• Journal of Ecology and Environment
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• 제38권1호
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• pp.95-107
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• 2015

Because an ecological community consists of diverse species that vary nonlinearly with environmental variability, its dynamics are complex and difficult to analyze. To investigate temporal variations of benthic macroinvertebrate community, we used the community data that were collected at the sampling site in Baenae Stream near Busan, Korea, which is a clean stream with minimum pollution, from July 2006 to July 2013. First, we used a self-organizing map (SOM) to heuristically derive the states that characterizes the biotic condition of the benthic macroinvertebrate communities in forms of time series data. Next, we applied the hidden Markov model (HMM) to fine-tune the states objectively and to obtain the transition probabilities between the states and the emission probabilities that show the connection of the states with observable events such as the number of species, the diversity measured by Shannon entropy, and the biological water quality index (BMWP). While the number of species apparently addressed the state of the community, the diversity reflected the state changes after the HMM training along with seasonal variations in cyclic manners. The BMWP showed clear characterization of events that correspond to the different states based on the emission probabilities. The environmental factors such as temperature and precipitation also indicated the seasonal and cyclic changes according to the HMM. Though the usage of the HMM alone can guarantee the convergence of the training or the precision of the derived states based on field data in this study, the derivation of the states by the SOM that followed the fine-tuning by the HMM well elucidated the states of the community and could serve as an alternative reference system to reveal the ecological structures in stream communities.

• Ocean and Polar Research
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• 제32권3호
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• pp.309-319
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• 2010

To assess community structure and diversity of archaea, a clone sequencing analysis based on an archaeal 16S rRNA gene was conducted at three sediment depths of the continental slope and Ulleung Basin in the East Sea. A total of 311 and 342 clones were sequenced at the slope and basin sites, respectively. Marine Group I, which is known as the ammonia oxidizers, appeared to predominate in the surface sediment of both sites (97.3% at slope, 88.5% at basin). In the anoxic subsurface sediment of the slope and basin, the predominant archaeal group differed noticeably. Marine Benthic Group B dominated in the subsurface sediment of the slope. Marine Benthic Group D and Miscellaneous Crenarchaeotal Group were the second largest archaeal group at 8-9 cm and 18-19 cm depth, respectively. Marine Benthic Group C of Crenarchaeota occupied the highest proportion by accounting for more than 60% of total clones in the subsurface sediments of the basin site. While archaeal groups that use metal oxide as an electron acceptor were relatively more abundant at the basin sites with manganese (Mn) oxide-enriched surface sediment, archaeal groups related to the sulfur cycle were more abundant in the sulfidogenic sediments of the slope. Overall results indicate that archaeal communities in the Ulleung Basin show clear spatial variation with depth and sites according to geochemical properties the sediment. Archaeal communities also seem to play a significant role in the biogeochemical carbon (C), nitrogen (N), sulfur (S), and metal cycles at each site.

• Ocean and Polar Research
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• 제29권4호
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• pp.349-366
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• 2007

Seasonal variations of various physicochemical components (temperature, salinity, pH, DO, COD, DOC, nutrients-silicate, DIN, DIP) and potential limiting factor for phytoplankton primary production were studied in the surface water of semi-enclosed Masan Bay. Seasonal variations of nutrient concentrations, with lower values in summer and winter, and higher in fall, are probably controlled by freshwater loadings to the bay, benthic flux and magnitude of occurrence of phytoplankton communities. Their spatial distributional patterns are primarily dependent on physical mixing process between freshwater and coastal seawater, which result in a decreasing spatial gradient from inner to outer part of the bay. In the fall season of strong wave action, the major part of nutrient inputs (silicate, ammonium, dissolved inorganic phosphorus) comes from regeneration (benthic flux) at sediment-water interface. During the summer period, high Si:DIN and Si:DIP and low DIN:DIP relative to Redfield ratios suggest a N- and secondarily P-deficiency. During other seasons, however, silicate is the potential limiting factor for primary production, although the Si-deficiency is less pronounced in the outer region of the bay. Indeed, phytoplankton communities in Masan Bay are largely affected by the seasonal variability of limiting nutrients. On the other hand, the severe depletion of DIN (relatively higher silicate level) during summer with high freshwater discharge probably can be explained by N-uptake of temporary nanoflagellate blooms, which responds rapidly to pulsed nutrient loading events. In Masan Bay, this rapid nutrient consumption is considerably important as it can modify the phytoplankton community structures.

