• 생태와환경
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• 제43권2호
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• pp.255-262
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• 2010

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.

• 생태와환경
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• 제40권3호
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• pp.370-378
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• 2007

본 연구는 갑천의 지류인 반석천에서 도시화에 따른 서식지 교란과 수질오염의 영향에 따른 생태계 건강성 평가를 위해 2005년 7월부터 2006년 4월까지 어류를 이용한 해부학적 건강도 평가 모델지수(HAI),생태계 건강도 평가 지수(IBI)및 물리적 서식지 평가 모델(QHEI)을 이용하여 총체적 건강도를 평가하였다. 상기 모델의 시간적, 공간적인 분석을 위해 상류로부터 하류까지 총 6개 지점을 선정하여 3회 조사하였다. 생태계 건강도 평가결과 평균 24(악화${\sim}$보통상태)로 나타났고, 물리적 서식지 건강도는 평균 116(보통${\sim}$양호상태)으로 나타났다. 생태계 건강도와 물리적 서식지 건강도의 상관분석 결과 물리적 서식지 건강도는 생태계 건강도에 영향을 주는 것으로 사료되었고, 특히 서식처의 비율$(M_1)$, 유량/유속의 다양성 $(M_3)$, 여울의 빈도$(M_7)$와 높은 상관관계를 보였다. 해부학적 건강도 평가 결과 대조군은 0(최적상태)으로 나타난 반면, 처리군(T1, T2)은 각각 5 (양호상태), 50 (악화상태)로 나타났으며, 생태계 건강도가 높은 지점에서 개체건강도 역시 최적상태로 나타났다. 본 연구 결과 생태계 건강도 평가(IBI), 물리적 서식지 평가(QHEI) 및 해부학적 개체 건강도 평가(HAI)를 통한 평가 기법은 하천 생태계의 총체적 건강도 평가를 위한 좋은 모델인 것으로 사료된다.

• 환경영향평가
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• 제18권3호
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• pp.151-160
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• 2009

In order to use fundamental data for conservation of species diversity and stream health with dam development, fish investigation in up- and downstream of Pyeonglim Dam was seasonally conducted in 2007~2008. In addition, data of water qualities, investigated for environmental impact assessment, were used to determine a water quality standard level in Pyeonglim Stream, and it revealed that water environment condition was good in the stream. During the study period, a total number of fish caught from the 4 study sites was 5,449 representing 9 families 25 species, and there were 8 Korean endemic species (32.0%) including Rhodeus uyekii, Squalidus gracilis majimae, and Microphysogobio yaluensis. Two species of Zacco temminckii (37.5%) and Zacco platypus (26.3%) were dominant and subdominant in all sites. There were few individuals of the $2^{nd}$-class endangered species (Sand lamprey, Lampetra reissneri) and the introduced species (Bluegill, Lepomis macrochirus), found in the upstream of the dam. and further investigation for conservation of the endangered species and for prevention of the introduced species is needed in future. With fish fauna and multi-metric health assessment model in each sampling attempt, index of biotic integrity(IBI) was evaluated and it resulted mostly in good(26~35) and excellent(36~40) condition in all sites. The results indicate that it is very important to study not only environmental impact assessment with fish composition but also stream health assessment in order to conserve healthy aquatic ecosystem.

• Journal of Ecology and Environment
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• 제39권1호
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• pp.61-70
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• 2016

Major objectives of the study were to analyze chemical and biological influences of the river ecosystem on the artificial weir construction at three regions of Sejong-Weir (S_j-W), Gongju-Weir (G_j-W), and Baekje-Weir (B_j-W) during 2008-2012. After the weir construction, the discharge volume increased up to 2.9 times, and biological oxygen demand (BOD) and electrical conductivity (EC) significantly decreased (p < 0.05). Also, the decrease of total phosphorus (TP) was also evident after the weir construction, but still hyper-eutrophic conditions, based on criteria by , were maintained. Multi-metric model of Index of Biological Integrity (IBI) showed that IBI values averaged 21.0 (range: 20-22; fair condition) in the B_wc, and 14.3 (range: 12-18; poor condition) in the A_wc. The model values of IBI in S_j-W and G_j-W were significantly decreased after the weir construction. The model of Self-Organizing Map (SOM) showed that two groups (cluster I and cluster II) of B_wc and A_wc were divided in the analysis based on the clustering map trained by the SOM. Principal Component Analysis (PCA) was similar to the results of the SOM analysis. Taken together, this research suggests that the weir construction on the river modified the discharge volume and the physical habitat structures along with distinct changes of some chemical water quality. These physical and chemical factors influenced the ecosystem health, measured as a model value of IBI.

