본 연구에서는 동진강 수계에서 외래 교란어종 (큰입배스와 블루길)에 대한 물리적 서식지 및 화학적 수질 특성의 영향을 분석하였다. 또한 큰입배스 (Micropterus salmoide)와 불루길 (Lepomis macrochirus) 각각 어종에 대한 우점 지역 (출현 지역)과 비출현 지역을 구분하였고, 수 화학 (Water chemistry) 및 어류서식지 특성 (하상구조 등)에 대한 상관도 분석을 실시하였다. 두 교란어종의 상대 풍부도는 BOD, PO4-P 및 pH의 수질이 악화됨에 따라 크게 감소하였으나, NO3-N 및 전기전도도에 따른 풍부도 변화는 보이지 않았다. 블루길은 동진강 수계의 우점 지역 (출현 지역)과 비출현 지역 두 지역 사이에 서식지 구조적 측면에서 유의한 차이를 보이지 않은 반면, 큰입배스는 두 지역 간의 비교군에서 뚜렷한 차이를 보였고, 특히, 실트, 자갈, 암반과 같은 하상구조에서 뚜렷한 차이를 보였다. 동진강에서 우점종은 피라미 (14.6%), 불루길 (14.0%) 및 큰입 배스 (9.8%)로서 나타났다. 즉, 외래 생태교란종이 전체 개체수의 24%를 차지하여, 동진강 수계는 외래종의 분포는 유기물 오염 및 영양염 (P) 오염에 의해 크게 영향을 받는 것으로 나타났다.

본 연구에서는 2008년 6월과 2009년 5월 조사기간 동안 금강의 상･중･하류부의 14개 지점을 선정해서 이･화학적 수질의 특성을 파악하였으며 어류군집의 분포 및 길드 분석과 어류생물통합지수(Fish Assessment Index, FAI)의 다 변수 8개 메트릭을 이용해 금강 수계의 건강도를 평가하였다. 수질 변수 평균 변화를 분석해 본 결과 중상류지점은 수질변수의 변이양상이 크게 없었고 갑천과 미호천이 합류되는 지점부터 유기물질이 축적되어 수질 변수가 급격한 변이양상을 보였다. 이･화학적 수질 특성을 분석한 결과, 미호천과 갑천이 합류되는 하류지점부터 BOD, COD, TN, TP, Cond, Chl-a는 증가하는 경향을 보였고 DO는 감소하여 부영양화와 녹조현상이 진행되고 있는 것으로 사료된다. 어류 군집 분석 결과, 종 풍부도지수와 종 다양도 지수는 중상류지점에서는 증가한 양상을 보인 반면 하류구간에서 는 감소하는 양상을 보여 상류는 생태적 안정성은 양호하고 하류는 생태적으로 비교적 불안정한 것으로 보였다. 어류종 분포 분석결과 우점종은 피라미(Zacco platypus)이며 전체 어종의 20.9%를 차지하였고 아우점종은 참갈겨니 (Zacco koreanus)가 13.1%를 차지했다. 어류 내성도 및 섭식길드 특성 분석에 따르면, 중상류지점에는 민감종, 충식성 그리고 여울성 어종이 우점한 반면 미호천이 유입되면서 하수종말처리장 오염원으로 영향을 받는 하류구간부터 내성종, 잡식성 그리고 정수성 어종 우점에 결정적인 영향을 준 것으로 나타났다. 따라서 우리는 수질 상태를 개선하기 위해 특히 도심 오염원의 부하량을 줄이도록 노력해야 하며 수생태계 보존과 복원에 관심이 필요한 것으로 요구 된다.

Infiltration is a popular technique used to produce valve seat rings and guides to create dense parts. In order to develop valve seat material with a good thermal conductivity and thermal expansion coefficient, Cu-infiltrated properties of sintered Fe-Co-M(M=Mo,Cr) alloy systems are studied. It is shown that the copper network that forms inside the steel alloy skeleton during infiltration enhances the thermal conductivity and thermal expansion coefficient of the steel alloy composite. The hard phase of the CoMoCr and the network precipitated FeCrC phase are distributed homogeneously as the infiltrated Cu phase increases. The increase in hardness of the alloy composite due to the increase of the Co, Ni, Cr, and Cu contents in Fe matrix by the infiltrated Cu amount increases. Using infiltration, the thermal conductivity and thermal expansion coefficient were increased to 29.5 W/mK and 15.9 um/moC, respectively, for tempered alloy composite.

