Research

주요 연구 분야

Key Research Areas

• 우리 연구실은 기후변화 시대의 식물다양성, 생물학적 침입과 생태복원을 연구합니다. 군집 조립의 원리와 식물–토양 상호작용을 밝히고, 이를 생물다양성 보전과 생태계 기능 및 서비스의 복원에 연결합니다.

1. 군집 조립과 생물저항성

• 식물의 종 구성과 다양성, 기능형질, 정착 순서가 군집 형성과 침입저항성을 어떻게 결정하는지 연구합니다. 자생식물 군집이 침입을 억제하는 생물저항성의 원리를 규명하고, 환경 조건과 공간 규모에 따라 그 효과가 달라지는 이유를 밝힙니다.

• 대표 성과: 기능적으로 다양한 식물군집의 복원이 침입저항성을 높이며, 자생식물 종자 밀도와 외래식물 도착 순서도 생물저항성에 독립적으로 영향을 미침을 확인했습니다.

  • 기능적으로 다양한 습지 식물군집 복원 — Byun et al. (2020), Journal of Ecology · IF 6.3 · JCR 상위 9.8%.

  • 종자 밀도와 도착 순서의 독립적 효과 — Lee et al. (2025), Journal of Applied Ecology · IF 5.3 · JCR 상위 9.1%.

2. 침입식물 관리와 생태복원

• 침입외래식물의 억제와 자생식생 회복을 연계하여 재침입을 줄이고 복원 효과를 지속할 수 있는 관리 전략을 연구합니다. 종자 기반 첨단 복원 기술인 시드 플랫(Seed Flat)의 현장 적용성을 평가하고, 멸종위기종의 서식환경 요구를 바탕으로 복원지 선정과 증식·재도입을 연계하는 연구를 추진합니다.

• 대표 성과: 선택적 제거와 자생식물 종자 혼합물 파종을 결합한 복원 전략 및 고압수 분사를 활용한 비화학적 방제 방법을 제시했습니다.

  • 선택적 제거와 자생식물 파종을 통한 침입 억제·다양성 회복 — Byun & Singh (2025), Journal of Environmental Management · IF 9.2 · JCR 상위 9.4%.

  • 고압수 분사를 활용한 침입식물 관리 — Byun et al. (2025), Journal of Environmental Management · IF 9.2 · JCR 상위 9.4%.

3. 식물다양성과 보전

• 전국 식생자료와 서식지·기능형질 정보를 활용하여 식물다양성의 공간적 분포와 핫스팟, 이를 설명하는 환경 요인을 분석합니다. 종다양성과 기능다양성의 패턴을 바탕으로 보전 우선지역과 대상 식물을 평가하고, 현지 내·외 보전을 위한 생태적 근거를 마련합니다.

• 대표 성과: 전국 식생자료에서 외래식물의 종수보다 피도가 자생식물 종수와 음의 관계를 보임을 확인하고, 식물다양성 핫스팟과 환경 요인을 분석하여 보전 우선지역 평가의 근거를 마련했습니다.

  • 공간 규모에 따른 다양성–침입 관계와 외래식물 피도의 중요성 — Byun et al., Plant Diversity · Accepted · IF 5.9 · JCR 상위 11.6%.

  • 한국 식물다양성의 분포·핫스팟·환경 요인 — Byun et al., Biological Conservation · major revision · IF 5.1 · JCR 상위 13.0%.

4. 기후변화와 식물–토양 상호작용

• CO₂ 상승과 가뭄에 대한 침입외래식물과 자생식물의 반응을 연구합니다. 식물의 생장·자원배분, 뿌리 분비물의 타감작용과 수지상균근균(AMF)을 통한 상호작용을 연결하여, 기후변화가 식물 간 경쟁과 생물저항성을 바꾸는 경로를 밝히고자 합니다. 연구 결과는 기후변화 적응형 보전·복원의 근거로 활용할 계획입니다.

• 대표 성과: 메타분석으로 가뭄과 CO₂ 상승에 대한 침입식물·자생식물의 반응을 비교하고, 습지 실험으로 CO₂·질소 증가에 따른 탄소 관련 과정의 변화를 확인했습니다.

  • 가뭄과 CO₂ 상승에 대한 침입식물·자생식물의 반응 — Sobuj et al. (2024), NeoBiota · IF 3.2 · JCR 상위 26.0%.

  • CO₂·질소 증가에 따른 DOC 방출과 토양 페놀성 물질 변화 — Byun et al. (2020), Ecoscience · IF 1.0 · JCR 상위 84.9%.

연구 접근법

• 온실·야외 실험, 현장 모니터링과 전국 식생자료 분석을 연결하고, 통계 분석과 종 분포 모델링을 활용합니다. 이를 통해 군집 수준의 기작과 광역적 경향을 함께 해석하고, 보전·복원 전략의 현장 적용성과 지속성을 평가합니다.

