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ISSN : 1229-3857(Print)
ISSN : 2288-131X(Online)
Korean Journal of Environment and Ecology Vol.33 No.6 pp.664-676
DOI : https://doi.org/10.13047/KJEE.2019.33.6.664

Bioacoustics and Habitat Environment Analysis of Cicadas in Taebaeksan National Park

Yoon-Jae Kim2, Tae-Jun Jung3, Kyong-Seok Ki4*
2Dept. of Applied Plant Science, Graduate School of Sangji Univ., 83 Sangjidae-gil Wonju-si Gangwon-do 26339, Republic of Korea
3Dept. of Applied Plant Science, Graduate School of Sangji Univ., 83 Sangjidae-gil Wonju-si Gangwon-do 26339, Republic of Korea
4Dept. of Horticulture and Landscape Architecture, Sangji Univ., 83 Sangjidae-gil Wonju-si Gangwon-do 26339, Republic of Korea
교신저자 Corresponding author: Tel:+82-33-730-0566, Fax: +82-33-730-0503, E-mail: ecokks@gmail.com
14/08/2019 13/12/2019 13/12/2019

Abstract


This study aimed to analyze the bioacoustics and habitat environment of the cicadas inhabiting Taebaeksan National Park, an sub-alpine region in Korea. The mating calls of the cicadas were recorded for approximately 3 months, between July and September of 2018. The recording devices were installed in Daedeoksan valley and Baekcheon valley, inside Taebaeksan National Park, and the sounds were recorded 24 hours a day. In order to obtain the habitat distribution data of the cicadas, the sounds were recorded from 111 spots located in the Taebaeksan National Park trail in August 2018. The daily weather data was obtained from the Taebaek city weather center. The results of the study demonstrated that 5 species of cicadas inhabit Taebaeksan National Park, namely, Leptosemia takanonis, Lyristes intermedius, Kosemia yezoensis, Hyalessa fuscata, and Meimuna opalifera. The time of appearance for L. takanonis was early July to mid-July, and that for L. intermedius, K. yezoensis, H. fuscata, and M. opalifera was mid-July to early September. Analysis of the circadian rhythm revealed that L. intermedius, K. yezoensis, and H. fuscata started producing mating calls between 6:00 and 7:00, which ended at around 19:00 for all the three species. The peak time for producing mating calls was 11:00 for L. intermedius, 12:00 for H. fuscata, and around 13:00 to 14:00 for K. yezoensis. The environmental factors influencing the mating calls of the cicadas inhabiting Taebaeksan National Park were analyzed by logistic regression. The results showed that the probability of producing mating calls increased by 1.192 and 1.279 times in L. intermedius and K. yezoensis, respectively, when the average temperature increased by one degree. When the duration of sunlight increased by one hour, the probability of producing mating calls increased by 4.366 and 2.624 times in L. intermedius and H. fuscata, respectively. Analysis of the interspecific effects revealed that when H. fuscata produced a single mating call, the probability of producing mating calls increased by 14.620 and 2.784 times in L. intermedius and K. yezoensis, respectively. When K. yezoensis and L. intermedius produced mating calls, the probability of producing mating calls in H. fuscata increased by 11.301 and 2.474 times, respectively. L. intermedius and K. yezoensis did not have any effects on each other with respect to the production of mating calls. Analysis of the habitat environment of each species revealed that their habitats were located at altitudes of 1,046 m (780~1,315 m) for L. intermedius, 1,072 m (762~1,361 m) for K. yezoensis, and 976 m (686~1,245 m) for H. fuscata. Unlike H. fuscata, which was found at a low altitude, K. yezoensis and L. intermedius were not found at altitudes lower than 700 m. Analysis of the average aspect of the habitats of each of the cicada species revealed that L. intermedius was found at 166° (125~207°), K. yezoensis was found at 100° (72~128°), and H. fuscata was found at 173° (118~228°). Examination of the distribution of each of the cicada species revealed that they were predominantly distributed in the ridges and slopes located in the southeastern region of Munsubong in Taebaeksan. In summary, L. intermedius and K. yezoensis was found to inhabit higher altitudes in Taebacksan National Park than H. fuscata, which was found throughout the Korean peninsula. Additionally, the main aspect of the cicada habitat was found to be the southeastern region (100~173°), which has good access to daylight.



태백산국립공원에 서식하는 매미류의 생물음향 및 서식환경 분석

김 윤재2, 정 태준3, 기 경석4*
2상지대학교 대학원 응용식물과학과 원예조경학전공 석사과정
3상지대학교 대학원 응용식물과학과 원예조경학전공 박사과정
4상지대학교 친환경식물학부 원예조경학전공 교수

