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정연숙 ( Yeon Sook Choung ),이경은 ( Kyung Eun Lee ) 한국하천호수학회(구 한국육수학회) 2013 생태와 환경 Vol.46 No.2
물관리 정책이 수질평가 중심에서 수생태계 건강성 평가로 전환되고 있는 것은 세계적인 추세이다. 현재까지 수계의 평가기법은 수질이나 하상구조와 같은 물리화학적 요소 및 플랑크톤, 저서동물과 같은 일부 생물의 평가에 국한되어 개발되어 왔다. 식물은 호수의 물리, 화학 및 생물 변화를 민감하게 반영하는 지표인데 개발이 늦었다. 환경부에서는 전국의 호수와 저수지를 생태계로써 평가하고 관리할 목적으로 생태계의 평가 기법을 마련 중에 있다. 이 연구사업의 일환으로 식물을 이용하여 우리나라 호수생태계에 적합한 건강성 평가기법을 개발하기 위해서 기개발된 국외의 평가기법 중 주로 다변수법을 주로 고찰하였다. 다변수법의 적용은 시간과 비용이 많이 소요되고 변수 간의 상관성 등의 한계점이 있다. 그러나 현재 단일 변수로 쓸 만한 지표가 개발되어 있지 않으며 다변수법은 다면평가와 데이터 축적의 장점이 크다. 다변수법을 세 단계, 즉 평가지표의 선정, 점수화, 평가지수의 결정과 검증단계로 나누어 검토하였다. 평가지표 선정단계에서 가장 적용가능한 지표는 종조성과 수도 및 종 풍부도와 다양성 관련 지표들이다. 국외에서 대부분 포함하는 지표종은 아직 개발이 불완전해서 우리나라에서 적용하기에 한계가 있다. 다수 조사자가 참여할 경우 식물상에 대한 오동정이 결과에 영향을 미칠 수 있으므로 이점의 사전 고려가 필요하다. 지표의 점수화 단계도 한계가 있다. 우리나라에 인위적 교란이 거의 없는 기준 호수가 없기 때문에 대안으로 다수의 호수를 조사하고, 조사된 호수의 지표값을 상대화하여 적용해야 한다. 같은 이유로 지수에 대한 검증과정도 어렵다. 종합할 때, 여러 가지 한계가 있지만 현장에서 조사 가능한 지표를 이용하여 식물을 이용한 호수 건강성의 다변수평가체계를 구축하는 것은 가능하다. 추후, 식물종의 질적 가치에 대한 지표를 추가하고 보다 많은 호수 조사의 결과가 누적되면 수준 높은 평가체계로 발전시킬 수 있을 것이다. It is a global trend that the water management policy is shifting from a water qualityoriented assessment to the aquatic ecosystem-based assessment. The majority of aquatic ecosystem assessment systems were developed solely based on physicochemical factors (e.g., water quality and bed structure) and a limited number of organisms (e.g., plankton and benthic organisms). Only a few systems use plants for a health assessment, although plants are sensitive indicators reflecting long-term disturbances and alterations in water regimes. The development of an assessment system is underway to evaluate and manage lakes as ecosystem units in the Korean Ministry of Environment. We reviewed the existing multivariate health assessment methods of other leading countries, and discussed their applicability to Korean lakes. The application of multivariate assessment methods is costly and time consuming, in addition to the correlation problem among variables. However, a single variable is not available at this moment, and the multivariate method is an appropriate system due to its multidimensional evaluation and cumulative data generation. We, therefore, discussed multivariate assessment methods in three steps: selecting metrics, scoring metrics and assessing indices. In the step of selecting metrics, the best available metrics are species-related variables, such as composition and abundance, as well as richness and diversity. Indicator species, such as sensitive species, are the most frequently used in other countries, but their system of classification in Korea is not yet complete. In terms of scoring metrics, the lack of reference lakes with little anthropogenic impact make this step difficult, and therefore, the use of relative scores among the investigated lakes is a suitable alternative. Overall, in spite of several limitations, the development of a plant-based multivariate assessment method in Korea is possible using mostly field research data. Later, it could be improved based on qualitative metrics on plant species, and with the emergence of further survey data.
