The objective of this study was to develop an index of biological integrity (IBI) for national-level monitoring of watersheds as an ecosystem health assessment methodology for the South Korean government. A 10-metric IBI model (IBIKW) was developed for watershed management and then applied to 76 streams in four major watersheds in Korea. The model assessments showed that 32.9% of all streams were judged to be in ‘excellent-good’ condition, whereas 67.1% were in ‘fair-poor’ condition, indicating severely impaired ecological health. Nutrient analyses of stream water revealed a two- to fivefold increase in nutrient and biological oxygen demand (BOD) levels in urban- and cropland-dominant streams compared to forest- dominant streams. The guild structure within the watersheds indicated that tolerant species were predominant in severely degraded regions (BOD>6 mg/L), and sensitive species were distributed in regions with BOD<2 mg/L. Factors affecting ecosystem health (IBIKW scores) included chemical water quality parameters, physical habitat parameters and land use around the stream. In particular, land use was one of the major factors influencing ecosystem health, as indicated by the strong relationships between the percentages of urban and forest streams and the IBIKW scores. The integrated ecosystem health assessment technique developed here can be applied for both regular bioassessments and post-restoration assessments.

본 연구는 4대강 사업의 일환으로 금강본류에 건설된 세 종보 구간에서 보의 건설 전(2007-2008), 건설 중 (2009-2011), 건설 후(2012-2014)의 어류 군집 구조의 변화 특성 및 하천의 생태건강도를(Index of Biological Integrity, IBI) 평가하였다. 조사기간 동안 채집된 총 종수는 41종이 었고, 우점종은 피라미(Zacco platypus)와 몰개(Squalidus japonicus coreanus)로써 각 각 28.4%, 21.3%의 비율을 차 지 하였다. 세종보 건설 이후 종수와 개체수가 전반적으로 감소한 것으로 나타났으며, 특히 민물검정망둑(Tridentiger brevispinis), 밀어(Rhinogobius brunneus), 돌마자(Microphysogobio yaluensis) 등 여울성 저서종(Riffle-benthic Species)과 긴몰개 (Squalidus gracilis majimae), 눈동자개(Pseudobagrus koreanus) 등 민감종(Sensitive Species), 얼룩동사리(Odontobutis interrupta), 가시납지리(Acanthorhodeus gracilis)등 고유종 (Endemic Species)의 비율이 급감하였다. 또한 세계자연보 전연맹(IUCN; International Union for Conservation of Nature)에서 야생생물의 멸종을 방지하고 생물다양성을 보 전하기 위해 발간한 적색자료집(Red Data Book)에 수록된 어종들 역시 세종보 건설 이후 감소하는 것으로 나타났다. 세종보 건설 이전에 채집된 중고기(Sarcocheilichthys nigripinnis morii), 참중고기(Sarcocheilichthys variegatus wakiyae) 버들매치(Abbottina rivularis)는 적색목록에서 준위 협종(Near Treatened, NT)으로 분류되어 가까운 장래에 멸 종 우려가 있다고 평가 되는 종이었으나, 세종보 건설 중 뿐만 아니라 건설 후에도 출현하지 않았다. 또한 관심대상 종(Least Concern; LC)으로 분류된 몰개, 긴몰개 등도 세종 보 건설 후 감소하는 경향을 보였다. 한편 세종보 건설 전 뿐만 아니라 건설 중에도 출현이 전무하였던 떡붕어 (Carassius cuvieri), 배스(Micropterus salmoides), 블루길 (Lepomis macrochirus)이 보 건설 이후 채집되었다. 또한 참붕어(Pseudorasbora parva), 누치(Hemibarbus labeo)의 비정상개체(Anmality) 비율이 보건설 이후 점진적으로 증 가하는 경향을 보였다. 이는 보건설에 따른 하천의 구조와 기능적 변화에 기인하는 것으로 사료된다. 생물통합지수를 활용한 하천생태계 건강도 평가에 따르면, 보 건설전 IBI 모델 값은 평균 19.3(범위:18-22, n=3)으로서 “보통상태(C 등급)”, 보 건설 중은 평균 18.3(범위:16-20, n=6)으로서 “보통상태(C등급)”, 보 건설 후는 평균 16.3(범위:12-24, n=6)으로서 “보통상태(C등급)”으로 나타나 세종보 건설로 인해 생태 건강도가 점차 악화되는 것으로 나타났다. 결론 적으로 보건설은 유량변화 및 물리적 서식지 구조 변화를 야기시켰고, 일부 수질변수들의 화학적 변화를 초래한 것으 로 사료된다. 이로 인하여 어류 군집 구조에 영향을 주는 것으로 나타났으며, 궁극적으로는 하천 생태계 건강성(IBI 모델 지수)에 악영향을 미치는 것으로 사료된다. 따라서 향 후 보 건설에 따른 생태계의 효율적 관리가 필요한 실정이 다.

