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.

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.

이 연구는 지속가능한 수자원 이용 및 관리대책을 수립하는 데에 필요한 수문학적 자료를 제공할 목적으로 2017~2020년 홍수기 (6~9월)에 발생한 총 59회의 강우 사상에 대한 강우-유출 특성을 파악하였다. 그 결과, 강우량은 5.0~400.8 mm, 유출고는 0.1~176.5 mm, 유출률은 0.1~242.9%의 범위로 나타났다. 그리고 유출수문곡선에서 직접유출과 기저유출을 분리한 결과, 홍수기의 총 유출일 대비 기저유출 (139.3일)이 직접유출 (78.3일)보다 유출기간이 길었지만, 총 유출고에 대한 기여도는 직접유출 (54.2%)이 기저유출 (45.8%)보다 높게 나타났다. 또한, 유출에 영향을 미치는 강우조건을 분석한 결과, 직접 유출과 기저유출의 유출고 및 첨두유출고에 높은 유의성 (p<0.05)을 보이는 강우조건은 강우량과 강우지속시간으로 나타났다. 특히, 유출고와 첨두유출고의 강우량은 각각 5.0~200.4, 10.5~110.5 mm의 범위에서는 기저유출이 우세한 강우사상이 나타났지만, 유출고와 첨두유출고의 강우량이 각각 267.4~400.8, 169.0~400.8 mm의 범위에서는 직접유출이 우세한 강우사상이 나타났다. 앞으로 극한 기후현상에 따른 물 부족이 심화할 것으로 예상되는 가운 데, 산지계류의 직접유출 및 기저유출에 대한 장기적이고도 지속적인 분석이 이루어진다면 지표수-지하수의 이용 및 관리 측면에서의 활용과 자료의 신뢰성을 높일 수 있을 것으로 판단된다.

연엽산 산지계류의 저서성 대형무척추동물은 총 24과 44종 658개체가 확인되었으며, 참납작하루살이(Ecdyonurus dracon Kluge)가 13%로 우점하였다. 서식습성군으로는 붙는 무리(56%), 굴파는 무리(19%), 헤엄치는 무리(14%) 및 기는 무리 (56%)의 총 4군집이 확인되었고, 1개소(UP1)를 제외한 모든 조사지점에서 붙는 무리가 우점한 것으로 나타났다. 그리고 서식특성은 서식처의 유속, 수심, 계상재료 등 수리학적 요인과 용존산소, 수온 등 수질 요인에 따라 달라지며, 유수가 정체하는 소(pool)보다는 유속이 빠른 여울(riffle, step-riffle)에서 그 차이가 나타났다. 즉, 여울에서는 수심과 관계없이 계상의 유속이 빠르고 계상재료의 중앙입경과 최대입경이 클수록 서식처에서 붙는 무리가, 유속이 느리고 계상재료의 중앙입경과 최대입경이 작은 서식처에서 굴파는 무리와 기는 무리가 우점하였다. 또한, 용존산소와 유속은 정의 상관관계(y = 0.6666x － 0.659, R² = 0.0851)에 있으며, 굴파는 무리가 기는 무리와 붙는 무리보다 더 넓은 범위에 서식하는 것으로 나타났다. 수심이 얕을수록 일사량에 대한 수온의 민감도가 크기 때문에 수심과 수온은 부의 상관관계(y = -26.397x + 283.87, R² = 0.1802)를 보였으며, pH와 수온은 정의 상관관계가 나타났다. 한편, pH와 용존산소의 관계를 상･하류로 구분하여 서식특성을 파악한 결과, 군집과 상관없이 울페도가 68%로 높았던 상류에서는 높은 용존산소값과 낮은 pH를, 울페도가 51%로 상대적으로 낮았던 하류에서는 낮은 용존산소값과 높은 pH가 나타나, 계안림에 의한 부착조류의 증식과 수온상승을 억제하는 역할을 한 것으로 판단된다. 이 연구는 산지계류에 있어서 저서성 대형무척추동물의 서식특성을 파악함으로써, 산지계류가 청정지역 으로 인식되어 연구 대상으로서의 관심도가 낮았던 부분의 자료를 보완하였다. 따라서 향후 산지계류의 보호 및 관리 측면에서 의 연구 방안 마련과 학술적인 가치를 높이기 위한 기초자료로 활용될 것으로 기대된다.

