우리나라 여러 해양환경 지역으로부터 확보한 370주의 해양세균, 균류, 미세조류로부터 기초생 리활성(항산화, 항염, 항균, 항암, 항바이러스)을 조사하여 채집지, 분리원, 종(種) 수준에서의 활성결과를 비교하였다. 해양세균의 경우, 일반적으로 유용성이 많이 알려진 Streptomyces 속 과 Bacillus 속에 속하는 균주들이 두드러진 강한 효능이 관찰되었고, 주로 해양퇴적물로부터 유용한 자원을 분리할 수 있었다. 해양균류와 미세조류의 경우에도 종 특이적으로 활성이 강 하게 나타나는 결과를 확인할 수 있었고, 효능 특이적으로 활성을 보이는 결과도 얻을 수 있었 다. 이러한 결과를 바탕으로 추후 특정질병에 선택적으로 효능을 보이는 화학물질 연구 또는 자원 기반 연구 수행 시 유용성을 전제로 한 자원 확보 전략 수립과 산업 활성화를 위한 전 략소재로 우선적 접근이 용이할 수 있는 연구결과라 생각된다. 또한, 이들 결과를 해양바이오 뱅크를 통한 분양소재로 활용함으로써 학계, 산업계에서 활용하여 해양바이오산업 활성화에 좀 더 빠른 접근을 도울 수 있다고 생각한다.

In stream ecosystem assessment, RIVPACS, which makes a simple but clear evaluation based on macroinvertebrate community, is widely used. In this study, a preliminary study was conducted to develop a RIVPACS-type model suitable for Korean streams nationwide. Reference streams were classified into two types (upstream and downstream), and a prediction model for macroinvertebrates was developed based on each family. A model for upstream was divided into 7 (train): 3 (test), and that for downstream was made using a leave-one-out method. Variables for the models were selected by non-metric multidimensional scaling, and seven variables were chosen, including elevation, slope, annual average temperature, stream width, forest ratio in land use, riffle ratio in hydrological characteristics, and boulder ratio in substrate composition. Stream order classified 3,224 sites as upstream and downstream, and community compositions of sites were predicted. The prediction was conducted for 30 macroinvertebrate families. Expected (E) and observed fauna (O) were compared using an ASPT biotic index, which is computed by dividing the BMWPK score into the number of families in a community. EQR values (i.e. O/E) for ASPT were used to assess stream condition. Lastly, we compared EQR to BMI, an index that is commonly used in the assessment. In the results, the average observed ASPT was 4.82 (±2.04 SD) and the expected one was 6.30 (±0.79 SD), and the expected ASPT was higher than the observed one. In the comparison between EQR and BMI index, EQR generally showed a higher value than the BMI index.

The community temperature index (CTI) reflects the temperature and environmental preferences of the community. We investigated the distribution patterns of major aquatic insect assemblages (Ephemeroptera, Plecoptera, and Trichoptera; EPT) based on CTI in streams of South Korea. We selected unpolluted 151 study sites at upper streams (less than 3rd) with less than 1.5 mg L-1 of biochemical oxygen demand. Study sites were clustered into six groups based on the similarities of their EPT composition. All three orders showed a continuous decrease in the number of species as CTI increased, especially in Plecoptera. In addition, the functional feeding groups were also significantly changed according the CTI changes. Temperature tolerance range of each group’s indicator species varied according to the CTI of the group. Finally, changes of CTI reflected differences of EPT assemblages according to the differences of environmental condition including temperature. Therefore, CTI can be applied to the evaluation and preservation of stream ecosystems and prediction of community changes due to climate change.

