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ISSN : 2288-1115(Print)
ISSN : 2288-1123(Online)
Korean Journal of Ecology and Environment Vol.49 No.3 pp.197-207
DOI : https://doi.org/10.11614/KSL.2016.49.3.197

Habitat Distribution Change Prediction of Asiatic Black Bears (Ursus thibetanus) Using Maxent Modeling Approach

Tae-Geun Kim, DooHa Yang1, YoungHo Cho2, Kyo-Hong Song2, Jang-Geun Oh*
National Park Research Institute, Korea National Park Services, Wonju 26441, Republic of Korea
1Department of Park Conservation, Korea National Park Services, Seoul 04212, Republic of Korea
2Division of Ecological Assessment, National Institute of Ecology, Seocheon 33657, Republic of Korea
Corresponding author : +82-33-769-1602, +82-33-769-1639, jgohh@hanmail.net
August 10, 2016 September 30, 2016 October 1, 2016

Abstract

This study aims at providing basic data to objectively evaluate the areas suitable for reintroduction of the species of Asiatic black bear (Ursus thibetanus) in order to effectively preserve the Asiatic black bears in the Korean protection areas including national parks, and for the species restoration success. To this end, this study predicted the potential habitats in East Asia, Southeast Asia and India, where there are the records of Asiatic black bears’ appearances using the Maxent model and environmental variables related with climate, topography, road and land use. In addition, this study evaluated the effects of the relevant climate and environmental variables. This study also analyzed inhabitation range area suitable for Asiatic black and geographic change according to future climate change. As for the judgment accuracy of the Maxent model widely utilized for habitat distribution research of wildlife for preservation, AUC value was calculated as 0.893 (sd=0.121). This was useful in predicting Asiatic black bears’ potential habitat and evaluate the habitat change characteristics according to future climate change. Compare to the distribution map of Asiatic black bears evaluated by IUCN, Habitat suitability by the Maxent model were regionally diverse in extant areas and low in the extinct areas from IUCN map. This can be the result reflecting the regional difference in the environmental conditions where Asiatic black bears inhabit. As for the environment affecting the potential habitat distribution of Asiatic black bears, inhabitation rate was the highest, according to land coverage type, compared to climate, topography and artificial factors like distance from road. Especially, the area of deciduous broadleaf forest was predicted to be preferred, in comparison with other land coverage types. Annual mean precipitation and the precipitation during the driest period were projected to affect more than temperature’s annual range, and the inhabitation possibility was higher, as distance was farther from road. The reason is that Asiatic black bears are conjectured to prefer more stable area without human’s intervention, as well as prey resource. The inhabitation range was predicted to be expanded gradually to the southern part of India, China’s southeast coast and adjacent inland area, and Vietnam, Laos and Malaysia in the eastern coastal areas of Southeast Asia. The following areas are forecast to be the core areas, where Asiatic black bears can inhabit in the Asian region: Jeonnam, Jeonbuk and Gangwon areas in South Korea, Kyushu, Chugoku, Shikoku, Chubu, Kanto and Tohoku’s border area in Japan, and Jiangxi, Zhejiang and Fujian border area in China. This study is expected to be used as basic data for the preservation and efficient management of Asiatic black bear’s habitat, artificially introduced individual bear’s release area selection, and the management of collision zones with humans.


Maxent 모델을 이용한 반달가슴곰의 서식지 분포변화 예측

김 태근, 양 두하1, 조 영호2, 송 교홍2, 오 장근*
국립공원관리공단 국립공원연구원
1국립공원관리공단 자 원보전처
2국립생태원 생태평가연구실

초록


    서 론

    아시아 흑곰이라고도 불리는 반달가슴곰 (Ursus thibetanus) 은 식육목 (Carnivora)의 곰과 (Ursidae)에 속하며, IUCN 세계적색목록에 따라서 야생에서 높은 절멸 위기에 직면한 것으로 간주되는 취약 (Vulnerable; VU)종으로 평 가되고 (Garshelis and Steinmetz, 2008), 국내에서는 천연기 념물 329호이자 멸종위기 야생생물 1급에 해당하는 종이 다 (ME, 2016). 또한 행동권이 큰 야생동물의 서식지를 보 전하면 동시에 다른 종들을 보호하는 효과로 인하여 생물 다양성이 유지되는 우산종으로 잘 알려져 있다 (Fleishman et al., 2000).