This study analyzed the water quality characteristics and developed empirical models prior to and after the construction of Baekje Weir, in the Geum River watershed between 2004-2017. The comparative evaluation of the surface water chemistry before and after the four major river projects on the weirs indicated that total phosphorus (TP), based on annual data, rapidly decrease after the construction of the weir while the total nitrogen (TN) decreased. Conversely, chlorophyll-a (CHL) concentration, which is a good indicator of primary productivity, increased after the construction of the weir together with an increase in specific conductivity. Simply put, the construction of the weir led to the decrease in concentrations of N and P due to the increased water residence time (WRT), whereas the CHL : TP ratio greatly increased in magnitude. The regression analysis of the empirical model indicated that CHL had no significant relation (r=0.068, p=0.6102, n=58) with TP before the weir construction, but had a relation with TP after the weir construction (r=0.286, p<0.05, n=56). Therefore, such conditions resulted in an increase in primary productivity on a given unit of phosphorus, resulting in frequent algal blooms. In contrast, seasonal suspended solids (SS) and TP increased during the monsoon period, compared to the pre-monsoon, thereby showing positive correlations (r>0.40, p<0.01, n=163) with precipitation. If the government consistently discharges water from the weir, the phosphorus concentration will be increased due to its reversion to a lotic waterbody from a lentic waterbody hereby reducing algal blooms in the future.

The objectives of this study were to analyze the influence of chemical water quality on fish guilds, pollution tolerance and the multi-metric ecological health, based on the Fish Assessment Index (FAI) in the main stream of Mangyeong River between 2009−2016. The quality of water with specific conductivity, TP, and NH4-N got worse dramatically in the down region. During the study, a total of 50 species were collected and the most dominant species was Zacco platypus. Also known as tolerant species, accounted 22.9% of the total abundances, thus indicating a trophic degradation. The downstream region (S5) had the highest number of fish external abnormalities, indicating a degradation of ecological health, based on the fish assemblages. Pearson correlation analysis indicated that relative abundance of tolerant fish species and omnivore fish species had a significant positive correlation (r>0.30, p<0.05) with values of BOD, conductivity and NH4-N. Whereas, the relative abundance of the sensitive species and insectivore species had a significant negative relations (r<−0.30, p<0.001) with the parameters. The mean obtained from the multi-metric fish model, based on the FAI of all sites was 47 (n=40). This indicated a “fair condition” in the ecological health, and the downstream regions (S3−S5) were judged as “bad condition”, indicating an influence of the chemical degradation on the ecological health.

The algal blooms in stagnant streams and lakes have caused many problems. Excessive algae leads to disturbance of ecosystem and overload of water treatment processes. Therefore, phosphorus(P), source of algal blooms, should be controlled. In this study, a filtration trench has been developed to convert dissolved phosphorus into hydroxyapatite(HAP) so that it could be crystallized on the surface of ‘phosphorus removal granular material’; and residual particulate phosphorus could be removed by additional precipitation and filtration. The front and rear parts of filtration trench consisted of ‘phosphorus removal granular material contact bed’ and ‘limestone filtration bed’, respectively. As a result of the column test using phosphorus removal granular material and limestone serially, PO4-P was removed more than 90% when EBCT(empty bed contact time) of the contact bed was over 20 minutes; and T-P represented 60% of removal efficiency when total EBCT was over 1.5 hours. The results of column tests to figure out the sedimentation characteristics showed that more than 90% of particulate phosphorus could be removed within 24 hours. It was necessary to optimize the filtration part in order to increase removal efficiency of T-P additionally. Also, it was confirmed through the simulation of Visual MINTEQ that most of particulate phosphorus in the column tests is the form of HAP. Based on the results of the study, it could be suggested that the design parameters are over 0.5 hour of EBCT for phosphorus removal granular material contact bed and over 1.5 hours of EBCT for limestone filtration bed.

본 연구는 금강수계의 백제보 부근에서 이･화학적 수질의 시간적 변이 파악을 위해 2004 ~ 2017년까지 측정된 환경부 수질자료를 분석하였다. 이용된 수질 변수는 전기전도도(Electric conductivity, EC), 용존산소량(Dissolved oxygen, DO), 수온, 생물학적 산소요구량(Biological oxygen demand, BOD), 화학적 산소요구량(chemical oxygen demand, COD), 총인(Total phosphorus, TP), 총질소(Total nitrogen, TN) 및 총부유물(Suspended solid, SS)의 항목으로 이들의 수질특성은 연별, 계절별로 큰 변이를 보였다. 총인 및 이온희석현상의 지표로 이용된 전기전도도는 계절별 분석에서 장마기에 크게 감소하는 현상을 보이며 강우와 역상관관계(p<0.01, n=163)를 보였으나, 계절별 총인은 갈수기에 비해 장마기에 증가하는 특성을 보여 강우와 상관관계(p<0.01, n=163)를 보였다. 한편, 생물학적 산소요구량 및 화학적 산소요구량은 강우와 유의한 관계(p>0.05, n=163)를 보이지 않았고, 계절별 총부유물 농도는 강우기에 크게 증가했고 강우와 유의한 관계(p<0.01, r=0.6155)를 보였다. 생물학적 산소요구량의 계절적 변화패턴은 화학적 산소요구량과 유사한 양상(r=0.4751, p<0.01)을 보였으며, 마찬가지로 총질소의 변화 패턴 또한 총인과 유사한 양상(r=0.0579, p<0.01)을 보였다. 보 건설로 인한 수체의 정체와 유량 증가로 인해 총인과 총질소가 심층으로 침전되어 백제보 건설 전에 비해 건설 후에 감소하는 특성을 보였고, 용존산소량은 보 건설 후에 증가하는 현상을 보였다. 4대강 사업 후 물리적 환경변화에 기인한 수질 변화 분석 결과에서 녹조량 감소를 위해서는 지속적인 총인 관리와 총인 외에도 영양염류 조절, 생물학적 산소요구량 증가를 유발하는 비점오염원관리 등이 시급하다는 것을 알 수 있다.