In this study, 46 reservoirs in South Korea were characterized based on heavy metal concentration in sediments. We analyzed the relationship between heavy metal concentrations, physicochemical water quality and hydromorphological factors in each reservoir. Study reservoirs were classified into five groups of reservoirs, by hierarchical cluster analysis based on the similarities of heavy metal concentration. Group 1 had the most severe sediment heavy metal contamination among the groups, whereas Groups 2 and 3 showed low levels of heavy metal contamination. Group 4 displayed high value of Ni, and Group 5 showed high contamination of Pb, Cu, Cr, Ni, and Hg. Groups 1 and 5, which had high concentration of heavy metals in sediments, showed a high density of mines in the catchment of reservoirs. Heavy metal concentration was high in reservoirs with large capacity or the ones located at higher elevation, and also highly related with number of mines in the catchment of reservoir. This study can contribute to the systematic management of sediment heavy metals in reservoirs.

Understanding the characteristics of reservoir water quality is fundamental in reservoir ecosystem management. The water quality of reservoirs is affected by various factors including hydro-morphology of reservoirs, land use/cover, and human activities in their catchments. In this study, we classified 83 major reservoirs in South Korea based on nine physicochemical factors (pH, dissolved oxygen, chemical oxygen demand, total suspended solid, total nitrogen, total phosphorus, total organic carbon, electric conductivity, and chlorophyll-a) measured for five years (2015~2019). Study reservoirs were classified into five main clusters through hierarchical cluster analysis. Each cluster reflected differences in the water quality of reservoirs as well as hydromorphological variables such as elevation, catchment area, full water level, and full storage. In particular, water quality condition was low at a low elevation with large reservoirs representing cluster I. In the comparison of eutrophication status in major reservoirs in South Korea using the Korean trophic state index, in some reservoirs including cluster IV composed of lagoons, the eutrophication was improved compared to 2004~2008. However, eutrophication status has been more impaired in most agricultural reservoirs in clusters I, III, and V than past. Therefore, more attention is needed to improve the water quality of these reservoirs.

국내 멸종위기 어류 25종의 먹이원을 문헌 조사한 결과, 먹이원은 20문, 31강, 58목, 116과, 154속으로 나타났다. 먹이원 중 가장 많은 어류가 섭식한 먹이원은 분류군에 따라 절지동물문, 곤충강, 파리목, 깔따구과로 조사되었으며, 식물류 먹이원은 돌말문, 윷돌말강, 반달돌말목, 반달돌말과로 조사되었다. 계층적 군집분석과 NMDS를 이용하여 멸종위기 어류 20종의 먹이원 유형화 결과, 어류를 주로 포식하는 충식성 어류와 식물플랑크톤을 섭식하는 어류 2가지 유형으로 나타났다. 네트워크 분석의 허브 점수가 높은 먹이원은 파리목, 하루살이목, 날도래목, 강도래목, 딱정벌 래목으로 나타났으며 식물류 먹이원 중 허브 점수가 높은 쪽배돌말목과 반달돌말목, 김발돌말목으로 조사되었다. 먹이원 폭이 큰 어류는 연준모치 (PP)와 열목어, 좀수수치, 가는돌고기, 꼬치동자개, 퉁사리, 묵잡자루, 미호종개로 Bi 지수 값이 0.3 이상으로 조사되어 다양한 먹이를 먹는 것으 로 조사되었다. 반면, 금강모치, 부안종개, 감돌고기, 흰수마자, 다묵장어, 돌상어, 얼룩새코미꾸리, 북방종개는 Bi 지수 값이 0.1 이하로 조사되어 먹이원 다양성이 낮게 조사되었다.

유사한 시기에 조사된 다른 위도의 저서성대형무척추동물 군집 구조의 시공간적 차이를 비교한 결과, 평창 조사지역에서는 3문 5강 12목 44과 69분류군 13,042개체, 완도 조사지역에서는 4문 5강 12목 37과 52분류군 8,887개체가 채집되었다. 평창이 완도보다 다양도와 균등도 또한 높게 나타났다. 우점종은 평창에서는 두점하루살이로 나타났고, 완도에서는 길쭉하루살이로 서로 달랐다. 집괴 분석 결과 평창과 완도 조사지역의 군집 특성이 명확하게 나누어졌으며 지역 내에서는 대체로 계절성의 영향이 컸다. 지표종 분석에서는 총 4종의 지표종이 선정되었으며 대체로 해당 조사시기 및 지점에만 나타난 종이 선정되었다. 기능적 군집으로는 주워 먹는 무리인 깔따구류를 제외하였을 때 평창 조사지점에서는 긁어먹는 무리가 가장 많았다. 완도 조사지점에서는 주워 먹는 무리가 가장 많았으며 평창 조사지역에 비해 걸러먹는 무리의 비율이 더 높았다. 군집 온도지수 산출 결과 평창이 9.8℃, 완도가 11.0℃으로 평창의 군집이 더 낮은 온도를 선호하는 것으로 나타났다. 이는 서식지 온도 특성이 저서성대 형무척추동물 군집 구성에 크게 영향을 미치고 있음을 반영해 주었다.