    반달가슴곰은 동남아시아 본토와 타이완, 일본, 러시 아의 연해주 등의 산악지역에 분포하고 (Garshelis and Steinmetz, 2008), 국내에서는 설악산, 오대산, 태백산, 조 령산, 지리산에서 서식하고 있는 것으로 조사되었으나 (Korea Society For the Protection of Wild life, 1983), 서 식지 파괴와 밀렵으로 인해 지리산 지역에서 일부 개체 가 서식하고 있는 것으로 알려져 있다 (National Institute of Environmental Research, 2002). 일부 학자들이 설악산 과 오대산 등지에 일부 개체의 잔존을 주장하고 있으나 공 식적으로는 확인되지 않고 있다. 국립공원관리공단은 현재 지리산국립공원 일원에서 야생 반달가슴곰의 유전적 다양 성 확보를 위해 외부로부터 개체를 도입하여 방사하는 복 원사업을 추진하고 있다 (KNPS, 2015).

    반달가슴곰에 관한 연구나 보전 노력은 현장조사와 다 양한 분석기술을 이용하여 주로 개체밀도, 식이 습성, 그 리고 서식지 이용과 행동권 분석에 주로 집중되어 있다 (Huygens et al., 2003; Wong et al., 2004; Hwang and Garshelis, 2007; Yang et al., 2008; Kim et al., 2011; Steinmetz et al., 2013). 이러한 연구는 반달가슴곰의 생물적 또는 생 태적 특성을 이해하는 데 유용한 반면에 서식지 이용이나 분포에 대해서는 제한된 정보를 제공할 수밖에 없다.

    국립공원을 포함한 보호지역에서 인위적으로 도입된 반 달가슴곰을 성공적으로 복원하고 효과적인 보존관리를 위 한 의사결정을 하기 위해서 생물종의 생태·환경적인 정 보와 함께, 생물종의 분포지역과 서식환경 조건을 이해하 고, 생물종이 지속적으로 생존하기에 적합한 서식지에 대 해서 보다 상세한 정보를 축적하는 노력이 필요하다 (Kang and Baek, 2005). 특히, 희귀종이나 멸종위기종은 일부 특 정지역으로 제한되어 분포하고, 출현지점에 대한 자료도 충분하지 않기 때문에 서식지 분포에 관한 정보를 획득하 는 것은 매우 어렵다.

    종 복원에 적합한 서식지를 확인할 수 있는 가장 효과적 인 방법 중 하나는 생물종이 풍부하게 존재하는 지역 그 리고 부족하거나 존재하지 않는 지역 등 기존 서식지 환 경을 이용하여 종 분포를 모델링 하는 것이다 (Guisan et al., 2006). 생물종 분포 모델은 생태학과 생물다양성 보전 등 야생동물의 분포를 연구하는 다양한 분야에서 널리 활 용되고 있다 (Guisan and Zimmermann, 2000; Rodríguez et al., 2007; Guisan et al., 2013). 멸종위기에 대한 기후변 화의 영향, 외래종 침입과 위험지역 예측, 재 도입종을 위 한 적합지역 그리고 생물다양성을 위한 보전우선지역을 결정하는 데 다양하게 적용되고 있다 (Hirzel et al., 2004; Tomas et al., 2004; Sánchez-Cordero et al., 2005; Vaclavik and Meentemeyer, 2009). 최근에는 기후, 식생, 그리고 지 형 등 다양한 환경요소와 관련된 공간자료가 전 세계적으 로 제작되어 무상으로 제공되고 있고, 로지스틱회귀식, 다 변량분석 등 종과 환경의 관계를 확률적으로 설명하는 종 분포 모델이 개발되어 널리 활용되고 있다 (Phillips et al., 2006).

