The risk of various hazardous substances in aquatic environment comprises not only the concentration of substances in the environmental medium but also their accumulation in fish through complex food web and the health risks to humans through the fish. In Korea, the monitoring of residual toxicant in aquatic ecosystems began in 2016 following the enforcement of the Acts on registration and evaluation for the management of chemicals used in daily life (consumer chemical products), and attention has been paid to potentially hazardous substances attributed to them. Recently, studies have been carried out to investigate the distribution of these hazardous substances in the ecosystem and calculate their emission factors. These include the accumulation and transport of substances, such as detergents, dyes, fragrances, cosmetics, and disinfectants, within trophic levels. This study summarizes the results of recently published research on the inflow and distribution of hazardous substances from consumer chemical products to the aquatic environment and presents the scientific implication. Based on studies on aquatic environment monitoring techniques, this study suggests research directions for monitoring the residual concentration and distribution of harmful chemical substances in aquatic ecosystems. In particular, this study introduces the directions for research on trophic position analysis using compound specific isotope analysis and trophic magnification factors, which are needed to fulfill the contemporary requirements of selecting target fish based on the survey of major fish that inhabit domestic waters and assessment of associated health risk. In addition, this study provides suggestions for future biota monitoring and chemical research in Korea.

마을숲은 농촌마을의 대표적 경관이자 녹지 환경으로서의 생태적 기능을 비롯하여 마을의 다양한 문화가 이루어지는 공간 제공의 기능을 가지고 있다. 본 연구에서는 생태계서비스의 개념적 틀을 응용하여 마을숲의 가치를 측정할 수 있는 평가 지표를 도출하고자 하였다. 먼저 생태계서비스 평가와 관련한 국제 기준의 검토를 통하여 평가지표로 공급, 조절, 지지, 문화의 4개 대분류를 설정하고 28개의 세부항목을 설정하였다. 마을숲과 관련된 21개의 문헌에서 나타난 마을숲의 기능, 역할, 효과 등을 평가 항목에 맞추어 분류하고 각 유형별 세부 내용을 고찰하였다. 과거와 현재의 마을숲 기능을 고려하여 전문가 브레인스토밍을 통해 4개 유형 24개의 평가 항목을 선정하였다. 도출된 평가 항목으로 4개 마을숲의 주민을 대상으로 중요도를 평가하여 신뢰성을 분석한 결과 24개 문항의 크론바흐 알파 계수가 0.857로, 신뢰성이 높은 수준이나, 공급의 3개 항목, 지지의 1개 항목을 제외하면 신뢰성이 더 높아진다. 또한 각 항목별로 중요도를 분석하면 공급기능은 중요도가 보통보다 낮은 수준이었으며 이는 현재 마을숲에서의 공급기능은 거의 이루어지지 않기 때문인 것으로 판단된다. 신뢰도와 중요도의 결과를 바탕으로 최근 마을숲에서 중요도가 낮은 공급 기능 3개 항목과 신뢰성이 낮았던 지지 기능 1개 항목 등 4개 항목을 제외한 20개 항목을 마을숲의 생태계서비스 평가지표로 도출하였다.

생물다양성협약(CBD)에서는 전 지구적으로 발생하는 환경문제의 대응방안으로 육상의 17%를 보호지역으로 지정 하도록 할 것을 권고하고 있다. 우리나라도 국제적 수준에 맞춰 보호지역을 지정하고 보호지역 지정이 가지는 의미를 설명할 필요성이 생겼으며, 이에 따라 생태계서비스에 관한 연구의 필요성이 요구되고 있다. 우리나라는 보호지역 지정을 자연공원법에 의해 위계별로 국립공원, 도립공원, 군립공원으로 지정하고 있다. 그러나 정치, 행정적 측면이 우선시되면서 생태계서비스 가치평가 연구 및 서식지 관리가 국립공원에 편중되어 도립 및 군립공원은 다소 미비하여 연구의 필요성이 있다. 본 연구에서는 국립공원에 비해 서식지 관리 및 생태계서비스 가치평가 연구가 미비한 가지산도 립공원을 대상으로 InVEST 모델 중 InVEST Habitat Quality 모델을 사용하여 서식지 질을 평가하고, 분석 결과를 16개의 산악형 국립공원과 비교하였다. 분석 결과 가지산도립공원의 서식지질 값은 0.83이었으며, 주변 지역에 비해 서식질 질이 높게 나타났다. 3개 지구별 서식지질 차이를 분석한 결과 통도사지구와 내원사지구가 0.84, 석남사지구가 0.83으로 나타났고 용도지구별로는 자연보존지구, 자연환경지구, 문화유산지구, 공원마을지구 순으로 서식지질 값이 높게 나타났다. 기존 국립공원 서식지질 분석 결과와 비교한 결과 가지산도립공원은 무등산국립공원 수준의 자연성을 나타내었다. 이러한 결과는 추후 도립공원의 생물다양성 보전 및 생태계서비스 증진을 위한 정책 수립과 관리방안 수립의 객관적인 자료로 활용될 수 있을 것이다.

