본 연구는 Laser ablation ICP/MS (이하 LA-ICP/MS)를 이용한 환경오염 추적연구를 위하여 어류 내 이석을 분석 하였다. 어류의 이석은 어류가 서식하는 환경에 영향을 받는 것으로 알려져 있어 국외에서는 이를 활용한 연구가 활발하나 국내에서는 이에 대한 연구가 미비한 실정이다. 그래서 본 연구에서는 환경오염의 지표로 사용되는 금속 원소의 성분 분석을 통하여 어류 이석을 이용한 환경오염 추적 가능성을 파악하고자 하였다. 또한 금속 원소의 성분 분석을 위해서는 전처리 과정을 줄여 분석 시간을 단축시킬 수 있는 것으로 알려진 LA-ICP/MS를 이용하였다. 시료채취는 연구지역과 배경지역으로 나누어 실험을 진행하였고, 실험 어종은 담수종인 잉어를 선정하였다. LA-ICP 의 분석 최적 조건을 정립하기 위하여 이석 표준물질인 FEBS-1을 이용하여 9개 금속 원소 (Li, Mg, Mn, Cu, Zn, Sr, Ba, Pb, U)의 정확도와 정밀도를 확인하였다. 정립한 조건을 이용하여 실제시료를 분석한 결과, 연구지역에서 채집한 어류 이석 내 금속 원소 성분의 총 농도가 2202.9 mg kg-1으로 배경 지역의 1086.3 mg kg-1보다 2.03배 높게 측정되었다. 원소별로는 Li과 U을 제외한 모든 원소가 연구 지역이 배경지역보다 높게 나타났다. 그리고 퇴적물 측정 망 분석 자료와 비교한 결과, Zn, Pb, Cu가 두 지역의 퇴적물 금속 원소 농도 분포와 어류 이석 내 금속 원소 농도 분포 경향이 유사하게 나타났다. 이러한 결과로 보아 어류 내 이석은 퇴적물과 같이 환경오염원을 추적하는 데 활용 할 수 있다는 것을 확인하였다.

동물플랑크톤은 식물플랑크톤 및 기타 소형 미생물을 섭식하고, 고차 생물군집에 포식되어 일차생산과 상위 영양단계를 연결하는 중추적인 연결고리 역할자로 수생태계 내 물질 및 에너지 순환 구조와 기능을 이해하는데 필수적인 요소로 여겨지고 있다. 하지만, 동물플랑크톤은 분류군에 따라 상이한 크기와 유영능력, 그에 따른 다양한 서식 특성을 가지고 있어, 식물플랑크톤에 비해 다소 복잡한 채집 및 분석방법이 요구된다. 정확한 동물플랑크톤 정량화를 위해서는 종특이적인 분포를 고려하여 장소를 선정하 고 적합한 도구 (채수기, 플랑크톤 네트 등)를 이용하여 시료를 채집해야 할 필요가 있으며, 동정 및 계수 중에 발생 할 수 있는 오차를 최소화하기 위해서는 고정법과 부차시료에 대한 고려도 중요하다. 본 논문에서는 현재 사용되고 있는 대표적인 동물플랑크톤 정량채집방법 및 시료처리방법의 장·단점을 소개하여 연구 목적에 부합하는 방법을 선택, 적용할 수 있도록 가이드라인을 제시하고자 하였다.

어류의 유영능력은 어류의 생존을 결정짓는 중요한 요인이다. 또한, 어류의 유영능력 측정값은 어도 설치 시 서식하는 종에 대한 기초자료, 생태 하천 복원 시 어류의 서식 및 산란장 조성, 생태유량 산정 시 자료로 활용할 수 있다. 그러나 국내의 경우 담수어류의 유영능력에 대한 연구가 거의 이루어지지 않거나, 부족한 면이 있기 때문에 어류의 유영능력이 고려되지 않은 상태에서 어도들이 설치되어 왔다. 따라서 본 연구에서는 금강 수역에서 서식하는 붕어 (Carassius auratus), 참갈겨니 (Zacco koreanus), 줄몰개 (Gnathopogon strigatus), 납자루 (Acheilognathus lanceolata intermedia) 를 대상으로 유영능력측정기 (Swim tunnel respirometer, Loligo® System)를 사용하여 돌진속도, 전진속도를 포함한 유영속도를 측정하였다. 종별 평균 돌진속도의 Ucrit (임계 유영속도) 값은 붕어 (C. auratus) 0.8±0.04 m s-1; 참갈겨니 (Z. koreanus) 0.77±0.04 m s-1; 줄몰개 (G. strigatus) 0.95± 0.04 m s-1; 납자루 (A. lanceolata intermedia) 0.73±0.03 m s-1으로 측정되었고, 각 종별 평균 전진속도의 Ucrit 값은 C. auratus 0.54 m s-1, Z. koreanus 0.67 m s-1, G. strigatus 0.7 m s-1, A. lanceolata intermedia 0.54 m s-1로 측정되었다. 본 실험에서 사용된 어류는 금강 수계에서 채집된 담수어류 중 4종만을 선정하여 실험이 진행되었기 때문에 한국의 전체 수계에 서식하는 해당 종을 대표하기에는 부족한 면이 있지만, 해당 수계에 서식하는 종의 특성 자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다. 따라서 향후 국내에 서식하는 보다 다양한 담수어류에 대한 유영능력 평가가 필요하며, 이들 자료를 활용한 어도를 통한 하천의 연결성 확보가 요구된다.