    본 연구는 국립공원을 포함한 국내 보호지역에서 반달 가슴곰의 효과적인 보전과 성공적인 복원을 위해서 재도 입에 적합한 지역을 객관적으로 평가하기 위한 기초자료 로 활용하는 것을 그 목적으로 한다. 이를 위해서 반달가 슴곰의 출현 기록이 있는 동아시아, 동남아시아 그리고 인 도를 대상으로 기후, 지형, 도로 및 토지이용과 관련된 환 경 변수와 Maxent 모델을 이용해서 반달가슴곰의 잠재 서 식지를 예측하였다. 이와 관련된 기후 및 환경 변수의 영 향을 평가하고, 미래 기후변화에 따른 반달가슴곰의 적합 한 서식 범위의 면적과 지리적인 변화를 분석하였다.

    재료 및 방 법

    본 연구에서는 생물종의 출현정보만을 이용하여 예측정 확도가 높고 모델의 우수성이 여러 선행연구에서 입증된 Maxent 모델과 기후 및 환경 변수를 이용해서 반달가슴곰 의 출현 기록이 있는 동아시아, 동남아시아 그리고 인도를 대상으로 잠재 서식지를 예측하고, 이와 관련된 기후 및 환경적 영향을 평가한 후, 기후변화에 따른 서식지 변화를 전망하였다. 이를 위해서 연구대상지역에서 반달가슴곰이 출현한 22지점의 위치자료와 이에 대응하는 다양한 기후 요소와 환경정보를 이용하였다.

    1.반달가슴곰 위치자료

    반달가슴곰의 위치정보는 총 22지점으로 GBIF (Global Biodiversity Information Facility) 웹사이트에서 제공되는 자료 (GBIF, 2012)와 국립공원관리공단에서 조사된 자료 (KNPS, 2015)를 이용하였다. GBIF 데이터베이스에 기록 된 반달가슴곰의 3,675개 표본자료와 관측된 자료 중에서 위치정보가 누락되었거나 채집정보가 불분명한 자료는 사 용하지 않았다. 예를 들어 북한지역의 경우 백두산지역에 서식하는 것으로 기록되어 있지만 GBIF 데이터베이스에 는 위치정보가 누락되어 있기 때문에 반달가슴곰의 분포 모델을 개발하는 데 이용하지 않았다. 반달가슴곰의 위치 정보는 국가별로 중국의 5개 지점, 일본의 4개 지점, 인도 의 4개 지점, 태국의 1개 지점, 그리고 베트남의 2개 지점 을 이용하였다. 남한지역의 위치정보는 국립공원관리공단 의 종 복원기술원에서 조사한 자료를 바탕으로 지리산국립 공원의 분포 밀도가 높은 6개 지점을 이용하였다 (Fig. 1).

    2.기후 및 환경 변수

    야생생물의 서식지는 대상 종의 먹이자원, 은신처, 수자 원 등 생물이 이용 가능한 자원과 기온과 강수량, 지형, 포 식자 존재 유무 등 서식환경조건의 복합적인 조합을 갖 춘 지역으로 정의되고 이 지역에서 대상 종의 생존과 번식 을 가능하게 한다 (Morrison et al., 1992). 이와 같이 반달 가슴곰의 생태 및 환경 특성을 연구한 기존 논문을 바탕으 로, 반달가슴곰의 잠재 서식지를 확인하고 변화를 예측하 기 위한 변수로 기후, 지형, 토지이용 그리고 인위적인 요 소로 도로로부터 거리를 선택하였다 (Huygens et al., 2003; Dokoa et al., 2011). 기후 및 환경 변수에 대한 자료는 다양 한 수치자료로부터 획득하고, 1 km×1 km 격자크기를 갖 는 래스터 형태의 GIS 공간주제도를 제작하였다 (Table 1).