이 연구는 강원대학교 학술림 내의 산지계류를 대상으로 2년간(2017∼2018)의 현지 모니터링에 기초하여 수온과 강우, 유량 및 기온 등 환경인자간의 관계를 분석하고, 계절별 산지계류의 수온변화 예측기법에 대하여 검토하였다. 동절기를 제외한 봄, 여름 및 가을철로 구분하여 단계적 다중선형회귀분석을 실시하였으며, 계절별 산지계류의 수온변화에 미치는 환경인자의 영향을 분석하였다. 그 결과, 산지계류의 일평균 수온은 봄철 6.9∼17.7℃로 기온과 유의적 관계를 나타내었고, 여름철 12.2∼26.3℃로 기온, 유량과 유의적 관계를 나타냈으며, 가을철 3.6∼19.3℃로 기온 및 유량과 유의적 관계를 나타내는 등 계절별로 산지계류의 수온에 미치는 영향인자는 다르게 나타났다. 다중선형회귀식은 봄철 (0.553×기온)+(0.086×유량)+4.145(R2=0.505; p<0.01), 여름철 (0.756×기온)+(-0.072×유량)+2.670(R2=0.510; p<0.01), 가을철 (0.738×기온) +(0.028×강우)+2.660(R2=0.844; p<0.01)이었다. 도출된 모든 회귀식의 결정계수(R2)는 기온만으로 예측한 경우보다 높게 나타났고, 봄철에서 가을철로 갈수록 증가하였다. 향후 정밀도 높은 산지계류의 수온변화 예측을 위해서는 지속적인 현지 모니터링과 함께 시･공간적 데이터의 확보가 중요하다고 판단된다.

Headwater streams provide various microhabitats, resulting in high diversity of macroinvertebrate community. In this study, we compared the differences of communities between two adjacent headwater streams (Jangjeon stream (GRJ; GRJ1-GRJ5) and Haanmi stream (GRH; GRH1-GRH3)) in Jungwang and Gariwang mountains, Gangwon-do and evaluated the effects of habitat condition to the macroinvertebrates community composition. In order to characterize the macroinvertebrate communities and extract influential environmental factors, we applied to Cluster analysis (CA), Indicator species analysis and Non-metric multidimensional scaling (NMDS). Total 33,613 individuals in 3 phyla, 5 classes, 13 orders, 51 families, and 114 taxa (genera or species) were collected. Gammarus sp. was dominant at the upper stream of GRJ, whereas Chironomidae spp. was abundant at GRH and the downstream of GRJ. The CA classified samples into six clusters (1-6) reflecting spatial and temporal variation of benthic macroinvertebrate communities. Benthic macroinvertebrate community composition was significantly different between two adjacent streams. Sweltsa sp. 1, Psilotreta kisoensis, Rhyacophila shikotsuensis and Serratella setigera were identified as representative indicator species for clusters 1, 2, 3 and 5, respectively. Similar to CA results, NMDS revealed the spatial and temporal differences of benthic macroinvertebrate communities, indicating the difference of community composition as well as microhabitat condition. Forest composition, proportion of boulders (>256 mm), and water velocity were main factors affecting the macroinvertebrate community composition.

Headwater streams are main sources of water, sediments, and organic materials that are transported downstream. Inthis study, we characterized the variability in benthic macroinvertebrate communities according to spatio-temporal variationresponding to the differences of environmental characteristics. We collected benthic macroinvertebrates at five samplingsites along longitudinal gradient on the Jangjeon stream in the Gariwang Mountain at three different seasons (spring, summerand autumn). We identified 93 taxa in 44 families. The dominant species was Gammarus sp. at the upper stream, whileit was Chronomidae spp. at the downstream. Changes of functional feeding guilds was clearly observed along the longitudinalgradient. Species turnover rates was higher in summer than in other seasons. The habitat condition including the landcover of their riparian zone and hydrological factors were major factors influencing on the community composition.

Headwater streams are the main sources of water sediment and organic material for downstream reaches and their small catchments coupled terrestrial-aquatic linkages. Because headwater streams provide valuable habitats for unique and diverse assemblages of aquatic fauna, they are also essential for sustaining the structure and function of the watersheds. Therefore, it has been recently supported that headwaters are important areas for maintaining biodiversity. In this study, we surveyed four different headwater streams in different watersheds to characterize differences of benthic macroinvertebrate assemblages among study streams. Benthic macroinvertebrates were collected seasonally with a Surber net at four different streams. In addition, hydrological and physicochemical environmental factors including temperature, discharge, width, conductivity, dissolved oxygen and pH were also measured at each sampling site. Community indices were used to differentiate spatiotemporal changes of macrointertebrate communities. Multivariate analysis were used to characterize the relationships between communities and environmental factors. Differences of their environmental condition such as meteorological factors and stream hydromorphological factors were reflected in the ordination with macroinvertebrate communities.

This study was carried out to investigate the changes of guilds in benthic macroinvertebrate community in a undisturbed headwater stream. Samples were collected seasonally with a Surber sampler (30×30cm) at three different sampling sites (five replicates in each sampling sites) at Bongsunsa stream in Korean National Arboretum in Gyeonggi-do for 7 years from 2006 to 2012. Physicochemical environmental factors including discharge, water width, substrate composition, dissolved oxygen, pH and conductivity were also measured at each sampling sites. Changes of community indices and functional guilds such as functional feeding groups and trophic groups were evaluated in each sampling sites during study periods. In the samples, 84 species (9 order, 36 family) were identified, and Gammarus sobuegensis, Chironomidae spp, Ephemera strigata and Ecdyonurus kibunensis were dominant taxa. Considering the changes of functional feeding groups, shredder tended to decrease from upstream to downstream, whereas collector-gatherer and collector-filterer became higher. In addition, shredder was higher during autumn seasons. Self-Organizing Map was also applied to find out the temporal changes of benthic macroinvertebrate community composition, displaying the effects of seasonal variations in reference stream ecosystems.

