• 한국물환경학회지
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• 제22권5호
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• pp.796-804
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• 2006

The objective of this research was to develop ecological multi-metric models using natural fish assemblages for a diagnosis of current stream health condition, and apply the model to nationwide lotic ecosystems of the Geum River, the Youngsan River, and the Sumjin River. The ecological stream health model was based on the index of biological integrity (IBI), which was originally developed in North American streams by Karr (1981), and the Rapid Bioassessment Protocol (RBP), which was scientifically established by the US EPA (1999). The metric numbers and metric attributes were partially changed for the regional applications, so the scoring criteria was modified for the assessment. Overall, metric values, based on the IBI calculations, reflected conventional water quality characteristics, based on nutrient regime, and agreed with results of staticeco-toxicity tests. Some stations impaired in terms of stream health were identified by the IBI approach, and also major key stressors affecting the stream health were identified by additional evaluations of physical habitats. Our preliminary results suggested that biological integrity in stream ecosystems was largely disturbed by habitat degradation as well as chemical pollutions. This new approach would be used as a key tool for ecological restorations and species conservations in the degraded aquatic ecosystems in Korea and applied for elucidating major causes of ecological disturbances. Ultimately, this approach provides us an effective management strategy of stream ecosystems through establishments of ecological networks in various watersheds.

• 생태와환경
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• 제40권1호
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• pp.72-81
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• 2007

본 연구에서는 정수 생태계의 건강성 평가를 위하여 물리적, 화학적, 생물학적 다변수 메트릭 평가모델을 개발하고, 개발된 모델을 이용하여 2005년 9월에 대청호의 생태 건강성을 평가를 실시하였다. 메트릭의 특성을 위하여 사용된 변수로는 생물학적 변수, 물리적 변수, 화학적 변수를 적용하였다. $M_1{\sim}M_8$의 메트릭은 어류를 이용한 생물지수 모델을 적용하였고, $M_9{\sim}M_{11}$의 메트릭은 문헌에 의거하여 수정보완 하였다(U.S. EPA, 1998). $M_9$의 메트릭은 호소 연안대의 서식지 특성을 반영하였고, $M_{10}$의 메트릭은 호소의 화학적인 수질상태를 반영하였다. 즉, $M_{10}$의 결과에 따른 회귀식은 $COD_{Mn}=4.42{\times}Log_{10}(Cond)-5.43(R^2=0.774$, <0.01, n=150) 로서 전국의 150개 호소에서의 전기전도도 값은 $COD_{Mn}$의 변이를 77.4%설명하고 있다. $M_{11}$의 메트릭은 호소의 엽록소-${\alpha}$에 의거한 부영양화도 지수(Tropic State Indek, TSI)를 이용하였다. 호소의 TSI(Chl-${\alpha}$)값에 따라 50 이상은 "1", $40{\sim}50$은 "3", 40이하는 "5"로 산정하였다. 상기 11개 다변수 모델을 이용한 대청호 생태계 건강성 평가 결과에 따르면, 대청호의 4개 지점 생태건강성 평균값은 "30"으로서 미국환경부(U.S. BPA, 1993)의 등급에 의거하여 "보통상태${\sim}$악화상태" $(Fair{\sim}poor)$로 나타났다.

• 생태와환경
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• 제55권2호
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• pp.156-166
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• 2022

호소의 수질 특성을 이해하는 것은 호소 및 정수생태계 관리의 가장 기본 요소이다. 호소의 수질은 호소의 수리수문학적 요소, 주변 토지 이용/피복, 유역 내 인간 활동을 포함한 다양한 요인에 의해 영향을 받는다. 본 연구에서는 호소에서 5년 동안(2015~2019) 측정된 9가지 이화학적 요인(pH, DO, COD, TSS, T-N, T-P, TOC, EC, Chl-a)을 이용하여, 국내 83개 주요 호소를 수질에 따라 분류하였다. 계층적 그룹 분석을 통해 전체 호소는 총 5개의 유형으로 분류되었고, 각 유형별로 저수지의 수질 및 고도, 유역면적, 만수위, 총 저수량과 같은 수리수문학적 요인을 반영하였다. 특히 저고도에 위치한 대형 호소에서(그룹 I) 수질이 매우 낮게 나타났다. 한국형 부영양화 지수를 이용하여 국내 주요 호소의 부영양화 정도를 비교한 결과, 석호가 포함된 그룹 IV 및 신갈지 등에서는 과거 2004~2008년에 비해 부영양화 지수가 개선되었으나, 그룹 I, III, V에 속한 대부분의 농업용 저수지에서는 부영양화가 심화되었다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제10권4호
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• pp.171-183
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• 2023

