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생태와 환경 KCI 등재 Korean Journal of Ecology and Environment

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권호

Vol. 42 No. 2 (2009년 6월) 13

1.
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2007년 4월부터 2007년 10월까지 광릉수목원에서 어류군집을 조사하였다. 출현한 어종은 총 9과 22종 1,272개체였고 출현한 어종 중 멸종위기야생동∙식물에 속하는 종은 Cottus koreanus 1종이었다. 국외에서 도입된 외래종은 Micropterus salmoides 1종이었고 출현한 어종 중 한반도고유종에 속하는 종은 9종(종구성비: 40.9%)이었다. 우점종은 Rhynchocypris oxycephalus (St. 1)와 Zacco platypus (St. 2~7) 이었다. 종다양도 지수, 균등도지수 및 종풍부도 지수로 보면 St. 3에서 비교적 안정적인 어류 군집을 형성하고 있었다. Silurus microdorsalis, Cottus koreanus, Odontobutis platycephala 등은 왕숙천수계에서 광릉수목원 내 봉선사천에 국한되어 서식하는 것으로 생각된다. 1932년 조사와 비교 시 17종이 출현하지 않았고 7종이 새로 추가되었다. Hemibarbus mylodon, Acheilognathus signifer, Zacco koreanus 등은 왕숙천 수계 내에서 소멸된 것으로 생각되며 Acheilognathus signifer와 Zacco koreanus는 복원 대상종으로 생각된다.
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2.
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비점오염원으로부터 오염된 소하천에서 영양염류를 제거하기 위하여 식물플랑크톤 배양 장치를 설치하고 운영하였다. 식물플랑크톤 배양조에서 식물플랑크톤 정치배양 결과, 식물플랑크톤의 연속배양을 위한 배양조의 체류시간을 3일로 결정하였으며 TP는 70%, TN은 44%가 제거됨을 확인하였다. 연속배양 결과 45일 동안 배양조에 유입된 TP의 53.9%, TN의 53.1%가 식물플랑크톤에 의한 흡수와 슬러지로 제거되었다. 식물플랑크톤이 성장하면서 배양조의 pH와 용존산소농도는 각각 평균 10.8, 16mg L-1이었다. 결국 비점오염원에 오염된 하천수의 영양 염류는 식물플랑크톤의 사체와 화학반응으로 생성된 침전물로 제거되었다. 비교적 설치가 간단하고 경제성이 높은 식물플랑크톤 배양법의 높은 현장적용 가능성을 확인하였다.
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3.
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국내산 담수 이매패 펄조개를 이용하여 부영양 저수지 의 표층수를 실험실로 유입∙처리하고 처리수는 다시 저 수지로 환원하는 이른바 ‘흐름형 유기물 제어’ (CROM: continuous removal of organic matters) 기술을 개발하고 하천에서 채취한 모래퇴적물의 첨가가 유기물 제어와 수질에 어떠한 영향을 주는지 조사하였다. CROM은 크게 저류조, 조정조, 처리조, 분석조 등으로 이루어졌으며, 실험은 처리조에 현장수, 현장수+모래, 현장수+패류, 현장수+모래+패류 등을 각각 구성하여 유입속도는 18~25 Lh-1, 패류밀도는 486.1 indiv. m-2, 수온은 15~22􀆆C 범위에서 13일간 실시하였다. 유기물 및 수질 변화를 확인하기 위하여 매일 동일한 시간에 수온, pH, DO, 전도도, 탁도, 염분도, 엽록소 a, 부유물질, TN, TP, NO2, NO3, NH3, PO4 등을 측정하거나 채수하여 곧바로 분석하였다. 연구결과, 미처리수의 반송이 패류의 유기물 제어에 큰 영향을 미치지 않았으며 퇴적물의 첨가에 상관없이 실험기간 동안 80% 이상 유기물(부유물질 및 Chl-a)을 감소시켰으나 높은 농도의 암모니아와 인산 등을 배출하였다. 결국 한국산 이매패 펄조개를 이용한 CROM 운영효과는 매우 뚜렷하였으나 장기간 운영시 유기물 제어능 및 패류 생존율에 미치는 다른 요인들-수온, 미생물, 세정주기 등의 변화가 예상되며, 처리수에 대한 처리 및 활용에 대한 다각적인 연구가 뒤따라야 할 것으로 사료되었다.
