우리나라에서는 2020년에 생태계 건강성 측면에서 어류의 상하류 간 종적연결성 평가법에 대한 연구개발에 착수하였다. 본 연구는 최근 어류이동을 위한 아이스하버식 어도의 횡단구조물 개선이 이루어진 연곡천 송림보에서 2015~2020년 장기간 동안 보의 상하류 회유성 어종 이동성, 어류분포 특성, 섭식길드, 내성도 길드 및 종조성 변화를 분석하였다. 어류는 총 36종 5,136개체가 채집되었으며, 주요 회유성 어류는 황어 (Tribolodon hakonensis), 은어 (Plecoglossus altivelis altivelis), 연어 (Oncorhynchus keta) 로 3종이 확인되었다. 어도의 개선 이전 (Pre-I)과 이후 (Post-I) 비교분석에 따르면, 상류구간에서 일차담수어의 상대풍부도는 증가한 반면, 회유성 어종은 감소하였다. 송림보의 상/하류구간에서 어도 (Fishway)를 이용하는 어류는 황어 (58.4%), 은어 (11.8%)로 나타났고, 상/하류 구간의 Wilcoxon Signed-Rank Test에 따르면, 회유성 어류는 통계학적으로 유의한 차이를 보여 (p<0.05), 횡단구조물 에 대한 생물학적 개선효과를 보였다. 한편, Mann-Kendall trend test 기반의 회유성 어류의 연별 변화는 유의한 수준 (p>0.05)의 증가 혹은 감소의 경향은 확인되지 않았다. 따라서 어도의 개선 사업 시에는 물리적, 수리수문학적, 구조적 테스트뿐만 아니라 사전 및 사후의 어도이용 및 개선 효과에 대한 생물학적 시험도 반드시 필요할 것으로 사료 된다.

The objectives of this study were twofold: to analyze seasonal variation in nutrients and sestonic chlorophyll (CHL-a) in Asian lotic ecosystems, which are influenced by seasonal monsoon rains, and to evaluate multi-trophic level ecological stream health (ESH) in relation to stream morphology, land-use patterns, and water chemistry. We conducted physical, chemical, and biological surveys at 72 national streams and rivers, and at 65 reference streams. Water chemistry data indicated that ambient nutrient (N, P) levels were closely associated with land-use patterns and stream elevation, and that these, in turn, influenced both community structures of fish and stream health in general. In the watershed, total phosphorus (TP) was a key determinant of sestonic CHL-a, and the mass ratio TN:TP was determined by phosphorus (R2 = 0.63, P < 0.01) rather than nitrogen (R2 = 0.01, P > 0.05). Proportions of tolerant and omnivorous fish increased with nutrient enrichment and organic matter pollution, while proportions of sensitive and insectivorous fish decreased. The neural network modeling of a self-organizing map (SOM) suggested that clustering of trained SOM units reflected stream morphology, land-use patterns, and water chemistry, which influenced community structures and tolerances of top trophic level fish species in the ecosystem. Lotic ecosystem health, based on a multi-metric approach (MF-IBI model), was clearly demonstrated by a multivariate analysis (PCA); important factors were watershed characteristics (land-use patterns), nutrient levels (N, P), organic matter (BOD, COD) regimes, and biological components (trophic and tolerance guilds).

본 연구는 우리나라에 분포하는 23개의 댐 및 관계용 인 공호를 대상으로 표층에서 수질 인자의 경험적 모델, 수질 인자가 장기간 서식하는 어류 섭식 길드 및 구조에 미치는 영향을 분석하였다. 표층 수질 인자의 분석은 물환경정보시 스템에서 자료 (2005년 – 2011년)를 획득하였으며 총질소 (TN), 총인 (TP), 엽록소-a (Chl-a), 투명도 (SD) 등 트로픽 변수가 수질 분석에 이용되었다. 경험적 수질 인자의 관계 는 로그 변환된 트로픽 변수를 이용하여 선형회귀분석하였 다. 계절별 분석에는 장마기를 중심으로 장마전기(5-6월, Pr), 장마기 (7-8월, Mo), 장마후기 (9-10월, Po)를 기초로 대별하였다. 어류 섭식 길드의 분석은 충식종 및 잡식종의 상대풍부도 (RA, %)를 산정하여 장기간의 수질 변화에 의 한 이들의 분포 특성을 분석하였다. 트로픽 변수를 이용한 경험적 수질 관계 분석 결과 Chl-a의 변이는 TP (R2 range: 0.57-0.70)에 의해 주로 설명되지만, TN (R2 range: 0.04-0.23)은 거의 설명하지 못하는 것으로 나타났다. 경험 적 수질 관계에서 TP-Chl-a, TP-SD, Chl-a-SD의 결정 계수 (R2)는 장마후기 (Po)에 가장 높은 것으로 분석되어, 이 시 기의 부영양화 특성이 가장 뚜렷하게 나타났다. 장기간의 수질 변화에 대한 어류의 섭식 구조에 따르면 수질이 악화 됨에 따라 잡식종은 뚜렷한 상관성을 보이는 것으로 분석되 어 저수지의 오염특성을 반영하는 것으로 나타났다.

The key objective of this study was to evaluate trophic state and empirical water quality models along with analysis of fish trophic guilds in relation to water chemistry (N, P). Trophic state index (TSI), based on total phosphorus (TP) and chlorophyll-a (CHL), ranged between oligotrophic and hypereutrophic state, by the criteria of Nürnberg(1996), and was lower than the trophic state of total nitrogen (TN). Trophic relations of Secchi depth (SD), TN, TP, and CHL were compared using an empirical models of premonsoon (Pr), monsoon (Mo), and postmonsoon (Po). The model analysis indicated that the variation in water transparency of Secchi depth (SD) was largely accounted (p < 0.001, range of R2 : 0.76–0.80) by TP during the seasons of Mo and Po and that the variation of CHL was accounted (p < 0.001, R2 = 0.70) up to 70% by TP during the Po season. The eutrophication tendency, based on the TSITP vs. TSIN:P were predictable (R2 ranged 0.85–0.90, p < 0.001), slope and y intercept indicated low seasonal variability. In the mean time, TSIN:P vs. TSICHL had a monsoon seasonality in relation to values of TSIN:P during the monsoon season due to a dilution of reservoir waters by strong monsoon rainfall. Trophic compositions of reservoir fish reflected ambient contents of TN, TP, and CHL in the reservoir waters. Thus, the proportions of omnivore fish increased with greater trophic conditions of TP, TN and CHL and the proportions of insectivore fish decreased with greater trophic conditions.