현생화분을 이용한 화석화분기반의 정량적 고기후 복원: 연구방법 소개 및 사례연구

1. 서 론

기후변화는 생태계의 변화에 영향을 주는 아주 중요한 요인이다. 화분학(palynology)은 퇴적층에 함유된 화분, 포자 등을 추출하여 연구하는 미고생물학의 한 분야로 기후변화를 추정할 수 있는 유용한 학문이다. 이러한 장점으로 현재까지 한국에서도 화석화분을 대상으로 다양한 정성적인 연구가 진행되었다(Yi et al., 2008; Yi and Kim, 2009; Yoon and Hwang, 2011; Park et al., 2019).

모식물이 자연 기후환경에 지배를 받음으로써 식물이 생산하는 화분 역시 퇴적 당시의 지역적인 기후환경을 반영한다. 표층 시료의 현생화분은 현재의 기후를 직접적으로 반영하고 있으므로 서로 대비시켜 전달 함수를 생산해내고, 이를 제4기 화석화분 자료에 적용시켜 과거의 기후를 정량적으로 재구성하는 방법이 활발히 연구되었다(e.g., Prentice et al., 1996; Davis et al., 2003; Herzschuh et al., 2010).

한반도에서는 강원도, 경상도 및 제주도의 산지에서 현생화분군집을 이용해 정량적인 고온도 수치자료를 복원한 연구가 이루어졌지만(Park, 2011; Park and Park, 2014), 강수량에 대한 정량적 복원은 이루어지지 않았다. 보다 더 정확하고 정밀한 고기후 복원을 위해서는 현재의 기후를 반영할 수 있는 정확하고 풍부한 현생화분 군집 자료가 필수적이다. 그러나 아직까지 한반도의 현생화분 자료는 다소 부족한 상황이다. 또한 고기후의 정량적 복원을 위해서는 현생화분 군집과 대응하는 정확한 기후자료가 필요하다. 이를 위해서는 한반도 특성에 맞는 기후 보간 자료가 필요한데, 30년 평년의 100 m 해상도의 보간법은 아직 한반도에서 연구된 바가 없다.

이미 동아시아의 경우 한반도를 제외한 거의 모든 지역에서 현생화분에 대한 정보 자료가 구축(D/B) 되고 있으며, 이에 대한 연구가 활발히 진행 중이다(Zheng et al., 2014). 한반도의 현생화분 정보 자료가 구축된다면 동아시아 광역적인 고기후 연구에 많은 기여를 할 것으로 생각된다. 앞서 언급한 바와 같이 정확하고 정밀한 정량적 고기후 복원을 위해서는 한반도에 적합한 고해상도의 보간법이 필요하며 한반도의 기후를 반영할 수 있는 충분히 많은 현생화분 군집 자료가 반드시 필요하다. 따라서 본 연구는 100 m 고해상도 보간법을 분석한 후, 한반도의 특성에 적합한 보간법을 선정하여 간략하게 소개하고자 한다. 또한 선정된 방법을 지리산 왕등재늪에서 발표된 화석화분 자료에 적용하여 정량적 고기후 복원의 신뢰성을 검증하고자 한다.

2. 연구지역 및 방법

한반도 남부에 위치하는 지리산(그림 1)의 표층 퇴적물을 이용하여 화분분석을 실시하였다. 지리산은 한반도의 경상남도 함양군, 산청군, 하동군, 전라남도 남원시와 구례군에 걸쳐 분포하며 해발고도는 1,915 m이다. 고도에 따라 온대 남부림부터 고산대림이 관찰되며 식생 변화가 뚜렷하게 나타난다(Kim et al., 1991). 지리산의 최근 5년(2006~2010) 간의 연평균기온과 연강수량은 각 13℃, 1,520.9 mm이다(Gwon et al., 2013).

Fig. 1.

(a) Location map of the Korean Peninsula showing the study area. (b) Sampling site, Jungsanri valley and Wangdeungjae moor in Mt. Jiri.

2.1 표층시료 채집 및 화분분석

현생화분과 기후요소의 관계를 파악하기 위해서는 퇴적물에 포함된 화분이 국지적인 식생을 잘 반영해야만 한다. 본 연구에서는 인위적인 식재 등의 인간 활동 영향이 적은 700~1,800 m 지점의 비등산로를 선정하여 주변 식생의 화분을 반영하도록 임관층(canopy layer)이 열려있고 교목과 관목의 밀도가 높지 않은 지점에서 100 m 고도 간격으로 시료를 채취하였다(표 1). 표층 퇴적물의 채취는 사각 금속 틀(10×10×2.5 cm)을 이용하여 동일한 부피의 시료를 채취하였다.

Table 1.

Modern pollen sampling coordinates, elevation and Tann, Pann by WorldClim2.1 downscaling in this study. Ji S represents Jirisan southface. Ji S (B) indicates samples taken from bamboo forest.

건조된 3 g의 시료는 표준화분 실험절차(Moore et al., 1991)에 따라 박편을 제작하였다. 염산(30% 농도)과 불산(45%) 반응 처리를 통해 석회질과 규질 물질을 제거하였으며, 수산화칼륨(10%)을 이용해 불필요한 섬유질이나 부식 물질을 제거하였다. 화분의 입자크기보다 크거나 작은 입자를 제거하기 위해 100 µm와 10 µm 금속 체로 습식 체질하였다. 화분 입자의 농집도를 높이기 위해 초산 분해와 비중처리를 추가 진행하였다. 농집된 화분 입자는 에탄올(99%)을 이용해 잔여 수분을 제거한 후 글리세린 젤리를 이용하여 슬라이드 박편을 제작하였다. 각 시료의 화분 농집도는 석송속 포자(Lycopodium, 27,637 spores/1 tablet) 2알을 첨가하여 계산하였다.

2.3 화석화분 자료 및 정량적 복원 기법

본 연구에서 과거 기후의 정량적 복원을 위해 지리산 왕등재늪(35°23'40'' N, 127°47'30'' E)에서 보고된 화석화분 자료(Kim and Lee, 2005; Lee, 2005)를 사용하였다. 화석화분의 연대는 퇴적토의 5, 10, 14 cm 부분을 가속질량분석기(Accelerator Mass Spectrometer, AMS)를 이용한 방사성탄소연대 추정법(¹⁴C)으로 실시하였다(Lee, 2005). 측정된 연대는 Clam R 패키지(Blaauw, 2010)를 이용하여 보정하였다(표 2). 본 연구에서 5 cm 이하의 현대 시료는 제외하였다.