This study was conducted to elucidate microplastics detection of freshwater ecosystems in Geum river. Samples are collected at 6 points in freshwater, 5 points in fishes. Freshwater was sampled 100 L per each points and fish species were Opsariichthys uncirostris amurensis, Hemibarbus labeo, Pseudogobio esocinus, Zacco platypus, Micropterus salmoides and Cyprinus carpio. FTIR analyis was adopted to identify microplastic types. Extracted microplastics were PES (polyester), PE (polyethylene), PP (polypropylene), PET (polyethylene terephthalate), PVC (Polyvinyl chloride) in freshwater, and PES, PE, PP, PET, PVC in fishes. Our results were expected to be used basic research information for further study in microplastics of freshwater ecosystems.

낙동강 하구에서 연속관측 자료를 바탕으로 담수의 방류와 수온 및 염분의 시간에 따른 반응을 조사하였다. 낙동강 하구 서쪽 해역에 계류형 센서를 설치하고 2017년 4월 1일부터 2018년 3월 31일까지 10분 간격으로 수온과 염분을 측정하였다. 담수의 방류량은 평상시에 200 m3 s-1 d-1 이하로 유지되었으나, 풍수기에는 500 ~ 1000 m3 s-1 d-1 이상의 많은 양의 담수가 빈번하게 방류되었다. 담수의 방류는 대조기에는 간조를 전후하여 발생하였고, 소조기 동안에는 계속적으로 일어났다. 평상시에 수온과 염분은 소조기 동안 큰 변동 없이 안정 되는 경향을 보이는 반면에, 대조기에는 방류주기에 따라 규칙적인 변동을 나타내었다. 연구기간 동안 염분은 평균 29이었으며, 평상시에 염분 농도는 평균 이상으로 유지되었고 일시적인 감소 이후에도 빠르게 회복되었다. 풍수기에는 약 3개월 동안 평균 이하의 저염환경이 지속되었다. 이러한 결과는 담수의 방류량뿐만 아니라 방류의 지속시간과 대량 방류의 빈도가 낙동강 하구의 표층 수온과 염분의 변동성에 영향을 미치는 중요한 요인이 된다는 것을 의미한다.

