( Who-seung Lee ) 한국환경정책평가연구원 2018 사업보고서 Vol.2018 No.-

환경평가 대상사업 분류상 ‘토석·모래·자갈·광물 등의 채취사업’에 해당하는 토석채취사업은 그 목적에 따라 일반적으로 석산(산림골재), 육상골재, 하천골재, 토석채취를 위한 토취장 개발, 야적장, 광산 등으로 구분할 수 있다. 대규모 생태계 및 지형 훼손 등을 일으켜 환경적으로 가장 민감한 개발사업 중 하나로 알려진 토석채취사업은 인공적으로 발생하는 거대 사면 등으로 인해 훼손된 곳을 복구하기가 근본적으로 불가능하다. 본 연구에서는 이러한 관점에서 지역별 사업 유형 및 입지 현황을 바탕으로 환경영향의 정량적 특성을 분석하여 토석채취사업의 적정 개발 방향을 마련하기 위한 기초자료를 제공하고자 한다.이를 위해 토석채취사업에 대한 환경영향평가정보지원시스템(EIASS)상 환경평가서 자료 등을 이용하여 2017년까지 협의된 1,800여 건의 사업자료를 분석하였다. 각 지역별로 석산개발, 골재채취, 광산개발 등 토석채취사업의 종류를 파악하고, 유형별로 개별 사업의 규모, 채취량, 기간, 지역별 분포에 대한 현황 및 영향의 정량적 분석을 수행하였다.특히 골재 수요가 가장 많은 수도권과 이와 연접하여 가장 활발하게 개발이 이루어지고 있는 충남권의 토석채취사업의 현황을 분석하였다. 수도권의 경우 2002년부터 2017년까지 총 105건의 토석채취사업이 협의되었으며, 채석단지를 포함한 석산개발은 총 26개 사업의 환경평가 협의가 이루어진 것으로 나타났다. 충남권의 경우 석산개발 65개(채석단지 포함)를 합하여 총 256건의 토석채취사업이 협의된 것으로 나타났으며, 건수로는 수도권의 두 배 이상이다.또한 수도권과 충남권에서 토석채취사업 중 시공간적으로 훼손이 가장 광범위하게 발생하는 석산개발사업의 경우, 사업당 식생보전등급 III-IV등급지 비율의 평균이 각각 56%와 64%를 나타냈다. 식생보전등급 III-IV등급지의 비율이 전체 사업면적의 40% 이상 차지하는 사업도 수도권과 충남권이 각각 72%와 76%로 개발에 따른 산림훼손이 크다는 것을 알 수 있다. 아울러 석산개발사업이 변경 또는 재협의 과정을 통해 사업 규모가 증가할 경우, 종 다양성은 분석한 포유류, 조류 및 양서파충류의 모든 분류군에서 감소하는 것으로 나타나 개발로 인한 생태적 영향은 지속적으로 높아지는 것을 알 수 있다.석산개발사업은 다른 개발사업과는 달리 최초 인허가 시 승인된 사업 면적 및 채석량이 기간이 지남에 따라 지속적으로 변경 확대되는 특성을 · 보이고 있으며, 환경평가 대상 이하의 규모에서 시작된 소규모 석산들이 확장 개발되어 누적적으로 대규모 환경 훼손을 야기하는 경향을 보이므로 개발에 대해 신중한 접근이 필요하다.본 연구에서 분석한 지자체별 토석채취사업의 현황은 정부의 골재수급계획과 연동하여 해당 지자체에서 필요한 물량이 얼마나 생산되고 있는지, 어느 지역에서 집중적으로 채취가 이루어지고 있는지 현황을 파악하는 데 유용하게 활용할 수 있다. 특히 장기간 지속적으로 환경문제와 비가역적 훼손을 야기하는 석산개발은 수요와 공급 차원에서 필요한 최소한의 적정 용량만큼만 개발할 수 있도록 입지 선정 단계부터 광역시·도 단위 차원에서 개발의 필요성 및 적정성을 종합적으로 검토하여야 한다. 또한 향후 공급계획에 따라 추가적인 물량 확보를 위한 신규 사업이나 기존 사업 확장을 고려할 때 지자체별로 현재 운영 중인 사업장의 전체 규모를 파악하여 무분별한 허가에 따른 과도한 석산개발이나 토사채취가 이루어지지 않도록 체계적인 관리가 필요하다.이러한 측면에서 본 연구에서 현황자료를 이용해 분석한 결과는 광역지자체 단위로 골재 공급량을 계획하는 골재수급기본계획 또는 연간 골재수급계획의 목표를 정하는 데 유용하게 활용할 수 있을 것이다. 또 지자체별로 진행하는 토석채취사업 개발 현황자료를 바탕으로 전체적인 공급과 수요를 고려할 수 있으며, 이를 바탕으로 적정 규모의 신규 또는 확장 토석채취에 대한 환경평가 협의가 이루어질 수 있다. Depending on the purpose, Earth & Rock Extraction Projects can be generally classified into the following categories: rock quarry, land aggregates, river sand and gravel, pits for collecting soil rocks for landfill sites, open storage yards and mines. Known as one of the most environmentally sensitive development projects resulting in massive ecosystem and topographical damage, it is fundamentally impossible to be recovered for the earth & rock extraction project from damage due to artificially generated vertical cliffs.In this study, we analyzed the quantitative characteristics of environmental impacts based on the environmental assessment (EA) data of earth & rock extraction projects such as type, size, regional distribution, amount of extraction and period in order to provide a direction for appropriate development. More than 1,800 projects in which EA had been conducted up until 2017 were analyzed.In particular, the current status of earth & rock extraction projects was analyzed in the Capital Area where aggregate demand is the highest and the Chungnam Area where development activity is relatively very high in connection with the adjacent Capital Area. In the case of the Capital Area, a total of 105 EA for earth & rock extraction projects were conducted from 2002 to 2017 including 26 rock quarry development projects. In the case of Chungnam Area, a total of 256 projects were conducted, including 65 rock quarry development projects.For rock quarry development projects, where damages occurred most widely in time and location, the average ratio of the vegetation conservation grade III-IV per project for the Capital Area and Chungnam Area was 56% and 64%, respectively. The ratio of projects where the area of vegetation conservation grade III-IV occupied more than 40% of the total project area was also 72% and 76% in the Capital Area and Chungnam Area, respectively. This indicates that forest damage is very significant in rock quarry development. In addition, as the size of the project increases through the additional EA process, such as partial changes or reprocessing of the EA, species diversity is shown to decrease in all types, indicating that the ecological impact of development continues to get worse.Unlike other development projects, the rock quarry development project is characterized by the fact that the area and amount of rock quarrying approved at the time of initial licensing are constantly expanding over time. Therefore, it may lead to large-scale environmental damage, which requires a careful approach to development. In particular, rock quarry development that causes irreversible damage over a long period should be comprehensively looked at in terms of the necessity and adequacy of the development at metropolitan and provincial levels from the stage of site selection. The necessary minimum capacity should be developed at the supply and demand level.In this respect, the results of this study can be used to establish goals for an aggregate supply and demand plan at a local province level. Based on the overall development status data from local governments on earth & rock extraction projects, it would be possible to conduct an effective EA for the appropriateness of new or expansion projects in relation to supply and demand.