하구습지는 독특한 기수역이 형성되며 이러한 환경에 적응하여 살아가는 생물에게 중요한 서식처로 기능을 수행한다. 그러나 과도한 개발과 이용에 따른 인위적 간섭으로 하구습지 고유의 기능 및 특성을 변화시킨다. 본 연구는 생태계가 우수한 하구습지 보전을 위한 기초자료를 수집하기 위해서, 태화강하구습지를 대상으로 식생 분포 특성 및 생물상 현황을 조사하였다. 연목림 식생, 정수 및 유수역 다년생 초본식생, 부유·침수식생 등 6개 상관식생형의 25개 식물군락이 확인되었다. 지형다양성이 높은 상류부에서 다양한 유형의 습지식생이 분포하고 있었다. 생물종 다양성은 멸종위기 야생생물 7종 포함 총 696종이 확인되었다. 생태적 연결성이 양호하여 감조하천이 형성되는 구간을 중심으로 다양한 기능군을 가지는 기수성 생물종이 분포하며, 하천 구간별 수환경에 따라서 잠수 및 수면성오리류 등 다양한 수조류의 서식을 확인하였다. 태화강하구습지의 생태정보의 수집은 하구 생태계의 보전·관리 기반을 마련하고 정책 수립을 지원하는 데 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.

• 환경영향평가
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• 제31권6호
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• pp.409-422
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• 2022

하도습지는 하천 생태계의 중요한 요소로 지금까지 조사된 내륙습지 목록의 약 38%를 차지하고 있다. 만경강에 위치한 신천습지 또한 보 축조로 유속이 느려지고 퇴적물이 쌓이면서 형성된 하도습지이다. 신천습지의 보전 가치와 생태적 특성을 규명하고자 식물사회학적 방법을 활용하여 식생 및 식물 다양성을 파악하였으며, 총 45개의 식생자료가 수집되었다. 총 153분류군(49과 117속 146종 2아종 5변종)으로 구성된 24개 식물군락이 구분되었다. 종조성적으로 군락별 출현율이 가장 높은 식물은 환삼덩굴로 확인되었다. 그리고 소리쟁이, 참새귀리, 개망초, 쑥 등과 같이 이차초지에서 생육하는 일년생 초본 식물종이 빈번하게 관찰되었다. 귀화식물은 38분류군이 조사되었고 도시화지수는 10.3%, 귀화율은 24.8%로 분석되었다. 식물군락은 크게 침수식생, 부엽 및 부유식생, 일이년초본식생, 다년생초본식생, 목본식생으로 분류되었다. 일정 수심을 유지하며 유속이 느린 유수역과 정수역, 간헐적 수위변동을 경험하는 연안대, 건조한 고수부지 환경 등 다양한 서식공간을 반영하는 식물군락의 분포가 확인되었다. 이와 같은 식물군락 발달은 야생생물에게도 서식처로서 중요한 역할을 하므로 생물다양성 증진에도 긍정적인 영향을 끼칠 것으로 판단된다.

• 한국습지학회지
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• 제24권3호
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• pp.185-195
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• 2022

본 연구는 생태·경관보전지역을 중심으로 하천의 규모와 서식지에 따른 생태특성을 확인하기 위하여 2014년부터 2020년까지 봄과 가을에 걸쳐 조사를 수행하였다. 전체 조사지역을 통하여 출현한 저서성 대형무척추동물은 총 5문 8강 25목 105과 256종이 출현하였다. 출현한 분류군 중에서 유수역으로 이루어진 지역에서는 하루살이목과 날도래목의 출현율이 높게 나타났고, 정수역으로 이루어진 지역에서는 딱정벌레목과 잠자리목의 출현율이 높게 나타났다. 지역별로 EPT(하루살이목, 강도래목, 날도래목)그룹의 개체수를 비교하였을 때, 상류지역, 본류지역, 정수지역으로 분류되었고, 상류에서 하류로 이동할수록 EPT의 개체수비율이 달라지는 것을 확인할 수 있었다. 생태·경관보전지역 내의 하천은 하천 차수가 증가할수록 출현하는 종수와 개체수가 증가하는 경향을 보였다. 썰어먹는 무리(SH)는 하천 차수가 증가하여 하천의 규모가 커지면 감소하는 경향을 보였고(r=0.9925), 걸러먹는 무리(CF)는 하천 차수가 증가하여 하천의 규모가 커지면 증가하는 경향을 보였다(r=0.9319). 긁어먹는 무리(SC)는 상류에서 하류로 내려갈수록 유사한 생태학적 지위를 갖는 종들로 대체되어 하천 차수에 따른 변화를 찾기 어려웠다. 생태·경관보전지역의 지정 및 관리에 있어서 건강한 생태계를 유지하기 위하여 생물 간의 경쟁 등 생태학적 요인과 수질 및 하상상태 등 이화학적인 요인 등을 고려할 필요가 있다. 따라서, 다양한 규모의 하천과 물리적 서식지를 포함하는 완충지역을 확보하고, 인위적 교란 요인을 제거하는 등 관리를 강화하는 것은 생태·경관보전지역의 건강성 및 생물자원의 확보에 유리할 것으로 판단된다.

