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Ecology
관박쥐 동면처의 온도 특성
김선숙1,*, 김벼리1, 이택우2
The Characteristic of Temperature in Hibernacula of the Greater Horseshoe Bat (Rhinolophus ferrumequinum)
Sun-Sook Kim1,*, Byeori Kim1, Taek-Woo Lee2
GEO DATA 2020;2(2):71-76.
DOI: https://doi.org/10.22761/DJ2020.2.2.010
Published online: December 30, 2020

1국립생태원 진화생태연구팀, 서천 33657, 대한민국

2국립생물자원관 식물자원과, 인천 22689, 대한민국

1Evolutionary Ecology Research Team, National Institute of Ecology, Seocheon 33657, Republic of Korea

2Division of Plant Resource, National Institute of Biological Resources, Incheon 22689, Republic of Korea

*Corresponding author: sskim108@nie.re.kr
• Received: December 28, 2020   • Revised: December 30, 2020   • Accepted: December 30, 2020

Copyright © 2020 GeoAI Data Society

This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0/) which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.

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  • 국내 관박쥐가 동면장소로 이용하는 동굴 2개소(경기도 안성시 서운면 산평리 산평폐광, 제주도 서귀포시 성산읍 수산리 벌라리굴)의 내부 대기온도를 일 단위로 조사하였다. 2018년 11월 9일부터 2019년 4월 17일까지 산평폐광의 내부의 평균온도는 7.69±1.19℃ (평균±표준편차, 최저온도~최고온도 범위: 4.5~10.5℃)였다. 2018년 11월 29일부터 2019년 3월 6일까지 벌라리굴 내부의 평균기온은 6.73±1.76℃(평균±표준편차, 최저온도~최고온도 범위: 4.1~11.9℃)였다.
  • The daily ambient temperature of hibernacula for Rhinolophus ferrumequinum in two regions (the Sanpyeong abandoned mine, Seowoon-myeon, Anseong, Gyeonggi and the Beollari-cave, Seongsan-eup, Seoguipo, Jeju) were collected. The mean ambient temperature of the Sanpyeong-ri mine was 7.69±1.19℃ (±SD, range (min.~max. temperature): 4.5~10.5℃) from 9 November 2018 to 17 April 2019. The mean temperature of the Beollari-cave was 6.73±1.76℃ (±SD, range (min.~max. temperature): 4.1~11.9℃) from 29 November 2018 to 6 March 2019.
온대지역에 서식하는 식충성 박쥐는 온도가 낮아지고 먹이자원이 고갈되는 시기에 직면하게 되는 에너지 문제를 해결하기 위하여 동면을 선택한다(Humphries et al., 2003). 동면하는 박쥐의 온도선호도는 종간 차이는 물론 개체군 간에도 차이가 나며(Thomas et al., 1990; Nagel and Nagel, 1991; Webb et al., 1996; Arlettaz et al., 2000), 박쥐의 동면기간은 대상 지역의 대기 온도와 박쥐 종의 온도 선호도와 밀접하게 연관된다(Kim et al., 2013). 따라서 동면처의 내부 온도 특성에 대한 이해는 박쥐류의 생태 이해는 물론 보전전략 수립에 필요한 요소다.
본 연구는 영국 남부에서부터 유럽, 중앙아시아, 중국, 일본까지 유라시아대륙에 광범위하게 분포하며, 제주도를 포함하여 한반도 전역에 분포하는 관박쥐(Rhinolophus ferrumequinum)가 동면처로 이용하는 동굴의 온도 특성을 조사하였다.
