낙동강의 생태계 건강성분석을 하기 위하여 물금지점의 동식물성플랑크톤 자료를 이용하여 엑서지, 엑서지비, 비엑서지를 평가하였다. 이 세가지 개념은 본문내에 상세히 기술되고 있다. 엑서지는 열역학적 평형상태로부터 거리를 측정하고 이에 따른 생태계의 성장능력을 측정하게 된다. 반면, 동식물성 플랑크톤량을 이용한 엑서지비는 두 종간의 생태학적 균형수준을 가늠하게 된다. 비엑서지는 단위 생물량당 지니는 해당생태계의 정보량을 말하며 생태계내 조직의 수준이나 종 다양성 수준을 평가할 수 있다. 따라서 이 세가지 개념을 적용한 결과들은 낙동강 하류인 물금지점에서 Costanza (1992)가 제안한 생태계 건강성 지표들을 적절히 설명할 수 있는 것으로 고찰되었다. 즉 조류과다번성 현상을 가진 물금의 exergy는 조류량 증대에 따라 증가하는 경향을 보여주고 있어 Costanza에 의해 정의된 활력성(vigor)과 안정성(stability)이 높게 나타났다. 그러나 식물성플랑크톤과 동물성플랑크톤간의 exergy비는 불균형상태를 나타내었고 비엑서지값이 조류농도가 높아짐 에 따라 감소하고 있었다. 따라서 조류가 번성함에 따라서 생태계의 종다양성이 낮아지고 종간에 균형이 파괴되고 있었으며 생태계 구조가 발달하지 못함을 반영함으로서 이 세 지표가 생태계 건강지표로 이용가능한 것으로 판단되었다.
1996년과 1997년에 남조류가 발생한 여러 호수에서 microcystin-RR, microcystin-LR, microcystin-YR의 함량을 정량하였고, 쥐를 이용하여 독성 검사를 실시하였다. 소양호를 제외한 모든 호수에서 Microcystis속의 종 들이 우점하였으며 전체 남조류 발생 호수의 시료에 대한 독소 검출의 빈도는 85%이였다. 조류세포내 총 microcystin의 함량은 0.29~2.61 mg/g이었으며 수중의 농도로 환산하면 0.4~21.6 μg/l이였다. 독소 함량은 1996년 보다 1997년에 높았고, 세 종류의 microcystin중 microcystin-RR이 가장 많이 검출되었다. 각 시료의 쥐에 대한 LD50은 총 microcystin함량과 LD50의 상관관계식에 의해 계산되었다. 화학분석에 의해 microcystin이 검출된 시료의 추출물이 주입되었을 때 쥐의 치사효과가 나타난 것으로 보아 microcystin 함량의 화학분석결 과와 bioassay 결과는 잘 일치하는 것으로 보이며, 영랑호 시료를 대상으로 실측한 LD50은 경험식으로 계산된 LD50과 일치하였다. 대상호수의 LD50은 27~338 mg/kg 의 범위로서 국내외에서 보고된 것에 비하여 높은 독성을 나타냈다.
아연과 카드뮴이 줄납자루 간세포의 미세구조에 미치는 영향을 전자현미경으로 연구하였다. 아연 또는 카드뮴을 처리한 간세포에서 핵막은 부분적으로 붕괴되고 미토콘드리아는 형태적으로 상당히 붕괴되어서 불분명하게 되고 공포를 형성하기도 하였다. 아연 보다 카드뮴 처리에 의한 손상 정도가 컸고 아연과 카드뮴으로 이중 처리한 경우의 간세포에서는 변형의 정도가 카드뮴으로 단일 처리한 경우에서 보다 낮았다.
네모집날도래과의 Goerodes sinuatus (Martynov)와 바수염날도래과의 Psilotreta falcula Botosaneanu와 P. locumtenens Botosaneanu를 남한에서 처음으로 기록하였다. 사육에 의하여 Goerodes elongatus (Martynov)는 유충단계를 처음으로 밝혔고, 그간 혼동되었던 Psilotreta kisoensis Iwata 와 P. locumtenens Botosaneanu의 유충과 성충관계를 밝혔다.