Ecological occupation in irrigation ponds is a well-acknowledged fact that is essential for biodiversity conservation in agricultural ecosystems. However, there are few studies on the ecological functions and relationship between a paddy field and irrigation using macroinvertebrates in an environmentally friendly paddy field. The objective of this study is to identify the community and distribution characteristics of macroinvertebrates in an agricultural paddy field and irrigation pond ecosystems, and to provide basic data on the ecological function of an environmentally friendly paddy field. Macroinvertebrate sampling was conducted from May to September in an agricultural paddy field and irrigation pond in an environment-friendly paddy field in Boryeong city. We conducted a study to identify the distribution characteristics using macroinvertebrate species analysis, such as Functional Feeding Groups (FFGs), Habitat Oriented Groups (HOGs), rarefaction curve, and a two-way dendrogram. A total of 37 species of macroinvertebrates in 28 families, 13 orders were collected study during the period of the investigation. Dominant taxa of macroinvertebrates included Coleoptera, Hemiptera, and Odonata. In terms of FFGs, predators and gathering collectors accounted for approximately 70%, in relation to HOGs, and climbers and swimmers occupied more than 50% from both the paddy field and irrigation pond. With respect to the rarefaction curve, the irrigation pond (July) was high as E (S, 141)=18 species, while the paddy field (May) was comparatively low as E (S, 141)=9 species. In conclusion, our results revealed that macroinvertebrates, such as Notonecta triguttata, Peltodytes intermedius, Appasus major, Laccotrephes japonensis, Appasus japonicus, Sigara substriata, Enochrus simulans, and Sternolophus rufipes, were used as a habitat and spawning ground in both paddy field and irrigation pond. The irrigation pond appears to be a very important spawning ground for macroinvertebrates.

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.

An estuary is an area where a freshwater river or stream meets the ocean. Even before the importance of the value of estuaries was recognized, the estuary was lost because of large-scale conversion by draining, filling, damming, and dredging. In South Korea, 643 estuaries are located, and the total area is 3,248,300 ha, accounting for 32.5% of the total area of South Korea. Over 35% of Korean estuaries are closed estuaries which are only temporally connected with the sea, either permanently or periodically. Since 2008, in order to preserve the estuary ecosystem and solve major issues in the estuary by accumulating knowledge about the estuarine ecosystem, the Ministry of Environment of Republic of Korea has been conducting the “Estuarine Ecosystem Monitoring and Assessment Project”. At 668 sites of 325 estuaries, epilithic diatom, benthic macroinvertebrate, fish, and vegetation are investigated, and the habitat condition of each site is evaluated using the newly developed biotic index. More than 100 researchers annually record 2,097 species of estuaries according to the standardized survey guidelines over the past 14 years and provide strictly managed data necessary for establishing estuaries conservation policies. As a result of bibliometric analysis of 1,195 research articles related to the monitoring and assessment of the estuarine ecosystem, research on pollutants such as heavy metals and sediment control have recently been conducted. “Estuarine Ecosystem Monitoring and Assessment Project” is an ecological monitoring type of long-term mandated monitoring that is usually focused on identifying trends. Although it is difficult to identify the mechanism influencing a change in an ecosystem through long-term mandated monitoring, providing empirical data for supporting evidence-based policy, decision-making, and the management of ecosystems. In order to increase the efficiency of the project, research to investigate the relationship between sediments and pollutants and organisms can be conducted at specific estuaries or sites to compensate for the shortcomings of mandatory monitoring.

