Benthic attached diatoms (BADs), a major primary producer in lotic stream and river ecosystems are micro-sized organisms and require a highly magnified microscopic technique in the observation work. Thus, it is often not easy to ensure accuracy and precision in both qualitative and quantitative analyses. This study proposed a new technique applicable to improve quality control of aquatic ecosystem monitoring and assessment using BADs. In order to meet the purpose of quality control, we developed a permanent mounting slide technique which can be used for both qualitative and quantitative analyses simultaneously. We designed specimens with the combination of grid on both cover and slide glasses and compared their efficiency. As a result of observation and counting of BADs, the slide glass designed with the color-lined grid showed the highest efficiency compared to other test conditions. We expect that the method developed in this study could be effectively used to analyze BADs and contributed to improve the quality control in aquatic ecosystem health monitoring and assessment.

This study compares the abundance and community structure of zooplankton organisms from pelagic regions, and considers particularly the trophic levels vs. zooplankton abundances and biomass. Zooplankton samples were collected three times from May to November 2022, at 30 temperate lakes and reservoirs, which belong to four different river basins. The total zooplankton abundance, biomass and species index were showed considerable spatial variation. The spatial pattern of rotifer abundance was similar to that of total zooplankton abundance, while there were not showed similar patterns of zooplankton biomass (μg L-1) in lentic ecosystems. The rotifer strongly dominated the zooplankton assemblage in smaller lentic system than that of larger. A total of 130 species of zooplankton were identified (83 rotifers, 34 cladocerans and 13 copepods). The total average of zooplankton abundance and biomass were 213.7±342.3 Ind. L-1 (n=129) and 1382.8±1850.4 μg L-1, respectively. Total and average of zooplankton abundance were usually dominated by the rotifers (>56.9%), while those of zooplankton biomass were dominated by the cladocerans and copepods (>73.6%) in lentic ecosystems. Considering the Trophic State Index (TSI), the factors of zooplankton abundance and biomass were included in between meso- and eutrophic states (27 lakes, 90% of all). The mean abundance and biomass of zooplankton in eutrophic systems were higher than that of meso- and hypertrophic systems. From this result, we suggest that management strategy for the lentic ecosystem water environment has to be focused more on small-sized lakes and reservoirs, in terms of zooplankton assemblages.

We attempted to estimate potential habitats of Clithon retropictus and to determine the community structure of benthic macroinvertebrates by presence of C. retropictus. 2016 to 2018 database of “Survey and Assessment of Estuary Ecosystem Health” by the Ministry of Environment were used to identify the distribution site of C. retropictus. The occupancy model was applied to estimate the potential habitat of C. retropictus. Four diversity indices were used to confirm the community structure of benthic macroinvertebrates. C. retropictus was found in the southern coast area and part of the east coast, and this pattern was consistent with previous studies. Additionally, the occupancy model predicted that a potential habitat of C. retropictus could appear in the west coast area. The community structure of benthic macroinvertebrates was relatively high at the site with C. retropictus than the site without C. retropictus. Therefore, the occupancy model can be considered when conserving C. retropictus inhabiting a limited area. Additionally, C. retropictus can be used to the indicator species that can represent the brackish water environment.

The Bayesian algorithm model is a model algorithm that calculates probabilities based on input data and is mainly used for complex disasters, water quality management, the ecological structure between living things or living-non-living factors. In this study, we analyzed the main factors affected Korean Estuary Trophic Diatom Index (KETDI) change based on the Bayesian network analysis using the diatom community and physicochemical factors in the domestic estuarine aquatic ecosystem. For Bayesian analysis, estuarine diatom habitat data and estuarine aquatic diatom health (2008~2019) data were used. Data were classified into habitat, physical, chemical, and biological factors. Each data was input to the Bayesian network model (GeNIE model) and performed estuary aquatic network analysis along with the nationwide and each coast. From 2008 to 2019, a total of 625 taxa of diatoms were identified, consisting of 2 orders, 5 suborders, 18 families, 141 genera, 595 species, 29 varieties, and 1 species. Nitzschia inconspicua had the highest cumulative cell density, followed by Nitzschia palea, Pseudostaurosira elliptica and Achnanthidium minutissimum. As a result of analyzing the ecological network of diatom health assessment in the estuary ecosystem using the Bayesian network model, the biological factor was the most sensitive factor influencing the health assessment score was. In contrast, the habitat and physicochemical factors had relatively low sensitivity. The most sensitive taxa of diatoms to the assessment of estuarine aquatic health were Nitzschia inconspicua, N. fonticola, Achnanthes convergens, and Pseudostaurosira elliptica. In addition, the ratio of industrial area and cattle shed near the habitat was sensitively linked to the health assessment. The major taxa sensitive to diatom health evaluation differed according to coast. Bayesian network analysis was useful to identify major variables including diatom taxa affecting aquatic health even in complex ecological structures such as estuary ecosystems. In addition, it is possible to identify the restoration target accurately when restoring the consequently damaged estuary aquatic ecosystem.

