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.

Recently, Korean government has introduced Multi Metric Indices (MMI) using various biocommunity information for aquatic ecosystem monitoring and ecosystem health assessment at the national level. MMI is a key tool in national ecosystem health assessment programs. The MMI consists of indices that respond to different target environmental factors, including environmental disturbance (e.g. nutrients, hydrological and hydraulic situation of site etc.). We used zooplankton community information collected from Korean lakes to estimate the availability of candidate zooplankton MMI indices that can be used to assess lake ecosystem health. First, we modified the candidate indices proposed by the U.S. EPA to suit Korean conditions. The modified indices were subjected to individual index suitability analysis, correlation analysis with environmental variables, and redundancy analysis among indices, and 19 indices were finally selected. Taxonomic diversity was suggested to be an important indicator for all three taxonomic groups (cladoceran, copepod, rotifer), on the other hand, the indices using biomass for large cladocerans and copepods, while the indices using abundance were suggested for small cladocerans and rotifers.

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.

본 연구는 낙동강하굿둑 개방으로 인한 하구 인근의 식생 변화를 모니터링하기 위해서 현재 식생에 대해서 조사하고, 하구수변식생평가지수를 통해서 식생의 건강성을 평가하였다. 장기모니터링의 첫 번째 조사로 낙동강하구 인근의 6개 구역에 대해서 2021년 7월과 10월 2차례 수행하였으며, 식생모니터링 및 수생식물, 수변식물, 육상식물의 종조성, 분포밀도 조사를 진행하였다. 조사구역 내에서 확인된 관속식물은 82과 192속 230종 1아종 28변종 3품종 262분류군으 로 파악되었다. KREVI를 통한 식생건강성 평가 결과는 1, 6번 구역이 두 차례 조사에서 모두 ‘매우 좋음’ 등급이었고, 2, 4번 구역은 ‘매우 좋음’에서 ‘좋음’으로 2차 조사결과가 낮게 산정되었으며, 3, 5번 구역은 1차 조사에 비해 2차 조사결과가 1등급 상향되었다. 조사구역 대부분의 건강성 등급이 대체로 높게 평가되었다. 기수역 조성을 위한 수문개 방 후 잠재자연식생의 대부분은 갈대군락으로 이루어질 것으로 예상되며, 수역과 인접한 버드나무군락의 경우 다소 면적이 좁아질 수 있으나 군락 형태를 유지하고, 염분농도가 매우 낮은 내륙지역 담수역의 경우 갈대가 대부분을 차지하며, 일부 물억새, 부들 등의 군락이 분포할 것으로 사료된다. 장기모니터링을 통해 이런 예상되는 변화를 관찰하 며, 건강한 기수역이 조성될 수 있도록 하굿둑 개방 운영방안 등 대책이 수립되어야 할 것으로 판단된다.

Benthic macroinvertebrates are important ecological and environmental indicators as primary or secondary consumers, and therefore are widely used in the evaluation of aquatic environments. However, there are no comprehensive river ecosystem monitoring surveys that link the major physicochemical water quality items with benthic macroinvertebrates in urban streams. Therefore, this study investigated the distribution characteristics of benthic macroinvertebrates and physicochemical water quality items (17 items) in Yangjaecheon and Yeouicheon from 2019 to 2020. At the same time, by applying Spearman’s rank correlation analysis and nonmetric multidimensional scaling (nMDS) analysis in the water quality data and biotic index, we tried to provide basic data for diagnosing the current status of river ecosystems in major urban rivers in Seoul. Based on the study results, a total of 39 species and 3,787 individuals were identified in Yangjaecheon, the water quality (based on BOD, TOC, and TP) of Yangjaecheon was higher than Grade Ib (good), and the BMI using benthic macroinvertebrates appeared as Grade C (normal) at all the sites. In Yeouicheon, a total of 51 species and 4,199 individuals were identified, the water quality (based on BOD, TOC, TP) was higher than Grade Ib (good) similar to Yangjaecheon, and the BMI of both Upstream and Saewon bridge was Grade B (good), while Yeoui bridge was Grade C (normal). Overall, analysis results for the distribution of benthic macroinvertebrates by a nonmetric multidimensional scaling method showed no significant difference between the two streams (p=0.1491). Also, significant environmental variables related to benthic macroinvertebrates distribution were determined as water temperature and DO. On the other hand, the results of the correlation analysis between biotic index and major water quality items confirmed that R1 and BMI could be used for on-site urban river water quality evaluation.