황해는 유엔해양법협약 제123조에서 다루는 반폐쇄해로 한국-중국-북한이 주요 연안국이다. 황해는 UN이 지정하는 66개의 광역해 양생태계 중 하나로 자원적 가치가 큰 해역이다. 동 협약 제194조에 따라 자원의 사용 및 수익에 관한 연안국의 권리행사는 국가들 간 직접적 또는 지역기구를 통한 간접적 형식의 협력을 통하여 해양환경보호 및 보전에 관한 권리의무를 이행하는 범위 내에서 이뤄져야 한다. 따라서 월경성 환경오염원의 방지대책에 대한 연안국 사이의 법적 공백은 시의성 있게 다뤄져야 할 사안이다. 이와 관련하여 황해광역해양생태계 (YSLME)는 유엔개발계획(UNDP)의 프로젝트로 2기 사업까지 진행되어왔다. 이 과정에서 황해연안생태계에 대한 한·중 공동과학조사를 통한 월경성진단분석(TDA) 그리고 TDA를 바탕으로 한 전략활동계획(SAP) 수립이라는 성과도 있었지만 북한의 참여가 보장되지 못하였고 SAP의 이행에 관한 실효성 있는 관리체제의 부재라는 한계가 있었다. 이에 본 논문에서는 제3기 YSLME 프로젝트가 나아가야 할 방향으로 연안국 간 구속력 있는 조약체결 방안에 관한 연구를 목적으로 한다. 본 연구는 기존 와덴해 삼국 지역협정 성공요소 분석을 통해 한·중·북 지역협력체의 설립과 운영에 관한 단계적 조약화 방안의 타당성을 검증하였다. 단계적 방안을 살펴보면 선행적으로 삼국 공동선언을 통한 ‘황해삼국협력 위 원회의 설립’, ‘황해삼국협력관리 협정(trilateral treaty) 체결’, 골격조약(umbrella convention)을 모(母)조약으로 하는 ‘이행협정(Implementing Arrangement) 체결’의 3단계로 구분하여 볼수 있다. 단계적 입법을 통해 민감한 정치적 변수가 발생하여도 북한의 안정적 참여 유도와 사회 전 계층의 자발적 참여를 통해 황해해양오염 방지 및 대응에 관한 조약의 지속성 및 일관성을 담보할 수 있을 것이라 기대된다.

The time series data of rotifer community focusing on the species number and total density were collected from 29 reservoirs located at Jeonnam Province from 2008 to 2016 quarterly. The reservoirs had similar weather condition during the study period, but their sizes and water qualities were different. To analyze the temporal dynamics of rotifer community, the medians, ranges, outliers and coefficient of variation (CV) value of rotifer species number and abundance were compared. For the temporal trend analysis, time series of each reservoir data were compared and clustered using the dynamic time warping function of the R package “dtwclust”. Small-sized reservoirs showed higher variability in rotifer abundance with more frequent outliers than large-sized reservoirs. On the other hand, apparent pattern was not observed for the rotifer species number. For the temporal pattern of rotifer density, COD, phytoplankton abundance fluctuation, and cladoceran abundance fluctuation have been suggested as potential factor affecting the rotifer abundance dynamics.

월동기 논과 논두렁에서 서식하고 있는 다양한 절지동물의 발생밀도를 조사하여 생물다양성에 대한 정보를 제공하고자 본 연구를 수행하였다. 동력흡충기를 이용하여 논과 논두렁에서 각각 5지점씩 50×50 cm 격자 내에 있는 지표면과 식물을 흡입하여 채집하였다. 논과 논두렁에서 채집한 총개체수는 41,197개체였으며, 대부분 Collembola, Hemiptera, Diptera가 많이 채집되었다. 영농형태별 유기농법 재배지와 관행농법 재배지에서의 절지동물 출현패턴은 거의 유사하였으나 채집된 개체수는 유기농법 재배지에서 더 많았다. 종다양성지수, 종풍부도지수, 종균일도 지수는 논보다는 논두렁에서 모두 높게 나타났고, 시기별로 큰 차이를 보였는데 이는 통계적으로 유의하였다(P < 0.05).

