• 제목/요약/키워드: functional feeding groups (FFGs)

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Evaluation of Environmental Factors to Determine the Distribution of Functional Feeding Groups of Benthic Macroinvertebrates Using an Artificial Neural Network

  • Park, Young-Seuk;Lek, Sovan;Chon, Tae-Soo;Verdonschot, Piet F.M.
    • Journal of Ecology and Environment
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    • 제31권3호
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    • pp.233-241
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    • 2008
  • Functional feeding groups (FFGs) of benthic macroinvertebrates are guilds of invertebrate taxa that obtain food in similar ways, regardless of their taxonomic affinities. They can represent a heterogeneous assemblage of benthic fauna and may indicate disturbances of their habitats. The proportion of different groups can change in response to disturbances that affect the food base of the system, thereby offering a means of assessing disruption of ecosystem functioning. In this study, we used benthic macroinvertebrate communities collected at 650 sites of 23 different water types in the province of Overijssel, The Netherlands. Physical and chemical environmental factors were measured at each sampling site. Each taxon was assigned to its corresponding FFG based on its food resources. A multilayer perceptron (MLP) using a backpropagation algorithm, a supervised artificial neural network, was applied to evaluate the influence of environmental variables to the FFGs of benthic macroinvertebrates through a sensitivity analysis. In the evaluation of input variables, the sensitivity analysis with partial derivatives demonstrates the relative importance of influential environmental variables on the FFG, showing that different variables influence the FFG in various ways. Collector-filterers and shredders were mainly influenced by $Ca^{2+}$ and width of the streams, and scrapers were influenced mostly with $Ca^{2+}$ and depth, and predators were by depth and pH. $Ca^{2+}$ and depth displayed relatively high influence on all four FFGs, while some variables such as pH, %gravel, %silt, and %bank affected specific groups. This approach can help to characterize community structure and to ecologically assess target ecosystems.

수서곤충 EPT-group을 이용한 무심천의 조사지점별 특성 (Characteristics of Musim Stream by Surveyed Sites Based on EPT-group of Aquatic Insects1a)

  • 신현선;오사무 미타무라;김숙정;최준길
    • 한국환경생태학회지
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    • 제22권4호
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    • pp.420-426
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    • 2008
  • 본 연구는 무심천의 상류부터 하류까지 총 9개 지점을 선정하여 수서곤충의 EPT-group을 이용하여 EPT-비율, EPT 풍부도, EPT 종수와 개체수를 지점별로 비교분석하였고 수서곤충의 종 조성에 따른 UPGMA분석으로 조사지점간의 유사도를 비교하였으며 수서곤충의 섭식기능군은 하천차수에 의해 비교분석하였다. 조사결과에 의하면 무심천의 수서곤충은 총 8목 36과 71종으로 조사되었고 EPT 비율과 EPT 풍부도는 지점 3에서 각각 0.72, 3.89로 다른 지점에 비해 다소 높게 나타났으며 이와 반대로 지점 9에서는 0.03, 0.09로 비교적 낮게 나타났다. 또한 EPT 종수 및 개체수는 지점 9에서 가장 낮게 나타났다. UPGMA분석 결과 무심천의 각 지점은 A1(st. 1, 7, 8), A2(st. 2, 3, 4, 5, 6), B(st. 9)로 3개의 그룹으로 나뉘었으며 섭식기능군은 지점별 차이는 나타나지 않았지만 상.중류역에서는 써는무리와 긁어먹는 무리가 다른 지점에 비해 다소 높게 나타난 반면 하류에서는 걸러먹는무리와 줍는무리가 우세한 것으로 확인되었다. 본 연구 의하면 조사지점에 따라 수서곤충의 EPT-richness, EPT-ratio, EPT 수 뿐만 아니라 섭식기능군의 조성에도 영향을 주는 것으로 나타났다.

