기러기류(Anser spp.)의 이동 특성을 고려한 서식처 연결성 분석 :Habitat Connectivity Analysis Considering Migration Characteristics of Geese(Anser spp.)

김나경

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자료유형: 학위논문

저자정보: 김나경 (계명대학교, 계명대학교 대학원)

지도교수: 노백호

발행연도: 2023

저작권: 계명대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

이용수15

이 논문의 연구 히스토리 (2)

2023

기러기류(Anser spp.)의 이동 특성에 따른 서식처 연결성 분석

김나경 , 노백호 한국조류학회지 2023.12 학술저널

기러기류(Anser spp.)의 이동 특성을 고려한 서식처 연결성 분석

김나경 환경과학과 2023.01 학위논문

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생물다양성 유지를 위한 서식처 보호·관리에 있어 가장 중요한 요소 중 하나는 서식처 패치 간의 연결성을 확보하는 것이다. 서식처 패치가 연결되어 안정적인 네트워크가 형성되면 종의 이동 및 분산을 촉진하여 장기적인 생존 가능성을 높인다. 철새는 대륙 또는 대륙 간 규모로 장거리를 이동하여 이동 경로 내 서식처를 연결하는 네트워크가 특히 중요한 종이다. 국제 보전기구와 국외 주요 국가에서는 철새 서식처를 연결하는 네트워크를 구축하고 네트워크 관점에서 관리 기반을 마련하고 있다. 그러나 국내에서는 개별 서식처 단위로 현황을 분석하거나, 산림 및 녹지, 하천 등 단일 생태계별로 네트워크를 구축하여 실제 철새의 서식 특성을 반영한 네트워크 관점의 접근은 미흡한 실정이다. 이에 본 연구에서는 수도권 일원을 대상으로 그래프 이론(Graph theory)을 적용하여 기러기류의 서식처 간 연결성 평가하고, 현장검증을 통해 종의 이동 특성에 부합하는 네트워크 구조 및 네트워크의 유지를 위해 중요한 서식처를 도출하였다. 네트워크 모델은 임계거리 5km, 30km, 100km를 적용한 서식처 네트워크와 스케일 프리 네트워크 및 랜덤 네트워크를 적용하였다.
임계거리 30km를 적용한 서식처 네트워크에서는 매개중심성이 높은 서식처가 기러기류의 출현 빈도와 유의미한 관계를 보였고, 100km를 적용한 서식처 네트워크에서는 연결중심성과 매개중심성이 높은 지역 모두가 기러기류의 출현 빈도와 유의미한 관계를 보였다. 5km 네트워크와 스케일 프리 및 랜덤 네트워크에서 도출된 중요 서식처는 실제 기러기류의 출현율이 높은 지역을 반영하지 못하는 것으로 나타났다. 이에 따라 30km 네트워크에서 매개중심성이 가장 높게 나타난 한강하류는 실제 기러기류의 징검다리 서식처로, 100km 네트워크에서 연결·매개중심성이 모두 높게 나타난 한강, 시화지구 내 송산 공룡알 화석지, 화옹지구 일원, 황구지천, 서호 저수지는 핵심 서식처(허브)이자 징검다리 서식처로 간주할 수 있다. 100km 네트워크는 각 노드의 링크 수 차이가 크지 않아 랜덤 네트워크에 가까운 구조로 볼 수 있으나, 5km, 30km 네트워크에서는 각 노드의 매개중심성이 멱함수 분포로 나타나 중심성이 높은 지역이 소실될 경우 네트워크의 전체적인 흐름이 단절될 수 있다. 이에 국내 월동기간 내 기러기류가 단거리를 이동하는 시기, 100km 이상 장거리를 이동할 수 있는 시기 등 이동 경향을 고려하여 차별화된 관리가 적절할 것으로 판단된다. 또한, 30km, 100km를 적용한 서식처 네트워크에서 모든 패치가 연결되는 구조로 나타났다. 이는 월동기간 내 이동의 안정성은 보장되지만, 그만큼 교란 요인이 쉽게 확산될 수 있는 구조임을 의미하므로 네트워크의 흐름을 단절시킬 수 있는 노드가 훼손되지 않도록 관리함과 동시에 전염병 등의 확산 시 빠르게 차단할 수 있는 다각도의 관리가 요구된다.
본 연구는 그래프 이론을 적용하여 서식처 패치의 공간적 위상 관계가 형성하고 있는 네트워크 구조를 파악하는 것에 집중하였다. 그러나 서식처 네트워크는 노드 및 링크 유형 등 생성 조건에 따라 결과가 다르게 나타날 수 있다. 이에 대상 종의 특성 및 관리 목표, 대상지 내·외부 여건에 따라 적절한 방법론을 설정하는 것이 중요할 것으로 판단된다.

