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논문KCI 등재

잔물땡땡이의 온도발육모형과 생물계절

Temperature-dependent development models and phenology of Hydrochara affinis

김명현|송영주|어진우|윤성수
한국환경생물학회 (Korean Society Of Environmental Biology)|2020.06|환경생물 (Korean Journal of Environmental Biology)|제38권 제2호|pp. 223-230|DOI 10.11626/KJEB.2020.38.2.222

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phenologyHydrochara affinistemperature-dependent development modelsrice paddy ecosystemslife stage

초록

논 생태계 서식 생물을 장기적으로 모니터링하여 기후변화의 영향을 평가하기 위한 기초 연구로 잔물땡땡이의 발육단계별 온도발육모형을 선정하고 생태적 매개변수 (유효적산온도, 발육한계온도, 발육최적온도, 발육최고온도)를 추정하였다. 선정된 온도발육모형을 이용하여 위도별 4 지역 (철원, 당진, 부안, 해남)에서 발생하는 잔물땡땡이의 세대 수를 각 지역의 일 평균기온을 사용하여 예측하였다. 실험온도 구간 (18~30°C)에서는 모든 성장단계에서, 발육속도가 온도에 따라 선형적으로 증가하였고 모형 사이의 적합성은 유의한 차이가 없었다. 하지만 발육최적온도와 달리 발육한계온도는 모형별로 상당한 차이를 보였다. 잔물땡땡이는 고위도인 철원에서 3.6 세대가 발생하지만 다른 지역에서는 4.3 세대가 발생하는 것으로 예측되었다. 본 연구의 결과는 기후변화에 따른 생물계절 변동 및 논 생태계 생물다양성 보전 연구의 기초자료로 활용될 것으로 보인다.

Abstract

Temperature-dependent development models for Hydrochara affinis were built to estimate the ecological parameters as fundamental research for monitoring the impact of climate change on rice paddy ecosystems in South Korea. The models predicted the number of lifecycles of H. affinis using the daily mean temperature data collected from four regions (Cheorwon, Dangjin, Buan, Haenam) in different latitudes. The developmental rate of each life stage linearly increased as the temperature rose from 18°C to 30°C. The goodness-of-fit did not significantly differ between the models of each life stage. Unlike the optimal temperature, the estimated thermal limits of development were considerably different among the models. The number of generations of H. affinis was predicted to be 3.6 in a high-latitude region (Cheorwon), while the models predicted this species to have 4.3 generations in other regions. The results of this study can be useful to provide essential information for estimating climate change effects on lifecycle variations of H. affinis and studies on biodiversity conservation in rice fields.

참고문헌 (40)

