본 논문은 생명공학기술을 통해 생산된 LM벼에 대한 비표적 생물체 중 곤충을 중심으로 한 환경위해성 평가방법을 제시하고자 작성하였다. 자료조사를 위해 농업 해충관련 도감 및 서적을 활용하였고 참고문헌과 환경위해성 평가 관련 홈페이지를 참조하였으며, 논문이나 벼와 관련된 서적들을 통해 국내 현황을 참조하였다. 조사결과, 벼에 서식하는 곤충은 약 140여종으로 조사되었고, 초식성 곤충 분류군은 각각 수액섭식자, 곡물섭식자, 잎섭식자, 화분섭식자로 세분화하였다. LM벼에 피해가능성이 큰 비표적 곤충은 12종, 중간인 비표적 곤충은 28종, 경미한 비표적 곤충은 101종으로 조사되었으며, 바이러스를 매개하는 종은 11종, 잠재적 해충으로 분류되는 종은 9종으로 나타났다. 위해가설 가설적립단계 모식도를 작성하기 위하여 LM벼에 악영향을 받기 쉬운 곤충의 지리적 분포, 서식지의 특수화, 확산정도, 종풍부도 등을 이용하여 순위를 매겼으며, 10종(벼총채벌레, 애멸구, 벼멸구, 멸강나방, 혹명나방, 우리가시허리노린재, 먹노린재, 벼멸구붙이, 벼메뚜기, 벼잎굴파리)을 추려내었다. 이후 위해가설 가설정립단계 모식도를 작성하였으며 LM 벼의 비표적 생물에 대한 영향을 추론하였다. 본 논문은 국내 자연생태계의 지속가능한 이용 및 보존에 기여하고, LMO의 환경위해성 평가, 심사를 통해 사전위해성을 차단할 수 있는 방법을 제시하고자 작성되었으며, 결과적으로 국민의 건강 및 생물다양성유지, 자연 생태계 보전을 위한 사후 안전관리 체계구축에 활용될 연구 자료를 제공하고자 한다.

예천시 용두천 수계의 댐 건설 중 및 준공 후 저서성대형무척추동물의 섭식기능 군 및 서식기능군 변화를 파악하기 위하여 공사 구간의 3개 지점에서 2010년부터 2013년까지 7~8월 시기에 연 1회씩 총 4회에 걸쳐 조사를 실시하였다. 조사결과, 총 4문 5강 12목 28과 50종 5,865개체가채집되었으며, 우점분류군은 하루살이목(45.2%)으로, 날도래목(45.0%), 파리목(7.6%)순으로 나타났다. EPT 분류군별 개체수 점유율은 하루살이목(45.2%), 강도래목(0.1%), 날도래목 (45.0)%로 나타났다. 건설 중(2010~2011년)에는 하루살이목 11종 614개체, 날도 래목 6종 185개체가 출현하였고, 준공 후(2012~2013년)에는 하루살이목 18종 2,039개체, 강도래목 1종 4개체, 날도래목 13종 2,453개체가 출현하였다. 건설 중 우점종은 개똥하루살이(Baetis fuscatus), 아우점종 애호랑하루살이(Baetiella tuberculata)로, 준공 후의 우점종은 꼬마줄날도래(Cheumatopsyche brevilineata), 아우점종 줄날도래(Hydropsyche kozhantschikovi)로 나타났다. 군집분석 결과, 건 설 중에는 우점도(DI) 0.519, 다양도(H') 2.676, 풍부도(R') 1.721, 균등도(E') 0.852 로, 준공 후 우점도(DI) 0.484, 다양도(H') 3.255, 풍부도(R') 2.862, 균등도(E') 0.752로 나타났다. 섭식기능군(FFG)의종구성비는 건설 중 SH: 8.3%, GC: 50.0%, FC: 16.7%, SC: 12.5%, P: 10.3%, 준공 후 SH: 4.9%, GC: 39.0%, FC: 14.6%, SC: 22.0%, P: 19.5% 로 나타났고, 서식기능군(FHG)의 종구성비는 건설 중 BU: 23.1%, CL: 50.0%, SP: 7.7%, SW: 19.2%, 준공 후 BU: 14.6%, CB: 2.4%, CL: 53.7%, SP: 9.8%, SW: 19.5%으로 나타났다.