설악산 계류의 고도별 저서성 대형무척추동물의 분포특성 (Altitudinal Distribution Aspect of Benthic Macroinvertebrates in a Mountain Stream of Seoraksan)

  • 손세환;김진영;조재익;공동수
    • 한국물환경학회지
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    • 제27권5호
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    • pp.680-688
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    • 2011
  • This study was performed to find out the distribution aspect of benthic macroinvertebrates according to altitude in a mountain stream (a main stream: Buk stream, a tributary: Hangye stream) of Seoraksan. The survey was conducted from August to November in 2010. All survey sites were very sound because the mountain was being maintained as a protection area of the national park. Water quality and the composition of substrata were similar in all sites. Benthic macroinvertebrates of 3 phyla, 4 classes, 9 orders and 84 species occurred in the stream. Along with the decline of altitude, shredders of the functional feeding groups (FFGs) decreased, while collector filterers increased. In particular, collector filterers increased sharply at the altitude of 600 ~ 500 m (S.E.L.). Benthic macroinvertebrates showed low similarity between the uppermost site and the lower sites. Altitude appeared to be a significant factor that influence the structure and distribution of benthic macroinvertebrate community.

하천생태계의 자연적 교란에 의한 보통옆새우(Gammarus sobaegensis)의 생태학적 분포특성 (Ecological Distribution Characteristics of Gammurs sobaegensis by Natural Disturbance in Mountain Stream)

  • 이연호;변진수;박정호
    • 생태와환경
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    • 제47권spc호
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    • pp.10-18
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    • 2014
  • 간성천 산간계류에 서식하는 단각류의 일종인 보통옆새우(G. sobaegensis)의 서식특성을 확인하였다. 조사결과 보통옆새우 (G. sobaegensis)의 주 서식처는 수온이 봄 시기 및 가을 시기에 $10^{\circ}C$ 이하를 유지하였으며, 전기전도도의 경우 4$40{\mu}Scm^{-1}$ 이하를 유지하는 것을 확인하였다. 강우량의 경우 월 누적 최대 강우량이 800mm를 넘지 않는 평년수준의 경우 보통옆새우(G. sobaegensis)의 개체군 유지에 큰 영향을 주지 않으나 월 누적 최대 강우량이 1,000mm를 넘는 경우 보통옆새우(G. sobaegensis)의 개체군 유지에 불리한 교란요인으로 작용함을 확인할 수 있었다. 특히 이러한 강우에 의한 영향은 보통옆새우(G. sobaegensis)의 유하 뿐만 아니라 먹이자원인 낙엽의 유하를 일으켜 보통옆새우(G. sobaegensis) 개체군에 복합적 교란 요인으로 작용함을 알 수 있었다. 먹이자원의 이용에 따른 섭식기능군 (FFGs) 분류 중 썰어먹는무리(shredders)는 지점 1~3에서 20% 내외의 비율로 출현하였고, 지점 4~7에서 10% 내외의 비율로 출현하여 큰 차이를 나타냈다. 그리고 보통옆새우 (G. sobaegensis)의 주 출현지점인 지점 1~3을 대상으로 보통옆새우(G. sobaegensis)와 썰어먹는무리(shredders)의 개체수 증감을 비교한 결과 2009년을 제외하고 같은 변화 양상을 확인할 수 있었다.

원주천 수서곤충의 섭식기능군을 이용한 군집분석 (Community Analysis based on Functional Feeding Groups of Aquatic Insects in Wonju Stream)

  • 신현선;박승철;김재구;김숙정;박정호;최재석;최준길
    • 한국환경생태학회지
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    • 제20권2호
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    • pp.259-266
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    • 2006
  • 2004년 5월 29일부터 2004년 11월 6일까지 4회에 걸쳐 원주천의 섭식기능군을 이용해 군집분석을 하였다. 조사기간동안 출현한 수서곤충은 총 8목 37과 62속 92종이었으며, 원주천의 현존량과 동태는 지점 7, 9를 제외하고 양호하였다. 원주천의 섭식기능군(FFG)을 알아본 결과 본류는지점 1에서 9로 갈수록 써는무리(shredders)와 긁어먹는무리(scrapers)가 점차적으로 점유율이 낮아지고 주워먹는무리(collectors-gathering)와 걸러먹는무리(collectors-flitering)가 현저하게 증가하였다. 지점 2는 다른 지류지점에 비해 긁어먹는무리와 써는무리가 다소 높은 비율을 나타내어 산간계류의 특성을 가지고 있었다. 원주천의 각 지점별 유사도분석(UPGMA)을 한 결과 최상류수역을 보이는 지점 1, 2와 중류역의 특성을 보이는 지점 3, 4, 5, 6, 7, 8 그리고 최하류역으로 보이는 지점 9 등, 3개의 그룹으로 나뉘었다.