Table 2.

AMS 14C dating and calibrated dates from Wangdeungjae moor Core (Lee, 2005).

신뢰도 높은 기후 복원을 위해서는 현생화분 자료의 특성에 따라 적절한 정량적 복원 기법이 필요하다. 정량적 복원 기법에는 군집 접근법과 다변량 보정 접근법이 있다(Birks et al., 2010). 군집 접근법은 분류군들의 상대적인 풍성도를 고려하여 고기후를 복원하는 기법이다. 대표적으로 Modern Analogue Techniques (MAT)가 있다. 다변량 보정 접근법은 현재 존재하는 분석대상의 모든 분류군에 대해 통계적으로 추정하는 접근법이다. 대표적으로 Weighted Averaging-Partial Least Squares (WA-PLS)가 있다.

본 연구에서는 서로 다른 접근법 중 한반도에 더 적합한 고기후 복원 기법을 알아보기 위해 MAT와 WA-PLS를 적용 후 비교하였다. 비교를 위한 신뢰성 평가는 Leave-one-out cross validation (LOOCV)을 이용하였다. 정량적 복원 기법에 사용된 모든 분석은 rioja R 패키지(Juggins, 2017)를 이용하였다.

3. 결 과

3.1 지리산 현생화분

13개의 표층 퇴적물에서 69 분류군의 화분과 포자가 산출되었다. 본 연구에서는 포자를 제외한 화분의 총 합을 100%로 보정하여 분석하였다. 표층 퇴적물의 현생화분 군집은 전체적으로 수목의 비율이 우세하지만, 1,300m 지점과 1,700 m 이상 정상부에서 미약하게 감소한다(그림 2). 이엽 소나무속(Pinus subgen. Diploxylon)은 700~900 m 지점에서 우점(35~50%)하지만 고도가 높아질수록 10~20%로 감소한다. 반면 오엽 소나무속(Pinus subgen. Haploxylon)은 900m 지점을 제외하고는 저고도에서 낮은 산출량(3~5%)을 보이지만, 고도가 높아질수록 증가(10%)하는 경향을 보인다(Plate I, Fig. A, D, E). 낙엽형 참나무속(Quercus subgen. Lepidobalanus)은 전체적으로 풍부하게 산출되며 1,000~1,600 m 지점에서 우점(20~45%)한다. 오리나무속(Alnus, 10%)은 대부분의 시료에서 풍부하게 산출되며 서어나무속(Carpinus, 4%), 자작나무속(Betula, 5%), 물푸레나무속(Fraxinus, 5%) 역시 900 m 이하의 저고도를 제외하고 전체적으로 풍부하게 산출된다. 가문비나무속(Picea, 5%), 전나무속(Abies, 5%), 진달래과(Ericaceae, 5%)는 1,600 m 이상의 아고산대에서 풍부하게 산출된다(Plate I, Fig. B, C, O). 초본식물의 경우, 화본과(Poaceae, 3%), 쑥속(Artemisia, 2%)은 풍부하지는 않지만 전 구간에서 산출되는 반면에 국화과(Asteraceae, 7%)와 십자화과(Cruciferae, 5%)는 1,300 m 이상의 고도에서 주로 산출된다(그림 2).

Fig. 2.

Pollen diagram for selected taxa (sum >10%) in this study.

Plate I.

Microscopic photos of palynofacies (A-B, ×100), aboreal pollen (C-O, ×400) and nonaboreal pollen (P-S, ×400). A, Palynofacies (sample Jiri S 800, altitude 800 m). B, Palynofacies (sample Jiri S 1600, altitude 1600 m). C, Picea. D, Pinus subgen. Haploxylon. E, Pinus subgen. Diploxylon. F, Alnus. G, Betula. H, Carpinus. I, Fraxinus. J, Ilex. K, Pterocarya. L, Quercus subgen. Lapidobalanus. M, Salix. N, Corylus. O, Ericaceae. P & Q, Asteraceae. R, Artemisia. S, Poaceae.

3.2 기후 보간법

WorldClim2.1 기후 자료의 이중선형보간법을 통해 얻어진 값과 Meteoland 패키지를 이용해 평년기후자료(1970~2000년)를 공간 보간한 결과를 검증하기 위하여 AWS 기상데이터(2005~2015년)와 비교하였다(그림 3, 4). AWS 기상데이터에서 관측된 연평균기온과 비교하였을 때 0.6℃ 이하의 차이를 보이는 지점이 WorldClim 2.1 기후 자료가 Meteoland 패키지보다 더 많으며 0.9℃ 이상의 차이를 보이는 지점의 경우, 그 반대의 양상을 보인다(그림 3a). 따라서 WorldClim2.1 기후 자료의 이중선형보간법을 통해 얻어진 값이 AWS 관측값과의 차이가 더 작으므로 실제 기후 값을 잘 모사하는 것으로 나타났다. Meteoland 패키지에서 공간 보간한 평년기후자료는 서울, 부산, 대구 등 도심지역과 태백산맥 지역의 연평균온도를 비교적 정확하게 예측하였지만 제주도 지역을 포함한 나머지 지역에서는 오차가 증가하는 경향을 보인다(그림 4a). 반면 WorldClim2.1 기후 자료는 도심지역에서 연평균온도의 오차가 다소 증가하였지만 전체적으로 관측 값과 유사하게 나타났다(그림 4a).

Fig. 3.

Comparison of the predictive Meteoland and WorldClim2.1 downscaling in Korea. (a) Number of differences in mean annual temperature (Tann) and (b) in annual precipitation (Pann), respectively.

Fig. 4.

Comparison of difference in spatial distributions between the climate value estimated by Meteoland/WorldClim2.1 downscaling and observed AWS. (a) Difference (℃) of Tann between Meteoland (left)/WorldClim2.1 (right) and AWS. (b) Difference (mm) of Pann between Meteoland (left)/WorldClim2.1 (right) and AWS. Black circle is high elevation mountainous region.