본 연구에서는 2014년 우리나라 중대형 인공호 및 영동, 제주지역에서 교란외래어종의 상대풍부도와 어류 군집 , 생 물량 특성을 분석하였다. 전체 12개 지역의 어류조사결과 53종 6,097개체가 조사되었다. 조사된 어종 중 치리의 상대 풍부도(22.4%)가 가장 높게 나타났고, 파랑볼우럭(22.0%), 큰입배스(7.2%) 등이 비교적 높은 상대풍부도를 나타냈다. 각 지역별로는 큰입배스, 피라미, 참갈겨니, 파랑볼우럭, 몰 개, 치리, 참몰개, 큰납지리, 강준치 등의 어종이 우점하고 있는 것으로 확인되었다. 각 조사지역 중 평택호에서 가장 많은 종(18종)이 조사되었으며, 장성호에서 가장 많은 개체 (1142개체)가 조사되었다. 큰입배스는 12개 조사지점 중 양 양남대천을 제외한 11개 지점에서 조사되었으며, 춘천호에 서 상대풍부도(27.2%)가 가장 높게 나타났다. 각 지점별로 는 팔당호와 제주도 등에서 큰입배스의 상대풍부도가 비교 적 높게 나타났다. 파랑볼우럭은 12개 조사지점 중 9개 조 사지점에서 조사되었으며, 제주도에서 상대풍부도(77.4%) 가 가장 높게 나타났다. 팔당호와 대청호에서 비교적 높은 상대풍부도를 나타냈으며, 12개 조사지점 중 3개 지점에서 우점하고 있는 것으로 나타났다. 전체 조사지역의 생물량 분석결과, 큰입배스가 가장 많이 포획된 것으로 확인되어, 큰입배스의 의한 생태계 교란이 매우 심각한 것으로 확인되 었다. 상대풍부도 분석에서 가장 높은 상대풍부도를 나타낸 치리, 파랑볼우럭은 큰입배스와 잉어보다 적은 생물량을 나 타냈다. 각 지역별로는 12개 조사지점 중 6개 지점에서 외 래어종의 생물량이 가장 높게 나타났고, 떡붕어가 가장 높 게 나타난 1개 지점을 제외한 5개 지점에서 교란외래어종이 가장 높은 생물량을 나타냈다. 어류 상대풍부도만으로 분석 하는 방법은 각 어종의 특성에 따른 생태적 영향력이 배제 된다. 같은 개체수의 큰입배스와 파랑볼우럭이 동일한 생태 적 교란을 발생시키지 않는 원인은 섭식특성에 의한 차이도 있지만 생물량(Biomass)에 의한 영향도 크게 나타난다. 국 내 어류조사에 일반적으로 사용되고 있는 어류조사 기법들 은 큰입배스의 개체군에 대하여 과소평가될 가능성이 제시 됨에 따라 스킨스쿠버장비를 이용한 수중조사를 시험적용 하였다. 수중조사는 수온이 비교적 낮은 가을철에 진행되었 으며, 40분을 기준으로 약 15m 이하 수심에서부터 수심 별 어류를 조사하였다. 수중조사를 위하여 가시거리가 확보 되는 지역을 선별하였으며, 춘천호, 파로호, 충주호, 안동호, 대청호 등 5개 지역을 대상으로 조사하였다. 전체 지역에서 수중조사로 확인된 큰입배스는 1~8m의 수심에서 확인되었 으며, 20cm 이하의 어린 개체는 수심 1.5m 이하에서, 30cm 이상의 성체는 8m이상의 수심에서 확인되었다. 특히 파로 호에서는 수심 8m 지점에서 30개체 이상의 성체가 군집을 이루고 있는 장면이 촬영되었으며 이는 성체시기에 단독생 활을 하는 것으로 알려진 큰입배스의 특성과 차이를 나타내 는 결과이다. 군집을 이루고 있던 지점은 수면부에 부유시 설물이 설치된 지점으로서 시설물에 의한 그늘막 효과가 일부 영향을 미쳤을 것으로 판단되며, 수온이 하강하는 계 절적 영향도 있을 것으로 판단된다. 이는 향후 관련 연구가 추가되어야 할 것으로 판단된다. 파랑볼우럭은 주로 수심 1~4m의 비교적 수온이 높고 가시거리가 높게 나타나는 지 점에서 확인되었으며, 1m 내외의 수심에서는 4cm 이하의 미성어가 100개체 이상의 큰 군집을 이루고 있었고, 수심이 깊은 지점에서는 비교적 큰 개체가 서식하고 있었다. 특히 많은 개체가 확인된 대청호와 충주호 지점에는 정치망이 설치되어 있었고, 나뭇가지 등이 침수되어 있었다. 본 조사 에서는 10m 이하의 수심에서는 교란외래어종이 확인되지 않았다. 이는 표층수온 15~20℃의 범위에서 낮에 조사한 결과이며, 다른 조건에서는 서식 수심이 달라질 수 있을 것 으로 추정된다.