낙동강 본류 낙단보 설치 전후의 저서성 대형무척추동물 군집변동 (Community Fluctuation of the Benthic Macroinvertebrates before and after the Construction of Nakdan Weir)

  • 이미진;서을원;유재정;이종은
    • 생태와환경
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    • 제47권4호
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    • pp.328-336
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    • 2014
  • 2009년 11월 착공되어 2011년 11월 준공된 낙동강 낙단보 구간의 상류와 하류 지점을 대상으로 2007년부터 2014년까지 8년간 연 4회 조사된 저서성 대형무척추동물의 변화 양상을 파악하였다. 8년간의 자료를 보 설치 이전인 2007년부터 2009년, 공사 기간이었던 2010년부터 2011년, 준공 이후인 2012년부터 2014년의 3개 시기로 구분하여 분석한 결과, 공사 이전에 비해 공사 이후에 전반적인 종수 및 개체수가 평균 51종 $895inds.\;m^{-2}$에서 25종 $84inds.\;m^{-2}$로 감소하는 경향을 보였다. 특히 이러한 감소 경향은 낙단보의 하류에 비해 상류에서 두드러지게 나타났으며, 분류군별로는 Trichoptera의 감소 폭이 큰 것으로 나타났다. 낙단보 준공이후 우점도는 증가, 다양도 및 풍부도는 감소하였으며, 준공 직후인 2012년에 일시적으로 큰 변화를 보였다. 섭식기능군은 준공 이후 GC와 P의 개체수 비율이 증가하였으며, 서식기능군은 BU의 개체수 비율이 증가하였다. 이러한 현상은 준설에 의해 수변부의 경사도가 비교적 높아짐에 따른 저수심지대 면적 감소, 보 설치에 의한 유속 감소, 하상 구조 중 모래 비율의 증가 등의 영향으로, 유속이 느린 수계에서 모래에 굴을 파고 서식하거나, 하상의 CPOM과 FPOM을 주워먹는 종의 비율이 증가하는 경향을 보인 것으로 판단된다. 또한 보 준공이후 신규 이입된 종과 교란에 의해 영향을 받은 종들에 대한 지속적인 연구가 요구된다.

하수처리수 방류 하천의 물환경과 저서성 대형무척추동물 군집 생태 연구 (A Study on Water Environment and Benthic Macroinvertebrate Community in Reclaimed Wastewater Effluent Dominated Stream)

  • 손정원;곽진숙;조갑제;류동춘
    • 한국물환경학회지
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    • 제37권3호
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    • pp.190-203
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    • 2021
  • Water quality, benthic macroinvertebrate communities, and other factors were investigated to explore the effects of the effluent discharge from a sewage treatment plant into Jwagwang stream in Busan in 2019. During the study period, the flow rate of this stream was in the range of 10,400 m3/day to 52,200 m3/day except for the discharge of about 24,000 m3/day of the effluent. After discharge, the flow velocity increased by about 65% and the water depth increased by about 40%. At sites downstream of the discharge point, BOD, COD, TOC, T-N, T-P, and other water quality values were worse than those of the upstream sites. The periphytic algal chlorophyll-a concentrations in the natural substrata were higher than those of the upstream sites, especially in May and August. However, at sites downstream of the discharge point, the individual numbers of Annelida were decreased and individual numbers of the insecta of arthropoda were increased. Also, species numbers and the diversity and dominance indexes were improved in the sites downstream of the discharge point. The functional feeding groups (FFGs) of collector-filterers were increased and the habitat orientation groups (HOGs) of sprawlers, burrowers, and clingers were especially increased at the sites with additional reclaimed wastewater effluent flow. Regardless of the effluent discharge, BMI, an indicator of ecological stream health using benthic macroinvertebrate species, did not show large gaps between the study points. Although the water quality of the sites downstream of the discharge point was much worse than those upstream, their ecosystem soundness was better than those of the upstream sites from an ecological perspective.