국내 담수 어류 12과, 28속, 45종의 먹이원을 문헌 조사 한 결과, 동물류 먹이원은 16문, 24강, 54목, 126과, 212속으로 조사되었으며 식물류 먹이원은 10문, 18강, 42목, 63과, 82속으로 나타났다. 동물류 먹이원 중 가장 많은 어류가 섭식한 먹이원은 분류군에 따라 절지동물문, 곤충강, 파리목, 깔따구과로 조사되었으며, 식물류 먹이원은 돌말문, 윷돌말강, 반달돌말목, 반달돌말과로 조사되었다. SOM을 이용하여 45종 어류의 유형화 결과, 어류를 주로 포식하는 어류와 저서무척추동물을 포식하는 어류, 동물플랑크톤을 섭식하는 어류, 식물플랑크톤을 섭식하는 어류, 잡식성 어류 5가지 유형으로 나타났다. 네트워크 분석의 허브 점수가 높은 상위 5종의 어류는 블루길, 몰개, 수수미꾸리, 남방 종개, 새코미꾸리 순으로 나타났으며 먹이원 중 허브 점수가 높은 상위 5 종류의 먹이원은 파리목, 하루살이목, 이지목, 김발돌말목, 쪽배돌말목 순으로 조사되었다.

본 연구는 우리나라 하천 내 주요 외래어류 종인 떡붕어 (Carassius cuvieri), 배스 (Micropterus salmoides), 블루길 (Lepomis macrochirus)에 대한 국내 서식 환경을 확인하고, 어류 군집에 대한 영향을 분석하였다. 해당 외래어류종은 모두 어류 종수가 많고 종다양성이 높은 곳에 주로 서식하였다. 각 외래어류의 개체수가 증가할 때, 전체 어류의 출현 종수 및 개체수는 감소하여 어류 군집에 부정적인 영향을 보여주었다. 또한 생물 연결망을 구성한 결과, 하천 내 떡붕어는 쏘가리와 우리나라 고유종인 참갈겨니, 참 중고기 등과, 배스와 블루길은 가물치 및 쏘가리와 고유종인 참중고기와 줄납자루 등과 낮은 출현 유사성을 보였다. 그리고 외래어류 3종 모두 각각의 연결망을 구성하는 다수의 어류들과 낮은 출현 유사성을 보여, 잠재적으로 외래 어류에 의한 어류 군집 내 피해 및 교란이 크게 나타날 것으로 예상되었다. 본 연구의 결과, 국내 하천생태계 내 유입된 지 50년 가까이 지난 외래어류 3종은 여전히 하천 내 어류 군집과 국내 고유종에 부정적인 영향을 미치고 있었다. 따라서 하천 내 외래어류에 대한 지속적인 모니터링과 관리가 요구된다. 차후 다양한 외래어류 및 하천생태계 내 생물분류군에 대한 통합적 연구가 수행된다면, 하천생태계 전반에 대한 외래어류의 영향 평가 및 구체적인 생물 자원 관리 방안 마련이 가능할 것이다.