초록


본 연구는 국내 고산지대인 태백산국립공원에 서식하는 매미류의 생물음향 및 서식환경 분석에 목적이 있다. 매미 번식울음 녹음 데이터는 2018년 7월부터 9월까지 약 3개월간 태백산국립공원 내 대덕산계곡과 백천계곡에 녹음장치를 설치하여 24시 간 매일 녹음하였다. 매미 서식분포 데이터는 2018년 8월에 태백산국립공원 탐방로에 위치한 111개소에서 소리를 녹음하였다. 기상 데이터는 기상청 태백시 기상 자료를 활용하였다. 연구 결과, 태백산국립공원에 출현한 매미류는 소요산매미, 참깽깽매미, 호좀매미, 참매미, 애매미 5종이었다. 매미별 출현 시기는 소요산매미는 7월 초순부터 7월 중순까지 울었으며, 참깽깽매미, 호좀매미, 참매미, 애매미는 7월 중순부터 9월 초순까지 울었다. 매미별 일주기 패턴은 참깽깽매미, 호좀매미, 참매미가 06~07시에 번식울음을 시작하였고, 울음 종료 시각은 3종 모두 19시 전후로 나타났다. 울음 피크 시간대는 참깽깽매미 11시, 참매미 12시, 호좀매미 13~14시경으로 나타났다. 태백산국립공원에 서식하는 매미 번식울음에 영향을 미치는 환경요인 을 로지스틱 회귀분석으로 분석하였다. 분석 결과, 참깽깽매미, 호좀매미는 평균기온이 1도 높아질수록 울 가능성이 1.192배, 1.279배 높아졌다. 참깽깽매미, 참매미는 일조량이 1시간 길어질수록 울 가능성이 4.366배, 2.624배 높아졌다. 종간영향은 참깽깽매미는 참매미가 1번 울면 울 가능성이 14.620배 증가하며, 호좀매미는 참매미가 1번 울면 울 가능성이 2.784배 증가하였다. 참매미는 참깽깽매미가 울면 울 가능성이 11.301배 증가하며 호좀매미가 울면 울 가능성이 2.474배 증가하였다. 참깽깽매미와 호좀매미는 서로 영향을 주고받지 않았다. 종별 서식환경 분석 결과, 각 매미가 서식하는 지점의 평균 해발고도 (Altitude)는 참깽깽매미 1,046m(780~1,315m), 호좀매미 1,072m(762~1,361m), 참매미 976m(686~1,245m)으로 나타났 다. 호좀매미와 참깽깽매미는 낮은 고도에서 발견되는 참매미와 달리 700m 이하 해발고도에서 확인되지 않았다. 각 매미가 서식하는 평균 방향(Aspect)는 참깽깽매미가 166°(125~207°) 방향에서 발견되었고, 호좀매미가 100°(72~128°) 방향에서 발견되었으며, 참매미가 173°(118~228°) 방향에서 발견되었다. 매미별 분포도를 확인하였을 때, 태백산 문수봉을 기준으로 동남향 능선 밑 경사지에서 매미가 주로 분포하고 있었다. 결과를 종합하면, 태백산국립공원에 서식하는 참깽깽매미와 호좀매 미는 한반도 전역에서 서식하는 참매미보다 높은 해발고도에서 서식하였다. 또한 매미가 주로 서식하는 방향은 일조량 확보가 용이한 동남쪽(100~173°) 지형으로 확인되었다.



    Sangji University
    Korea National Park Service
    National Research Foundation of Korea
    NRF-2017R1C1B1008457

    서 론

    매미는 번식울음을 우는 노린재목 곤충으로써, 여름철 대한 민국 전 지역에서 발견되는 흔한 곤충이다. 한국에 서식하는 매미는 현재까지 총 12종이 관찰되어 분류되었고(Lee, 2008; Kim and Song, 2017), 매미는 서식지 환경에 따라 출현종과 연간 출현시기, 하루 울음 일주기에도 유의미한 차이를 보인다 (Kang, 2017; Kim, 2018). 여름 매미가 우는 것은 발성기관이 발달된 수컷이 암컷을 유혹하여 짝짓기를 통해 번식하기 위함 이다(Young, 1981;Kim et al., 2013). 매미는 특유의 울음소 리가 뚜렷하여 녹음된 데이터에서 용이하게 구분 및 분석이 가능하다. 따라서 매미의 울음소리를 분석하면 각 지역에 서식 하는 매미종을 판별할 수 있고 각 매미의 생태적 특성도 분석할 수 있다.

    매미의 울음빈도와 패턴에 영향을 주는 환경요인은 온도, 광원, 일출, 일몰, 소음, 기상인자 등으로 알려져 있으며(Kang, 2015;Ki, 2016;Kim, 2018;Sanborn, 2002;Shieh, 2012), 최근 열대야와 지구온난화 등 환경 변화에도 큰 영향을 받아 매년 울음 시기가 변화하고 있다(Ki, 2016; Kim, 2018; Shimoda et al., 2005). 매미종간에도 울음 패턴에 영향을 주 고 받는 종간영향이 존재한다. 참매미는 말매미 우점 지역에서 번식울음을 방해받아 경쟁을 피해 새벽이나 밤에 울 수 있으며 (Kang, 2014), 멕시코에 서식하는 매미 7종은 특정 시간대에 서로 영향을 주고받아 울음주파수를 변화시킨다는 기존 연구가 있다(Sueur, 2002). 그 외에도 매미는 수컷 간의 경쟁으로 인 해 새벽 및 저녁에 울고(Villet, 2003), 종 다양성에 의하여 매미 번식울음 시간대가 다르다는 연구(Gogala and Riede, 1995) 등 매미 간에 영향력도 번식울음 패턴에 영향을 미치고 있음이 밝혀졌다. 국내 매미 연구는 서식 환경에 따른 매미종의 차이, 서식 토양 특징 등 기본적인 생태적 특성 연구가 이루어 지고 있었고(Kang, 2017;Kim, 2011), 매미 울음 소리에 관한 연구는 매미 울음 음질이나 울음조건, 매미 소음 보정 등 소음 으로서의 연구가 대체로 이루어지고 있었으며(Gu, 2012;Yoon et al., 2007;Kim, 2013), 최근에 와서 국내에서도 생물 음향탐지기법을 적용해 울음소리를 녹음하고 분석하는 연구가 이루어지고 있다. 그러나 대다수의 매미 연구는 도심지나 저지 대에 서식하고 소음공해로 지목되는 말매미 등으로 한정되고 있으며, 고산지에 서식하는 국내 매미에 대한 연구는 부족한 실정이다.

