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.

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.

광주천은 무등산에서 발원하여 광주광역시를 통과한 후 영산강과 만나는 길이 약 20km의 지방하천이다. 생태하천 복원사업 등을 통해 부족한 수량을 확보하기 위해 하천유지 용수 명목으로 주암호 호소수, 영산강 하천수, 그리고 하수 처리장 방류수 재처리수 등이 다량 방류되고 있다. 그러나 이에 대한 생태학적 영향 조사는 거의 이루어지지 않았다. 환경부 주관의 전국자연환경조사나 수생태계 건강성 평가 에 따른 대규모 생태조사시 광주천은 2~3지점 포함되어 조 사되고 있으며, 과거 광주천의 저서성 대형무척추동물에 대 한 분포조사는 거의 전무한 실정이다. 더욱이 세계적인 물 관리 패러다임이 생물․ 생태학적으로 변화함에 따라 광주천 에 대한 수생태계 건강성 평가 연구를 시작하게 되었고 그 일환으로 저서성 대형무척추동물 분포조사를 실시하였 다. 본 조사는 2014년 10월부터 2015년 4월까지 총 3회에 걸쳐 현장조사 및 저서성 대형무척추동물 분포조사를 수행 하였다. 1차 조사는 2014년 10월 30일, 2차 조사는 2015년 2월 4일, 3차 조사는 2015년 4월 22일 실시하였고 조사대상 지점은 교란지점을 중심으로 상류부터 5개 지점을 선정하 였다. 지점 1~3은 상류지역으로 하수처리장 방류수 재처리 수 방류구 , 주암호 호소수 방류구, 영산강 하천수 방류구가 설치되어 있다. 지점 4는 중류지역으로 다른 하천이 유입되 는 지점이다. 지점 5는 하류지점으로 영산강과 합류되는 지 점이다. 대조군으로는 광주천이 발원하는 무등산 제2수원 지 상류 계곡 한 지점을 선정하여 조사하였다. 조사결과 총 4문 7강 16목 31과 50종이 확인되었다. 곤충 류가 39종 (88.1%), 비곤충류가 11종 (11.9%)으로 나타났 다. 곤충류는 하루살이목(Ephemeroptera)이 48.1%, 날도래 목(Tricoptera)이 28.3%를 차지하였고 파리목(Dipteria), 딱 정벌레목(Coleoptera) 순이었다. 평균 개체수는 지점 1에서 586개체, 지점 2에서 348개체, 지점 3은 187개체, 지점 4는 184개체, 지점 5에서는 58개체였다. 분류된 종과 개체수에 대한 군집분석 결과, 각 지점별 우점종은 지점 1과 2에서는 부채하루살이(Epeorus pellusidus Brodsky), 지점 3에서는 꼬마줄날도래(Cheumatopsyche brevilineata Iwata), 지점 4 와 5에서는 개똥하루살이(Baetis fuscatus Linnaeus)로 나 타났다. 우점도지수(DI)는 평균 0.62로 5개 지점에서 모두 비슷한 결과를 나타내었다. 종다양도지수(H')는 평균 2.18 로 4, 5지점에서 다소 낮게 분석되었다. 종풍부도지수(RI) 는 평균 2.33으로 지점 1에서 평균 3.35, 지점 5에서 1.14로 상류에서 하류로 내려갈수록 낮아지는 경향을 보였다. 균등 도지수(J')는 평균 0.62를 나타내었고 상류에서 하류로 갈수 록 낮아지기는 하나 그 차가 크지 않았다. 하천 수질상태를 직접적으로 판단할 수는 없지만 간접적으로 유추해 볼 수 있는 비내성 범주 지수(EPT)를 조사한 결과 지점 1에서 86.0%, 지점 2는 85.4%, 지점 3은 61.5%, 지점 4는 54.0% 그리고 지점 5에서 46.9%를 나타내었다. 본 조사는 광주천에 대한 향후 지속적인 수생태 건강성 평가연구의 일환으로 지방하천에 대한 체계적인 생물조사 를 바탕으로 생태학적 관점에서 하천에 대한 수질관리를 목표로 하고 있다. 또한 기후변화와 저서성 대형무척추동물 의 분포와의 관계를 파악할 수 있을 것이다. 특히 유하거리 가 짧고 도시의 불투수층의 증가로 인해 하천 수량이 줄어 들며 다양한 인위적인 교란요인이 상존하는 광주천에서는 이화학적 수질조사는 그 한계가 있어 저서성 대형무척추동 물을 포함한 다양한 수서생물 이용한 생태학적 수질조사가 필요할 것으로 생각된다.

The study objectives were to evaluate the aquatic environment of an urban stream using various ecological parameters of biological biomarkers, physical habitat and chemical water quality and to develop a “Multi-metric Eco-Model” (Mm-E Model) for the ecosystem evaluations. The biomarkers of DNA, based on the comet assay approach of single-cell gel electrophoresis (SCGE), were analyzed using the blood samples of Zacco platypus as a target species. The condition factor (CF) as key indicators of the population evaluation indicator was analyzed along with the weight-length relation and individual abnormality. The four metrics of Qualitative Habitat Evaluation Index (QHEI) were added for the evaluations of physical habitat. In addition, the parameters of chemical water quality were used as eutrophic indicators. Our results suggested that attributes of biomarkers and bioindicators in the impacted zone (Iz) had sensitive response largely to the chemical stress (eutrophic indicators) and also partially to physical habitat quality, compared to the those in the control zone. Hereafter, applying Multimetric Eco-Model to stream ecosystem, it will be able to evaluate ecological health state.

본 연구는 2004년 5월부터 2004년 11월까지 총 4회 조사를 실시하였으며, 수서곤충은 과별 생물지수(FBI)와 물리적 서식환경(PHA)을 이용하여 원주천의 건강도를 평가하였다. 원주천 9개 지점을 통해 출현한 수서곤충은 총 8목 37과 62속 92종이었다. 과별생물지수의 경우 지점 1, 2, 3에서 4.55~4.82로 가장 건강한 하천생태계를 유지하고 있는 것으로 확인되었다. 물리적 서식환경과 과별생물지수 간의 상관관계는 지점 2가 각각 100, 4.82의 값으로 가장 좋은 서식환경을 나타내었다. 그러나 지점 7과 9는 45, 6.17과 6.97로 가장 낮은 서식환경을 나타내어 물리적 서식환경의 개선이 필요한 것으로 나타났다. 또한 물리적 서식환경과 과별생물지수는 서로 역의 상관성을 나타내었다.