    기후변수는 WorldClim 웹사이트에서 제공되고 있는 월 평균기온과 월평균 강수량을 이용하여 보다 생물학적 의 미를 갖도록 제작된 19개 생물기후변수를 이용하였다. 또 한, 미래 기후변화에 따른 반달가슴곰의 잠재 서식지의 변 화를 분석하기 위해서 2050년대 (2040~2060)와 2070년 대 (2060~2080)를 추정하는 RCP 8.5 기후변화 시나리오 모델인 HadGEM2-AO의 자료를 이용하였다 (WorldClim, 2005). 생물기후변수는 종종 생태적 지위모델을 이용하여 생물종의 잠재적 서식지를 예측하고 이와 관련된 생물기 후변수의 영향을 평가하는 다양한 연구에서 활용되고 있 다. 이 변수는 연평균기온과 연강수량으로 기후의 경향성 을 나타내고 기온과 강수량의 연간 범위로 기후의 계절 성을 설명한다. 또한 가장 춥거나 더운 달 그리고 건기 및 우기의 기온과 강수량으로 극단적인 기후환경을 나타낸 다. 세계 지역의 기상관측소에서는 1950~2000년에 관측 된 기상자료에 Thin-plate smoothing spline 보간법을 적용 하여 다양한 공간 규모의 GIS 자료를 무상으로 제공한다 (Hijmans et al., 2005). 본 연구는 1 km×1 km 크기의 생물 기후자료를 이용하였다. 지형 특성을 나타내는 고도자료는 공간해상도가 90 m인 SRTM (Shuttle Radar Topographic Mission)의 수치표고자료를 이용하여 생성하였다. SRTM 의 수치표고자료는 레이더 위성영상자료를 이용하여 전 지구적 규모에서 지형의 높이를 나타내고자 미국 NASA (National Aeronautics and Space Administration)의 JPL (Jet Propulsion Laboratory)과 IMA (National Imaging & Mapping Agency)가 독일과 이탈리아의 우주국과 협동으 로 제작하여 CGIAR-CSI에서 제공하고 있다 (Jarvis et al., 2008). 도로로부터 거리는 Diva-GIS 웹사이트에서 제공 되는 도로망도 (Hijmans et al., 2012)에 공간분석 기법 중 유클리디안 거리산출 기법을 적용하여 계산하였다. 토지 이용은 지구상의 토지피복 상태를 17개로 분류한 IGBP (International Geosphere-Biosphere Programme) 토지피복 지도를 이용하였다 (Loveland and Belward, 1997). 17개 토 지피복 유형은 Table 1에서 보여주고 있다.

    3.반달가슴곰 분포 모델링

    종 분포 모델은 종의 출현지점이나 풍부도와 이와 관련 된 환경 변수의 관계를 분석하여 대상 종의 분포에 대한 상세한 정보를 제공하는데 (Elith et al., 2006), 본 연구에서 는 최대 엔트로피 이론을 활용하여 반달가슴곰의 분포 모 델을 개발하였다. Maxent 모델은 회귀분석을 기반으로 하 는 분포 모델과 유사하게 생물종이 출현한 지역의 환경적 특성을 사전 정보로 이용하고, 이와 유사한 특성을 갖는 지역을 전체 연구 대상지역에서 0~1의 범위를 갖는 확률 로 서식가능성을 나타낸다. 1은 서식가능성이 가장 높다는 것을 의미한다 (Phillips et al., 2006). 이 모델은 반달가슴곰 이 출현지점의 정보만을 이용하고 비 출현지점에 대한 정 보는 전체 연구 대상지역의 환경 변수를 이용한다. 생물종 이 출현한 지점에 대한 현장조사가 주로 이루어진다는 점 을 고려하면, 확인되지 않는 비 출현지점에 대한 자료를 사용하지 않는다는 것은 합리적일 수 있다. Maxent 모델은 분포지역을 과소 혹은 과대 추정하는 것을 방지하기 위해 서 정규화 (Regularization) 과정을 적용한다 (Phillips et al., 2006; Phillips and Dudik, 2008). 분포지역을 예측하기 위 한 입력변수로서 해발고도와 같은 연속형 자료와 토지이 용과 같은 범주형 자료를 모두 사용할 수 있고, 희귀종이 나 멸종위기종과 같이 적은 수의 표본자료를 이용하여 안 정된 예측결과를 도출한다 (Pearson et al., 2007).