• 한국환경과학회지
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• 제24권6호
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• pp.731-741
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• 2015

The objectives of study were to evaluate fish species compositions of trophic guilds and tolerance guilds and apply ecological fish assessment (EFA) models to Bekjae Weir, Keum-River Watershed. The EFA models were Stream Index of Biological Integrity (SIBI) used frequently for running water and Lentic Ecosystem Health Assessment (LEHA) used for assessments of stagnant water. The region of Bekjae Weir as a "four major river project" was originally a lotic ecosystem before the weir construction (2010, $B_{WC}$) but became more like lentic-lotic hybrid system after the construction (2011, $A_{WC}$). In the analysis of species composition and ecological bioindicator (fish), fish species with a preference of running water showed significant decreases (p < 0.05), whereas the species with a preference of stagnant water showed significant increases (p < 0.05). After the weir construction, relative abundances of tolerant species increased, and the proportion of insectivores decreased. This phenomenon indicated the changes of biotic compositions in the system by the weir construction. Applications of SIBI and LEHA models to the system showed that the two model values decreased at the same time after the weir construction ($A_{WC}$), and the region became more like lentic-lotic hybrid system, indicating the degradation of ecosystem health. The model values of SIBI were 19 and 16, respectively, in the BWC and AWC, and the health conditions were both "C-rank". In the mean time, the LEHA model analysis showed that the values was 28 in the BWC and 24 in the AWC, thus the health was turned to be "B-Rank" in the BWC and "C-Rank" in the AWC. indicating a degradation of ecological heath after the weir construction.

• 생태와환경
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• 제39권3호통권117호
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• pp.320-330
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• 2006

본 연구에서는 충북 영동군 초강, 어촌천의 7개 지점을 선정하여 2005년 8월에서 9월까지 2회에 걸쳐 생물학적 건강도 지수 (Index of Biological Integrity, IBI), 정성적 서식지평가지수 (Qualitative Habitat Evaluation Index: QHEI)분석 및 이화학적 수질분석을 통해 통합적 하천생태계 건강성 평가를 실시하였다. 생태 건강도 평가를 위한 생물통합지수 모델은 국내 특성에 맞게 수정 ${\cdot}$ 보완된 10개 다변수 메트릭 모델(Multimetric model)을 이용하였고, 물리적 서식지 지수인 QHEI는 국내 하천 특성에 맞게 변형한 11개의 다변수 메트릭 모델을 적용하였다 2차례 조사에 걸친 초강의 생물학적 건강도 지수 (IBI)는 36 (n=14)로서, 수환경 등급은 양호상태 (Good)로 나타났다. 최상류 지점 (S1)의 IBI 모델값은 48로서 최적상태 (Excellent)를 보였고, 나머지 지점들에서는 32${\sim}$40로 보통${\sim}$양호상태 (Fair${\sim}$Good)를 보였다. 합류점인 지점 4는 내성종인 피라미 (Zacco platypus)의 현저한 증가로 가장 낮은 모델값 (32)을 나타냈고, 저수지 방류수인 지점 6에서도 유사한 양상을 보였다. 물리적 서식지평가지수인 QHEI 전 지점에 대한 평균값은 148로서 양호상태 (Good)를 보였다. 지점 5(S5)는 120로서 보통${\sim}$양호상태 (Fair${\sim}$Good), 지점 7 (S7)은 199로서 최적상태 (Excellent)로 나타났으며, 그 외의 지점들 (S1, S2, S3, S4, S6)은 135 ${\sim}$150으로 양호상태 (Good)를 보였다. 최적상태로 나타난 지점 7(S7)의 경우 타 지점들과는 달리 하상 및 하천구조에 인위적인 영향이 거의 없는 사행천으로 소와 여울을 적절히 형성하고 있었으며, 수변 식피율이 높아 서식지 측면에서 최적상태를 보였다. 또한, 용존산소량 (DO), 전기전도도 (Electric conductivity), 탁도(Turbidity),수소이온농도(pH) 등의 지점별 분석에 따르면, 지점별 큰 차이를 보이지 않아 생물학적 건강도 지수에는 큰 영향을 주지 않는 것으로 사료되었다.