요 약 본 연구에서는 보청천 중권역의 어류군집 특성을 분석하 고 수질과의 상관관계를 연구하였다. 2008년부터 2013년 까지 4개 지점에서 총 50종이 채집되었으며, 우점종은 피라 미(Zacco platypus)와 참갈겨니(Zacco Koreanus)로 각각 26%, 23%의 출현율을 보였다. 내성도 길드별로는 내성종 이 30%, 민감종이 30%로 비교적 고른 분포를 보였으며 트 로픽 길드별로는 충식종이 51%, 잡식종이 42%로 충식종이 다소 우세하게 나타났다. 생물보전지수(IBI)는 평균 28.6으 로 Ⅲ(Fair~Poor) 등급이었고, 이·화학적 수질 분석 결과 최상류인 S1의 수질이 가장 좋았으며 S3까지 급격히 악화 되다가 S4에서 다소 회복되는 경향을 보여 상류에서 하류 로 갈수록 대체로 악화되는 것으로 나타났다. 수질요소와 어류 군집간의 상관관계 분석에서 TN은 어류군집과 통계 적으로 유의한 관계가 나타나지 않았으나 TP는 높아질수록 충식종 비율이 감소하고 잡식종 비율이 증가하는 등 섭식 길드와 유의한 상관관계를 보였다. N:P ratio는 섭식길드와 의 관계에서 TP와 유사한 결과를 보였으며 내성도 길드와 의 분석에서도 증가할수록 민감종 비율이 증가하고 내성종 비율이 감소하여 어류 조성에 영향을 주는 것으로 나타났 다.

Trophic and tolerance gradients on the ranges of ambient nutrients (N, P) and other water quality were tested on two species of Zacco temminckii (Zt) and Zacco platypus (Zp). For water chemistry, trophic gradients and BIM model analysis, 76 streams and rivers were sampled during 2004 - 2005. The populations of Zt had a narrow tolerance with a low limit (< 300 μg L-1) over a phosphorus gradient, whereas the Zp occurred in high TP up to 1180 μg L-1. There was a 4-fold difference in mean TP between two species and the tolerance range of phosphorus in Zp was significantly greater than in Zt (t = 5.25, p < 0.001). The chemical tolerance of two species had a similar pattern in nitrogen and other chemical parameters. The proportion of insectivores co-occurred with Zt was > 40% and was nearly two times greater (p < 0.001) than was that co-occurred with Zp. The omnivores co-occurred with Zp were significantly greater (t = 9.74, p < 0.001) than those co-occurred with Zt. The model values of BIM co-occurred with Zt were significantly greater (t = 13.67, p < 0.001) than those of Zp. Overall data suggested that Zp have a wide range of chemical tolerance as tolerant species, trophic preference of omnivores, and survived even in degraded environments, whereas Zt have other trophic extremes of sensitive species, trophic preference of insectivores, and the low-nutrient regions with high BIM model values. This study was supported by the CAER (Center for Aquatic Ecosystem Restoration) of Eco-STAR project from MEK (Ministry of Environment, Korea).

This study was carried out to analyze the difference of fish fauna, ecological indictor characteristics, biological status of other fish population and fish community structures between two groups of reservoir ecosystems along with invasion of introduced alien species, largemouth bass (Micropterus salmoides), top carnivore in the lentic ecosystem. Six reservoirs (YdR, GcR, MsR, BgR, GpR, and YgR) were selected and divided as two groups; reservoirs non-invaded and invaded by M. salmoides were RNIv and RIv respectively. Total 28 species 11,519 individuals were sampled in RNIv whereas 19 species 1,925 individuals were sampled in RIv. While Korean endemic fish population dominates in RNIv, exotic fish species, especially M. salmoides population dominate in RIv. In the mean time, sensitive species and water-column species dominates in RNIv, while tolerant species and carnivore species dominate in RIv. The analysis of total-length size distribution showed some difference, particularly in special size group between RNIv and RIv. Also, the analysis of total fish biomass showed significant difference in accordance with largemouth inhabitation. According to the fish community analysis results, as M. salmoides proportion increased, species richness and diversity were decreased. Overall data suggests that the dominant distribution of largemouth bass may influence simplification of the fish fauna, species composition as well as community structure and affect the length distribution and biomass of other fish population negatively.