    모델의 판별 능력은 Maxent 프로그램에서 이용 가능한 AUC (Area Under the Curve of Receiver Operator Characteristic) 검정을 이용하여 평가하였다. AUC 값의 범위는 0 과 1사이고, 0.75 이상일 경우 분포지역을 예측하는 데 유 용할 수 있다 (Elith, 2000). 이를 위해서 반달가슴곰의 22개 출현지점 중 80%에 해당하는 18개 지점을 무작위로 10번 추출하여 10개의 분포 모델을 개발하는 데 사용하고, 나 머지 20%는 모델의 판별 능력을 검정하는 데 사용하였 다. 또한 세계적색목록의 종 분포정보를 평가하고 IUCN (International Union for Conservation of Nature)에서 제공 하는 반달가슴곰의 멸종위기지도 (NatureServe and IUCN, 2007)와 Maxent 모델로 예측된 서식분포와 비교·평가하 였다. IUCN의 멸종위기지도는 지역에서의 존재 유무와 존 재하게 된 이유 등 다양한 정보를 포함하고 있다. 특히, 멸 종위기종이 존재하는지에 대한 정보는 종에 대한 기록의 유무와 검증결과에 따라서 6개의 범주로 구분하고 있다. 6 개의 범주는 현존 (Extant), 불연속적인 현존가능 (Probably Extant-discontinued), 현존가능 (Possibly Extant), 멸종가능 (Possible Extinct), 멸종 (Extinct-post 1500), 그리고 존재불 확실 (Presence Uncertain)이다 (IUCN, 2016). 본 연구에서 는 종의 기록이 있고 검증된 지역으로 판단되는 현존 및 멸종 지역을 이용하여 모델로 예측된 결과를 평가하였다. 모델 수행 결과로 예측된 반달가슴곰의 분포지역에 영향 을 주는 가장 중요한 환경 변수를 평가하기 위해 Jackknife 검정을 수행하였다. 변수의 영향을 평가하는 이 검정방법 은 환경 변수를 하나씩 제거하면서 나머지 변수를 이용하 여 모델을 각각 개발한 다음에, 제거된 환경 변수의 상대 적 중요도 (%)로 평가하는 방법이다 (Phillips et al., 2006). 반달가슴곰의 잠재 서식지를 예측하고 기후변화에 따른 서식지의 변화를 분석하기 위해서 Maxent 3.3.3k 프로그 램과 공간분석을 위해서 ArcGIS ver. 10.0 프로그램을 이 용하였다 (Phillips et al., 2006; ESRI, 2011). 통계분석은 R-3.2.5 통계패키지를 이용하였다 (R Core Team, 2016).