저서동물은 저서환경특성을 나타내는 중요한 지시자로 알려져 있다. 본 연구에서는 무안만 조 하대의 환경 및 저서동물의 분포특성을 조사하였으며, 수질평가지수(WQI)와 저서생물지수 (AMBI)를 이용하여 저서생태계 건강성을 평가하였다. 현장채집은 2019년 하계 무안만 조하대 의 10개 정점에서 이루어졌다. 무안만 조하대는 상부지역이 하부지역에 비해 세립한 입도특성 을 나타내고 있었으며, 높은 유기물 함량을 보였다. 일부 정점에서 오염지표종인 Musculista senhousia, Theora fragilis and Lumbrineris longifolia과 같은 종들도 우점을 나타내고 있었다. 군집분석결과 무안만 조하대는 상부, 중부, 하부 그룹으로 구분되었으며, 유기물 함량과 저서 건강성 평가지수(WQI 및 AMBI)와의 상관결과와 일치하였다. 본 연구결과, 무안만 조하대의 저서생태계는 양호한 것으로 평가되었다. 하지만 저서동물이 균등하게 분포하지 않고, 기회 종이 출현하고 있어 조하대의 유기물 부하량이 증가하고 있는 것으로 보인다.

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.

본 연구는 훼손된 하천 수생태계의 훼손원인을 식별하고 그 전이 과정을 규명하기 위해 수생태계 훼손원인 진단체계를 구축하고 정책적 활용 가능성을 보고자 하였다. 수생태계 현황 조사 및 건강성 평가결과는 하천의 훼손에 대한 전반적인 상황을 알 수 있어 하천 복원 및 관리의 판단 근거로 사용된다. 그러나 하천이 훼손된 원인이나 훼손이 발생하게 된 전이 과정을 고려하지 못한다는 한계를 가진다. 따라서 본 연구에서는 과학적이고 체계적인 진단체계를 제안하여 훼손원인과 그 전이 과정을 규명하였다. 미국, 호주, 유럽의 사례를 분석하여 우리나라에 맞는 진단체계를 제안하였다. 총 8단계로 구성되며, 기초자료 조사, 하천 수생태계 훼손 판단, 훼손 구간 설정, 훼손 유형화 및 잠재적 훼손원인 도출, 본 조사, 주 훼손원인 진단 및 최적 훼손 모델 도출, 종합분석 및 하천 복원방안으로 이루어져 있다. 이러한 진단체계는 하천 생태계의 복잡하고 다양한 특성을 고려하여 훼손원인을 파악할 수 있으며 하천 복원 및 관리 방안을 제시하여 효율적인 의사결정을 지원할 수 있다.

본 연구는 홍천 명개리 열목어 서식지 일대의 어류군집을 이용하여 생태적 건강성 및 물리적 서식지를 평가하고자 하였다. 현지조사는 2018년 7월부터 9월 총 2회 조사를 실시하였다. 조사결과 계방천에서는 7과 15종 771개체, 내린천에서는 4과 13종 348개체로 총 7과 16종 1,119 개체가 확인되었고, 금강모치가 우점, 참갈겨니가 아우점 하였다. 계방천과 내린천의 한국고유종 빈도는 각각 73.33 (11종)%, 76.92 (10종)%의 매우 높은 고유성으로 나타났다. 군집분석 결과 조사지점별 평균 우점도지수는 0.63(± 0.09)∼0.97(±0.01), 다양도지수는 1.63(±0.23)∼0.33(± 0.09), 균등도지수는 0.79(±0.06)∼0.24(±0.07), 풍부도 지수는 0.67(±0.14)∼1.80(±0.16)의 범위로 분석되었다. 내성도길드 분석 결과 민감종의 개체가 95.86∼100.00% 의 개체수 비율로 가장 많은 비율을 차지하였으며, 섭식길드 분석 결과 충식종이 65.09∼98.56%의 개체수 범위로 가장 많은 비율을 차지하였다. FAI 지수는 71.9(±9.4)∼ 96.9(±3.1)의 범위로 ∼B등급으로 확인되었다. QHEI는 119.5(±0.5)∼153.5(±0.5)의 범위인 ‘최적∼양호’ 등급으 로 분석되었다. FAI와 다양한 항목간의 상관성 분석 결과 QHEI, 열목어 출현 개체수, 종수, 개체수, 다양도, 풍부도, 민감종, 육식종, 충식종, 잡식종과는 양의 상관성을 갖는 것으로 나타났으며, 우점도와는 음의 상관성을 갖는 것으로 분석되었다. 유사도 분석 결과 56.9%의 유사성을 기준 으로 Group-A, Group-B, Group-C 세 그룹으로 나뉘었으며, Group-A는 계방천, Group-B는 내린천, Group-C는 계방천과 내린천의 합류부로 구분되었다.