Water chemistry and fish community, based on fish compositions and ecological characteristics(trophic/tolerance guilds and condition factor), were compared in Gucheon Reservoir(GcR) and Yeoncho Reservoir(YcR). Chemical parameters of water quality such as BOD, COD, nutrient(N, P) and suspended solids indicated that water quality was better in the YcR than GcR, and the temporal variability in seasonal and interannual patterns were greater in the YcR. The greater variability was mainly attributed to intense dilutions of reservoir water by Asian monsoon rain during July–August. Fish guild analysis indicated that species diversity was higher in the GcR than the YcR, and that the proportion of tolerant and omnivore species were greater in the YcR. Regression analysis of body weight-total length showed that the regression coefficient(b value) was lower in the GcR(2.15 ~ 2.40) than the YcR(2.59 ~ 3.14). Condition factor(K) of fish against the total length showed negative slope of Zacco temminckii, Carassius auratus, Pseudorasbora parva and Rhinogobius brunneus population in the GcR, and a positive slope of Carassius auratus and Rhinogobius brunneus population in YcR. Overall, our data suggest that the growth of the fish populations, based on the length-weight relations and condition factor, reflected the trophic regime of nutrients and organic matter.

본 연구는 하천생태계 내에서 작용하는 다양한 물리․화학 적 스트레서들의 영향을 어류를 이용한 생태건강성 평가를 통해 확인하고 Comet assay를 이용하여 DNA 수준에서의 영향을 파악하고 또한 Pre-warning system으로서의 기능을 평가하기 위한 사례연구로서 실시하였다. 대전 갑천의 5개 지점을 대상으로 생태건강성 평가를 위한 Index of Biological Integrity (IBI)를 우리나라 환경에 맞게 수정 적 용한 Multimetric Fish Assessment Index (MFAI)를 적용하 였고, 지점을 상류 (S1), 중류 (S3), 하류 (S5)로 구분하여 피라미 (Zacco platypus)를 대상으로 Comet assay를 실시 하였다. 본 연구 결과에 따르면, MFAI 모델은 평균 26.8 (Fair)이고 지점에 따라 34 (Good–Fair)에서 20 (Poor)까지 변이를 보였으며, 상류에서 하류로 갈수록 악화되는 경향을 보였다. 어류의 생태지표특성 역시 하류부에서 민감종의 급 감 및 내성종의 급증이 나타나 생태건강성 평가와 유사한 결과가 나타났다. 유전물질의 오염 정도를 나타내는 지표로 쓰이는 Comet assay도 상류보다 하류로 갈수록 DNA가 손 상된 세포수가 증가하는 것으로 나타나 상류보다 하류부에 서 오염에 대한 스트레스를 받고 있는 것으로 나타났다.

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).

The study objectives were to evaluate the aquatic environment of an urban stream using various ecological parameters of biological biomarkers, physical habitat and chemical water quality and to develop a “Multi-metric Eco-Model” (Mm-E Model) for the ecosystem evaluations. The biomarkers of DNA, based on the comet assay approach of single-cell gel electrophoresis (SCGE), were analyzed using the blood samples of Zacco platypus as a target species. The condition factor (CF) as key indicators of the population evaluation indicator was analyzed along with the weight-length relation and individual abnormality. The four metrics of Qualitative Habitat Evaluation Index (QHEI) were added for the evaluations of physical habitat. In addition, the parameters of chemical water quality were used as eutrophic indicators. Our results suggested that attributes of biomarkers and bioindicators in the impacted zone (Iz) had sensitive response largely to the chemical stress (eutrophic indicators) and also partially to physical habitat quality, compared to the those in the control zone. Hereafter, applying Multimetric Eco-Model to stream ecosystem, it will be able to evaluate ecological health state.