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4.
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본 연구는 2007년 만경강의 중∙상류의 3개 지점을 선정하여 어류의 길드특성 및 조직별 수은 함량을 분석하였다. 어류의 종조성 분석에 따르면 7과 26종이 채집되었으며, 주요 우점종은 갈겨니(47%)로 수질오염에 쉽게 사라지는 민감종(Senstive species)이 우점하였다. 상류의 S1지점은 균등도 및 종 다양도가 낮게 나타났으나 그 밖의 2개의 지점들에서는 종다양도 및 풍부도가 높은 것으로 나타났다. 내성도 길드 분석에 의하면 S1과 S2 지점에서는 민감종의 비율이 각각 70%, 42%을 보였으나 반면 공단이 나 도심지의 점오염원에 의해 영향을 받는 S3 지점은 민감종의 비율 감소(1%) 및 내성종의 비율(60%)이 증가하였다. 트로픽 길드 분석에서는 충식종의 비율이 S1에서 S3으로 갈수록 감소하였다. 이런 특성은 유기물질(BOD, COD), 영양염류(TN, TP), 전기전도도, 대장균수 및 부유물질에 근거한 이∙화학적 수질 평가 결과와 일치하였다. 물리적서식지평가(QHEI)는 3지점에서 모두 ‘양호’상태로 나타나 물리적 서식지가 양호한 상태일지라도 수질에 의해 어류의 종구성이 달라질 수 있음을 나타냈다. 어류의 조직(tissue) 내의 총 수은 함량 분석에 따르면, 평균 농도는 149.6 μg kg-1로서 식약청의 기준(500 μg kg-1) 에 따르면 어류 건강성에 영향을 줄만한 농도는 아닌 것으로 평가되었다. 각 조직별 수은 농축도는 근육에서 가 장 높았고, 신장, 척추, 간, 아가미의 순으로 나타났다.
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5.
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본 연구는 동진강 수계 중 동진강 본류의 상∙중∙하류의 3개 지점을 선정하여 조사를 실시하여 이∙화학적 수질 및 서식지 분석을 통하여 생태 건강도 및 어류 분 포특성을 진단하였다. 생물통합지수 (Index of Biological Integrity, IBI)모델 분석은 국내 하천의 특성에 맞게 수정∙보완하여 8개 다변수 메트릭 모델을 이용하였고, 물리적 서식지 평가 지수 (Qualitative Habitat Evaluation Index, QHEI)분석은 11개의 다변수 메트릭 모델을 적용하였다. 이∙화학적 수질 분석은 동진강 수계의 환경부 수질 측정망 자료 중 2005년부터 2008년까지 4년간의 자료를 이용하여 분석하였다. 내성종이면서 잡식성 어종인 피라미가 우점종으로 나타났으며, 동진강의 생물통합 지수는 평균 19 (n=3)로서 “보통상태” (Fair)로 나타났다. 지점별로 지점 1에서 28 “양호상태” (Good)로 가장 높게 나타난 반면에 지점 2와 3은 각각 18과 12로 “보통상태”(Fair), “불량상태” (Poor)로 나타났다. 서식지 평가 지수는 평균 117 (n=3)으로 “보통~양호상태” (Fair~Good)로 나타났으며, 상류에서 하류로 갈수록 악화되는 경향을 보였다. 이∙화학적 수질자료의 분석 결과 지난 4년간 평균 BOD는 2.3 mg L-1 (범위: 0.1~8.9 mg L-1)로서 우리나라 수질기준 (2007년 1월의 환경부 기준고시)에 의거할 때 II (약간 좋음) 등급을 보였다. COD는 평균 5.5 mg L-1 (범위: 1.8~12.6 mg L-1)로 나타났고, 계절 및 지점별로 큰 변이폭을 보였다. TN의 평균값은 2.7 mg L-1 (범위: 0.9~7.5 mg L-1)이고, TP의 평균값은 0.127 mg L-1 (범위: 0.01~0.391 mg L-1)로 TN과 같이 하류로 갈수록 증가하는 경향을 보였다. EC는 평균값 174.9 μs cm-1 (범위: 6.7~ 547 μs cm-1)이고, SS는 17.7 mg L-1 (범위: 0.5~62.7 mg L-1)로 나타났다. 본 연구에서 생물통합지수와 물리적 서식지 평가, 이∙화학적 수질 분석에 따르면, 동진강의 수환경 건강 상태는 악화되어 있는 것으로 나타나 서식지와 농업 배수의 관리가 필요한 것으로 사료되었다.