    국내 서식환경과 생물분포에 관한 국내 연구 사례는 오대산 국립공원의 산양 서식지 이용 특성(Lee et al., 2011), 지리산 국립공원의 반달가슴곰 행동권 및 서식지 특성(Yang et al. 2008), 제주산 바바리뱀 분포와 서식지 특성(Kim et al., 2005), 덕유산국립공원의 조류 군집 특성(Yu et al. 2010) 등 다양하게 진행되어왔으나, 국내 매미에 대한 서식환경 특성 연 구는 다른 생물종에 비해서 미흡하다. 국외에서는 일본 후지산 부근 지역에 서식하는 민민매미(Hyalessa maculaticollis) 서 식지 분포 연구를 통해서 민민매미의 분포가 해발고도에 따라 쌓인 후지산 화산재에 의해 생성된 토양 성분에 영향을 받는다 는 연구 결과를 보였다(Hayashi, 1982).

    따라서 본 연구는 한국 중부지방 고산지대인 태백산국립공 원에 서식하는 매미의 번식울음을 분석하여 태백산 내 출현 매미종을 규명하는데 목적이 있다. 또한 태백산에 서식하는 매 미종의 계절학적 출현 시기 및 번식울음 일주기, 매미종이 받는 기상요인영향과 종간영향의 통계학적 분석 등 매미별 번식울음 특성을 분석하고, 태백산국립공원 등산로의 녹음 데이터를 분 석하여 매미종의 해발고도, 서식방향 등 서식환경을 분석하는 데 목적이 있다.

    연구방법

    1. 연구대상지 및 연구대상종

    연구대상지는 강원도 태백시에 인근한 태백산국립공원을 선 정하였다(Figure 1). 태백산국립공원은 백두대간에 위치한 우 리나라의 대표적인 고산지대로써, 1989년 도립공원으로 지정 되었으며, 2016년 대한민국의 22번째 국립공원으로 지정되었 다. 전체 면적은 약 70㎢이며 천제단이 있는 영봉(해발 1,560m) 을 중심으로 북쪽에 장군봉(해발 1,567m) 동쪽에 문수봉(해발 1,517m), 영봉과 문수봉 사이의 부쇠봉(해발 1,546m) 등이 위치하고 있으며, 최고봉은 함백산(1,572m)이다. 태백산은 검 룡소 등 문화자원과 야생화 군락지인 금대봉~대덕산 구간, 만항 재, 장군봉 주변의 주목 군락지, 열목어 서식지인 백천계곡 등 다양한 생태경관을 보유하고 있다(KNPS, 2016). 태백산에는 저지대에서 흔히 볼 수 없는 다양한 고산지대 서식종이 서식하 고 있음이 확인되었다. 또한 태백산국립공원은 자연림 지역으로 매미 서식에도 적합한 환경을 갖추고 있다. 현장측정 녹음장치 설치 지역은 태백산 내에서도 양호한 서식 환경을 갖춘 대덕산 계곡(N37°24'09.69", E128°92'94.44", 해발고도 약 1000m) 와 백천계곡(N37°06'73.34", E128°98'32.00" 해발고도 약 800m)로 선정하였다. 그리고 태백산국립공원에 서식하는 매미 의 서식환경분석을 위하여 태백산 탐방로 111개소 위치(약 500m 간격, 해발고도 686~1,587m)에서 개별 녹음 데이터를 수집하였다. 연구대상종은 녹음 데이터에서 식별된 매미종으로 선정하였다. 매미종 학명은 국내 매미 도감 The Encyclopedia of korean Cicadas(2017)을 참고하였고, 매미종 울음소리는 The Sounds of korean Cicadas(2015)에 수록된 울음소리 스펙트로그램에 따라 구분하였다.

    2. 조사분석방법

    현장측정은 태백산국립공원의 대덕산계곡과 백천계곡에 녹 음장치 Songmeter SM4를 설치하여 녹음하였다. 녹음장치는 환경이 양호하고 청취가 용이한 장소의 관목류에 약 1m 높이 에 설치하였다. 매미 울음 녹음은 매일 24시간(매 시간당 10분) 연속으로 진행하였고, 녹음 파일은 WAV 포맷 192kpbs, 주파 수 영역은 20kHz으로 설정하였다. 연구기간은 2018년 6월 1 일부터 녹음이 끝난 9월 7일까지 약 3개월간 진행하였다. 태백 산에 서식하는 매미의 서식환경 분석을 위한 태백산 111개소 녹음은 휴대성이 좋은 녹음장치 Idam PRO U11 Digital voice recorder를 활용해 각 지점에서 삼각대를 사용해 녹음기를 설치 하여 5분씩 녹음을 진행하였다. 녹음 파일은 Songmeter SM4 와 동일하도록 WAV 포맷 192kpbs, 주파수 영역은 20kHz으 로 설정하였다. 기상요인은 기상요인이 각 매미의 출연시기와 번식울음에 영향을 주는지 파악하기 위하여 대상지 별 평균기 온, 강수량, 풍속, 습도, 일조, 일사 데이터를 기상자료개방포털 (https://data.kma.go.kr/)을 활용하여 연구대상지에서 가까운 태백시 데이터를 수집하였다.

