• 한국물환경학회지
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• 제27권6호
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• pp.855-861
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• 2011

Short-term effects of current velocity and turbid water on the benthic diatom community and water quality were examined in artificial channel ($20{\times}200{\times}10cm$) with two different experiments. The first and second experiments were consisted of different current velocities such as 1 L/min., and 1, 3, and 6 L/min., respectively. The concentration of turbid water is prepared with loess and fixed at 10 and 20 times of the turbidity of control inflow (10 NTU, LTW), respectively. At experiment 1 (EXP-1), introduction of turbid water increased dissolved oxygen, electric conductivity, pH and turbidity, but there were no differences between low- (100 NTU, MTW) and high-turbid water (200 NTU, HTW). However, experiment 2 (EXP-2) did not change any environmental parameters except dissolved total and inorganic nitrogen like EXP-1. MTW in EXP-1 strongly stimulated the growth of benthic diatom, while both MTW (150 NTU) and HTW (300 NTU) in EXP-2 did not increase or decrease the diatom abundance. Over the study, the dominant species was four, Aulacoseira ambigua, Cyclotella stelligera, Aulacoseira granulata and Achnanthes minutissima. In EXP-1, two highest species in abundance, A. ambigua and A. granulata were highly grown in MTW, while Achnanthes minutissima high in HTW adversely. These results indicate that the introduction of turbid water can play an important role in the shift of water quality and benthic diatom community in stream ecosystem, especially inflow of soil water in low current velocity.

• ALGAE
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• 제35권4호
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• pp.361-373
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• 2020

The community dynamics of benthic diatoms in the hypersaline environment are investigated to advance our understanding how salinity impacts marine life. Diatoms were sampled in the two salterns encompassing salt Ponds, ditches, and seawater reservoirs (n = 11), along the salinity gradient (max = 324 psu), and nearby tidal flats (n = 2). The floral assemblages and distributions across sites and stations showed great variations, with a total of 169 identified taxa. First, not surprisingly, higher diversity of benthic diatoms was found at natural tidal flats than salterns. The saltern diatoms generally showed salinity dependent distributions with distinct spatial changes in species composition and dominant taxa. Biota-environment and principal component analysis confirmed that salinity, mud content, and total nitrogen were key factors influencing the overall benthic community structure. Some dominant species, e.g., Nitzschia scalpelliformis and Achnanthes sp. 1, showed salinity tolerance / preference. The number of diatom species at salinity of >100 psu reduced over half and no diatoms were found at maximum salinity of 324 psu. The highest salinity for the observed live diatoms was 205 psu, however, a simple regression indicated a theoretical salinity threshold of ~300 psu on the survival. Finally, the indicator species were identified along the salinity gradient in salterns as well as natural tidal flats. Overall, high species numbers, varying taxa, and euryhaline distributions of saltern diatoms collectively reflected a dynamic saltern ecosystem. The present study would provide backgrounds for biodiversity monitoring of ecologically important microalgal producers in some unique hypersaline environment, and elsewhere.

• 한국물환경학회지
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• 제25권6호
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• pp.879-885
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• 2009

The present study was carried out to develop biological criteria for water quality assessment using benthic diatoms. Selecting of the indicator diatoms, three parameters were considered: broad distribution (180 taxa occurred over 3% at upper level), species abundance (158 taxa occurred over $1.5{\times}10^5cells/cm^2$), and sensitivity (184 taxa occurred more than once as 1st and 2nd dominant species). Overall, total 208 taxa were selected, including 38 varieties, 170 species, 34 genera, 9 families, 3 orders, and 1 phylum. The most dominant taxonomic group (family) was Naviculaceae (52%), followed by Diatomaceae (15%), Nitzschiaceae (12%) and Achnantaceae (11%). COD and TP were proposed as new water quality standards (draft) to improve the existing BOD standard and to manage and control efficiently non-biodegradable organic pollutants. With this regard, we used TP standard (draft) in developing biological water quality criteria for diatoms. TP standards (draft) proposed as Ia = 0.02 mg/L or less, Ib = 0.05 mg/L or less, II = 0.1 mg/L or less, III = 0.2 mg/L or less, IV = 0.4 mg/L or less, V = 0.6 mg/L or less and VI = above 0.6 mg/L. Biological assessment system (4 class system) was developed and proposed for diatom using modified Tropic Diatom Index (TDI). Biological assessment of TDI appear B grade (Good).

