국립공원 사운드스케이프 분석기법 연구

기경석,유지수,류훈재,정태준,김윤재,정승준,송한석,조우,장서일 한국환경생태학회 2019 한국환경생태학회 학술대회지 Vol.2019 No.1

대도시 외곽지역 논경작지의 토지이용 및 피복변화에 따른 온도 변화모형 연구

기경석,이경재,Ki, Kyong-Seok,Lee, Kyong-Jae 한국조경학회 2009 韓國造景學會誌 Vol.37 No.1

본 연구는 도시미기후 측면에서 냉섬 역할을 하는 논경작지의 대규모 택지개발로 인한 도시기온 변화량를 분석하여 논경작지 보존을 위한 기초자료를 제공하고 도시온도 상승을 줄일 수 있는 방안을 제시하고자 하였다. 인천시 부평구와 부천시의 개발 전 후 토지피복 변화를 분석하기 위해 1989년 5월 17일과 2000년 5월 7일 위성영상을 산림, 초지 및 식재지, 논경작지, 나지, 시가화 지역을 구분하여 분석한 결과, 기존 인천시 부평구와 부천시 중앙에 넓게 분포하고 있던 논경작지 대부분이 신도시 건설로 인해 시가화 지역과 개발 중인 나지로 변한 것으로 분석되었다. 토지피복변화 유형별 지표면 온도 변화 현황 분석 결과, 지표면 온도가 높아진 주요 유형은 논경작지에서 나지로 변화된 유형($+1.4939^{\circ}C$), 논경작지에서 시가화 지역으로 변화된 유형($0.9356^{\circ}C$)이었다. 논경작지 토지이용 변화에 따른 온도 변화 영향요인을 분석하기 위해 논경작지 변화지역을 대상으로 블록별 평균 지표면 온도차를 분석한 결과, 1989년 세부 연구대상지는 논경작지였기 때문에 $19{\sim}20^{\circ}C$ 사이의 균일한 온도분포를 나타낸 반면, 시가화 지역으로 변한 2000년 블록별 지표면 온도는 $19.1{\sim}23.9^{\circ}C$로 온도편차가 크고 분포가 다양하게 나타나고 있었다. 논경작지 토지이용 변화에 따른 도시기온 변화 원인 분석을 위해 지표면 온도 변화량과 도시기온 변화 영향요인간 상관관계를 분석한 결과, 녹지율 상관계수는 -0.662로 강한 음의 상관관계를 보였으며, 건폐율, 불투수포장율, 용적율은 지표면 온도 변화량과 상관계수가 +0.231, +0.226, +0.123으로 통계적 유의성이 인정되지 않았다. 논경작지 토지이용 변화에 따른 지표면 온도 변화모형을 구축하기 위해 녹지율을 독립변수로 지표면 온도 변화량을 종속변수로 한 회귀분석을 실시한 결과, 기존 논경작지에서 시가화 지역으로 변화할 경우 녹지율 및 불투수포장율이 0%라 가정할 때 $+3.889^{\circ}C$의 온도 상승이 예상되며 녹지율이 10% 증가할 때마다 $+3.889^{\circ}C$에서 $-0.430^{\circ}C$ 만큼 온도저감 효과가 있는 것으로 분석되었다. The purpose of this study is to understand the scale of temperature change following large-scale urban developments in paddy fields to present possible measures to preserve suburban area paddy fields and to lower the scale of temperature increase after developing paddy fields in urban areas. The study was conducted in Bupyeong and Bucheon of Incheon Metropolitan City. The satellite image($1989{\sim}2000$) before and after the development of old paddy fields were used to analyze the land surface temperature changes according to the land use types. Building coverage, green coverage, non-permeable pavement coverage, and floor area ratio(FAR) were selected as the factors that influence urban temperature changes and the temperature estimation model was constructed by using correlation and regression analyses. The before and after satellite images of Bupyeong and Bucheon were classified into forests, greens and plantations, paddy fields, unused lands, and urban areas. The results indicate that most of the paddy fields that existed in the center of Bupyeong and Bucheon were converted into unused lands which were undergoing construction to become new urban areas. The difference between the surface temperatures of May 17th, 1989 and May 7th, 2000 was analyzed to reveal that most land converted from paddy fields to unused lands or urban areas saw an increase in surface temperature. Han River was used as a comparison to analyze the average surface temperature changes($1989{\sim}2000$) in former paddy fields. The scale of temperature changes were: $+1.6697^{\circ}C$ in urban parks; $+2.5503^{\circ}C$ in residential zones; $+2.9479^{\circ}C$ on public lands, $+3.0385^{\circ}C$ in commercial zones, and $+3.1803^{\circ}C$ in educational zones. The correlation between building coverage, green coverage, non-permeable pavement coverage, or floor area ratio(FAR) and surface temperature increases was also analyzed. The green coverage to temperature increases, but building coverage, non-permeable pavement coverage, and floor area ratio(FAR) had no statistically significant temperature increases. The factors that influence urban temperature changes were set up as independent variables and the surface temperature changes as dependent variables to construct a surface temperature change model for the land use types of former paddy fields. As a result of regression analysis, green coverage was selected as the most significant independent variable. According to regression analysis, if farmland is converted into an urban area, a temperature increase of $+3.889^{\circ}C$ is anticipated with 0% green coverage. The temperature saw a decrease of $-0.43^{\circ}C$ with every 10% increase of green coverage.