    현장에서 측정된 파일의 매미 울음 분석은 Microsoft Excel 2014와 소리 시각화 프로그램 Adobe Audition CC로 분석하 였다. 매미 울음은 청음분석과 스펙트로그램을 활용한 시각분 석을 동시에 실시하여 분석하였다. 우선 녹음대상지의 시간별 녹음 파일을 각 매미 별 울음 유무를 점수화(울음 1점, 울지 않음 0점 부여)하여 분석해 어떤 매미종이 출현하였는지 식별 하였다. 식별된 매미별로 첫 번째 울음소리가 기록된 시점을 파악하여 첫 출현 시기로 판단하고, 마지막 울음소리가 기록된 시점을 출현 종료 시기로 판단하여 매미의 2018년 출현 시기를 분석하였다.

    매미 울음 일주기는 점수화된 울음 유무 데이터를 누적한 울음 빈도 데이터를 이용해 분석하였다. 하루 매미 울음 시작 시각은 새벽에 울음 빈도가 상승하는 시각으로, 종료 시각은 저녁 이후 울음 빈도가 낮아져 0에 수렴하는 시각으로 판단하 여 분석하였다. 또한 울음 빈도가 가장 높게 나타난 시간대는 울음 피크 시간대로 파악하였다. 산출된 매미 울음 일주기 데이 터는 대상지 별 일주기 차이를 분석하고 매미 간 종간영향이 있는지 파악하였다.

    매미 울음에 영향을 미치는 요인 간 통계분석은 로지스틱 회귀분석을 통해 각 대상지 별 매미 울음소리 여부에 대한 종간 영향과 기상요인이 미치는 가능성을 분석하였다. 로지스틱 회 귀분석은 독립 변수가 종속 변수에 미치는 영향력을 분석하여 사건 가능성을 예측하는데 사용되는 통계 기법이다(Cox, 1958). 독립 변수는 기상요인(기온 등)처럼 연속성 변수를 나 타내며, 종속 변수는 울음/울지 않음 등 0과 1 값만 가지는 범주형 변수일 때 사용하는 회귀분석방법이다. 통계분석은 IBM SPSS Statistics(version 25)을 이용하였다.

    매미종별 서식환경 분석은 태백산국립공원 탐방로 111개 지 점을 대상으로 지점별 녹음 데이터를 분석하여 종을 식별하였 다. 서식환경 분석은 매미가 식별된 각 녹음지역의 해발고도와 서식방향(각도)의 최대, 최소, 평균과 분석하여 그래프를 작성 하고 GIS 프로그램으로 서식 분포도를 작성하여 분석하였다. GIS 프로그램은 Qgis 9.3.을 이용하였다.

    결과 및 고찰

    1. 태백산국립공원 출현 매미종 및 출현 시기

    태백산국립공원 백천계곡과 대덕산계곡에서 서식하는 매미 종은 소요산매미(L. takanonis), 참매미(H. fuscata), 애매미 (M. opalifera), 참깽깽매미(L. intermedius), 호좀매미(K. yezoensis) 5종으로 확인되었다. 확인된 매미종의 출현 시기를 정리한 결과(Table 1), 매미별 출현 시기는 소요산매미는 7월 초순에 출현하여 7월 중순까지 울었고, 참깽깽매미, 호좀매미, 참매미는 7월 중순에 출현하여 9월 초순까지 울었다. 애매미를 제외한 매미종의 번식울음 시작 및 종료 시기는 거의 비슷하였 으며, 대덕산계곡보다 백천계곡에서 매미의 울음기간이 좀 더 길게 나타났다.

    각 매미 출현시기와 태백산국립공원의 연간 기온변화(평균 기온, 최저기온, 최고기온), 강수량 변화, 일조시간 변화 사이의 영향을 살펴보기 위하여 그래프로 각각 작성하여 비교하였다 (Figure 2). 그 결과 소요산매미는 6월말~7월초 평균기온이 20도 이상 높아지는 시기에 출현하여, 7월 중순 최고기온이 급격히 올라가는 시점에 울음을 멈추었다. 강수량 그래프로 보 았을 때, 소요산매미는 비가 오는 기간에도 울음을 울었으며, 장마 기간이 종료되는 시점에 울음을 멈추었다. 일조시간 그래 프로 보았을 때, 일조시간이 적은 기간에 울음을 우는 경향을 나타났다. 따라서 소요산매미는 적당히 온도가 높은 시기에 울 지만, 무더위 기간에는 울음을 멈추었으며, 장마시기에도 울음 을 울었다. 참매미는 두 대상지 모두 비슷한 시기를 울었는데, 7월말~8월초 고온이 지속되고 일조시간이 길어지는 기간부터 울음을 울었으며, 최저기온이 갑자기 떨어지고 가을비가 내리 는 9월 초에 울음을 그치는 현상을 보였다. 애매미는 대덕산계 곡에서는 거의 발견되지 않았으며, 백천계곡에서 주로 활동하 였다. 출현 시기는 참매미와 유사하지만 조금 늦으며, 종료 시 기는 비슷하였다.