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6.
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Freshwater green algae are one of the important sources of bioenergy in the future. Spirogyra is a conjugating filamentous zygnematacean green algal genus that is widely distributed worldwide with more than 400 species. Despite its widespread occurrence throughout the world, cytological studies of the genus have been limited. We investigated karyological features and chromosome numbers for seven Korean Spirogyra species. Most of the species examined in the present study showed significant karyological features, inner organization of nucleolus, heavily stainable nucleolar substance and the diffuse-centric nature of chromosomes, typical of the Conjugales. Chromosome number ranged from n=12 in S. varians to n=38 in S. africana. Aberrant cytokinesis resulted in binucleate and tetranucleate cells, which sometimes provide cytological explanation for different morphology and ploidal changes in clonal culture of Spirogyra or even different cells within the same filament. The present chromosome data also substantiates the earlier held assumption that aneuploidy must have been the chief driving force for speciation and evolution of the genus Spirogyra.
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7.
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최근 상수원 수질관리에 있어서 팔당호 수질악화에 직접적으로 영향을 주는 경안천 유역관리에 대한 관심이 증가하여 적절한 대책이 필요하다. 이를 위해 SWAT 모델을 적용하여 유역 내 점∙비점오염원에 따른 오염물질발생 특성을 평가하고자 하였으며, 연구결과는 향후 경안천 유역의 효율적인 수질관리를 위한 기초자료로서 도움이 되고자 한다. BASINS는 유역의 오염현황을 신속하고 용이하게 파악가능하고 예측모형의 입력자료를 자동적으로 생성해 주기 때문에, BASINS 적용을 위한 공간입력자료인 유역 경계와 하천도, DEM, 토지이용도, 토양도 등을 tool 형식 에 맞게 변환하고 입력하여 SWAT과 같은 유역모델을 연구목적에 맞게 적용할 수 있었다. 연구목적에 맞게 모델을 적절히 적용하기 위하여 유량, SS, TN, 그리고 TP순으로 2004년부터 2008년까지 일별로 검∙보정 하였고, 모델 통계 치와 효율 산정 및 산포도 작성을 통해 모델의 정량적, 정성적 모의특성을 판단하였다. 유량의 경우 실측값에 대한 모의 경향이 잘 반영되었으며, SS, TN, TP의 경우 특정기간에서 과대 또는 과소평가 되었으나 유역이라는 광범위하고 복합적인 특성과 그 안에서의 복잡한 수질기작 등을 고려해 볼 때 허용할 수 있는 범위에서 실측값을 적절히 묘사한 것으로 판단되었다. 그러나 결과의 정확한 해석과 적용을 위해서는 보다 상세한 측정자료 확보 및 검∙보정 작업이 필요하며, 특히 점오염원 배출현황에 대한 관측자료의 검증을 통해 이상 치들의 정확성을 개선할 필요가 있다. 년간 오염부하량을 산정한 결과, SS와 TP의 경우 강우량이 증가함에 따른 유출량 변화가 비점오염부하량 변화에 영향을 미치는 것으로 나타났다. TN은 점오염부하량이 매년 유사한 범위에서 산정되었으나, 유량증가에 따른 질소성분의 희석이나 산화효과로 인하여 질소농도 감소가 비점오염부하량 감소로 나타났다. 수계오염총량관리 기술지침에 의해 산정된 배출부하량과 비교한 결과, 총량에서는 본 연구결과가 2~3배가량 더 작으며, 비점오염 부하량의 경우 더 큰 것으로 나타났다. 원단위를 이용하여 부하량을 산정할 경우 유달개념이 고려되지 않고 단순 강우유출비만을 고려하기 때문에 나타나는 결과라고 판단되었다. 연중 일정하게 나타나는 점오염원의 특성과는 달리, 비점오염원에 의한 부하량은 강우가 집중되는 6~9월에 61.8~88.7%수준으로 크게 증가하며 강우유출량에 많은 영향을 받는 것을 알 수 있었으나, TN과 TP는 평수기 및 저수기 (10~5월)에 점오염원에 의한 영향이 크게 나타났다. 이는 저수기에 흐르는 경안천 유량의 많은 양이 용인시와 광주시에 위치한 환경기초시설의 방류량이며, 이에 따라 하절기 비점오염뿐만 아니라 저수기의 수질개선을 위한 관리 또한 적절히 필요한 것으로 판단되었다.