본 연구에서는 2008년 6월과 2009년 5월 조사기간 동안 금강의 상･중･하류부의 14개 지점을 선정해서 이･화학적 수질의 특성을 파악하였으며 어류군집의 분포 및 길드 분석과 어류생물통합지수(Fish Assessment Index, FAI)의 다 변수 8개 메트릭을 이용해 금강 수계의 건강도를 평가하였다. 수질 변수 평균 변화를 분석해 본 결과 중상류지점은 수질변수의 변이양상이 크게 없었고 갑천과 미호천이 합류되는 지점부터 유기물질이 축적되어 수질 변수가 급격한 변이양상을 보였다. 이･화학적 수질 특성을 분석한 결과, 미호천과 갑천이 합류되는 하류지점부터 BOD, COD, TN, TP, Cond, Chl-a는 증가하는 경향을 보였고 DO는 감소하여 부영양화와 녹조현상이 진행되고 있는 것으로 사료된다. 어류 군집 분석 결과, 종 풍부도지수와 종 다양도 지수는 중상류지점에서는 증가한 양상을 보인 반면 하류구간에서 는 감소하는 양상을 보여 상류는 생태적 안정성은 양호하고 하류는 생태적으로 비교적 불안정한 것으로 보였다. 어류종 분포 분석결과 우점종은 피라미(Zacco platypus)이며 전체 어종의 20.9%를 차지하였고 아우점종은 참갈겨니 (Zacco koreanus)가 13.1%를 차지했다. 어류 내성도 및 섭식길드 특성 분석에 따르면, 중상류지점에는 민감종, 충식성 그리고 여울성 어종이 우점한 반면 미호천이 유입되면서 하수종말처리장 오염원으로 영향을 받는 하류구간부터 내성종, 잡식성 그리고 정수성 어종 우점에 결정적인 영향을 준 것으로 나타났다. 따라서 우리는 수질 상태를 개선하기 위해 특히 도심 오염원의 부하량을 줄이도록 노력해야 하며 수생태계 보존과 복원에 관심이 필요한 것으로 요구 된다.

The objective of this study was to describe the development and testing of an initial ecological health assessment model, based on the index of biological integrity (IBI) using fish assemblages, before establishing the final and currently used model for ecological health assessment, conservation and management of freshwater fish in Korea. The initial fish IBI model was developed during 2004~2006 and included 10 metrics, and in 2007 the final IBI 8-metric model was established for application to streams and rivers in four major Korean watersheds. In this paper, we describe how we developed fish sampling methods, determined metric attributes and categorized tolerance guilds and trophic guilds during the development of the multi-metric model. Two of the initial metrics were removed and the initial evaluation categories were reduced from six to four (excellent, good, fair, poor) before establishing the final national fish model. In the development phase, IBI values were compared with chemical parameters (BOD and COD as indicators of organic matter pollution) and physical habitat parameters to identify differences in IBI model values between chemical and physical habitat conditions. These processes undertaken during the development of the IBI model may be helpful in understanding the modifications made and contribute to creating efficient conservation and management strategies for stream environments to be used by limnologists and fish ecologists as well as stream/watershed managers.

금강의 하천관리의 실질적인 자료를 얻고자 본류와 미호천의 30지소에서 수변식생지수를 이용하여 건강성평가와 다변량식생분석을 하였다. 그 결과 금강본류와 미호천에서 출현한 식물군락은 54개이었고, 식물상은 75과 185속 243종 2아종 21변종 2품종 268분류군이었다. 수변식생지수는 평균 38.3(3.3;G-D1 ~ 66.7;G-U2, G-U4, G-M3)으로 이 지역의 하천의 건강성은 보통(C등급)으로 평가되었다. 하천의 건강성은 금강본류의 상류가 가장 높았고, 금강본류의 하류에서 가장 낮았다. 수변식생지수와 수질의 클로로필-a의 함량과의 관계는 관련성이 낮게 나타났다. 집락분석결과, 식생은 바랭이군락 그룹, 갯버들군락 그룹, 개망초군락 그룹, 환삼덩굴, 버드나무, 물억새 그리고 달뿌리풀 군락이 우점하는 그룹, 망초와 물피 군락이 우점하는 그룹 등의 5개 집단으로 나누어졌고, 지소들은 비슷한 건강상태를 갖는 것들끼리 가까이 나타났다. CCA분석결과, 식생의 분포에 영향을 주는 환경요인은 식생면적, 인공구조물 면적, 수로면적, 지점폭, 수로폭, 제방높이 등의 물리적인 조건과 생물학적 요인의 출현종수였다. 이상과 같이 하천의 건강성이 높은 지역은 모니터링을 통하여 하천 식생의 지속적인 유지관리가 필요하고 건강성이 낮은 지역은 생태복원과 같은 적극적인 시행이 필요하다고 판단된다.