본 연구는 2017년 5월부터 9월까지 민통선이북지역 서부평야 일대에서 수생태계의 주요 분류군인 저서무척추동물과 담수어류의 다양성 및 군집특성을 조사하였다. 조사결과 저서무척추동물은 총 4문 19목 66과 108속 125종이 확인되었 다. 저서무척추동물의 분류군별 출현종수는 딱정벌레목이 27종(21.60%)으로 가장 높은 다양성을 나타냈고, 잠자리목 26종(20.80%), 비곤충류가 22종(17.60%), 노린재목 11종(8.80%)이 채집되어 정수성 저서무척추동물의 분류군들이 우점하였다. 섭식기능군은 잡아먹는 무리(51종, 56.67%)가 높게 나타나 습지성 형태의 무리들이 우점하고 있는 것으로 나타났으며, 서식기능군은 기어오르는 무리(33종, 24.44%)가 높게 나타났으며, 단순한 하상에서 나타나는 굴파는 무리 (17종, 12.59%)도 다소 높게 출현하였다. 이는 유속이 느린 서식처에서 나타나는 특징으로 분류군간에 동종포식을 유발하여 생태계의 교란이 심각해 질 것으로 평가되었다. 수환경평가의 ESB 값은 S13지점에서 82점으로 최우선보호수 역으로 평가되었으며, 대부분 지역에서 수질 III등급의 α-중부수성으로 오염이 심각한 환경상태로 나타났다. 군집안정 성분석결과 회복력과 저항력이 높은 Ⅰ특성군과 교란에 민감한 Ⅲ특성군으로 평가되었으며, 전체적으로 균일하지 못하고 불안한 군집을 형성하였다. 어류는 잉어과에서 30종(65.2%)으로 가장 높게 나타났으며, 계류에 서식하는 참갈겨 니가 728개체(21.4%)로 우점 하였다. 어류 조사결과 총 18목 39과 46종(3,405개체)이 출현하였으며, 군집분석 결과 우점도지수가 낮고(0.39) 다양도지수가 높은(2.29) 안정된 지점(S7, S13)과 반대성향의 불안정한 지점(S2-3, S8, S10) 이 복합적으로 평가되었다. 본 조사에서 출현한 저서무척추동물의 법정보호종은 한반도고유종 5종, 국외반출승인종 17종, 멸종위기야생생물 Ⅱ급인 물장군과 물방개 2종이 출현하였다. 그 외 희귀종인 배물방개붙이의 서식처가 확인되 었으며, 생물 위해외래종인 왕우렁이가 전지역에 분포하여 민통선이북 서부평야지대의 생태계 교란이 끊임없이 발생할 것으로 판단되었다. 어류에서는 천연기념물 1종(어름치)와 멸종위기야생생물 Ⅱ급 3종(묵납자루, 꾸구리, 돌상어)의 서식처가 확인되어 보호 및 보전대책이 마련되어야 할 것으로 판단되었다.

Invasive non-native species are one of the main threats to biodiversity. Recently, more than 30 non-native species were reported to have established in the four major rivers of South Korea, and introduction of non-native species is gradually accelerating. However, ecological information necessary for prevention and management of non-native species introductions and consequent spread is lacking in South Korea, and especially so for freshwater non-native species. In this study, we assessed eight non-native freshwater fishes established in the Geum River watershed [the Risk Assessment (RA) area] using the Aquatic Species Invasiveness Screening Kit (AS-ISK). Receiver operating curve analysis identified threshold values of 24.75 for the BRA (Basic Risk Assessment) and 35.75 for the BRA+CCA (BRA + Climate Change Assessment). Four species, namely Carassius cuvieri, Lepomis macrochirus, Micropterus salmoides and Oreochromis niloticus were ranked as ‘high risk’; whereas, the lowest scoring non-native species was Coreoperca kawamebari, which is not likely to be invasive in the RA area because it has not established self-reproducing populations and its distribution is currently narrowing across the country. The results of this study indicate that application of AS-ISK allows the assessment of potentially invasive non-native species and provides a framework of action for the development of management guidelines for non-native species and the conservation of native species (cf. ecological traits such as species competition, habitat preference, food resources, and reproduction). As a case study for the Geum River watershed in South Korea, it is recommended that additional screening studies should be carried out for the non-native species in the four major rivers of South Korea.

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.

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.

The incidence of freshwater algal bloom has been increasing globally in recent years and poses a major threat to environmental health. Cyanobacteria are the major component of the bloom forming community that must be monitored frequently. Their morphological identities, however, have remained elusive, due to their small size in cells and morphological resemblances among species. We have analyzed molecular diversity and seasonal changes of cyanobacteria in Paldang Reservoir, Korea, using morphological and 16S rRNA pyrosequencing methods. Samples were collected at monthly intervals from the reservoir March-December 2012. In total, 40 phylotypes of cyanobacteria were identified after comparing 49,131 pyrosequence reads. Cyanobacterial genera such as Anabaena, Aphanizomenon, Microcystis and Synechocystis were predominantly present in samples. However, the majority of cyanobacterial sequences (65.9%) identified in this study were of uncultured origins, not detected morphologically. Relative abundance of cyanobacterial sequences was observed as high in August, with no occurrence in March and December. These results suggested that pyrosequencing approach may reveal cyanobacterial diversity undetected morphologically, and may be used as reference for studying and monitoring cyanobacterial communities in aquatic environments.