본 연구는 영덕호, 벽계지, 금풍지, 마산지 4개 호수를 대상으로, 우리나라 수생태계에 침입하여 생태계 교란을 일으키는 외래어종인 큰입배스(Micropterus salmoides)가 서식 유무에 따라 어류군집에 미치는 특성을 확인하기 위하여 2008년부터 2010년 까지 연도별로 각 2회에 걸쳐 어류조사를 수행하였다. 조사된 어류는 영덕호 9종 2,775개체, 벽계지 3종 96개 , 금풍지 7종 1,104개체, 마산지 15종 7,513개체로, 이중 벽계지와 금풍지에서는 개체수비율의 약 80%는 배스가 차지하여 우점하는 것으로 나타났다. 이와 같은 맥락에서, 벽계지와 금풍지의 군집생태지수를 분석해 보았을 때 낮은 종풍부도를, 반면에 배스가 서식하지 않는 것으로 확인된 영덕호와 마산지에서는 종풍부도가 높게 나타났다. 섭식특성 분석결과, 벽계지와 영덕호, 금풍지에서 낮은 잡식종 비율을, 마산지에서는 가장 높은 비율을 보였다. 벽계지와 금풍지에서 잡식종 비율이 낮게 나타난 것은, 최상위 포식자 이자, 육식종인 배스가 우점한 영향으로 사료된다. 결론적으로 배스의 서식은, 해당 수계에 서식하는 어류의 내성특성과 섭식특성 등, 군집생태지수를 이루는 모든 변수 값을 감소시킴으로 수생태계 어류군집에 건강성악화를 초래하는 요인으로서 작용하는 것으로 사료된다.

큰입배스(Micropterus salmoides)는 우리나라의 도입된 뒤 포식활동으로 종 다양도를 감소시켜 수생태계를 교란시키고 있는 대표적인 생태계 교란 외래어종이다. 이러한 배스는 큰 강이나 흐름이 보가 건설된 하천, 저수지, 호수등 정체된 수역에서 주로 발견되는데, 관련 연구는 주로 어류 채집이 용이한 봄, 가을철에 이루어져왔으며, 국내에서 겨울철 배스의 월동 특성 및 이동성에 대한 연구는 잘 이루어지지 않았다. 본 연구에서는 최근 국내외에서 어류군집의 분포 및 이동성을 연구하기 위해 사용되는 음향학적 조사기법 (Echo-sounder survey technique)을 이용해 이루어진 배스의 이동 데이터를 분석하여 및 월동기간 배스의 이동성 및 선호 월동지를 조사하였다. 본 연구에서는 세종특별자치시 연서면 용암리에 위치한 총길이 2.2km의 고복저수지의 유입부, 중앙부, 댐 앞 지점에 설치한 3개의 SUR(Submersible Ultrasonic Receiver)로부터 얻어진 Transmitter를 삽입하여 방류한 큰입배스 2개체의 2017년 2월부터 3월까지의 데이터를 사용하였다. 또한 해당 저수지의 어류 분포를 확인하기 위해 2017년 3월 측정된 Acoustic Echo-Sounder데이터를 이용하였다. 방류된 두 마리의 큰입배스는 평균수심이 5m이고 하상이 주로 모래로 이루어진 저수지의 중앙부에서 2월 11일부터 3월 11일까지 한달동안 움직임이 관측되었으며, 평균 수심이 9m이며 하상구조가 주로 돌과 바위로 이루어진 댐 앞 구간에서는 3일동안 움직임이 관측되었다. 평균 수심이 0.7m이며 하상구조가 주로 진흙과 뻘로 이루어진 유입부에서는 움직임이 관측되지 않았다. Acoustic Echo-Sounder 사용 결과 주로 중앙부와 댐 앞 구간에서 다양한 수층에서 다양한 크기의 어류가 관측되었다.