• Journal of Ecology and Environment
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• 제38권2호
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• pp.195-211
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• 2015

The objectives of this research were to determine mean and maximum tolerance ranges of Carassius auratus ($C_a$) and Cyprinus carpio ($C_c$) populations on various physico-chemical parameters and ecological indicator metrics. Little is known about chemical tolerance ranges of the two species, even though these species are widely distributed species in aquatic ecosystems. Maximum tolerance ranges of $C_a$-population to total nitrogen (TN) and total phosphorus (TP) were $20.3mgL^{-1}$ and $2.0mgL^{-1}$, respectively. Optimal ranges of TN and TP in the $C_a$-population were $1.7-5.0mgL^{-1}$ and $0.06-0.30mgL^{-1}$, respectively. Such nutrient regimes of the $C_a$-population were evaluated as hypereutrophy, indicating high tolerance limits. The $C_c$-population had similar ecological characteristics to $C_a$-population, but the mean tolerance ranges of TN, TP, BOD, and COD were significantly (p < 0.05) greater than the $C_a$-population. Ecological patterns of trophic composition and tolerance guilds in the $C_a$-population were similar to those of the $C_c$-population. The model value of Index of Biological Integrity (IBI) of the habitat where C. auratus and C. carpio co-occurred averaged $15.0{\pm}4.3$ and $12.9{\pm}3.6$, respectively. Based on the modified criteria of the United States Environmental Protection Agency (Klemm et al. 1993), it indicated poor ecological health of both species. These results suggest that both species are highly tolerant to chemical and physical habitat conditions of waterbodies, and that the chemical tolerance range of $C_c$-population was higher than $C_a$-population.

• Journal of Ecology and Environment
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• 제39권1호
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• pp.99-110
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• 2016

The objective of this study was to analyze chemical water quality, ecological characteristics of fish compositions, and ecosystem health before- (B_wc; 2008-2009) and after-the weir construction (A_wc; 2011-2012) at Juksan Weir and Seungchon Weir of Yeongsan River watershed. Suspended solids (SS) and chlorophyll-a (Chl-a) in Juksan Weir increased, whereas nutrients such as total nitrogen (TN) and total phosphorus (TP) decreased in the epilimnetic water. In Juksan and Seungchon weirs, fish species distribution analysis in the periods of B_wc and A_wc showed that sensitive species were rare and tolerant species were dominant in the community. In the analysis of trophic guild, relative abundance of carnivore species are increased to 22% and 12%, respectively, after the constructions of Seungchon Weir and Juksan Weir. Mann-Whitney U-tests of nonparametric statistical analysis indicated that omnivore and carnivore species had significant differences (p < 0.05) between the B_wc and A_wc. The massive population growth of an exotic species, Micropterus salmoides, was evident in Seungchon Weir to influence on the structures of fish communities. The model values of mean Index of Biological Integrity (IBI), based on fish assemblages, were < 15, which indicates "poor" condition in the river health, and the significant difference of IBI values was not found between the B_wc and A_wc.