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8.
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본 연구는 2008년 11월에 마산저수지를 대상으로 어류 종조성 및 섭식길드 및 오염내성길드에 따른 생태지표 특성을 분석하고, 이와 연관된 화학적 수질 특성 변화를 분석하였다. 채집된 어류는 총 12종(6과)으로 나타났고, 주요 우점종은 피라미, 치리, 참붕어 등으로 나타났다. 한국 고유종은 3종만이 출현하였으며, 외래도입종은 떡붕어 1종이 출현하였다. 생태지표 특성 분석에 따르면, 내성종 및 잡식종의 상대풍부도는 각각 98%로 단연 우점하는 것으로 나타나, 이화학적 질적저하 및 물리적 서식지 교란요인에 의한 영향을 반영하고 있었다. 호안에 따른 종분포 특성 분석 결과, 정수식물이 발달한 호안에서 대부분의 어류가 95% 이상이 채집된 것으로 나타났다. 또한 하상 기질 특성에 따른 분석 결과, 뻘(Silt)로 된 구간에서 가장 많은 종(11종, 91.7%)이 채집되어, 하상기질에 따라 유의한 차이를 보이고 있었다. 화학적 수질자료 분석에 따르면, 호수 영양상태 지표인 총인(TP) 및 Chl-a의 농도는 모두 과영양상태인 것으로 나타났으며, 호수의 유기물오염의 지표로 사용되는 COD도 평균 10.9mg L-1로 나타났다. 마산저수지의 이러한 수질저하는 어류의 섭식구조(잡식종의 증가) 및 내성종의 증가 등을 통해 반영되었다. 향후 마산저수지의 어류상 및 어류 종조성이 향상을 위해서 수질 개선 및 서식지 복원이 필요할 것으로 사료된다.
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9.
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This study was carried out to comparatively identify characteristics of turbid water influence in Imha Reservoir, Soyang Reservoir, and Daecheong Reservoir in Korea. We used 3 years dataset from 2002 to 2004 and analyzed seasonal water quality characteristics, particular parameters in association with turbidity, and light transparency to figure out the trends. All parameters to be used in the study were total phosphate (TP), total nitrogen (TN), chlorophyll-a (Chl), suspended solids (SS), Secchi depth (SD), conductivity, and vertical light extinction coefficienct (Kd), euphotic zone (Zeu), and critical depth (Zp). All parameters depend on season and watershed. Suspended solids from Soyang Reservoir were usually caused by TP, mainly related to living wastes and agricultures in upper stream. Daecheong Reservoir was influenced by organic matters related to large phytoplankton biomass in summer and inorganic suspended solids by nutrients in the winter. However, in case of Imha Reservoir, turbid water, consisted in silt and clay through heavy precipitation remained in the waterbody to decrease water transparency along with TP and caused the light limitation in winter. Overall results suggest that it was necessary to establish various management programs because the reasons occurring turbidity were varied according to the reservoir circumstances.