Recently, quantitative analyses of food web structure based on carbon and nitrogen stable isotopes are widely applied to environmental assessments as well as ecological researches of various ecosystems, particularly rivers and streams. In the present study, we analyzed carbon and nitrogen stable isotope ratios of POM (both planktonic and attached forms), zooplankton, benthic macroinvertebrates and fish collected from 6 sites located at Nakdong River. Samples were collected from upstream areas of 5 weirs (Sangju, Gangjeong- Goryeong, Dalseong, Hapcheon-Changnyeong, and Changnyeong-Haman Weirs) and one downstream area of Hapcheon-Changnyeong Weir in dry season (June) and after rainy season (September). We suggested ranges of their carbon and nitrogen stable isotope ratios and calculated their trophic levels in the food web to compare their temporal and spatial variations. Trophic levels of organisms were relatively higher in Sangju Weir located at upper part of Nakdong River, and decreased thereafter. However, the trophic levels were recovered at the Changnyeong-Haman Weir, the lowest weir in the river. The trophic level calculated by nitrogen stable isotope ratios showed more reliable ranges when they were calculated based on zooplankton than POM used as baseline. The suggested quantitative ecological information of the majority of biological communities in Nakdong River would be helpful to understand the response of river food web to environmental disturbances and can be applied to various further researches regarding the quantitative approaches for the understanding food web structure and function of river ecosystems as well as restoration.

한강수계 남한강의 보 (강천보, 여주보, 이포보) 공사 후 수변부 여울 구간의 물리적 환경의 변화에 따른 유수성 저서동물의 군집 변화를 확인한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 첫째, 보에 의한 여울구간의 소실은 유속, 하상 등 물리적 환경의 변화를 야기하여 수질요인과는 독립적으로 수생태계에 영향을 미칠 수 있다. 둘째, 남한강 보 구간의 수변부 물리적 서식환경의 복합적인 변화는 유수성 분류군의 군집구성에 영향을 미친 것으로 판단된다. 셋째, 저서성 대형무척추동물 유수성 지표 후보종 157 분류군은 수생태계 변화의 원인 분석을 비롯한 하천 수생태계 복원 및 재자연화 등에 유용한 지표로 활용될 수 있을 것으로 기대된다. 넷째, 향후 유속변화에 대한 수생태계 영향을 면밀하게 파악하기 위해서는 분류군별 유속에 대한 저항성 또는 선호도를 바탕으로 한 지표연구가 필요할 것으로 사료된다.

본 연구는 하천 내 하도 자연성이 어류 건강성에 미치는 영향을 알아보기 위하여, 2008~2016년 간 한강권역의 자연사행하천과 하도정비로 직강화된 하천의 수질환경요인과 FAI를 비교 분석하였다. 하도 자연성에 따른 우점종의 출현빈도를 분석한 결과, 자연사행하천에서 민감성 및 충식성 어종이 우세한 반면, 하도 직강화 하천에서는 내성 및 잡식성 어종이 우점하는 빈도가 높은 양상을 보였다. 하도 및 저수로의 직강화로 인해 하도 자연성이 감소함에 따라 FAI가 감소하는 경향을 보였으며, 특히 생태적 어류군집구조 특성이 반영된 메트릭인 민감종수 (M3) 및 충식종의 개체수 비율 (M6)의 감소와 잡식종의 개체수 비율 (M5)의 증가가 FAI 변화에 주요요인으로 나타났다. 하도 자연성 감소에 따른 연도별 FAI 하락은 BOD, TN, TP, 전기전도도, 탁도의 증가와 높은 상관관계를 보여, 하도 및 저수로의 직강화로 인한 수질변화는 물리적 서식환경의 교란과 함께 어류 건강성에 주요 영향요인으로 판단된다.