• Journal of Ecology and Environment
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• 제36권1호
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• pp.73-83
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• 2013

The object of this study was to evaluate lotic ecosystem health using multiple eco-metric approaches such as water chemistry diagnosis, physical habitat health evaluations, and biological integrity modeling at 100 streams of four major watersheds. For the study, eight chemical water quality parameters such as nutrients (N, P) and organic material were measured and 11-metric models of Qualitative Habitat Evaluation Index (QHEI) and multiple eco-metric health assessment model (MEHA) were applied to the four major watershed. Nutrient analysis of nitrogen (N) and phosphorus (P) in all watersheds indicated a eutrophic state depending on the locations of sampling streams. Physical habitat health, based on the QHEI model, averaged 114 (range: 56 - 194), judging as a "good condition" by the criteria of Plafkin et al. (1989). In addition, primary (H1 - H4), secondary (H5 - H7), and tertiary habitat metric variables (H8 - H11) were analyzed in relation to the physical habitat degradations. The plots of tolerant species ($P_{TS}$) and sensitive species ($P_{SS}$) to water quality showed that the proportions of $P_{TS}$ had positive linear functions with nutrients, and that the $P_{SS}$ had inverse linear relations with the chemical variables. The model of eco-metric health assessment showed that mean MEHA was 20.4, indicating a fair condition. Overall, our data suggest that water chemistry, based on nutrients and organic matter, directly modified the trophic structures in relation to food chain in the aquatic ecosystems, and then these directly influenced the compositions of tolerance/sensitive species, resulting in degradations of overall ecological health.

• 생태와환경
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• 제42권2호
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• pp.183-191
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• 2009

본 연구는 동진강 수계 중 동진강 본류의 상 중 하류의 3개 지점을 선정하여 조사를 실시하여 이 화학적 수질 및 서식지 분석을 통하여 생태 건강도 및 어류 분포특성을 진단하였다. 생물통합지수(Index of Biological Integrity, IBI)모델 분석은 국내 하천의 특성에 맞게 수정 보완하여 8개 다변수 메트릭 모델을 이용하였고, 물리적 서식지 평가 지수(Qualitative Habitat Evaluation Index, QHEI)분석은 11개의 다변수 메트릭 모델을 적용하였다. 이 화학적 수질 분석은 동진강 수계의 환경부 수질 측정망 자료 중 2005년부터 2008년까지 4년간의 자료를 이용하여 분석하였다. 내성종이면서 잡식성 어종인 피라미가 우점종으로 나타났으며, 동진강의 생물통합지수는 평균 19(n=3)로서 "보통상태" (Fair)로 나타났다. 지점별로 지점 1에서 28 "양호상태"(Good)로 가장 높게 나타난 반면에 지점 2와 3은 각각 18과 12로 "보통상태"(Fair), "불량상태"(Poor)로 나타났다. 서식지 평가 지수는 117(n=3)으로 "보통${\sim}$양호상태"(Fair${\sim}$Good)로 나타났으며, 상류에서 하류로 갈수록 악화되는 경향을 보였다. 이 화학적 수질자료의 분석 결과 지난 4년간 평균 BOD는 2.3 mg $L^{-1}$(범위:0.1${\sim}$8.9 mg $L^{-1}$)로서 우리나라 수질기준(2007년 1월의 환경부 기준고시)에 의거할 때 II(약간 좋음)등급을 보였다. COD는 펑균 5.5 mg $L^{-1}$(범위: 1.8${\sim}$12.6 mg $L^{-1}$)로 나타났고, 계절 및 지점별로 큰 변이폭을 보였다. TN의 평균값은 2.7 mg $L^{-1}$(범위: 0.9${\sim}$7.5 mg $L^{-1}$)이고, TP의 평균값은 0.127 mg $L^{-1}$(범위: 0.01${\sim}$0.391 mg $L^{-1}$)로 TN과 같이 하류로 갈수록 증가하는 보였다. EC는 평균값 174.9 ${\mu}s$ $cm^{-1}$(범위: 6.7${\sim}$547 ${\mu}s$ $cm^{-1}$)이고, SS는 17.7mg $L^{-1}$(범위: 0.5${\sim}$62.7 mg $L^{-1}$)로 나타났다. 본 연구에서 생물통합지수와 물리적 서식지 평가, 이 화학적 수질 분석에 따르면, 동진강의 수환경 건강 상태는 악화되어 있는 것으로 나타나 서식지와 농업 배수의 관리가 필요한 것으로 사료되였다.