Development of a habitat suitability index for the habitat restoration of Pedicularis hallaisanensis Hurusawa

장래하,김선령,정진우,Tho Jae-Hwa,정석환,윤영준 한국생태학회 2022 Journal of Ecology and Environment Vol.46 No.4

Background: We developed a habitat suitability index (HSI) model for Pedicularis hallaisanensis, a Grade II Endangered Species in South Korea. To determine the habitat variables, we conducted a literature review on P. hallaisanensis with a specific focus on the associated spatial factors, climate, topography, threats, and soil factors to derive five environmental factors that influence P. hallaisanensis habitats. The specific variables were defined based on the collected data and consultations with experts in the field, with the validity of each variable tested through field studies. Results: Mt. Seorak had a suitable habitat area of 2.48 km2 for sites with a score of 1 (0.62% of total area) and 0.01 km2 for sites with a score of 0.9. Mt. Bangtae had a suitable habitat area of 0.03 km2 for sites with a score of 1 (0.02% of total area) and 0 km2 for sites with a score of 0.9. Mt. Gaya showed 0.13 km2 of suitable habitat for sites with a score of 1 (0.17% of total area) and 0 km2 for sites with a score of 0.9. Lastly, Mt. Halla showed 3.12 km2 of suitable habitat related to sites with a score of 1 (2.04% of total area) and 4.08 km2 of sites with a score of 0.9 (2.66% of total area). Mt. Halla accounts for 73.1% of the total core habitat area. Considering the climatic, soil, and forest conditions together with standardized collection sites, our results indicate that Mt. Halla should be viewed as a core habitat of P. hallaisanensis. Conclusions: The findings in this study provide useful data for the identification of core habitat areas and potential alternative habitats to prevent the extinction of the endangered species, P. hallaisanensis. Furthermore, the developed HSI model allows for the prediction of suitable habitats based on the ecological niche of a given species to identify its unique distribution and causal factors.

나도승마(Kirengeshoma koreana Nakai) 생태정보 수집 및 서식지 평가

장래하,김선령,도재화,윤영준 한국환경복원기술학회 2023 한국환경복원기술학회지 Vol.26 No.6

This study was conducted to develop a habitat assessment system for the endangered wildlife II Kirengeshoma koreana Nakai through in-depth interviews with experts based on field surveys and environmental characteristics through spatial data analysis and literature research. Evaluation factors were selected based on the survey results of 31 variables for 23 K. koreana habitats. Afterwards, the importance and evaluation range for each assessment factor were selected. The selection of survey variables, assessment factors, importance of each factor and assessment range was conducted through in-depth interviews with experts at each stage. As a result, the assessment factors and importance were 16% for precipitation of the wettest month, 10% for vegetation zone, 12% for vegetation type, 10% for crown canopy vitality, 14% for tree layer coverage, 13% for drainage grade, 12% for soil depth, and 13% for distance to stream including dry stream. This study provides basic ecological information and a habitat assessment system for K. koreana habitats. Therefore, it can be used as primary data for preparing an endangered wildlife conservation policy, preparing a habitat improvement plan, and selecting an alternative habitat.