연강수량은 두 보간 방법을 통해 얻어진 오차 값이 유사하게 나타났다(그림 3b). Meteoland 패키지에서 산출한 연강수량은 분지지형에서 비교적 정확한 반면에 태백산맥, 지리산, 한라산 등 고도가 높은 지역에서는 관측값과의 오차가 증가하였다(그림 4b). WorldClim2.1 기후 자료 역시 산간 지형에서 오차 값이 증가하는 것으로 나타났지만 Meteoland 패키지에서 산출된 값에 비해 관측된 기후 값을 잘 모사하는 것으로 나타났다(그림 4b).

3.3 정량적 복원 기법 비교 및 화분 기반 기후자료 생산

WorldClim2.1 기후 자료의 이중선형보간법을 통해 얻어진 기후 값과 표층 퇴적물의 화분 군집을 이용하여 MAT와 WA-PLS의 통계적 신뢰도를 검증하였다(표 3). MAT 기법을 통해 얻어진 연평균기온(T_ann)의 평균 제곱근 오차(root mean square error)는 0.63℃, 최대 편향(maximum bias)은 0.92 ℃이며 결정계수(r²)는 0.773이다. 연강수량(P_ann)의 평균 제곱근 오차는 45.76 mm, 최대 편향은 71.43 mm이며, 결정계수는 0.777이다. WA-PLS의 경우 5번째의 요소가 가장 신뢰성이 있으며 연평균기온의 평균 제곱근 오차는 0.02℃, 최대 편향은 0.05℃이며 결정계수는 0.999이다. 연강수량의 평균 제곱근 오차는 1.11 mm, 최대 편향은1.78 mm이며 결정계수는 0.999이다.

Table 3.

Model performance statistics as assessed by leave-one-out cross-validation for the first five components of WA-PLS and MAT pollen-climate transfer functions in Mt. Jiri. The selected models are shown in bold.

MAT의 산점도(그림 5a, 6a)를 보면 연평균기온과 강수량 모두 낮은 값에서 과대평가되며 높은 값에서 과소평가되는 경향이 보인다. 연평균기온의 잔차는 -1.0~1.0℃의 범위를 가지며, 연강수량의 잔차는 -80~80 mm의 범위를 가진다. 반면에 WA-PLS의 산점도(그림 5b, 6b)는 예측 값과 관측 값 사이에 강한 상관관계를 보여주며, 잔차 역시 거의 존재하지 않는다. 이는 지리산 현생화분을 통한 전달 함수는 MAT보다 WA-PLS가 더 적합함을 보여준다.

Fig. 5.

Scatter plot of (a) Observed Tann (℃) vs. MAT estimated Tann (℃) and residuals (℃), (b) Observed Tann (℃) vs. WA-PLS estimated Tann (℃) and residuals (℃).

Fig. 6.

Scatter plot of (a) Observed Pann (mmmm) vs. MAT estimated Pann (mmmm) and residuals (mmmm), (b) Observed Pann (mm) vs. WA-PLS estimated Pann (mmmm) and residuals (mmmm).

WA-PLS를 통해 도출한 전달 함수를 지리산 왕등재늪의 화석화분 데이터에 적용하여 과거 1000년 동안의 온도와 강수량을 복원하였다(그림 7). AD940~1150년 동안 8.5~9.3℃이던 기온은 1150년 이후 6.5 ℃까지 급감하였다. 1300년 이후로는 상승과 하강을 반복하지만 꾸준히 증가하는 경향을 보인다. 강수량은 1150년 이후 1,760 mm까지 급격히 증가하고 이후 꾸준히 감소하는 경향을 보인다.

Fig. 7.

Pollen-based quantitative paleoclimate reconstruction (PqPR) from the Wangdeungjae moor pollen records; Tann (a) and Pann (b).

Table 4.

Paleohydroclimate records in fig. 8. Site numbers are ordered from east to west for each wetness (modified from Cheng et al., 2015; Park et al., 2017).

4. 토 의

4.3 지리산 왕등재늪 정량적 고기후 복원

과거 1000년 동안의 고기후 복원은 많은 연구자들에 의해 연구되고 있으며 특히 소빙기에 대한 다양한 연구들이 존재한다(Mann et al., 2008; 2009; Yan et al., 2011; Cheng et al., 2015; Oppo et al., 2009; Park, 2018; Zhang et al., 2018). 중세온난기는 약 950~1250년의 기간 동안 지속된 온난한 시기이며 소빙기는 중세온난기 이후 기온이 감소하는 불안정한 시기였다. 그러나 지역에 따라 다양한 양상으로 나타나므로 전 지구적인 현상인가에 대해서는 아직도 의견이 다양하다(Mann et al., 2009). 지리산 현생화분을 이용하여 고기후를 복원한 본 연구의 결과에 따르면, 약 1150년부터 급격히 기온이 감소한다(그림 7). 이는 기존의 다른 연구에서 중세온난기가 끝난 후 기온이 급감하는 시기와 비슷하다(Mann et al., 2008; Oppo et al., 2009; Shi et al., 2012). 특히 한반도 중부의 동해안 석호에서 분석한 정량적 화분분석 연구의 소빙기와 일치한다(Park, 2011).