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10.
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2005년 3월부터 2007년 12월까지 매월 우포늪의 식물플랑크톤 군집 변화에 대해 조사하였다. 조사 기간 동안 8강 35과 86속 213종의 식물플랑크톤이 출현하였다. 식물플랑크톤의 출현종수는 14~50의 범위였으며, 평균 출현종수는 34±10종으로 조사되었다. 식물플랑크톤 현존량은 2005년 8월에 161 cells mL-1로 가장 낮았으며, 2006년 8월에 159.283 cells mL-1로 가장 높았다. 특히 2006년 하계에는 남조류에 의한 수화 발생으로 극단적으로 높은 식물플랑크톤 현존량을 나타내었다. 총 34회에 걸친 조사에서 우점종은 총 13종으로 나타났으며, 녹조류와 남조류의 종들이 각각 4회씩 우점하였다. 우포늪에서 식물플랑크톤 군집의 계절적 변동을 살펴보면, 동계에는 은편모조강과 와편모조강, 규조강의 종들이 높은 구성비를 나타내었으며, 비동계 기간에는 녹조류와 규조강의 종들이 주요 출현종으로 확인되었다. 그러나 2006년 하계에는 남조강의 종들이 높은 구성비를 나타내었다. 종다양도지수는 0.50~2.86의 범위를 나타내었으며, 매년 점차 감소하는 것으로 조사되었다.
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11.
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본 연구에서는 국내 인공호 4대 수계 39곳을 선정하여 2003년 1월부터 2007년 12월까지 5년간의 수질 측정 자료를 바탕으로 우리나라에 적합한 다변수 수질평가 모델을 개발하고, 그 모델을 이용하여 2008년 1년간의 자료를 통해 팔당호와 대청호의 수질평가를 실시하였다. 개발된 다변수 수질평가 모델은 4개의 수질변수를 각각 부영양, 중영양, 빈영양의 3단계로 나누어 점수를 부여하고, 수질변수별 획득점수를 총합하여 총점으로 계량화하였으며, 총점을 구간별로 5등급으로 나누어 최종 수질등급을 부여하였다. 새롭게 제안된 수질평가 모델의 적용 결과, 팔당호는 전반적으로 보통(Fair) 및 악화(Poor) 상태로 나타났으며, 대청호는 최적(Excellent) 및 좋음(Good) 상태로 나타났다. 일반적으로 수자원의 가치를 결정하는 수질항목 중 가장 보편적인 중요성을 가지는 것은 유기물의 함량이며 이런 유기물은 수체 내 여러 요인에 의해 영향을 받을 수 있다. 그렇기 때문에 새로운 수질평가 모델을 개발함에 있어 수체의 수리 수문학적 특성을 비롯해 물리적 특성, 화학적 특성, 생물학적 특성 등의 각종 이화학적인 특성이 고려되었으며, 이러한 항목을 각각 평가 모델의 4가지 메트릭으로 선정하여 호소의 평가에 있어 복수의 측정지표가 활용될 수 있도록 하였다. 이러한 복수 지표를 활용해 개발된 다변수 수질평가 모델은 호소의 영양 단계를 평가함에 있어 보다 정확한 판단을 가능하게 할 것이며, 효과적인 호소의 관리에 도움을 줄 수 있을 것이라 사료된다.
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12.
