• 생태와환경
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• 제55권1호
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• pp.1-9
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• 2022

하구는 이질적인 매질인 하천과 바다가 다양한 환경을 조성하고 각 환경에 적응한 생물이 서식하는 공간이다. 하지만 하구의 생태적 가치를 인식하기 이전에 하구둑 건설이나 매립 등으로 대규모 개발사업으로 인해 하구의 면적이 소실되고 하구의 생태환경도 훼손되었다. 한국에는 총 643개 하구가 위치해 있지만 35% 이상이 하구 순환이 원활하지 않은 닫힌하구이다. 2008년 이후 환경부는 "하구수생태계 건강성 조사 및 평가" 사업을 통해 하구 생태계에 관한 지식을 축적하고 하구와 관련된 주요 문제를 해결하기 위해 노력하고 있다. 지난 14년간의 사업을 통해 총 2,097종의 하구 생물을 기록하였고 새롭게 개발된 생물지수를 이용해 각 조사지점의 서식환경을 평가하고 있다. "하구 수생태계 건강성 조사 및 평가" 사업은 장기적으로 수행되는 제도화된 생태조사로 생태계의 변화의 원인과 과정 등을 규명하기는 어렵지만 연간 100여 명 이상의 연구원들이 표준화된 조사지침에 따라 획득한 결과를 엄격히 관리해 하구의 보전과 관리 정책을 수립하는데 필요한 경험적 자료를 제공하고 있다. 제도화된 생태조사의 단점을 보완하기 위해 현재 조사 대상지 중 일부에서는 하구의 오염물 또는 퇴적물과 생물과의 관계를 파악하는 연구를 수행해 하구 생태계의 변화의 원인과 과정을 밝힐 수 있다.

• 생태와환경
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• 제55권1호
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• pp.10-18
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• 2022

본 연구는 전국 하구 중 열린 하구를 대상으로 저서성대형무척추동물의 군집현황 및 서식지 주요 변화 동인과의 관계를 분석하였다. 조사하구는 "생물측정망 조사 및 평가 지침"에 따라 이루어졌으며, 해역별로 구분하여 동해하구 80곳, 남해하구 102곳, 서해하구 19곳에서 수행하였다. 총 201개 열린 하구에서 출현한 저서성 대형무척추동물은 4문 9강 41목 139과 269종으로 동해하구 196종, 남해하구 182종 서해하구 90종이었다. 동해해역에서는 곤충강이 높은 개체밀도를 보였으며, 남해는 연갑강, 서해는 환형동물문이 가장 높은 개체밀도를 보였다. SIMPER 분석을 통해서 저서성 대형무척추동물 군집에 기여하는 종을 분석한 결과, 해역별로 주요 기여종의 차이가 구분됨을 확인하였으며, 이 상위 종들의 전체 기여도가 군집의 50% 이상을 차지하였다. 동해의 군집은 하구말단 염도의 영향을 받아 담수종의 기여율이 높았으며, 남해, 서해의 경우 하상 기질 비율에 따른 종 조성을 보였다. 각 해역의 군집은 낮은 유사도를 보였는데, 해역별 종 조성의 유사성은 지역의 차이보다 각 하구의 하상 기질 비율에 따른 군집 조성차이를 보였다. 결과적으로 저서성 대형무척추동물 군집은 지리적 거리보다는 염도와 하상 기질 같은 서식환경의 특성에 따라 종 조성이 구분되는 것을 확인하였다. 이러한 내용은 국내 하구의 저서성 대형무척추동물의 다양성과 분포의 변화를 파악하고 예측해 미래환경변화에 대응할 수 있을 것으로 생각된다

• 생태와환경
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• 제56권2호
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• pp.172-186
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• 2023