본 연구는 2016년 우리나라 금강 동진강 수계의 본류와 지류에서 13개의 지점을 대상으로 이화학적 수질 특성과 하상구조 및 어류 군집분석을 진행하고, 위해우려종인 배스와 블루길의 개체 수 등 서식에 미치는 영향과 상관성을 평가하였다. 동진강의 유로연장은 83.06㎞이며 유역 면적은 1348.82 ㎢로 정읍시 산외면의 상두산(575m)에서 시작되어 김제평야를 지나 황해로 흘러드는 강이다. 산지와 농경지가 대부분을 차지하는 전형적인 농촌 지역으로, 동진강 수계를 이루고 있는 하천은 본류를 포함하여 정읍천, 원평천, 고부천 등 4개의 직할하천과 1개의 지방하천, 82개의 준용하천 등 모두 87개 하천에 총 연장은 446.2 ㎞에 이른다. 하지만 산업화에 따라 주택 공급 증가와 대지, 도로 등을 포함한 기타면적이 증가하고 있으며, 새만금 상류에 위치하고 있는 동진강 유역은 축산 단지가 분포하고 있어 토지계와 축산계 등 비점오염원의 비중이 높은 지역이다. 조사 지점은 모두 농경지 주변에 위치하고 있으며 암반 하상 구조를 가진 지점 두 지점으로 나타났고 전 지점에서 모래와 자갈의 비율이 높은 것으로 확인됐다. 상류에 위치하는 지점에 비해 하류의 경우 하천차수가 높고 하폭이 넓어 유속이 느릴 것이라 예상 되며 물 흐름이 느린 정수역인 호소 및 하천을 선호하는 어종의 하천은 비교적 빠른 유속이 나타나 유수성 어종이 분포할 것이라 추정된다. 수질 오염 지표인 BOD와 COD는 각각 3.2±2.5 mg L-1과 8.8±6.1mg L-1로 나타나 BOD에 비해 COD에서 지점별 편차가 크게 나타났으며 TN과 TP는 각각 3.8±1.8mg L-1과 81.5±67.5μg L-1로 나타나 상대적으로 유사한 범위로 확인 됐다. 지점별 CHL 농도의 경우에는 TN과 TP의 농도와 유사하게 증감이 나타나 고부천과 원평천, 신평천에서는 상대 적으로 높은 CHL 농도가 확인되었다. 어류 조사 결과 총 39종, 937개체가 채집되었으며 치리, 갈겨니, 참갈겨니, 피라미, 몰개, 밀어, 블루길, 배스 등의 어류가 우점하고 있는 것으로 나타났다. 외래종 우점현상이 나타나는 하천은 S2(동진강)와 S4(정읍천)로 블루길이 각각 52.5%, 45.0% 우점하고 있었고, S11(신평천)에서는 배스가 43.1%로 우점하고 있는 것으로 확인되었다. 또한 S5(정읍천)과 S13(천원천)에서 각각 블루길(25.7%)과 배스(20.4%)가 아우점종으로 나타났다. 각 하천 지점별 어류 조성을 분석하였을 때, 상대적으로 양호한 수질을 가진 동진강 지점 중 S2와 S3에서 14종으로 가장 많은 종이 관찰되었으며 블루길 이 대량으로 잡히면서 S2에서 총 118개체로 가장 많은 개체가 조사되었다. 전 지점에서 상대풍부도는 피라미(Zacco platypus)가 14.6%로 가장 높게 나타났고 블루길(Lepomis macrochirus)과 배스(Micropterus salmoides)가 각각 14.0% 와 9.8%로 뒤이어 높은 상대풍부도를 나타냈다. 한편 가물치 (Channa argus), 납지리(Acheilognathus rhombeus), 드렁허리(Monopterus albus), 떡붕어(Carassius cuvieri), 외매치(Abbottina springeri), 참마자(Hemibarbus longirostris) 등은 0.1이하의 낮은 상대풍부도를 나타냈다. 지점별 외래종 분포를 조사하였을 때 한 지점을 제외한 모든 지점에서 배스 또는 블루길이 출현했다. 특히 S2(동진강)와 S4(정읍천), S11(신평천)에서 많은 수의 블루길과 배스가 각각 확인되었다. 외래종이 우점한 지점들의 하상구조를 평균으로 분석해 보았을 때, 블루길이 우점한 지점에서는 약 10m 더 넓은 하폭과 높은 하천차수를 나타내었으며 silt와 sand의 비율이 비우점 지점들에 비해 높게 나타났다. 한편 배스가 우점한 지점은 다른 지점들에 비해 좁은 하폭과 낮은 하천차수를 나타내었으며 블루길과 마찬가지로 silt와 sand의 비율이 높게 나타났다. 어류 군집분석에 따르면, 우점도 지수는 S6(정 읍천)에서 0.361로 최고치를 나타냈으며 이는 29개체로, 전체 개체수의 절반 이상을 차지하는 참갈겨니의 영향을 받은것으로 분석되었다. 하지만 우점도는 다른 지점들과의 뚜렷한 차이를 나타내지는 않는 것으로 확인된다. 종 다양도 지수 또한 지점별로 큰 차이를 나타내지 않았지만 S8(고부천)에서 2.096으로 최대치를 보였다. 한편 풍부도 지수는 S3(동진강)에서 가장 높게 나타났고 동시에 다양도와 균등도 또한 상대적으로 높은 값이 확인되었다. 월별 수질 분석 자료와 지점에 따른 외래종의 월별 총 개체수를 통해 회귀분석을 진행하였다. 수질변수 중 pH는 6월, S6에서 8.9를 나타낸 것을 제외하고 대부분 7.0 이상 8.0 이하의 수치를 나타냈다. 배스의 경우 8.0 이하의 수질 상태에서 3마리 이상의 개체수가 확인 된 반면 블루길의 경우 약 pH 7.4에서 30마리 이상의 많은 개체수가 확인 된 것을 알 수 있었다. 회귀분석을 통해 분석한 결과, pH와 전기전도도 모두 블루길과 배스에서 p > 0.05 이상의 결과로 유의하지 않은 것으로 나타났고, R2 또한 모든 항목에서 0.12 이하로 신뢰할 수 없는 데이터로 확인됐다. 중대형 인공호에서의 배스 분포 특성을 연구한 김 et al.(2013)에 따르면 배스의 분포 특성은 다른 어류 군집에 비해 수질의 영향을 적게 받으며 이화학적 수질보다 여러 타 요인들(물리적 서식지 특성, 이용 가능한 먹이양, 경쟁 관계의 생물)에 의 해 더 영향을 받는 것으로 추정한 바 있다. 이와 함께 상관관계를 분석한 결과, 배스와 블루길의 분포는 인공호뿐만 아니라 하천에서도 수질의 영향보다 타요인들의 영향을 고려 해야할 것으로 사료된다.