멸종위기종 금개구리의 번식울음 특성 및 환경영향 요인 연구

기경석,김윤재,윤기상 한국환경생태학회 2017 한국환경생태학회 학술대회지 Vol.2017 No.2

리를 대상으로 번식울음 특성 및 번식울음에 영향을 미치는 환경요인을 규명하는데 그 목적이 있다. 연구대상지는 세종 시 세종중앙공원 예정지 장남평야이었다. 연구기간은 2017 년 6월 6일부터 8월 13일까지 총 70일간, 1,657시간이었다. 연구대상종은 금개구리와 참개구리이었다. 번식울음은 생물 음향 측정기기(Songmeter SM4)를 장남평야 중앙부 농수로 변에 설치하여 매시간당 10분씩 24시간 녹음하였다. 환경요 인 조사는 국가기후데이터센터(http://sts.kma.go.kr/)의 대전 지역 기상청 자료를 분석하였다. 분석항목은 ① 번식울음 주파수 특성, ② 일별 번식울음 변화 및 기상영향, ③ 일주기 울음 패턴 및 기상영향, ④ 번식울음에 영향을 미치는 환경요 인이었다. 연구결과는 다음과 같다. 첫 번째, 번식울음 주파수 특성 분석 결과 금개구리는 1~3kHz 영역에서 고른 분포를 보이 며 3kHz 이상의 영역에서 급격한 하강곡선을 보였다. 참개 구리는 0.5~1.5kHz 사이의 비교적 좁은 주파수 폭 내에서 큰 신호가 발생하고 1.5kHz 이상의 영역에서 완만한 곡선 을 그리며 낮아졌다. 참개구리의 중심주파수 분포의 피크가 금개구리보다 뾰족하였는데 이는 울음주머니(공명기)가 소 리를 증폭시키기 때문에 울음주머니가 없는 금개구리는 이 러한 피크가 형성되지 않아 넓고 평탄한 주파수 분포를 갖 는 것으로 판단되었다. 두 번째, 일별 번식울음 변화 분석 결과 6월 6일부터 8월 13일까지의 조사기간 동안 금개구리는 매일 고르게 8시간 내외의 번식울음 활동을 하였고 이 기간 중 7월 4일(4시간), 7월 11일(1시간), 7월 17일(3시간)에는 울음 시간이 적게 관측되었다. 참개구리는 동일 기간 중 중반부까지 번식울음 활동을 하다가 7월 21일부터는 울음활동이 거의 나타나지 않았다. 일별 번식울음 누적빈도와 일기상요인과의 상관관 계 분석결과 금개구리는 기온과는 유의미한 상관관계를 나 타내지 않았으며 평균 습도(p<0.000), 일강수량(p<0.000) 과 음의 상관관계를 나타내었다. 참개구리는 평균기온 (p<0.000), 평균습도(p<0.01)와 음의 상관관계를 나타내었 으며, 일강수량과는 유의미한 상관관계를 나타내지 않았다. 세 번째, 일별 번식울음 특성 분석 결과 금개구리는 18시 경 울음을 시작하여 21시까지 급격히 울음빈도가 증가하다 가 21시부터 03시까지 피크를 형성하고 00시에 울음빈도가 최고조에 달하였다. 이후 03시부터 04시까지 급격히 울음 빈도가 감소한 후 05시경 울음을 종료하는 패턴을 나타내었 다. 참개구리는 금개구리보다 늦은 21시경 울음을 시작하여 서서히 증가하다가 01시에 피크를 형성하고 04시까지 다시 감소하는 울음빈도 패턴을 나타내고 있었다. 일주기 번식울 음 패턴과 기상현황을 분석해보면 금개구리와 참개구리의 번식울음은 일몰 이후부터 새벽까지 어두운 기간에 집중적 으로 번식활동을 하고 있어 일사량이 가장 중요한 영향요인 이었고, 전반적으로 참개구리보다 금개구리의 울음빈도가 높게 나타났다. 네 번째, 번식울음에 영향을 미치는 환경요인 분석 결과 금개구리와 참개구리 번식울음은 온도와 습도에 의존적인 것으로 나타났으며 강우량에는 크게 의존하지 않는 것으로 나타났다. 온도의 경우 금개구리는 평균 24.8℃(최소 15. 7~최대 31.6℃)에서 참개구리는 평균 22.3℃(최소 15.5~ 최대 29.3℃)에 피크를 형성하는 것으로 통계적 유의성이 인정(t=9.443, p<0.000)되었다. 즉, 금개구리가 참개구리보 다 높은 온도에서 번식울음의 피크를 형성하는 것으로 나타 났다. 습도의 경우 금개구리와 참개구리 모두 습도가 증가 할수록 번식울음 빈도가 증가하는 경향을 나타내었으나 금 개구리(R2=0.64)가 참개구리(R2=0.36)보다 습도가 증가할 수록 좀 더 급격히 울음빈도가 증가하는 경향을 나타내었 다. 즉, 금개구리가 참개구리에 비해 습도에 더 민감한 것으 로 판단되었다.