기후변화에 따른 참나무 6종의 식물계절 반응a

장래하,이승연,유영한 한국환경생태학회 2017 한국환경생태학회 학술대회지 Vol.2017 No.1

CO₂농도와 온도가 증가가 참나무 6종의 식물계절에 어떠한 영향을 주는지 알아보기 위하여 연구를 수행하였다. 유리온실을 두곳으로 나누어 대조구와 온도와 이산화탄소가 증가한 처리구로 나누었다. 실험기간은 2011년 11월부터 2014년 4월까지 3~4일 간격으로 단풍의 시작과 완료일, 낙엽 시작과 완료일, 겨울눈 파열일, 개엽일을 측정하였다. 참나무 6종의 단풍시작일은 2011년에는 대조구에서 처리구보다 느렸다. 겨울눈 파열과 개엽일은 매년 처리구에서 대조구보다 빨랐다. 단풍 시작일은 대조구에서 2013년에 가장 느렸고, 종간 차이는 없었다. 처리구에서는 2012년에 가장 빨랐고, 2013년에 가장 느렸으며, 졸참나무, 신갈나무, 떡갈나무가 상수리나무보다 빨랐다. 단풍완료일은 대조구에서 2011년과 2012년에 2013년보다 빨랐고, 종간 차이는 없었다. 처리구에서는 2011년과 2012년보다 2013년에 빨랐고, 떡갈나무와 졸참나무가 상수리나무보다 빨랐다. 낙엽 시작일은 년도 별 차이가 없었으며 년도 별 대조구와 처리구 간 차이가 없었다. 대조구와 처리구의 낙엽 시작일은 대조구와 처리구에서 모두 떡갈나무가 가장 빨랐으며 굴참나무가 가장 느렸다. 낙엽 완료일은 연간 차이가 없었으며, 년도 별 대조구와 처리구 간 차이가 없었다. 대조구와 처리구 모두 떡갈나무가 가장 빨랐으며 굴참나무가 가장 느렸다. 그리고 굴참나무는 대조구에서 더 빨리 낙엽을 완료하였다. 겨울눈 파열일은 대조구에서 2013년에 가장 빨랐고 2012년에 가장 느렸다. 처리구에서는 년도 별 차이가 없었지만 대조구보다 더 빨랐다. 대조구에서 떡갈나무가 굴참나무보다 빨랐다. 떡갈나무를 제외한 참나무 5종은 처리구에서 더 빨리 겨울눈이 파열했다. 개엽일은 대조구에서 년도 별 차이가 없었지만 처리구에서는 2011년에 가장 느렸다. 연구기간 중 처리구에서 대조구보다 더 빨리 개엽하였다. 대조구에서 종간 개엽일의 차이는 없었지만 처리구에서는 굴참나무가 가장 빨랐고 갈참나무와 졸참나무가 가장 느렸다. 위 결과 3년 동안 겨울눈 파열일은 빨라졌으며 단풍 시기는 느려졌다. 온도와 CO₂농도의 증가는 단풍과 낙엽시기에는 큰 영향을 주지 않지만, 겨울눈 파열과 개엽을 더 빠르게 하였다. 이는 온도와 CO₂농도의 상승이 개엽일을 앞당겨 참나무 6종의 광합성 기간을 길게 할 것으로 판단된다.

CO₂농도와 온도증가에 따른 멸종위기수생식물 선제비꽃의 생태학적 반응

장래하,이승혁,한영섭,조규태,유영한,Jang, Rae Ha,Lee, Seung Hyuk,Han, Young Sub,Cho, Kyu Tae,You, Young Han 한국습지학회 2013 한국습지학회지 Vol.15 No.3

멸종위기수생식물 선제비꽃이 증가된 $CO_2$농도와 온도에 생태적으로 어떻게 반응하는지 알아보기 위하여 연구를 실시하였다. 실험은 2007년부터 2012년까지 야외조건인 대조구와 $CO_2$농도 + 온도를 증가시킨 처리구에서 개체생태학적으로 생육반응을 모니터링하였다. 그 결과 지상부 길이, 개체 당 가지 수, 개체 당 열매 수, 열매 당 종자 수, 가지 당 열매 수와 종자무게는 처리구에서 대조구보다 낮았으나, 가지 당 잎 수는 많았고, 꽃대길이, 가지 길이와 개체 당 잎 수는 차이가 없었다. 이러한 결과 $CO_2$농도와 온도가 증가하면 선제비꽃의 가지 수는 줄어들지만 가지에 붙은 잎 수를 늘리는 반응을 하며, 종자생산이 감소하여 번식에 부정적임을 의미한다. 그래서 지구온난화현상은 멸종위기의 주요한 원인 중 하나가 될 것으로 판단된다. The increased $CO_2$ concentration and temperature affect ecological responses of plants. In order to know the effects of global warming on the Viola raddeana Regal, endangered aquatic plant designated by the Ministry of Environment Korea, this study was investigated at control and treatment(increased $CO_2$ concentration + increased temperature) in glasshouse. Then, autecological responses of V. raddeana were monitored and measured. As a result, shoot length, number of fruits per plant, number of branch per plant, number of seeds per fruit, number of fruits per branch, and weight of 10 seeds were higher in control than in treatment. number of leaves per branch was higher in treatment than in control. Length of axis, length of branch and number of leaves per plant were not different between in the control and in the treatment. These results demonstrated that the reproductive response of V. raddeana might be negatively influenced by increased $CO_2$ concentration and temperature. The global warming will be one of the main causes of extinction for V. raddeana Regal.