최근, 우리나라에서는 4대강 건설 사업의 일환으로 4대 강 유역에 인공보 및 어도 (Fishway)들이 완공되어 가동중 에 있고, 이들에 대한 수리수문학적 특성, 이화학적 수질 및 퇴적물 축적에 대한 모니터링이 실시되고 있다. 이러한 급격한 물리적인 수체의 특성 변화는 궁극적으로 어류 종 분포특성 및 어류 이동성에 변화를 가져올 수 있는 바 이에 대한 모니터링 및 어류 이동성 평가 기법 적용이 불가피하 나 이에 대한 복합적 연구는 아직도 극히 미미한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 어도 및 인공보에서 어류의 이동성 평가 및 평가 모니터링 기법에 대하여 소개하고자 한다. 어류의 이동성과 어도 효율성을 평가하기 위하여 영산강 수계의 중·하류역에 건설된 인공보 (승촌보, 죽산보) 및 어 도 (Fishway)를 대상으로 다음과 같이 다각적 어도 평가 모니터링 기법을 적용하였다. 어도 및 인공보에서 어류이동 성평가를 위해 1) Visual fish 모니터링기법, 2) Video 촬영 기법, 3) Mark-recapture 태깅기법, 4) Passive Integrated Transpondent (PIT)-tagging 기법, 5) Acoustic transmitter 삽입을 통한 장거리 이동성 모니터링기법 (Acoustic telemetry) 및 6) Echo-sounders 모니터링 기법 등의 연구방 법을 적용하였다. 국내 수생태계의 경우 최근 소형 보 및 댐의 건설로 서식 하는 토착종과 고유종 들이 감소하고 있고, 복원 및 보존을 위해 각 어종의 미소서식지에서의 분포양상, 행동 및 이동 양상을 파악하기 위한 이동성 평가 연구가 선행되어야 함에 도 불구하고 현재까지 국내 담수에 분포하는 어류의 대부분 은 이동여부가 1-2개의 기법 적용으로 복합적으로는 파악 되지 않고 있으며 매우 제한적으로 이루어져 왔다. 현재까 지 우리의 회귀성 어종의 경우, 산란 시기에 어떠한 외부적 요인에 의해 언제 이동하는지 또한 얼마나 이동하며 어디까 지 이동하는 지에 대한 내용이 알려진 바가 없다. 따라서 본 연구를 통하여 ① PIT 및 Acoustic telemetry (원격측정 법) 연구를 위한 기본 자료를 확보하고 tag의 적용성과 효율 성을 검증할 수 있다. 또한, ② PIT 및 Acoustic tag을 외과 적 수술을 통하여 어류에 이식한 후 대상 생물의 이동경로 를 파악할 수 있으며 ③ 대상어종의 선호하는 서식처 특성 과 이동 시기, 방법 등에 대하여 파악할 수 있다. 또한 이들 ④ 회귀성 어종의 보존방안과 하천관리를 위한 자료를 습득 하여 본 결과를 활용한 타 수계 적용 할 수 있어 향후 ⑤ 회귀성 어종 보존과 이와 연계한 하천복원에 대한 기초자료 를 제공할 수 있다.

우리나라는 겨울철에 미세조류가 성장하기에 적합하지 않은 기후조건을 가진다. 따라서, 차세대 바이오매스의 공급원료로서의 미세조류 배양을 겨울철에 이룩하기는 쉽지 않다. 본 연구에서는 적은 에너지를 이용하여 미세조류가 성장이 불가한 영외환경에서 미세조류를 성장시키기 위해서, 삼중막의 비닐하우스를 설치하였다. 또한 투명한 아크릴 재질로 수조를 제작하여 빛을 수조의 모든 면에서 받을 수 있게 함으로써, 빛의 이용성을 최대화하였다. 6가지의 다양한 실험조건을 설정하여 겨울철 영하의 기후조건에서 최소한의 비용으로 하수종말처리장 폐수를 사용하여 미세조류를 배양하였다. 또한 미세 조류 바이오매스를 증가시킴과 동시에 환경오염의 원인이 될 수 있는 영양염류 성분 중 질소를 최대 92%, 인을 최대 99%까지 제거시켰다. 본 연구에서 바이오디젤의 원료가 될 수 있는 가장 주된 지방산은 리놀렌산(C18 : 3n3)으로 총 지질량의 최대 61%까지 차지했다. 지방산의 생산성은 2.4 g m-2 day-1이었다. 결론적으로, 본 연구를 통하여 차세대 바이오매스 생산을 위한 미세조류 배양을 저온 시기에서도 이룩하였으며, 그에 따른 폐수처리에서도 좋은 성과를 이루었다.