The purpose of this study was to analyze fish communities in the Wonju stream located in Wonju-si in Gangwon-do, and to evaluate the health of the stream through past and present changes. We performed investigations four times from May 2015 to September 2016. In the survey, 5,201 individuals which belonged to 27 species and 9 families were collected. Zacco platypus was the dominant species and Pungtungia herziwas the subdominant species. Eight Korean endemic species (Acanthorhodeus gracilis, Zacco koreanus, Coreoleuciscus splendidus, Squalidus gracilis majimae, Microphysogobio yaluensis, Iksookimia koreensis, Koreocobitis rotundicaudata, Coreoperca herzi) were observed and showed a ratio of 16.54%. The fish community of dominance (0.72±0.10), diversity (1.37±0.32), evenness (0.61±0.13), and richness (1.70±0.23) were evaluated. According to our analysis of tolerance guilds, the total individual number of intermediate species was higher than the sensitive and tolerant species. As a result of the trophic guild analysis,the omnivore and insectivore species were relatively high. The value of the qualitative habitat evaluation index (QHEI) in the wonju stream was averaged 121.2 (±23.4), indicating a suboptimal condition. Stream health showed that the fish assessment index (FAI) value was an A to C grade in the Wonju stream. A correlation coefficient analysis with FAI and various factors was analysed statistically, and had a high correlation in QHEI, with the omnivore species, insectivore species, intermediate species, sensitive species, dominance, diversity, evenness, and richness.

In this study, the fauna of freshwater fish were investigated from March until October of 2016 in 24 independent streams in the Jeonnam and Jeonbuk provinces, which were flowing into the Yellow Sea. The health of the aquatic ecosystem in those streams was assessed through the biological and abiological character index (BAc index). During the surveyed period, a total of 4,127 individuals were collected; they belonged to 59 species of 44 genera in 18 families. The most dominant species identified was Zacco platypus, and 12 species were endemic species of Korea, including Rhodeus uyekii. The BAc index indicated a statistically significant correlation (p<0.01 or 0.05). The stage distribution of the aquatic ecosystem health assessment showed the highest rating of 41.7% at the “Fair” stage. The “Good” and “Poor” stages accounted for 20.8% while the “Excellent” stage took up 16.7%. It has been confirmed that the aquatic ecosystem health of independent streams is influenced more by the abiological character index as a consequence of geographical characteristics and artificial/natural limiting factors, than by the biological character index.

The Youngsan River estuary was physically changed by the construction of a sea embankment at near the mouth of estuary. Weirs were also constructed recently in the freshwater zone and it was reported that algal blooms occur more frequently. The freshwater introduced into saltwater zone from sluice gates of the embankment affects water quality but it has not been addressed that how the freshwater inputs influence the health of marine ecosystem. In this study, we used the data of water properties and phytoplankton communities collected at three stations for 4 days including before the freshwater discharge, during the discharge and after 1 and 2 days of discharge events. WQI (water quality index), TRIX (trophic status index) and P-IBI (phytoplankton index of biotic integrity) were used to evaluate the ecosystem health and long-term data were also utilized to determine the criteria for P-IBI. The results showed that grades of the ecosystem health assessed by the indices were low at the station near the gates and increased as downstream. However, the temporal pattern of grades was different depending on methods. Grades of WQI and TRIX decreased during the discharge and restored after the discharge whereas the grades of P-IBI decreased slightly even after the discharge. This suggests that P-IBI is more applicable to estuarine systems where experience extreme change of water properties than WQI and TRIX since P-IBI includes phytoplankton that can respond quickly to the change.

This study was conducted to develop a technique of ecosystem health assessment on Korea National Parks. The purpose of natural resource monitoring in national parks is to develop scientific information on the current status and long term trends in the composition, structure, and function of park ecosystems, and to determine how well current management practices are sustaining those ecosystems. The evaluation results will reflect in the park conservation and polices and promote the effect and functions of assessment program to the people. Health assessment steps were performed in order the establishing monitoring goals and objectives, development of the conceptual model, frame establishment, determination of indicators, standard and classification and health assessment. Health Indicators were selected the 13 with common, choice and climate indicators. We developed a pictogram and was separated into five colors to health condition, it was divided into three shape for comparison with the past state. Seoraksan, Odaesan National Park has been rated highly but Bukhansan, Kyeryongsan National Park has been underestimated.