본 연구의 목적은 장기 모니터링을 통해 만경강 본류의 이･화학적 수질 및 담수어류상의 변화를 파악하고, 어류평 가지수(Fish Assessment Index, FAI)를 적용하여 만경강 본류의 생태건강도를 진단하는데 있다. 이에 만경강 본류의 5개 지점을 선정하여 2009년부터 2016년까지 8년간 매 1회에 걸쳐 어류 현장조사 및 하천 생태건강도를 실시하였으며, 이･화학적 수질 분석을 위해 물환경정보시스템의 수질 측정망 자료를 이용하였다. 지난 8년간 만경강 본류의 이･화학적 수질분석 결과, 생 물학적 산소요구량(BOD), 전기전도도(Conductivity), 총질소(TN), 총인(TP) 및 암모니아성 질소(NH4-N)가 상류에서 하류로 갈수록 뚜렷하게 증가하는 것으로 나타났으며, 특히 Conductivity, TP 및 NH4-N는 각각 전주천과 익산천이 합류한 후에 위치한 지점인 S4~S5지점에서 급격하게 증가하는 것으로 나타나, 각각 전주천과 익산천에서 유입되는 하수처리수와 가축분뇨처리수에 의해 급격하게 수질이 저하 되는 것으로 사료되었다. 어류 현장조사 결과, 8년간 만경강 본류에서는 총 14개과 50종 3200개체가 채집되었으며, 피라미(Zacco platypus)가 22.9%로 우점하고 있는 것으로 나타났다. 법정보호종으로는 멸종위기 1급에 해당하는 퉁사리(Liobagrus obesus)와 감돌 고기(Pseudopungungia nigra)가 각각 13개체, 7개체 채집되었으며, 외래종으로는 큰입배스(Micropterus salmoides)와 블루길(Lepomis macrochiurs) 그리고 떡붕어(Carassius cuvieri)가 각각 69개체, 65개체, 3개체 채집되었다. 하지만, 이중 생태교란어종에 해당하는 큰입배스(Micropterus salmoides)와 블루길(Lepomis macrochiurs)의 전체어종에 대한 상대풍부도는 각각 2.2%, 2.0%로 나타나, 만경강 본류에서 이들 생태교란종에 의한 생태계교란은 미미한 것으로 사료되었다. 각 지점별 외래종(Exotic species), 여울성저서종(Riffle- Benthic species), 비정상종(Abnomalities) 및 멸종위기종(Endangered species)의 상대빈도를 분석한 결과, S2지점은 조사지점 중 유일하게 멸종위기종에 해당하는 퉁사리(Liobagrus obesus) 및 감돌고기(Pseudopungungia nigra)의 서식이 확인되어 수생태계 건강성이 아주 우수한 것으로 사료되었으며, 향후 이들의 보존을 위한 대책마련이 필요할 것으로 사료되었다. 반면, S5지점은 비정상어종의 상대빈도가 조사지점 중 가장 높게 나타나 수생태계 교란이 아주 심각한 것으로 사료되었다. 지점별 채집된 어류의 내성도 및 트로픽 길드(Tolerant & Trophic guild) 분석 결과, S4와 S5지점에서 민감종(Sensitive species)이 단 한 종도 채집되지 않았을 뿐만 아니라, 충식종(Insectivore species)이 아주 적게 채집되어 S4 와 S5지점에서 하천의 자연성 및 서식환경에의 교란이 가장 심한 것으로 사료되었으며, 이러한 결과는 S4~S5지점으로 갈수록 수질이 저하되는 것으로 분석된 이･화학적 수질 분석 결과와 일치하였다. 이･화학적 수질과 어류 분포특성과의 Pearson 상관도 분석 결과, BOD, Conductivity 및 NH4-N가 내성종(Tolerant species) 및 잡식종(Omnivore species)의 상대빈도와 통계 적으로 유의한 양의 상관관계(｜r｜>0.3, p<0.05)를 나타내고, 민감종(Sensitive species) 및 충식종(Insectivore species)의 상대빈도와는 통계적으로 유의한 음의 상관관계(｜r｜>0.3, p<0.05)를 가지는 것으로 나타났다. 이에 따라 유기물 및 NH4-N에 의한 수질악화에 의해 만경강 하류유역에서 민감종 및 충식종의 비율이 감소한 것으로 사료되었다. 특히, NH4-N는 주로 가축분뇨 및 하수처리수에 의해 유입되므로, 향후 전주천 및 익산천에서 유입되는 하수처리수 및 가축분뇨처리수의 관리 대책이 필요할 것으로 사료되었다. 마지막으로, 어류 다변수 모델을 이용하여 만경강 본류의 생태건강도를 평가한 결과, 만경강 본류의 평균 FAI 점수는 47(범위 : 0~100, n=40)로 “보통(C)”에 해당하는 것으로 나타났다. 또한 각 지점별 FAI값을 비교한 결과, S1과 S2지점이 각각 “좋음(B)”, “매우좋음(A)”에 해당하는 것으로 나타나 생태건강도가 우수한 것으로 나타난 반면, S3, S4, S5 지점 모두 “나쁨(D)”에 해당하는 것으로 나타났다. 이에 따라 S3~S4지점에서 유입되는 전주천과 S4~S5지점에서 유입되는 익산천에 의한 수질악화 및 유기물 축적에 따른 하상 단순화 등의 서식지 파괴에 의해 생태건강도가 악화된 것으로 사료되었다.