One of the most important factors in protecting and managing habitats to maintain biodiversity is to secure connectivity between habitat patches. When habitat patches are connected to form a stable network, they facilitate species migration and dispersal, increasing their long-term viability. Migratory birds have the characteristics of migrating long distances on a continental or cross continent scales, so networks connecting habitats within migration routes are particularly important. International organizations and major foreign countries are establishing networks that connect migratory bird habitats and developing management frameworks from a network perspective. However, in Korea, the conservation status of species is analyzed by individual habitat, and networks are established for each single ecosystem such as forests, wetlands, rivers and lakes, so there is a lack of foundation to reflect the migration characteristics of migratory birds and manage them from a network perspective. Therefore in this study, the connectivity between habitat patches of Anser spp. was evaluated by applying graph theory to the Seoul metropolitan area. Through verification using the current data, the network structure suitable for migration characteristics was identified, and important habitats were derived for maintaining the network. The network models used were habitat networks with threshold distances of 5km, 30km, 100km, and simulated network based on scale free networks and random networks.
In the habitat network, estalished using a threshold distance of 30 km, habitats with high betweenness centrality showed a significant correlation with the appearance status of Anser spp. In the network applied with 100km, all habitat with high degree centrality and betweenness centrality showed a significant correlation with the occurrence rates of Anser spp. Important habitats derived from the habitat network using a threshold distance of 5km and simulated networks were found to not reflect areas with high actual occurrence rates of Anser spp. Accordingly, downstream of the Han river, which showed the highest betweenness centrality in the 30km network, were actual habitats for stepping stones. In the 100km network, the Han River, the dinosaur egg fossil site in Songsan in the Sihwa district, the entire Hwaong district, Hwanggujicheon stream, and the Seoho reservoir can be considered as key habitats(Hubs) and habitats for stepping stones. The 100km network can be seen as a structure close to a random network because the difference in the number of links in each node is not large, but in the 5km and 30km networks, the betweenness centrality of each node appears as a Power-law distribution, so if a region with high centrality is lost, the overall flow of the network this may be disconnected. Therefore, differentiated management is appropriate in consideration of migration trends, such as when Geese migrate short distances and when they can migrate long distances over 100km during the wintering period in korea. In addition, in the habitat network applied with 30km and 100km, all patches appeared to be connected. This means that the stability of movement during the wintering period is ensured, but it is a structure in which disturbance factors can easily spread. It is necessary to manage nodes that can cut off the flow of the network from being damaged, and at the same time, multi-faceted management that can quickly block the spread of infectious diseases.
This study focused on identifying the network structure formed by the spatial topological relationship of habitat patches by applying graph theory. However, habitat networks may produce different results depending on conditions such as node and link types. Therefore, it is important to establish an appropriate methodology according to the characteristics of the target species, management objectives, and site conditions.

#그래프 이론 #네트워크 분석 #서식처 연결성 #eBird #Anser spp

1. 서 론 1
1.1. 연구 배경 및 목적 1
1.2. 연구 범위 및 방법 4
1.2.1. 연구 범위 4
1.2.2. 연구 방법 8
2. 이론적 고찰 14
2.1. 기러기류의 서식 특성 14
2.1.1. 국내 월동 기러기류 현황 14
2.1.2. 기러기류의 서식처 이용 및 이동 특성 15
2.2. 서식처 연결성 분석 연구 19
2.2.1. 그래프 이론 19
2.2.2. 연결성 분석 관련 연구 동향 24
3. 결과 및 고찰 28
3.1. 대상 서식처 선정 28
3.2. 그래프 이론을 적용한 서식처 연결성 분석 32
3.2.1. 임계거리 적용 서식처 네트워크 32
3.2.2. 가상 조건 적용 네트워크 41
3.2.3. 종합분석 46
3.3. 중요 서식처와 출현 현황 간 관계 48
3.3.1. 기러기류의 출현 현황 48
3.3.2. 중요 서식처와 출현 현황 간 상관관계 분석 50
4. 결론 및 향후 과제 52
4.1. 결론 52
4.2. 연구의 한계 및 향후 과제 54
참 고 문 헌 55
영 문 초 록 71
국 문 초 록 75

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