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공지사항

종분포 모델(SDM : Species Distribution Model) 이란?

관리자
2022.08.02 16:33 25 0
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종분포 모델(SDM : Species Distribution Model) 이란?

기후변화에 따른 생물종의 관리를 위해 통계적 회귀 방법을 이용한 다양한 종분포 모델(Species Distribution Model)들이 개발되어 적용되고 있다.
현장에서의 종 위치정보와 그 위치에서의 환경 및 공간적 특성 간의 관계를 추정하여 종분포를 예측하는 모델로, 종분포 모델로부터 예측된 결과는 생물지리학, 보존 생태학 및 생태학 분야 등에서 의미 있는 결과로 인정되며, 다양한 목적으로 활용되고 있다.
또한, 개체군들의 지리적 분포나 속성을 파악하여 우선 보호될 지역을 찾거나 잠재적으로 위협이 될 만한 지역을 찾아 보전계획이나 관리 방안을 수립하는데 중요한 정보들을 제공한다.
종 분포 모형의 종류는 종의 출현 자료 유형에 따라 나뉘며 출현/비 출현 자료(Present-Absent Data)모두를 사용하는 모형, 출현 자료(Only Present Data)만 사용하는 모형으로 구분된다.

● 출현/비 출현 자료(Present-Absent Data)
- GLM(Generalized Linear Models)
- GAM(Generalized Additive Models)
- BRT(Boosted Regression Tress)

● 출현 자료(Only Present Data)
- GARP(Genetic Algorithm For Rule-Set Production)
- ENFA(Ecological Niche Factor Analysis)
- Maxent(Maximum Entropy Modeling Of Species Geographic Distributions)

최근 우리나라에서는 Maxent(Maximum Entropy Model) 분석 모델을 많이 쓰고 있는 추세인데, Maxent 분석이란 회귀분석을 기반으로 대상이 되는 야생동물의 출현 정보를 바탕으로 최대 엔트로피 접근법(Maximum Entropy Approach)을 통해 야생동물의 분포를 예측할 수 있는 모델이다.
통계적 분포 모형 중 출현 자료만을 요구하고 결과값이 신뢰성이 높게 나오는 분석 모형(김호걸,2013) 으로 연구자가 연구 대상 생물종의 출현 위치 표본을 입력해 주면 컴퓨터 스스로 출현 위치의 환경 특성을 학습하여, 대상종의 출현 여부를 모르는 지점의 출현 확률을 추정하는 기계학습(Machine Learning) 방법을 사용한다.
요약하자면 Maxent 분석은 동식물의 출현 지점 자료만을 가지고 분포를 예측할 수 있는 기계학습 분석 방법 중 하나로 정의할 수 있다.
Maxent 분석을 이용하여 서식지 잠재력 평가(자생 가능지 예측), 기후변화에 따른 산사태 발생 가능성 예측, 이동 행태를 고려한 이동통로 적지 선정, 식생의 분포 경향과 생태적 특성 파악, 동식물 분포 특징을 파악하여 서식지 예측과 가능성 연구에 주로 사용하고 있다.


권혁수, “종분포모형의 불확실성 확인을 위한 앙상블모형 적용”, 한국지형공간정보학회지, 2014, Figure 3.

또한, 식물 분포에 영향을 주는 19개의 생물기후 변수(Bioclimatic variables, bioclim)는 생물의 분포를 결정하는데 중요하다고 알려져 있으며, 이러한 이유로 생물기후 변수는 종의 분포를 예측하는 종분포 모델(Species Distribution Model) 및 생태 모델링에 주로 활용된다.
생물기후 변수는 월별 기온과 강수량 값을 통해 계산되며, 기후변화 시나리오에 따라 전 지구 기후변화 모델(Global Circulation Model; global Climate Model, GCM)을 통해 예측된 미래 월별 기온과 강수량으로 미래 생물기후 변수를 예측할 수 있다.

현재 KERC(한국생태연구소)는 종분포 모델 등을 가용하여 기후 위기 대응을 위한 동식물 조사, 영향 예측, 환경보전 대책 수립을 위해 최선의 노력을 다하고 있다.


<참고문헌>
● 조선희 외 7인, “종 분포 모형을 이용한 구상나무림의 지속 및 쇠태에 관한 연구”,  한국임학회지, 2015.
● Rosa’s Library, “종분포모형”, https://sinclairosa.tistory.com/22 ,2019
● 신만석·윤희남, “기후변화 SSP시나리오에 따른 남한지역의 생물기후 변수데이터”, 국립생태원 생태정보연구실, 2021.
● 권혁수, “종분포모형의 불확실성 확인을 위한 앙상블모형 적용”, 한국지형공간정보학회지, 2014.