주왕산 국립공원 수계의 5개 조사지점을 선정하여 2012년과 2013년 5월, 7월, 9 월 총 6회에 걸쳐 저서성대형무척추동물 조사를 실시하였다. 조사 결과, 총 4문 7강 14목 48과 121종 5,754개체가 채집되었으며, EPT 분류군의 종수는 전체 출현 종의 71.1%, 개체수는 73.4%로 높은 점유율을 나타냈다. 주요 우점종은 먹파리류 (Simulium sp.), 흰부채하루살이(Epeorus curvatulus), 두점하루살이(Ecdyonurus kibunensis)로 조사되었다. 2012년과 2013년 각 연도별 평균 우점도지수(DI)는 0.46, 0.48, 다양도지수(H′) 3.39, 3.29, 풍부도지수(R′) 4.34, 4.62, 균등도지수(J′) 0.76, 0.74로 연도별 군집지수의 차이는 매우 적은 것으로 나타났다. 출현한 저서성대형무척추동물의 섭식기능군(FFGs) 분석 결과 P (Predator, 33.1%), GC (Gathering Collector, 21.5%), SC (Scrapper, 20.0%), SH (Shredder, 15.4%), FC (Filtering Collector, 9.2%), PP (Plant Piercer, 0.8%)의 순으로 높은 종 수 점유율을 보였으며, 개체수 점유율은 GC (45.0%), SH (16.0%), FC (14.8%), SC (13.9%), P (10.3%), PP (0.01%)의 순으로 나타났다. 수서곤충의 각 종이 갖는 상대 적 저항력과 회복력을 이용한 군집안정성 분석결과, 전체 조사지점에서 특성군 I (저항력↑, 회복력↑)에 속하는 종 및 교란에 민감한 특성군 III (저항력↓, 회복력 ↓)의 종들이 다수 확인되었다.

본 연구는 금강 수계의 환경요인을 이용한 서식지 유형분류와 그에 따른 수서곤충 섭식기능군의 분포특성을 규명하기 위한 것으로 2007년부터 2008년까지 금강 수계에서 총 38개 지점에 대하여 봄과 가을에 걸쳐 년 2회씩 총 4회 조사를 실시하였다. 38개 조사지점별로 15개의 환경요인들을 현장 측정한 후 서식지 유사도 분석을 실시한 결과, 거리 척도값 4를 전후하여 상류구간(HD)은 C1과 C3그룹, 중류구간(MS)은 C2와 C4 그리고 C5그룹, 하류구간(LR)은 C6과 C7그룹으로 서식지 유형이 분류되었다. 서식지 유형분류에 있어 영향을 끼치는 주요한 환경요인은, 물리적 환경요인의 경우 하폭과 고도, 화학적 환경요인의 경우 수온과 전기전도도 그리고 DO, 하상재료의 경우 모래와 실트 그리고 잔자갈의 함량으로 분석되었다. 조사시기 동안 출현한 수서곤충은 총 9목 46과 142종으로 조사되었고, 서식지 유형별 종수 및 개체수 현존량 증감과 높은 상관성을 보인 주요 환경요인은 유속과 모래의 함량으로 나타났다. 또한 섭식기능군과 환경요인 사이의 상관성 분석결과, (1) 걸러먹는 무리(FC)는 유속, 수폭, 실트 (2) 주어먹는 무리(GC)는 유속 (3) 잡아먹는 무리(P)는 고도, 유속, 큰돌, 전기전도도, 모래 (4) 뚫어먹는 무리(PP)는 수폭, 실트 (5) 긁어먹는 무리(SC)는 유속, 전기전도도 (6) 썰어먹는 무리(SH)는 고도, 큰돌, DO, pH, 전기전도도, 수온과 각각 상관성을 보이는 것으로 나타났다. 본 연구의 결과, 단계적 다중회귀분석(SMRA)에 의해 도출된 금강 수계의 환경요인 중 고도, 하폭, 유속, 전기전도도, 수온 그리고 모래 등 6개의 요인은 생물군집의 서식과 상관성(r≥q0.600, P〈0.01)이 있는 것으로 나타나 금강 수계 섭식기능군 분포에 영향을 미치는 주요한 요인으로 제시되었다.

본 연구는 왕피천의 섭식기능군을 이용해 군집분석을 실시하기 위한 것으로 2007년 10월부터 2008년 5월까지 총 4회에 걸쳐 조사를 수행하고 그 결과를 분석하였다. 조사시기동안 출현한 저서성 대형무척추동물은 총 4문 6강 16목 58과 138종이었으며, EPT index 값은 61.59%로 매우 높게 나타나 왕피천의 하천생태계는 매우 청정하고 건강한 것으로 분석되었다. 왕피천의 하천지점별 섭식기능군을 살펴본 결과 긁어먹는 무리와 주워먹는 무리가 지류에 비해 우점하고 있는 일반적인 하천 중류의 특징을 보이는 그룹과 썰어먹는 무리가 본류에 비해 높은 비율을 차지하고 있는 상류 특성을 보이는 지류의 그룹인 두 개의 그룹으로 나뉘어졌다. 유사도 지수를 근거로 각 지점별 클러스터 분석을 실시해 본 결과, 자연 상태의 비교란 지역(A그룹)과 제방 및 보 등에 의한 인위적 교란지역(B그룹; 지점 8, 11)으로 그룹화 되었다. 또한 비교란 지역은 본류(지점 1, 2, 3, 4, 7) 및 지류(지점 5, 6, 9, 10)의 특성을 갖는 두개의 그룹으로 분류됨을 확인 할 수 있었다.

