• 한국수자원학회논문집
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• 제52권spc2호
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• pp.777-789
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• 2019

본 연구에서는 SWAT (Soil and Water Assessment Tool)을 이용하여 한강유역 ($34,148km^2$)내 다목적 댐(소양강댐, 횡성댐, 충주댐)의 하천유지유량 추가 방류 모의를 통한 유역의 수질 및 수생태계 건강성 변화를 평가하였다. 추가 방류기간은 수생태계 건강성 조사가 수행되는 봄(4-6월), 가을(8-10월)로 산정하였으며, 방류량은 댐의 기존 방류량에 비례하며 총 방류량이 댐별 고시된 하천유지유량을 초과하지 않도록 산정하였다. 하천 유지유량 방류에 따른 수질(T-N, $NH_4$, $NO_3-N$, T-P, $PO_4-P$) 농도는 봄철에 감소하지만 가을철에는 오히려 증가하는 것으로 모의되었다. 변화한 수질농도 데이터를 기존에 구축한 Random Forest 알고리즘에 적용하여 수생태계 건강성을 평가하였을 때, 유역의 하류에서 모든 수생태계 건강성 지수(FAI, TDI, BMI) 등급이 개선되는 것으로 분석되었다. 가을보다 봄에 하천유지유량 방류에 따른 수생태계 개선의 효과가 큰 것으로 나타났다.

• 생태와환경
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• 제54권3호
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• pp.240-246
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• 2021

깔따구(Diptera: Chironomidae)는 저서성 대형무척추동물로 환경 및 수질 변화에 민감한 영향을 받는 중요한 환경지표생물이다. 이러한 깔따구 유충이 정수장에서 본 연구에서는 제주 정수처리장에서 발견된 깔따구 유충의 종을 분류하기 위해 형태 사진 및 COI (cytochrome c oxidase subunit I) Primer로 증폭시킨 DNA의 염기서열을 계통수 분석을 통해 분석을 실시하였다. 정수장 내 수도꼭지와 소화관 등에서 채집된 17개체는 둥근깃깔따구(O. tamarutilus) 14개체, 타마긴털깔따구(P. tammaater) 3개체 총 2종으로 확인되었다. 각 깔따구 종의 형태적 특징은 두부, 하순기절, 대악, 안테나, 발톱의 형태적 특징의 분류기로 종 동정하였다. NCBI Genbank에 등록된 깔따구 19종 COI 염기서열을 기반으로 본 연구에서 조사된 17개체의 계통진화적 분석 결과 채집된 깔따구 COI 염기서열이 둥근깃깔따구(O. tamarutilus)와 타마긴털깔따구(P. tammaater) 2종으로 각각 계통군(clade)를 이루는 것이 확인되었다. 이러한 결과는 정수장 환경별 발견되는 깔따구 유충의 다양성의 확인과 형태적-유전적 종 동정 분류정보를 바탕으로 수환경 관리 및 평가를 위한 기반 정보로 활용될 것이다.

• 환경생물
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• 제31권1호
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• pp.37-44
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• 2013

주암호의 수질변동과 주요 생물 군집 특성을 조사하였다. 수질의 경우, 수온은 $3.8{\sim}21.2^{\circ}C$, 수소이온농도(pH)는 6.7~8.6, 전기전도도는 $64{\sim}76{\mu}s\;cm^{-1}$, 용존산소량(DO)은 $5.3{\sim}13.2mg\;L^{-1}$, 화학적산소요구량(COD)은 $2.5{\sim}3.3mg\;L^{-1}$, 부유물질(SS)은 $1.0{\sim}5.1mg\;L^{-1}$, 총질소(T-N)는 $0.622{\sim}0.841mg\;L^{-1}$, 총인(T-P)은 $0.007{\sim}0.019mg\;L^{-1}$, Chl-a 농도는 $2.8{\sim}8.8mg\;m^{-3}$로 나타났다. 수정 Carlson 지수(TSIm)에 따른 영양단계 평가 결과는 연평균 중영양 상태로 나타났다. 식물플랑크톤 총 출현종수는 53종으로 규조류 28종, 녹조류 13종, 남조류 3종, 기타 9종이 확인되었다. 현존량은 $113{\sim}2,909cells\;mL^{-1}$의 범위를 보였다. 동물플랑크톤 총 출현 종수는 16종으로 출현 분류군별로는 윤충류 10종, 지각류와 요각류가 각각 4종과 2종이 확인되었고 현존량은 $309{\sim}435ind.\;L^{-1}$의 범위로 나타났다. 저서성대형무척추동물은 총 12목 21과 33종으로 1038개체가 출현하였으며, 우점종은 등 줄하루살이였고 아우점종은 두점하루살이로 나타났다. 수생식물은 총 9종으로 정수식물 8종, 부유식물 1종이 확인되었다. 생태계교란야생식물로는 돼지풀과 물참새피가 출현하였다. 어류는 총 30종 613개체가 확인되었다. 한국 고유종은 10종으로 33.3%의 고유도를 나타냈고, 외래도입어종은 3종으로 침투도 10.0%로 나타났다.

