• 생태와환경
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• 제55권4호
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• pp.320-329
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• 2022

Urban areas in watersheds increase the impervious surface, and agricultural areas deteriorate the water quality of rivers due to the use of fertilizers. As such, anthropogenic land use affects the type, intensity and quantity of land use and is closely related to the amount of substances and nutrients discharged to nearby streams. Riparian vegetation reduce the concentration of pollutants entering the watershed and mitigate the negative impacts of land use on rivers. This study analyzes the data through correlation analysis and regression analysis through point data measured twice a year in spring and autumn in 21 selected damaged tributary rivers within the Han River area, and then uses a structural equation model to determine the area land use. In the negative impact on water quality, the mitigation effect of riparian vegetation was estimated. As a result of the correlation analysis, the correlation between the agricultural area and water quality was stronger than that of the urban area, and the area ratio of riparian vegetation showed a negative correlation with water quality. As a result of the regression analysis, it was found that agricultural areas had a negative effect on water quality in all models, but the results were not statistically significant in the case of urban areas. As a result of the model estimated through the structural equation, BOD, COD, TN, and TP showed a mitigation effect due to the accumulation effect of river water quality through riparian vegetation in agricultural areas, but the effect of riparian vegetation through riparian vegetation was found in urban areas. There was no These results were interpreted as having a fairly low distribution rate in urban areas, and in the case of the study area, there was no impact due to riparian forests due to the form of scattered and distributed settlements rather than high-density urbanized areas. The results of this study were judged to be unreasonable to generalize by analyzing the rivers where most of the agricultural areas are distributed, and a follow-up to establish a structural equation model by expanding the watershed variables in urban areas and encompassing the variables of various factors affecting water quality research is required.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제10권1호
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• pp.43-57
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• 2005

주암댐에 유입된 호저퇴적물의 입도(2mm-200{\mu}m,\;200-100{\mu}m,\;100-50{\mu}m,\;50-20{\mu}m,\;<20{\mu}m)별 중금속(As, Cd, Cr, Cu, Ni, Pb, Zn)의 이동과 퇴적 후 중금속의 수직적 분산 특성을 규명하기 위하여 12개 지점의 호저퇴적물과 3개 지점의 코아시료를 채취하였으며, 코아시료는 2-5 cm 간격으로 절단하여 깊이별 간극수와 퇴적물의 중금속 함량을 측정하였다. 호저퇴적물의 퇴적속도를 측정하기 위하여 코아시료에 대한 $^{210}Pb$ 동위원소 연구를 수행하였다. 주암댐 호저 퇴적물의 중금속 및 미량원소의 함량은 퇴적위치와 상관없이 거의 일정한 함량을 보이며.,평균 함량은 $As\;14.9\;{\mu}g/g,\;Cd\;0.81\;{\mu}g/g,\;Cu\;30.7\;\;{\mu}g/g,\;Ni\;34.7\;{\mu}g/g,\;Pb\;63.3\;{\mu}g/g,\;Zn\;87.9\;{\mu}g/g$이다. Cu, Pb, Zn, Ni 및 Cd의 함량은 $20\;{\mu}m$ 이하 입도의 퇴적물에서 가장 높은 반면, As는 $2mm-200{\mu}m$ 혹은 $200-100\;{\mu}m$ 입도의 퇴적물에서 가장 높다. 간극수에 용해된 원소 중에서 가장 함량이 높은 것은 Fe와 Mn 이었으며, 코아시료의 상부로부터 심부로 갈수록 함량이 증가하는 수직적 분산특성을 나타낸다. 반면에 용존 Zn과 Cu함량은 코아시료의 최상부에서 가장 높게 나타나며, 이는 산화:환원 전위차에 따른 유기물질 및 산화광물의 용해작용과 관련이 있다. 코아시료의 퇴적물 내 Cu, Ni, Pb 및 Zn 함량은 0-4 cm구간에서 가장 높은 표면집적 현상이 관찰되며, Pb와 Cu 함량이 현저하게 높은 데, 이는 인위적인 오염에 기인하는 것으로 해석된다. $'unsupponed\;^{210}Pb'$을 이용하여 계산된 호저퇴적물의 퇴적 속도는 $\omega=0.91\;cm\;year^{-1}$ 이며, 이를 적용하면 주암댐이 완공된 이후 약 10 cm의 퇴적물이 평균적으로 퇴적된 것으로 추정된다. 이러한 자료는 주암댐 호수 바닥에 퇴적된 퇴적물의 관리방안을 마련하는 데 중요한 정보로 사용될 수 있을 것이다.