수심이 얕고 부영양화 특성이 강한 신구저수지에서는 강우시기에 집중 호우등으로 인하여 유입수로를 통하여 외부기원 유기물이 유입되는 경향이 있다. 이러한 외부기원 유기물은 환경변화(탁도, 수온약층, POC/PN), 입자성 유기물의 δ13C 및 δ15N 값으로 특성 지어진다. 동물플랑크톤의 경우, 강우기 이전에는 내부기원 유기물을 먹이원으로 하는 것으로 여겨지나 강우기 이후에는 내부기원 유기물 이외에 외부에서 유입된 외부기원 유기물을 섭식하고 있는 것으로 나타나고 있다. 특히 B. longirostris이 다른 동물플랑크톤 (D. brachyurum, D. thmoasi)에 비하여 기원이 다른 입자성 유기물을 섭식하고 있음을 시사하고 있다. 이러한 변화는 상위섭식자인 어류의 먹이원 변화를 야기하며, Z. platupus은 내부기원유기물 혹은 이를 먹이원으로 하는 하위 소비자를 섭식하지만, C. carpio와 P. parva은 강우기 이후에는 외부기원 유기물 혹은 이를 먹이원으로 하는 하위 소비자를 섭식하는 것으로 여겨진다. 수심이 얕고 유입 수로가 존재하는 농업용 저수지의 경우에는 강우 후 외부기원 유기물이 수생태계 에너지 흐름에 크게 영향을 주는 것으로 사료된다.

본 연구에서는 남한강 상류수계의 10개 지점에서 생 물보전지수 (Index of Biological Integrity, IBI) 및 물리적 서식지 평가 지수 (Qualitative Habitat Evaluation Index, QHEI)를 이용하여 생태건강도 특성을 평가하였다. 생물 보전지수 조사는 Karr (1981)가 제시한 12개 항목 중 11개 메트릭에 대하여 평가하였다. 생물보전지수 등급은 “양호상태”였고, 지점별 IBI 값의 범위는 33 (악화상태)~47 (양호상태)로 나타났다. 물리적 서식지측면에서는 Plafkinet al. (1989)에 의해 도입된 서식지 평가 지수(QHEI)의 12항목 중 9개 항목에 대해 평가를 실시했으며, QHEI 값의 범위는 75~109로 나타났으며, 전체 서식지 건강도 평균치는 부분 지지상태(Partially supporting)로 나타났다. 연구지점내의 하천 비교평가에 따르면, Gj 하천의 IBI 모델 값 및 QHEI 모델 값은 타 하천들 (Ig, Dn 하천)에 비해 양호한 상태로 평가되었다. 어류의 영양단계 종 성분 분석에 따르면, 식충종, 잡식종 및 육식종은 61.9%, 19.0% 및 9.5%를 차지하는 것으로 나타났다. 어류의 내성도 길드분석에 따르면, 민감종 (76.1%)은 내성종 (4.7%)보다 우점하여 생태계가 건전한 것으로 평가되었다. 서식지 길드 분석에 따르면, 여울성 저서종(57.1%)은 수층종(28.5%)보다 우점하는 것으로 나타났다. 연구기간 동안, 외래종 및 질병에 걸리거나 비정상적인 증상을 나타내는 개체는 관측되지 않았다. 전체적으로 생태건강도 모델값(IBI) 및 서식지평가지수 모델값의 분석에 따르면 본 상류 하천지역은 생태학적으로 양호한 상태로 잘 유지되는 것으로 평가되었다.

본 연구에서는 미꾸리과 어류인 두 개체군(Ma, Kr)의 생태지표 특성 및 화학적 수질구배를 분석하였고 이를 근거로 기존의 내성도 분류의 타당성을 검토하였다. 각 개체군의 화학적 특성에 따른 분포를 분석한 결과, 모든 수질변수에서 Kr-개체군이 좁은 분포 범위를 보였고 Ma-개체군이 넓은 분포 범위를 보여 Kr-개체군은 깨끗한 수환경을 선호하며 Ma-개체군은 악화된 수환경에 잘 적응하는 것으로 분석되었다. Ma-개체군은 공서어종 중 잡식종, 내성종이 우점하는 것으로 나타났지만, Kr-개체군은 충식종, 민감종이 우점하는 것으로 나타났다. 서식지에 대한 생태적, 물리적 평가를 실시한 결과, Ma-개체군이 낮은 값을 나타내 Ma-개체군 분포지점이 비교적 생물학적 교란이 심하며 물리적 서식지가 악화되어 있는 것으로 나타났다. 이에 따라 Ma-개체군은 수생태계의 변화에 대한 적응력이 뛰어나며 Kr-개체군은 이러한 변화에 예민하게 반응하는 것으로 판단되어 기존 문헌의 내성도 분류가 타당하다는 것을 시사하였다. 본 연구에서 분석한 각 개체군의 분포특성은 어류를 이용하여 수생태계를 평가하는데 있어 중요한 자료가 될 것으로 사료된다.