북한산국립공원 둘레길 소리환경 영향요인

기경석 한국환경생태학회 2017 한국환경생태학회 학술대회지 Vol.2017 No.2

국립공원은 자연자원 보전과 동시에 탐방객의 자연체험 극대화를 위해 음환경을 보호해야 한다. 그러나 우리나라 국립공원은 대도시와 접해있어 유입되는 소음의 양이 크며 도시로부터 떨어져 있다고 하더라도 관통도로 및 인접도로 에 의해 소음의 영향을 받고 있다. 이에 본 연구는 대도시와 접해 있는 북한산국립공원을 대상으로 탐방로의 소리환경 현황을 파악하고 환경영향 요인을 분석하였으며, 나아가 소 리환경을 고려한 탐방로 유형을 구분해보고자 하였다. 탐방로의 소리환경 특성을 파악하기 위해 Sound Quality 지표는 소음(Decibel) 이외에 독일 Zwicker에 의해 제안된 심리음향 변수 중 Loudness, Roughness, Sharpness, Tonality 를 선정하였다. 환경요인은 기존 문헌을 토대로 도로로부터 의 거리, 토지피복비율, 토지이용, 수계로부터의 거리, 해발 고, 자연성, 식생유형, 층고, 건폐율을 선정하였다. 연구대상 지는 북한산국립공원 둘레길(64km, 21개 노선) 중 서울시내 5개 구간(3~7구간) 약 15km이었다. 조사일시는 2017년 5월 2일, 28일이었다. 탐방로 음향요인은 현장조사를 통해 음향측정장비(SQuadriga, Germany)를 머리에 장착하고 탐 방로를 일정한 속도로 걸으며 소리를 녹음하고 소음강도(dB) 를 측정하였다. 위치정보는 GPS추적 app(rambler)을 이용하 였다. 음향분석은 ArtemiS 5.01을 이용하였고, 환경요인은 서울시 도시생태지도와 수치지도를 이용하여 분석하였다. 탐방로의 Sound Quality 요인과 환경요인과의 상관관계 분석 결과 decibel, Loudness는 해발고, 도로거리, 수계거 리, 투수포장율, 녹지율, 층위별 식피율(교목, 아교목, 관목, 초본)과는 부의 상관관계(p<0.01)를 나타내었고, 건폐율, 불투수포장율과는 정의 상관관계(p<0.01)를 나타내었다. 즉 조사구간이 도심으로부터 멀리 떨어져서 해발고가 높고, 도로로부터 멀리 떨어질수록 소음의 강도는 약하고, 도심으 로부터 가까울수록 소음강도는 증가하는 것으로 나타났다. Roughness는 평균층수, 건폐율과는 부의 상관관관계 (p<0.01)를 나타내었고, 수계거리, 관목식피율과는 정의 상 관관계(p<0.01)를 나타내었다. Roughness는 해발고가 높 은 자연지역을 통과하더라도 도심지로부터의 배경소음이 강할 경우 높게 나타났다. Sharpness는 해발고, 수계거리, 평균층수, 불투수포장율, 투수푸장율과는 부의 상관관관계 (p<0.01)를 나타내었고, 도로거리, 녹지율, 식피율(교목, 아 교목, 관목, 초본)과는 정의 상관관계(p<0.01)를 나타내었 다. 이는 산림지역이 고주파수의 야생조류의 소리가 많이 나타내고 있기 때문에 이러한 경향이 나타나는 것으로 판단 되었다. Tonality는 해발고, 도로거리, 수계거리, 녹지율, 식 피율(교목, 아교목, 관목, 초본)과는 부의 상관관관계 (p<0.01)를 나타내었고, 평균층수, 건폐율, 불투수포장율과 는 정의 상관관계(p<0.01)를 나타내었다. 탐방로의 소리등급 구분을 위해 요인분석과 군집분석을 실시하였다. 12개의 변수와 757개의 조사구간에 대한 요인분 석을 시행한 결과 고유값(eigenvalue) 1 이상인 인자가 모두 4개 추출되었다. 탐방로 소리환경등급 구분은 요인분석에서 얻어진 4개 요인점수를 기준변수로 군집분석(K-means clustering)을 시행하였다. 탐방로 소리환경등급을 5개로 군 집분석한 결과 등급 1은 조용한 산림구간, 등급 2는 조용한 산지내 건축구간, 등급 3은 소음이 유입되는 산지구간, 등급 4는 소음이 있는 도심구간, 등급 5는 소음이 강한 도로구간으 로 구분되었다.