• Journal of the korean society of oceanography
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• 제36권3호
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• pp.83-92
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• 2001

An investigation on the zonal communities in Chokchon macrotidal flat, Incheon, Korea, was carried out on July 1994, eight years after the initial survey done by Frey et al. (1987a and b). A survey transect (4 km long) was established with 41 stations having an equi-interval of 100 m. Macrofaunas were sampled in July 1994. R-mode cluster analysis and ordination analysis (detrended correspondence analysis or DCA) were performed. The aims of the investigation were to: (1) observe the distribution and abundance patterns, including zonation of benthic macrofaunal communities in the area; and (2) gain information about faunal changes between two different periods. The primary feature of distribution was corresponded with Frey's zonation, and this was shaped by three level-specific species groups. Significant changes in dominant species were detected when compared with the faunal assemblages of 1986. The bivalve mollusk, Meretrix petechialis, seemed to have disappeared. Two newly arrived organic pollution indicator species, Theora fragilis and Capitella capitata, were regarded as impregnable proof of response to eutrophication, although the concrete evidence on the eutrophication source was not found.

• Fisheries and Aquatic Sciences
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• 제2권2호
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• pp.199-209
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• 1999

Before investigating the long-term variations in macrobenthic communities sampled in the Chokchon macrotidal flat in Inchon, Korea, from 1989 to 1996, we need to understand how environmental factors in the area vary. As potential governing agents of tidal flat communities, abiotic factors such as mean sea level, seawater, air temperature, and precipitation were considered. Data for these factors were collected at equal intervals from 1976 or 1980 to 1996, and were analyzed using a decomposition method. In this analysis, all the above variables showed strong seasonal nature, and yielded a significant trend and cyclical variation. Positive trends were seen in the seawater and air temperatures, and based upon this relationship, it was found that the biological sampling period of our program has been carried out during warmer periods in succession. This paper puts forth some hypotheses concerning the response of tidal flat macrobenthos communities to the changing environment including mild winters in succession.

• 한국환경생태학회지
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• 제32권6호
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• pp.603-617
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• 2018

본 연구는 2017년 5월부터 9월까지 민통선이북지역 서부평야 일대에서 수생태계의 주요 분류군인 저서무척추동물과 담수어류의 다양성 및 군집특성을 조사하였다. 조사결과 저서무척추동물은 총 4문 19목 66과 108속 125종이 확인되었다. 저서무척추동물의 분류군별 출현종수는 딱정벌레목이 27종(21.60%)으로 가장 높은 다양성을 나타냈고, 잠자리목 26종(20.80%), 비곤충류가 22종(17.60%), 노린재목 11종(8.80%)이 채집되어 정수성 저서무척추동물의 분류군들이 우점하였다. 섭식기능군은 잡아먹는 무리(51종, 56.67%)가 높게 나타나 습지성 형태의 무리들이 우점하고 있는 것으로 나타났으며, 서식기능군은 기어오르는 무리(33종, 24.44%)가 높게 나타났으며, 단순한 하상에서 나타나는 굴파는 무리(17종, 12.59%)도 다소 높게 출현하였다. 이는 유속이 느린 서식처에서 나타나는 특징으로 분류군간에 동종포식을 유발하여 생태계의 교란이 심각해 질 것으로 평가되었다. 수환경평가의 ESB 값은 S13지점에서 82점으로 최우선보호수역으로 평가되었으며, 대부분 지역에서 수질 III등급의 ${\alpha}$-중부수성으로 오염이 심각한 환경상태로 나타났다. 군집안정성분석결과 회복력과 저항력이 높은 I특성군과 교란에 민감한 III특성군으로 평가되었으며, 전체적으로 균일하지 못하고 불안한 군집을 형성하였다. 어류는 잉어과에서 30종(65.2%)으로 가장 높게 나타났으며, 계류에 서식하는 참갈겨니가 728개체(21.4%)로 우점 하였다. 어류 조사결과 총 18목 39과 46종(3,405개체)이 출현하였으며, 군집분석 결과 우점도지수가 낮고(0.39) 다양도지수가 높은(2.29) 안정된 지점(S7, S13)과 반대성향의 불안정한 지점(S2-3, S8, S10)이 복합적으로 평가되었다. 본 조사에서 출현한 저서무척추동물의 법정보호종은 한반도고유종 5종, 국외반출승인종 17종, 멸종위기야생생물 II급인 물장군과 물방개 2종이 출현하였다. 그 외 희귀종인 배물방개붙이의 서식처가 확인되었으며, 생물 위해외래종인 왕우렁이가 전지역에 분포하여 민통선이북 서부평야지대의 생태계 교란이 끊임없이 발생할 것으로 판단되었다. 어류에서는 천연기념물 1종(어름치)와 멸종위기야생생물 II급 3종(묵납자루, 꾸구리, 돌상어)의 서식처가 확인되어 보호 및 보전대책이 마련되어야 할 것으로 판단되었다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제19권4호
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• pp.256-264
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• 2014

