1) 공간자기상관 효과
본 연구에서 분석한 공간자기상관 효과는 특정 포장에서의 잎집무 늬마름병 발생 사건이 다른 포장에서의 잎집무늬마름병 발생 사건과 정(+)의 상관관계를 가짐을 의미하며, 분석기간(1998년∼2016년) 동안 의 모든 개별 연도마다 공간자기상관 효과의 유효거리47) 추정을 시도 하였다. 공간자기상관 효과가 통계적으로 유의함을 나타내는 유효거 리는 잎집무늬마름병이 발생한 두 포장간의 거리에 기초하여 산출된 다. 분석기간이 단기라면, 잎집무늬마름병 발생률의 분산이 비교적 작 을 것이며, 따라서 연도별로 잎집무늬마름병이 발생한 포장과 발생 횟 수가 일관될 수 있다. 이 경우, 표본 포장별로 잎집무늬마름병의 평균 값을 계산하여 하나의 유효거리를 추정하고, 모든 분석연도에 동일한
47) 본 연구에서 사용한 유효거리는 잎집무늬마름병이 전염되는 물리적인 거리를 의 미한다.
유효거리를 적용함을 고려할 수 있을 것이다. 하지만 본 연구의 분석 가진다(<표 3-3> 참조). 2001년도의 Moran’s Index(0.94∼0.95)가 1에 근접한 모습을 보여 분석기간 중 공간자기상관 효과가 가장 높았던
것으로 나타났다.50) 그 밖에 2004년, 2005년, 2010년, 2012년, 2013년,
연도 유효거리(km) Moran’s index z-score
1998년 28.848 0.167251 2.437135**
턴을 보임에 따라 공간자기상관이 통계적으로 유의한 peak 거리를 선별할 수 있 으나, 2010년도의 경우 z-score가 증가하는 패턴만을 보임에 따라 해당 거리를 유 효거리로서 식별할 수가 없다.
주3 : 2015년은 잎집무늬마름병이 발생한 표본 수가 적어 분석에서 제외되었다.
2) 공간연관성 효과
쌍대연관(pairwise association) 방법을 활용하여 벼 병해충간의 공 간연관성 효과를 분석한 결과는 아래 <표 3-4>와 같다. 잎도열병과 이삭누룩병을 제외한 모든 병해충 조합에서 정(+)의 공간연관성이 발 견되었으며, 대부분이 1% 유의수준에서 유의함을 보였다. 공간분포 수준을 정량적인 값으로 나타낸 Ochiai index 결과를 잎집무늬마름병 을 기준으로 살펴보면, 잎집무늬마름병-검은줄오갈병의 수치(0.03)가 가장 낮으며, 잎집무늬마름병-잎도열병의 수치(0.347)와 잎집무늬마름 병-흰잎마름병의 수치(0.228)가 상위에 위치하여 다른 병해충에 비해 잎집무늬마름병과의 공간연관성 효과가 강함을 알 수 있다.
멸구류에 의하여 전염되는 것으로 알려진 줄무늬잎마름병과 검은줄 오갈병은 멸구류와 정(+)의 공간연관성을 보였으며, 애멸구-검은줄오 갈병을 제외한 나머지는 모두 1% 유의수준에서 통계적으로 유의함을 보였다.