• 생태와환경
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• 제45권1호
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• pp.129-138
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• 2012

본 연구는 하천에서 가뭄으로 인해 나타나는 갈수현상을 단기간의 유량의 감소로 모사하여 수질 및 부착돌말류 군집에 미치는 생태학적 영향을 인공수로에서 분석하였다. 아크릴로 제작한 실내 인공수로에 부착돌말 인공기질로는 슬라이드글라스를 설치하고, 부영양 저수지의 표층수를 유입시켜 실험수로 이용하였다. 실험기간 중 부착돌말 군체형성기 동안 모든 실험군의 유량은 6 L $min^{-1}$, 이후 유량감소기 동안 각 실험군의 유량은 NDF(No depletion of flow rate (Control): 6 L $min^{-1}$), LDF (Low depletion of flow rate: 3 L $min^{-1}$), 그리고 HDF (High depletion of flow rate: 1 L $min^{-1}$)로 설정하였다. 유량감소의 영향을 비교하기 위하여 16일간의 실험기간 동안 유입수와 배출수의 수온, 전기전도도, 용존산소, pH, 탁도, 부유물질, 영양염 및 Chl-$a$ 농도를 분석하였으며, 또한 부착기질의 Chl-$a$와 AFDM(ash free dry matter), 그리고 부착돌말류의 조성과 세포밀도를 1일 간격으로 분석하였다. 광도는 처리 유량이 적어질수록 유의하게 증가했다(F=229.5, p=0.000). $NH_4$-N는 NDF보다 HDF에서 현저하게 높은 농도를 유지하였다. 유입수의 SS 농도(100%) 대비 배출수의 SS 농도는 HDF에서 88%로 감소하였으며 LDF (97%)와 NDF (99%)에 비하여 높은 감소율을 보였다. 기질의 Chl-$a$는 NDF에 비하여 유량감소 처리군에서 약 2배 이상 유의하게 증가하였다(F=8.399, p=0.001). 또한 기질의 AFDM과 부착돌말류 총밀도는 NDF에 비하여 두 처리군에서 유의하게 증가하였다(F=9.390, p=0.001; F=6.088, p=0.007). 실험기간 동안 대조군과 처리군 모두에서 $Aulacoseira$ $ambigua$, $Achnanthes$ $minutissima$, $Aulacoseira$ $granulata$ 등 총 3종의 부착규조류가 총 밀도의 10% 이상을 보인 우점종으로 나타났고, 제1 우점종인 $A.$ $ambigua$는 LDF에서 가장 높은 밀도를 보였으며 HDF, NDF순으로 생물량이 낮았다(F=8.551, p=0.001). 본 연구 결과, 인공 하천생태계에서 가뭄(갈수) 효과는 수질과 부착돌말류 현존량에 유의한 변화를 야기하였으며, 특히 부착돌말류 현존량이 유의하게 증가하였다. 이는 실제 하천에서 가뭄에 의한 생태계의 변화를 이해하는데 유용한 기초자료를 제공할 것으로 사료된다.

• 생태와환경
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• 제45권1호
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• pp.110-122
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• 2012

본 연구는 섬강 수계 하천에서 하천의 형태복잡도와 부착규조류 군집 분포와의 관계를 자연지리, 토지이용도, 수리, 수질요인들과의 관계를 통해 분석하였다. 하천의 형태복잡도는 하천의 입지(고도)와 하폭 그리고 주변의 토지이용도와 밀접한 관계를 나타냈으며, 동시에 하천의 수질과도 유의한 관계를 보여주었다. 즉, 형태복잡도가 높은 하천은 숲과 농경지의 이용도가 높았으며, 반면 형태복잡도가 낮은 하천에서는 도시 이용도가 높게 나타났다. 한편, 형태복잡도가 높을수록 하천의 영양염의 농도가 낮은 결과를 나타냈다. 섬강 수계에서 출현한 부착규조는 총 145 분류군(2목 3아목 8과 26속 125종 15변종 2품종 3아종)이 출현하였다. 하천의 형태복잡도 차이에 관계없이 부착규조류 군집의 종조성과 우점종의 차이는 크지 않았으나 밀도와 지표종의 차이는 뚜렷하게 나타났다. 부착규조류 지표종은 낮은 형태복잡도를 가진 지점들에서 호오탁성종의 상대밀도가 높았던 반면, 복잡도가 높은 지점들에서는 호청수성종의 종수와 상대밀도가 더욱 높았다. 부착규조류 생물지수(TDI, DAIpo)를 이용해 생물학적 수질을 평가한 결과 형태복잡도가 낮은 지점들에서의 수질이 상대적으로 불량하게 나타났다. 특히, BOD, TP, $PO_4$-P 농도는 DAIpo와 높은 상관관계를 나타냈다. 결론적으로, 섬강 수계 하천의 형태복잡도는 부착조류 군집의 분포와 밀접한 관계를 보여주었으며, 보다 직접적으로 이들의 관계는 형태복잡도의 차이를 결정짓는 주변 토지이용의 형태가 하천수질에 영향을 미쳐 나타난 것으로 이해되었다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제3권4호
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• pp.249-260
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• 1998