    결과 및 고 찰

    1.반달가슴곰의 잠재 서식 지역 예측

    19개 생물기후변수, 해발고도, 도로로부터 거리, 그리고 토지피복 유형을 예측변수로 하고 Maxent 모델을 이용하 여 반달가슴곰의 잠재 서식 지역을 예측한 결과, 모델의 판별정확도인 AUC값은 0.893 (sd=0.121)로 나타났고, 반 달가슴곰의 22개 출현지점의 서식 확률은 0.89 (sd=0.06) 로 예측되었다. 0.75 이상의 서식 확률을 갖는 출현지점은 16개로 출현지점의 72.7%에 해당하고, 이는 반달가슴곰의 잠재 서식지의 분포를 해석하는 데 유용하다고 할 수 있다 (Elith, 2000; Phillps and Dudik, 2008). 지리적으로 남한에 서는 전남, 전북 그리고 강원도 지역이, 일본에서는 Kyushu, Chugoku, Shikoku와 Chubu, Kanto 그리고 Tohoku의 접경 지역이, 중국에서는 Jingxi, Zhejiang 그리고 Fujian의 접경 지역에서 서식 확률이 0.75 이상으로 반달가슴곰이 서식하기 매우 적합한 지역으로 나타났다. Maxent 모델 수 행 결과는 0~1의 범위를 갖는 서식 확률은 지도의 형태로 Fig. 2에서 보여주고 있다. 하얀 색상에서 붉은 색상으로 갈수록 서식가능성이 높다는 것을 의미한다.

    본 연구에서 예측된 반달가슴곰의 현재 잠재 서식지와 IUCN에서 제공되는 분포지도와 비교하여 모델의 판별 능 력을 평가하였다. IUCN의 멸종위기종 분포지도는 4개의 범주로 멸종위기의 지역의 존재 유무를 평가하였다. 4개의 범주는 현존 (Extant), 1500년 이후로 멸종 (Extinct), 불확실 한 존재 (Presence Uncertain), 그리고 현존 가능 (Probably Extant)으로 구분된다.

    Fig. 3에서 빗금으로 표시되는 현존 (Extant)으로 지정된 IUCN의 반달가슴곰 분포지역은 Maxent 모델로 예측한 결 과의 서식 확률이 평균 0.29이고, 최소 0에서 최대 0.95까 지 지역적으로 다양하게 나타났다. 반달가슴곰이 서식할 수 있다고 판단할 수 있는 0.25 이상인 지역은 44.6% 정도 일치하는 것으로 나타났다. 교차 빗금으로 표시되는 1,500 년 이후 멸종으로 구분되는 이 지역 (Extinct)은 Maxent 모 델로 예측된 서식 확률이 상대적으로 낮게 나타났다. 이 지역에서 반달가슴의 출현 기록은 있지만 계속해서 멸종 지역으로 평가되는 것은 현재까지 서식환경으로 적합하지 않고, 지역적으로 반달가슴곰이 서식하기에 적합한 기후 및 물리적인 환경의 차이가 다르기 때문으로 판단되고 본 연구의 목적에 맞게 보다 상세한 반달가슴곰의 서식정보 를 제공하고 있다는 결과라고 할 수 있다.

    2.기후 및 환경 변수의 중요도 평가

    기후 및 환경 변수의 분포지역에 대한 영향력은 지형, 식 생, 그리고 인위적 요소보다 토지피복 유형에 따른 서식가 능성이 57.1%로 가장 높게 나타났다. 다음으로 연평균강 수량 (13.3%), 건조시기의 강수량 (12.4%), 도로로부터 거리 (5.9%) 순으로 영향을 주는 것으로 나타났고 기온의 연간 범위에 대한 영향은 2.8%로 상대적으로 낮았다. 특히 토지 피복 유형 중 낙엽활엽수림 (Deciduous Broadleaf Forests) 이 다른 토지피복 유형에 비해서 서식환경으로서 더 적합 한 것으로 예측되었다. 연평균강수량이 1,000~3,000 mm 이고 건조시기의 강수량이 100~300 mm이면서 연간 최고 기온과 최저기온의 차이를 나타내는 기온의 연간 범위가 20℃~40℃인 지역이 적합한 것으로 나타났다. 기온의 영 향보다 강수량의 영향이 더 크게 작용하는 것으로 나타났 다. 도로로부터 거리가 멀어질수록 서식가능성이 높은 것 으로 나타났다 (Fig. 4). 이는 반달가슴곰은 먹이자원뿐만 아니라 인간의 간섭이 없는 보다 안정된 지역을 선호할 것 으로 추측된다 (Nagy and Gunson, 1990; Yang et al., 2008; Kim et al., 2011). Fig. 4는 기후 및 환경 변수의 변화에 따 라서 나타나는 서식 확률을 보여주고 있다. x축은 환경 변 수의 변화를 나타내고, y축은 서식 확률의 변화를 나타낸 다.