The present study was conducted from August to December 2016 in a cylindrical water tank with a diameter of 1 m, a height of 4 m and a capacity of 3,000 L. The field water and sediment from the Nakdong River were also sampled for the experimental culture (field water+sediment) and control culture (field water), respectively. In this study, we aimed to investigate phytoplankton succession pattern using the phytoplankton functional group in the enclosed culture system. A total of 50 species in 27 genera including Chlorophyceae (30 species), Bacillariophyceae (11 species), Cyanophyceae (7 species), and Cryptophyceae (2 species) were identified in the experimental and control culture systems. A total of 19 phytoplankton functional groups (PFGs) were identified, and these groups include B, C, D, F, G, H1, J, K, Lo, M, MP, N, P, S1, TB, W0, X1, X2 and Y. In particular, W0, J and M groups exhibited the marked succession in the experimental culture system with higher biovolumes compared to those of the control culture system, which may be related to the internal cycling of nutrients by sediment in the experimental culture system. The principal component analyses demonstrated that succession patterns in PFG were associated with the main environmental factors such as nutrients (N, P), water temperature and light intensity in two culture systems. In conclusion, the present study showed the potential applicability of the functional group for understanding the adaptation strategies and ecological traits of the phytoplankton succession in the water bodies of Korea.

Overwintering and succession of phytoplankton community with physicochemical and biological characteristics were investigated in pilot culture system. Water and phytoplankton samples were collected twice a week from February 23 to June 28, 2016. A total of 17 overwintering taxa including cyanophyceae, chlorophyceae, bacillariophyceae were identified in the experimental group in winter (February), and these overwintering species showed a marked succession pattern along with environment changes. In the process of phytoplankton succession, a total of 56 species in 28 genera were identified in two (experimental, control) pilot culture system. In the experimental group, 52 phytoplankton species in 24 genera were identified, and the number of taxa was highest in chlorophyceae (35 species), followed by Bacillariophyceae (9 species), Cyanophyceae (5 species) and others (3 species). In the control group, 25 phytoplankton species in 14 genera were classified and these taxa consisted of 17 chlorophyceae, 3 cyanophyceae, 2 Bacillariophyceae and 3 others. The standing crops ranged from 40 to 325,450 cells mL-1 in the experimental group, and from 900 to 37,100 cells mL-1 in the control group, respectively. The dominant species were represented by Monoraphidium minutum, Microcystis aeruginosa, Rhodomonas lacustris, Ankyra judai and Chlorella vulgaris in the experimental group; and M. minutum and Coenochloris cf. pyrenoidosa in the control group. In conclusion, overwintering and succession of predominant phytoplankton species developed due to interactions of internal environmental factors (physicochemical and biological factors) in the pilot culture system.

This study was conducted to investigate whether the presence of mcy gene and microcystin production are related to morphological characteristics of Korean Microcystis species. We isolated 6 different species of Microcystis (M. aeruginosa, M. ichthyoblabe, M. flos-aquae, M. novacekii, M. viridis and M. wesenbergii) from drinking water supply dams (Yeongchun, Ankei, Gachang), and used microscopic method for morphological identification, molecular method for amplifying a partial region of mcyB gene and ELISA method for microcystin analysis. In the present study, 80% of M. aeruginosa strains contained mcy gene, followed by 45% (10 strains) of M. icthyoblabe, 33% (1 strain) of M. wesenbergii, and 11% (4 strains) of M. flos-aquae. Each percentage of mcy gene in Microcystis morphospecies was similar to that of microcystin production in Microcystis morophospecies. In conclusion, the present study shows that molecular method using mcy gene primers can be used as an indirect indicator for the monitoring of toxic cyanobacteria (Microcystis).

본 연구는 낙동강 본류에 서식하는 Pectinatella magnifica의 출현양상을 조사하기 위해 발생시기인 2014년 7월~11월 동안 기본 분포조사와 출현밀도가 높은 지역을 대상으로 집중조사를 실시하였다. 그 결과, 낙동강 본류 구간 내 Pectinatella magnifica의 부착기질은 인공적으로 형성된 기질에서 12.3%, 자연기질에서 87.7%로써 자연기질에서 매우 높게 확인되었으나 자연기질에 포함된 식물군락의 특정 종에 따른 선호하는 정도는 유의한 차이를 보이지 않았다. 반면 본 조사 결과에서는 고착대상으로 하는 기질의 분포 정도의 차이는 P. magnifica의 분포 차이에 영향을 미치고 있음을 보여주었다. 그러므로 태형동물이 선호하는 출현기질의 증가는 P. magnifica의 성장 및 분포에 영향을 미치는 요인 중 하나로써 작용될 것으로 사료된다.