• 생태와환경
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• 제47권3호
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• pp.160-166
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• 2014

수도암 사찰림의 주요 구성종인 전나무개체군에 대한 분포현황 및 연령구조분석이 이루어졌다. 총 302개체로 이루어진 남부지역 최대 규모의 개체군 분포로 확인되었으며, 흉고둘레 1.5~500.8 cm에 이르는 다양한 연령의 개체군 분포가 확인되었다. 수도암 전나무 개체군의 연령구조 분석결과 불안정한 호리병구조를 나타내며, 15~80 cm에 해당하는 비교적 어린 연령의 개체군에서 상대적으로 낮은 빈도의 출현을 보였다. 이들의 분포를 제한하는 요인으로 천이진행, 인위적 요인, 기후변화 등이 논의되었다. 또한 상대적으로 높은 빈도를 보이는 유령림(15 cm 이하)이 계곡 상부의 좁은 면적에 제한적으로 분포하고 있는 것으로 확인되었으며, 전나무개체군의 보전을 위해 이들 지역에 대한 적극적 보호가 필요한 것으로 판단된다. 수도암 전나무의 현존분포 환경요소 분석결과 평균해발고도 $931{\pm}64.5m$, 평균경사도 $19.2{\pm}8.7^{\circ}$, 사면방향 북동사면과 남동사면, 평균일조량 $1,324,323{\pm}174,459wh\;m^{-2}$ 등의 환경조건에서 높은 빈도로 출현하는 것으로 확인되었다. MaxEnt 모델을 이용하여 전나무 잠재생육공간이 도출되었다. 현존분포 결과는 연구지역이 독립적인 생육환경을 형성하고 있는 것으로 확인되었으며, 해발고도와 경사도에서 높은 기여도를 보였다. 개체군과 기여도를 고려한 환경요인 분석결과 최적 잠재서식처 조건은 해발고도 903.2 m, 경사도 $20.04^{\circ}$, 연평균일조량 $1,352.248wh\;m^{-2}$, 남동사면($114.68^{\circ}$)인 것으로 확인되었다. 차후 개체군에 대한 발아제한요인 발굴, 종내 및 종간 경쟁 변화, 지화학적 요인과의 상관관계, 기후변화 및 사찰활동의 영향 등에 대한 후속연구가 연속되어야 할 것으로 판단된다. 이러한 결과는 한국 대표경관 가운데 하나인 사찰림의 주요 구성종인 전나무의 생태와 생육지 환경, 보전 및 복원, 보호를 위한 보다 높은 이해와 의사 결정에 중요한 역할을 할 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제37권6_1호
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• pp.1739-1756
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• 2021