To find unrecorded diatom species, random materials were collected from the freshwater, brackish water, and coastal waters. Benthic and periphytic diatoms were sampled from twelve localities. Thirteen species belonging to eight genera are newly added to the national flora of diatom. In the intertidal areas, the five species are new to Korea, Anaulus minutus Grunow, Anaulus simonsenii Witkowski & Metzeltin, Eunotogramma laeve Grunow, Eunotogramma productum Grunow, and Nitzschia subcapitellata Hustedt. The following two species are new from brackish waters, Chamaepinnularia krookiformis (Krammer) Lange-Bertalot & Krammer and Cymatoneis ovalis Heiden. The following four species are new from mountain peatlands, Geissleria ignota (Krasske) Lange-Bertlaot & Metzeltin, Chamaepinnularia hassiaca (Krasske) Cantonati & Lange-Bertalot, Chamaepinnularia mediocris (Krasske) Lange-Bertalot and Pinnularia linearidivergens Kulikovskiy, Lange-Bertalot & Metzeltin. The following two species are new from river or streams, Cymbella hustedtii var. compacta Krammer and Cymbella stigmaphora Østrup.

A recent topic of interest within ecology is ecosystem services that are importantly connected with biodiversity. Biodiversity is a fundamental component of ecological studies and has been the subject of many studies worldwide. However, studies on the diversity and distribution of freshwater fish were not undertaken in earnest until 2000, and the number of internationally available studies is therefore still limited. In this study, we used data from “The Survey and Evaluation of Aquatic Ecosystem Health (hereafter SEAEH)” within the framework of which whole water systems on the Korean peninsula are annually monitored to investigate and determine the current status of the diversity and distribution of freshwater fish, as well as to elucidate major factors impacting freshwater fish. A total of 130 species from 28 families were identified at around 953 sites in the SEAEH investigation of 2014. The species Zacco platypus (relative abundance: 28.2%) and Z. koreanus (19.3%) were identified as the most abundant species on the Korean peninsula, and besides these 20 endangered species, 51 endemic species and 4 exotic species were also collected. Highest (96 species) and lowest (72 species) diversity were identified in the Han River Watershed and the Yeongsan/Seomjin River Watershed, respectively. The mean endemic rate was 32.7%, which is higher than the previous rate determined in 1995. The exotic species Micropterus salmoides, Lepomis macrochirus and Carassius cuvieri were found in the whole river system except north Yeongdong, whereas Oreochromis niloticus occurred only at three sites due to the cold water temperatures in winter. Totally, 28 species were found to be translocated to different water systems not connected with known original habitats, most translocations occurring in the Nakdong River and the Yeongdong region. Among the translocated species, Opsariichthys uncirostris amurensis, and Erythroculter erythropterus were dominantly distributed in the mid- to lower reaches of Nakdong River where they may be harmful to the native fish assemblages due to their strong predation. The construction of weirs in connection with the “4 River Project” generated changes in fish assemblages before, during and after the project, resulting in altered habitat condition. Especially, a decrease in the number of endemic species and an increase in the abundance of lentic species were seen. Human-induced global warming will allow exotic species requiring high water temperatures to adapt to the environmental conditions of the Korean peninsula, which may enhance the diversity of native fishes and create changes in distribution. For the establishment of realistic and efficient management and protection strategies for Korean freshwater fish, SEAEH, which produces fundamental and quantitative data for Korean streams, is an important and necessary tool.

This review summarizes the history of freshwater zooplankton research in Korean Society of Limnology and necessary future topics that are remain poorly investigated in South Korea based on main research topics of published articles focusing on lakes, reservoirs, rivers and wetland ecosystems. In Korea, a total 450 freshwater zooplankton species have been reported (85 species of cladocera, ca. 230 species of rotifera since 1939, and 138 species of copepoda), and they cover 10% of total zooplankton species list. In the present paper, we provide recent species list of zooplankton found in Korea and their taxonomic keys. Over periods of 45 years, there are 25 published papers for zooplankton biota in lentic ecosystems in Korean Journal of Ecology and Environment (KJEE). The ecology of zooplankton communities in rivers has focused on the mechanisms involved in regulating their abundance, diversity and spatio-temporal patterns of genus Bosmina and rotifers (genus Brachionus and Keratella) that are most frequently found from Korea. On the other hand, the studies on zooplankton in wetland has focused on Alona, Chydorus and Ceriodaphnia with special emphasis on their relationships with aquatic macrophytes. Even though studies on the freshwater ecosystem in Korea have a long history, a few of studies on zooplankton biota were conducted at rice paddy, Dumbeong and wetlands. During the last two decades, experimental advances in freshwater zooplankton ecology and understanding of structure and function of this biota were made from a series of articles mainly in journal of KJEE. For future studies, quantitative, experimental and interdisciplinary approaches would be key words to understand zooplankton ecology and their roles in aquatic ecosystems under changing environments, and we have suggested necessary zooplankton research fields and future directions.