불안정한 천이양상을 보이는 소형 호소는 대형 호소에 비해 동물플랑크톤 군집 동태 연구가 미진한 상황이다. 최근 지역 생물다양성 보전의 측면에서 소형 호소의 존재 가치가 부각되면서 생물 군집 동태 대한 이해의 필요성이 강조되고 있다. 본 연구는 세 소형 호소의 출현 동물플랑크톤을 월별로 채집하여 계절별 군집 동태를 분석하였다. 소형 호소의 복잡한 동물플랑크톤 군집 동태를 파악하기 위해 종 출현 패턴을 기반, 4개의 그룹(LALF Group, Low Abundance Low Frequency; LAHF Group, Low Abundance High Frequency; HALF Group, High Abundance Low Frequency; HAHF Group, High Abundance High Frequency)으로 그룹화하였다. 그룹 간 계절적 패턴을 비교하였으며, 각 그룹의 시간적 베타 다양성 기여도를 기반으로 한 다양성을 산출했다. 분석 결과 같은 출현량 경향을 보이지만 상반된 출현 빈도를 보이는 그룹 간의 관계가 있는 것으로 나타났으며, Nauplius가 세 호소공통으로 높은 출현량과 빈도를 보이는 종으로 나타났다. 적은 개체수를 보이면서 출현 빈도 역시 드물게 나오는 종들이 포함된 그룹인 LALF 그룹에 속한 종이 월별 천이와 다양도에 핵심인 것으로 분석되었으며 해당 그룹에는 Anuraeopsis fissa, Hexarthra mira 및 Lecane luna가 포함되었다. 한편 연중 특정 시기에만 출현하여 수체를 우점하는 종들이 포함된 그룹인 HALF 그룹이 호소 공통적으로 시간적 다양성을 저해하는 것으로 분석되었다. 본 연구의 결과를 통해 종 특이적인 출현 패턴이 연내 군집의 생물다양성에 기여하는 종을 분석하는 데 있어서 핵심적으로 작용할 수 있음을 제안한다.

• 생태와환경
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• 제55권1호
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• pp.49-59
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• 2022

배수갑문의 설치가 하구 환경 및 어류군집에 미치는 영향을 파악하고 분석하기 위해 국내에 위치한 총 325개의 하구를 대상으로 2016년부터 2018년까지 조사를 실시하였다. 닫힌하구와 열린하구의 전반적인 어류군집은 차이가 있는 것으로 확인되었으며, 닫힌하구에서는 일차담수어류, 열린하구에서는 기수성 어류와 회유성 어류의 상대풍부도가 높게 나타났다. 해역별로 닫힌하구와 열린하구의 어류를 서식특성별로 구분한 결과에서 남해와 서해는 유사한 경향성을 나타냈으며, 닫힌하구에서 일차담수어류 비율이 가장 높고 열린하구에서는 기수성 어류의 비율이 가장 높으나, 동해에서는 닫힌하구와 열린하구 모두에서 기수성 어류와 회유성 어류의 비율이 높았다. 일차담수어류의 경우 염분에 대한 내성이 없거나 낮은 염분 내성 범위를 가지기 때문에 해수의 순환이 차단되어 염분농도가 낮아진 닫힌하구에서 높은 비율로 나타난다. 그러나, 동해의 경우 닫힌하구보다 열린하구에서 일차담수어류의 비율이 높았으며, 이는 동해안 지역의 특성(조차, 모래사주 등)이 반영된 결과로 판단된다. 또한, 하구어류평가지수(KEFAI)는 모든 해역별 열린하구에서 높은 것으로 확인되었으며(T-test, P<0.001), 닫힌하구는 남해, 열린하구는 동해에서 가장 높은 것으로 확인되었다. 해역별로 닫힌하구와 열린하구를 구성하는 어류군집은 모두 통계적으로 유의한 차이를 보였으며(PERMANOVA, East, Pseudo-F =3.0198, P =0.002; South, Pseudo-F =22.00, P=0.001; West, Pseudo-F=14.067, P=0.001), 해역별 어류군집 유사도에서도 동해, 남해, 서해의 닫힌하구와 열린하구의 어류군집이 뚜렷하게 차이남을 확인하였다(SIMPER, Group dissimilarity, 85.85%, 88.36%, 88.05%). 본 연구는 전국 하구의 유형에 따른 어류군집 특성 및 분포에 대한 정보를 제공하였다. 본 연구 결과는 향후 하구의 관리와 복원에 있어 해역 및 유형에 따라 적절한 관리방안을 수립하는 데에 활용될 수 있다.