대기 중 이산화질소(NO₂)는 주로 인위적인 배출요인으로 발생하며 화학 반응을 통해 이차오염 물질 및 오존 형성에 매개 역할을 하는 인체 건강에 악영향을 미치는 물질이다. 우리나라는 지상 관측소에 의한 실시간 NO₂ 모니터링을 수행하고 있지만, 이는 점 기반의 관측 값으로써 미관측 지역의 공간 분포 분석이 어렵다는 한계점을 지닌다. 본 연구에서는 선형 회귀 기반 모델인 다중 선형 회귀와 회귀 크리깅, 기계학습 알고리즘인 Random Forest (RF), Support Vector Regression (SVR)을 적용한 공간 내삽 모델링을 통해 서울 지역의 지상 NO₂ 농도 지도를 제작하였고, 일별 Leave-One-Out Cross Validation (LOOCV) 교차 검증을 시행하였다. 2020년 연구기간 내 일별 LOOCV에서 MLR, RK, SVR 모델의 일별 평균 Index of agreement (IOA)는 약 0.57로 유사한 성능을 보였으며, RF (0.50)보다 높은 성능이 확인되었다. RK의 일별 평균 nRMSE는 0.9483%으로 MLR (0.9501%)보다 상대적으로 낮은 오차를 나타냈다. MLR과 RK, RF 모델의 계절별 공간 분포는 비슷한 양상을 보였으며, RF는 다른 모델에 비해 좁은 NO₂ 농도 범위가 확인되었다. 본 연구에서 제안된 선형 회귀 기반 공간 내삽은 지상 NO₂ 뿐 아니라 다른 대기 오염 물질의 도시 지역 공간 내삽을 위해 활용 가능성이 높을 것으로 기대된다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제35권6_1호
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• pp.919-932
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• 2019

미세먼지는 인간 활동에 의한 오염물질 배출에 의해 발생하는 것이 일반적이지만, 수문기상 조건에 따라 이동, 심화, 소멸 과정에서 매우 복잡한 메커니즘을 지니고 있으므로 효과적인 미세먼지 대책 마련을 위해서는 수문기상인자와 미세먼지 간의 상관성에 대한 이해가 필수적이다. 현재 우리나라의 미세먼지 농도 관측 및 예보는 지점 측정소에서 농도를 측정하고, 이 자료를 기반으로 측정소가 위치하지 않는 지역의 값을 추정함으로써 이루어지고 있다. 이러한 관측 방식 및 자료는 공간적 대표성을 갖지 못하기 때문에 관측소와의 거리가 먼 지역의 정확한 미세먼지 농도를 파악하는 것이 불가능하며, 미세먼지의 이동, 심화, 소멸 단계를 추적하는데 어려움이 있다. 본 연구에서는 Global Land Data Assimilation System (GLDAS)의 다양한 수문기상인자를 사용하여, 베이지안 모델 평균(Bayesian Model Averaging, BMA)을 통해 초미세먼지(PM2.5)와 유의미한 상관성을 갖는 인자를 선별하였다. 선별된 인자는 MODerate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS)의 Aerosol Optical Depth (AOD) 자료와 함께 계절별 PM2.5 농도 산출 모델을 구축하는데 활용되었으며, 산출 결과를 매핑하여 PM2.5 농도의 공간 분포를 파악하고자 하였다. 지점 기반 자료와의 비교를 통해 구축된 모델을 검증하였을 때, 측정된 PM2.5 농도와 높은 상관성(R ~0.7; IOA ~0.78; RMSE ~7.66 ㎍/㎥)을 나타냈으며, 지역별로 나누어 비교할 경우 데이터의 분포는 유사하나 상관계수의 차이를 보이는 것을 확인할 수 있었다(R: 0.32-0.82). 모델 산출 자료를 활용하여 PM2.5 농도를 매핑한 결과 기존 내삽 방법에 비해 시공간적 변동성을 더욱 잘 표현하는 것을 확인하였다. 추후 연구 지역을 동아시아 지역으로 확장 시킨다면 국내외 미세먼지 발생원의 파악 및 이동 양상에 대한 분석에 용이할 것으로 기대된다.

