• 생태와환경
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• 제41권4호
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• pp.466-471
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• 2008

Little is known about DNA-level and physiological levels for health assessments of stream or river environments. Recently, comet assay, so called Single Cell Gel Electrophoresis (SCGE) is introduced for assessments of DNA damage in the medical science, food science and mammal toxicology. The comet assay is known as a biomarker which is one of the best barometers in assessing the DNA damage by oxidative stress. In this study, we conducted the comet assay using sentinel species, Zacco platypus, as one of the pre-warning alarm systems for the aquatic ecosystem health assessments and also applied it to Gap Stream as a model system. Tail extent moments in the S1 and S2 were 5.20 and 9.90 respectively and the moment was 19.89 in the S3. Statistical ANOVA in the tail moments showed a significant difference (n=75, p<0.05) between S1 and S3. Also, the proportions of DNA in the tail were 14.47, 23.64, and $30.04{\mu}m$ in the upstream (control site), midstream, downstream sites, respectively. Our results in the downstream were accord with previous studies of individual-level, population-level, and community-level in Gap Stream. Our results suggest that the comet assay may be used as an important tool for diagnosing ecological health of aquatic ecosystems in the level of DNA.

• Toxicological Research
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• 제28권2호
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• pp.129-137
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• 2012

Probabilistic ecological risk assessment (PERA) for deriving ecological protective concentration (EPC) was previously suggested in USA, Australia, New Zealand, Canada, and Netherland. This study suggested the EPC of cadmium (Cd) based on the PERA to be suitable to Korean aquatic ecosystem. First, we collected reliable ecotoxicity data from reliable data without restriction and reliable data with restrictions. Next, we sorted the ecotoxicity data based on the site-specific locations, exposure duration, and water hardness. To correct toxicity by the water hardness, EU's hardness corrected algorithm was used with slope factor 0.89 and a benchmark of water hardness 100. EPC was calculated according to statistical extrapolation method (SEM), statistical extrapolation $method_{Acute\;to\;chronic\;ratio}$ ($SEM_{ACR}$), and assessment factor method (AFM). As a result, aquatic toxicity data of Cd were collected from 43 acute toxicity data (4 Actinopterygill, 29 Branchiopoda, 1 Polychaeta, 2 Bryozoa, 6 Chlorophyceae, 1 Chanophyceae) and 40 chronic toxicity data (2 Actinopterygill, 23 Branchiopoda, 9 Chlorophyceae, 6 Macrophytes). Because toxicity data of Cd belongs to 4 classes in taxonomical classification, acute and chronic EPC (11.07 ${\mu}g/l$ and 0.034 ${\mu}g/l$, respectively) was calculated according to SEM technique. These values were included in the range of international EPCs. This study would be useful to establish the ecological standard for the protection of aquatic ecosystem in Korea.

• 생태와환경
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• 제49권2호
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• pp.67-79
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• 2016

Cyanotoxins in aquatic ecosystems have been investigated by many researchers worldwide. Cyanotoxins can be classified according to toxicity as neurotoxins (anatoxin-a, anatoxin-a(s), saxitoxins) or hepatotoxins (microcystins, nodularin, cylindrospermopsin). Microcystins are generally present within cyanobacterial cells and are released by damage to the cell membrane. Cyanotoxins have been reported to cause adverse effects and to accumulate in aquatic organisms in lakes, rivers and oceans. Possible pathways of microcystins in Lake Suwa, Japan, have been investigated from five perspectives: production, adsorption, physiochemical decomposition, bioaccumulation and biodegradation. In this study, temporal variability in microcystins in Lake Suwa were investigated over 25 years (1991~2015). In nature, microcystins are removed by biodegradation of microorganisms and/or feeding of predators. However, during water treatment, the use of copper sulfate to remove algal cells causes extraction of a mess of microcystins. Cyanotoxins are removed by physical, chemical and biological methods, and the reduction of nutrients inflow is a basic method to prevent cyanobacterial bloom formation. However, this method is not effective for eutrophic lakes because nutrients are already present. The presence of a cyanotoxins can be a potential threat and therefore must be considered during water treatment. A complete understanding of the mechanism of cyanotoxins degradation in the ecosystem requires more intensive study, including a quantitative enumeration of cyanotoxin degrading microbes. This should be done in conjunction with an investigation of the microbial ecological mechanism of cyanobacteria degradation.