왕등재늪에서 중세온난기로 추정되는 시기에 강수는 낮았으며 기온의 감소와 동시에 강수량이 증가하였다. 이는 일반적으로 알려진 동아시아 내륙의 소빙기 강수량 감소(Xiao et al., 2008; Chu et al., 2009)와는 다른 양상을 보이고 있다. 최근 다양한 프록시를 이용해 연구한 결과 동아시아 내륙과 달리 해안에서는 소빙기 동안 강수가 증가(Cheng et al., 2015; Park, 2017)하는 경향이 확인되었다(그림 8). 이는 태평양 해수의 영향을 받는 인도네시아, 동태평양 지역과 비슷한 양상을 보이며(그림 9), 본 연구와도 상당부분 일치한다. 태평양 해수의 온도는 장주기성 엘니뇨현상과 밀접한 시기에 동태평양의 해수의 온도가 상승(하강)하고 이에 따른 증가된(감소된) 수증기로 인해 강수는 증가(감소)하는 관계를 가진다. 엘니뇨가 강하(약하)면 반대로 서태평양의 해수면 온도가 하강(상승)하며 수증기가 감소하여(증가하여) 여름철 열대성 저기압의 세력이 약해(강해)지고 강수는 감소(증가)한다(Kug et al., 2010). 또한 동시기에 북서태평양은 온도가 상승(하강)하여 서태평양 지역에 반시계방향(시계방향)의 기류가 형성되어 태풍의 이동을 방해(용이하게)한다(Son et al., 2016; Park, 2018). 동태평양 갈라파고스 지역의 강수가 증가할 때 서태평양 지역의 강수가 감소하며, 반대의 경우도 동일한 것을 확인할 수 있다(그림 9). 이러한 경향이 지리산의 고산 늪지에서도 보이는 것으로 보아 한반도 남부의 지리산 동쪽 일대 역시 장주기성 엘니뇨현상에 영향을 받는 것으로 추정된다. 하지만 지리산은 해안까지 약 90 km의 거리가 있으며 내륙 산간지역이다. 중국 내륙의 해안까지의 거리가 800 km 이상인 지점들은 소빙기에 강수가 감소하였지만, 내륙일지라도 해안까지의 거리가 300~400 km 떨어진 중국의 지역들은 소빙기에 강수가 증가하였다(그림 8). 이러한 것으로 보아 장주기성 엘니뇨현상에 의한 영향이 아주 광범위하며 해안과의 거리가 있는 지역에도 충분히 영향을 미칠 수 있다고 여겨진다. 따라서 지리산을 비롯한 한반도 남부의 내륙 산간 지역들 역시 충분히 해양의 영향을 받을 수 있다고 생각한다.

Fig. 8.

Location of wetness records from the multi-proxy data during LIA. Blue, red, and black color represents wet, dry, and moderate, respectively (modified from Cheng et al., 2015; Park et al., 2017). Information of the sites is given in Table. 4.

Fig. 9.

ENSO driven wetness variability reconstruction from (a) PqPR of Mt. Jiri, Korea, (b) sand (%) reversal records of El junco Lake, Galapagos (Conroy et al., 2008), and (c) δ18Osw of marine sediment cores from Makassar Strait, Indonesia (Oppo et al., 2009).

지리산 왕등재늪에서 복원한 고기후는 중세온난기의 마지막과 소빙기의 기후변화 추세를 반영하고 있다. 하지만 단순히 강수와 기온이 반대로 나타나는 양상을 보이며 중세온난기에서 소빙기로 넘어가는 큰 이벤트 외의 작은 변동들은 반영하지 않는다(그림 7). 또 왕등재늪과 기존 연구(Mann et al., 2009; Yan et al., 2011)의 소빙기의 시작 시기 및 최저 온도시기에 차이가 존재한다. 이는 코어시료의 연대자료 부족, 현생화분 데이터의 부족 때문인 것으로 보인다. 시추코어의 연대자료는 해당 시대의 정확한 고기후 해석에 중요한 자료로 활용되므로 향후 해당 지역에서 보다 정밀한 고기후 복원을 위해서는 더 많은 연대 자료가 필요하다. 또한 지리산은 고도가 상승하면서 일정하게 기온은 감소하고 강수는 증가한다. 다양한 지역에 대한 기후정보가 아닌, 단일한 산에 대한 일률적인 기후 정보가 현생화분 데이터와 대응되어 기온과 강수가 단순히 반대의 양상으로 나타나게 하는 원인이 된다. 또한 현생화분과 화석화분 간 대응하는 종의 수가 적으면 적을수록 일정 종의 환경 특성에 의존하게 되어 분석 결과에 왜곡이 일어날 수 있다. 이를 해결하기 위해서는 다양한 지역의 다양한 기후 값과 현생화분 군집에 대한 데이터가 필수적이다.

5. 결 론

한반도 남부 지리산 지역의 현생화분을 바탕으로 고기후를 정량적으로 복원하는 연구를 수행하였다. 한반도의 기후를 고해상도로 보간하는 방법에서는 WorldClim2.1에서 제공하는 기후 자료를 이중선형보간법으로 다운 스케일링하는 방법이 Meteoland 패키지보다 더 정확하게 평가되었다. WorldClim2.1 보간법으로 생산한 연평균기온, 연강수량 자료와 지리산 현생화분 자료를 바탕으로 기후 전달함수를 생성하는 MAT과 WA-PLS를 실행한 결과, WA-PLS가 더 적합한 기법인 것으로 평가되었다.

획득된 전달함수를 지리산 왕등재늪의 화석화분에 적용시킨 결과, 약 1,150년이 중세온난기와 소빙기의 경계 시기인 것으로 추정되었다. 왕등재늪은 해발 960 m 지점의 고산습지이며 비교적 내륙에 위치하지만, 장주기성 엘니뇨의 영향으로 소빙기에 강수가 증가했던 것으로 판단된다. 본 연구와 기존 연구의 소빙기 최저 온도 시기가 다른 것은 아마도 연대자료의 해상도에 기인한 것으로 생각된다. 또한 현생화분 데이터 수에 의존하는 화분군집 변수와 기후 변수의 부족으로 정량적인 고기후 복원에 왜곡을 일으켰을 가능성도 있다. 이러한 문제들을 해결하기 위해서는 향후 연구 지역에서의 신뢰성 있는 연대자료 기반의 화분화석 분석이 수행되어야 하며 충분한 한반도의 현생화분 자료를 구축하여 데이터베이스화 시켜야 할 것이다.

WorldClim2.1 기후 자료를 이용하여 한반도에서도 고해상도 기후 자료를 생산할 수 있다는 것을 확인하였다. 이는 향후 화분뿐만 아니라 다양한 프록시 자료를 이용한 고기후 복원에 매우 기여할 것으로 기대된다. 또한 WA-PLS는 높은 신뢰도를 보였으며 이는 한반도의 현생화분 자료와 기후 자료를 이용하여 정량적 고기후 자료를 복원할 수 있다는 것을 의미한다. 향후 추가 연구를 통해 한반도 남부지역 뿐만 아니라 전역의 현생화분 자료를 획득할 수 있다면 한반도의 고기후 복원에 중요한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 생각한다.