이 연구는 생태복원을 하는 데 있어서 식물종을 사용하는 현황을 파악하는 것이 주된 목적이다. 이를 위해서 최근 6년간 수행된 생태계보전협력금 반환사업 58개소에 대한 식재 도면을 수집하여 분석하였다. 식재한 식물의 분석은 준공 및 설계도면을 이용하여 전체 선정 현황과 함께 성상별, 규격별, 식생 기후대별, 육상 및 습지의 서식처별, 자생식물과 재배식물로 구분하여 빈도분석을 하였다. 조사 및 분석 과정에서 식물 이름이 잘못된 경우가 많아서 이에 대한 분석도 함께 실시하였다. 58개 대상지에서 식재에 사용한 식물은 282 분류군이었으며, 교목류는 91종, 관목류는 69종, 만경목 11종, 초본류는 111종으로 나타났다. 전체적으로 가장 많이 사용한 식물종은 조팝나무, 팥배나무, 상수리나무, 잔디, 좀작살나무와 병꽃나무 순으로 나타났다. 교목 중에서는 팥배나무, 상수리나무, 이팝나무, 느티나무, 산수유 순이었으며, 관목류는 조팝나무, 병꽃나무, 좀작살나무, 산철쭉, 화살나무 순이었다. 초본류는 잔디, 구절초, 벌개미취, 물억새, 수크령 순이었다. 식생기후대별 분석에서는 온대중부산림대와 난대수림대 모두에서 조팝나무, 좀작살나무 순으로 많이 사용되었 는데, 이러한 패턴은 기후대별 특성을 반영하지 못한 것으로 판단하였다. 서식처별 분석 결과, 습지에서는 물억새와 털부처꽃이 가장 많이 사용되었다. 특히 자생식물과 재배식물의 선정 비율이 76% 대 24%로 재배식물의 선정 비율도 높게 나타났다. 또한 도면에 적시된 식물명은 국가표준식물목록 및 국가생물종목록에 나타나지 않는 보통명을 많이 사용하고 있었는데, 앞으로 식물명에 대한 올바른 사용이 필요한 것으로 나타났다. 앞으로 생태복원을 위한 식재 식물의 사용과 관련해서는 선정 식물의 다양화와 함께 기후대의 특성을 고려한 식물 선정, 생태복원에 사용하는 식물 규격을 낮추는 접근 방법이 필요한 것으로 나타났다. 또한, 습지식물의 경우에는 생태적 특성을 충분히 이해한 접근이 중요했고, 자생식물 중심의 식물 선정을 위해 재배식물 사용 비율을 최소화하는 것들이 필요한 과제로 나타났다.

환경유전자 (eDNA)는 다양한 환경 (수중, 토양, 대기)에 존재하는 생물체로부터 유래된 유전물질을 의미한다. eDNA는 높은 민감도, 짧은 조사시간 등 많은 장점들이 존재하며 이로 인해 생물 모니터링 및 유해생물과 멸종위기 생물을 탐색하는 분야에 다양하게 활용되고 있다. 이러한 eDNA 를 채집하기 위해서는 대상생물 및 대상유전자뿐만 아니라 현장 여과방법 및 eDNA 보존방법과 같이 매우 다양한 항목들을 고려해야 한다. 특히 환경에서 eDNA를 채집하는 방법은 eDNA 농도와 직결되는 항목으로서 적절한 채집방법을 사용하여 eDNA를 채집할 때 정확한 분석결과를 얻을 수 있다. 또한 현장에서 채집한 eDNA를 보존하고 추출하는 과정에서도 정확한 방법을 사용하였을 때 현장에 분포하는 eDNA의 농도를 정확하게 파악할 수 있다. 특히 eDNA 연구를 시작하는 연구자들에게 eDNA 분야는 초기 진입 장벽이 매우 높은 기술로서 이를 위한 기초 자료가 매우 절실하다. 본 연구에서는 본 연구는 eDNA가 수생태계를 연구하기 위한 도구로서 보다 널리 이용되며, eDNA를 이용하기 시작하는 연구자들에게 도움을 주고자 수생태계에서 eDNA를 채집하고 및 운반하는 방법과 실험실에서 eDNA를 추출하는 방법을 소개하고, 보다 간편하고 효율적인 eDNA 채집 도구와 방법을 제시하였다.

국내 생태계의 환경유전자 적용도 가속화되고 있으나 생산된 데이터를 처리하고 분석하는데 한계를 느끼고 있으며, 분석 생산된 생물데이터의 신뢰성에 대한 의구심이 제기되기도 하고 시료 매체 (대상 시료, 물, 공기, 퇴적물, 위내용물, 분변 등) 간의 방법에 따른 차이와 분석 방법의 정량화와 개선 등이 필요한 상태이기도 하다. 따라서 국내 생태계의 환경 유전자를 활용한 생물다양성 연구의 신뢰성과 정확성을 확보하기 위해서는 생태분류학으로 축적된 데이터베이스를 적 극적으로 활용하여 검증 절차를 거치고, 유전자 서열 분석으로 높아진 데이터의 해상력을 전문가들이 검증하는 과정이 반드시 필요하다. 환경유전자 연구는 분자생물학적인 기술 적용으로만 해결될 수 없으며, 생산된 데이터의 신뢰성을 확보하기 위한 생태-분류-유전학-인포메틱스 등 학제 간의 연구 협력이 중요하며, 다양한 매체를 다루는 연구자들이 함께 접근할 수 있는 정보 공유 플랫폼이 절실한 분야이며, 발전의 속도도 급격하게 진행될 것이고 축적되는 데이터는 수년 내에 빅테이터로서 성장할 수 있을 것으로 기대된다.