  1. Aghdam HR, "Temperature -dependent development and temperature thresholds of codling moth (Lepidoptera: Tortricidae) in Iran", Environ. Entomol, 38, pp.885~895 (2009)
  2. Archangelsky M, "Higher-level phylogeny of Hydrophilinae (Coleoptera: Hydrophilidae) based on larval, pupal and adult characters", Syst. Entomol., 29, pp.188~214 (2004)
  3. Azrag AG, "Prediction of insect pest distribution as influenced by elevation: Combining field observations and temperature-dependent development models for the coffee stink bug, Antestiopsis thunbergii (Gmelin)", PLoS One, 13, pp.e0199569~ (2018)
  4. 백학명, "잔물땡땡이(Hydrochara affinis: Hydrophilidae, Coleoptera) 유충의 모기 2종(Culex pipiens molestus 및 Ochlerotatus togoi)에 대한 실내조건에서의 섭식효율 및 선호도", 환경생물, 32(2), pp.112~117 (2014), 한국환경생물학회
  5. Boda P, "Phototaxis and polarotaxis hand in hand: night dispersal flight of aquatic insects distracted synergistically by light intensity and reflection polarization", Naturwissenschaften, 101, pp.385~395 (2014)
  6. Bonato O, "Modelling temperature-dependent bionomics of Bemisia tabaci (Q-biotype)", Physiol. Entomol., 32, pp.50~55 (2007)
  7. Briere JF, "A novel rate model of temperature-dependent development for arthropods", Environ. Entomol., 28, pp.22~29 (1999)
  8. Campbell A, "Temperature requirements of some aphids and their parasites", J. Appl. Ecol., 11, pp.431~438 (1974)
  9. 최순군, "RCP 8.5 기후변화 시나리오를 적용한 논 서식 애물땡땡이 (Sternolophus rufipes)와 잔물땡땡이(Hydrochara affinis)의 비행시기 예측", 한국농림기상학회지, 18(1), pp.16~29 (2016), 한국농림기상학회[DOI]
  10. Damos P, "Temperature-driven models for insect development and vital thermal requirements", Psyche (2012)
  11. Dixon AF, "Relationship between the minimum and maximum temperature thresholds for development in insects", Funct. Ecol., 23, pp.257~264 (2009)
  12. Eliopoulos PA, "Temperature-dependent development of Chilocorus bipustulatus (Coleoptera:Coccinellidae)", Environ. Entomol, 39, pp.1352~1358 (2010)
  13. Elphick CS, "Functional equivalency between rice fields and seminatural wetland habitats", Conserv. Biol., 14, pp.181~191 (2000)
  14. Fujioka M, "Bird use of rice fields in Korea and Japan", Waterbirds, 33, pp.8~29 (2010)
  15. Gillooly JF, "The relationship of egg size and incubation temperature to embryonic development time in univoltine and multivoltine aquatic insects", Freshw. Biol., 44, pp.595~604 (2000)
  16. 한민수, "논 생태계 내 유기농법 재배 지역과 관행농법 재배 지역의 저서무척추동물군집의 특성", 한국환경농학회지, 32(1), pp.17~23 (2013), 한국환경농학회[DOI]
  17. 한민수, "논 서식 물땡땡이과의 분포 특성", 한국환경농학회지, 29(4), pp.427~433 (2010), 한국환경농학회
  18. Han MS, "Changes of invertebrate density in rice paddies of different fertilizer managements in demonstration villages of sustainable agriculture", Korean J. Environ. Agric., 21, pp.96~101 (2002)
  19. 한민수, "논 생태계 수서무척추동물상", 한국환경농학회지, 26(3), pp.267~273 (2007), 한국환경농학회
  20. Hilsenhoff WL, "Aquatic Hydrophilidae and Hydraenidae of Wisconsin (Coleoptera). 2. Distribution, habitat, life cycle and identification of species of Hydrobiini and Hydrophilini (Hydrophilidae:Hydrophilinae)", Great Lakes Entomol., 28, pp.97~126 (1995)
  21. Kadoya T, "Dragonfly crisis in Japan:a likely consequence of recent agricultural habitat degradation", Biol. Conserv., 142, pp.1899~1905 (2009)
  22. 김종길, "농업생태계 내 수서곤충류의 생태분석 및 환경평가", 한국응용곤충학회지, 46(3), pp.335~341 (2007), 한국응용곤충학회
  23. Kim JO, "Efforts to improve biodiversity in paddy field ecosystem of South Korea", Reintroduction, 1, pp.25~30 (2011)
  24. 김미란, "우리나라 논 이용 조류 현황", 한국환경농학회지, 32(2), pp.155~165 (2013), 한국환경농학회[DOI]
  25. Kontodimas DC, "Comparative temperature-dependent development of Nephus includens (Kirsch) and Nephus bisignatus (Boheman)(Coleoptera: Coccinellidae) preying on Planococcus citri (Risso) (Homoptera: Pseudococcidae): evaluation of a linear and various nonlinear models using specific criteria", Environ. Entomol., 33, pp.1~11 (2004)
  26. Kuwagata T, "Modeling water temperature in a rice paddy for agro-environmental research", Agric. For. Meteorol., 148, pp.1754~1766 (2008)
  27. Lactin DJ, "Improved rate model of temperature-dependent development by arthropods", Environ. Entomol., 24, pp.68~75 (1995)
  28. Logan, JA, "An analytic model for description of temperature dependent rate phenomena in arthropods", Environ. Entomol., 5, pp.1133~1140 (1976)
  29. Maruyama A, "A water temperature simulation model for rice paddies with variable water depths", Water Resour. Res., 53, pp.10065~10084 (2017)
  30. Mwalusepo S, "Predicting the impact of temperature change on the future distribution of maize stem borers and their natural enemies along East African mountain gradients using phenology models", PLoS One, 10, pp.e0130427~ (2015)
  31. Nietschke BS, "A developmental database to support insect phenology models", Crop Prot., 26, pp.1444~1448 (2007)
  32. Ohta S, "Impacts of climate changes on the temperature of paddy waters and suitable land for rice cultivation in Japan", Agric. For. Meteorol, 147, pp.186~198 (2007)
  33. Chang-Gyu Park, "Parameter estimation for a temperature-dependent development model of Thrips palmi Karny (Thysanoptera: Thripidae)", Journal of Asia-Pacific Entomology, 13(2), pp.145~149 (2010), 한국응용곤충학회
  34. Pakulnicka J, "Development of fauna of water beetles (Coleoptera) in waters bodies of a river valley-habitat factors, landscape and geomorphology", Knowl. Manag. Aquat. Ecosyst., 417, pp.1~21 (2016)
  35. Rebaudo F, "Modeling temperature-dependent development rate and phenology in insects: review of major developments, challenges, and future directions", Entomol. Exp. Appl., 166, pp.607~617 (2018)
  36. Rebaudo F, "Modelling temperature -dependent development rate and phenology in arthropods: The devRate package for R", Methods Ecol. Evol., 9, pp.1144~1150 (2018)
  37. Roh G, "Spatiotemporal distributions and habitat characteristics of the endangered treefrog, Hyla Suweonensis, in relation to sympatric H. Japonica", Ecol. Inform., 24, pp.78~84 (2014)
  38. Taylor F, "Ecology and evolution of physiological time in insects", Am. Nat, 117, pp.1~23 (1981)
  39. Yapo ML, "Composition and distribution of aquatic insect community of a nonstocked pond of Banco National Park (Côte d’Ivoire, Western Africa)", J. Environ. Sci. Comp. Sci. Eng. Tech., 7, pp.247~259 (2018)
  40. Ydergaard S, "The predatory mite Hypoaspis miles: temperature dependent life table characteristics on a diet of sciarid larvae, Bradysia paupera and B. tritici", Entomol. Exp. Appl., 85, pp.177~187 (1997)

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