낙동강 수계의 20개 저수지 및 습지에서 환경요인에 대한 동물플랑크톤 군집의 영향을 평가하기 위해 계절별 조사를 수행하였으며 다양한 환경 요인에 대한 동물플랑크톤의 영향을 효과적으로 분석하기 위해 Self-Organizing Map(SOM) 분석을 이용하였다. 총 109종의 동물플랑크톤 종이 동정되었으며, 동물플랑크톤의 밀도와 종수는 계절에 따라 상이한 분포를 나타냈다. 특히, 가을은 다른 계절보다 동물플랑크톤의 높은 종수와 밀도를 기록하였다(98종, 603 ind. /L). 윤충류는 다른 환경요소보다 수온과 밀접하게 연관되었으며, 이는 계절에 따른 영향을 크게 받는 것으로 보인다. 지각류와 요각류는 전기전도도, Chl. a, 영양염류(TN, TP) 대해서 영향 받았으며, 이는 오염원 및 먹이원에 영향을 크게 받는 것으로 보인다. 그러나, 용존산소가 높은 정수역에서는 대부분 동물플랑크톤이 낮은 밀도를 보였다. 저수지 및 습지에서 출현하는 동물플랑크톤 군집은 수온이나 영양염류 등의 환경요인에 대해 주로 영향 받는 것으로 평가되었다. 결론적으로 저수지와 습지와 같은 정수역에서 출현하는 동물플랑크톤 군집의 조성 및 밀도는 환경요인과 밀접하게 연관되는 것으로 나타났으며, 환경요인의 변화는 동물플랑크톤의 계절성을 결정하는 중요한 요인인 것으로 평가되었다.

낙동강 상류에 설치된 수중보 2곳(St.1, St.2)과 본류에 설치된 낙단보(St.3) 및 상주보(St.4)의 저서성대형무척추동물 군집구조와 군집안정성을 분석하였다. 조사는 2014년 봄, 여름, 가을 총 3회 수질조사와 병행하여 실시하였다. 분류군별 출현현황은 소형 수중보(St.1, St.2)와 대형 보(St.3, St.4)에서 각각 총 11목 32종, 14목 52종, 13목 34종, 9목 18종이 출현하였다. 군집지수 분석결과, 평균 다양도지수(Hˊ)와 풍부도지수(Rˊ)는 St.2에서 각각 2.65와 2.54로 가장 높았으며, 평균 우점도지수(DI)는 St.4(0.84)에서 가장 높게 나타났다. 섭식기능군(FFG) 분석결과, P(Predator)와 GC(Gathering Collector)의 종수 점유율은 대형보에서 88.0%~90.0%, 수중보에서 64.3%~83.3%로 나타났다. 서식기능군(FHG) 분석결과, 비교적 유수역을 선호하는 종으로 구성된 CL(Clinger)의 점유율이 소형 수중보에서는 32.3%~48.4%로 대형보의 9.7%~25.8% 보다 더 높게 나타났다. 군집안정성 분석결과, 대형 보에서 I 그룹(저항력↑, 회복력↑)과 III 그룹(저항력↓, 회복력↓)에 속하는 종들이 수중보에 비해 각각 더 높은 점유율(75.0% > 70.0%, 16.7% > 14.0%)을 나타냈다. 이화학적 수질요인과의 상관관계를 분석한 결과, 종수 및 개체수는 물리적 환경요인인 pebble입자와 양의 상관성(p<0.05)을 나타냈다. 또한 전기전도도, COD가 종수, 그리고 DO가 개체수와 음의 상관성(p<0.05)을 나타냈다.