CO2농도와 온도증가에 따른 멸종위기수생식물 선제비꽃의 생태학적 반응

장래하,이승혁,한영섭,조규태,유영한 한국습지학회 2013 한국습지학회지 Vol.15 No.3

멸종위기수생식물 선제비꽃이 증가된 CO2농도와 온도에 생태적으로 어떻게 반응하는지 알아보기 위하여 연구를 실시하 였다. 실험은 2007년부터 2012년까지 야외조건인 대조구와 CO2농도 + 온도를 증가시킨 처리구에서 개체생태학적으로 생 육반응을 모니터링하였다. 그 결과 지상부 길이, 개체 당 가지 수, 개체 당 열매 수, 열매 당 종자 수, 가지 당 열매 수와 종자무게는 처리구에서 대조구보다 낮았으나, 가지 당 잎 수는 많았고, 꽃대길이, 가지 길이와 개체 당 잎 수는 차이가 없었다. 이러한 결과 CO2농도와 온도가 증가하면 선제비꽃의 가지 수는 줄어들지만 가지에 붙은 잎 수를 늘리는 반응을 하며, 종자생산이 감소하여 번식에 부정적임을 의미한다. 그래서 지구온난화현상은 멸종위기의 주요한 원인 중 하나가 될 것으로 판단된다.

Budget and distribution of organic carbon in Taxus cuspidata forest in subalpine zone of Mt. Halla

장래하,정헌모,이응필,조규태,유영한 한국생태학회 2017 Journal of Ecology and Environment Vol.41 No.1

Background: In order to investigate organic carbon distribution, carbon budget, and cycling of the subalpine forest, we studied biomass, organic carbon distribution, litter production, forest floor litter, accumulated soil organic carbon, and soil respiration in Taxus cuspidata forest in Halla National Park from February 2012 to November 2013. Biomass was calculated by using allometric equation and the value was converted to CO2 stocks. Results: The amount of plant organic carbon was 13.60 ton C ha−1year−1 in 2012 and 14.29 ton C ha−1year−1 in 2013. And average organic carbon introduced to forest floor through litter production was 0.71 ton C ha−1year−1. Organic carbon distributed in forest floor litter layer was 0.73 ton C ha−1year−1 on average and accumulated organic carbon in soil was 51.13 ton C ha−1year−1 on average. In 2012, Amount of released CO2 from soil to atmosphere was 10.93 ton CO2 ha−1year−1. Conclusions: The net ecosystem production based on the difference between net primary production of organic carbon and soil respiration was −1.74 ton C ha−1yr−1 releasing more carbon than it absorbed.

화산섬 한라산 아고산대 구상나무림, 주목림, 눈향나무림의 탄소분포 및 탄소수지a

장래하,유영한 한국환경생태학회 2017 한국환경생태학회 학술대회지 Vol.2017 No.1

본 연구에서는 2014년부터 2016년가지 한라산 아고산대 대표수종인 구상나무림, 주목림, 눈향나무림의 탄소분포와 탄소수지를 파악하였다. 식물체 유기탄소량, 유기탄소흡수량, 낙엽을 통해 임상으로 유입되는 유기탄소량, 임상에 축적된 유기탄소량은 구상나무림에서 각각 50.58, 3.11, 1.68 ton C ha-1로 가장 높았으며, 주목림에서는 각각 15.62, 1.53, 1.38 ton C ha-1 이었고, 눈향나무림에서 2.86, 0.77, 0.64 ton C ha-1로 가장 낮았다. 임상에 축적된 유기탄소량은 구상나무림, 주목림, 눈향나무림에서 각각 1.67, 0.86, 0.97 ton C ha-1로 구상나무림에서 가장 높았고 주목림에서 가장 낮았다. 토양에 축적된 유기탄소량과 토양호흡량은 각각 구상나무림에서 41.51, 3.49 ton C ha-1 로 가장 높았으며, 주목림에서 129.84, 2.61 ton C ha-1 이었고, 눈향나무림에서 175.93, 1.92 ton C ha-1로 가장 낮았다. NEP는 각각 -0.38, -1.08, -1.15 ton C ha-1 로 유기탄소를 모두 대기로부터 흡수하는 양보다 방출하는 양이 많았다. 이상으로 볼 때, 한라산 아고산 산림의 식물체 유기탄소량, 생태계 탄소수지는 낮아 유기탄소 흡수원으로써의 역할이 적지만 산림 토양에 많은 양의 유기탄소를 저장하고 있기 때문에 높은 수준의 생태계 서비스를 제공하고 있었다. 본 연구는 국내에서 연구되지 않은 특이생태계인 제주도 아고산대의 탄소분포와 탄소수지를 파악할 수 있는 기초자료가 될 것이다.