Acknowledgments

본 연구는 한국지질자원연구원의 주요과제인 “지질 기록체를 활용한 한반도 아열대화 규명 연구: 중기 홀로세 기후-특성 평가(GP2017-013)와 국토지질조사 및 지질도·지질주제도 작성 발간(GP2020-003)”의 일한으로 수행되었다. 이 논문의 심사과정을 통하여 논문의 질적 향상에 도움을 주신 익명의 심사위원께 진심으로 감사를 드립니다.

References

• Birks, H.J.B., 1998, Numerical tools in paleolimnology-Progress, potentialities, and problems. Journal of Paleolimnology, 20, 307-332. [https://doi.org/10.1023/A:1008038808690]
• Birks, H.J.B., Heiri, O., Seppä, H. and Bjune, A.E., 2010, Strengths and Weaknesses of Quantitative Climate Reconstructions Based on Late-Quaternary. The Open Ecology Journal, 3, 68-110. [https://doi.org/10.2174/1874213001003020068]
• Birks, H.J.B. and Seppä, H., 2004, Pollen-based reconstructions of late-Quaternary climate in Europe-progress, problems, and pitfalls. Acta Palaeobotanica, 44, 317-334.
• Blaauw, M., 2010, Methods and code for ‘classical’ age-modelling of radiocarbon sequences. Quaternary Geochronology, 5, 512-518. [https://doi.org/10.1016/j.quageo.2010.01.002]
• Cai, Y., Tan, L., Cheng, H., An, Z., Edwards, R.L., Kelly, M.J., Kong, X. and Wang, X., 2010, The variation of summer monsoon precipitation in central China since the last deglaciation. Earth Planetary Science Letters, 291, 21-31. [https://doi.org/10.1016/j.epsl.2009.12.039]
• Cheng, J., Che, F., Feng, S., Huang, W., Liu, J. and Zhou, A., 2015, Hydroclimatic changes in China and surroundings during the Medieval Climate Anomaly and Little Ice Age: spatial patterns and possible mechanisms. Quaternary science reviews, 107, 98-111. [https://doi.org/10.1016/j.quascirev.2014.10.012]
• Chu, G., Liu, J., Sun, Q., Lu, H., Gu, Z., Wang, W. and Liu, T., 2002, The 'Mediaeval warm period' drought recorded in Lake Huguangyan, tropical South China. The Holocene, 12, 511-516. [https://doi.org/10.1191/0959683602hl566ft]
• Chu, G., Sun, Q., Wang, X., Li, D., Rioual, P., Qiang, L., Han, J. and Liu, J., 2009, A 1600 year multiproxy record of paleoclimatic change from varved sediments in Lake Xiaolongwan, northeastern China. Journal of geophysical research, 114, D22108. [https://doi.org/10.1029/2009JD012077]
• Conroy, J.L., Overpeck, J.T., Cole, J.E., Shanahan, T.M. and Steinitz-Kannan, M., 2008, Holocene changes in eastern tropical Pacific climate inferred from a Galápagos lake sediment record. Quaternary Science Reviews, 27, 1166-1180. [https://doi.org/10.1016/j.quascirev.2008.02.015]
• Davis, B.A.S., Brewerb, S., Stevensona, A.C. and Guiotc, J., 2003, The temperature of Europe during the Holocene reconstructed from pollen data. Quaternary Science Reviews, 22, 1701-1706. [https://doi.org/10.1016/S0277-3791(03)00173-2]
• De Cáceres, M., Martin‐StPaul, N., Turco, M., Cabon, A. and Granda, V., 2018, Estimating daily meteorological data and downscaling climate models over landscapes. Environmental Modelling and Software, 108, 186-196. [https://doi.org/10.1016/j.envsoft.2018.08.003]
• Deng, W., Liu, X., Chen, X., Wei, G., Zeng, T., Xie, L. and Zhao, J.-X., 2016, A comparison of the climates of the medieval climate anomaly, little ice age, and current warm period reconstructed using coral records from the northern South China Sea. Journal of Geophysical Research: Oceans, 122, 264-275. [https://doi.org/10.1002/2016JC012458]
• Fick, S.E. and Hijmans, R.J., 2017, WorldClim 2: new 1km spatial resolution climate surfaces for global land areas. International Journal of Climatology, 37, 4302-4315. [https://doi.org/10.1002/joc.5086]
• Gates, J.B., Edmunds, W.M., Ma, J.Z. and Sheppard, P.R., 2008, A 700-year history of groundwater recharge in the drylands of NW China. The Holocene, 18, 1045-1054. [https://doi.org/10.1177/0959683608095575]
• Guiot, J., 1990, Methodology of the last climatic cycle reconstruction in France from pollen data. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 80, 49-69. [https://doi.org/10.1016/0031-0182(90)90033-4]
• Gwon, J.-H., Sin, M.-K., Kwon, H.-J. and Song, H.-K., 2013, A study on the forest vegetation of Jirisan national park. Journal of the Korea Society of Environmental Restoration Technology, 16, 93-118 (in Korean with English abstract). [https://doi.org/10.13087/kosert.2013.16.5.93]
• He, B., Zhang, S. and Cai, S., 2003, Climatic changes recorded in peat from the Dajiu Lake basin in Shennongjia since the last 2600 years. Marine Geology and Quaternary Geology, 23, 109-115 (in Chinese with English abstract).
• Hellman, S., Bunting, M.J. and Gaillard, M.-J., 2009, Relevant source area of pollen in patchy cultural landscapes and signals of anthropogenic landscape disturbance in the pollen record: A simulation approach. Review of Paleobotany and Palynology, 153, 245-258. [https://doi.org/10.1016/j.revpalbo.2008.08.006]
• Herzschuc, U., Birks, H.J.B., Mischke, S., Zhang, C. and Böhner, J., 2010, A modern pollen-climate calibration set based on lake sediments from the Tibetan Plateau and its application to a Late Quaternary pollen record from the Qilian Mountains. Journal of Biogeography, 37, 752-766. [https://doi.org/10.1111/j.1365-2699.2009.02245.x]
• Hijmans, R.J., 2020, raster: Geographic Data Analysis and Modeling. R package version 3.3-7 https://CRAN.R-project.org/package=raster, .
