기후변화에 따른 우리나라 주요 침엽수 인공림의 잠재 생육적지 분포 변화 예측 = Changes in potential distribution of major coniferous plantations to climate changes in Korea
저자
발행사항
서울 : 高麗大學校 生命環境科學大學院, 2012
학위논문사항
學位論文(碩士)-- 高麗大學校 生命環境科學大學院 : 氣候環境學科 氣候變化政策專攻 2012. 8
발행연도
2012
작성언어
한국어
주제어
발행국(도시)
서울
형태사항
48장 : 삽화, 도표 ; 26 cm
일반주기명
지도교수: 李祐均
참고문헌: 장 43-45
DOI식별코드
소장기관
Climate change has become a keyword of national development in the 21 century. To minimize negative effects of the climate change on forest ecosystems, a number of research has been conducted internationally for investigating its impacts on forest ecosystem as well as vulnerability or adaptation of forest ecosystem to the climate change. The current research regarding impacts of the climate change or vulnerability of ecosystem mainly focus on natural forests, but not on the plantation. Therefore, in this research, it was intended to examine the vulnerability of Pinus rigida, Larix kaempferi and Pinus koraiensis to climate changes, 3 major planting species in Korea. For this purpose, the distribution of the three species and their changes caused by climate changes were estimated based on the ‘A1B’ climate change scenario suggested by IPCC.
To estimate the potential distribution of each species, it is necessary to analyze the current distribution and three climatic indices – warmth index (WI), minimum temperature index of the coldest month (MTCI) and precipitation effectiveness index (PEI). For each species, the current distribution was analyzed by using the 4th Forest Type Map. The three climate indices were analyzed using the recent climate database(1971-2000). Then, the Gaussian normal curve for the three weather indices were generated and 77% of the curve was extracted by excluding 11.5% from lower and upper edges respectively. Finally, overlapped areas from the extracted curve of the three climatic indices were considered as the potential distribution of each species.
Based on the above methodology, the potential distribution in the recent year(2000), the near future(2050) and the further future(2100) were estimated for each species by analyzing the optimized ranges of three climate indices.
The results showed that the estimated potential distribution of the three species declines to 56%, 48% and 47% in the near future and 15%, 12%, 11% in the further future respectively. The estimated potential distribution of three species showed a similar trends of declining. In Kangwon province, the potential distribution of Larix kaempferi and Pinus koraiensis were estimated to be increased in the near future and decreased in the far future, while that of Pinus rigida showed subsequent increment. These different trends in Kangwon province were assumed to be resulted from the regional attitude of Kangwon province where the average altitude is higher than those of other regions. To examine this assumption, the potential distribution for the three species were also analyzed by altitude across the entire land in Korea. It was proved that the potential distribution of the three species would moved to regions with higher altitude. The estimation of this research present high accuracy with consideration of classification accuracy(44.75% for Pinus rigida, 46.73% for Larix kaempferi and 35.91% for Pinus koraiensis) and prediction probability(62.56% for Pinus rigida, 66.92% for Larix leptolepis and 67.38% for Pinus koraiensis), compared to a recent research in which the similar methodology was applied.
According to the potential distribution estimated in this research, the future climatic condition in Korea would not be adequate for Pinus rigida, Larix kaempferi and Pinus koraiensis. Therefore, it is necessary to consider a replacement of current plantations for a future generation with new tree species well-adapted to climate changes.
Keywords : Climate Change, Major Coniferous Tree Species, Potential Distribution
21세기에 들어서 기후변화는 국가발전에 영향을 미치는 주요한 키워드가 되고 있다. 기후변화에 따른 산림생태계의 피해를 최소화하기 위해서 우리나라를 비롯한 세계 각국에서는 기후변화에 의한 산림생태계의 영향(impacts)과 취약성(vulnerability) 및 적응(adaptation)에 관한 연구들이 활발히 수행되고 있다. 기후변화에 따른 우리나라 산림생태계의 영향을 분석한 기존의 연구들은 주로 자연림을 대상으로 이루어졌으며, 인공림을 대상으로 기후변화의 영향 및 취약성을 연구한 사례는 많지 않은 실정이다.
따라서 본 연구에서는 기후변화에 따른 우리나라 침엽수 인공림의 취약성을 분석하기 위하여, Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC)의 ‘A1B’ 기후변화 시나리오를 적용하여 우리나라의 대표적 조림수종인 리기다소나무, 낙엽송, 잣나무림의 잠재 생육적지 분포변화를 예측하였다.
수종별 잠재 생육적지는 제4차 임상도에서의 분포와 최근(1971-2000년)의 기상자료를 이용하여 분포지의 온량지수(WI), 최저온도지수(MTCI), 유효강우지수(PEI) 등 세 가지 기후요소를 구하고 각각 기후요소의 가우시안 정규분포를 구한 뒤 상위/하위 11.5%를 제외한 77%를 추출한 후, 최종적으로 세 가지 기후요소별 분포 범위에 모두 포함되는 지역으로 잠재 생육적지로 가정하였다.
리기다소나무, 낙엽송, 잣나무림의 잠재 생육적지를 분석하기 위하여 기존 전국기상자료 및 ‘A1B’ 기후변화 시나리오를 이용하여 최근(1971-2000년), 가까운 미래(2021-2050년), 먼 미래(2071-2100년)의 온량지수, 최저온도지수, 유효강우지수를 분석한 후, 잠재 생육적지 분포를 예측하였다.
연구 결과 리기다소나무, 낙엽송, 잣나무림의 잠재 생육적지는 최근(2000년)에 비해 가까운 미래(2050년)에는 각각 56%, 48%, 47%로 감소하고, 먼 미래(2100년)에는 각각 15%, 12%, 11%로 각각 감소하는 것으로 나타났다.
잠재 생육적지의 면적 감소 추세는 3개 수종 모두 유사하게 나타났다. 강원도 지역의 경우에는 낙엽송과 잣나무의 잠재 생육적지 분포가 가까운 미래(2050년)에 증가하다가 먼 미래(2100년)에는 감소하는 것으로 나타났으며, 리기다소나무의 경우에는 지속적인 증가추세를 보였다. 이는 강원도 지역이 다른 지역에 비해 해발고도가 높은 지역적 특성이 반영된 것으로 판단된다. 해발고도에 따른 잠재 생육적지 분포 변화를 분석한 결과에서는 3개 수종 모두 잠재 생육적지 분포가 해발고도가 높은 지역으로 이동하는 것으로 나타났다.
본 연구에서는 Classification Accuracy (CA)와 Prediction Probability (PrP) 값을 이용하여 잠재 생육적지 예측 결과의 일치도를 분석하였는데, 이전의 연구 결과에 비해 상대적으로 높은 일치도(리기다소나무 CA 44.75%, PrP 62.56%, 낙엽송 CA 46.73%, PrP 66.92%, 잣나무 CA 35.91%, PrP 67.38%)를 보였다.
본 연구에서 사용한 기후요소에 의한 잠재 생육적지 분포 분석에 따르면 우리나라의 미래 기후환경 변화는 리기다소나무, 낙엽송, 잣나무의 생육에 적합하지 않은 것으로 나타났다. 따라서 기후변화 영향에 대응할 수 있는 적응력이 높은 수종으로의 갱신이 필요하다고 판단된다.
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