경기도 가평천의 하순에 따른 수서곤충 군집조성과 섭식기능군 (Community Composition and Functional Feeding Groups of Aquatic Insects According to Stream Order from the Gapyeong Creek in Gyeonggi-do, Korea)

  • 원두희;황득희;진영헌;황정미;배연재
    • 생태와환경
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    • 제36권1호통권102호
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    • pp.21-28
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    • 2003
  • 한국의 전형적인 중규모의 하천인 경기도 가평천에서 2000년 4월에 하순에 따른 수서곤충의 군집조성과 섭식기능군을 조사하였다. 야외조사를 위하여 하순 II${\sim}$VII에 해당하는 하천의 본류와 3개의 주요 지류를 소구역(약 1${\sim}$4 km거리에 해당)으로 나누어 Surber sampler(50${\times}$50cm,망목 0.75mm)를 사용하여 소구역당 1${\sim}$2지점 (총 30지점)을 채집하였다. 정량채집 (지점당 2회${\times}$30지점 =총 60회의 Surber sampling; 급류대 1회, 채수대/완류대 1회 채집) 및 추가로 실시한 정성채집의 결과로서 가평천에서 채집된 수서곤충은 총 8목 54과 103속 164종이었으며, 날도래목 (56종: 34.1%), 하루살이목 (43종: 26.2%), 파리목 (25종: 15.2%), 강도래목 (23종: 14.0%), 딱정벌레목 (6종: 3.7%), 잠자리목 (6종: 3.7%), 노린재목 (3종: 1.8%), 그리고 뱀잠자리목(2종: 1.2%)이 포함되었다. 하루살이-강도래-날도래군 (EPT-group) (122종: 74.4%)또는 EPT-group과 파리목의 합(147종: 89.6%)이 전체수서곤충 군집의 거의 대부분을 차지하였고, 하천의 중류유역 (하순 III${\sim}$VI)에서 더욱 많은 수의 수서곤충 종이 출현하였다. 하천의 전체 조사지점에서 정량채집에 의하여 채집된 수서곤충의 개체수는 총 26,286개체 (136${\sim}$2522개체/0.5 $m^2$, 평균 906.4개페/0.5 $m^2$)로서 하루살이목 (11,994개체: 45.6%), 파리목 (8730개체: 33.2%), 날도래목 (4123개체: 15.7%), 강도래목 (1213개체: 4.6%), 딱정벌레목 (204개체 0.8%), 잠자리목(13개체: 0.05%), 뱀 잠자리목 (5개체: 0.02%), 그리고 노린재목 (4개체: 0.02%)이포함되었다. 하순이 증가할수록 평균 수서곤충 개체수는 증가하였고, 강도래목의 개체수는 감소하였으며, 날도래목의 개체수는 증가하였다. 유기물오염의 내성종인 깔따구류, 등줄하루살이, 줄날도래류는 하천의 하류유역 (하순VII)에서 특히 풍부하였다. 하천의 중류유역 (하순 IV${\sim}$Vl)에서 종다양도지수 (H')는 상대적으로 높았고, 우점도지수(Dl)는 상대적으로 낮았다. 섭식기능군 중에서 써는 무리가 가장 적은 부분을 차지하였고, 줍는 무리는 가장 풍부하였다. 거르는 무리는 하류유역 (하순 Vl과 Vll)에서 현저히 증가하였고, 긁는 무리는 하천의 전유역에 걸쳐 고르게 분포하였으며, 잡아먹는 무리는 하천의 최상류유역(하순 ll)에서 특히 풍부하였다. 전반적으로 볼 때 금번에 가평천에서 조사된 수서곤충의 군집조성과 섭식기능군은 북반구 온대낙엽수림대의 일반적 하천의 특성(하천연속성의 개념에서 설명)과 많은 부분 유사하였다.

태안군 일대의 수서곤충 다양성 및 특이종 분포 양상 (Diversity of Aquatic Insects of Taean Area in South Korea, with Notes on Species-Specific Distribution)