핵심 키워드

• #군집 조립 #생물 저항성 #침입 식물 관리 #생태 복원
  #식물 다양성 #생물 다양성 보전 #기후 변화 #식물 토양 상호작용

• We study plant diversity, biological invasions, and ecological restoration in the era of climate change. We investigate community assembly and plant–soil interactions to inform biodiversity conservation and the restoration of ecosystem functions and services.

1. Community Assembly and Biotic Resistance

• We investigate how species composition, diversity, functional traits, and arrival order shape plant communities and their resistance to invasion. We examine the mechanisms of biotic resistance, through which native plant communities suppress invasion, and how their effects vary with environmental conditions and spatial scale.

• Research highlights: We showed that restoring functionally diverse plant communities enhances invasion resistance, while native seed density and invasive species arrival order independently affect biotic resistance.

  • Restoring functionally diverse wetland communities — Byun et al. (2020), Journal of Ecology · IF 6.3 · JCR top 9.8%.

  • Independent effects of seed density and arrival order — Lee et al. (2025), Journal of Applied Ecology · IF 5.3 · JCR top 9.1%.

2. Invasive Plant Management and Ecological Restoration

• We connect invasive alien plant control with native vegetation recovery to reduce reinvasion and sustain restoration outcomes. We evaluate field applications of Seed Flat, an advanced seed-based restoration technology. We also pursue research on endangered species restoration, linking site selection, propagation, and reintroduction to habitat requirements.

• Research highlights: We developed restoration approaches combining selective removal with native seed mixtures and investigated high-pressure water spraying as a non-chemical control method.

  • Invasion suppression and biodiversity recovery through selective removal and native seeding — Byun & Singh (2025), Journal of Environmental Management · IF 9.2 · JCR top 9.4%.

  • High-pressure water spraying for invasive plant control — Byun et al. (2025), Journal of Environmental Management · IF 9.2 · JCR top 9.4%.

3. Plant Diversity and Conservation

• We use nationwide vegetation data, habitat information, and functional traits to analyze plant diversity patterns, hotspots, and their environmental drivers. We evaluate priority areas and plant taxa for conservation based on species and functional diversity, providing ecological evidence for in situ and ex situ conservation.

• Research highlights: Our nationwide vegetation analyses identified a negative association of native plant richness with alien cover rather than alien richness, and mapped plant diversity hotspots and environmental correlates to inform conservation prioritization.

  • Scale-dependent diversity–invasion relationships and the importance of alien cover — Byun et al., Plant Diversity · Accepted · IF 5.9 · JCR top 11.6%.

  • Plant diversity patterns, hotspots, and environmental correlates in Korea — Byun et al., Biological Conservation · Under major revision · IF 5.1 · JCR top 13.0%.

4. Climate Change and Plant–Soil Interactions

• We study how invasive alien and native plants respond to elevated CO₂ and drought. We aim to link plant growth and resource allocation with root-mediated allelopathy and interactions involving arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) to explain how climate change alters plant competition and biotic resistance. This research will inform climate-adaptive conservation and restoration.

• Research highlights: We compared invasive and native plant responses to drought and elevated CO₂ through meta-analysis and demonstrated changes in carbon-related processes under elevated CO₂ and nitrogen in wetland experiments.

  • Invasive and native plant responses to drought and elevated CO₂ — Sobuj et al. (2024), NeoBiota · IF 3.2 · JCR top 26.0%.

  • Changes in DOC release and soil phenolics under elevated CO₂ and nitrogen — Byun et al. (2020), Ecoscience · IF 1.0 · JCR top 84.9%.

Research Approach

• We combine greenhouse and field experiments, field monitoring, and nationwide vegetation data analysis with statistical methods and species distribution modeling. These approaches connect community-level mechanisms with broad-scale patterns and help evaluate the field applicability and persistence of conservation and restoration outcomes.

Keywords

• #Community Assembly #Biotic Resistance #Invasive Plant Management #Ecological Restoration
  #Plant Diversity #Biodiversity Conservation #Climate Change #Plant Soil Interactions

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, 생태복원과 생물저항성이 기존 논문의 주요 주제로 나타나며, 군집 조립·우선권 효과·제한적 유사성 등 군집생태학 이론과 다양성–상호작용 모형·구조방정식모형 등 정량 분석 기법이 이를 뒷받침합니다.

This word cloud summarizes the research identity of the Plant Ecology Lab, drawn from the keywords of 35 lead-author papers Chaeho Byun published between 2008 and 2026; larger words appear in more papers. Invasive plant management, ecological restoration, and biotic resistance are prominent themes in these publications, supported by community ecology concepts such as community assembly, priority effects, and limiting similarity, and quantitative methods such as diversity–interaction models and structural equation modeling.