Goal 7 - 모두를 위한 적정한 가격의 신뢰성 있고 지속가능한 현대적 에너지에 대한 접근성 강화

기경석 한국국제협력단 2015 연구보고서 Vol.- No.-

도심지 열대야 및 빛공해에 의한 매미 울음 영향

기경석,김지연,윤기상,이재윤 한국환경생태학회 2016 한국환경생태학회지 Vol.30 No.4

지금까지 매미 울음에 영향을 미치는 환경요인에 관한 연구는 많지 않으며 특히 야간에 우는 매미에 대한 이해는 매우 부족한 상황이다. 따라서 본 연구는 도심지 열대야 및 빛 공해가 매미 울음에 영향을 미치는지 밝히는데 그 목적이 있다. 연구대상지는 서울시 서초구 아파트단지와 원주시 치악산국립공원이었다. 연구 대상종은 여름철 우점종 인 참매미와 말매미를 선정하였다. 매미 울음은 7~8월 사이에 아파트단지는 25일간, 치악산은 14일간, 매일 24시간 녹음하였다. 매미 울음에 영향을 미치는 환경요인은 기온, 강수량, 습도, 일조량을 선정하였다. 통계분석은 시간당 울음, 24시간 울음, 야간 울음(21:00~04:00)의 세 가지 항목과 기상요인과의 상관관계를 분석하였다. 분석 결과 첫 번째, 참매미는 아침 여명기에 울음을 시작하고 이른 아침에 울음의 피크를 이루며, 말매미는 오전과 오후에 울음의 피크를 형성하고 저녁 여명기에 울음을 멈추어 두 종간 울음 패턴의 차이가 있었다. 두 번째, 참매미는 말매미가 본격적으로 울기 시작하면 울음 빈도가 낮아져 종간 영향을 미칠 가능성이 높은 것으로 나타났다. 세 번째, 참매미와 말매미 울음과 기상요인과의 상관관계 분석결과, 두 종 모두 기온이 높을수록 많이 울고 비가 오는 날은 적게 우는 경향을 나타내었다. 네 번째, 야간으로 한정해 보았을 때, 말매미는 야간의 온도가 높을 때(24℃~30℃, 평균 27℃) 우는 데 반해, 참매미는 기상요인과는 상관관계를 나타내지 않았다. 그러나 참매미는 조명이 있는 지역에서만 야간에 울고 있어 빛공해가 원인으로 추정되었다. Environmental factors that affect the singing of cicadas have not been studied extensively, especially those affecting the cicadas' singing during the nighttime. Therefore, the objective of this study is to identify the effects of tropical night and light pollution on the cicadas' singing in a downtown area. The study sites were an apartment complex in Seocho-gu, Seoul, and the Chiaksan National Park in Wonju-si. The study subjects were Hyalessa fuscata and Cryptotympana atrata, which are the dominant species in Korea during summer. Cicada songs were recorded 24 hours a day, every day. The recording period was between July and August, lasting 25 days at the Seoul site and 14 days at the Chiaksan National Park. Temperature, precipitation, humidity, and amount of sunshine were selected as the environmental factors that potentially affect the cicadas' singing. Statistical analyses included correlations of meteorological factors with the cicadas' singing per hour, per 24 hours, and at nighttime (21:00~04:00). The results showed that: 1) H. fuscata began singing during the dawn hours, and the singing increased in intensity early in the morning. C. atrata's singing reached its peak in the morning and afternoon, ceased during sunset hours, thereby exhibiting a difference in the singing pattern of the two species. 2) The frequency of singing by H. fuscata decreased when C. atrata began to sing intensively in numbers, thereby exhibiting interspecific influence. 3) The results of the correlation analysis between meteorological factors and the singing of H. fuscata and C. atrata showed that both species tended to sing more when the temperature was higher and sang less on rainy days. 4) When limited to nighttime only, C. atrata showed a tendency of singing when the nighttime temperature was high (24–30°C, average 27°C), whereas H. fuscata did not show a correlation with meteorological factors. However, since H. fuscata sang during the night in areas with artificial lighting, it was concluded that its singing was due to light pollution.