• Hou, J.Z., Tan, M., Cheng, H. and Liu, T.S., 2003, Stable isotope records of plant cover change and monsoon variation in the past 2200 years: evidence from laminated stalagmites in Beijing. China Boreas, 32, 304-313. [https://doi.org/10.1111/j.1502-3885.2003.tb01085.x]
• Hu, C., Henderson, G.M., Huang, J., Xie, S., Sun, Y. and Johnson, K.R., 2008, Quantification of Holocene Asian monsoon rainfall from spatially separated cave records. Earth and Planetary Science Letters, 266, 221-232. [https://doi.org/10.1016/j.epsl.2007.10.015]
• Juggins, S., 2017, rioja: Analysis of Quaternary Science Data, R package version 0.9-21 (http://cran.r-project.org/package=rioja, ).
• Kim, G.S. and Choi, I.S., 1987, A preliminary study on long-term variation of unusual climate phenomena during the past 1000 years in Korea. The Climate of China and Global Climate. In:Ye, D., Fu, C., Chao, J. and Yoshino, M. (Eds.), Springer, New York, 30-37.
• Kim, J.G. and Lee, Y.W., 2005, Recent vegetation history and environment changes in Wangdeungjae moor of Mt. Jiri. The Korean Journal of Ecology, 28, 121-127. [https://doi.org/10.5141/JEFB.2005.28.3.121]
• Kim, J.S., Kim, G.T. and Joo, H.R., 1991, The actual vegetation of nature ecology conservation area in Mt. Chiri. Korean journal of Environment and Ecology, 5, 9-24.
• Kug, J.-S., Ahn, M.-S., Sung, M.-K., Yeh, S.-W., Min, H.-S. and Kim, Y.-H., 2010, Statistical relationship between two types of El Niño events and climate variation over the Korean Peninsula. Asia-Pacific Journal of Atmospheric Sciences, 46, 467-474 (in Korean with English abstract). [https://doi.org/10.1007/s13143-010-0027-y]
• Kuo, T.-S., Liu, Z.-Q., Li, H.-C., Wan, N.-J., Shen, C.-C. and Ku, T.-L., 2011, Climate and environmental changes during the past millennium in central western Guizhou, China as recorded by stalagmite ZJD-21. Journal of Asian Earth Science, 40, 1111-1120. [https://doi.org/10.1016/j.jseaes.2011.01.001]
• Lee, Y.W., 2005, Recent vegetation history and environmental changes in Wangdeungjae moor of Mt. Jiri. M.S. thesis, Seoul National University, Seoul, 46 p (in Korean with English abstract).
• Li, D.L., Jiang, H., Li, T.G. and Zhao, M.X., 2011, Late Holocene paleoenvironmental changes in the southern Okinawa Trough inferred from a diatom record. Chinese Science Bulletin, 56, 1131-1138. [https://doi.org/10.1007/s11434-011-4369-3]
• Li, H.-C., Lee, Z.-H., Wan, N.-J., Shen, C.-C., Li, T.-Y., Yuan, D.-X. and Chen, Y.-H., 2011, The δ¹⁸O and δ¹³C records in an aragonite stalagmite from Furong Cave, Chongqing, China: a-2000-year record of monsoonal climate. Journal of Asian Earth Science, 40, 1121-1130. [https://doi.org/10.1016/j.jseaes.2010.06.011]
• Li, Y., Nielsen, A.B., Zhao, X., Shan, L., Wang, S., Wu, J., Zhou, L., 2015, Pollen production estimates (PPEs) and fall speeds for major tree taxa and relevant source areas of pollen (RSAP) in Changbai Mountain. Review of Paleobotany and Palynology, 216, 92-100. [https://doi.org/10.1016/j.revpalbo.2015.02.003]
• Liu, J.B., Chen, F.H., Chen, J.H., Xia, D.S., Xu, Q.H., Wang, Z.L. and Li, Y.C., 2011, Humid medieval warm period recorded by magnetic characteristics of sediments from Gonghai Lake, Shanxi, North China. Chinese Science Bulletin, 56, 2464-2474. [https://doi.org/10.1007/s11434-011-4592-y]
• Liu, L., Wang, W., Chen, D., Niu, Z., Wang, Y., Cao, X. and Ma, Y., 2020, Soil-surface pollen assemblages and quantitative relationships with vegetation and climate from the Inner Mongolian Plateau and adjacent mountain areas of northern China. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 543, 109600. [https://doi.org/10.1016/j.palaeo.2020.109600]
• Ma, J. and Edmunds, W.M., 2006, Groundwater and lake evolution in the Badain Jaran desert ecosystem, Inner Mongolia. Journal of hydrology, 14, 1231-1243. [https://doi.org/10.1007/s10040-006-0045-0]
• Man, Z.M., 2009, Research on climate change during historical times in China. Shandong Education Press, Ji'nan.
• Mann, M.E., Zhang, Z., Hughes, M.K., Bradley, R.S., Miller, S.K., Rutherford, S. and Ni, F., 2008, Proxy-based reconstructions of hemispheric and global surface temperature variations over the past two millennia. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 105, 13252-13257. [https://doi.org/10.1073/pnas.0805721105]
• Mann, M.E., Zhang, Z., Rutherford, S., Bradley, R.S., Hughes, M.K., Shindell, D., Ammann, C., Faluvegi, G. and Ni, F., 2009, Global signatures and dynamical origins of the Little Ice Age and medieval climate anomaly. Science, 326, 1256-1260. [https://doi.org/10.1126/science.1177303]
• Meng, H.W., Ma, Y.Z., Wang, W. and Sang, Y.L., 2009, Vegetation and environment change based on high resolution pollen records of the last 2400 years in Dingbian, Shaanxi Province, China. Quaternary Science, 29, 931-942 (in Chinese with English abstract).
• Moore, P.D., Webb, J.A. and Collinson, M.E., 1991, Pollen analysis, Blackwell Scientific Publications, Oxford, 216 p.
• Nakagawa, T., Tarasov, P.E., Nishida, K., Gotanda, K. and Yasuda, Y., 2002, Quantitative pollen-based climate reconstruction in central Japan: application to surface and late Quaternary spectra. Quaternary Science Reviews, 21, 2099-2113. [https://doi.org/10.1016/S0277-3791(02)00014-8]