가로림만 저서다모류군집의 특성을 파악하기 위하여 2006년 4월부터 2007년 4월까지 5회에 걸쳐 현장조사를 실시하였다. 가로림만은 반폐쇄성 매만으로 2분지형의 수로를 통해 해수의 유출입이 일어나며 수로 주변으로 넓은 갯벌이 형성되어 있다. 저서다모류는 전체 대형저서동물군집중 개체수에 있어서 65.1%를 차지하는 우점 동물군이었다. 출현종수는 내만역이 만입구나 외해역에 비해, 그리고 갯벌 지역이 수로 지역에 비해 많은 편이었다. 서식밀도 역시 수로 지역보다 갯벌 지역에서 높았다. 주요 우점다모류는 기회주의종으로 잘 알려진 Prionospio sp., Heteromastus filiformis, Lumbrineris longifolia 등이었다. Prionospio sp.와 H. filiformis는 주로 내만역의 갯벌에 주로 서식하였고, 반면 L. longifolia는 수로지역과 만 입구역에 서식하였다. 집괴분석과 nMDS 분석 결과 정점군들은 내만역에서 외해쪽으로의 분포 경향을 보였으며, 이는 각 정점군의 종조성이 순차적으로 차이가 남을 의미한다. AMBI와 BPI를 이용하여 가로림만의 저서 환경 건강도를 평가한 결과 만 입구역에서는 약간 오염(slightly polluted)된 정도이었으나, 내만역으로 들어갈수록 중간정도의 오염(moderately polluted) 상태를 보여주었다. 우점종의 종조성과 저서건강도 상태를 고려해볼 때, 가로림만의 저서환경은 약간 불안정하고 교란이 진행되고 있는 상태이며, 대규모 양식장들로 인한 유기물오염이 현재 진행되고 있는 것으로 판단된다.

• 환경생물
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• 제36권2호
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• pp.107-116
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• 2018

이 연구는 거머리말(Zostera marina)의 서식지와 비서식지에서 퇴적환경과 대형저서동물의 분포양상을 파악하는 것을 목적으로 조사를 수행하였다. 영흥도에 서식하는 거머리말은 1월과 4월 사이에 성장을 시작하며, 7월에 급성장을 보이고 11월부터 입과 마디 탈락이 시작되고 나서 겨울에는 성장을 멈추는 것으로 판단되었다. 퇴적환경은 서식지에서 Sand와 같은 조립질 퇴적물이 우세하고, Sand와 Mud가 혼합된 퇴적 양상이 강하게 나타났으며, 비서식지에서는 Slit와 같이 세립질 퇴적물이 우세하였으며, 계절적 변화는 뚜렷하지 않았다. 그 결과로 거머리말의 서식지가 비서식지와 상이한 입도조성 및 유기물함량을 보이며, 이에 따라 대형저서동물의 종조성에도 영향을 미친 것으로 판단되었다. 대형저서동물군집은 서식지에서 비서식지에 비하여 높은 출현종수와 서식밀도를 가지는 것으로 나타났으며, 이 종조성에 기초한 생태학적제지수의 평가결과, 군집의 안정성을 나타내는 지수들이 서식지에서 높은 수치를 보였다. 특히 종풍부도지수(J)의 경우는 2배 정도의 차이를 보일 정도로 큰 차이를 나타내며, 군집의 안정성에서 거머리말 서식지가 더욱 높은 것으로 파악되었다. 집괴분석(Cluster analysis)을 수행한 결과 Similarity 50에서 2개의 정점군으로 구분할 수 있었으며, 2개의 정점군은 거머리말의 서식지와 비서식지로 구분되어 나타났다.