최근 국제적으로 각 나라의 종 보존 (Species conservation) 및 생태계 보호에 대한 개념이 확대되면서 자국의 본토종의 보호 및 외래종의 교란에 대한 다양한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 특히 생태계 교란생물종(동물, 식물 등)은 국가에서 지정하여 이들에 대한 퇴치방안을 강구하고 있다. 정부차원에서는 위해 가능성을 내포하고 있는 종을 ‘생태계 위해 외래생물’(자연환경보전법 제 2조 제 18호)로 지정･고시하고 있다. 현재, 우리나라의 인공호 및 하천(하천/강)에서 블루길(Lepomis macrochirus) 등의 외래어종은 광범위하게 분포하며, 엄청난 속도로 확산되고 있는 것으로 알려져 있다. 외래어 종이 무분별하게 수체내로 유입되면서 생태계와 토착생물에 대한 교란이 발생하고 있으며, 이에 대한 관리방안 모색이 현재 이루어지고 있어 각종 지자체 차원에서도 관리방안이 시급히 요구되고 있는 실정이다. 이에 따라 금강 수계 전체 지점에 대해 수온(Water Temperature; T), 수소이온농도(pH), 용존 산소량(Dissolved Oxygen; DO), 생화학적 산소 요구량(Biochemical Oxygen Demand; BOD), 화학적 산소 요구량(Chemical Oxygen Demand, COD), 전기전도도(Electric Conductivity; EC), 총 부유물질량(Total Suspended Solid; TSS), 총 인(Total Phosphorus; TP), 용존 총 인(Total Dissolved Phosphorus; TDP), 인산염 인(PO4-P), 총 질소 (Total Nitrogen; TN), 용존 총 질소(Total Dissolved Nitrogen; TDN), 암모니아성 질소(NH4-N), 질산성 질소(NO3-N), 엽록소-a(Chllorophyll-a; CHL), 총 유기 탄소량(Total Organic Carbon; TOC) 16개 항목을 활용하여 금강 수계의 수질 범위를 분석하였다. 본 연구에서는 금강 수계에 위치하는 모든 지점의 이화학적 수질 특성 범위를 분석한 뒤, 블루길이 존재하는 지점에서의 이화학적 수질 특성을 분석하여 블루길의 내성도 특성 범위를 파악하기 위해 수행하였다.