• Oppo, D.W., Rosenthal, Y. and Linsley, B.K., 2009, 2,000-year-long temperature and hydrology reconstructions from the Indo-Pacific warm pool. Nature, 460, 1113-1116. [https://doi.org/10.1038/nature08233]
• Overpeck, J.T., Webb, T. and Prentice, I.C., 1985, Quantitative interpretation of fossil pollen spectra: dissimilarity coefficients and the method of modern analogs. Quaternary Research, 23, 87-108. [https://doi.org/10.1016/0033-5894(85)90074-2]
• Park, J., 2011, A modern pollen-temperature calibration data set from Korea and quantitative temperature reconstructions for the Holocene. The Holocene, 21, 1125-1135. [https://doi.org/10.1177/0959683611400462]
• Park, J., 2018, The Link between Late Holocene Climate Variability in the Korean Peninsula and Tropical Pacific SSTs. Journal of The Korean Association of Regional Geographers, 24, 121-134 (in Korean with English abstract). [https://doi.org/10.26863/JKARG.2018.02.24.1.121]
• Park, J., Han, J., Jin, Q., Bahk, J. and Yi, S., 2017, The link between ENSO-like forcing and hydroclimate variability of coastal East Asia during the last millennium, Scientific Reports, 7, 8166. [https://doi.org/10.1038/s41598-017-08538-1]
• Park, J.J., Park, J.H., Yi, S., Kim, J.C., Lee, E. and Choi, J., 2019, Abrupt Holocene climate shifts in coastal East Asia, including the 8.2 ka, 4.2 ka, and 2.8 ka BP events, and societal responses on the Korean peninsula. Scientific Reports, 9, 10806. [https://doi.org/10.1038/s41598-019-47264-8]
• Park, J.J. and Park, J.N., 2014, Pollen-based temperature reconstructions from Jeju Island, South Korea and its implication for coastal climate of East Asia during the late Pleistocene and early Holocene. Paleogeography, Paleoclimatology, Paleoecology, 417, 445-457. [https://doi.org/10.1016/j.palaeo.2014.10.005]
• Paulsen, D.E., Li, H.-C. and Ku, T.-L., 2003, Climate variability in central China over the last 1270 years revealed by high-resolution stalagmite records. Quaternary Science Reviews, 22, 691-701. [https://doi.org/10.1016/S0277-3791(02)00240-8]
• Prentice, I.C., Guiot, J., Huntley, B., Jolly, D. and Cheddadi, R., 1996, Reconstructing biomes from palaeoecological data: a general method and its application to European pollen data at 0 and 6 ka. Climate Dynamics, 12, 185-194. [https://doi.org/10.1007/BF00211617]
• Pu, Y., Nace, T.,. Meyers, P.A., Zhang, H., Wang, Y.,. Zhang, C.L. and Shao, X., 2013, Paleoclimate changes of the last 1000-yr on the eastern Qinghai-Tibetan Plateau recorded by elemental, isotopic, and molecular organic matter proxies in sediment from glacial Lake Ximencuo. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 379-380, 39-53. [https://doi.org/10.1016/j.palaeo.2013.03.023]
• R Core Team, 2020, R: A language and environment for statistical computing. R Foundation for Statistical Computing, Vienna, Austria, https://www.R-project.org/, .
• Seppä, H., Birks, J.B., Odland, A., Poska, A. and Veski, S., 2004, A modern pollen-climate calibration set from northern Europe: developing and testing a tool for palaeoclimatological reconstructions. Journal of Biogeography, 31, 251-267. [https://doi.org/10.1111/j.1365-2699.2004.00923.x]
• Shi, F., Yang, B., Ljunqvust, F.C. and Yang, F., 2012, Multi-proxy reconstruction of Arctic summer temperatures over the past 1400 years. Climate Research, 54, 113-128. [https://doi.org/10.3354/cr01112]
• Son, H.-Y., Park, J.-Y. and Kug, J.-S., 2016, Precipitation variability in September over the Korean Peninsula during ENSO developing phase. Climate Dynamics, 46, 3419-3430. [https://doi.org/10.1007/s00382-015-2776-x]
• Tan, L., Cai, Y., An, Z., Edwards, R.L., Cheng, H., Shen, C.-C. and Zhang, H., 2011, Centennial to decadal-scale monsoon precipitation variability in the semi-humid region, northern China during the last 1860 years: Records from stalagmites in Huangye cave. The Holocene, 21, 287-296. [https://doi.org/10.1177/0959683610378880]
• ter Braak, C.J.F. and Juggins, S., 1993, Weighted averaging partial least squares regression (WA-PLS): An improved method for reconstruction environmental variables from species assemblages. Hydrobiologia, 269, 485-502. [https://doi.org/10.1007/978-94-017-3622-0_49]
• Tong, G.B., Shi, Y., Wu, R.J., Yang, X.D. and Qu, W.C., 1997, Vegetation and climatic quantitative reconstruction of Longgan Lake since the past 3000 years. Marine Geology and Quaternary Geology, 17, 53-61 (in Chinese with English abstract).
• Tong, G.B., Zhang, J.P., Fan, S.X., Zhao, J.B., Wang, G.H., Wang, Y.H., Wang, L.X. and Cui, J., 1996, Environment changes at the top of Taibai Mountain, Qinling since 1 ka ago. Marine Geology and Quaternary Geology, 16, 95-104 (in Chinese with English abstract).
• van Soelen, E.E., Ohkouchi, N., Suga, H., Damsté, J.S.S. and Reichart, G.J., 2016, A late Holocene molecular hydrogen isotope record of the East Asian Summer Monsoon in southwest Japan. Quaternary Research, 86, 287-294. [https://doi.org/10.1016/j.yqres.2016.07.005]
• Wang, L.-C., Behling, H., Lee, T.-Q., Li, H.-C., Huh, C.-A., Shiau, L.-J. and Chang, Y.-P., 2014, Late Holocene environmental reconstructions and their implications on food events, typhoon, and agricultural activities in NE Taiwan. Climate of the Past, 10, 1857-1869. [https://doi.org/10.5194/cp-10-1857-2014]
