Analysis of Ecological Health Using a Water Quality and Fish in Bocheong Stream

보청천의 수질 및 어류를 이용한 생태학적 건강도 분석

  • Ryu, Tae-Ho (College of Bioscience and Biotechnology, Chungnam National University) ;
  • Kim, Yu-Pyo (College of Bioscience and Biotechnology, Chungnam National University) ;
  • Kim, Jin-Kyu (Korean Atomic Energy Research Institute, Advanced Radiation Technology Institute) ;
  • An, Kwang-Guk (College of Bioscience and Biotechnology, Chungnam National University)
  • 류태호 (충남대학교 생명시스템과학대학) ;
  • 김유표 (충남대학교 생명시스템과학대학) ;
  • 김진규 (한국원자력연구원 방사선과학연구소) ;
  • 안광국 (충남대학교 생명시스템과학대학)
  • Received : 2010.05.15
  • Accepted : 2010.06.20
  • Published : 2010.06.30

Abstract

This study was conducted at 5 sites of Bocheong Stream basin in May and September 2009 for the evaluate of fish assemblage and chemical water quality. For the study, the models of Index of Biological Integrity (IBI) and Qualitative Habitat Evaluation Index (QHEI) were modified as 8 and 11 metric attributes, respectively. We also analyzed patterns of chemical water quality at the sampling site over the period of 2005~2009, using the water chemistry dataset, obtained from the Ministry of Environment, Korea. The survey showed that total sampled fishes were 34 species and the most dominant species was Zacco platypus (24.3%). In Bocheong Stream basin, values of IBI averaged 28 (n=5), which is judged as a "Good". IBI score at B1, B4 and B5 indicating a "Good" condition whereas, B2 and B3 were as 21 and 22, indicating "Fair" condition, respectively. QHEI was 152 (n=5), judged as "Fair" habitat condition. Values of BOD and COD averaged 1.0 $mgL^{-1}$ (scope: 0.3~4.0 $mgL^{-1}$) and 2.3 $mgL^{-1}$ (scope: 0.3~18.7 $mgL^{-1}$), respectively. Total nitrogen (TN), total phosphorus (TP) and suspended solid (SS) were distinct spatial variation. Based on the IBI, QHEI and chemical water quality dataset, ecological health of Bocheong Stream basin was evaluated that generally good.

본 연구는 2009년 5월과 9월 두 차례에 걸쳐 보청천 유역의 5개 지점에서 어류상의 분포와 물리적 서식지를 조사함으로써 수행되었다. 생물통합지수인 IBI (Index of Biological Integrity) 모델은 우리나라 하천의 특성에 맞게 수정 보완하여 총 8개 메트릭 시스템으로 구성하였으며, 물리적 서식지 평가는 11개의 다변수 메트릭 모델을 이용하였다. 이화학적 수질 분석은 2005년부터 2009년까지의 환경부 수질 측정망 자료를 통해 8가지 수질 항목을 평가하는 것으로 이루어졌다. 어류의 종 조성을 분석해보면 내성종이면서 잡식종인 피라미가 약 24.3%로 가장 우점하였으며, 조사지점 중 총 4곳에서 외래종인 배스(약 1.2%)가 발견되었고, B5에서는 보호종인 감돌고기와 꾸구리가 채집되었다. 보청천 유역의 1, 2차 조사 결과 생물통합지수는 평균 28로 B등급의 양호상태(Good)로 나타났으며, B1, B4, B5가 양호상태(Good), B2와 B3는 보통상태(Fair)로 나타났다. 물리적서식지평가(QHEI)는 평균 152로 양호상태임이 확인되었으며, 공사중인 B5를 제외하고 하류로 갈수록 증가하는 경향을 보였다. 이화학적 수질 자료의 분석 결과, 평균 BOD는 지난 5년간의 보청천 유역 5개 지점에서 하천수질환경 기준(환경정책기본법)에 의거할 때 모두 Ia (매우 좋음) 등급으로 나타났다. 영양염류(TN, TP)와 부유물질(SS)의 값은 하천주변의 토지이용도에 따라 비점오염원의 영향이 달라져 지점별로 약간의 변이 폭을 보였다.