• 생태와환경
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• 제45권2호
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• pp.242-251
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• 2012

본 연구는 탄소 및 질소 안정동위원소비를 이용하여 하천에서 환경변화의 지표로 활용할 수 있는 부착조류의 먹이원으로서 기여도를 파악하고자 하였다. 연구지역인 탐진강은 지류를 통해 유입되는 외래기원물질의 영향으로 상류에서 하류로 갈수록 높은 영양염의 농도를 나타냈으며 이와 더불어 상위섭식자인 어류의 질소 안정동위원소비의 증가가 관찰되었다. 또한 탐진강에서 채집된 저서성대형무척추동물과 어류의 ${\delta}^{13}C$ 값이 상류에서 하류로 이동하면서 무거워지는 경향을 나타내었다. 이는 탐진강 하류 수역에서 무거운 ${\delta}^{13}C$ 값을 보였던 암석 부착조류가 먹이원으로서의 기여도가 높아진 결과로 판단된다.

• 한국환경과학회지
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• 제26권12호
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• pp.1341-1353
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• 2017

This study aimed to identify the aquatic and riparian factors associated with the presence/absence of the Eurasian otter in the Nakdong river basin, where the species is relatively more abundant than other otter species. Environmental factors and presence records were collected. Geographical Information System technology and chi-square test were used to compare environmental gradients in aquatic and riparian factors between presence and absence sites. Aquatic habitat attributes were evaluated with natural riverside sandbars and channel crossing artificial structures, the ratio of channel width to alluvial plain width, riverbed substrate, and flow diversity. Riverbank characteristics, bank materials, man-made embankment types, and land use/land cover of inland and riverside areas were selected as riparian habitat attributes. Compared to the aquatic attributes, riparian attributes were highly significant when assessing otter presence and absence sites, suggesting that conservation of suitable riparian areas to provide maternity and resting areas for otter species is essential in the Nakdong river basin. None of the aquatic attributes examined were statistically significant when evaluating otter presence or absence. These results indicate that the presence of suitable riparian area for resting and reproduction habitats is more critical to the presence of Eurasian otter than food availability in aquatic areas. To inform implementation of effective conservation actions, broad-scale factors, such as watershed attributes, would be needed to further assess habitat conditions of the Eurasian otter.

• 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.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제7권1호
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• pp.35-41
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• 2004

연곡천은 비교적 인위적인 오염원이 적은 오대산 국립공원에서 발원하여 동해로 유출되는 하천으로 평상시에는 거의 I, II등급 수질을 유지하며, 평균 유량은 352,100 ㎥/d정도이다. 그러나 2002년 8월 31일 태풍 루사의 영향으로 물길뿐 아니라 각 조사 정점의 하폭도 크게 변형되었으며, 생태계도 심각한 손상을 입게 되었다. 또한 수해 복구 공사로 인하여 무너진 교량과 축을 새로 정비하고 건설하는 과정에 수리적 특성이 또 다시 변형되었으며, 생태계의 2차적인 손상이 초래되었다. 수해 이후 부착 규조류의 종다양성은 17%정도 감소하였으며, 수생동물의 종다양성은 44% 정도 감소하였다. 그러나 2003년 3원 이후 수해복구 공사가 집중적으로 진행되는 과정에서 하상이 파헤쳐지고 토사가 유출되어 부착 규조류의 경우 수해 전보다 약 32%정도 감소하였으며 수생동물은 거의 소멸되었다. 특히 어류의 경우 상류에 서식하는 버들개와 같은 일부 종을 제외하고는 대부분 전멸되었다. 연곡천은 비교적 인위적인 오염원이 적고 하천의 길이가 짧으며, 경사가 크고 상류에서 하류까지 물의 체류시간이 짧기 때문에 복구 공사와 같은 일시적인 수질 악화 헌상은 빡리 회복될 수 있으나 손상된 생태계가 안정적인 생태계로 회복되는데는 상당히 오랜 시간이 걸릴 것이다. 또한 태풍 루사와 같이 일시적인 집중 강우는 하천 생태계뿐 만 아니라 인근 연안 생태계에도 치명적인 피해를 초래했다. 하천을 통하여 배출된 토사는 태풍 루사 이후 1년 6개원이 경과한 시점에서도 연안환경에서 잔류ㆍ표류하고 있으며, 특히, 정착성 저서생물들(해조류, 쌍각패류 등)의 피해가 현저하게 나타나 인근 연안 어업 생산량의 급격한 감소를 초래하게 되었다.