본 연구는 Ochiai index 수치가 높게 도출된 잎집무늬마름병과 흰잎 마름병을 대상으로 Mantel test를 추가적으로 실시하여 제한된 공간 및 시간 시차 범위에서 기상요인에 따라 두 병해의 발생률 간에 공간 연관성이 존재함을 검증하였다.51)
51) 잎집무늬마름병, 도열병 및 흰잎마름병은 벼에 영향을 미치는 대표적인 병해이며 (김정주 외, 2013), 따라서 Ochiai index 수치가 가장 높은 잎도열병과 잎집무늬 마름병 발생간의 공간 관계를 살펴보는 것은 의미있다. 하지만 잎도열병은 이삭 도열병을 유발하는 것으로 알려져 있으며(국가농작물병해충관리시스템, http://n cpms.rda.go.kr/npms/Main.np), 최근 잎도열병 발생률이 감소하거나 정체되 어있는 상황을 반영할 때, 집중 호우 등으로 발생면적이 증가할 것으로 기대되는 흰잎마름병을 Mantel test 대상으로 선정하였다(이용환 외, 2010). 또한 영양생 장기와 생식생장기에 주로 발생하는 잎도열병과 달리 잎집무늬마름병과 흰잎마름
주1 : 표 안의 숫자는 Ochiai index이며, 공간연관성이 심화될 경우 1에 가까운 값을
아래 <표 3-5>는 잎집무늬마름병과 정(+)의 공간연관성을 보여준 흰잎마름병을 대상으로 Mantel test를 적용하여 산출된 z, r 값 및 t-검정을 위한 t 통계량 정보이다. 추정 결과는 일반적인(original) Mantel test와 거리효과를 제외하고 두 행렬간의 순 효과(net effect) 만을 추정한 partial Mantel test로 구분된다. 잎집무늬마름병과 흰잎 마름병 발생의 공간연관성 분석을 위한 공간·시간 시차 표본이 관찰 되지 않은 2001년을 제외한 18개 년도의 자료를 분석한 결과 2000년, 2005년, 2007년, 2008년, 2010년, 2011년, 2013년, 2015년, 2016년 등 9 개 연도에서 두 행렬간의 상관관계가 통계적으로 유의하게 도출되었 다. 하지만 본 연구에서 밝히고자하는 공간·시간 시차의 존재유무는 공간연관성의 방향이 정(+)일 경우에만 의미가 있으며52), 따라서 r 값 이 양수인 2000, 2007, 2008, 2013년 연도에 한하여 두 병해 발생의 공 간·시간 시차가 존재함을 알 수 있다. 이와 같은 분석 결과는 병해 피 해함수 분석에 있어서 병해 상호간의 공간연관성을 고려하는 것이 통 계적인 관점에서 유리할 수 있음을 보여준다.
52) 본 연구에서는 일정 수준의 거리에서 잎집무늬마름병과 흰잎마름병 발생의 생물 학적인 거리가 증가하여도 두 병해 발생의 공간 및 시간 시차 패턴이 증가할 수 있으며, 이는 r 값이 정(+)의 부호임을 의미한다. 만일 Mantel r 값이 음수라면, 생물학적 거리가 증가할수록 두 병해 발생의 공간적 패턴이 발견되지 않음을 의 미하기 때문에 본 연구에서는 정(+)의 공간연관성 효과만을 선별하여 공간연관성 가중행렬 변수 구축에 활용하였다.
연도 original partial
z(r) 값 t 통계량 z(r) 값 t 통계량
1998 4,915(-0.00474) -0.49087 -66(-0.00428) -0.44782 1999 2,377(-0.00225) -0.24047 5(0.00049) 0.05228 2000 3,728(0.01647) 1.80838* 204(0.01673) 1.83520*
2001 - - -
-2002 4,614(0.01011) 1.29582 163(0.00871) 1.11336 2003 13,729(0.00469) 0.65438 106(0.00382) 0.53547
<표 3-5> 연도별 Mantel test 결과
주1 : r 값의 부호는 공간연관성의 방향으로 해석할 수 있다.
주2 : 2001년도에서는 잎집무늬마름병과 흰잎마름병 발생의 공간·시간 시차가 발견되지 않아 병해충 발생 행렬()의 모든 원소가 0이며, 분석에서 제외하였다.
주3 : Mantel test 결과의 통계적 검정은 통계량의 정규분포를 가정하여 실시하는 t 검 정과 분석 대상 행렬의 행 또는 열의 순서를 무작위로 조정하여 증가된 표본의 분 포를 활용하는 permutation test로 구분되나, 두 검정의 결과가 동일하기 때문에 본 연구에서는 t 검정 결과만을 제시하기로 한다.
주4 : ***, **, *는 각각 1%, 5%, 10% 유의수준에서 유의함을 의미한다.