• 자원환경지질
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• 제42권2호
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• pp.121-131
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• 2009

폐기물 해양 투기 지역인 동해병과 서해병 해역 표층퇴적물의 입도, 광물학적 특성, 퇴적속도 및 중금속 함량을 분석하여 중금속 분포 특성을 비교하였다. 동해병과 서해병 해역의 입도는 각각 $7.95{\sim}8.51{\Phi}$와 $7.42{\sim}8.15{\Phi}$의 범위이며, 동해병 해역의 일부 정점을 제외한 모든 정점의 퇴적상은 니질 퇴적물에 속한다 연구지역 표층퇴적물의 주 구성 점토광물은 일라이트이며, 카올린 계열 광물과 녹니석, 스멕타이트로 소량 구성되어 있다. $^{210}Pb$에 의해 추정된 동해병해역 표층퇴적물의 퇴적속도는 1.11 mm/yr$\sim$1.73 mm/yr이며, 서해병해역 퇴적물의 퇴적속도는 1.87 mm/yr이다. 상관성 분석 결과, 니켈, 구리, 크롬 및 아연은 평균입도, 알루미늄 및 철과 밀접한 상관성을 보인다. 반면, 연구지역 퇴적물의 카드뮴과 납은 이들 요소들과 상관성이 결여되어 있을 뿐만 아니라, 부화지수가 1.5이상으로 인위적인 오염의 징후를 보인다. 그리고 카드뮴과 납의 $I_{geo}$-class 역시 대부분 $2{\sim}4$로 moderately polluted$\sim$strongly polluted로 분류된다. 특히, 동해병의 $I_{geo}$-class가 최대 4인 strongly polluted로 분류되어 서해병 해역보다 높다. 이는 동해병 해역에 투기되는 폐기물이 서해병 해역에 투기되는 폐기물뿐만 아니라, 광물성폐기물, 하수도준설토사, 건설공사 오니 등이 추가로 배출되고 있으며, 양적으로도 서해병 보다 두 배 이상 투여되기 때문인 것으로 판단된다.

• 한국환경농학회지
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• 제30권2호
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• pp.153-159
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• 2011

태안지역 영농기 빗물의 중금속 농도 및 부화특성을 구명하기 위하여 2002년과 2003년 4~10월 사이에 빗물을 채수하여 중금속 분포와 가중평균 변화, 화학성분과의 관계 및 부화정도를 비교 검토하였다. 빗물 중 화학성분 함량은 조사 시기에 따라 함량변이가 심하였고, 강우량 대비 pH의 가중평균 값은 5.0~5.1 수준이었다. 빗물의 중금속 가중평균은 Pb > Zn > Cu > Ni > As > Cr > Cd 순이었고, 2002년과 비교하여 2003년에 Cu, Pb, 및 Zn 성분이 상대적으로 높게 나타났다. 강우중의 주 이온성분(${NH_4}^+$, $Ca^{2+}$, $Mg^{2+}$, $K^+$, $Na^+$, ${SO_4}^{2-}$ 및 ${NO_3}^-$)은 중금속 중 As, Cd, Zn, Cr 및 Ni 성분함량과 고도의 정의 상관을 보였다. 빗물의 중금속 농도분포를 이해하기 위하여 부화계수(Enrichment factor)를 조사한 결과, 부화계수 평균치가 대체로 Cd > Pb > AS > Cu > Zn > Ni > Cr 순이었고, 주로 자연적 발생 유래원소로 알려진 Fe, Mg 및 Ca 등보다 상대적으로 높은 경향을 보였다. 월별 빗물의 중금속부하계수는 8~9월이 상대적으로 높았고, 중금속의 습식침적은 대체로 강우량의 영향을 받아 강우기인 7~8월에 높은 경향을 보였다.

• 한국수산과학회지
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• 제30권2호
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• pp.175-187
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• 1997

