Research

주요 연구 주제  

Key Research Areas

식물생태학 연구실의 주된 연구 주제는 다음과 같습니다.

1. 침입외래식물 관리

• 식물 침입의 생태적 메커니즘: 근본 원리와 생태계 영향에 대한 종합적 분석

• 혁신적 제거 방법: 친환경적이고 비용 효율적인 방제 기술 개발

2. 침입에 대한 생물저항성

• 생태학 원리의 응용: 침입 예방 및 관리에 생태학 이론 활용

• 자생 식물 군집의 저항성: 자생종의 생물저항성 메커니즘 규명 및 강화

3. 기후변화에 따른 침입외래식물

• 기후변화에 따른 침입외래종의 미래 잠재 분포 모델링

• 기후변화에 대한 침입외래종과 자생종의 반응 비교

• 개방형 상부 챔버를 활용한 기후변화 적응형 복원의 장기 효과 평가

• 침입외래식물의 탄소수지 영향 평가

4. 생태복원

• 보전 가치가 높은 다양한 자생 식물 군집의 복원

• 멸종위기종의 보전과 복원

• 첨단 복원 기술: 특허 등록된 시드 플랫(seed flat) 기술 등 혁신적 접근의 현장 적용

본 연구실의 궁극적인 목표는 생물다양성을 보전하고 생태계 기능과 서비스를 복원하기 위한 생태학적 지식의 응용입니다. 특히 복원 중인 생태계에서의 생물학적 침입 과정과 침입에 대한 저항에 큰 관심을 두고 있으며, 기후변화에 대응한 침입외래식물 관리 및 복원의 장기 효과를 평가합니다. 이론적·실용적 접근을 통합하며, 온실 실험, 야외 조사 및 실험, R 기반 통계 모델링을 함께 활용합니다.

현재 연구는 한국의 대표적인 생태계교란종(예: 가시박, 단풍잎돼지풀, 서양등골나물, 미국쑥부쟁이, 양미역취, 영국갯끈풀, 서양금혼초, 애기수영, 마늘냉이 등)과 생태계위해우려 외래종(예: 핑크뮬리, 큰금계국)을 대상으로, 기후변화에 대응한 최적 제거 방법과 종자 혼합 기반 자생식물 생태복원에 초점을 맞추고 있습니다. 또한 애기송이풀·삼백초 등 멸종위기종의 현장 보전, 인공증식, 현장 복원 기술을 연구하고 있습니다.

연구 키워드

• 침입생태학: 생물학적 침입 과정, 침입에 대한 생물저항성, 군집 침입성

• 생태복원: 식물 다양성, 다양성-생태계 기능 관계, 자생 종자 혼합 적용, 멸종위기종 복원

• 기후변화: 분포 모델링, 종 기후반응, 적응 복원, 탄소 수지

• 응용 기술: 침입종 제거 방법론, 토양 개량, 시드플랫 복원기술(특허)

Major research areas of the Plant Ecology lab are as follows:

1. Invasive Alien Plant Management

• Ecological Mechanisms of Plant Invasions: Comprehensive analysis of fundamental principles and ecosystem impacts

• Innovative Eradication Methods: Development of environmentally friendly and cost-effective control techniques

2. Biotic Resistance to Invasion

• Applied Ecological Principles: Leveraging ecological theory for invasion prevention and management

• Native Plant Community Resistance: Identifying and enhancing biotic resistance mechanisms of native species

3. Invasive Alien Plants under Climate Change

• Modeling potential future distributions of invasive alien species under climate change

• Comparing the responses of invasive alien and native species to climate change

• Evaluating the long-term effectiveness of climate-adaptive restoration using Open-Top Chamber (OTC)

• Invasive plants' carbon budget impacts

4. Ecological Restoration

• Restoring diverse native plant communities with high conservation value

• Conservation and restoration of endangered species (red-listed species)

• Advanced Restoration Technologies: Field application of patented seed flat technologies and other innovative approaches

My lab's research aims to apply ecological knowledge to biodiversity conservation and the restoration of ecosystem functions and services. I am particularly interested in biological invasion processes and resistance to invasion in ecosystems undergoing restoration, and we evaluate the long-term effectiveness of management and restoration under climate change. My research integrates theoretical and practical approaches, combining greenhouse experiments, field surveys and experiments, and statistical modeling in R.