본 연구에서는 간벌 이후 지표 절지동물 군집의 장기적인 변화를 확인하기 위해, 잣나무조림지에서 간벌 전후에 조사되었던 과거 지표 절지동물 군집 자료와 간벌처리 10년 후인 2018년에 채집한 군집 자료를 비교하였다. 조사지역에서는 간벌 이후 10년이 지났으나 여전히 간벌처리에 따른 서식 환경 (유기물 깊이, 지표면 식생 피도, 울폐도)의 차이가 나타났다. 2018년 조사된 절지동물 군집은 곤충강 파리목, 벌목, 딱정벌레목, 톡토기강 톡토기목, 거미강 거미목 순으로 우점하였고, 간벌처리 조건 중 강도간벌에서는 거미강 거미목, 곤충강 딱정벌레목과 벌목이, 약도간벌에 서 톡토기강 톡토기목과 곤충강 파리목이 가장 많이 나타났다. 간벌 직후인 2008년에 비해 2018년 곤충강 딱정벌레목과 파리목, 벌목, 갑각강 등각목의 개체수는 감소하였고, 곤충강 노린재목과 메뚜기목의 개체수는 증가하였다. 2018년의 지표 절지동물 군집은 간벌 이전인 2006년 군집에 비해, 간벌 직후인 2008년 군집과 유사한 것으로 나타났다. 본 연구는 지표 절지동물 군집의 변화를 조사지역 및 간벌처리 조건에 따라 나타내어, 차후 산림 내 간벌 계획 작성 또는 간벌을 이용한 산림 자원 관리에 대한 기초 자료를 제공한다. 이후로 다양한 간벌처리지 내 조사 등이 수반된 추가 연구가 수행된다면, 간벌로 인한 산림 절지동물 군집 변화를 더욱 명확하게 규명할 수 있을 것이다.

본 연구는 우리나라에서 외래종인 왕우렁이의 분포와 확산에 있어 영향을 미친 환경 및 인위적 요소를 분석하기 위해, 국내 왕우렁이 분포지역 및 관련 사회정책적 자료를 수집하여 분석하였다. 조사된 국내 왕우렁이 서식지 중 대부분은 고도 및 경사가 낮고, 농경지 인근에 위치하고 있었다. 이러한 왕우렁이 서식지의 특성은 친환경 농업이라는 인위적 활동에 의한 왕우렁이 확산 및 분포와 관련이 있는 것으로 판단된다. 우리나라에서는 왕우렁이와 관련하여 왕우렁이 농법의 국가적 장려, 왕우렁이 농법에 대한 국가 보조금 폐지, 생물다양성법 제정 등과 같은 정책적 변화와 친환경 농산물을 중시하는 웰빙 열풍 등 다양한 정책적, 사회적 사건이 발생하였다. 본 연구에서 확인한 왕우렁이의 확산 양상은 사회적 요소 중 유기농 농산물의 재배면적과 비율, 내수면 왕우렁이 생산량과 매우 유의한 상관관계를 보여, 왕우렁이 확산에 대한 인간 활동의 영향을 보여주었다. 이미 뉴트리아, 미국선녀벌레 등 많은 외래생 물종이 우리나라로 유입되고 있는 가운데, 왕우렁이와 같이 인위적 생물 확산이 반복되지 않도록 충분한 제도적 대책 보완과 함께 외래생물에 대한 범국민적 인식 제고가 필요하다.

