Water Quality and Ecosystem Health Assessments in Urban Stream Ecosystems

The objectives of the study were to analyze chemical water quality and physical habitat characteristics in the urban streams (Miho and Gap streams) along with evaluations of fish community structures and ecosystem health, throughout fish composition and guild analyses during 2006$\sim$2007. Concentrations of BOD and COD averaged 3.5 and 5.7 mg L$^{-1}$, in the urban streams, while TN and TP averaged 5.1 mg L$^{-1}$ and 274 ${\mu}g$ L$^{-1}$, indicating an eutrophic state. Especially, organic pollution and eutrophication were most intense in the downstream reach of both streams. Total number of fish was 34 species in the both streams, and the most abundant species was Zacco platypus (32$\sim$42% of the total). In both streams, the relative abundance of sensitive species was low (23%) and tolerant and omnivores were high (45%, 52%), indicating an typical tolerance and trophic guilds of urban streams in Korea. According to multi-metric models of Stream Ecosystem Health Assessments (SEHA), model values were 19 and 24 in Miho Stream and Gap Stream, respectively. Habitat analysis showed that QHEI (Qulatitative Habitat Evaluation Index) values were 123 and 135 in the two streams, respectively. The minimum values in the SEHA and QHEI were observed in the both downstreams, and this was mainly attributed to chemical pollutions, as shown in the water quality parameters. The model values of SEHA were strongly correlated with conductivity (r=-0.530, p=0.016), BOD (r=-0.578, p< 0.01), COD (r=-0.603, p< 0.01), and nutrients (TN, TP: r>0.40, p<0.05). This model applied in this study seems to be a useful tool, which could reflect the chemical water quality in the urban streams. Overall, this study suggests that consistent ecological monitoring is required in the urban streams for the conservations along with ecological restorations in the degradated downstrems.

도심하천 생태계에서의 수질 및 생태건강성 평가

본 연구에서는 2006$\sim$2007년 동안 도심하천인 미호천과 갑천의 이화학적 수질 및 서식지 특성을 분석하였고, 또한 어종 분포 및 길드분석을 통해 군집구조 및 생태건강도 특성을 비교 평가하였다. 전형적인 두 도심하천의 BOD, COD농도는 각각 평균 3.5 mg L$^{-1}$, 5.7 mg L$^{-1}$였고, 총질소(TN)및 총인(TP)의 농도는 각각 5.1 mg L$^{-1}$, 274 ${\mu}g$ L$^{-1}$로서 이미 부영양 상태로 판정되었으며, 특히 갑천하류 지점에서는 유기물 오염 및 부영양화 현상이 뚜렷했다. 두 도심하천에서 총 종수는 34종으로서 동일하게 나타났고, 내성종 및 잡식종인 피라미(Zacco platypus)는 가장 높은 상대 풍부도(32$\sim$42%)를 보였다. 두하천에서 민감종의 비율(23%)은 낮은 반면 내성종과 잡식종의 비율(45%, 52%)은 높게 나타나 도심하천에서의 전형적인 길드 변화 현상이 확연히 나타났다. 하천생태건강도 평가(SEHA)에 따르면, 두 하천에서 다변수 모델값은 각각 19,24로서 양호하지 못한 것으로 나타났고, 서식지 평가 분석 (QHEI)에서는 미호천 123, 갑천 135로서 보통$\sim$양호 상태를 보였으며, 수질에서 보여준 바와 같이 최하류(특히, 갑천)에서는 극명하게 악화된 것으로 나타났다. 특히 갑천 하류의 낮은 건강도 평가모델값(20)은 하수종말처리장으로부터 나온 배출수의 화학적 영향이 큰 것으로 사료되었다. 이런 다변수 모델 값은 전기전도도(r=-0.530, p=0.016), BOD (r=-0.578, p< 0.01), COD (r=-0.603, p< 0.01), 영양염류(TN, TP: r>0.40, p<0.05)와 같은 수질변수들과 높은 역상관 관계를 보였다. 이는 생태건강도 모델값이 수질 특성을 잘 반영하는 객관성 있는 평가기법으로 활용 될 수 있음을 제시하였다. 따라서 이런 도심하천의 하류부에서는 생태계 보존을 위해 향후 하천복원 및 지속적인 생태모니터링 이 필요할 것으로 사료되었다.