• 생태와환경
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• 제45권4호
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• pp.378-391
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• 2012

본 연구에서는 2009~2010년 동안 한강 수계 인공댐 호소수 8개 지점 및 한강 본류 수계의 하천수 10개 지점의 총 18개 지점에서 인공댐 및 하류역 하천들에 대한 수질변이특성을 평가하고자 하였다. 이미 건설된 연속적 인공댐들이 상류로부터 하류까지 질소 (N), 인(P), 엽록소-a(CHL-a) 등의 화학적 수질 구배특성(Chemical gradient)에 미치는 영향을 분석하고, 수질 변수간의 경험적 모델(Empirical model)을 적용하여 하절기 몬순강우 특성 및 연별 집중강우 영향을 분석하였다. 한강수계는 상류에서 하류로 갈수록 수질이 악화되는 경향을 보였고 특히, 점오염원에 의한 오염물질의 유입은 수질변이에 가장 크게 작용하였으며, 특히 하류부의 중랑천 유입수는 수질을 급격하게 악화시키는 것으로 나타났다. 또한 하절기의 몬순강우는 하류역에서 총인(TP), 총질소(TN) 및 전기전도도(EC)값을 크게 낮추어 수질향상에 기여하였다. 5개의 인공댐들에서 총질소(TN), 총인(TP) 및 N:P 무게비에 대한 엽록소-a (CHL-a)의 경험적 모델식 평가에 따르면, 로그전환된 총인(TP)은 엽록소-a (CHL-a)농도 변이를 33.8% ($R^2$=0.338, p<0.001, 회귀식 기울기=0.710) 설명하였으나, 총질소 (TN) 변이는 21.4% 설명에 그쳤다 ($R^2$=0.214, p<0.001). 또한 N:P 무게비의 산정에 따르면, 본 인공호들에서는 모두 N:P 비가 29 이상으로 인 제한효과로 나타났으며, 총질소(TN)의 농도는 모든 수체에서 이미 $1000{\mu}g\;L^{-1}$을 상회하여 조류성장에 풍부한 것으로 나타나 엽록소-a (CHL-a)의 증감은 인(P)에 의해 조절되는 인 제한요인(P-limitation)으로 나타났다. 그러나 엽록소-a (CHLa)의 증감은 또한 개별적 인공댐에서 보여주는 바와 같이 부유물 증가에 의한 광투과도 저하, 수체류시간 감소에 의한 세척효과(Washing-out) 등도 부가적으로 영향을 미치는 것으로 나타났다. 결론적으로, 한강수계에서 하천 및 인공댐의 연속선 상에서 하천에 대한 댐의 이화학적 수질 특성에 미치는 영향은 미미한 것으로 나타났다. 반면, 유입 지천과 하천 유역의 점오염원으로부터의 방류수 유입은 이화학적 수질 변이에 크게 영향을 미치는 것으로 나타났다. 향후 연속적 인공댐의 수체에서 대형 무척추동물 및 어류와 같은 생물학적 지표를 이용한 영향평가도 수질과 같은 측면에서 연구될 필요가 잇는 것으로 사료되었다.

• 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.

• 생태와환경
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• 제38권1호통권110호
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• pp.54-62
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• 2005