• 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.

• 생태와환경
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• 제56권4호
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• pp.281-302
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• 2023

탄소는 생명체의 구성 요소이자 기후변화에 중요한 역할을 하는 원소로, 생태계에서 다양한 형태로 순환한다. 기후변화가 생태계에 미치는 영향을 예측하고 대응하기 위해서는 탄소순환에 대한 정량적 이해가 필수적이다. 가속질량분석기를 이용한 생태계 탄소화합물의 방사성탄소동위원소비(Δ¹⁴C) 분석은 탄소순환 연구뿐만 아니라, 화석탄소 기원 오염원을 추적하는 환경과학, 환경공학 연구에도 세계적으로 널리 활용되고 있다. 우리나라에서도 여러 연구진에 의해 하천탄소, 강수, 수관통과우, 초미세먼지, 폐수처리장 또는 하수처리장 유출수에 포함된 탄소화합물의 Δ¹⁴C가 보고되었다. 연구 결과를 종합하면, (1) 우리나라 하천탄소의 양과 성분은, 크게 보면 암석과 토양의 풍화, 육상생태계 식생과 토양에 포함된 유기물의 유출 등 다양한 기원의 탄소화합물을 포함하며, 강수량에 따른 계절적 영향을 받는 것으로 이해할 수 있으나, 지역적으로는 산업단지의 폐수나 도시의 하수처리장 방류수 유입, 농업 등 토지 이용, 깊은 토양으로부터의 유출수와 지하수 유입 등 여러 요인에 의해 크게 달라질 수 있다. (2) 하천탄소에 영향을 줄 수 있는 우리나라 강수 용존유기탄소의 Δ¹⁴C도 보고되었고, 특히 겨울철에 이례적으로 Δ¹⁴C가 높았다. 국지적 오염 가능성을 배제할 수는 없으나, 이 연구 결과는 우리가 지금까지 생태계 탄소순환을 잘못 이해하고 있을 가능성을 내포하므로, 그 원인과 범위를 추적하는 후속연구가 필요하다. (3) 우리나라 산림의 수관통과우, 초미세먼지에 포함된 탄소화합물의 Δ¹⁴C를 분석하고 화석탄소의 기여도를 파악한 연구도 보고되는 등 ¹⁴C 분석 방법은 생태학과 환경과학 분야에서 새로운 시사점을 제시하는 데 활용되고 있다. 시료량과 성상에 따라 다르긴 하지만, 원소분석기와 연결된 소형 가속질량분석기를 이용하면 상대적으로 빠르고 저렴하게 시료 분석이 가능하므로, 앞으로 ¹⁴C 분석을 활용한 생태학과 환경과학 연구가 활발히 이뤄지길 기대한다. 성상별 ¹⁴C 분석 자료는 화석탄소 오염원을 추적하고 제거하는 방법을 제시하는 데 활용될 수 있을 뿐만 아니라 기후변화에 취약한 영역을 식별하고 적절한 대응 전략을 마련하기 위해서도 필요할 것이다.

• 생태와환경
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• 제56권4호
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• pp.320-329
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• 2023