과거 조사결과(Kim et al. 2014)를 바탕으로 관박쥐가 동면처로 이용하는 동굴 2개소, 경기도 안성시 서운면 산평리에 위치한 폐광(산평폐광, 36°55'13.31"N, 127°16'11.10"E)과 제주도 서귀포시 성산면 수산리에 위치한 자연동굴(벌라리굴, 33°26'7.76"N, 126°50'15.22"E)을 선정하였다. 두 동굴은 관박쥐가 11월에 처음 출현하기 시작하여 다음 해 3월(제주)과 4월(안성)까지만 관찰되며, 이후 활동기간에는 동굴 내부에서 관박쥐의 출현이 확인되지 않기 때문에 관박쥐가 동면 수행을 위하여 선택하는 곳으로 판단하였다. 각 동굴에서 동면 중인 관박쥐의 개체 수를 2018년 11월부터 2019년 4월까지 5~6회 조사하였다.
동면처의 내부 대기온도 자료를 수집하기 위하여 각 동면처 내에서 관박쥐 동면집단이 형성된 지점에 데이터로거(EL-USB-TP-LCD, Lascar Electronics, London)를 설치하였다. 데이터로거는 1시간 단위로 온도를 저장하도록 설정(1일 24회 저장)하였으며, 이후 분석에는 일평균값을 계산하였다. 또한 동면처 외부의 대기온도 변화와의 차이를 분석하기 위하여 각 동면처와 가장 가까운 지역(안성-천안기상관측소, 제주-성산기상관측소)의 기상 측정자료(일평균기온)를 이용하였다. 분석에 이용한 각 동면처의 온도자료는 현장조사에서 관박쥐가 처음 확인된 일과 마지막으로 확인된 일까지 자료만 이용하였다(안성 산평폐광 2018년 11월 9일~2019년 4월 17일, 제주 벌라리굴 2018년 11월 29일~2019년 3월 6일). 제주 벌라리굴의 경우, 비록 관박쥐의 유무는 11월 13일 처음 확인되었으나, 내부 온도 자료는 데이터로거의 설치 문제로 인해 11월 29일부터 이용하였다. 본문에 제시된 모든 자료값은 평균과 표준편차로 표시하였다.
각 수집된 온도자료가 얼마나 변동되었는가를 알아보기 위하여 변동지수(Index of fluctuation, Fi)를 구하였으며, 수식은 다음과 같다. Fi=[1-(∑ni)/fP]X[f/(f-1)]이며, ni는 일별 측정값, f는 측정일수, P는 최고 측정치를 의미한다. 변동지수 값은 0~1이며, 변동이 심할수록 1에 가까워지며, 변동이 없을 경우 0이 된다. 또한 동면기간 동안의 외부 온도변화에 대한 동면처 내부의 상대적인 온도 안정성을 평가하기 위하여 온도변화지수(Temperature variability index, V): V=(T동면처 최고온도 – T동면처 최저온도)/(T외부 최고온도 – T외부 최저온도)를 이용하였다(Turtle and Kennedy, 2002). V값(범위 0~1)이 0에 가까우면 동면처의 온도 안정성이 상대적으로 높은 것을 의미하며, 반대로 1에 가까우면 온도변화 폭이 높아 불안정한 온도 환경을 의미한다.
경기도 안성시 산평폐광에서 관박쥐는 2018년 11월 9일 175개체가 확인되었으며, 점차 늘어나 11월 26일 531개체, 12월 19일 545개체, 2019년 2월 2일 535개체가 확인되었다. 3월 25일에 120개로 감소한 것이 확인되었고, 4월 17일에 70개체가 확인되었다. 제주 서귀포시 벌라리굴의 경우, 관박쥐는 2018년 11월 13일 30개체가 확인되었고, 11월 29일에 160개체, 12월 24일 210개체로 가장 많은 수가 확인되었다. 2019년 1월 30일에 180개체가 관찰된 이후, 3월 6일에 10개체가 확인되었다. 비록 매일 조사된 자료가 아니지만, 관박쥐 동면시기는 산평폐광에서 11월부터 4월, 벌라리굴에서 11월부터 3월로 추정되었다.
관박쥐가 동면기간 머물렀던 각 동굴의 내부 대기온도와 외부 대기온도의 자료는 Table 1에 제시하였다. 안성 산평폐광의 2018년 11월 9일부터 2019년 4월 17일까지 측정된 동면처 내부의 온도는 평균 7.69℃(±1.19)였으며, 최저온도는 4.5℃, 최고온도는 10.5℃였다. 산평폐광 외부의 지역 대기온도는 평균 2.29℃(±4.99)였으며, 최저온도는 -10.4℃, 최고온도는 13.5℃였다. 제주 서귀포시 벌라리굴의 2018년 11월 29일부터 2019년 3월 6일까지 측정된 동면처 내부 온도는 평균 6.73℃(±1.76)였으며, 최저온도 4.1℃, 최고온도 11.9℃로 측정되었다. 벌라리굴 외부의 지역 대기온도는 평균 7.87℃(±3.71)였으며, 최저온도는 0.4℃, 최고온도는 18.6℃였다. 동면기간동안 외부 지역 대기온도 범위는 제주지역이 안성지역에 비해 높았지만, 각 동면처의 내부 온도 환경 범위는 큰 차이가 없었다(Table 1).