    고산지대에 서식하는 참깽깽매미와 호좀매미는 두 대상지 모두 비슷한 출현시기를 보였으며, 두 매미종도 거의 비슷한 시기를 울었다. 이 두 매미종은 참매미, 애매미보다 빠른 시기 에 나타났다. 소요산매미가 울음을 그치면서 최고기온이 급격 히 오르는 7월 중순에 울음을 시작하였으며, 울음 종료 시기는 역시 비가 내리고 최저기온과 일조시간이 낮아지는 9월초에 울음을 멈추었다.

    2. 매미 일주기 차이

    매미 일주기 분석은 우선 각 대상지(대덕산계곡, 백천계곡) 별로 서식 매미종의 일주기를 함께 분석하고 비교하였으며 (Figure 3), 같은 매미종(참깽깽매미, 호좀매미, 참매미)가 두 대 상지에서 어떤 일주기 차이를 보이는지 비교하였다(Figure 4). 울음빈도가 낮아 정확한 일주기 패턴 분석이 불가능한 소요산 매미와 애미미는 일주기 분석에서 제외하였다.

    종별 일주기 패턴은 참깽깽매미, 호좀매미, 참매미 3종이 05~07시에 울음을 시작하였다. 새벽 05시경 참매미가 울음을 시작하고, 참깽깽매미, 호좀매미 순으로 번식울음을 시작하였 다. 대덕산계곡 매미들이 비슷한 시기에 울음을 시작하였지만, 백천계곡에서는 참매미가 보다 이른 시기에 울음을 시작하고, 참깽깽매미가 더 늦게 울음을 시작하였다. 울음종료는 3종 모 두 19시 전후로 나타났으며, 참깽깽매미, 참매미, 호좀매미 순 으로 울음을 종료하였고 대적산계곡보가 백천계곡이 더 울음을 늦게 종료하였다. 울음피크 시간대는 참깽깽매미는 11시, 참매 미는 12시, 호좀매미 13~14시경이었고 두 대상지에서 큰 차이 를 보이지 않았다. 두 대상지 내 같은 매미종의 일주기 그래프 를 작성한 결과, 참깽깽매미는 울음빈도에서 두 대상지에 큰 차이점을 보이지 않았다. 호좀매미와 참매미는 대덕산계곡보 다 백천계곡에서 울음빈도가 높았다.

    일주기 분석 결과를 정리하면, 대덕산계곡보다 해발고도가 낮은 백천계곡 쪽이 매미가 서식하기 용이한 환경으로 보이며, 참깽깽매미는 두 대상지에서도 비슷한 빈도를 보였다. 또한 참매 미는 새벽에 울음을 시작하는 점과, 다른 매미들이 울음빈도가 오를 때 잠깐 빈도가 줄어드는 경향을 보아 다른 매미들과 울음시 기를 피하려는 것으로 보인다. 호좀매미는 다른 매미에 비해서도 저녁시간까지 우는 모습을 보였다. 따라서 매미종의 일주기는 거의 비슷하지만, 환경에 따라 차이를 보이는 것으로 판단된다.

    3. 서식지별 환경영향 및 종간영향

    태백산국립공원 내 서식하는 매미 번식울음과 환경요인 영향 을 분석하기 위하여 로지스틱 회귀분석을 실시하였다(Table 2). 분석 대상지는 기상청 태백시 기후 데이터 측정지에 가깝고, 분석 결과가 명확한 대덕산계곡을 선정하였다. 또한 일주기와 마찬가지로 울음빈도가 낮은 소요산매미와 애매미는 분석에서 제외하였다. 태백산에 서식하는 매미 간 종간영향 분석 결과, 참매미가 1번 울 때마다 참깽깽매미와 호좀매미가 울 가능성이 각각 14.63배, 2.784배 증가하는 것으로 나타났으며, 참깽깽매 미와 호좀매미가 울 때마다 참매미가 울 가능성이 각각 11.301 배, 2.474배 증가하는 것으로 나타났다. 참깽깽매미와 호좀매 미는 서로 영향을 끼치지 않는 것으로 판단되었다(Figure 5).

    태백산 기상요인과 매미의 영향력 분석 결과, 평균기온이 1도 높아질수록 참깽깽매미와 호좀매미가 울 가능성이 각각 1.192배, 1.279배 높아졌다. 일조시간은 호좀매미를 제외한 대 부분의 매미에게 양의 영향을 주어서 일조시간이 1시간 길어질 수록 참깽깽매미와 참매미가 울 가능성이 각각 4.366배, 2.624 배 높아졌다. 습도는 태백산 매미종에 유의미한 영향을 미칠 가능성이 나타나지 않았다. 다른 매미종과 달리 참깽깽매미는 풍속이 1m/s 빨라질수록 울 가능성이 0.719배 낮아졌다.

    로지스틱 회귀분석 결과에 따르면, 매미들은 서로의 번식울 음에 영향을 끼치는 종간영향을 받고 있으며, 태백산에서는 참 매미의 영향력이 높다고 판단된다. 또한 매미들은 대체로 평균 기온와 일조시간에 양의 영향을 받을 받았으며, 특히 일조시간 이 영향력이 높았다. 따라서 매미의 번식울음은 종간영향과 기 상환경에 모두 유의미한 영향을 받는다.