본 연구에서는 산림유역의 최상류지역에 위치한 일시하천(ephemeral stream)과 간헐천(intermittent stream)이 상존하는 수변지역을 대상으로 지하수위의 계절적인 변화 양상을 파악하였다. 3곳의 산림유역(총 12개 소유역)에서 일시하천 및 간헐천의 수변구역 보호를 위한 최적관리기법을 포함하는 4개의 처리구(BMP1, BMP2, clearcut, reference)를 적용하였다. 지하수위는 각 소유역별 25개소(총 300개소)에서 2주 간격으로 측정되었으며, 벌채 전 1년과 벌채 후 2년, 총 3년 동안 관측되었다. 전체적으로 지하수위의 반응은 강우량의 영향이 큰 것으로 관찰되었다. 또한, 산림벌채전과 비교하여, 벌채 후 2년 동안 지하수위는 유의적으로 증가하였다. 특히, 벌채 1년 후(2008) 개벌처리구에서 28.2cm, 벌채 2년 후(2009) BMP2에서 54.2cm로 가장 크게 증가하였다. 그러나, 개벌처리구와 BMP2의 지하수위 변화 특성을 비교할 때, 벌채된 목재의 재적과 지하수위의 변화는 직접적인 연관성이 없는 것으로 나타났다. 산림벌채로 인한 지하수위의 증가는 ?㎱굇璲? 보다 건조기간 동안 더 크게 나타났으며, 이러한 계절적인 추이는 산림벌채 후 식생구조의 차이에서 야기되는 증발산양의 변화에 기인하는 것으로 사료된다.

강원도 인제군에 있는 점봉산의 한 소하천에서 신갈나무 낙엽이 분쇄되는 양상을 까치 박달과 비교하여 보았다. 신갈나무 낙엽의 하루당 분쇄율(-k . day)은 0.00503으로서 까치박달 낙엽의 약 113이었다. 낙엽주머니에서는 총 45 분류군에 속한 대형무척추동물이 출현하였는데 까치 박달에서 39 분류군이, 신갈나무 낙엽 주머니에서 38분류군이 채집되었다. 강도래목에 속하는 Nemoura tau는 두 낙엽주머니에서 가장 흔한 분류군이었고 비포식성 Chironomidae는 두 번째로 흔한 분 류군이었다. 현존량은 Gammarus가 가장 높았고 그 다음으로 하루살이에 속한 Cincticostella castanea가 높았다 곤충 분류군의 대부분에서 4~6월 사이에 현존량이 큰 폭으로 감소하였으나 이 시기에 비 곤충류의 현존량은 오히려 증가하였다. 낙엽을 뜯어먹는 무리 중 낙엽분쇄에 가장 중요한 분류군은 Gammarus로서 이들은 까치박달낙엽을 선호하는 것으로 나타났다. Nemoura tau 는 가장 흔한 분류군 이었으나 이들이 1차하천에서 일어나는 낙엽분쇄에 미치는 영향은 크지 않은 것으로 보였다. 뜯어먹는 무리에 속한 다른 분류군은 이 둘에 비하여 개체수와 현존량이 매우 낮으므로 1차하천의 낙엽분쇄는 Gammarus의 섭식생태에 의하여 크게 결정될 것으로 판단되었다.

Headwaters initiate material export to downstream environments. A nested headwater study examined the flux of dissolved constituents and water from a perennial stream and four ephemeral/intermittent streams in the Upper Gulf Coastal Plain of Mississippi. Water was collected during storm and baseflow conditions. Multiple linear regression was used to model constituent concentration and calculate flux. Event was the major source of water discharged from the ephemeral and intermittent streams however, baseflow was the major source for water discharged by the perennial stream during events. The perennial stream had an area weighted average yields of 10.1, 0.01, 1.03, 0.65 kg/ha/yr of DON (dissolved organic nitrogen), NO3 --N, NH4 +-N and PO4 -3, respectively while large variabilities existed between the ephemeral and intermittent streams. These findings highlight the importance of headwaters in protecting the low order drainage basins as a key to water quality within perennial streams.

During the spring and fall of 1994 and winter of 1995, the exposure time of periphyton biomass on the artificial substrata at 10 headwater streams in the southeastern Korea was evaluated in 7-14 day interval. In the streams with low periphyton biomass (chl a: 2-4 ㎎/㎡) in natural rocks, biomass of artificial substrata (unglazed the: 3.7 × 9.5 × 2 ㎝) exceeded that of the natural rocks after 28 days, while sites with high biomass (chl. a: 20-60 ㎎/㎡) in natural rocks showed slower biomass accumulation after 40 days. Due to the high light input and temperature in a partially shaded mountain stream, development of periphyton biomass in spring occurred faster than that of winter. In general, development of periphyton biomass placed on artificial substrata took 4-5 weeks in spring and at least 6 weeks in winter to reach the natural level.