진해만의 저서동물 군집에 대해 Lim and Hong(1994a, b)에 근거하여, 이들의 종조성, 밀도, 생물량 및 생태학적제지수 (다양도, 균등도, 우점도, 종풍부도)를 분석하고 환경요인과의 관계를 논의하였다. 전 조사기간 동안 총 287종이 채집되었으며, 밀도는 1045.5 개체/$m^2$, 생물량은 $98.48g/m^2$였다. 갑각류가 91종으로서 전체 출현종의 $31.7\%$를 차지하였으며, 다모류가 88종 $(30.7\%)$, 연체동물이 56종 $(19.5\%)$으로서 이들 3개 분류군이 전체 출현종의 $81.9\%$를 차지하였다. 한편 극피동물이 22종, 자포동물과 기타 동물군은 30종 출현하였다. 밀도는 다모류가 가장 우점하여 824.7 개체/$m^2\;(78.6\%)$ , 연체동물은 146.2 개체/$m^2(14.4\%)$, 갑각류는 50.5 개체/$m^2(4.6\%)$였다. 또한 극피동물은 13.4 개체/$m^2$, 기타 동물군은 10.7 개체/$m^2$가 출현하였다. 생물량은 연체동물이 $54.62g/m^2$로서 가장 우점하였으며, 다모류는 $21.74g/m^2$, 극피동물은 $6.66g/m^2$였다. 본 조사 해역은 유기 오염도가 낮은 외해역 정점에서 오염도가 높은 내만 정점역으로 들어가면서, 종 풍부도, 다양도 및 균등도 등의 생태학적 제지수가 감소하고, 우점도는 증가하는 경향이 뚜렸하였다. 주요 우점종은 다모류인 Lumbrineris longifolia와 Paraprionospio pinnata, 소형 이매패류인 Theora fragilis로서 이들의 서식밀도가 전체 밀도의 약 $40\%$를 차지하였다. 또한 내만역의 정점들에서는 빈산소 수괴의 출현으로 저서동물 군집의 계절 변동이 큰 반면, 상대적으로 외해역은 계절적으로 그다지 큰 변동을 보이지는 않았다. 출현종에 근거한 집괴분석의 결과 진해만은 4개의 정점군과 6개의 생물군으로 나눌 수 있었다. 즉, 내만역에 위치하여 도시하수나 산업폐수 등의 인위적인 영향을 받기 쉬운 정점군- I (G-I), 진해만 중앙부에 위치한 해역인 정점군-II (G-II), 외해역에 위치한 정점군-IV (G-IV) 및 이들 3개 정점군의 중간에 위치한 정점군-III (G-III)으로 나누어졌다. 출현종에 기초한 정점군은 환경요인의 주성분 분석을 통하여 구분한 정점군고 대체로 잘 일치하였다. 또한 진해만의 저서동물 군집의 전반적인 계절별 공간분포는 다양도 분석 결과에서도 분명하게 나타나고 있으며, 주로 퇴적물 내의 유기물 함량에 의해 영향을 받고 있음을 알 수 있었다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제25권2호
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• pp.9-25
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• 2020

가로림만 퇴적물에서 미량금속의 인위적인 영향을 평가하기 위하여 2010년과 2015년 총 77개의 표층 퇴적물 시료를 채취하여 물리적 특성 요소(입도 및 비표면적)와 지화학적 요소(주성분(Al, Ca, Fe, K, Ba) 및 미량금속(Mn, Cs, Cr, Co, Ni, Cu, Zn, Pb), 유기탄소 및 탄산칼슘)들을 분석하였다. 가로림만 표층 퇴적물의 평균 입도는 0.51-5.58 Ø(평균 3.98 Ø) 범위였으며 외만에서부터 내만으로 증가하였고, 수로에서 육지 방향으로 증가하였다. 일부 원소를 제외한 대부분의 금속 농도는 입자의 크기가 작아지고 비표면적이 증가함에 따라 증가하였다. 미량금속의 농도를 조절하는 요인을 추정하기 위하여 요인분석(factor analysis)을 실시하여, 총 3개의 요인을 추출(총 변이의 92.7%) 하였다. 요인 1은 총 변이의 71.3%를 설명하였는데 입도 요인이었고, 요인 2는 총 변이의 14.2%를, 요인 3에서는 총 변이의 7.2%를 설명하였다. 배경농도를 이용하여 농축인자를 계산하였다. 농축인자가 1.5 이상인 금속과 그 시료 수는 Cr 4개(정점 1, 16, 27, 39)와 Pb 1개(정점 39)였으나 이 들 금속에 대한 용출 금속 농도에서는 타 시료와 차이가 없었다. 가로림만의 총 금속 농도에 대한 1M HCl 용출 금속 농도의 백분율은 Pb~Co>Cu>Zn~Mn>Ni>Cr 순서로 감소하였으며 Pb은 입도에 따른 변화를 보였으나 다른 금속들은 모래를 제외하면 매우 일정한 값을 보였다. 이 값을 오염된 지역 및 청정 해역과 비교하면 모든 지역에서 Cu, Zn 및 Pb의 농도 수준과 관련없이 금속별 백분율이 유사하였다. 이는 1M HCl 용액과 퇴적물 구성 성분 사이의 반응 여부에 따른 결과라고 판단되고, 농축 정도를 판단하는데 이 용출 비율을 사용하는 것은 한계가 있음을 나타낸다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제16권4호
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• pp.254-267
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• 2011

