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논문KCI 등재

다중기후모형을 활용한 동북아시아의미래 생물기후권역 변화분석

Analysis of Future Bioclimatic Zones Using Multi-climate Models

임철희|류지은|전성우|최유영
한국환경영향평가학회 (Korean Society Of Environmental Impact Assessment)|2018.10|환경영향평가 (Journal of Environmental Impact Assessment)|제27권 제5호|pp. 489-508

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동북아시아Northeast AsiaBiodiversity생물다양성Conservation strategies보전전략생물기후권역다중기후모형Bioclimatic classificationmulti-climate models
주제분류환경공학

초록

기후변화에 대응하여 보다 적극적인 생물보전전략 수립을 위해 생물 서식환경의 변화예측이 필요하며, 생물기후권역은 유용한 생태계 관리체계를 제공할 수 있다. 이에 따라 본 연구에서는 생물기후권역구축을 통해 동북아시아의 생물 서식환경을 파악하고, 생물 서식관점에서 기후변화의 영향을 분석하였다. Worldclim에서 제공하는 현재(1970~2000년) 기후자료 및 17개 전 지구 기후모형의 예측자료(RCP4.5, RCP8.5)를 이용하여 2050년대와 2070년대의 변화를 모의하였다. 먼저 현재와 미래의 주요생물기후변수(Aridity index, growing degree days, potential evapotranspiration seasonality, temperature seasonality)를 구축하여 동북아시아의 생물기후환경 특성을 파악하고, 기후변화에 따른 시공간적 변화를 분석하였다. ISODATA 군집분석으로 현재의 생물기후권역을 구분하고, MLC(Maximum Likelihood Classification)를 통해 미래의 권역변화를 예측하였다. 기후변화에 따라 대부분의 권역이 북상하는 경향성을 확인할 수 있었으며, 권역의 면적과 위도 분포변화를 분석함으로써 권역의 축소가 가장 두드러지게나타나는 중국 남부에 위치한 권역을 집중 관리권역으로 제시하였다. 본 연구는 한반도를 포함한 동북아시아 지역의 다양한 기후변화 시나리오에 따른 영향평가를 바탕으로 향후 기후변화에 대응한 생물종 혹은생태계 관련 적응정책 수립 시 활용 가능한 기초자료를 제공할 수 있을 것으로 사료된다.

Abstract

As climate changes, it is necessary to predict changes in the habitat environment in order to establish more aggressive adaptation strategies. The bioclimatic classification which clusters of areas with similar habitats can provide a useful ecosystem management framework. Therefore, in this study, biological habitat environment of Northeast Asia was identified through the establishment of the bioclimatic zones, and the impac of climate change on the biological habitat was analyzed. An ISODATA clustering was used to classify Northeast Asia (NEA) into 15 bioclimatic zones, and climate change impacts were predicted by projecting the future spatial distribution of bioclimatic zones based upon an ensemble of 17 GCMs across RCP4.5 and 8.5 scenarios for 2050s, and 2070s. Results demonstrated that significant changes in bioclimatic conditions can be expected throughout the NEA by 2050s and 2070s. The overall zones moved upward, and some zones were predicted to be greatly expanded or shrunk where we suggested as regions requiring intensive management. This analysis provides the basis for understanding potential impacts of climate change on biodiversity and ecosystem. Also, this could be used more effectively to support decision making on climate change adaptation

참고문헌 (57)