    4. 산지에 서식하는 매미종 서식환경 특성

    태백산국립공원 111개소를 대상으로 한 녹음 데이터에서 매 미 번식울음을 분석하여 서식 해발고도와 서식방향을 분석한 결과(Table 3), 호좀매미와 참깽깽매미는 평균 해발고도 약 1000m에서 발견되었으며, 750m 이상에서만 발견되었고, 1300m 이상 고도에서도 발견되었다. 참매미는 평균 976m, 최저 686m에서도 발견되었으나, 1300m 고지에서는 발견되지 않았다. 상자도표로 나타내면 Figure 6와 같으며, 세 매미종의 해발고도 평균은 큰 차이가 나지 않았다.

    서식 방향은 참깽깽매미 평균 166° 방향, 호좀매미 평균 100° 방향, 참매미 평균 173° 방향에서 발견되었다. 이를 원형 그래프로 나타내면 Figure 7과 같다. 원형 그래프(Figure 7)에 나타난 서식 방향을 보았을 때 산지 매미들은 대체로 동쪽과 남쪽 사이 방향에 위치하는 경향을 보였다. 연구결과를 종합하 면, 참깽깽매미와 호좀매미는 산지형 매미로서 해발고도 700m 이상의 고산지대에서만 서식하는 매미종임을 확인하였다. 또 한 참매미는 전국에 분포하고 있다는 점과 두 산지형 매미보다 낮은 고도에서 서식하고 있음을 확인하였다. 그리고 매미종은 대체로 동남쪽 방향을 선호하는 것을 확인하였다.

    산지매미 3종(참깽깽매미, 호좀매미, 참매미)의 생물분포도 를 작성한 결과(Figure 8), 매미 3종은 태백산 111개소 중 태백 산 북쪽 검룡소 부근에서는 거의 관측되지 않았고 태백산 남쪽 부쇠봉, 문수봉 능선 밑 경사로에 주로 위치하고 있었다. 참깽 깽매미, 호좀매미, 참매미의 서식방향을 원형 그래프로 나타낸 결과(Figure 7)와 분포도를 살펴보았을 때, 매미 3종은 태백산 문수봉 기준 동남향 능선 밑 경사로에 서식지가 주로 분포하고 있었고, 산지매미의 서식 방향은 동남향(100∼173°)에 분포하 고 있었다. 따라서 대부분의 매미종은 서식방향을 보았을 때 능선 밑 경사로와 동남향을 선호하는 경향을 보였다. 또한 매미 는 빛을 선호한다는 기존 연구 결과와 로지스틱 회귀분석에서 참매미와 참깽깽매미는 일조시간에 영향을 받는다는 결과에 따라서, 그늘지지 않은 동남쪽 능선 밑 경사로를 선호하는 것으 로 보인다.

    5. 고찰

    본 연구의 목적은 태백산국립공원에 서식하는 매미 번식울 음 데이터를 분석하여 출현시기, 일주기, 환경요인영향, 서식환 경을 규명하는 것이었다. 연구 결과, 태백산에서 서식하는 매미 는 소요산매미, 참매미, 애매미, 참깽깽매미, 호좀매미 5종이었 으며, 이중 참깽깽매미와 호좀매미는 기존 도심지, 저산지 연구 결과와 달리 고산지에서만 우는 매미종임을 확인하였다. 또한 매미종은 종별로 출현시기와 일주기에 차이가 나고 있음을 확 인하였고, 같은 태백산이지만 대덕산계곡과 백천계곡 등 지역 적 차이에 따라 출현시기 및 일주기, 울음빈도에도 차이가 나는 것을 확인하였다.

    태백산 내 서식하는 매미 번식울음의 출현시기는 대체로 온 도와 강우량, 일조시간에 영향을 받고 있는 것으로 나타났다. 소요산매미는 시기적으로 먼저 20도가 넘어가는 장마철인 7월 초에 번식울음을 시작하고 온도가 크게 오르는 시기에 울음을 그쳤다. 참깽깽매미와 호좀매미는 소요산매미에 이어서 7월 중 순부터 번식울음을 시작하였고, 참매미와 애매미는 온도가 최 고로 높아지는 시기인 7월말, 8월초에 울음을 시작하였다. 소 요산매미와 참매미는 대덕산계곡에 비해서 백천계곡 쪽의 출현 시기가 더 길고 명확하게 나타났으며, 참매미와 참깽깽매미, 호좀매미는 두 지역이 비슷하게 나타났다. 이러한 차이는 두 지역의 해발고도 및 환경적 차이로 인해 나타난 현상으로 판단 된다. 또한 소요산매미는 다른 매미종에 비해서 강수량과 일조 시간에 출현시기가 크게 영향 받지 않으며, 온도가 급격히 상승 하고 다른 매미들이 출현하는 시기에 울음을 그치는 것으로 보아 타종과 울음시기를 달리하여 경쟁을 피하려는 것으로 판 단된다. 또한 전체 출현 매미종은 최저기온이 떨어지고 가을비 가 내리는 초가을에 울음을 그치는 경향을 보였다. 또한 참깽깽 매미를 제외한 매미종은 동일 매미종도 지역에 따라서 울음빈 도에 차이를 보여 일주기에도 차이를 보였다.