본 연구에서는 낙동강의 상주보에서부터 합천창녕보까지의 8개에 보에 대해 2011년부터 2013년 까지의 수온, 적산일사량, 영양염 농도, 식물플랑크톤 군집분포, 기타 수질조사 결과를 이용하여 식물플랑크톤 우점종의 천이특성과 수온과의 상관성, 우점종 상호 간의 영향 등에 대해 고찰하였다. 8개 보 단위의 별 우점종 평가에 있어 총 25개 종이 우점하고 있었다. 봄철에 대발생하는 Stephanodiscus sp.는 우점빈도가 39.4%로서 가장 높았으며 현존량 우점율은 58.6%였다. 여름철에 대발생하는 Microcystis sp.의 우점빈도는 8.5%였고 현존량 우점율은 36.6%였다. 8개 조사지점의 수온차이는 평균 1.83℃로서 지점별 차이는 통계적으로 유의하지 않았다. 분석 대상 우점종 중 수온과 음의 상관성을 보인 것은 Stephanodiscus sp. 1개 종(r=-0.26, p<0.01)이었으며 나머지 7개 종은 양의 상관성이 유의하게 나타냈다(r=0.08~0.28). Stephanodiscus sp.는 2∼18℃의 수온범위에서 높은 개체밀도를 보였고 2℃ 이하에서는 2,000cells ml-1 이하의 적은 개체밀도를 보였다. Stephanodiscus sp.의 봄철 수화현상 다음에 우점하는 종은 Aulacoseira granulata, Fragilaria crotonensis, Cyclotella sp. 등이었으며, Microcystis sp.는 Stephanodiscus sp.의 개체밀도가 감소되는 18℃ 정도에서 개체수 증가속도가 높아졌으며, 수온이 25℃ 이상이 되면 10,000cells mL-1를 초과하기 시작하고 28℃ 이상에서부터 현저하게 증가하여 수화현상이 나타났다. 낙동강에서 광범위한 수온 영역에 적응하고 있는 종은 Cyclotella sp., Aulacoseira granulata, Fragilaria crotonensis 등이었다. 적산일사량과 유의한 상관성을 보인 것은 Aulacoseira granulata 1개 종이었다. Stephanodiscus sp.는 분석대상 우점종 중에 Aulacoseira granulata 및 Aphanizomenon flos-aquae 종과의 상관계수가 각각 -0.12 및 -0.09로서(p<0.05) 음의 상관성이 유의하게 나타났다. Stephanodiscus sp.는 동물성플랑크톤의 요각류 (r=-0.11, p<0.01), 지각류 (r=-0.09, p<0.05) 등과 음이 상관성이 유의하게 나타났다. 따라서 Stephanodiscus sp.는 낙동강에서 동물성플랑크톤의 중요한 섭식원이 되고 있을 것으로 추정된다. 여름철 최대 우점종인 Microcystis sp.는 음의 상관성을 나타낸 다른 우점종은 없었다.

낙동강수계 10개 호소(안동호, 임하호, 용연지, 안계호, 사연호, 대암호, 선암제, 회야호, 우포늪, 주남저수지)에 대하여 2013년 4월과 8월, 2회에 걸쳐 각 호소내의 저서성대형무척추동물 조사를 수행하였다. 10개의 호소 중 우포늪에서 56종으로 가장 많은 종이 출현 하였으며, 사연호에서 10종으로 가장 적은 종이 출현하였다. 전 호소에서 공통적으로 출현한 분류군(order)은 Basommatophora, Archioligochaeta, Decapoda, Ephemeroptera 으로 나타났다. 섭식기능군(FFG)은 임하호를 제외한 전 지점에서 GC의 개체수비율(75.75%∼99.74%)이 가장 높게 나타났다. 군집지수 분석결과, 다양도지수(H′)와 풍부도지수(R′)는 우포늪에서 각각 2.273과 4.062로 가장 높았으며, 우점도지수(DI)는 안동호(0.934), 균등도지수(E′)는 회야호(0.773)에서 가장 높게 나타났다. 군집안정성 분석결과, 전 호소에서 저항력과 회복력이 높은 I 구역에서 높은 종수의 비율(66.67%∼88.24%)을 나타냈다. 각 호소별 유사도 분석을 실시한 결과, 우포늪과 주남저수지가 제 I 유사군으로, 용연지, 안계호, 대암호, 선암제가 제 II 유사군으로, 안동호, 사연호, 회야호가 III 유사군으로 분류되었고, 각각의 유사군에 대하여 낮은 유사성을 보인 임하호는 I 유사군과 27.1%, II 유사군과 32.3%, III 유사군과 35.4%의 유사성을 보였다.

The purpose of this research is to determine the motivational relationship between physical education and arts lesson participation and school life adjustment under the system of 2007 revised curriculum. The motivation of participation in physical educati