영산강 하구역 대형저서동물 군집구조의 10년 경과 후의 변동사항을 파악하기 위하여 임과 박(1998)이 1995년 조사한 정점과 동일한 40개 정점에서 2006년 대형저서동물 군집을 조사하였다. 1995년에 비해 2006년에는 출현종수와 평균 밀도가 현저히 감소하였고, 생체량은 약간 감소하였으나 유사한 값을 보였다. 출현종수 감소는 다모류에서 가장 크게 나타나 1995년의 67종이 2006년에는 48종으로 감소하였으나 점유율은 각각 48% 및 43%로서 유사하였다. 연체동물도 31종에서 22종으로 감소하였으나 점유율은 유사하였다. 갑각류와 극피동물 및 기타분류군의 출현종수는 큰 변화가 없는 것으로 나타났다. 출현밀도는 다모류에서는 큰 차이가 없었으나 연체동물 및 갑각류는 크게 감소된 것이 특징적이었다. 그 밖에 극피동물과 기타분류군은 밀도 차이가 거의 없는 것으로 나타났다. 1995년과 2006년 동시에 가장 우점했던 종은 이매패류인 Theora fragilis였으며, 두 번째로 우점한 종은 다모류인 Tharyx sp.로서 우점 순위는 10여년이 지난 뒤에도 변함이 없었다. 그러나 T. fragilis는 1995년에 평균 1,254 ind./$m^2$였으나, 2006년에는 235 ind./$m^2$로 급격히 감소하였다. 주 분포역은 영산강 하구둑에서부터 목포항에 이르는 지역으로 큰 변화가 없었으나 이들 정점에서의 밀도 감소는 현저하였다. 그 대신 다모류인 Tharyx sp.의 밀도가 증가하였으며 점유율도 증가함으로서 T. fragilis가 우점하던 해역이 Tharyx sp.가 우점한 해역으로 바뀐 것으로 나타났다. 또한 1995년에 우점종으로 출현하였던 다모류인 Poecilochaetus johnsoni와 이매패류인 Raetellops pulchella는 2006년에 밀도가 현저히 감소하였으며, 고하도 서측해역에 우점적으로 분포하던 표층퇴적물식자인 이매패류의 Yoldia johanni는 급격한 밀도 감소와 함께 분포역도 축소되었다. 종 다양도는 2006년에 평균 $1.95{\pm}0.42$로서 1995년 여름철의 $2.08{\pm}0.47$에 비해 약간 감소하였으며, Rarefaction 방법으로 비교한 결과에서도 동일한 양상을 나타내었다. 이러한 결과는 반폐쇄적인 하구역에서 나타나는 지속적인 유기물 축적과 퇴적, 그리고 하구역 준설 및 주변의 토목 공사와 같은 인위적인 영향이 우점종들의 분포와 밀도에 영향을 미쳤음을 시사하고 있으며 그 결과 전체적인 종 다양도 감소를 초래한 것으로 판단된다.