• 환경생물
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• 제34권4호
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• pp.320-328
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• 2016

안동호와 임하호 주요 유입수계의 저서성 대형무척추동물 군집구조 및 군집안정성을 파악하고자, 2015년부터 2016년까지 총 8회 조사를 실시하였다. 안동호 유입수계는 다양한 미소서식처가 조성되어 있고, 하상구조 또한 상대적으로 임하호 유입수계보다 다양하게 조성되어 있어 유수성 및 정수성 환경을 선호하는 분류군이 다수 출현하였다. 안동호는 깔따구류, 꼬마줄날도래 등 특정 종의 개체수 증가로 인해, 임하호에 비해 높은 우점도 및 낮은 다양도를 보였으며, 섭식기능군은 비교적 주워먹는무리의 종수 및 개체수 비율이 가장 높게 나타났고, 강우 등 환경요인에 의해 썰어먹는무리의 종수가 및 개체수가 감소한 것으로 나타났다. 서식기능군은 모든 지점에서 붙는무리의 종수 및 개체수 비율이 높게 나타났다. 군집안정성 분석 결과 안동호는 상대적 저항력과 회복력이 뛰어난 특성군 I 그룹에 속하는 종들의 출현율이 61.3%로 임하호 59.1%보다 높게 나타났고, 상대적 저항력과 회복력이 약하고 비교적 수환경이 안정적인 곳에서 서식하는 특성군 III 그룹에 속하는 종들의 출현율은 안동호에서 15.1%로, 임하호(20.5%)에 비해 낮게 나타났다. 이화학적 수질 분석 결과, 수온이 낮을수록 용존산소량은 높게 나타났고, pH와 전기전도도는 토양수분의 염류이온농도가 높아져 전반적으로 증가하는 경향을 나타냈다. 3차 조사시 강우에 의해 유입된 점 및 비점오염원의 영향으로 BOD와 SS는 감소, COD, T-P는 일시적으로 증가하는 경향을 보였다. 상관관계 분석 결과 전기전도도 및 T-N이 종수 및 개체수와 음의 상관관계를 나타내어, 하천 인근 유역의 점오염원과 비점오염원이 저서성 대형무척추동물의 군집과 수질에 부정적인 영향을 끼치는 것으로 나타났다. 따라서 수생생물에 직접적인 영향을 미치는 생활하수와 유기물의 유입을 차단하는 등 지속적인 관리 및 모니터링이 요구된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제51권10호
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• pp.863-874
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• 2018

본 연구에서는 SWAT 모형과 random forest를 이용하여 미래 기후변화에 따른 한강유역($34,148km^2$)의 수생태계 건강성을 평가하였다. 국립환경과학원에서 8년간(2008~2015년) 봄철(4~6월)에 모니터링한 부착돌말류 지수(TDI), 저서형 대형무척추동물지수(BMI), 어류평가지수(FAI)는 0~100점, A~E등급으로 평가되며, 이를 본 연구에서 사용하였다. 수생태 건강성에 영향을 미치는 변수로는 수질(T-N, $NH_4$, $NO_3$, T-P, $PO_4$)과 수온을 선정하였으며, 수질 오염도가 낮은 경우에는 수생태계 건강성 점수가 광범위하게 분포되지만 수질 오염도가 높은 경우 수생태계 건강성 점수가 낮아지는 역상관관계를 확인하였다. 기계학습의 분류 분석 기법 중 하나인 random forest 모델을 이용한 세 개의 수생태 건강성 지수 등급분류 결과 정밀도, 재현율, f1-score 모두 0.81 이상의 예측 정확도를 나타내었다. 기상청의 HadGEM3-RA RCP 4.5와 8.5 시나리오를 적용한 미래 SWAT 수문, 수질 결과 기저유출의 증가로 인해 질소 계열 수질 농도는 기준년도 대비 최대 43.2% 증가하였고, 지표유출 감소로 인해 인 계열수질 오염도는 최대 18.9% 감소하는 것으로 분석되었다. 미래 FAI, BMI의 등급은 개선되는 경향을 보이지만 TDI는 등급이 악화되는 것으로 나타났다. 이를 통해 TDI는 질소 계열 수질에 민감하고 FAI, BMI는 인 계열 수질에 더 민감하다고 판단하였다.

• 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.