도시의 환경스트레스가 참새의 번식수행 전략과 개체군 최적상태에 미치는 영향

정슬기(Seulgi Jeong),이후승(Who-Seung Lee) 한국조류학회 2020 한국조류학회지 Vol.27 No.2

도시화된 환경은 조류에게 환경적 스트레스를 유발하여 취식과 번식에 대한 전략적 선택에 영향을 미친다. 본 연구에서는 동적상태의존모델을 이용하여 도시 환경을 서식기반으로 하는 조류의 번식생활사 모형을 제시하고, 조류의 번식 결과에 대한 환경적 스트레스의 영향을 예측하였다. 우선 부화에서 이소까지의 부모와 새끼의 에너지 상태 변화는 최적 취식행동과 최적 먹이분배 전략에 의해 결정되는 것으로 가정하였고, 2019년 3월부터 6월까지 세종특별자치시 지역에서 조사된 참새의 번식행동 결과를 사용하여 참새의 번식 생활사 모델을 제시하였다. 시뮬레이션 결과 둥지 주변의 환경적 스트레스가 클수록 먹이 급이 기간이 증가하고, 부모의 에너지 상태가 감소하는 것으로 나타났다. 또한 높은 환경적 스트레스는 새끼의 이소시기를 늦추고 부모의 에너지 상태 회복을 늦추는 것으로 예측되었다. 특히 최적 한배 새끼수는 환경 스트레스가 증가함에 따라 감소하고 생존율도 감소하는 것으로 나타났다. 전체적으로 도시 환경에서 둥지 장소 주변의 환경적 스트레스가 참새의 취식행동과 생존율에 부정적인 영향을 미치는 것으로 예측되었다. 끝으로 본 연구는 도시 환경에서 서식하는 조류가 서식 장소의 환경적 조건에 따라 다른 번식 전략을 선택할 수 있음을 시사한다. Environmental stress in urban can affect strategic decision for foraging and breeding on birds. Here we investigated how environmental stress in urban affect breeding performance, such as foraging behavior and survival in bird using a dynamic-state-dependent model. In this study, we developed Passer montanus’s life-history model in breeding including parental and nestling energy states. The model assumed that the states depend on foraging distance and resource allocation to maximize ecological fitness. We contrast the predictions of the model with field breeding data in Sejong-si during the breeding period in 2019. The model predicts that foraging period is longer, but parental energy state is reduced in higher environmental stress. In addition, the higher environmental stress induces later fledgling time and slower recovery of parental energy state. The model also predicts that higher environmental stress declines optimal brood size and survival in both parent and nestling. Overall, environmental stress, such as traffic noise and its frequency around nests in urban negatively affects foraging behavior and survival in Passer montanus. Our findings suggest that birds may decide alternative breeding strategy depending on degree of environmental stress in urban.