• Wang, L.-C., Behling, H., Lee, T.-Q., Li, H.-C., Huh, C.-A., Shiau, L.-J., Chen, S.-H. and Wu, J.-T., 2013, Increased precipitation during the Little Ice Age in northern Taiwan inferred from diatoms and geochemistry in a sediment core from a subalpine lake. Journal of Paleolimnology, 49, 619-631. [https://doi.org/10.1007/s10933-013-9679-9]
• Wang, Y., Cheng, H., Edwards, R.L., He, Y., Kong, X., An, Z., Wu, J., Kelly, M.J., Dykoski, C.A. and Li, X., 2005, The Holocene Asian monsoon: links to solar changes and North Atlantic. Climate Science, 308, 854-857. [https://doi.org/10.1126/science.1106296]
• Xiao, J., Si, B., Zhai, D., Itoh, S. and Lomatatidze, Z., 2008, Hydrology of Dali Lake in central-eastern Inner Mongolia and Holocene East Asian Monsoon variability. Journal of Paleolimnology, 40, 519-528. [https://doi.org/10.1007/s10933-007-9179-x]
• Xu, Q., Li, Y., Bunting, M.J., Tian, F. and Liu, J., 2010a, The effects of training set selection on the relationship between pollen assemblages and climate parameters: Implications for reconstructing past climate. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 289, 123-133. [https://doi.org/10.1016/j.palaeo.2010.02.024]
• Xu, Q., Xiao, J., Li, Y., Tian, F. and Nakagawa, T., 2010b, Pollen-based quantitative reconstruction of Holocene climate changes in the Daihai Lake area, Inner Mongolia, China. Journal of Climate, 23, 2856-2868. [https://doi.org/10.1175/2009JCLI3155.1]
• Yamada, K., Kamite, M., Saito-Kato, M., Okuno, M., Shinozuka, Y. and Yasuda, Y., 2010, Late Holocene monsoonal-climate change inferred from lakes Ni-no-Megata and San-no-Megata, northeastern Japan. Quaternary International, 220, 122-132. [https://doi.org/10.1016/j.quaint.2009.09.006]
• Yan, H., Sun, L., Oppo, D., Wang, Y., Xie, Z., Liu, X. and Cheng, W., 2011, South China Sea hydrological changes and Pacific Walker Circulation variations over the last millennium. Nature Communications, 2, 293. [https://doi.org/10.1038/ncomms1297]
• Yi, S. and Kim, J.-Y., 2009, Pollen indication of Holocene vegetation and environments in the Sacheon-dong archaeological site, Cheongju, Chungbuk province. Journal of the paleontological Society of Korea, 25, 63-76 (in Korean with English abstract).
• Yi, S., Kim, J.-Y., Yang, D.-Y., Kim, J.C., Nahm, W.-H. and Yun, H.-S., 2008, Palynological implication for environmental changes in the Hanam area, Gyeonggi Province since the Last Glacial Maximum. Journal of the Geological Society of Korea, 44, 673-684 (in Korean with English abstract).
• Yoon, S.-O. and Hwang, S., 2011, Pollen analysis at loc. Seonggeon and paleo-environmental changes on the royal district in gyeongju. Journal of the Geological Society of Korea, 47, 513-525 (in Korean with English abstract).
• Yun, J.-H., Kim, J.-H., Oh, K.-H. and Lee, B.-Y., 2010, Vertical distribution of vascular plants in Jungsanri, Mt. Jiri by temperature gradient. Korean Journal of Environment and Ecology, 24, 680-707 (in Korean with English abstract).
• Zhang, P., Cheng, H., Edwards, R.L., Chen, F., Wang, Y., Yang, X., Liu, J., Tan, M., Wang, X., Liu, J., An, C., Dai, Z., Zhou, J., Zhang, D., Jia, J., Jin, L. and Johnson, K.R., 2008, A test of climate, sun, and culture relationships from an 1810-year Chinese cave record. Science, 322, 940-942. [https://doi.org/10.1126/science.1163965]
• Zhang, R., Tian, F., Xu, Q., Zhou, X., Liu, X. and Cao, X., 2020, Representation of modern pollen assemblage to vertical variations of vegetation and climate in the Yadong area, eastern Himalaya. Quaternary International, 536, 45-51. [https://doi.org/10.1016/j.quaint.2019.11.036]
• Zhang, W., Yan, H., Liu, C., Cheng, P., Li, J., Lu, F., Ma, X., Dodson, J., Heijnis, H. and An, Z., 2018, Hydrological changes in Shuangchi Lake, Hainan Island, tropical China, during the Little Ice Age. Quaternary International, 487, 54-60. [https://doi.org/10.1016/j.quaint.2017.09.007]
• Zhao, Z.L., Wang, Y., Yao, P.Y., Chi, Z.Q. and Guan, Y.Y., 2011, Environmental changes recorded by lacustrine sediments since Late Holocene in central inner Mongolia. Geological Bulletin of China, 30, 1251-1255 (in Chinese with English abstract).
• Zheng, J.Y., Wang, W.C., Ge, Q.S., Man, Z.M. and Zhang, P.Y., 2006, Precipitation variability and extreme events in eastern China during the past 1500 years. Terrestrial, Atmospheric and Oceanic Sciences, 17, 579-592. [https://doi.org/10.3319/TAO.2006.17.3.579(A)]
• Zheng, Z., Wei, J., Huang, K., Xu, Q., Lu, H., Tarasov, P., Luo, C., Beaudouim, C., Deng, Y., Pan, A., Zheng, Y., Luo, Y., Nakagawa, T., Li, C., Yang, S., Peng, H. and Cheddadi, R., 2014, East Asian pollen database: modern pollen distribution and its quantitative relationship with vegetation and climate. Journal of Biogeography, 41, 1819-1832. [https://doi.org/10.1111/jbi.12361]
• Zhou, A.F., Sun, H.L., Chen, F.H., Zhao, Y., An, C.B., Dong, G.H., Wang, Z.L. and Chen, J.H., 2010, High-resolution climate change in mid-late Holocene on Tianchi Lake, Liupan Mountain in the Loess Plateau in central China and its significance. Chinese Science Bulletin, 55, 2118-2121. [https://doi.org/10.1007/s11434-010-3226-0]