두 동면처의 내부 온도 변화는 외부 온도의 변화에 비해 상대적으로 적었다(Table 1). 동면처 내부 온도는 두 지역에서 측정된 최저온도와 최고온도 범위는 차이를 나타냈으며(산평폐광 6.0℃, 벌라리굴 7.8℃), 온도 변동지수는 산평폐광(Fi=0.269)이 벌라리굴(Fi=0.369)에 비해 적었다. 외부 기온의 경우 안성지역은 23.9℃, 제주지역은 18.2℃로 제주지역의 온도 변화가 적었으며, 온도 변동지수 또한 제주지역(Fi=0.619)이 안성지역(Fi=0.836)에 비해 적었다. 결과적으로 외부 대기온도의 변화는 컸지만 동면처 내부 온도 변화가 적었던 산평폐광의 온도변화지수(V)는 0.251였으며, 제주 벌라리굴(V=0.335)에 비해 낮게 나타나 산평폐광이 상대적으로 안정적인 온도환경을 유지하였다.
온대지역에 서식하는 박쥐의 지리적 분포는 에너지 공급이 제한되는 동절기에 대상 지역의 온도 환경과 박쥐의 종특이적 인 온도선호도와의 상호작용에 의해 제한된다(Arlettaz et al., 2000; Humphries et al., 2002; Kim et al., 2013). 이때 박쥐 개체의 적합도를 최대화하는 종특이적인 온도선호도는(Dunbar and Tomasi, 2006; Dunbar and Brigham, 2010) 동면의 성공 여부에 직접적으로 영향을 주거나 다른 요인들과 상호작용하여 동면 전략의 차이로 나타난다(Humphries et al., 2002). 박쥐가 동면처로 이용하는 동굴 내부의 온도는 동굴의 물리적 구조와 공기의 순환에 의해 영향을 받고(Romero, 2009; Perry, 2013), 동면중인 박쥐의 체온은 주변의 온도 환경과 밀접하기 때문에(Kim et al., 2014), 동굴 내부의 온도환경은 보전 대상 종의 생태적 특성을 고려한 서식지 관리방안 수립 시 기준점이 된다. 경기도 안성시에 위치한 산평폐광과 제주도 서귀포시에 위치한 벌라리굴은 외부 온도 변화에 비해 안정적인 내부 온도 환경을 나타냈으며, 각 동굴의 내부 온도의 범위는 지역 간 차이를 나타냈다. 이는 두 지역 관박쥐 개체군의 동면처로서 안정적인 환경을 제공하고 있지만, 온도선호도의 차이, 즉 동면전략의 차이를 의미한다. 향후 장기적으로 다양한 동굴 환경의 자료 수집을 통해 박쥐 동면처로서의 환경 변화를 예측할 수 있으며(Humphries et al., 2002), 이를 통해 박쥐 개체군 보전에 기여할 수 있을 것이다.
Acknowledgements
본 연구는 ‘식충성 박쥐의 생태적 역할과 기능연구(NIE-기본연구-2020-2)’ 과제의 지원으로 수행되었습니다.
Fig. 1.
Daily fluctuations of the inner (solid lines) and outer (spotted lines) ambient temperature in the Sanpyeong abandoned mine (Anseong, Gyeonggi) and the Beollari cave (Seoguipo, Jeju) for the hibernation period of Rhinolophus ferrumequinum. Bar graphs indicated the number of bats hibernating in each hibernaculum.
DJ2020-2-2-010f1.jpg
Table 1.
The temperature data of inner and outer ambient in the Sanpyeong abandoned mine (Anseong, Gyeonggi) and the Beollari cave (Seoguipo, Jeju) for the hibernation period of Rhinolophus ferrumequinum.
Site (Region) Period Inner temperature (℃)
Outerr temperature (℃)
V#
Mean±SD Min.~Max. Fi * Mean±SD Min.~Max. Fi *
Sanpyeong mine (Anseong, Gyeonggi) 9 Nov. 2018 ~ 17 Apr. 2019 (160 days) 7.69±1.19 4.5~10.5 0.269 2.29±4.99 -10.4~13.5 0.836 0.251
Beollari cave (Seoguipo, Jeju) 29 Nov. 2018 ~ 6 Mar. 2019 (98 days) 6.73±1.76 4.1~11.9 0.369 7.87±3.71 0.4~18.6 0.619 0.335