Keywords

References

  1. 공동수. 2002. 생물학적 수질기준 설정 필요성 및 접근방안. 환경생물 20(Special Issue): 38-49.
  2. 김도한, 황수옥, 양홍준, 전상린, 최신석, 김익수, 최충길. 1996. 댐저수지의 외래어종 분포 및 영향에 관한 연구. 한국수자원공사 연구보고서.
  3. 김익수, 박종영. 2002. 한국의 민물고기. 교학사.
  4. 김익수, 최 윤, 이충렬, 이용주, 김병직, 김지현. 2005. 원색 한국어류대도감. 교학사.
  5. 김종구. 2002. 통계분석 기법을 이용한 금강수계의 수질평가. 한국환경과학회지 11(12): 1281-1289.
  6. 박종호, 이상일, 조영옥. 2004. Ceriodaphina dubia의 먹이섭생 기작과 온도조절에 근거한 급성독성조사법의 비교. 한국물환경학회지 20(1): 48-54.
  7. 배대열, 안광국. 2006. 생물학적 다변수 모델 적용 및 수화학 분석에 의거한 갑천생태계 평가. 한국육수학회지 39(2): 198-208.
  8. 안광국, 김자현. 2005. 물리적 서식지평가기법 및 어류 다변수 평가모델에 의거한 대전천의 생태학적 건강도 진단. 한국육수학회지 38(3): 361-371.
  9. 안광국, 양우미. 2007. 금강 수계의 수질 특성. 한국육수학회지 40(1): 110-120.
  10. 안광국, 염동혁, 이성규. 2001a. 생물보전지수의 신속한 생물평가 기법을 이용한 갑천 수계의 평가. 환경생물 19(4): 261-269.
  11. 안광국, 이재연, 배대열, 김자현, 황순진, 원두희, 이재관, 김창수. 2006. 우리나라 주요하천 수계에서 다변수모델을 이용한 생태학적 수환경 평가. 한국물환경학회지 22(5): 796-804.
  12. 안광국, 정승현, 최신석. 2001b. 생물보전지수(Index of Biological Integrity) 및 서식지평가지수 (Qualitative Habitat Evaluation Index)를 이용한 평창강의 수환경 평가. 한국육수학회지 34(3): 153-165.
  13. 안상진, 김진극, 윤석환. 2006. 보청천 유역의 유지유량 산정. 한국수자원학회 학술발표회 논문집 p. 1052-1056.
  14. 염동혁, 안광국, 홍영표, 이성구. 2000. 어류군집을 이용한 금호강의 생물보전지수(Index of Biological Integrity, IBI) 평가. 환경생물 18(2): 215-226.
  15. 예 령, 이흥수, 정용락, 정세웅. 2007. 보청천 유역의 물 수지 해석을 위한 SWAT 모델 매개변수 민감도 분석. 대한상하 수도학회, 한국물환경학회 공동추계 학술발표회 논문집 p.657-667.
  16. 원두희, 전영철 권순직, 황순진, 안광국, 이재관. 2006. 저서성 대형무척추동물을 이용한 한국오수생물지수의 개발과 생물학적 하천환경평가 적용. 한국물환경학회지 22(5): 768-783.
  17. 윤정희, 유영복, 이재운. 2007. 금강수계 호소와 하천의 수질특성에 관한 통계분석. 대한상하수도학회, 한국물환경학회 공동추계 학술발표회 논문집 p. 673-681.
  18. 이완옥, 양 현, 윤승운, 박종영. 2009. 옥정호와 용담호에 서식 하는 배스 Micro pterus salmoides의 먹이생물 차이에 관한 연구. 한국어류학회지 21(3): 200-207.
  19. 조규석, 박종호, 강주찬. 2004. 수은, 납 및 구리에 대한 붕어와 돌고기 자어의 급성독성. 한국물환경학회지 20(3): 265-268.
  20. 허준욱, 박진우, 강신욱, 김정곤. 2009. 금강유역의 어류상과 서식지 적합도 지수 산정. 한국환경생태학회지 23(6): 516-527.
  21. 황순진, 김난영, 원두희, 안광국, 이재관, 김창수. 2006. 돌말 (Epilithic Diatom) 지수를 이용한 국내 주요 하천(금강, 영산강, 섬진강)의 생물학적 수질평가. 한국물환경학회지 22(5): 784-795.
  22. 환경부. 2009. 수생태계 건강성 조사 및 평가 최종보고서. 국립환경과학원.
  23. Barbour, M.T., J. Gerritsen, B.D. Snyder and J.B. Stribling. 1999. Rapid bioassessment protocols for use in streams and wadeable rivers: periphyton, benthic macroinvertebrates and fish, 2nd Ed, EPA 841-B-99-002. US EPA Office of Water, Washington, D.C., USA.
  24. Horton, R.E. 1945. Erosional development of streams and their drainage basins: hydrophysical approach to quantitative morphology. Geological Society of America Bulletin 56: 275-370. https://doi.org/10.1130/0016-7606(1945)56[275:EDOSAT]2.0.CO;2
  25. Karr, J.R. 1981. Assessment of biotic integrity using fish communities. Fishieries 6: 21-27. https://doi.org/10.1577/1548-8446(1981)006<0021:AOBIUF>2.0.CO;2
  26. Karr, J.R., K.D. Fausch, P.L. Angermeier, P.R. Yant and I.J. Schlosser. 1986. Assessing biological integrity in running water: A method and its rationale. pp. 28, Illinois National History Survey, Special Publication 5, Champaign, IL.
  27. Karr, J.R. and M. Dionne. 1991. Designing surveys to assess biological integrity in lakes and reservoirs, in biological criteria; Research and Regulation-Proceedings of a symposium. p. 62-72. U.S.EPA, Office of Waters, Washington, D.C., EPA-440/5-91-005, USA.
  28. Ohio EPA. 1989. Biological criteria for the protection of aquatic life. Vol.III, Standardized biological field sampling and laboratory method for assessing fish and macroinvertebrate communities. USA.
  29. Plafkin, J.L., M.T. Barbour, K.D. Porter, S.K. Gross and R.M. Hughes. 1989. Rapid bioassessment protocols for use in streams and rivers: benthic macroinvertebrate and fish. EPA/444/4-89-001. Office of water regulations and standards. US EPA. Washington. DC, USA.
  30. U.S. EPA. 1993. Fish field and laboratory methods for evaluating the biological integrity of surface waters. EPA 600-R-92-111. Environmental Monitoring systems Laboratory - Cincinnati office of Modeling, Monitoring systems, and quality assurance Office of Research Development, U.S. EPA, Cincinnati, Ohio 45268, USA.