해수에 잠긴 인공기질 표면에서 미세조류의 부착과 후속적으로 나타나는 성장과정을 이해하기 위해 규조류의 부착과 주변수의 종 급원(species pool)과의 관계를 조사하였다. 1995년 7월부터 1997년 2월까지 인천항 내에서 아크릴 슬라이드를 이용하여 규조류의 부착에 관해 연구하였고, 주변 해수를 조사하였다. 또한 생물막 초기형성 과정에서 노출시간의 증가에 따라 나타나는 부착미세조류 군집의 종조성과 수도의 변화를 유리, 아크릴, 티타늄, 구리 및 생물오손방지 페인트로 도포된 슬라이드 등 다양한 인공기질 표면을 이용하여 조사하였다. 아크릴 슬라이드에서 규조류의 이입률은 주변수의 저서규조류의 수도변화와 유의성 있는 상관관계를 나타냈으며 ($r^2$=0.78, p<0.01, n=42), 이는 주변수의 저서규조류의 수도에 의해 영향을 받는 것을 지시한다. 아크릴 슬라이드에서 봄철에 단배선 형태 규조류의 부착능력(이입계수)이 복배선 형태에 비해 5 배 높게 나타났다. 그러나 부착점유율은 단배선 형태가 복배선 형태에 비해 3 배 낮게 나타났다. 겨울철에는 중심형 규조류의 부착능력이 다른 형태들에 비해 높게 나타났고 부착점유율도 높게 나타났다. 이는 규조류의 부착이 주변해수에 출현한 저서 규조류의 수도 및 부착능력에 의한 결과임을 지시한다. 우상형 규조류가 연구기간동안 모든 인공기질 표면에 대부분 부착 출현하였고, 겨울철에는 중심형 규조류가 모든 인공기질 표면에 우정 부착하였다. 생물오손방지 페인트로 처리된 표면에서는 독성에 대한 내성이 강한 것으로 판단되는 Hantzschia virgata, Licmophora abbreviata, Melosira nummuloides가 우점하여 부착하였다. 노출시간이 증가함에 따라 부착규조류의 수도는 유리, 티타늄, 아크릴 슬라이드에서 지수적으로 증가하였고, 최대수도는 유리 ${\geq}$ 아크릴 > 티타늄 > 구리 ${\geq}$ 페인트처리 슬라이드의 순으로 높게 나타났다. 모든 인공기질 표면에서 부착규조류의 성장률은 $2{\sim}3^{\circ}C$에서 보다 $24{\sim}25^{\circ}C$의 수온에서 높게 나타났고, 유리 슬라이드에서 다른 표면에 비해 전반적으로 높은 값을 보였다. 해수 중에서 노출시간의 증가에 따라 관찰된 우점종은 납작한 형태인 Amphora coffeaeformis, 부채꼴 형태인 Synedra tabulata, stalk 형태인 Licmophora paradoxa 그리고 사슬형태인 M. nummuloides로 나타났고, 부착미세조류 군집에서 미소천이(micro-succession)가 관찰되었다. 이러한 우점종 조성은 미세조류 생물막이 발달하여 서식공간이 제한됨에 따라 나타난 종 적응의 결과로 보인다.

• 한국해양학회지
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• 제22권4호
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• pp.257-270
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• 1987

1982-1983년 진해항 및 마산만에서 발달하는 부착생물 군집을 슬라이드 글라스 및 浸漬基板실험에 의하여 연구하였다. 15일의 침적실험후 세균의 개체수는 1.7$\times$$10^{4}$CFU/$cm^{2}$로 산출되었고, 微小生物群集에서 발달한 저생 규조류 는 총 46분류군이었다. 부착생물군집의 順次的 변화과정을 명백히 볼 수 있었고, 우 점 규조류 종은 Licmophora flavellata, Navicula grevillei, 및 Nitzschia closterium 로 나타났다. 대형생물군집의 주요 종은 Mytilus edulis, Balanus amphitrite mphitrite, Hydroides ezoensis및Celleporina sp. 로서 5개월의 침적후에 500g/100cm $^{2}$이상의 생물량을 보였다. 두 조사해역에서의 군집발달양상이 큰 차이를 보이 는데 이는 주로 주변수의 물리화학적 안정성 및 영양상태에 기인하는 것으로 판단 된다. 부착생물군집의 발달과정은 유생의 생성시기 및 성장률에 매우 큰 영향을 받 는 것으로 밝혀졌고, 군집발달의 전 과정은 다음과 같이 요약이 된다. 세균 및 규조류-다세포해조류-따개비류, 홍합류 및 다모류-해면류, 말미잘류 및 해초류.