계곡산개구리번식울음의생물음향학적특성에관한첫보고a

기경석,김지연,강지현,이혁제,이재윤 한국환경생태학회 2015 한국환경생태학회 학술대회지 Vol.2015 No.2

계곡산개구리는 2000년 형태적, 유전형질 분석결과를 토 대로 Rana속 유사종과 비교한 결과 별종으로 확인되어 계 곡산개구리로 명명되었다. 계곡산개구리는 주로 산간 계곡 하천의 돌 밑에서 월동하며, 번식기가 되면 웅덩이로 이동 하거나 계곡 물속에 잠겨 있는 바위나 계곡 가장자리에 다 수의 끈적끈적한 알덩어리를 붙여 산란한다. 국내 산개구리 류는 북방산개구리, 한국산개구리, 계곡산개구리 3종이 있 으나 계곡산개구리의 번식울음에 대한 연구는 미흡한 실정 이다. 따라서 본 연구는 계곡산개구리 번식울음의 일주기 및 시간주기 특성을 밝히는데 그 목적이 있다. 연구대상지는 치악산국립공원 구룡계곡 본류의 암반위 물울덩이로 하였다. 계곡산개구리 종 동정은 수컷 성체의 외형적 특징, 알의 특징, 올챙이 DNA 유전적 분석 3단계에 걸쳐 확인하였다. 성체의 외형 및 알 특징은 기존 문헌을 참고하여 현장에서 동정하였으며, 올챙이 DNA 유전적 분 석은 물웅덩이 내 올챙이를 채집하여 DNeasy Blood & Tissue Kit (Qiagen)를 이용하여 genomic DNA를 추출한 후, 미토콘드리아 cytochrome oxidate subunit I (COI) 유전 자 (641bp)를 증폭하여 nucleotide 데이터베이스(NCBI Genbank)에서 기존에 알려진 Rana속의 COI 염기서열과 함께 DNA 분자계통수 분석 (Neighbor joining method)을 시행하였다. 또한, 번식울음 녹음은 Idam PRO U11 Digital voice recorder를 이용하여 번식울음이 시작하기 전부터 종 료시까지 24시간 녹음하였다. 연구기간은 2015년 2월부터 3월까지이었다. 계곡산개구리 울음의 음향학적 특성은 울음의 우점주파 수를 분석하여 북방산개구리와 차이가 있는지 비교하였다. 계곡산개구리 울음의 일주기 및 시간주기 특성은 Adobe Audition CC (version 6.0)을 이용하여 1시간을 10분 단위로 구분한 후 울음 유무에 따라 점수화한 뒤 기상요인(기상청 국가기후자료센터, sts.kma.go.kr)과 상관관계분석을 실시하 였다. 이를 위한 통계분석은 IBM SPSS Statistics(Version 23) 프로그램을 이용하였다. 계곡산개구리 종 동정 결과, 생체는 발가락 끝이 둥글지 않으며, 물갈퀴가 매우 발달되어 있음을 확인할 수 있었다. 또한 턱 밑에 울음주머니가 없었고 앞다리 첫 번째 발가락 에 포접돌기가 있어 북방산개구리와는 구별되었다. 알은 바 위나 계곡 가장자리에 있는 돌 등에 서로 엉겨 붙어 있고, 작고 단단한 것을 특징으로 동정하였다. 올챙이 DNA 유전 적 분석 결과 각각의 북방산개구리, 계곡산개구리, 한국산 개구리의 명확한 계통 분기(clade)를 확인하였으며, 기존 데 이터베이스에서 동정된 종과 DNA 염기서열이 일치함을 확 인함으로써 분자유전학적인 방법을 통해 계곡산개구리 종 임을 판별하였다. 계곡산개구리와 북방산개구리의 우점주파수 비교분석결 과, 계곡산개구리 제1우점주파수는 최소 474Hz에서 최대 775Hz였고, 평균 637Hz이었다. 북방산개구리 제 1우점주 파수는 최소 609Hz에서 최대 844Hz였고, 평균 713Hz이었 다. 계곡산개구리 제 2우점주파수는 최소 1119Hz에서 최대 1543Hz였고, 평균 1273Hz이었다. 북방산개구리 제 2우점 주파수는 최소 1219Hz에서 1688Hz였고, 평균 1430Hz이 었다. 이러한 결과를 비교해 보면 제1우점주파수, 제2우점 주파수 모두 계곡산개구리가 북방산개구리보다 낮게 나타 났음을 확인할 수 있었다. 계곡산개구리 번식울음 기간은 3월 20일 오전 10시에 시 작해서 4월 5일 오전 7시에 종료되어 총 기간은 17일이었30 기경석 ․ 김지연 ․ 강지현 ․ 이혁제 ․ 이재윤 한국환경생태학회 학술대회논문집 25(2) 2015 다. 울음기간 중 3월 24일, 3월 26일은 울지 않았고, 3월 23일, 3월 25일은 거의 울지 않았다. 가장 활발히 운 기간은 3월 21일, 4월 1일, 4월 3일, 4월 4일이었다. 국내 산개구리 류의 기존 연구에 의하면 북방산개구리는 13시에서 14시, 18시에서 23시까지 두 번의 울음 피크를 이룬다고 하였으 나, 본 연구결과에 의하면 계곡산개구리 울음은 09시를 기 점으로 급격히 상승하였으며 13시부터 16시까지 피크를 이 루다가 22시까지 점진적으로 감소하였다. 또한 23시부터 09시까지는 급격히 감소하는 추세를 보였다. 일 울음 누적점수와 기상요인간 상관관계 분석결과, 평 균기온, 최고기온과 일최저기온이 번식울음과 고도 양의 상 관관계를 나타내었고, 일강수량, 평균습도 및 일조량과는 상관관계를 나타내지 않았다. 계곡산개구리의 시간대별 누 적울음과 기상 요인간 상관관계 분석결과, 기온과 습도와는 양의 상관관계, 일조량과는 음의 상관관계를 나타냈으며 강 수량과는 상관관계가 나타내지 않았다. 이상의 내용을 종합해 보면 계곡산개구리는 겨울이 끝나 는 이른 봄철에 가장 먼저 번식울음을 시작하는 양서류이면 서 17일 정도의 짧은 기간에 폭발적으로 번식하는 Explosive breeder의 유형에 속하였다. 단 짧은 번식기간임에도 불구 하고 이른 봄철이기 때문에 영하로 내려가는 시기에는 울음 을 멈추어 기온이 번식울음에 영향을 미치는 것으로 나타났 다.