본 연구는 하절기 집중강우가 하천의 부영양화도, 이온변화, 산소요구량에 영향 평가로서 수질 변수들 간의 상호관계를 분석하였다. 용존산소(DO) 농도는 수온과 역상관 관계 (r= -0.99, p<0.001)를 보였다. 대부분 수질변이는 7 ${\sim}$ 8월에 발생 하였으며, 이들의 대부분은 하절기 집중강우와 직접적인 연관성을 보였다. pH의 경우 6.5 이하의 최소값은 최대 강우를 보인 8월에 관측되었는데, 이는 강우에 의한 수소이온농도의 희석현상에 의한 것으로 사료되었다. 전기전도도 또한 강우분포를 반영하였다. 즉, EC 값은 다른 계절보다 하절기에 좀 더 높은 값을 보였으며, 강우와의 직접적 연관성을 보였다. 연구결과에 따르면, 이온희석 현상은 강우 전의 하절기에는 높았지만, 집중강우 후 짧게는 4 ${\sim}$ 5일 길게는 1 ${\sim}$ 2주 후에 이온이 희석되는 것으로 나타나 강우와 하천수의 이온농도사이에 뚜렷한 반응시간의 지체현상을 보였다. COD의 계절적 변화 페턴은 BOD와 유사한(r= 0.55, p<0.001) 양상을 보였다. 총질소 (TN)는 총인 (TP)에 비해 변이 폭이 적었으며, 3월의 갈수기에 최소값을 보였다. 대조적으로, 총인 유입은 하절기 몬순동안에 주로 발생하였고, 총부유물(TSS)과 유사한 계절 변화 양상을 보여인(P)의 증가가 수계에서 유발되는 무기성부유물과 밀접하게 연관성을 갖는 것으로 나타났다. 총인: 총질소의 무게비는 질소 변이 (r= -0.21, p<0.01)보다는 총인(r= -0.51, p<0.01)의 변이에 의해 결정되었으며, 총인이 제한 요인으로 작용할 것으로 사료되었다. 본 계류형 하천에서 수질을 조절하는 1차 요인은 강우시기 및 강고로 사료 되었으며, 최대 변이는 하절기의 첨두강우와 일치하였다.

• 한국환경생태학회지
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• 제38권3호
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• pp.246-262
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• 2024

섬강 상류의 어류상 변화와 어류군집 특성을 밝히기 위해 2018년부터 2020년까지 조사를 실시하였다. 조사기간 동안 35개 지점을 조사한 결과, 채집된 어류는 12과 40종 7,817개체였다. 출현종 중 우점종은 참갈겨니(Zacco koreanus, 34.5%), 아우점종은 피라미(Z. platypus, 28.7%)였고, 그 다음으로 버들치(Rhynchocypris oxycephalus, 10.2%), 돌고기(Pungtungia herzi, 5.3%), 긴몰개(Squalidus gracilis majimae, 4.3%), 참종개(Iksookimia koreensis, 2.1%), 참마자(Hemibarbus longirostris, 1.6%), 모래무지(Pseudogobio esocinus, 1.5%) 돌마자(Microphysogobio yaluensis, 1.4%), 한강납줄개(Rhodeus pseudosericeus, 1.4%) 등의 순으로 우세하였다. 법정보호종은 환경부지정 멸종위기 야생생물 II급인 한강납줄개와 묵납자루(Acheilognathus signifer), 돌상어(Gobiobotia brevibarba), 둑중개(Cottus koreanus) 4종이 출현하였는데, 주로 한강납줄개와 묵납자루, 돌상어는 중·하류에, 둑중개는 최상류에 서식하고 있었다. 출현종 중 한국고유종은 19종(고유화율 47.5%)이었고, 기후변화민감종(냉수성 어종)은 둑중개 1종, 외래어종은 떡붕어(Carassius cuvieri)와 배스(Micropterus salmoides) 2종이 확인되었다. 군집분석 결과, 대체로 상류에서 하류로 갈수록 우점도는 낮아지고 다양도와 풍부도는 높아지는 경향을 보였으며, 군집구조는 크게 최상류, 상류, 중하류, 호수로 구분되었다. 섬강 상류는 횡성댐이 건설되면서 직·간접적으로 어류군집에 큰 영향을 미쳤는데, 댐 건설 직후 멸종위기종 묵납자루와 한강납줄개, 돌상어 서식지 및 개체수가 급격히 감소하고 수몰지역은 유수성 어류에서 정수성 어류로 변화되었다. 약 20년이 지난 현재, 서식지가 안정화 되면서 서식하는 어류가 증가하고 급격히 감소하였던 멸종위기종 한강납줄개와 돌상어의 서식지 및 개체수가 증가하였다. 또한 하천건강성(FAI)은 27개 지점은 매우 좋음(A), 7개 지점은 좋음(B), 1개 지점은 보통(C)으로 평가되어 비교적 우수하였다. 하지만 멸종위기종 묵납자루는 댐 공사 및 하천공사로 지역절멸에 처해 있고, 둑중개는 하천공사로 개체수가 심각하게 감소하였으며, 횡성호에서 생태계교란 생물 배스의 서식이 확인되어 우려되었다. 따라서 섬강 상류의 안정적인 어류 서식을 위해서는 무분별한 하천공사를 지양하고, 멸종위기종 묵납자루는 시급히 복원정책이 필요하며, 생태계교란 생물 배스의 확산을 방지할 수 있는 관리방안이 요구되었다.