• 해양환경안전학회지
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• 제22권5호
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• pp.521-526
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• 2016

퇴적물 준설은 수서생태계에서 오염물질을 영구적으로 제거하는 것으로 수서생태계 복원에 있어서 효율적인 방법으로 여겨진다. 본 연구에서는 수괴의 산소 요구율의 계산을 통해 마산만의 퇴적물 준설이 수질에 미치는 영향을 정량화하였다. 이를 위해 수질 및 저질 모델이 포함된 생태계 모델을 마산만에 적용시켰다. 모델 계산 결과, 육상 오염원이 감소할수록 수괴의 산소 요구율이 다소 증가한 반면에 만내측과 만외측의 준설에 의해서는 산소 요구율이 크게 증가하였다. 이러한 결과는 퇴적물 준설이 마산만 수질을 더욱 개선시킬 수 있음을 의미한다. 산소 요구율과 퇴적물 산소 요구량의 상관관계식을 통해 육상 부하량 10 % 감소에 의한 수질 개선효과에 상당하는 퇴적물 준설 면적이 만내측에서는 $1.68km^2$ 이며, 만외측에서는 $3.15km^2$ 임을 계산하였다. 이는 마산만 수질 개선을 위해서는 만내측의 퇴적물 준설이 효율적 방법임을 의미한다.

• 한국습지학회지
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• 제16권4호
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• pp.319-325
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• 2014

연못형습지(Pond Wetland)는 우리나라 농업경관에서 많이 분포하고 있다. 이러한 연못형습지는 생물다양성을 위한 중요한 자원으로 평가 받는다. 하지만 연못형습지(Pond Wetland)에 대한 연구는 유형분류에 그치고 있다. 따라서 본 연구는 연못형습지의 생태계서비스(Ecosystem Service) 기능을 알아보았다. 연구방법은 총 3단계로 기능분석, 기능도출, 중요도 분석의 순으로 진행하였다. 선행연구를 분석하여 총 22가지의 기능을 도출하였다. 전문가 설문 결과 22개 항목 중 생물, 환경, 사회문화 분야에 각 4 기능씩 총 12개 기능으로 선별하였다. 항목간 AHP(Analytic Hierarchy Process)를 실시하여 기능별 중요도를 산출하였다. 중복된 기능은 통합하여 연못형습지의 생태계서비스 기능 10가지(1. Water Storage & Irrigation, 2. Vegetation Diversity, 3. Amphibian & Reptile Habitat, 4. Water Purification, 5. Aquatic Insect Habitat, 6. Nutriments Control, 7. Groundwater Recharge, 8. Fishery Habitat, 9. Eco-Experience & Education, 10. Aesthetic landscape)를 도출하였다. 향후 기능별 중요도 분석과 경제적 가치 지표를 적용하여 연못형습지의 생태계서비스 평가에 활용 할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제54권9호
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• pp.657-666
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• 2021

인간활동으로 인해 서식처의 변화, 서식처의 파편화를 비롯하여 기후변화, 토지이용의 변화 등으로 생태계 생물 다양성은 빠르게 손실되고있는 상황이다. 최근 들어 유역의 건전성을 확보하기 위해 유역관리 차원에서 접근하려는 시도가 시작되었으나 어떠한 수단을 통해 생물다양성과 서식처 관리에 대하여 접근할 수 있는지에 대한 연구는 아직 부족한 실정이다. 본 연구의 목적은 금강유역을 대상으로 Integrated Valuation of Ecosystem Services and Tradeoffs (InVEST) habitat quality model을 이용하여 유역의 서식처 질을 평가하는 것이다. 서식처 평가결과는 생태·자연도 및 수생태 건전성 평가결과와의 비교분석을 통해 검증되었다. 금강유역의 서식처 질은 0.0 ~ 0.86으로 분석되었으며, 유역의 하류보다 상류에서 서식처 질이 더 높은 것으로 나타났다. 생태·자연도 등급별 평균 서식처 질을 비교한 결과 1등급, 2등급, 3등급에서 각각 0.80, 0.76, 0.71이었다. 수생태 건전성 결과와의 상관성 분석결과 R²은 0.58, Pearson 상관계수는 0.76 였다. 본 연구의 결과는 향후 서식처 보호의 강화와 장기적인 생물 다양성 관련 정책의 실행을 지원하는 기초자료로 활용될 수 있다.