• 생태와환경
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• 제55권1호
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• pp.60-75
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• 2022

베이지안 알고리즘 모델은 입력된 자료를 기반으로 확률을 계산하는 모델 알고리즘으로써 주로 복합재난 및 수질관리를 위해 사용되었다. 최근에는 생물 간, 혹은 생물-비생물 요인들 사이의 생태학적 구조를 파악하고 이를 이용한 생태 네트워크 분석에 활용되고 있다. 본 연구는 국내 하구수생태계의 부착돌말류 군집 변화와 이화학적 요인들 사이의 베이지안 네트워크 분석을 수행하여 부착돌말류 건강성 변화의 주요 요인들을 파악하였다. 베이지안 분석을 위해 본 연구 자료를 위해 물환경측정망의 생물 측정망을 기준으로 전국 하구 지역에 분포하는 668개 지점을 2008년부터 2019년까지 연간 2회 조사를 수행하였다. 자료는 서식지 요인, 물리적 요인, 화학적 요인, 생물학적 요인으로 분류하였으며 이를 베이지안 네트워크 모델에 입력하여 전국 및 해역별 하구수생태계 네트워크 분석을 수행하였다. 2008년부터 2019년까지 전국 하구수역에서 부착돌말류는 총 625개 분류군이 출현하였으며 2목, 5아목, 18과, 141속, 595종, 29변종, 1품종으로 구성되었다. Nitzschia inconspicua의 누적 세포밀도가 가장 높았으며 Nitzschia palea가 뒤를 이었고, 이외에도 Pseudostaurosira elliptica와 Achnanthidium minutissimum 분류군의 누적 세포밀도가 높았다. 부착돌말류를 이용한 하구수생태계 건강성 평가 결과는 조사 지점이 증가함에 따라서 대체로 보통(C등급)~나쁨(D등급) 등급의 비율이 증가하였으나 조사 시기에 따른 등급별 변화는 매우 미약하였다. 베이지안 네트워크 모델을 이용하여 하구수생태계 부착돌말류 건강성 평가 결과와 서식지 정보 및 이화학적 수질 정보 사이의 관계를 분석한 결과, 건강성 평가 점수에 가장 민감하게 영향을 미치는 요인은 생물 요인이었으며 서식지 및 이화학적 요인은 상대적으로 민감도가 낮았다. 하구수생태계 건강성 평가 점수에 가장 민감하게 영향을 미치는 부착돌말류 분류군은 Nitzschia inconspicua, N. fonticola, Achnanthes convergens, Pseudostaurosira elliptica으로 나타났으며 생물 요인 이외에도 서식지 인근의 공단과 축사의 비율이 건강성 평가 점수에 많은 영향을 미쳤다. 해역에 따라서 부착돌말류 건강성 평가 점수에 민감한 주요 분류군 조성은 다르게 나타났으나 모든 해역에서 부착돌말류의 세포밀도와 AFDM 및 Chl-a는 부착돌말류 건강성 점수에 민감한 영향을 미치지 않았다. 베이지안 네트워크 분석은 하구수생태계와 같이 복잡한 생태구조에서도 건강성에 영향을 미치는 주요 분류군과 요인들을 파악하는데 유용하였으며 이를 통해 향후 훼손된 하구수생태계의 복원을 수행함에 있어서 복원 대상을 보다 정확하게 제시할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국해양학회지
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• 제21권3호
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• pp.156-170
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• 1986