팔당호의 어업대상 어류의 현황을 조사하기 위하여 북한강 유입수역, 남한강 유입수역 및 양수역이 합쳐진 팔당호 중심수역에서 자망과 정치망을 사용하여 조사한 결과, 총 9과 23속 24종 또는 아종 2,362개체를 채집하였는데, 이 중에서 누치(Hemibarbus labeo, 21.46%), 가 시납지리 (Acanthorhodeus gracilis, 20.79%), 블루길 (Lepomis macrochirus, 19.52%) 순으로 채집량이 많았으며, 채집장소별로는 북한강 유입수역에서 56.22%, 남한강 유입수역에서 18.92%, 팔당호 중심수역에서 24.85%가 채집되었다. 외래어종으로 블루길 (L. macrochirus), 베스(Micropterus salmoides), 찬넬동자개 (Ictalurus punctatus) 가 총 개체수의 25.11% 채집되었으며, 어구별로는 정치망에서는 블루길, 자망에서는 누치가 가장 많이 채 집되어 어구 특성을 활용하면 외래어종으로 생태계를 파괴한다고 지목받고 있는 블루길의 개체수를 적절히 조절할 수 있는 어구 제작도 가능할 것으로 추정되었다. 계절적으로 총 생체량은 9월, 총 개체수는 11월에 최대치를 보였고, 주요 어업 대상 어종으로는 전장이 크거나 개체수가 많은 강준치 (E. erythropterus), 블루길 (L. macrochirus), 베스 (M. salmoides), 누치 (Hemibarbus labeo) 등 다양하였으나 쏘가리(S. scherzeri)와 같은 고급 어종은 희소하였다. 한편, 팔당호는 종다양도 0.909, 균등도 0.659, 그리고 우점도 0.157로서 팔당호 어업대상 어류는 생태적으로 비교적 다양한 군집을 이루고 있었다.
섬진강 수계의 옥정호 하류 수역부터 임실군 남부의 적성면에 이르는 섬진강 중류 수역을 대상으로 이화학적 환경요인, 식물플랑크톤의 종조성과 현존량 및 부착 조류에 대한 조사를 1998년 8월부터 1999년 4월까지 5개 정점에서 실시하였다. 이화학적 환경요인 중 pH는 중성에서부터 약알카리성을 나타내었고, 출현한 식물플랑크톤은 137 종류이었으며 모든 정점에서 돌말류는 고르게 출현하였다. 조사 정점 중 하류수역인 정점 1 및 정점 2에서는 남조류 및 녹조류의 출현빈도가 높아 정점간의 차이를 나타내었다. 출현한 돌말류는 대부분이 막대 모양의 깃돌말류였다. 계절별로는 동계에 적게 출현하였고 춘계 및 하계에 많이 출현하였으며 정점별로는 하류 정점으로 갈수록 출현종류 수가 증가하였다. 식물플랑크톤 현존량은 1998년 8월에 정점 3의 15,100 cells/l이 최저였으며 1999년 4월 정점 4의 1,771,700 cells/l이 최대였다. 정점별 현존량 변이는 정점 1 및 정점 2 에서와 정점 3, 정점 4 및 정점 5에서는 다른 양상을 나타내었다. Cymbella minuta가 모든 정점에서 최고의 점유율을 나타내었으며 이외에 Cymbella affinis, C. silesiaca, C. turgidula, Fragilaria fragilarioides, Navicula cryptocephala, Nitzschia frustulum, N. sp. 1 등이 주요 우점종으로 출현하 였다. 부착조류는 106 종류가 출현하였으며, 돌말류의 출현 빈도가 매우 높았으며 출현종류는 식물플랑크톤 군집과는 약간의 차이를 나타내었다. 출현종류 수는 비교적 사계절 고르게 출현하여 식물플랑크톤의 출현상황과는 차이를 나타내었다. 출현한 식물플랑크톤 및 부착조류 중 각각의 돌말류를 대상으로 Van Dam et al. (1994)의 Ecological indicator values를 적용시켜본 결과, 본 조사 수역의 수질 오염정도는 β-중부수성을 나타내었으며, 영양상태는 중-부영양과 부영양 사이 단계 및 부영양에 근접한 상태를 나타내었다. 부유돌말류 및 부착돌말류의 출현에 따른 Ecological indicator values에는 큰 차이가 없었다.
양산천 하류부에 위치하고 있는 보에서 1993년 2월부터 1996년 12까지 월 2회 간격으로 하천의 이화학적 특성 및 식물플랑크톤의 군집에 관해 조사하였다. 양산천은 전형적인 4차의 산지/농경지 하천이며 유량은 보에 의해 조절되어지고 있으며, 본 하천의 보가 있는 구간은 부영양화상태였다 (chl. a, 37.0±72.6 μg/l). 이화학적 요인의 계절적인 변화는 강우나 인위적인 교란에 의해 크게 변화하는 것으로 나타났다(수온, 4~31.7°C; 탁 도, 4.4~28.1 NTU; 용존산소, 4~14.9 mg/l; 전기전도도, 82~1820 μS/cm; 알칼리도, 11~222 mg/l; pH, 6.3~9.0; 총인, 54~1155 μg/l; 총질소, 2.0~18.3 mg/l). 또한 식물 플랑크톤 군집은 일정한 주기성을 나타내었는데 동계에는 유글레나류와 황색편모조류, 그리고 우상형 규조류 군집의 우점양상이 뚜렷하였으며, 하계에는 녹조류와 규조류의 비율이 상대적으로 높게 나타났다. 이 결과를 통하여 본 조사지점에서는 봄과 가을에 높은 생체량을 보이며, 겨울에는 정체된 수계에서 우점하는 Euglena가 나타나는 것으로 보아 정체(lentic)수역의 성향이 강하였으며, 하계에는 장마에 의한 유량의 증가로 유수 (lotic)역의 성향이 강한 것으로 나타났다. 우리 나라 중소하천에서의 보의 생태적 역할은 앞으 로 규명되어야 할 중요한 연구분야의 하나이다. 특히 보의 물리적 특성과 저서 및 유영 생물의 이동, 갈수기 수 중생물의 피난처로서의 역할, 부분적인 퇴적으로 인한 하천 내 물질순환의 변화 등 보가 하천생태계의 구조와 기능에 미치는 영향은 시급히 연구되어야 한다.