  1. Allen RG, "Using the FAO-56 dual crop coefficient method over an irrigated region as part of an evapotranspiration intercomparison study", Journal of Hydrology, 229(1-2), pp.27~41 (2000)
  2. Araújo MB, "Would climate change drive species out of reserves? An assessment of existing reserve selection methods", Global change biology, 10(9), pp.1618~1626 (2004)
  3. Beaumont LJ, "Impacts of climate change on the world’s most exceptional ecoregions", Proceedings of the National Academy of Sciences, pp.201007217~ (2011)
  4. Booth TH., "Mapping regions climatically suitable for particular tree species at a global scale", Forest Ecology and Management, 36, pp.47~60 (1990)
  5. Synthesis Report. Contri- bution of Working Groups I, II and III to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, "IPCC", 151~ (2014)
  6. Choi S. Lee WK, "Predicting forest cover changes in future climate using hydrological and thermal indices in South Korea", Climate Research, 49(3), pp.229~245 (2011)
  7. Choi Y, "Bioclimatic Classification of Northeast Asia Reflecting Social Factors: Development and Characterization", Sustainability, 9(7), pp.1137~ (2017)
  8. 최유영, "남한의 생물기후권역 구분과 특성 규명", 한국환경복원기술학회지, 20(3), pp.1~18 (2017), 한국환경복원기술학회[DOI]
  9. Coops N, "Development of daily spatial heat unit mapping from monthly climatic surfaces for the Australian continent", International Journal of Geographical Information Science, 15, pp.345~361 (2001)
  10. Davidson MD., "Equity and the Conservation of Global Ecosystem Services", Sustainability, 9, pp.339~ (2017)
  11. Dawson TP, "Beyond predictions:biodiversity conservation in a changing climate", Science, 332(6025), pp.53~58 (2011)
  12. Dinerstein E, "An ecoregion-based approach to protecting half the terrestrial realm", BioScience, 67(6), pp.534~545 (2017)
  13. Fick SE, "Worldclim 2: New 1-km spatial resolution climate surfaces for global land areas", International Journal of Climatology (2017)
  14. Hannah L, "Protected area needs in a changing climate", Frontiers in Ecology and the Environment, 5(3), pp.131~138 (2007)
  15. Hargreaves GH, "History and evaluation of Hargreaves evapotranspiration equation", Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 129(1), pp.53~63 (2003)
  16. Hargreaves GH, "Defining and using reference evapotranspiration", Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 120(6), pp.1132~1139 (1994)
  17. Richard JH, "Guiding concepts for park and wilderness stewardship in an era of global environmental change", Frontiers in Ecology and the Environment, 8, pp.483~490 (2010)
  18. Hole DG, "Projected impacts of climate change on a continent wide protected area network", Ecology letters, 12(5), pp.420~431 (2009)
  19. 홍송이, "RegCM4가 모의한 RCP 시나리오에 따른 동북아시아 지역의 고해상도 미래기후 변화", 기후연구, 8(1), pp.27~44 (2013), 기후연구소
  20. Jeon HS, "A comparison of neural networks and maximum likelihood classifier for the classification of landcover", Journal of Korean Society for Geospatial Information System, 8(2), pp.23~33 (2000)
  21. Kim WJ, "Ecoregion classification in Korea based on analysis of geospatial variables", 박사, pp.2004
  22. 김가영, "다중 지역기후모델을 이용한 동아시아 상세 기후변화 전망", 기후연구, 9(4), pp.257~268 (2014), 기후연구소[DOI]
  23. 김진희, "월별 전자기후도를 이용한 생장도일 분포도 제작에 관하여", 한국농림기상학회지, 10(1), pp.1~8 (2008), 한국농림기상학회
  24. 김세진, "제한적인 기상자료 조건에서의 잠재증발산량 추정을 위한 FAO56 Penman-Monteith 방법의 적용성 분석 - 안동댐 유역을 사례로 -", 한국기후변화학회지, 8(2), pp.125~143 (2017), 한국기후변화학회[DOI]
  25. 공우석, "지구온난화에 취약한 지표식물 선정", Asia-Pacific Journal of Atmospheric Sciences, 41(2, pp.1) (2005), 263~273[DOI]
  26. 권영아, "A1B 시나리오 자료를 이용한 우리나라 아열대 기후구 전망", 대한지리학회지, 42(3), pp.355~367 (2007), 대한지리학회
  27. 이현재, "다중지역기후모델을 이용한 남한 지역의 미래 기후대 분포와 극한기온사상의 변화에 대한 연구", 기후연구, 12(2), pp.149~164 (2017), 기후연구소[DOI]
  28. 이상규, "정식시기와 질소시비 수준에 따른 봄배추의 생육량 추정", 생물환경조절학회지, 21(3), pp.271~275 (2012), (사) 한국생물환경조절학회
  29. 이상철, "기후변화 시나리오에 따른 산림분포 취약성 평가", 한국산림과학회지, 100(2), pp.256~265 (2011), 한국산림과학회
  30. Lee WC, "Phytogeography" (2002), Kangwon national university