환경에 존재하는 중금속인 Cd은 생물에게 유입되며 먹이사슬을 통해 생물에게 축적된다. 본 연구에서는 카드뮴 노출에 따른 오염지표생물인 실지렁이(Tubifex tubifex)의 체내 농축 반응 및 스트레스 유전자 발현 패턴을 분석하기 위해, 퇴적물 내 카드뮴 노출 후 생존율 변화, 체내 농축 농도 측정, 그리고 스트레스 반응 유전자인 열 충격 단백질(HSP60 and HSP70)과 항산화효소인 GST의 발현 패턴을 관찰하였다, Cd 노출 퇴적물에 노출된 T. tubifex의 생존율은 노출 10일에 0.4 mg kg^-1 Cd에서 93%, 1.87 mg kg^-1 Cd에서 96%, 6.09 mg kg^-1 Cd에서 93%로 관찰되었다. T. tubifex의 체내 Cd 농도는 퇴적물 내 Cd 농도에 비해 높게 나타났으며, 0.4 mg kg^-1 Cd에서는 실험 10일에 18.4 mg kg^-1 Cd, 1.87 mg kg^-1 Cd에서 실험 1일에 13.06 mg kg^-1 Cd, 6.09 mg kg^-1 Cd에서 실험 10일에 79.11 mg kg^-1 Cd로 가장 높게 나타났다. HSP60 유전자 발현은 6.09 mg kg^-1 Cd 노출 퇴적물에서 시간 의존적으로 발현이 대조군에 비해 증가였으며, HSP70은 모든 농도에서 대조군에 비해 시간 의존적인 발현의 증가를 보였다. 또한, GST는 모든 농도에서 실험 1일에 대조군에 비해 발현이 증가한 후, 실험 10일까지 발현이 감소하였다. 이러한 연구결과는 퇴적물 내에 존재하는 Cd에 대한 실지렁이의 생태독성학적 및 분자유전학적 독성영향을 확인한 결과로, 환경 내 오염지표종으로 실지렁이를 이용한 환경독성평가의 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.

• 생태와환경
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• 제56권4호
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• pp.348-362
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• 2023

본 연구는 대하천에 건설된 16개 보의 어도 모니터링 결과를 분석하여, 어도의 운영 및 관리에 도움이 되는 자료를 제공하고자 하였다. 보별 어도 이용률은 평균 64.9%로 확인되었으며, 본류와 어도 모니터링 결과의 우점종을 비교한 결과 총 9개(56.3%)의 보에서 차이를 보였다. 이를 통해 본류에 다수 서식하는 종이 어도를 다수 이용하는 것은 아닌 것으로 확인되었다. 어류의 하루 어도 이용 개체수는 평균 336개체로 확인되었다. 어도 이용 어종을 생태형으로 구분한 결과 92.3%가 일차담수어였으며, 회유성 어종은 5.6%로 높지 않다. 어도 이용 시기에 따른 분석에서 5월부터 10월까지 평균 이상의 어류가 어도를 이용하였으며, 그중 이용 개체수는 6월~8월이 가장 많았다. 5월~7월까지 어도 이용 어종의 80%가 산란시기에 포함되었으며, 이외 시기는 산란시기 포함 어종이 40% 이하로 나타났다. 산란시기와 어도 이용 시기가 크게 일치하는 어류는 밀어, 밀자개, 참몰개, 모래무지, 납지리, 돌고기 순서로 확인되었다. 강정고령보와 달성보의 어도 모니터링 결과를 보의 수위와 비교한 결과, 어도 이용 종수 및 개체수 모두 보의 상류 수위와 양의 상관성을 보였으며, 이를 통해 수위가 높을수록 어도 내 유입 유량이 증가하여 어도의 어류 이용(강정고령보 개체수, P<0.001; 달성보 종수, P<0.05)이 증가하는 것으로 확인되었다. 본 연구에서는 대하천에 건설된 16개 보의 어도 모니터링에 결과를 정리 및 분석하여, 어도의 효율, 어도 운영 및 모니터링 시기 제안, 어도 운영을 위한 수위 조절 등을 고찰하였다. 이는 대하천 어도의 어류 이용 현황에 대한 이해와 더불어, 향후 국내 어도의 설치, 운영, 모니터링 등 관리에 도움이 될 수 있을 것으로 판단된다.