무당개구리 수면파장 의사소통의 정량적 분석

기경석 ( Kyong Seok Ki ),김지연 ( Ji Youn Gim ),이재윤 ( Jae Yoon Lee ) 한국환경생태학회 2015 한국환경생태학회 학술대회지 Vol.2015 No.2

본 연구는 번식기 무당개구리 수컷이 발산하는 수면파장과 수면파장에 의한 수컷 간 경쟁을 정량적으로 분석하는데 그 목적이 있다. 연구대상지는 강원도 치악산국립공원 북부의 구룡계곡 내 물웅덩이를 대상으로 하였다. 물웅덩이는 계곡 본류 옆 평지지역에 인위적으로 조성한 소규모 습지로형태는 타원형으로 장축이 3.3m, 단축이 2.3m로 면적은 6㎡이다. 수심은 5cm 내외로 얕고 일정하며, 바닥은 진흙으로 덮여 있고 경계부는 높이 15cm 내외로 무당개구리가쉽게 물로 접근할 수 있는 구조이다. 무당개구리 수면파장 촬영은 웅덩이 경계부에서 대기하다가 무당개구리가 경계를 풀고 수면파장을 생성하면 카메라를 이용해 행동을 촬영하였다. 카메라는 스마트폰(아이폰6)을 이용하였고 슬로우모션 기능을 이용하여 고속으로 촬영하였다. 촬영일시는 2015년 6월 14일이었다. 수면파장의 물리적 특성은 파장수, 파장시간, 주파수(초당 파장수)를 분석하였다. 수면파장 동영상 분석은 초당 프레임별 이미지판독을 통해 파장수, 시점, 종점, 사진갯수를 기록하였다. 총 분석파장 횟수는 250회이었다. 수면파장에 의한 수컷간경쟁의 승패 분석은 수면파장 촬영 영상 중 수컷간 수면파장 경쟁이 있는 경우 승자와 패자의 파장 특성을 분석하였다. 승패의 결정은 인접거리의 수컷간 파장을 주고 받다가자리를 회피하는 개체를 패자로, 남아서 영역을 지키는 개체를 승자로 분석하였다. 또한 수컷간 파장을 주고 받다가몸싸움으로 이어지는 경우 제압당하여 릴리즈콜을 내는 수컷을 패자로 분석하였다. 무당개구리의 수면파장 발산 행동을 분석한 결과 물웅덩이 내에서도 수심이 적당하여 산란이 유리한 지점을 선점한수컷이 자리를 차지하면서 한두차례의 강한 뒷발차기 이후지속적인 수면파장 또는 울음의 행동을 나타내었다. 영역을차지한 수컷 주변에 다른 수컷이 접근하면 수면파장을 통한원거리 싸움 또는 직접적인 몸싸움 등의 행동이 반복되었다. 무당개구리 수면파장의 물리적 특성 분석 결과 수면파장의 1회 파장수는 최소 2회에서 최대 18회, 평균 4회이었다. 1회 파장발산 시간은 최소 0.1초에서 최대 1.0초, 평균 0.28초이었다. 초당 파장수를 나타내는 파장의 주파수는 최소1.5Hz에서 최대 14.0Hz까, 평균 4.2Hz이었다. 수면파장에의한 승패 분석 결과 승자와 패자가 발산한 수면파장 수는승자가 34호, 패자가 25회이었다. 승자와 패자의 수면파장에 대한 통계량 산출 결과 파장수는 승자가 평균 3.6회, 패자가 평균 4.0회이었고, 파장시간은 승자가 0.26초, 패자가0.29초이었다. 파장 주파수는 승자가 4.8회, 패자가 3.8회로승자가 더 높게 나타났다. 승자와 패자간 수면파장 특성에대한 독립표본 t-검정 결과 파장수와 파장발산 소요시간에대해서는 통계적 차이가 없었고, 주파수는 승자가 패자보다평균이 높은 것으로 나타났다. 이상의 결과를 종합해보면 (1) 무당개구리 수컷이 수면파장을 발산하는 이유는 수심이 적당하여 산란에 유리한 영역을 차지하여 암컷과의 짝짓기 성공률을 높이기 위한 것으로판단되었다. (2) 무당개구리 수컷의 수면파장은 한번에 평균 4회, 평균 0.28초가 소요되었고 파장의 주파수는 평균4.2Hz이었다. (3) 무당개구리는 수면파장을 통해 수컷간 영역다툼을 하는데 승자가 패자보다 주파수가 높은 것으로나타나 빠르게 파장을 발산시키는 수컷이 싸움에서 이기는것으로 나타났다.