본 연구는 금강의 백제보에서 2012년 10월 중∙하순 발생된 어류폐사 전∙후의 어종 분포 및 길드분석을 통 한 어류 군집특성 비교 및 생태건강도 평가모델(IBI)을 이용하여 생태건강도 특성을 평가하였다. 백제보 상∙하류 구간에서 채집된 어류는 총 32종이었으며, 이들 중 한국고유종은 10종으로 35%를 차지하였다. 외래종은 3종 이었고, 폐사 후(Af) 0.4%까지 감소하였다. 우점종은 폐사 전(Bf) 끄리(13%), 폐사 후(Af-I, Af-II, Af-III) 몰개(17%)로 나타났다. 폐사 후(Af-I) 생체량은 폐사 전(Bf)과 비교해 1/10 수준으로 감소한 것으로 나타났다. 대형종인 붕어의 생체량은 어류폐사 이후 98%가 감소하였고 이후 시간이 경과하면서 폐사 전 수준으로 회복하였다. 중형종인 끄리는 지속적으로 감소하였고, 소형종인 밀어는 꾸준히 증가한 것으로 나타났다. 군집분석 결과에 따르면, 종 풍부도 지수, 종 균등도 지수, 종 다양도 지수는 폐사전(Bf)에 가장 높게 나타났고, 이후 감소하였다. 어류의 내성도 길드분석에 따르면, 내성종(TS)은 67%로 가장 높은 출현빈도를 나타냈고, 반면 민감종(SS)은 2%로 나타나 가장 낮은 출현빈도를 보여, 생태계가 악화 된 것을 나타냈다. 백제보에서 생태건강도 평가에 따르면, IBI 모델 값은 17.5로 보통상태로 진단되었다. 종합적으로, 어류폐사는 어류 종 성분, 어류군집 구조 및 트로픽 길드/ 내성도 길드 지표 특성에 큰 영향을 미친 것으로 나타났으며, 점차 회복하는 것으로 나타났다. 따라서 백제보에서의 대규모 어류폐사를 예방하기 위해서는 지속적인 생태모니터링이 중요하다고 사료된다.

본 연구는 식물성 플랑크톤의 1차 생산력에 대한 N:P ratio의 영향을 분석하기 위해 “영양염 첨가실험(NEBs)”을 실시하였다. 영양염 첨가실험(NEBs)에 의한 N:P Ratio의 영향은 대청호에서 측정된 수질데이터와 비교분석하였다. 단기 영양염 첨가실험 결과, 인 (P)을 첨가한 처리군들 (N:P Ratio=5, 15, 20, 30)에서의 1차 생산력의 반응이 대조군 (Control)과 인(P)을 첨가한 처리군 (N:P Ratio=80, TV), 질소(N)를 첨가한 처리군(N:P Ratio=150, TVI)에서보다 높았다. 또한 질소 (N)를 처리한 처리군에서는 대조군과 모든 처리군에서보다 1차 생산력의 반응이 유의하게 작았다. 영양염 첨가실험의 결과, 식물성 플랑크톤의 성장에 인이 제한영양염으로 작용하고 있었으며, 질소첨가 (Spiking N)는 식물성 플랑크톤의 성장을 억제한 것으로 사료된다. 대청호의 영양염 변이 분석 결과, 최소 N:P Ratio에서 엽록소-a의 최대농도가 나타났고, N:P Ratio는 식물성 플랑크톤의 성장에 대한 핵심 조절자로 사료되었다. 본 연구결과를 종합해 볼 때, N:P Ratio가 식물성 플랑크톤의 성장을 조절하는 핵심 인자로 작용 할 것으로 사료된다.

본 연구에서는 2011년 우리나라 10개의 중대형 인공호에서 배스의 우점도에 의한 외래종 영향 및 이에 대 한 어류 군집 구조 분석을 실시하였고, 이들이 출현하는 호수에 대한 이화학적 수질특성을 분석하였다. 10개 인공호에서 출현한 어류는 13과 52종이었으며, 배스의 상대 풍부도는 전체 어종들 중 13%를 차지하여, 출현한 어류들 중 3번째로 높게 우점하는 것으로 나타났다. 이런 결과는 향후 배스가 수체내에서 최상위 포식자로서의 포식압 및 생태적 지위 특성 때문에 많은 인공호들에서는 본 배스의 외래종 번성에 의한 생태계 교란 효과가 극대화 될 수 있음을 제시하였다. 전체 조사 대상 인공호들 중 평택호에서 배스의 상대 풍부도는 60%로서 가장 높게 나타난 반면, 대청호에서 풍부도는 3%로서 가장 낮게 나타났다. 배스 서식지에 대한 이∙화학적 수질분석 결과에 따르면, COD는 평균 4.5±2.5 mg L-1 였고, 총인 (TP) 농도는 0.058±0.047 mg L-1, 총질소 (TN)는 2.2±1.4 mg L-1로 나타났다. 인(P)과 질소(N) 의 농도 분석에 따르면, 평택호, 낙동강하구언, 주남저수지 등의 수체는 부영양화 현상이 높은 것으로 나타났다. 배스의 상대풍부도와 수질자료의 비교분석에 따르면, 두 변수는 통계학적으로 유의한 상관관계 (p.0.05)를 보이지 않았다. 즉, 배스의 분포 및 풍부도 특성은 이 화학적 수질도 중요하겠지만, 이들보다는 여러 타 요인들, 즉, 물리적 서식지 특성, 이용 가능한 먹이양 및 경쟁생물의 밀도 등에 의해 더 영향 받을 것으로 추정되었다.