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낙동강 물금 지역에서 채집된 동물플랑크톤 중 윤충류인 Keratella 속을 대상으로 10년 전후(1995, 1997, 2005 그리고 2007)의 종조성 변화를 분석하고, 피갑형태에 다양한 변화를 보이는 K. cochlearis의 피갑 크기, 후돌기의 발현 여부 및 길이 그리고 후두돌기 길이의 연도와 계절에 따른 변화를 측정하였다. Keratella 속의 밀도는 봄에 높고 겨울에 낮은 뚜렷한 계절성을 보였다. 군집 내에서 K. cochlearis가 우점종이었으며 상대풍부도는 1995년과 1997년보다 2005년과 2007년에서 높게 나타났다. 연도별 K. cochlearis의 피갑 폭은 유사하였으나, 피갑 길이의 경우 여름에 감소하고 겨울에 증가하는 특징을 보였다. 모든 연도에서 후돌기를 발현하는 개체의 비율이 낮았고 특히 여름과 가을에 출현빈도가 낮았다. 후돌기의 평균 길이는 여름에 짧고 겨울에 길었으며 후두돌기 평균 길이는 겨울에 가장 짧은 것으로 나타났다.
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13.
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본 조사는 낙동강 유역의 홍수피해를 저감하고, 경북중부지역의 안정적인 용수를 공급하기 위해 경북 군위군 고로면에 건설 중인 화북댐의 상∙하류 어류조사를 통하여 댐 건설이 하천유역에 특히 수 생태계내의 어류군집에 미치는 영향유무를 파악하여 종 다양성을 보전하고 하천의 건강성을 유지하기 위한 기초자료로 활용하고자 하였다. 화북댐 상∙하류에서 사후환경영향조사 기간(2004~2008년) 중 측정된 수질항목 분석결과 현장에서 측정한 수온, 용존산소, 수소이온농도와 실내분석 항목인 부유물, 총대장균수의 경우 지점별로 다소 계절에 따른 변화를 나타냈지만 큰 차이를 보이지는 않았으나 유기물 및 영양염류 농도에 해당하는 생물학적∙화학적 산소요구량, 엽록소, 질소, 인의 경우 지점별로 매우 큰 폭의 변화를 보였으며 상류에서 다소 높고 하류에서 낮은 경향을 보였다. 중금속 중 비소의 경우 2005년 6월 0.092 mg L-1를 제외하고는 0.05 mg L-1 이하를 나타내어 하천수 수질환경기준 상 사람의 건강 보호 측면에서 규정한 0.05 mgL-1 이하의 범위 내에서 나타나는 것으로 확인되었다. 화북댐 상∙하류에서 어류조사를 실시한 결과 총 7과 19종 10,263개체가 확인되었다. 조사된 어류 중 우점종은 하천 중∙상류에 주로 서식하는 참갈겨니(62.5%)로 확인되었으며 아우점종은 버들치(10.6%)로 나타났다. 조사 구간인 위천 상류에서 확인된 19종 중 한국고유종은 긴몰개, 동사리, 쉬리 등 총 9종(47.4%)으로 나타났으며, 멸종위기야생동∙식물 I급으로 지정된 얼룩새코미꾸리(Koreocobitis naktongensis)가 소수의 개체이지만 포획되었고, 외래도입종은 확인되지 않았다. 군집분석 결과 우점도 지수는 하류로 갈수록 감소한 반면에 다양도, 풍부도 지수는 하류로 갈수록 증가하였다. 우점종인 참갈겨니의 개체군 분석 결과, 길이-무게 상관관계식은 TW=0.000003 (TL)3.2603로서 매개변수 b값이 3.0보다 크게 나타나 개체군의 영양상태가 양호한 것으로 나타났다. 또한 유사시기에 다른 하천에서의 개체군들과 비교분석 결과 size별 평균 비대지수(CF)가 상대적으로 높은 값을 보여 화북댐 유역의 참갈겨니가 다른 지역보다 성장률이 높았다. 화북댐 상∙하류에서 어류 조사 자료를 활용하여 하천건강성평가(IBI)를 적용한 결과, 대부분의 지점에서 양호(26~35)에서 최적(36~40)을 보였으며 지점 5에서 평균값이 가장 높게 나타냈다. 이러한 결과를 바탕으로 지속적인 모니터링을 실시하여 어류에 관한 환경영향평가와 하천건강성평가 등을 통한 화북댐 완공 후 상∙하류 하천의 어류상 변화유무 및 환경영향을 파악하는데 도움이 될 것으로 사료된다.
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