낙동강 하류의 담수에서 환경요인과 담수조류의 일 변화를 조사하였다. 수온, DO, pH는 15시를 전∙후로 하여 최고치를 보였다. Alkalinity는 주간에 높고 야간에 낮았고 수심이 깊을수록 매우 증가하였으며 pH와는 역 상관이었다. 하루 중 DO 농도는 주기성이 매우 뚜렷하였으며 담수조류의 분포와 밀접한 관계가 있었다. 담수 조류의 수직분포에 있어서는 수심에 대한 감소형, 균등 분포형 및 역전형의 3가지로 분류되었다. 녹조 Chlamydomonas spp., Eudorina elegans, 유글레나조 Euglena spp.는 감소형, Chroomonas spp. 등 은편모조류는 역전형이었고 규조 Cyclotella meneghiniana는 수심에 따라 차이가 없거나 저층의 밀도가 다소 높았다. 영양염 중 SRP 및 NH4는 수심이 깊을수록 농도가 증가하거나 주∙야간에 따른 변동이 관찰된 반면에, NO3는 수심에 따른 변동이 관찰되지 않았다.
낙동강 중∙하류에서 수질 fertility를 Selenastrum capricornutum과 Microcystis aeruginosa의 조류생장잠재력(AGP)으로 평가하였다. 낙동강에서는 금호강이 합류되는 지점에서 가장 높았고, S. capricornutum과 M. aeruginosa의 AGP는 각각 112, 366 mg dw/l였다. 또한 조류검정 결과에서 하류로 갈수록 생장이 둔화되어 AGP값이 낮게 나타났고, 수질분석 결과와 일치하였다. 지류에서 AGP는 금호강에서 148~849 mg dw/l범위로 최고였고 황강이 <10 mg dw/l로 최저였으며, 낙동강 하류에서는 특히 갈수기에 AGP가 높아 97년 1월에는 360 mg dw/l를 기록하였다. 한편 수심에 따라 AGP가 증가하고 N∙P 영양염이 증가하여 sediment 영향의 정도를 간접적으로 평가할 수 있었다. AGP 결과와 영양염의 관계에서 P와 상관이 가장 높아 조류의 생장에 P의 영향이 가장 큰 것으로 추정되었고, 질소원으로는 NO3보다 NH4가 선호됨을 알 수 있었다. 낙동강에서 AGP 변동은 장소와 계절에 따라 차이가 컸으나 갈수기에 그 값이 매우 높아 이 시기에 수질관리가 중요한 것으로 나타났다.
댐저수지의 년간 식물플랑크톤 발생 현황과 특성을 규명하고자 대청호를 대상으로 ’97년 10월부터 ’98년 10 월까지 1년간 1주 간격으로 조사를 수행하였다. 총인 농도의 년중 평균치는 0.025 mg/L로써, algal bloom을 야기시킬 수 있는 기준인 0.01 mg/L를 상회하였다. 6월말 까지는 5,000 cells/mL 이하의 현존량을 보이다 수온이 25°C를 넘는 고수온기인 7월 초순부터 9월 중순까지 약 70일간 남조류 수화가 유발되는 것으로 조사되었으며, 8월 중순 집중강우 시기를 제외하고는 하절기 동안 거의 모든 정점에서 10,000 cells/mL 이상의 현존량을 나타내었다. 대청호에서 하절기 수화의 원인종은 Microcystis屬 (M. ichthyoblabe, M. aeruginosa)과 Anabaena屬(A. spiroides var. crassa, A. planctonica), 그리고 Oscillatoria limosa 등으로 확인되었다. 수온이 20°C 이하인 ’97년 10월 하순부터 ’98년 4월 중순까지는 Aulacoseira속 등의 규조종이 우점하였으며, 수온이 20°C를 넘기 시작하는 6월 초순 이후에는 Anabaena planctonica 등의 남조류가, 그리고 4월 하순부터 6월 초순까지는 규조종과 갈색편모조강, 남조류 등이 혼재하여 우점종으로 조사되었다. 8월 중 300 mm 이상의 집중 강우기에는 수층 불안정 과 flushing 효과에 의해 식물플랑크톤 현존량이 크게 감소하였다. 댐저수지에서 남조류 수화 발생시, flushing 이 효과적인 남조류 저감 방안으로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.