Current studies focus on the ecological management of invasive alien plants in Korea — such as Sicyos angulatus, Ambrosia trifida, Ageratina altissima, Aster pilosus, Solidago altissima, Spartina anglica, Hypochaeris radicata, Rumex acetosella, and Alliaria petiolata — and species of invasiveness concern (e.g., Muhlenbergia capillaris and Coreopsis lanceolata),  applying optimal eradication methods and seed-mixture-based restoration of native plants under climate change. We also study the in-situ conservation, ex-situ propagation, and field restoration of endangered species such as Pedicularis ishidoyana and Saururus chinensis.

Research Keywords

• Invasion Ecology: biological invasion processes, biotic resistance to invasion, community invasibility 

• Ecological Restoration: plant diversity, diversity–ecosystem function relationships, native seed mixture applications, endangered species restoration 

• Climate Change: distribution modeling, species climatic response, adaptive restoration, carbon budget 

• Applied Techniques: invasive species eradication methodologies, soil amendments, seed flat restoration techniques (patented)

연구 키워드로 본 연구실 

The Lab Through Its Keywords 

이 워드 클라우드는 변채호 교수가 2008–2026년에 발표한 주저자 논문 35편의 키워드 빈도를 분석한 것으로, 글자가 클수록 더 많은 논문에서 사용된 키워드입니다. 침입식물 관리, 생태복원, 생물적 저항성이 연구의 세 축을 이루며, 군집 조립·우선효과·제한적 유사성 등 군집생태학 이론과 다양성-상호작용 모형·구조방정식모형 같은 정량 분석 기법이 이를 뒷받침합니다. 

This word cloud summarizes the research identity of the Plant Ecology Research Lab, drawn from the keywords of 35 lead-author papers Chaeho Byun published between 2008 and 2026; larger words appear in more papers. Three themes form the core — invasive plant management, ecological restoration, and biotic resistance — underpinned by community-assembly theory (priority effects, limiting similarity, niche pre-emption) and quantitative methods such as diversity-interaction and structural equation models. 

진행중 연구 프로젝트  

Current Research Projects 

1. 한국연구재단, 중견연구사업 (2022R1A2C1003504)

• 프로젝트명: 생태계 교란 식물 관리와 생물종다양성 보전을 위한 씨앗 기반 자생식물복원 연구 

• 펀딩 금액: 직접비 기준 6억

• 펀딩 기간: 5년동안 (2022.03.01~2027.02.28)

• 연구책임자: 변채호 교수 / 참여연구원: Dr. Kripal Singh, Dr. Norul Sobuj, Dr. Sujan Balami,  정양진, 이장호, 정다희,  주연, 김민성, 김민주, 이동찬 등

1. Mid-sized research project, the National Research Foundation of Korea (NRF) grant funded by the Korea government (MSIT) (2022R1A2C1003504).

• Project title: Seed mixtures-based restoration of native plants for invasive plant management and biodiversity conservation

• Funding amount: $450,000 USD

• Funding duration: 5 Years (2022.03.01~2027.02.28)

• Principal Investigator: Prof. Chaeho Byun / Supporting Research Participants: Dr. Kripal Singh, Dr. Norul Sobuj, Dr. Sujan Balami, Jangho Lee, Dahui Jeong, Yeon Ju,  Minseong Kim, Minju Kim, Dongchan Lee, etc.

2. 국제생태복원학회 (SER) & 마이크로소프트 사, 생태복원사업

• 프로젝트명: 관악산/우면산 생물종다양성 증진 및 침입외래식물 관리를 위한 최적의 제거 및 자생식물 복원의 적용

• 펀딩 금액: 직접비 기준 1억2천만원

• 펀딩 기간: 3년동안 (2024.05.01~2027.04.30)

• 연구책임자: 변채호 교수 / 참여연구원: Dr. Kripal Singh, Dr. Sujan Balami, 이장호, 정다희, 주연, 김민성, 이동찬 등. 

Ecological restoration project, SER (Society for Ecological Restoration) & Microsoft 

• Project title: Application of optimal eradication and native plant restoration methods to control an invasive plant and improve native biodiversity in Gwanaksan/Umyeonsan Mountain, Republic of Korea

• Funding amount: $80,000 USD

• Funding duration: 3 years (2024.05.01~2027.04.30)

• Principal Investigator: Prof. Chaeho Byun,
  Supporting Research Participants: Dr. Kripal Singh, Dr. Sujan Balami, Jangho Lee, Dahui Jeong, Yeon Ju,  Minseong Kim, Dongchan Lee, etc.