제4분과 : 야생동물 ; 계곡산개구리 산란지의 물리적 구조 및 음환경 특성 분석

기경석 ( Kyong Seok Ki ),김지연 ( Ji Youn Gim ),장세환 ( Se Hwan Jang ),박도은 ( Do Eun Pak ) 한국환경생태학회 2015 한국환경생태학회 학술대회지 Vol.2015 No.1

본 연구는 계곡산개구리 산란지의 물리적 구조 및 음환경특성을 밝히는데 그 목적이 있다. 연구대상지는 강원도 치악산국립공원의 주요 계곡을 대상으로 총 46개의 계곡산개구리 산란지를 조사하였다. 연구대상지를 세부적으로 구분하면 치악산국립공원 북부지역구룡사계곡 13개소, 동부지역 부곡리계곡 17개소, 남부지역 금대리계곡 9개소와 상원사계곡에서 6개소, 서부지역 흥양리 일대 계곡에서 2개소를 조사하였다. 연구기간은 3월 중 5일간 실시하였으며 조사 시간대는 오전 9시에서 오후 17시 사이에 진행하였다. 현장조사는 계곡부를 따라 걸으며 계곡 본류 인근의 물웅덩이와 본류의 물이 고여 있는 곳을 살펴본 후 계곡산개구리가 산란을 한곳을 조사하였다. 계곡산개구리 알덩이의 동정은 알덩이가 바닥이나 주변 나뭇가지 등에 강하게 붙어 있으면서 알덩이도 점성이 매우 높은 상태에 있으면 계곡산개구리 알로 판단하였다. 이외에 알덩이가 물에 떠 있거나 점성이 약하면 연구대상에서 제외하였다. 계곡산개구리 산란지 조사는 기본적으로 알덩이수를 조사하였고 산란지의 유형을 독립웅덩이형, 본류형, 폭포형으로 구분하였다. 산란지 규모는 장축과 단축의 길이(㎝)를 측정한 후 타원체 면적산출 방법을 이용해 서식지 면적(㎡)을 산출하였다. 또한 산란지 주변부암반 높이(㎝), 산란지점 수심(㎝), 바닥 유형, 산란지 수온(℃), 본류 수온(℃), 상부식생 유형, 상부식생 울폐도(%)를 조사하였다. 산란지의 음환경 특성을 파악하기 위해 산란지점 내부와 산란지점 외부의 소리를 녹음한 뒤 Adobe audition프로그램을 이용하여 음량(decibel)을 비교분석하였다. 통계분석은 Microsoft Excel 2010과 IBM SPSSStatisics(version 21)프로그램을 이용하였다. 계곡산개구리 산란지의 알덩이수는 최소 1개, 최대 55개,평균 12개이었다. 산란지 유형은 총 46개 조사구 중 독립웅덩이형 39개소, 본류형 8개소, 폭포형 1개소이었다. 산란지면적은 최소 0.1㎡, 최대 45.5㎡, 평균 4.6㎡이었다. 산란지점의 수심은 최소 1.0㎝, 최대 53.0㎝, 평균 10.9㎝이었다. 산란지 바닥 유형은 낙엽(100%) 유형이 15개소, 낙엽+암반유형 21개, 낙엽+모래 유형 1개소, 낙엽+암반+모래 유형8개소, 낙엽+암반+흙 유형 1개소이었다. 서식처 경계부 암반 높이는 본류와 통합되어 있는 경우 최소 0cm로 하였고, 최대 260㎝, 평균 37㎝이었다. 수온은 산란지가 최소 5℃, 최대 20.9℃, 평균 9.7℃이었고, 산란지와 인접한 계곡 본류수온은 최소 6℃, 최대 10℃, 평균 6.9℃이었다. 