전 세계에서 외래 동, 식물의 이입 및 정착으로 인한 토착종이 위협을 받고 있고 이로 인한 생태계 교란이 발생하고 있다. 국내에서도 외래 동, 식물로 인한 경제적, 환경적 피해가 발생하고 있다. 이러한 피해를 예방하고 관리하기 위해 환경부에서는 생태계교란 생물을 지정하여 관리하고 있다. 이중 수생태계에 대해서는 외래어종인 큰입배스 (Micropterus salmoidees), 블루길(Lepomis macrochirus), 나일틸리피아(Oreochromis niloticus) 등 45종을 생태계교 란 생물로 분류되었다. 본 연구는 이러한 생태계교란 어종의 이입을 최소화시키며 이입될 가능성이 있는 종에 대하여 정착 가능성을 알아볼 수 있는 기준 개발을 위해 진행되었다. 2010년~2013년까지 갑천 수계에서 큰입배스가 서식하는 지역의 TP(Total phosphorus, 총인), TN(Total nitrate, 총질소), BOD(Biochemical oxygen demand, 생화학적 산 소요구량), COD(Chemical oxygen demand, 화학적 산소요 구량), EC(Electric conductivity, 전기전도도), TSS(Total suspended solid, 총 부유물질)의 6가지 수질 변수를 분석하여 서식 범위를 알아보았다. 또한, 수질 변수와 큰입배스의 상대풍부도에 대한 회귀분석을 통해 둘 사이의 상관도를 분석하였다. 선행 연구에 따르면 갑천 수계에서 2010 년~2013년 사이에 구조적 변화로 인해 유속이 느려졌고 정수성 어종인 큰입배스가 출현하게 된 것으로 예측된다. 따라서 본 연구에서 다루지 못한 물리적 변수에 대한 연구가 추가적으로 이루어져야 할 것으로 보이고 이를 화학적, 생물학적 변수들과 더불어서 큰입배스뿐만 아니라 향후 이입 가능성이 있는 외래 어종에 대한 평가 모델 개발로 이어져야 한다.

이 연구의 목적은 대표적 도심하천인 갑천에서 복원사업을 중심으로 2007-2016년도까지의 이화학적 수질, 물리적 서식지 건강도, 생태학적 건강도를 어류를 이용한 다변수 모델(Index of Biological Integrity, IBI) 및 질적 서식지 평가 모델(Qualitative habitat evaluation index, QHEI)를 이용해 평가하는 것이다. 연 평균 총인(Total Phosphorus)은 10년 동안 13배 가까이 감소해왔으며, BOD값은 50%이상 감소하는 것으로 보아, 영양염류의 감소와 유기물 오염의 감소가 이루어졌음을 나타냈다. 그러나 어류의 군집 특성을 이용한 분석 결과, 10년간 일부 민감종 비율이 증가한 것을 제외하고는 큰 변화가 없는 것으로 나타났다. 물리적 서식 지 평가 모델(QHEI)을 이용한 결과 하류로 가면서 일부 구간에서 뚜렷한 물리적 서식지 교란이 발생하고 있음이 나타났다. IBI와 QHEI, 이화학적 수질 변수간의 상관분석 결과 QHEI값과 IBI값간의 통계적으로 매우 유의한 양의 상관관계가 나타났으며(r = 0.569, p<0.001) 그 밖에 총질소(Total Nitrogen) 및 생화학적 산소 요구량(Biochemical Oxygen Demand, BOD), 화학적 산소 요구량(Chemical Oxygen Demand, COD), 총 부유물질과 통계적으로 유의한 음의 상관관계(r >-0.3, p<0.05)를 나타냈다. 이는 도심 하천에서 장기간 수질 오염의 개선이 이루어져도 물리적 서식지 건강도가 회복이 되지 않으면 수생태계 건강성의 회복이 제한되는 것으로 보인다.

본 연구에서는 금강수계에 속하는 하천 중 가장 큰 하천인 논산천을 대상으로 해당 수계 수질의 이화학적 자료에 담수어류를 지표로 제시하여 2009년도 논산천의 수질현황과 수생태계 건강성을 조사·분석하였다. 논산천은 금강과 합류되는 지점 부근에 도시화가 집중되어 있고, 전 지역에 걸쳐 축산농가가 산재되어 있으며, 소하천을 따라 농경지가 분포되어 있는 등, 수질악화 및 생태계 건강성이 우려되나, 아직까지 정확한 실태 파악되지 않고있다. 논산천은 전반적으로 이화학적 수질이 낮은 것으로 나타났다. 특히 금강 본류와 합류되기 전 부근에 수문이 설치되어 있어, 이 일대의 지점에서는 도시화가 덜 된 지점들에 비해 TP, PO₄-P, Chl-a 등의 수치가 더욱 증가한다. 어류 상에서 민감종은 전체 채집된 어류 개체수에 비해 3.7%에 그치며, 내성종은 54.7%에 이르고, 외래종(떡붕어, 배스)은 1.4%의 출현을 보였다. 생태건강도지수(IBI) 결과는 40점 만점 중 18점으로 ‘보통상태’라는 결과가 도출되었다. 4대강 중 금강의 수질개선을 위해 지속적인 관리와 모니터링이 필요한 실정이다.