    태백산국립공원을 대상으로 로지스틱회귀분석을 실시하여 매미 번식울음에 대한 종간영향과 기상요인영향을 분석한 결 과, 연구대상지에서 매미에게 양의 영향을 끼쳐 울 가능성을 높힌 주요 환경요인은 평균기온과 태양광(일조시간)으로 나타 났다. 매미 종간영향 분석 결과, 참깽깽매미, 호좀매미는 참매 미와 영향을 주고받았지만, 참깽깽매미와 호좀매미는 서로 울 음빈도에 영향을 주고받지 않았다. 따라서 태백산에 서식하는 매미의 번식울음에는 기상요인과 종간영향이 큰 영향을 미치고 있음을 확인하였다.

    태백산 서식환경 분석 결과, 고산지 매미인 호좀매미와 참깽 깽매미는 해발고도 700m 이상 고도부터 발견되었고, 1300m 이상 높은 고도에서도 발견되었다. 참매미는 700m 이하 고도 와 1200m 이상 고도까지는 발견되었으나, 1300m 이상 고도 에서는 없었다. 따라서 참깽깽매미와 호좀매미가 700m에 해당 하는 높은 해발고도를 가진 고산지대에서 주로 서식한다는 기 존 결과를 확인하였다. 또한 참매미는 도심지는 물론 고산지대 에서도 발견되었으므로 전국적으로 분포한다는 기존 도감 내용 과도 일치하였다. 서식 방향은 참깽깽매미 평균 166°, 호좀매 미 평균 100°, 참매미 평균 173° 방향에서 발견되었고, 매미 3종은 태백산 문수봉 기준 남쪽 능선 하부 경사지에 분포하였 다. 따라서 매미 서식방향은 동남향에 주로 위치하는 것이 확인 되었으며 매미가 동남향이 위치한 것은 태양광을 받기 용이한 동쪽 경사지에 자리잡은 것으로 판단된다.

    본 연구는 매미 울음소리를 분석하여 태백산에 서식하는 매 미의 생태환경 및 울음특성을 규명하였다. 또한 서식환경 분석 을 통해 한반도 중부 고산지대에 위치한 태백산국립공원 내 분포하는 매미가 번식울음에 용이한 환경이 동남향에 위치함을 규명하였다. 연구 사례가 부족한 참깽깽매미와 호좀매미의 출 현시기, 일주기, 기상요인 및 종간영향, 서식특성 등을 제시하 여 매미 연구에 추가적인 정보를 제공하였다.

    본 연구의 한계를 극복하기 위하여, 정확한 결과를 위해 각 연구대상지에서 기상환경을 직접 측정할 필요가 있으며, 비교 군에 태백시 등 주변 저지대 및 도심지 환경 등 다양한 대상지 선정해야 할 것으로 보인다. 또한 소요산매미, 애매미 등 소수 발견종에 대한 심도 있는 연구가 필요하며, 토양 상태, 식생조 사 등 종간영향 및 기상요인 외 매미울음 영향요인에 대한 접근 이 필요하다.

    Figure

    KJEE-33-6-664_F1.gif

    Two permanent study plots of Daedeoksan valley and Baekcheon valley for the long term recording and trail recording spots for short term recording on Taebaeksan National Park (Taebaeksan National Park).

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    Emergence Period of Cicadas(2018).

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    Daily Mating Calls Cycle(Left: Daedueoksan valley, Right: Baekcheon valley).

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    Circadian rhythm by Species.

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    Interspecific effects about Taebaek NP(Daedeoksan valley).

    KJEE-33-6-664_F6.gif

    The altitude for Cicadae species(From left to right: L. intermedius, K. yezoensis, H. fuscata).

    KJEE-33-6-664_F7.gif

    The Direction of inhabitation for Cicadae species(From left to right: L. intermedius, K. yezoensis, H. fuscata).

    KJEE-33-6-664_F8.gif

    The distribution of Cicada species(Elevation is indicated).

    Table

    Breeding Call Date of Cicadas(in Taebaek NP, 2018)

    Logistic regression analysis between each cicada callings and environmental factors(Taebaek NP)

    Elevation and direction of inhabitation at each location of Cicadae in the Taebaeksan NP