군집지수와 FD와의 상관분석 결과 FD는 군집지수 중 Shannon 다양도와 가장 높은 상관성을 보였다. 조사지점은 환경 특성에 따라 6개의 그룹으로 나누어졌으며, 고도에 따라서 뚜렷한 차이를 보였다. 이에 따라 고도가 높은 그룹 1은 산림의 비율이 많고 좋은 수질을 보였으나 고도가 낮은 그룹 6은 수질이 양호하지 않았다. 환경 구배에 따른 조사지역 그룹과 군집지수와 FD의 연관성 분석을 위해 NMDS를 시행하였으며 그룹 1~3에서 FEve를 제외한 모든 지수가 높았다. 그룹 간의 종구성은 그룹 1~3에는 하루살이목, 날도래목, 강도래목이 높았으며, 그룹 4, 5에는 잠자리목, 딱정벌레목이 주요하게 나타났다. 생물학적 형질은 그룹 1~3에서 생식기간이 길고, 이동성이 낮은 형질 특성을 보였으며 생물의 저항력 전략을 잘 보여주었다. 반대로 그룹 4~6은 생식기간이 짧고, 이동성이 높은 회복력의 전략을 뚜렷하게 반영해 주었다. 수질의 오염도가 낮은 상류는 교란의 빈도가 적고 공간적으로 높은 이질성을 가졌으며 생물이 주로 저항성 전략을 보였으며 생물이 서식지에 오래 머무를 수 있어 기능적, 구조적 생물다양성이 높게 나타났다. 반대로 수질의 오염도가 높은 하류는 교란의 빈도가 높고 공간적으로 균질성이 높으며 생물은 주로 회복력의 전력을 보여 교란에 의해 이동하거나 회피할 수 있는 휴면기, 고치, 세포, 알 등의 독특한 형태를 갖는 반면 생물다양성은 낮게 나타났다. 본 연구를 통해 저서성 대형 무척추동물의 기능적 다양성은 수서 생태계 환경과의 관계를 잘 설명해 주었다. 따라서 생물의 형질을 이용한 기능적 다양성은 잠재적으로 수생태계 건강성 평가에 효과적으로 이용될 수 있을 것이다.

The red swamp crayfish (Procambarus clarkia) originated from the North America distribute widely as invasive species throughout the world including Europe, Asia, Africa, North America and South America. The red swamp crayfish is also an invasive species in South Korea. We aimed to characterize the occurrence and distribution pattern of the red swamp crayfish, and evaluate the potential distribution of this species in South Korea. In South Korea, the red swamp crayfish was firstly reported in Seoul in 1996, and recently its occurrence is frequently reported at streams or reservoirs at different regions, showing the expansion of its distribution area. The red swamp crayfish has high potential to occur in the nationwide scale in South Korea because of their biological adaptation, effects of climate change, changes of their habitat condition, and various types of human activities. Finally, our results revealed the necessary to conduct an extensive field survey, to keep up a monitoring program for the occurrence of alien species, and to implement a strategy to prevent the dispersal of alien species in the natural ecosystems.

The distribution of benthic macroinvertebrates was investigated at 1,157 sites of 7 main water systems in Korea, including 442 sites of Han River system (Namhan River, Bukhan River, Han River main stream, Anseongcheon, etc.), 305 sites of Nakdong River system (Nakdong River, Hyeongsan River, Taehwa River, etc.), 199 sites of Geum River system (Geum River, Sapgyocheon, Mangyeong River, Dongjin River, etc.) 102 sites of Seomjin River system (Seomjin River), 102 sites of Yeongsan River system (Yeongsan River, Tamjin River, etc.), and 7 sites of Jeju stream system. A total of 151 families were found in the whole survey sites, including 141 families in Han River, 122 in Nakdong River, 115 in Geum River, 106 in Seomjin River, 113 in Yeongsan River, and 50 in Jeju. Chironomidae (20.8%) was the most dominant species in Korea, followed by Hydropsychidae (17.1%), Baetidae (12.6%), Tubificidae (10.3%), Heptageniidae (8.6%), Ephemerellidae (6.3%), Asellidae (2.7%), Leptophlebiidae (2.4%), Planariidae (1.7%), and Tipulidae (1.6%). Substrates compositions consisted of large sand (22.6%), large gravel (18.4%), silt (10.5%), and boulder (8.2%). The mean stream width was 133.5 m and the mean watercourse width was 61.7 m. The mean water depth and velocity were 30.2 cm and 33.1 cm s-1, respectively. Results of cluster analysis based on distributional characteristics of benthic macroinvertebrates were divided into six groups according to the frequency of benthic macroinvertebrate taxa which appeared in the study area. Finally, altitude, current velocity and substrate composition were the most influencial factors determining the distribution patterns of macroinvertebrate communities.