• 한국수산과학회지
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• 제16권4호
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• pp.379-388
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• 1983

본 조사는 전남 여천군 돌산읍 죽포리 두문포의 조하대 해조군락의 특성을 밝히기 위하여 1982년 6월 부터 1983년 5월 까지 연간 계절별로 SCUBA 잠수에 의해 채집된 자료를 분석하므로 수행되었다. 조하대의 수직분포는 sheltered 지역의 특성을 나타내고 있고, 상부, 중부, 하부의 3개 구역으로 나누어지며, 상부는 Ulva pertusa, Codium fragile, Chondria crassicaulis, Gigartina tenera의 녹조, 홍조류, 중부는 Myagropsis myagroides와 Sargassum tortile의 대형갈조류, 하부는 Plocamium telfairiae, Callophyllis japonica, Symphyocladia linearis의 홍조류가 우점종으로 나타났다. Normal association analysis를 통한 군락분석결과 이 지역 해조군락은 9개의 group으로 나누어지고, 각 group의 우점종은 각각 Sargassum tortile, Myagropsis myagroides, Chondrin crassicaulis, Codium fragile, Pterocladia tenuis, Gigartina tenera, Gracilaria textorii등이었고 이 지역의 해중림을 조성하는 대표적 종은 Myagropsis myagroides와 Sargassum tortile 이었다. 한편, Myagropsis myagroides의 현존량은 $50{\times}50cm$당 봄철에 5,248g, 여름에는 650.4g, 가을에는747.6g이었고, 평균체장은 봄부터 가을까지 계절별로 각각 169.9cm, 48,4cm, 149.9cm여서 생식이 끝난 직후인 봄철에 최고치를 나타내고 소멸기인 여름에 최소치를 나타냈다.

• 한국물환경학회지
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• 제21권4호
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• pp.368-378
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• 2005

Inorganic matters originated from stone quarries and manufacturing plants could alter the ecological characteristics of adjacent aquatic systems, especially the structure and function of benthic macroinvertebrate community. In such situation, the locality of stone quarry and the quantity of inorganic matters would be important factors that determined the disturbing strength to the benthic macroinvertebrate community. Locality patterns of stone quarries were classified into 3 types in relation to the stream ecosystem; stream-proximity, upstream-inclusion and tributary-inclusion type. In the result of species:abundance analysis, stone quarry B (upstream-inclusion type) showed geometric distribution, while others showed broken-stick distribution pattern. The benthic macroinvertebrate communities closer to stone quarries showed smaller species numbers and standing crops among all types of stone quarries. However the values of species evenness index were not seriously different between controls and directly affected sites. These results indicated that the effect of inorganic disturbance would differ from those of organic pollution that induced the highly dominant state occupied by tolerant species. Number of occurred species, standing crops, community indices and biotic indices indicated that the community of upstream-inclusion type was the most seriously damaged from the inorganic disturbance, and the community would be very simple and unstable. Tributary-inclusion stone quarry heavily damaged to tributary system in biologically, but influence to the main stream seemed to be depended on the scale of main stream. Among 3 types of stone quarry localities, stream-proximity type induced the least damages to benthic macroinvertebrate community, though the degrees of damage were different along with distances between stream and stone quarry.