2004년 5월 29일부터 2004년 11월 6일까지 4회에 걸쳐 원주천의 섭식기능군을 이용해 군집분석을 하였다. 조사기간동안 출현한 수서곤충은 총 8목 37과 62속 92종이었으며, 원주천의 현존량과 동태는 지점 7, 9를 제외하고 양호하였다. 원주천의 섭식기능군(FFG)을 알아본 결과 본류는지점 1에서 9로 갈수록 써는무리(shredders)와 긁어먹는무리(scrapers)가 점차적으로 점유율이 낮아지고 주워먹는무리(collectors-gathering)와 걸러먹는무리(collectors-flitering)가 현저하게 증가하였다. 지점 2는 다른 지류지점에 비해 긁어먹는무리와 써는무리가 다소 높은 비율을 나타내어 산간계류의 특성을 가지고 있었다. 원주천의 각 지점별 유사도분석(UPGMA)을 한 결과 최상류수역을 보이는 지점 1, 2와 중류역의 특성을 보이는 지점 3, 4, 5, 6, 7, 8 그리고 최하류역으로 보이는 지점 9 등, 3개의 그룹으로 나뉘었다.

In the present study, the community distribution, functional feeding groups, and habitat groups of the benthic macroinvertebrates from Gayasan National Park were investigated at eight different sites from 2015 to 2016. The correlation between habitat altitude and each group type was analyzed statistically. Biodiversity indices, including dominance, diversity, richness, and evenness indices, were calculated. The results showed a total of 4,216 individual benthic macroinvertebrates were collected, including 4 phyla, 6 classes, 16 orders, 40 families, and 100 species. Gammarus sobaegensis was dominant with 0.141% dominance, and the subdominant species was Epeorus nipponicus with 0.088% dominance. The EPT group(Ephemeroptera, Plecoptera and Tricoptera) accounted for 71.00% of the total species and 67.69% of the total individuals. The number of scraper species was highest, and the number of gathering collector individuals was highest among functional feeding groups. The individual number of scrapers(r=-0.358, p ˂ 0.05) and gathering collectors(r=-0.343, p ˂ 0.05) decreased with increasing altitude. The numbers of species and individuals of clingers and sprawlers were highest among the habitat groups. The individual number of clingers(r=-0.547, p ˂ 0.01) and burrowers(r=-0.331, p ˂ 0.05) significantly decreased with increasing altitude. The diversity and richness indices were higher in St. 3 than in the other sites. The dominance index was highest in St. 2, and the evenness index was highest in St. 7. We evaluated the biological water quality with several known methods, and concluded that ESB(Ecological score of benthic macrovertebrates community) and GPI(Group polution index) were more suitable than KSI(Korean saprobic index) and BMI (Benthic macrovertebrate index) to assess the biological water quality of Gayasan mountain stream water.

The distribution characteristics of functional feeding groups and biological evaluation of water quality with benthic macroinvertebrates were investigated from 2013 to 2014 in the mountain streams of Jirisan National Park. Both quantitative and qualitative collection had been performed six times during study periods in twelve sites located at upstream, midstream and downstream of four valleys, Chilsungol, Baemsagol, Daesunggol and Piagol of freshwater ecosystem in Jirisan National Park. As results, the total collected benthic macroinvertebrates were 3 phyla, 4 classes, 11 orders, 37 families, 107 species and 4,028 individuals. In 2013, 3 phyla, 4 classes, 10 orders, 32 families, 89 species and 1,829 individuals were collected. And in 2014, 3 phyla, 4 classes, 9 orders, 31 families, 80 species and 2,199 individuals were identified. The total dominant species was Ecdyonurus kibumensis, and EPT groups occupied 80.39% of total species number. Biotic indices were also compared to site and to season. The dominant index (DI) was highest at the downstream of Baemsagol in the spring of 2013, and the evenness index (J') was highest at the downstream of Daesunggol in the summer of 2013. Both diversity index (H') and richness index (RI) were highest at the upstream of Baemsagol in the summer of 2014. The correlation between altitude above sea level and functional feeding groups of benthic macroinvertebrates was also researched in this study. As a result, the species number of shredders and predators have significantly increased according to the increase of the altitude of their habitat. On the other hand, individuals of gathering collectors have increased according to the increase of altitude. The biological water quality was evaluated and compared with several methods in this study, and we suggest that ESB and GPI are more appropriate than KSI and BMI to evaluate biological water quality of mountain stream water.