진행중 연구 프로젝트  

Current Research Projects 

연구비 수주 총 15억 2,300만 원(6개 과제, 본인 배분 기준) · 진행 중 3개 과제 9억 원 

Total research funding (own share): KRW 1,523 million (approx. US$1.1M) across six projects · three active projects totaling KRW 900 million 

1. 한국연구재단, 중견연구사업 (2022R1A2C1003504)

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

• 펀딩 금액: 사업비 기준 7.3억

• 펀딩 기간: 5년 동안 (2022.03.01~2027.02.28)

• 연구책임자: 변채호 교수

• 참여연구원: Dr. Kripal Singh, Dr. Norul Sobuj, Dr. Sujan Balami, 정양진, 이장호, 정다희, 김민주, 이동찬 등

1. Mid-Career Researcher Program, the National Research Foundation of Korea (NRF) grant funded by the Korean government (MSIT) (2022R1A2C1003504).

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

• Funding amount: KRW 730 million

• 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, Yangjin Jeong, Jangho Lee, Dahui Jeong, 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: 사업비 기준 1억2천만원

• 펀딩 기간: 3년 동안 (2024.05.01~2027.04.30)

• 연구책임자: 변채호 교수 

• 참여연구원: Dr. Kripal Singh, Dr. Sujan Balami, 이장호, 정다희, 이동찬 등. 

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

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

• Funding amount: KRW 120 million 

• 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, Dongchan Lee, etc.

3. 국제생태복원학회 (SER) & 마이크로소프트 사, 생태복원사업

• 프로젝트명: 큰부리큰기러기 서식지를 위한 습지 복원

• 펀딩 금액: 총 사업비 1억 9,000만 원 중 본인 배분 5,000만 원 

• 펀딩 기간: 3년 동안 (2025.06.01~2028.05.31)

• 책임급 참여연구원: 변채호 교수 

• 보조참여연구원: Dr. Sujan Balami, 이동찬, 김민주 등

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

• Project title: Restoration of Taiga Bean Goose Wetland Habitat

• Funding amount: own share KRW 50 million of KRW 190 million total 

• Funding duration: 3 years (2025.06.01~2028.05.31)

• Participating Researcher (Principal level): Prof. Chaeho Byun

• Supporting Research Participants: Dr. Sujan Balami, Dongchan Lee, Minju Kim, etc.

• 종료된 연구 과제 

• Past Research Grants

• 2021.10–2023.12. 책임급 참여연구원, 환경부 환경기술개발사업(2021002270004) — 「생태계 교란 식물 제거 최적화 기술 개발(2단계)」. 총 사업비 34억 5천만원 중 본인 배분 3억 3,500만 원, 2년 3개월간. 

• 2018.03–2021.02. 연구책임자(PI), 한국연구재단 신진연구사업(2018R1C1B6005351), 과학기술정보통신부(MSIT) 지원 — 「침입식물의 침입 원인·영향과 침입에 대한 생물저항성의 역할 규명」. 사업비 2억 5,500만 원, 3년간.

• 2015.11–2016.10. 연구책임자(PI), 한국연구재단 학문후속세대양성사업(2015R1A6A3A01058185), 교육 지원 — 「대체식물의 생태 복원을 통한 수도권 침입식물 관리」. 사업비 3,300만 원, 1년간.

• 2021.10 to 2023.12. Participating Researcher (Principal level), Research funding of environment technology development project (2021002270004) from Ministry of Environment "Optimization Technology Development for Removal of Invasive Alien Plants (Phase 2)" (own share KRW 335 million of KRW 3,450 million total, two years and three months) 

• 2018.03 to 2021.02. PI, Research funding of Young Researcher Program (2018R1C1B6005351) National Research Foundation of Korea (NRF) grant funded by the Korean government (MSIT)
  “Determining invasion causes and impacts of invasive plants and roles of biotic resistance against invasive plants”
  (KRW 255 million, three years) 

• 2015.11 to 2016.10. PI, Research funding of Academic Successive Generation Training Project (2015R1A6A3A01058185) of National Research Foundation of Korea (NRF) grant funded by the Korean government (Ministry of Education), “Management of invasive plant in Seoul Metropolitan region through ecological restoration of alternative plants”
  (KRW 33 million, one year) 

• 향후 연구 방향 

• Future Research Directions 

• 규모 의존성과 단계적 규모 복원. 복원 성과는 실험 규모와 현장 조건에 따라 달라질 수 있습니다. 우리 연구실은 다양한 규모의 실험과 장기 모니터링을 연계하여, 침입 저항성과 자생식물 회복을 높이는 복원 전략을 평가하고자 합니다.

• 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 출원한 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 outcomes can vary with experimental scale and field conditions. We aim to link experiments across spatial scales with long-term monitoring to evaluate restoration strategies that strengthen resistance to invasion and promote native plant recovery.

• 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 patent-pending Seed Flat technology and volunteer-led restoration. The aim is a translational ecology that unites theoretical rigor with practical environmental problem-solving.