화산섬 한라산 아고산대 산림의 탄소분포와 탄소수지

장래하,이응필,이승연,유영한 한국환경생태학회 2017 한국환경생태학회 학술대회지 Vol.2017 No.2

이 연구에서는 2014년부터 2016년가지 한라산 아고산대 대표수종인 구상나무림, 주목림, 눈향나무림의 탄소분포와 탄소수지를 파악하였다. 식물체 유기탄소량, 유기탄소흡수 량, 낙엽을 통해 임상으로 유입되는 유기탄소량, 임상에 축 적된 유기탄소량은 구상나무림에서 각각 50.58, 3.11, 1.68 ton C ha-1로 가장 높았으며, 주목림에서는 각각 15.62, 1.53, 1.38 ton C ha-1이었고, 눈향나무림에서 2.86, 0.77, 0.64 ton C ha-1로 가장 낮았다. 임상에 축적된 유기탄소량 은 구상나무림, 주목림, 눈향나무림에서 각각 1.67, 0.86, 0.97 ton C ha-1로 구상나무림에서 가장 높았고 주목림에서 가장 낮았다. 토양에 축적된 유기탄소량과 토양호흡량은 각 각 구상나무림에서 41.51, 3.49 ton C ha-1로 가장 높았으며, 주목림에서 129.84, 2.61 ton C ha-1이었고, 눈향나무림에서 175.93, 1.92 ton C ha-1로 가장 낮았다. NEP는 각각 -0.38, -1.08, -1.15 ton C ha-1로 유기탄소를 모두 대기로부터 흡수 하는 양보다 방출하는 양이 많았다. 이상으로 볼 때, 한라산 아고산 산림의 식물체 유기탄소량, 생태계 탄소수지는 낮아 유기탄소 흡수원으로써의 역할이 적지만 산림 토양에 많은 양의 유기탄소를 저장하고 있기 때문에 높은 수준의 생태계 서비스를 제공하고 있었다. 본 연구는 국내에서 연구되지 않은 특이생태계인 제주도 아고산대의 탄소분포와 탄소수 지를 파악할 수 있는 기초자료가 될 것이다.

Organic carbon distribution and budget of dominant woody plant community in the subalpine zone at volcanic Jeju Island, Korea

장래하,이승연,이응필,이수인,김의주,이상훈,유영한 한국생태학회 2019 Journal of Ecology and Environment Vol.43 No.4

Background: The Northern Hemisphere forest ecosystem is a major sink for atmospheric carbon dioxide, and the subalpine zone stores large amounts of carbon; however, their magnitude and distribution of stored carbon are still unclear. Results: To clarify the carbon distribution and carbon budget in the subalpine zone at volcanic Jeju Island, Korea, we report the C stock and changes therein owing to vegetation form, litter production, forest floor, and soil, and soil respiration between 2014 and 2016, for three subalpine forest ecosystems, namely, Abies koreana forest, Taxus cuspidata forest, and Juniperus chinensis var. sargentii forest. Organic carbon distribution of vegetation and NPP were bigger in the A. koreana forest than in the other two forests. However, the amount of soil organic carbon distribution was the highest in the J. chinensis var. sargentii forest. Compared to the amount of organic carbon distribution (AOCD) of aboveground vegetation (57.15 t C ha−1) on the subalpine-alpine forest in India, AOCD of vegetation in the subalpine forest in Mt. Halla was below 50%, but AOCD of soil in Mt. Halla was higher. We also compared our results of organic carbon budget in subalpine forest at volcanic island with data synthesized from subalpine forests in various countries. Conclusions: The subalpine forest is a carbon reservoir that stores a large amount of organic carbon in the forest soils and is expected to provide a high level of ecosystem services.