본 연구에서는 2004~2005년에 금강 중∙하류부의 이∙화학적 수질 특성을 분석하였고, 또한 어종 분포 및 길드분석을 통해 어류 군집특성을 비교 평가하였다. 대부분 수질 변수들은 몬순 장마기(7~8월)의 집중강우로 인해 계절적인 수질변이가 나타났다. BOD의 평균 농도는 각각 평균 1.6 mg L-1 (1차 조사), 4.0 mg L-1 (2차 조사)으로 중류 지점에 비하여 하류지점에서 더 높은 것으로 나타났으며, 계절별로 BOD 농도에서도 하류지점의 변이가 더 큰 것으로 나타났다. 채집된 어류는 총 11과 34종이었으며, 이중 한국고유종에 속하는 종은 7종 (30.3%)이었다. 전체 어종 중 20% 이상의 비율을 보이는 종으로는 피라미가 25.9%, 가 21.5%로 우점하여 나타났다. 국외에서 도입된 외래어종은 떡붕어 한 종만 출현하였고, 개체수 비교풍부도가 1.8%이었다. 회유성 어종으로는 웅어, 뱀장어, 황복 3종이 출현하였다. 군집분석 결과에 따르면, 종 풍부도 지수는 다른 지점에 비해 많은 종이 출현한 최하류 구간 (S6)에서 3.714로 높게 나타났으며, 중류구간 (S4)에서 1.961로 가장 낮게 나타났다. 종 다양도 지수는 중류구간 (S2) 1.01, 하류구간인 (S5)에서 0.507로 나타났다. 어류의 내성도 길드분석에 따르면, 내성종이 전체 중 49%를 차지하였고, 반면 민감종은 4.4%로 나타나 단연 내성종이 우세하게 나타났다. 섭식 길드분석에서는 잡식종은 49%, 충식종은 46.8%으로 유사한 구성비를 보였다.

본 연구에서는 2007년의 금강 중∙하류부의 백마강의 상류에서 하류에 이르는 5개 지점에서 이∙화학적 수질특성을 분석하였고, 그 곳에 서식하는 어류군집의 어종분포 및 길드분석을 통해 군집구조 및 생태건강도 특성을 평가하였다. 전형적인 하류하천인 백마강의 BOD, COD농도는 각각 평균 2.8 mg L-1, 4.0 mg L-1였고, TN, TP의 농도는 각각 5.0 mg L-1, 158 μg L-1로서 이미 부영양 상태로 판정되었으며, 특히 하류 지점에서는 유기물오염 및 부영양화 현상이 뚜렷했다. 5개 지점에서 출현한 어종은 총 19종으로 나타났고, 내성종인 끄리는 가장 높은 상대 풍부도(48%)를 보였다. 백마강에서 민감종의 비율(2.3%)은 낮은 반면 내성종 비율(71.8%)은 높게 나타나 중∙하류 하천에서의 전형적인 길드 변화 현상이 확연히 나타났다. 하천 생태건강도 평가 (IBI)에 따르면, 백마강에서 생물보전지수는 14.8로서 악화상태인 것으로 나타났고, 수질에서 보여준 바와 같이 하류부에서는 극명하게 악화된 것으로 나타났다. 특히 하류구간 (S3~S5)의 낮은 건강도 지수값은 하수종말처리장으로부터 나온 배출수의 화학적 영향이 큰 것으로 사료되었다. 이는 생태건강도 모델값이 수질 특성을 잘 반영하는 객관성 있는 평가기법으로 활용 될 수 있음을 제시하였다. 따라서 백마강의 생태계 보존을 위해서는 향후 이 구간에 대한 하천복원 및 지속적인 생태모니터링이 중요하다고 판단된다.