상부식생유형은 낙엽활엽수는 물푸레나무, 단풍나무류, 버드나무류, 신나무, 참나무류 등이었고, 침엽수는 소나무이었다. 상부식생 울폐도는 최소 10%, 최대 90%, 평균 56.05%이었다. 산란지 음환경은 산란지 내 음량이 최소 -65.30dB, 최대-16.38dB, 평균 -44.9dB이었고 산란지 외부 음량이 최소-59.69dB, 최대 -8.22dB, 평균 -38.4dB이었다. 계곡 본류와 산란지와의 수온 평균을 비교한 결과 산란지의 수온이 평균적으로 2.8℃ 더 높은 것으로 유의성이 인정되었으며(p < 0.000), 수온과 알덩이수가 양의 상관관계(p< 0.01)를 나타내어 수온이 높을수록 알덩이수가 많아지는 경향을 나타내었다. 계곡 본류와 산란지의 음량 평균을 비교한 결과 산란지가 본류보다 평균적으로 6.47dB 음량이적으로 것으로 나타났다(p < 0.000). 이상의 내용을 종합해 보면 계곡산개구리는 계곡의 빠른 유속, 급작스런 유량의 증가, 이른 봄철의 낮은 온도, 시끄러운 물소리를 극복하기 위하여 계곡 내에서도 번식에 최적화된 미소서식지를 선택하는 것으로 판단되었다. 세부적으로 살펴보면 산란지 유형의 경우 대부분 독립웅덩이형이었는데 이는 본류로부터 이격되어 있는 독립웅덩이가 알이 물에 떠내려갈 확률이 낮고, 수온이 본류보다 높아 알의 부화기간이 단축되기 때문이다. 산란지 내 알덩어리는 물웅덩이의 규모가 크고 수심이 깊은 지역이더라도 수심 약 10㎝ 정도의 낮은 경계부에 산란을 하였는데 이는 수심이 낮으면 햇빛에 의해 빠르게 수온이 상승하여 부화에 유리하기 때문으로 판단되었다. 산란지 하부에는 낙엽과 암석들이 깔려있었는데, 조사 당시 사람이 나타났을 때 계곡산개구리가 재빠르게 낙엽이나 돌 밑으로 숨는 행태로 보았을 때 번식기간동안 포식자로부터 효과적으로 피신하기 위해서 은신이 가능한 웅덩이에 산란하는 것으로 판단되었다. 산란지 경계부는 대부분 암석에 의해 둘러쌓여 있어 본류의 시끄러운 물소리를 차단하고 있었는데, 이는 계곡산개구리 수컷이 울음소리를 통해 암컷에게 구애하는 특성 상 계곡 물소리로부터 자신의 울음소리가 간섭(masking)되는 것을 피하고, 좀 더 효율적으로 암컷에게 자신의 울음소리를 전달할 수 있는지역을 선택했기 때문으로 판단되었다. 이상의 내용은 향후 계곡산개구리의 서식처 보전을 위한 기초자료를 제공할 수 있으며, 특히 계곡산개구리 번식환경조성 시 주변환경으로부터의 물소리와 기타 소음을 차단시켜 줄 수 있는 공간 조성이 필요함을 제시했다는데서 그의의를 찾을 수 있다.

산지형 생태계 보호지역 음환경 분석 기법

기경석(Kyong Seok Ki),류훈재(Hunjae Ryu),유지수(Ji Su Jae),김필립(Rip Pil Kim),이재관(Jae Kwan Lee),장서일(Seo Il Jang) 한국소음진동공학회 2018 한국소음진동공학회 학술대회논문집 Vol.2018 No.10