* Index of fluctuation (Fi, 0~1): the larger value indicates the greater the fluctuation of the measured temperature during a period.

# Temperature variability index (V, 0~1): the smaller value indicates a more stable inner environment of hibernacula that varies little with changing outer ambient temperature conditions.

  • Arlettaz R., Ruchet C., Aeschimann J., Brun E., Genoud M., Vogel P. (2000) Physiological traits affecting the distribution and wintering strategy of the bat Tadarida teniotis. Ecology 81:1004–1014Article
  • Dunbar M. B., Brigham R. M. (2010) Thermoregulatory variation among populations of bats along a latitudinal gradient. Journal of Comparative Physiology B 180:885–893ArticlePDF
  • Dunbar M. B., Tomasi T. E. (2006) Arousal patterns, metabolic rate, and an energy budget for eastern red bats (Lasiurus borealis) in winter. Journal of Mammalogy 87:1096–1102Article
  • Humphries M. M., Thomas D. W., Kramer D. L. (2003) The role of energy availability in mammalian hibernation: A cost benefit approach. Physiological and Biochemical Zoology 76:165–179ArticlePubMed
  • Humphries M. M., Thomas D. W., Speakman J. R. (2002) Climate-mediated energetic constraints on the distribution of hibernating mammals. Nature 418:313–316ArticlePubMedPDF
  • Kim S. S., Choi Y. S., Yoo J. C. (2013) Thermal preference and hibernation period of Hodgson’s bats (Myotis formosus) in the temperate zone: How does the phylogenetic origin of a species affect its hibernation strategy? Canadian Journal of Zoology 91:47–55Article
  • Kim S. S., Choi Y. S., Yoo J. C. (2014) Thermal preference and the selection of hibernacula in seven cave dwelling bats. Korean Journal of Ecology and Environment 47:258–272
  • Nagel A., Nagel R. (1991) How do bats choose optimal temperatures for hibernation? Comparative Biochemistry and Physiology Part A 99:323–326Article
  • Perry R. W (2013) A review of factors affecting cave climates for hibernating bats in temperate North America. Environmental Review 30:89–106Article
  • Romero, A. (2009). Cave biology: Life in darkness. Cambridge University Press
  • Thomas D. W., Dorais M., Bergeron J. M. (1990) Winter energy budgets and cost of arousals for hibernating little brown bats, Myotis lucifugus. Journal of Mammalogy 71:475–479Article
  • Tuttle, M. D., & Kennedy, J. (2002). Thermal requirements during hibernation. In A. Kurta & J. Kennedy (Eds.), The Indiana Bat: Biology and management of an endangered species bat conservation international (pp. 68-78). Course Booklet
  • Webb P. I., Speakman J. R., Racey P. A. (1996) How hot is a hibernaculum? A review of the temperatures at which bats hibernate. Canadian Journal of Zoology 74:761–765Article
데이터셋에 대한 메타데이터
Sort Field Subcategory#1 Subcategory#2
Essential Title Ambient temperature Hibernacula for bat
*DOI name 10.22761/DATA2020.2.2.061
*Category Climatology Cave or mine
Abstract Inner ambient temperature data of hibernacula for Rhinolophus ferrumequinum
*Temporal Coverage Sanpyeong abandoned mine 9 November 2018 ~ 17 April 2019
Beollari cave 29 November 2018 ~ 6 March 2019
*Spatial Coverage Sanpyeong abandoned mine 36°55'13.31"N, 127°16'11.10"E
Beollari cave 33°26'7.76"N, 126°50'15.22"E
*Personnel Name Sun-Sook Kim
Affilation National Institute of Ecology
E-mail sskim108@nie.re.kr
*License CC BY-NC
Optional *Project NIE-C-2020-2 Ecological roles and functions of insectivorous bats in Korea
*Instrument Datalogger EL-USB-2-LCD (Lascar Electronics, London)

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