한라산 아고산대 구상나무림에서 연간 물질생산과 유기탄소량 변화1a

장래하 ( Rae Ha Jang ),조규태 ( Kyu Tae Cho ),유영한 ( Young Han You ) 한국환경생태학회 2014 한국환경생태학회지 Vol.28 No.6

국가장기생태사업(LTER)의 일환으로 한라산 아고산대 구상나무림의 물질생산과 탄소분포의 특성을 밝히고자 2009년부터 2013년까지 현존량, 유기탄소분포, 낙엽생산, 임상낙엽량과 토양 유기탄소 축척량을 조사하였다. 식물현존량은 상대생장법에 의해 보고된 물질생산 식을 이용하여 측정하고 이를 이산화탄소의 고정량으로 환산하였다. 2009, 2010, 2011, 2012 와 2013년의 현존량은 각각 98.88, 106.42, 107.67, 108.31 와 91.48 ton ha-1 였다. 이 기간 동안의 유기탄소는 지상부 생물량에 35.95, 38.69, 38.96, 39.46, 33.2 ton C ha-1, 지하부 생물량에 8.54, 9.2, 9.49, 9.28, 7.97 ton C ha-1 이 각각 분포하였다. 5년 동안 낙엽 생산을 통해 1.09, 1.80, 1.32, 2.46 와 1.20 ton C ha-1 의 유기탄소가 생태계로 유입되었다. 2010, 2011, 2012와 2013년의 임상낙엽층의 유기탄소량은 2.74, 2.43, 2.00 와 1.16 ton Cha-1였고, 토양 20cm깊이까지의 유기탄소 축적량은 55.77, 54.90, 50.69, 44.42 와 41.87 ton C ha-120cm-1였다. 이와 같이 현존량과 유기탄소량이 2009~2012년까지 매년 증가하였지만 태풍이 있었던 2013년에는 감소하였다. 이러한 현상은 자연적 교란이 한국의 아고산대 생태계에 크게 영향을 미친다는 것을 의미한다. Annual biomass production and amount of organic carbon in Abies koreana forest at Mt. Halla were conducted as a part of Korea National Long-Term Ecological Research (KNLTER). We measured standing biomass change of litter, soil production and organic carbon amounts of the forest floor and soil layer of A. koreana forest in Mt. Halla from 2009 to 2013 in permanent plots. Standing biomass, which was determined by allometric method, was converted into CO2. The standing biomass in A. koreana forest was 98.88, 106.42, 107.67, 108.31, 91.48 ton ha-1 in 2009, 2010, 2011, 2012 and 2013 year, respectively. The amount of annual carbon allocated to above ground was 35.95, 38.69, 38.96, 39.46, 33.2 ton C ha-1 and below ground biomass was 8.54, 9.2, 9.49, 9.28, 7.97 ton C ha-1 in 2009, 2010, 2011, 2012 and 2013 year, respectively. Amount of organic carbon returned to the forest via litterfall was 1.09, 1.80, 1.32, 2.46 and 1.20 ton C ha-1 in 2009, 2010, 2011, 2012 and 2013. Amount of organic carbon in annual litter layer on forest floor was 2.74, 2.43, 2.00 and 1.16 ton C ha-1 in 2010, 2011, 2012 and 2013 year, respectively. Amount of organic carbon within 20cm soil depth was 55.77, 54.9, 50.69, 44.42 and 41.87 ton C ha-120cm-1 in 2009, 2010, 2011, 2012 and 2013 year, respectively. Then standing biomass and organic carbon distribution increased steadily until 2012. But there declined in 2013 because of the typhoon Bolaven. Thus, standing biomass and organic carbon distribution of this subalpine forest were largely affected by natural disturbance factor.