Pine wilt disease (PWD) is one of the hazardous pine tree diseases in whole world. In Korea, PWD has been spreading since it was first observed in Busan in 1988. Dispersion of PWD is mainly mediated by its vectors such as Japanese pine sawyer. In this study, we characterized environmental condition including meteorological factors, geographical factors, and land use factors influencing on the occurrence of PWD. The occurrence data of PWD were collected at 153 sites where were the initial occurrence sites of PWD in local government regions such as city, Gun, or Gu scale. We used Akaike Information Criterion (AIC) to evaluate the relative importance of environmental variables on the discrimination of occurrence or absence of PWD. The results showed that altitude, slope, and distance to road were the most influential factors on the occurrence of PWD, followed by distance to building. Finally, our study presented that human activities highly influenced on the long term dispersal of PWD.

가리왕산은 산림유전자원보호구역으로 지정되어 있고, 종다양성이 높으며, 국유림지에서는 다양한 산림관리연구가 진행되고 있다. 본 연구는 1997년부터 2016년도까지 조사된 딱정벌레목을 중심으로 산림관리가 종다양성에미치는 영향을 평가하였다. 자료는 구글 스칼라, 네이버 전문정보를 통해 학술 논문 및 보고서, 국립산림과학원조사 결과 등을 통하여 얻었다. 자료에는 총 52과 473종의 딱정벌레가 기록되었으며, 반날개과와 딱정벌레과가비교적 높게 나타났다. 또한 종풍부도는 계절에 따라 큰 차이를 보여 여름에 가장 높았다. 또한 딱정벌레를 먹이섭식기능군에 따라 구분하였을 때 포식자가 상대적으로 높은 비율을 차지하였으며, 계절에 따라 기능군의 구성이 달라졌다.종다양성은 산림관리가 시행되지 않은 지역에서 가장 높게 나타나 산림관리가 딱정벌레목 종다양성에 크게 영향을미쳤다.

북미 지역이 원산지인 미국선녀벌레는 2005년 국내 분포가 발견된 이후 전국적으로 빠르게 확산되고 있는 침입해충이다. 현재까지 미국선녀벌레에 대해 생활사 등에 대한 생태학적 연구가 많이 이루어 졌으나, 확산과 관련된이동 능력에 관한 연구가 많이 부족한 실정이다. 본 연구는 미국선녀벌레의 확산 능력을 평가하기 위하여 1) 단거리수평 이동, 2) 도약 이동성, 3) 확산성의 실험을 실시하였다. 실험은 실험실내에서 미국선녀벌레를 방사 후 일정기간관찰 진행하였다. 단거리 수평 이동은 미국선녀벌레 60개체를 30 분간 관찰하였다. 그 결과, 이동 거리는 약 260cm, 출발점 기준 직선 이동 거리는 100 cm 이내였다. 80개체를 이용한 도약 이동성 실험에서 평균 비행 시간은10 초였으며, 약 270 cm를 도약하였다. 마지막으로 기주식물 존재 시 미국선녀벌레의 확산성에 관한 실험에선134개체가 2시간 동안 평균 약 3 m를 이동하였으며, 최대 25 m까지 이동하는 개체들이 관찰되었다.

산림은 다양한 곤충에게 먹이원으로서뿐만 아니라 서식지로서 중요한 역할을 한다. 따라서 산림 벌채는 산림에 서식하는 생물들의 서식공간과 먹이자원에 영향을 주어 생물다양성이 변하게 한다. 이 연구에는 강원도 평창군 남병산일대의 낙엽송림에서 벌채 정도에 따른 나방의 다양성을 비교분석하였다. 나방조사는 유아등을 이용하여 5월부터 10월까지 매월 1회 실시하였다. 나방의 종수 및 개체수는 벌채가 되지 않은 참나무림에서 가장 높았으며, 다음으로 벌채가 되지 않은 낙엽송림에서 높았다. 개벌지 및 군상벌채지에서는 종다양성이 크게 감소하였다. 비벌채지 에서는 목본류를 섭식하는 종의 비율이 높았으며, 벌채지에서는 초본류 섭식종의 비율이 높았다. 다변량분석 결과 벌채지와 비벌채지가 명확하게 구분되었다.