한반도 기후변화에 따른 나비분포 변화에 대한 연구

Abstract

This paper analyzed change in distribution of butterflies in South Korea as a response to global warming, utilizing “Guide Book of Butterflies Distribution in Korean Peninsula(1938-2011)” as a primary reference data. Evidence of global climate change is mounting in biosphere. One of the evidences is change in spatial distribution of species. Some species choose to relocate for more suitable habitat or adapt to changed environment while others could face threat of extinction. Results showed extreme differences between the group of Northern and Southern butterflies. For periodic analysis, Southern butterflies tended to show decrease between temperature and number of habitats (β <0), while Northern butterflies revealed otherwise (β >0). Also, Northern butterflies showed statistical significant (P=0.000) For relationship between temperature and number of habitats, thus indicating its sensitivity to temperature change. This finding is in accordance with the conclusion that Northern butterflies are more susceptible to climate change and presumably Northern butterflies are evolving, adapting to local environments, and expanding its original temperature range for survival, which led to increase in numbers of their habitats. Number of habitats were increasing in higher latitudes(over 37°latitude), regardless of Northern or Southern butterflies, indicating northward shift of habitats due to climate change. Findings in species richness showed similar results: the higher the latitude, the greater the richness of species in both groups. According to correlation analysis between latitude and number of species, Northern butterflies showed higher significance (P <0.001) and it was found that number of species is greatly impacted by the latitude. Considering their temperature sensitiveness, it can be assumed that Northern butterflies’ species richness and number of habitats will be decreasing as their habitat become less suitable for them. As for Southern butterflies, we may expect sizable increase in both species richness and number of habitats since the climate change becomes a habitable area for them. As the findings reveal the distribution characteristics of northern and southern butterflies due to global warming, this paper should be utilized in population monitoring of butterflies. Further studies on population density, this study could be as a fundamental reference data for butterflies indices for climate change in Korea.;우리나라는 1960년 이후 급격한 산업화와 도시화가 진행됨에 따라 20세기 동안 약 1.5℃의 온도가 증가하였다. 이런 기후변화로 인한 영향이 생물권에서 뚜렷하게 나타나고 있다. 이와 같은 변화가 지속된다면 2050년 이후에는 약 15~37%의 동•식물종이 멸종위기에 처할 것이라는 예측이 대두되고 있다. 나비는 온도의 변화에 민감하게 반응하는 곤충으로 기후변화의 영향을 잘 설명할 수 있는 대상이기 때문에 본 연구에서는 나비를 대상으로 기후변화에 따른 나비의 분포변화를 분석하여 남방계와 북방계에 따른 분포패턴의 차이를 연구하고자 하였다. 본 연구는 1938-2011까지의 지역별 기상대 자료를 사용하였으며, 국립산림과학원에서 발간한 「한국 나비의 분포변화(권태성 등, 2012)」를 기본자료로 사용하였다. 기본자료에 지역별 온도자료를 추가로 고려하였으며, 나비의 생태특성 중 분포패턴을 고려하여 남방계와 북방계로 나누어 분석하였다. 남방계와 북방계의 온도분포와 서식지 수가 기간에 따라 차이가 있는지 알아보기 위해 일원배치 분산분석(ANOVA)을 실시하였고, Turkey HSD방법을 이용하여 사후검정을 하였다. 또, 남방계•북방계별 온도(독립변수)와 서식지 수(목적변수)의 연관성을 분석하기 위해 상관분석을 실시하여 유의성(P-value)을 검정하였고, 두 변수(온도, 서식지수) 간의 관계를 알아보기 위해 회귀분석을 실시하였다. 1) 온도변화에 따른 서식지 수의 변화를 분석하였다. 남방계는 온도가 증가할수록 서식지의 수가 감소(β <0)하는 경향을 보였으나 유의성이 낮았다. 위도와 연관지어 볼 때, 고위도에 서식하는 종들은 저위도에 서식하는 종들보다 넓은 서식영역을 가지며, 이러한 경향은 초기(1938-1955)보다 마지막 기간(1996-2011)에 증가하였다. 이는 기온이 상승됨에 따라 고위도로 북상하는 남방계의 증가로 고위도에 서식하는 종들이 많은 서식영역을 갖는 경향성이 증가된 것으로 판단된다. 반면, 북방계는 온도가 증가할수록 서식지의 수가 증가(β >0)하는 경향을 보였으며, 높은 유의성(P <0.001)을 나타냈다. 저위도에 서식하는 종들은 고위도에 서식하는 종들보다 넓은 서식영역을 가지며, 이러한 경향은 초기보다 마지막 기간에 증가하였다. 이는 기온상승에 따른 북방계의 저위도 분포의 증가에 의한 영향으로 판단된다. 2) 위도에 따른 서식지의 분포를 분석하였다. 남방계는 시간이 지남에 따라 모든 위도에서 서식지 수가 증가하였고, 특히 37°이상 고위도의 서식지가 가장 많이 증가하였다. 이는 기온이 증가함에 따라 북쪽지역이 서식 온도에 적합하여 북상한 것으로 판단된다. 반면, 북방계는 35-37°위도의 서식지 수는 점차 감소하고, 37°이상의 고위도와 35°이하의 저위도의 서식지 수가 증가하였다. 온도 증가에 따라 대부분 북상하였으며, 더 이상 북상이 불가하거나 북쪽의 대체 서식지를 확보할 수 없는 종들은 남쪽 서식환경에 적응하여 서식하는 것으로 사료된다. 3) 남방계와 북방계의 종 풍부도(species richness) 변화를 분석하였다. 남방계는 초기(1938-1955) 남쪽지역에 비교적 종 풍부도가 높게 나타났으나, 시간의 흐름에 따라 북쪽지역의 종 풍부도가 증가하며 한반도 전역에 걸쳐 균등한 종 풍부도를 나타냈다. 이는 기온상승에 따라 한반도 전체가 남방계의 서식에 적합해진 것으로 판단된다. 반면, 북방계는 초기 북쪽지역의 종 풍부도가 높았으며, 시간의 흐름에 따라 , 37°이상 고위도와 35°이하 저위도의 한계선에 분포가 밀집되었다. 이와 같은 한계선의 밀집되는 분포는 종 다양성을 감소시킴으로 북방계의 감소가 예측된다. 본 연구는 1938-2011까지 지난 73년간의 한반도 나비 변화상을 파악하였다. 한반도 전체를 대상으로 나비분포도감이 기록된 전체 기간(1938-2011)을 분석하였다는 점에서 의의가 있다. 또한, 온도변화를 고려하여 분포패턴을 분석하였는데, 정확한 분석을 위해 전체 평균온도가 아닌 지역별 온도자료를 사용하였고, 생태특성 중 분포패턴을 고려하여 분석하였다. 온도변화 따른 남방계와 북방계의 분포특성을 밝혀냄으로서 나비 개체군을 위한 보전 전략 수립에 있어서 다양하게 활용될 수 있을 것이며, 향후 개체군 밀도의 확인 작업이 함께 이루어진다면 기후변화로 인한 나비 개체군의 변화 및 예측 등에 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.