경기만 식물플랑크톤의 조성과 분포, 생태특성에 관한 조사가 1981년 5월부터 1982년 9월까지 총 20회에 걸쳐 행하여 졌다. 채집된 식물플랑크톤은 총 228종으로 규조류가 대부분이었고 그외에 쌍편모조류, 규질편모류, 녹조류, 남조류등이 다양하게 출현하였다. 이중 92종이 저서성 규조류로 일시 부유하여 식물플랑크톤으 로 나타났다. 이들 일시 부유규조류는 출현종 수에서 뿐만 아니라 식물플랑크톤 현존량에서도 늦가을부터 초봄까지 72%이상의 높은 출현상태를 보여 식물플랑크톤 군집내에서 큰 비중을 차지하였다. 이들 일시부유플랑크톤이 겨울철에 높은 출현 상태를 보인것은 저서성 부착 규조류가 동계의 강한 북서 계절풍에 의해 형성된 전단응력에 의해 수층으로 일시적으로 부유되고 또한 동계의 강한 수괴혼합에 의하 여 상층으로 유입되었기 때문이다. 이들 일시부유플랑크톤 중 가장 우점하는 종은 Paralia sulcata로 서해 연안역의 수괴 혼합정도를 지표할 수 있는 종이다. 이종은 동계에 가장 우점하고 하계에 낮은 출현상태를 보여 수괴의 안정도와 높은 역상관 관계를 보인다. 경기만내 수괴가 안정되어 환경조건이 좋은 춘하추계에는 skeletonema costatum 부유종이 많이 나타나나 환경이 나쁜 겨울에 내성이 강한 저소종들이 많이 나타난다. 현존량의 변화는 봄과 가을에 대증식이 뚜렷이 나타나 춘계대증식은 주로 skeletonema costatum 에 의해 주도되고 가을철 증가는 수괴의 안정에 의해 다양한 종들에 의해 일어난다.

• 생태와환경
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• 제55권1호
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• pp.84-98
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• 2022

하구 생태계는 담수와 해수의 혼합으로 형성되는 전이수역(transitional waters)이라는 특이성을 가지며, 염분 및 영양염 농도와 같은 수질 환경이 서로 다른 다양한 서식처를 구성하고 있어 생물 다양성 측면에서 매우 중요하게 여겨진다. 하구 순환은 수질은 물론 하상과 같은 물리학적 환경의 구배(gradient)를 유발하여 최종적으로 생물 군집 조성에 영향을 주는 주요 기작으로, 순환이 단절될 경우 기수역 형성을 저해하고 생물의 이동을 차단하게 되어 생물상의 공간 분포, 즉 다양성에 영향을 미치게 된다. 본 연구에서는 하구 수생태계 건강성 평가 대상 지점 중 상류부터 하류까지 공간 구배에 따른 생물 다양성 평가가 가능한 복수 지점들로 구성된 하구를 선별하여 부착돌말류, 저서성 대형무척추동물 및 어류 군집을 대상으로 α-, γ- 및 β-다양성을 산출, 그 경향을 파악하여 열린하구와 닫힌하구 간 비교를 통해 하구 순환 유지·단절에 따른 하구 구간 내 종 다양성 변동 경향을 파악하였다. 그 결과, 모든 분류군에서 하구를 포함한 하천 구간 전체의 종 다양성을 나타내는 γ-다양성이 닫힌하구와 비교했을 때 열린하구에서 평균적으로 높은 경향이 나타났으며, 구간 내 지점 간 종 다양성 변동을 의미하는 β-다양성의 경우, 저서생물에서만 열린·닫힌하구 간 차이가 비교적 뚜렷하게 나타나 하구 순환 단절이 하구 구간 내 지점들 간 저서생물 종 조성 및 풍부도의 공간적 이질성(heterogeneity)을 감소시키는 요인으로 작용한 것으로 판단된다. 수질 환경 구배에 따른 각 생물 군집의 하구 구간 내 지점별 α-다양성 및 β-다양성에 기여하는 정도(LCBD, LCBDt, LCBDn)의 반응을 파악하고자 상관관계 분석을 실시한 결과, 열린하구 대비 닫힌하구에서 대체로 보다 높은 상관계수(r)가 분석되었으며 두 하구 유형에서 보여지는 상관관계가 상반되는 경향을 보였으나, 대부분 r 값이 ±0.4 이하로 지점별 다양성 지수와 환경 요인 간에는 뚜렷한 상관성은 나타나지 않았다. 향후 생물 기능군(functional group), 생활사와 같은 군집별 특성을 고려하여 다양성에 영향을 줄 수 있는 서식처 환경요인(예: 유속, 하상)들과의 추가적인 관계 분석을 통해 하구 순환 유지 여부에 따른 생물 군집의 반응을 이해한다면 생물 다양성 관리에 활용 가능할 것으로 판단된다. 한편, 본 연구에서는 분석 대상 하구의 생물 다양성 현황을 바탕으로 형산강 및 교성천 하구에서 부착돌말류, 발안천 하구에서 저서생물, 교청선, 불갑천 및 판교천(서천) 하구에서 어류 군집의 γ- 및 β-다양성이 낮게 나타나는 것을 파악하였으며, 이러한 현황 파악은 지속적으로 하구 수생태 모니터링을 수행하는데 있어 생물 다양성 측면에서 건강성 유지를 위한 하구 생태계 관리에 중요한 자료로 활용될 수 있도록 하였다.