기후변화와 인간의 방해 및 종간경쟁이 두루미 월동생태와 이동에 미치는 영향

홍미진 ( Mi Jin Hong ),이후승 ( Who Seung Lee ),유정칠 ( Jeong Chil Yoo ) 한국환경생태학회 2015 한국환경생태학회지 Vol.29 No.5

월동기간 동안 월동조류의 생리 및 영양학적 상태는 이후 번식지로의 이동성공과 번식성공에 영향을 줄 수 있음은 잘 알려져 있다. 그러나 환경적 요인들이 월동기간 동안 어떻게 몸 상태에 영향을 주어 장기적으로 이동과 번식에 영향을 주는지에 대해서는 아직까지 잘 알려져 있지 않다. 본 연구는 월동기간 동안 온도변화와 월동지에서의 인간활동에 따른 방해가 개체수준에서의 월동하는 조류의 생활사에 미치는 영향과 번식지로의 이동 및 잠재적 번식 성공에 미치는 영향을 알아보기 위해 동적상태의존 월동 생활사 모델을 개발하였다. 모델에 사용된 지수는 월동개체군에 대한 연구가 잘 수행되어 있는 철원의 두루미 자료를 이용하였다. 모델은 온도 변화나 인간의 방해요인의 영향이 생존과 번식지로의 이동을 위한 에너지 축적 그리고 누적된 스트레스의 감소를 위한 자원 분배에 영향을 주는 것으로 예측하였다. 특히 월동지에 도래한 두루미 몸무게의 회복률은 기온변화가 적고 방해요인의 영향이 낮을수록 빨랐으며, 체내의 누적 스트레스는 기온변화가 크고 방해요인의 영향이 높을수록 회복속도가 낮을 것으로 예측되었다. 또한 월동지의 취식지를 공유하는 다른 종의 밀도가 높을수록 두루미의 몸무게 회복률이 낮은 것으로 예측되었다. 끝으로 모델의 예측된 결과를 통해 월동지에서의 월동조류 보전전략에 대해 고찰하였다. It is well documented that physiological and nutritional condition of wintering birds is strongly related to migration success to breeding sites, and also breeding success. However, how abiotic factors during winter affect the migration and breeding successes still remains unclear. Thus, this study developed a dynamic-state-dependent model for wintering life-history to identify the potential impact on the life-history, success to breeding site and breeding success of wintering birds, which are related to temperature fluctuation, interspecific competition and human disturbance at the wintering sites. To find the best-fit-model, we referred to the existing research data on wintering ecology of Red-crowned cranes (Grus japonensis) in Cheolwon, Korea, which is well documented as a long-term wintering study. Our model predicted that the higher temperature fluctuation and a higher rate of human disturbance are negatively related to migration success to breeding sites and their fitness, ultimately breeding success via changing of proportion in resource allocation (for e. g., lower energy compensation or higher level of stress accumulation). Particularly, the rate of body mass compensation after arrival at wintering sites may be accelerated when there are less temperature fluctuations and a lower rate of human disturbance. In addition, the rate of interspecific competition sharing the wintering foraging sites is negatively related to the rate of body mass compensation. Consequently, we discussed the conservation strategies of wintering birds based on the outcomes of the model.