• 생태와환경
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• 제56권4호
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• pp.430-439
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• 2023

UV와 O₃는 정수처리 공정에 이용되는 물질로 유기물, 오염물질 및 미생물을 제거하는 것으로 많은 연구가 보고되어 있다. 본 연구에서는 저서성 대형무척추동물 중 오염지표 생물이며 실내 사육 중인 깔따구(C. flaviplumus, C. riparius)를 이용하여 UV와 O₃ 노출에 따른 생존율, 체 Fig. 5. Heatmap of relative mRNA expression of HSP70 in C. riparius and C. flaviplumus exposed to UV and O₃. 색 변화 및 열충격 단백질(Heat Shock Protein 70) 발현 변화를 관찰하였다. UV에 노출된 C. flaviplumus의 생존율은 24시간 후 70% 감소하였으며, C. riparius는 50%로 감소하였다. O₃에 노출된 C. flaviplumus는 생존율의 변화가 없었으며 C. riparius는 노출 10분 후 95%로 감소하였으나, 이후 노출 시간 동안 변화가 없었다. 또한, 체색 변화에서 두 종에 대한 UV와 O₃ 노출은 시간 의존적으로 붉은색의 체색이 옅어지는 현상을 관찰하였다. HSP70 유전자 발현에서 C. riparius는 UV 노출 후 대조군에 비해 발현이 증가하였으며, 노출 12시간 후에서 유의한 차이를 보였다(P<0.05). O₃에 노출된 C. flaviplumus는 대조군에 비해 상대적으로 낮은 발현이 관찰되었으며, 노출 10분과 1시간 후에서 유의한 차이를 보였다 (P<0.05). 이와 같은 결과는 UV와 O₃ 노출에 따른 깔따구에 대한 생태독성학적 영향을 보고하였다. 따라서 본 연구 결과는 정수장에서 이용되는 소독물질인 UV와 O₃가 정수장 내로 유입되는 깔따구에 주는 영향을 파악할 수 있는 기초자료로서 활용될 수 있을 것이다.

• 생태와환경
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• 제56권3호
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• pp.207-217
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• 2023

본 연구는 2023년 5~6월 낙동강하구에 생육하는 잘피 분포 현황을 조사하기 위해 실시하였다. 잘피 서식 면적을 조사하기 위해 낙동강하구를 7개 구역으로 구분하여 드론을 이용한 항공촬영을 실시하여 잘피 서식을 확인한 후 조간대에서는 도보로, 조하대에서는 선박 및 잠수조사로 GPS 트랙킹을 실시하였다. 잘피 현황을 분석하기 위해 각 구역에 대표적으로 출현하는 잘피의 종별 형태적 특성, 생육밀도와 생체량을 측정하였다. 낙동강하구에는 애기거머리말, 거머리말, 줄말과 게바다말이 출현하였고, 각 종의 분포 면적은 각각 338.2 ha, 92.9 ha, 0.9 ha와 1.4 ha로 총 잘피 서식지 면적은 432.5 ha로 조사되었다. 애기거머리말은 낙동강하구 대부분의 사주와 갯벌에 넓게 분포하였고, 거머리말은 눌차도, 진우도와 다대동에 서식하였다. 줄말은 을숙도와 명지갯벌의 애기거머리말 서식지 내에 출현하였고, 게바다말은 다대동의 암반에 생육하였다. 애기거머리말, 거머리말, 줄말과 게바다말의 생육 밀도는 각각 4,575.8±338.3 shoots m^-2, 244.8±12.0 shoots m^-2, 11,302.1±290.0 shoots m^-2와, 2,862.5±153.5 shoots m^-2였다. 생체량은 각각 239.7±18.5 gDW m^-2, 362.3±20.5 gDW m^-2, 33.3±1.2 gDW m^-2와, 1,290.0±37.0 gDW m^-2였다. 본 연구 결과 낙동강하구에는 애기거머리말이 우점하였고, 특히, 을숙도, 대마등과 명지갯벌의 애기거머리말 서식지는 국내 최대 규모로 형성되었음을 알 수 있었다. 낙동강하구는 생태적, 환경적, 경제적 가치가 높은 중요한 곳으로, 이곳에 생육하는 잘피의 지속적인 조사와 관리가 필요하다.