    3.기후변화에 따른 반달가슴곰의 서식지 변화

    기후변화에 따른 반달가슴곰이 잠재 서식지의 변화를 용이하게 분석하기 위해서 서식 확률에 따라서 4개 등급 으로 구분하였다 (Table 2). 4개의 등급은 Chefaoui et al. (2005)Santos et al. (2009)에서 제시한 서식가능확률을 기준으로 낮음 (0~0.25), 보통 (0.25~0.5), 높음 (0.5~0.75), 매우 높음 (0.75~1)으로 하였다. 높음과 매우 높음에 해당 하는 지역은 반달가슴곰이 서식하기 적합한 지역으로 하 였다.

    RCP 8.5 기후변화 시나리오와 Maxent 모델을 이용하여 예측한 2050년대 반달가슴곰의 서식적합지역은 현재에 비 해서 13% 확장하고 2070년대에는 16% 확장하는 것으로 나타났다 (Fig. 2). 지리적으로 인도의 남부지역인 Andhra Pradesh와 중국의 Jiangsu, Anhui, Zhejiang, Hubei, Jiangxi, Fujian, Hunan, Guangdong 그리고 Guangxi 지역에서 동남 아시아의 동쪽 해안지역의 베트남, 라오스와 말레이시아 지역까지 서식 범위가 확장할 것으로 예측되었다. 일본지 역은 홋카이도의 일부 지역을 제외한 대부분의 지역에서 서식 가능할 것으로 예상된다. 남한지역의 경우, 전남, 전 북, 경북, 그리고 강원도지역에서 남한 전역으로 서식 범위 가 확장하는 것으로 예측되었고, 북한지역은 자강도와 양 강도 지역까지 서식 범위가 확대될 것으로 예측되었다. 서 식지 변화는 기후적인 측면에서 건조시기의 강수량과 기 온의 연간 범위와 같은 극단적인 기후환경에 따라서 반달 가슴곰의 서식지는 달라질 수 있을 것으로 나타났다. 현재 의 잠재 서식지의 면적과 비교해서 2050년대와 2070년대 는 서식 확률이 0.25 미만인 부적합한 지역은 감소하고, 서 식 확률이 0.25 이상으로 서식적합성이 보통 이상인 지역 은 전체적으로 2배 정도 증가하는 것으로 나타났다. 서식 확률이 >0.75 이상인 매우 적합한 지역은 377,755 km2에 서 2050년대에 4,394,830 km2, 2070년대에 5,845,446 km2 로 적합한 서식 지역은 점차적으로 확장될 것으로 나타났 다 (Table 2).

    특히, 현재에도 매우 적합한 지역이 미래에도 매우 적합 할 것으로 유지되는 지역은 남한에서는 전남, 전북, 그리 고 강원도지역이, 일본에서는 Kyushu, Chugoku, Shikoku 와 Chubu, Kanto 그리고 Tohoku의 접경 지역이, 그리고 중 국에서는 Jiangxi, Zhejiang 그리고 Fujian의 접경 지역이 해당하고, 그 면적은 363,590 km2로 나타났다. 연간 평균강 수량이 1,786.5 mm (sd=370.0 mm), 건조시기의 강수량이 194.4 mm (sd=74.7 mm), 그리고 해발고도가 581.6 m (sd= 502.9 m)이고 도로로부터 거리가 3.4 km (sd=4.2 km) 떨어 져 있으면서 토지피복 유형이 낙엽활엽수림 또는 혼효림 으로 구성된 이 지역은 향후 아시아지역에서 반달가슴곰 을 보전하고 재도입을 위한 핵심지역이 될 것으로 예상된 다 (Fig. 5).

