Ecological models to address complex issues of animal conservation

Abstract

The growing field of ecological modeling has in recent years led to novel approaches in answering complex problems in ecology. Particularly, integrated methodologies combining field data, species-specific knowledge, remote sensing, and diverse model types can provide near-accurate representations of ecological systems themselves, which in turn can be used for application of conservation practices. The purpose of this thesis is to elucidate effective modeling approaches to address conservation issues in complex systems using integrated approaches in the form of case studies focused mainly in northeast Asia. This thesis thereby incorporates six studies within three sections. The first section, focusing on predicted ranges and climatic niches, incorporates three chapters: the potential global suitable ranges of four of the most invasive anuran species using ecological niche factor analysis; identifying the potential range of a Korean plethodontid salamander (Karsenia koreana) and its predicted range under climate change using maximum entropy modeling; and predicting past ranges and range overlap of Dryophytes species in northeast Asia. The second section is specialized to population dynamics, with one chapter focusing on two Korean endemic treefrog species (Dryophytes suweonensis and Dryophytes flaviventris) and the other focusing on the population trajectory of a reintroduced Asiatic black bear (Ursus thibetanus) population. The third section introduces a novel methodology for species distribution modeling which incorporates latitude-adjusted climatic variables in distribution models for two toad species. Together, the topics presented form a broad spectrum of ecological issues including endangered species population dynamics, climate change responses, invasive species, latitudinal variation, and landscape connectivity, which are addressed with complex and integrated ecological modeling methodologies. The final goals of this thesis are to inform management decisions for the exampled species and to set baseline modeling techniques for future studies.;최근에, 생태 모델링에서 성장하는 분야는 생태학의 복잡한 문제에 대한 새로운 접근으로 이어졌다. 특히, 현장 데이터, 종별 지식, 원격 감지 및 다양한 모델 유형을 조합한 통합 방법론은 생태계 자체의 거의 동일한 표현을 제공할 수 있으며, 이는 다시 보전 관행의 적용에 사용될 수 있다. 이 논문의 목적은 주로 동북아시아에 초점을 맞춘 사례 연구의 형태로 통합된 접근 방식을 사용하여 복잡한 시스템의 보전 문제를 다루기 위한 효과적인 모델링 접근 방식을 설명하는 것이다. 이를 위해 본 논문은 3개 부분 내에서 6개의 연구를 통합한다. 예측 범위와 기후 틈새에 초점을 맞춘 첫 번째 부분은 ‘생태적 틈새 인자 분석통해서 가장 침습적인 무미류 종류 4종의 잠재적 전지 구적 적합 범위를 찾기’최대 엔트로피 모델링을 통해 한국의 이끼도룡뇽의 (Karsenia koreana) 잠재적 범위와 기후 변화 하에서의 예측 범위 확인하기’, ‘그리고 동북아시아에서 청개구리 Dryophytes 종의 과거 범위와 범위 중첩 예측하기’ 이렇게 세 개의 챕터로 구성된다. 두 번째 부분은 개체역학에 특화되어 있으며, 이 중 한 챕터는 두 가지 한국 고유 청개구리의 (Dryophytes suweonensis, Dryophytes flaviventris) 종에 초점을 맞추고 다른 챕터는 복원된 반달가슴곰의 (Ursus thibetanus) 개체 수 궤적에 초점을 맞추고 있다. 세 번째 부분에서는 두 두꺼비 종의 분포 모델에 위도 조정 기후 변수를 통합하는 새로운 종 분포 모델링 방법론을 소개한다. 제시된 주제들은 함께 복합적이고 통합된 생태 모델링 방법론으로 다루어지는 멸종 위기 종 집단 역학, 기후 변화 대응, 침습적 종, 위도 변화 및 경관 연결을 포함한 광범위한 스펙트럼을 형성한다. 본 논문의 최종 목표는 예시된 종에 대한 관리 결정을 알리고 향후 연구를 위한 기준 모델링 기법을 설정하는 것이다.