3. 국제생태복원학회 (SER) & 마이크로소프트 사, 생태복원사업

• 프로젝트명: 큰부리큰기러기 서식지를 위한 습지 복원

• 펀딩 금액: 5천만원 (본인 수혜분) /1억9천만원 (사업 총액) 

• 펀딩 기간: 3년동안 (2025.06.01~2028.05.31)

• 책임급 참여연구원 : 변채호 교수 / 보조참여연구원: Dr. Sujan Balami, 주연, 김민성, 김민주 등

Ecological restoration project, SER (Society for Ecological Restoration) & Microsoft 

• Project title: Restoration of Taiga Bean Goose Wetland Habitat

• Funding amount: $35,000 USD (my share) / $130,000 USD (total project) 

• Funding duration: 3 years (2025.06.01~2028.05.31)

• Participating Researcher (Principal level): Prof. Chaeho Byun, Supporting Research Participants: Dr. Sujan Balami, Yeon Ju,  Minseong Kim, Minju Kim etc.

• 향후 연구 방향 

• Future Research Directions 

• 규모 의존성과 단계적 규모 복원. 온실에서 70–90%이던 복원 성공률이 대규모 현장에서는 15–30%로 급락하는 규모 의존성(scale dependency)은 복원생태학의 오랜 난제입니다. 우리 연구실은 소규모(0.01 ha)·중규모(0.1 ha)·대규모(1–3 ha 이상) 실험구를 동시에 설치해 10년 이상 추적하는 단계적 규모 복원(Staged-Scale Restoration) 체계로 이를 정면으로 다룹니다.

• 기후변화 연구. 옥외 개방형 챔버(OTC)에서 CO₂×가뭄 요인실험을 수행해 침입종(돼지풀속 Ambrosia)과 근연 자생종(쑥속 Artemisia)의 경쟁 재편과 그 지하부 기전(자원배분·타감작용·AMF)을 ¹³C·¹⁵N·³³P 추적으로 규명합니다. 이 기전을 종분포모형(SDM)과 결합해 동아시아 규모의 미래 침입위험을 기후변화 SSP 시나리오 하에서 예측합니다.

• 멸종위기종 복원 연구. 식물 기능형질 데이터베이스(TRY)와 자생지 현장자료를 결합해 특산·멸종위기식물의 기능적 지위와 복원 환경요건을 정량 진단합니다. 그 출발점으로 한국 특산·멸종위기 II급 애기송이풀(Pedicularis ishidoyana)의 반기생 특성에 따른 기주식물·미소서식지·증식 요건을 도출했으며, 이를 다른 종으로 확장합니다.

• 전환적 생태학. 전국자연환경조사 빅데이터로 한반도 식물다양성과 침입·멸종위기종 분포의 관계를 규명하고, 군집생태 원리를 특허 시드 플랫 기술과 시민 참여형 복원으로 현장에 적용합니다. 이론적 엄밀성과 실질적 문제 해결을 함께 추구하는 전환적 생태학(translational ecology)을 지향합니다.

• Scale Dependency and Staged-Scale Restoration. Restoration success rates of 70–90% in the greenhouse collapse to 15–30% at field scale—a scale dependency that is one of restoration ecology's long-unresolved problems. My lab confronts it through a Staged-Scale Restoration framework, establishing plots at small (0.01 ha), medium (0.1 ha), and large (1–3 ha or greater) scales simultaneously and tracking them for more than a decade.

• Climate Change Research. Using CO₂ × drought experiments in open-top chambers (OTCs), we resolve how competition between invasive ragweeds (Ambrosia) and their native relatives (Artemisia) is reshaped and trace the belowground pathways—resource allocation, allelopathy, and AMF—with ¹³C/¹⁵N/³³P isotopes. Coupling these mechanisms with species distribution models (SDMs), we project future invasion risk across East Asia under climate change SSP scenarios.

• Endangered Species Restoration. We pair the global functional-trait database (TRY) with field data to diagnose the functional niche and restoration requirements of endemic and endangered plants quantitatively. As a starting point, we derived host-plant, micro-habitat, and propagation requirements for the Korean endemic, Class II endangered Pedicularis ishidoyana—a root hemiparasite—and are extending the approach to other species.

• Translational Ecology. We draw on nationwide natural-environment survey big data to link Korean plant diversity with the distribution of invasive and endangered species, and translate community-assembly principles into the field through a patented seed-flat technology and volunteer-led restoration. The aim is a translational ecology that unites theoretical rigor with practical environmental problem-solving.