    적 요

    본 연구는 국립공원을 포함한 국내 보호지역에서 반달 가슴곰 (Ursus thibetanus)을 효과적으로 보전하고, 종 복원 을 성공하기 위해서 종의 재도입에 적합한 지역을 객관적 으로 평가하기 위한 기초자료를 제공하는 데 그 목적이 있 다. 이를 위해서 Maxent 모델과 기후, 지형, 그리고 도로 및 토지이용과 관련된 환경 변수를 이용하여 반달가슴곰의 출현 기록이 있는 동아시아, 동남아시아, 그리고 인도를 대 상으로 잠재 서식지를 예측하고, 이와 관련된 기후 및 환 경 변수의 영향을 평가하였다. 또한 미래 기후변화에 따라 서 반달가슴곰에게 적합한 서식 범위의 면적과 지리적인 변화를 분석하였다. 생물보전을 위해서 야생생물의 서식지 분포연구에 널리 활용되고 있는 Maxent 모델의 판별정확 도를 나타내는 AUC 값이 0.893 (sd=0.121)으로 산출되었 다. 이는 반달가슴곰의 잠재 서식지를 예측하고 미래 기후 변화에 따른 서식지 변화특성을 평가하는 데 유용하였다. IUCN에서 평가한 반달가슴곰의 분포지도와 비교해서, 현 존 지역 (Extant)은 Maxent 모델로 예측된 서식 확률이 국 가별 지역적으로 다양하고, 멸종 지역 (Extinct)은 상대적 으로 낮았다. 이는 반달가슴곰이 서식하는 환경 특성의 차 이가 지역적으로 반영된 결과라 할 수 있다. 반달가슴곰의 잠재 서식지 분포에 영향을 주는 환경은 기후, 지형 그리 고 인위적 요소인 도로로부터의 거리와 같은 요소보다 토 지피복 유형의 영향이 가장 높았는데, 특히 낙엽활엽수림 지역이 더욱 선호될 것으로 예측되었다. 또한 기온의 연간 범위보다 연평균강수량과 건조시기의 강수량의 영향이 더 욱 클 것으로 예측되었고 도로로부터 거리가 멀어질수록 서식가능성이 높은 것으로 나타났다. 이는 반달가슴곰은 먹이자원뿐만 아니라 인간의 간섭이 없는 보다 안정된 지 역을 선호할 것으로 추측된다. 미래 기후변화에 따라서 서 식적합지역은 점차 확장할 것으로 전망되었고, 남한에서 는 전남, 전북 그리고 강원도지역이, 일본에서는 Kyushu, Chugoku, Shikoku, Chubu, Kanto 그리고 Tohoku의 접경 지역이, 중국에서는 Jiangxi, Zhejiang 그리고 Fujian의 접 경 지역이 향후 아시아지역에서 반달가슴곰이 서식할 수 있는 핵심지역이 될 것으로 예상된다. 본 연구는 반달가슴 곰의 서식지 보전과 효율적인 관리, 인위적으로 도입된 개 체의 방사지점 선정, 향후 서식 범위의 확장에 따른 보호 지역 설정 그리고 인간과 충돌지역의 관리에 대한 기초자 료로서 활용될 것으로 기대된다.

    Figure

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    Current distribution of Ursus thibetanus in the study area. The black spots (●) show the sampling site.

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    Potential distribution of Ursus thibetanus estimated from Maxent model. The black spots (●) show the sampling site.

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    Overlay of potential distribution estimated from Maxent model and IUCN Red List map of Ursus thibetanus.

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    Variable response curves for four important factors affecting the potential distribution of Ursus thibetanus: (a) Land cover type (b) BIO12 (Annual Precipitation), (c) BIO17 (Precipitation of the Driest Quarter), and (d) Distance to road.

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    Change of geographic distribution of Ursus thibetanus using the Maxent model (Current → 2050s → 2070s).

    Table

    Bioclimatic and environmental variables for assessing ursus thibetanus habitat.

    Bioclimatic and environmental variables for assessing Ursus thibetanus’s habitat. (units: km2)

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