    Reference

    1. Gogala, M. and K. Riede (1995) Time sharing of song activity by cicadas in Temengor Forest Reserve, Hulu Perak, and in Sabah, Malaysia. Malayan Nature Journal 48(3-4): 297-305.
    2. Gu, J.H. , J.W. Lee, W.S. Lee, K.H. Choi, C.Y. Seo, H.K. Park, S.S. Kim and J.S. Han (2012) Sound Quality Characteristics of the Cicada Singing Noise in Urban Areas. Transactions of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering 22(9): 825-829. (in Korean with English abstract)
    3. Hayashi, M. (1982) Notes on the Distribution of Cicadidae (Insecta, Homoptera) in the Fuji-Hakone-Izu Area. Memoirs of the National Science Museum 15: 187-194. (in Japanese)
    4. Kang, J.Y. (2014) Chorus dynamics and acoustic interaction in the multi-species cicada. MS thesis, Ewha Womans University, 59pp. (in English with Korean abstract)
    5. Kang, J.Y. , G.S. Jeong and H.J. Lee (2015) The relationship between the occurrence of cicadas in metropolitan parks and meteorological factors. Korean Journal of Applied Entomology (2015): 73-74. (in Korean)
    6. Kang, J.Y. , Y.S. Kwon, G.S. Jeong and S.S. Kim (2017) A Study on the Composition and Occurrence of Cicadas in the Urban Environment. Korean Journal of Applied Entomology(2017): 66-66. (in Korean)
    7. Kang, J.Y. , Y.S. Kwon, G.S. Jeong, Y.S. Choi, S.B. Joo, S.Y. Park and S.S. Kim (2017) A Study on the Production and Species Composition of Cicadas According to the Urban Artificiality. Korean Journal of Applied Entomology(2017): 73-73. (in Korean)
    8. Ki, K.S. , J.Y. Kim, K.S. Yoon and J.Y. Lee (2016) Effects of Tropical Night and light Pollution in cicadas calls in Urban Areas. Korean J. Environ Ecology 30(4): 724-729. (in Korean with English abstract)
    9. Kim, B.S. and H.S. Oh (2005) The Distribution and Habitat of Bibari Snake (Sibynophis collaris Gray)in Jeiu Island, Korea. Korean Society of Environment & Ecology 19(4): 342-347. (in Korean with English abstract)
    10. Kim, K.H. and J.G. Kim (2011) Soil habitat characteristics of cicada nymph in an urban apartment garden. Journal of the Korea Society of Environmental Restoration Technology 14(3): 47-55. (in Korean with English abstract)
    11. Kim, P. , H.J. Jeon, H.J. Ryu, T.H. Park and S.I. Jang (2013) Calibration method of cicada sounds from noise measurement data. Transactions of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering 13(10): 681-682. (in Korean)
    12. Kim, S.J. and J.H. Song (2017) Korea cicada ecological Book. 127pp. (in Korean)
    13. Kim, Y.J. and K.S. Ki (2018) A Study on the Differences in Breeding Call of Cicadas in Urban and Forest Areas. Korean Society of Environment & Ecology 32(6): 698-708. (in Korean with English abstract)
    14. Kim, Y.J. and K.S. Ki (2018) Environmental Factors Affecting the Start and End of Cicadae Calling: The Case Study of Hyalessa fuscata and Cryptotympana atrata. Korean Society of Environment & Ecology 32(2): 342-350. (in Korean with English abstract)
    15. Kim, Y.J. and K.S. Ki (2018) Temporal Changes of Hyalessa fuscata Songs by Climate Change. Korean Society of Environment & Ecology 32(2): 244-251. (in Korean with English abstract)
    16. Lee, B.G. , J.J. Yang, J.W. Jo, S.J. Lim, G.H. Kwon and A.N. Lee (2011) Study on the Habitat-using of Common goral(Naemorhedus caudatus) in Odaesan National Park. Korean Society of Environment & Ecology 21(2): 208-211. (in Korean)
    17. Sanborn, A.F. , J.H. Breitbarth, J.E. Heath and M.S. Heath (2002) Temperature responses and habitat sharing in two sympatric species of Okanagana (Homoptera: Cicadoidea). Western North American Naturalist, pp. 437-450.
    18. Shieh, B.S. , S.H. Liang and Y.W. Chiu (2015) Acoustic and temporal partitioning of cicada assemblages in city and mountain environments. PloS one 10(1): e0116794.
    19. Shimoda, Y. , D. Narumi and M. Mizuno (2005) Environmental Impact of Urban Heat Island Phenomena: Cause-effect chain and evaluation in Osaka City. Journal of Life Cycle Assessment 1(2): 144-148.
    20. Sueur, J. (2002) Cicada acoustic communication: potential sound partitioning in a multispecies community from Mexico (Hemiptera: Cicadomorpha: Cicadidae). Biological Journal of the Linnean Society 75(3): 379-394.
    21. Villet, M.H. , A.F. Sanborn and P.K. Phillips (2003) Endothermy and chorusing behaviour in the African platypleurine cicada Pycna semiclara (Germar, 1834)(Hemiptera: Cicadidae). Canadian Journal of Zoology 81(8): 1437-1444.
    22. Yang, D.H. , B.H. Kim, D.H. Jung, D.H. Jeong, W.J. Jeong and B.G. Lee (2008) The Studies on Characteristics of Home Range Size and Habitat Use of the Asiatic Black Bear Released in Jirisan. Korean Society of Environment & Ecology 22(4): 429-436. (in Korean with English abstract)
    23. Yoon, G.S. , S.J. Suh and J.G. Suh (2007) The Effect of the Cicadas' Songs on the Psychological Responses in Adolescents. The Journal of the Acoustical Society of Korea 26(4): 136-143. (in Korean with English abstract)
    24. Young, A.M. (1981) Temporal selection for communicatory optimization: the dawn-dusk chorus as an adaptation in tropical cicadas. The American Naturalist 117(5): 826-829.
    25. Yu, J.P. , S.D. Jin, H.S. Kim, W.K. Paek and H.K. Song (2010) Characteristics of Birds Community in Relation to Altitude, Direction of Slope and Season in Deogyusan National Park. The korean Society of Phycology 17(4): 359-385. (in korean and english abstract)
    26. https://data.kma.go.kr
    27. http://taebaek.knps.or.kr