  • 정상우;민홍기;황호성;서예지;배연재;백운기
    • 한국환경생태학회지
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    • 제30권1호
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    • pp.58-70
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    • 2016
  • 본 연구는 2015년 6월부터 8월까지 2회에 걸쳐 충청남도 태안군 일대의 담수생태계를 중점으로 수서곤충의 다양성, 섭식기능군, 서식기능군 및 분포특이종을 조사하였다. 조사결과 태안군 전체에서 수서곤충은 총 6목 30과 72종이 출현하였다. 분류군별 출현종수는 정수지역에서 출현빈도가 높은 잠자리목이 22종(30.56%)으로 가장 높게 출현하였으며, 다음으로 딱정벌레목 21종(29.16%), 노린재목 17종(23.61%), 파리목 8종(11.11%) 순으로 나타났다. 하천에 풍부하게 서식하는 하루살이목(Ephemeroptera)과 날도래목(Trichoptera)은 각각 2종(2.78%)으로 매우 낮게 출현하였으며, 청정수역을 대표하는 강도래목(Plecoptera)과 유수지역에 서식하는 뱀잠자리목(Megaloptera)은 출현하지 않았다. 섭식기능군은 잠자리목(Odonata), 딱정벌레목(Coleoptera), 노린재목(Hemiptera)이 우세하게 출현하여 Predators(48종, 66.67%)의 비율이 높았고, Shredders와 Scrapers는 출현빈도가 낮게 나타났다. 서식기능군은 Swimmers(24종, 33.33%), Climbers(18종, 25.0%), Sprawlers(12종, 16.67%) 순으로 나타났으며, 이는 대부분 섬과 같은 정수지역에 서식하는 무리의 구성으로 내륙지역의 수서곤충 무리와는 다른 양상을 나타냈다. 환경부지정 분포특이종 및 위기(EN), 준위협(NT), 취약(VU) 종으로 적색목록 범주에 포함되어있는 동쪽애물방개(Cybister lewisianus), 투구물땡땡이(Helophorus auriculatus), 단발날도래(Agrypnia pagetana), 각시물자라(Diplonychus esakii) 4종의 서식처가 유지되고 있는 것으로 확인되었으며, 국외반출승인종인 새노란실잠자리(Ceriagrion auranticum)와 작은등줄실잠자리(Paracercion melanotum) 2종, 기후변화 생물지표종인 북방아시아실잠자리(Ischnura elegans) 1종이 서식하고 있는 것으로 확인되었다. 주요 분포특이종 및 야생에서 절멸 위기에 직면해 있는 4종에 대해서는 환경부 전국자연환경조사(2006년~2012년) 자료를 포함하여 국내 전국 분포지도를 작성하였다.

고랭지 농업으로 인한 토사가 송천 상류역에 서식하는 저서성 대형무척추동물 군집에 미치는 영향 (Effects of Sedimentation on Benthic Macroinvertebrate Communities at Upper Song Stream Basin)

  • 한승철;전영철;황인철;원두희
    • 환경생물
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    • 제29권4호
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    • pp.353-361
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    • 2011
  • 본 연구는 송천 상류지역의 고랭지 농업으로 인한 토사유입이 저서성 대형무척추동물에 미치는 영향을 알아보기 위하여 2006년부터 2009년에 걸쳐 실시되었다. 조사결과, pH, DO, EC, TDS, TN, TP는 하류로 갈수록 증가하는 경향을 보였으며, ORP는 감소하는 것으로 확인되었다. 특히 SS와 TP는 농경지 구간인 St. 2~St. 4에서 급격한 증가를 보였으며, 파종과 수확시기에 변화가 컸다. 저서성 대형무척추동물의 구성은 총 5문 6강 11목 47과 106종이 출현하였으며, 이중 EPT 분류군이 전체의 구성종의 69.8%, 개체밀도의 66.5%를 차지하였다. 우점도지수는 하류로 갈수록 증가하였으며, 다양도지수는 이에 반비례하였으며, 각 지점들은 유의한 수준에서 차이를 나타냈다. 섭식기능군은 주워먹는무리가 전 지점에서 우세하였으며, 하류로 갈수록 전 섭식기능군에서 종수가 감소하는 것으로 나타났으나, 주워먹는무리는 상대적으로 증가하는 것으로 확인되었다. 생활형은 하류로 갈수록 붙는무리와 기어다니는무리의 종수 및 밀도가 감소하였으며, 굴파는무리의 밀도는 증가하였다. 환경요인과의 상관분석 결과, 저서성 대형무척추동물은 수질 및 하상구성에 대하여 민감하게 반응하는 것으로 확인되었다. 결과적으로 고랭지 농업에 의하여 야기된 토사의 퇴적은 미소서식환경을 변화시키거나 서식처의 질을 열악하게 함으로써 저서성 대형무척추동물 군집에 영향을 미친다고 판단된다.