동진강은 금강 수계에 포함된 중권역으로, 용호천, 정읍천, 천원천, 고부천이 동진강으로 합류되고 원평천과 신평천이 동진강과 합류되면서 서해 새만금지역으로 유입된다. 본 연구에서는 동진강으로 합류되는 하천들을 포함한 동진강에서의 수질 특성 지표들과 어류생물상 분포 특성간의 관계를 분석 및 확인하였다. 수질 특성 지표 분석 결과 생화학적 산소 요구량(Biochemical Oxygen Demand; BOD)은 3.2(±2.3)mgL-1, 화학적 산소 요구량(Chemical Oxygen Demand; COD)은 7.3(±3.9)mgL-1, 총 질소(Total Nitrogen; TN) 농도는 4.1(±2.4)mgL-1, 총 인(Total Phosphorus; TP)농도는 123.7(±129.9)ugL-1 등의 범위로 나타나 지점 간 수질 특성의 차이가 큰 것으로 확인되었다. 어류생물상 분석 결과 총 38종 2422개체가 채집되었으며 우점종은 피라미(Zacco platypus)가 22.0%, 아우점종은 치리(Hemiculter eigenmanni)가 17.3%를 차지하는 것으로 분석되었다. 전체 지점 평균 충식종은 17.7%, 잡식종은 74.8%로 나타났고 민감종은 8.6%, 내성종은 69.7%로 나타났다. FAI(Fish Assessment Index) 분석 결과 39.3±19.6(6.25-75)점으로 동진강 전체 수계는 나쁨 상태(매우 나쁨~좋음)로 분석되었다. 잡식종의 비율과 충식종의 비율은 수질 특성 중 TP, BOD, COD와 상관관계를 나타내고 있었으며, TN과의 관계는 거의 없는 것으로 나타났다. 해당 수질 특성들이 증가함에 따라 잡식종의 비율은 증가, 충식종의 비율은 감소하는 경향을 보여 수질 특성 지표들이 어류생물상의 종 조성에 영향을 미치는 것으로 나타났다.

본 연구는 삽교천 중권역의 토지 이용도, 지점별/월별 이화학적 수질, 어류상 분석을 통해 2009년 삽교천 중권역의 전반적인 수질과 어류상을 알아보고자 시행하였다. 선행 연구에 따라 수생태의 비점오염원으로 작용하는 토지이용 패턴을 알아보고자 조사지점을 중심으로 산림, 공업, 농지, 주거지로 구분하여 토지이용도를 조사하였다. 이화학적 수질변수로는 용존산소(DO), 생물화학적 산소 요구량(BOD), 화학적 산소 요구량(COD), 총 부유물질(TSS), 전기전도도(Electric conductivity), 총 질소(TN), 총 인(TP), 클로로필-a(CHL-a)를 사용하였다. 어류상 분석을 위해 내성도, 섭식길드와 종 다양도, 풍부도, 균등도, 우점도 지수를 사용하였다. 그 결과, 삽교천 중권역은 농지 위주의 토지이용이 이루어지는 삽교천과 무한천, 주거지 위주인 천안천, 이들이 복합적으로 이용되고 있는 곡교천으로 구분되었다. 이러한 토지이용에 따라 삽교천과 무한천의 BOD는 다른 곳에 비해 높게 나타났고 천안천에서는 TN이 높게 나타났다. TP는 전반적으로 유사했고 높은 수치를 보였다. 2009년 삽교천 중권역에서 5월에 많은 강우량을 보였으며 이를 통해 주변의 오염원이 강우로 인해 유입되어 유역에 영향을 미치고 있었다. 곡교천에서 강우에 의해 BOD, COD, TN이 다른 지점에 비해 다량 유입되었고 삽교천은 TSS가 많이 유입되었다. 하지만 장마기처럼 유량이 급증하면 washout되거나 희석되어 수치들이 감소한다. 어류상을 보면 삽교천, 무한천은 천안천과 곡교천에 비해 상대적으로 종 다양도가 높고 우점도가 낮아서 안정적인 군집구조를 나타내지만 전체적으로 내성종과 잡식종이 우점한다는 것을 알 수 있었다. 따라서 수질과 수생태계 개선을 위한 적절한 관리방안과 제도마련이 시급하다.

The objective of this study was to describe the development and testing of an initial ecological health assessment model, based on the index of biological integrity (IBI) using fish assemblages, before establishing the final and currently used model for ecological health assessment, conservation and management of freshwater fish in Korea. The initial fish IBI model was developed during 2004~2006 and included 10 metrics, and in 2007 the final IBI 8-metric model was established for application to streams and rivers in four major Korean watersheds. In this paper, we describe how we developed fish sampling methods, determined metric attributes and categorized tolerance guilds and trophic guilds during the development of the multi-metric model. Two of the initial metrics were removed and the initial evaluation categories were reduced from six to four (excellent, good, fair, poor) before establishing the final national fish model. In the development phase, IBI values were compared with chemical parameters (BOD and COD as indicators of organic matter pollution) and physical habitat parameters to identify differences in IBI model values between chemical and physical habitat conditions. These processes undertaken during the development of the IBI model may be helpful in understanding the modifications made and contribute to creating efficient conservation and management strategies for stream environments to be used by limnologists and fish ecologists as well as stream/watershed managers.