  31. Lim CH, "Assessing Climate Change Impact on Forest Habitat Suitability and Diversity in the Korean Peninsula", Forests, 9(5), pp.259~ (2018)
  32. Liu C, "Environmental controls on seasonal ecosystem evapotranspiration", potential evapotranspiration ratio as determined by the global eddy flux measurements, 2017, pp.21(1), 311~322
  33. Li W, "Major forest changes and land cover transitions based on plant functional types derived from the ESA CCI Land Cover product", International journal of applied earth observation and geoinformation, 47, pp.30~39 (2016)
  34. Mackey BG, "Site regions revisited: a climatic analysis of Hills’ site regions for the province of Ontario using a parametric method", Canadian Journal of Forest Research, 26(3), pp.333~354 (1996)
  35. Metzger MJ, "Environmental stratifications as the basis for national, European and global ecological monitoring", Ecological Indicators, 33, pp.26~35 (2013)
  36. Metzger MJ, "A climatic stratification of the environment of Europe", Global ecology and biogeography, 14(6), pp.549~563 (2005)
  37. Metzger MJ, "A high resolution bioclimate map of the world: a unifying framework for global biodiversity research and monitoring", Global Ecology and Biogeography, 22(5), pp.630~638 (2013)
  38. National Institute of Environmental Research, "Assessments of Ecosystems Sensitive to Climate Change(I) : With Emphasis on Bioclimatic Classification" (2007)
  39. Noss RF, "Bolder thinking for conservation", Conservation Biology, 26, pp.1~4
  40. O’Donnell MS, "Bioclimatic predictors for supporting ecological applications in the conterminous United States", U.S. Geological Survey Data Series 691, 10~ (2012)
  41. David MO, "Terrestrial ecoregions of the world: A new map of life on Earth", BioScience, 51, pp.933~938 (2001)
  42. 박창용, "남한 상세 기후변화 시나리오를 이용한 아열대 기후대 및극한기온사상의 변화에 대한 연구", 한국지역지리학회지, 19(4), pp.600~614 (2013), 한국지역지리학회
  43. 박선욱, "기후변화에 따른 한반도 난대성 상록활엽수 잠재서식지 분포 변화", 대한지리학회지, 51(2), pp.201~217 (2016), 대한지리학회
  44. Parr TW, "Detecting environmental change: Science and society-Perspectives on long-term research and monitoring in the 21st century", Sci. Total Environ, 310, pp.1~8 (2003)
  45. Ren JL, "Variation trends of meteorological variables and their impacts on potential evaporation in Hailar region", Water Science and Engineering, 5(2), pp.137~144 (2012)
  46. Sheldon KS, "The influence of temperature seasonality on elevational range size across latitude: a test using L iolaemus lizards", Global Ecology and Biogeography, 24(6), pp.632~641 (2015)
  47. Shin JH, "Ecosystem classification in Korea (I): Ecoregion classification", ForestScience, 54, pp.188~189 (1996), Korea Forest Reserach Institute
  48. 신용희, "RCP 시나리오 기반 CMIP5 GCMs을 이용한 동북아시아 미래 기후변화 불확실성 평가", 환경영향평가, 24(3), pp.205~216 (2015), 한국환경영향평가학회[DOI]
  49. Soteriades AD, "Understanding global climate change scenarios through bioclimate stratification", Environmental Research Letters, 12(8), pp.084002~ (2017)
  50. Staudinger MD, "Biodiversity in a changing climate: a synthesis of current and projected trends in the US", Frontiers in Ecology and the Environment, 11(9), pp.465~473 (2013)
  51. Svenning JC, "Disequilibrium vegetation dynamics under future climate change", American Journal of Botany, 100(7), pp.1266~1286 (2013)
  52. UNEP, "World Atlas of Desertification", ~ (1992)
  53. Map of the world distribution of arid regions: explanatory note, "UNESCO", UNESCO, 54~, pp.MAP Technical Notes 7 (1979)
  54. WWF, "Impact of Climate Change on Species", ~ (2015)
  55. Xu L, "Temperature and vegetation seasonality diminishment over northern lands", Nature Climate Change, 3(6), pp.581~ (2013)
  56. Yokoo Y, "Investigating the roles of climate seasonality and landscape characteristics on mean annual and monthly water balances", Journal of Hydrology, 357(3-4), pp.255~269 (2008)
  57. Zomer RJ, "Environmental stratification to model climate change impacts on biodiversity and rubber production in Xishuangbanna, Yunnan, China", Biological Conservation, 170, pp.264~273 (2014)

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