위천 상류에 건설 중인 화북댐 상,하류 어류군집에 관한 연구
서진원 ( Jin Won Seo ),김희성 ( Hee Sung Kim ) 한국하천호수학회(구 한국육수학회) 2009 생태와 환경 Vol.42 No.2
본 조사는 낙동강 유역의 홍수피해를 저감하고, 경북 중부지역의 안정적인 용수를 공급하기 위해 경북 군위군 고로면에 건설 중인 화북댐의 상?하류 어류조사를 통하여 댐 건설이 하천유역에 특히 수 생태계내의 어류군집에 미치는 영향유무를 파악하여 종 다양성을 보전하고 하천의 건강성을 유지하기 위한 기초자료로 활용하고자 하였다. 화북댐 상?하류에서 사후환경영향조사 기간(2004~2008년) 중 측정된 수질항목 분석결과 현장에서 측정한 수온, 용존산소, 수소이온농도와 실내분석 항목인 부유물, 총대장균수의 경우 지점별로 다소 계절에 따른 변화를 나타냈지만 큰 차이를 보이지는 않았으나 유기물 및 영양염류 농도에 해당하는 생물학적?화학적 산소요구량, 엽록소, 질소, 인의 경우 지점별로 매우 큰 폭의 변화를 보였으며 상류에서 다소 높고 하류에서 낮은 경향을 보였다. 중금속 중 비소의 경우 2005년 6월 0.092 mg L-1를 제외하고는 0.05 mg L-1 이하를 나타내어 하천수 수질환경기준 상 사람의 건강 보호 측면에서 규정한 0.05 mg L-1 이하의 범위 내에서 나타나는 것으로 확인되었다. 화북댐 상?하류에서 어류조사를 실시한 결과 총 7과 19종 10,263개체가 확인되었다. 조사된 어류 중 우점종은 하천중?상류에 주로 서식하는 참갈겨니(62.5%)로 확인되었으며 아우점종은 버들치(10.6%)로 나타났다. 조사 구간인 위천 상류에서 확인된 19종 중 한국고유종은 긴몰개, 동사리, 쉬리 등 총 9종(47.4%)으로 나타났으며, 멸종위기야 생동?식물 I급으로 지정된 얼룩새코미꾸리(Koreocobitis naktongensis)가 소수의 개체이지만 포획되었고, 외래도 입종은 확인되지 않았다. 군집분석 결과 우점도 지수는 하류로 갈수록 감소한 반면에 다양도, 풍부도 지수는 하류로 갈수록 증가하였다. 우점종인 참갈겨니의 개체군 분석 결과, 길이-무게 상관관계식은 TW=0.000003 (TL)3.2603로서 매개변수 b값이 3.0보다 크게 나타나 개체군의 영양상태가 양호한 것으로 나타났다. 또한 유사시기에 다른 하천에서의 개체군들과 비교분석 결과 size별 평균 비대지수 (CF)가 상대적으로 높은 값을 보여 화북댐 유역의 참갈 겨니가 다른 지역보다 성장률이 높았다. 화북댐 상?하류에서 어류 조사 자료를 활용하여 하천건강성평가(IBI)를 적용한 결과, 대부분의 지점에서 양호(26~35)에서 최적 (36~40)을 보였으며 지점 5에서 평균값이 가장 높게 나타냈다. 이러한 결과를 바탕으로 지속적인 모니터링을 실시하여 어류에 관한 환경영향평가와 하천건강성평가 등을 통한 화북댐 완공 후 상?하류 하천의 어류상 변화유무 및 환경영향을 파악하는데 도움이 될 것으로 사료된다. Hwabuk Dam has been under construction to reduce flood damage in Nakdong River watershed and to supply stable water for middle area of Gyeongbuk Province. Therefore, fish investigation in up and downstream of the dam was conducted from 2004 to 2008 in order to determine any negative effect on fish community due to dam construction and to use as fundamental data for conserving species diversity and maintaining stream health. According to data analysis on water quality, temperature, dissolved oxygen, pH, suspended solids, and total E-coli had seasonal variation, but they did not significantly differ in sites. However, biological and chemical oxygen demand, chlorophyll-a, nitrogen, and phosphorus representing organic matter and nutrient concentration were higher in upper site and decreased to lower site so that they differed by site. Concentration of arsenic among the heavy metals was less than 0.05mg L-1, which is regulated for protection of human health in water quality standard, except for 0.092 mg L-1 in June 2005. During the study period, the total number of fish caught from the 6 sites was 10,263 representing 7 families 19 species. Among them, dominant and subdominant species were Korean chub (Zacco koreanus, 62.5%) and Chinese minnow (Rhynchocypris oxycephalus, 10.6%) which inhabit mostly in mid and upper streams, Korea. Among the 19 species, Korean endemic species were 9 species (47.4%) including Korean slender gudgeon (Squalidus gracilis majimae), Korean dark sleeper (Odontobutis platycephala), and Korean shiner (Coreoleuciscus splendidus). There was several individuals of the 1st-class endangered species, Naktong nose loach (Koreocobitis naktongensis), caught in 2005~2007, and no introduced species of fish was found in entire sampling period. According to result of community analysis, dominance index decreased toward lower site, but diversity and richness indices increased toward lower site. The equation of length-weight relationship on the dominant species was TW=0.000003 (TL)3.2603. The parameter b in the equation was greater than 3.0 indicating good nutritional condition in the populations. Compared to populations of Korean chub in other streams, the population in Hwabuk Dam watershed had higher mean of condition factor by size indicating better growth rate. With fish fauna and multi-metric health assessment model in each sampling attempt, index of biotic integrity (IBI) was evaluated and it resulted mostly in good (26~35) and excellent (36~40) condition in all sites, and the mean of IBI was the highest in site 5. The results indicate that it is very important to study not only environmental impact assessment with fish composition but also stream health assessment in order to conserve healthy aquatic ecosystem.
우리나라 인공호 관리를 위한 다변수 수질평가 모델의 개발 및 적용
이현준 ( Hyun Joon Lee ),안광국 ( Kwang Guk An ) 한국하천호수학회(구 한국육수학회) 2009 생태와 환경 Vol.42 No.2
본 연구에서는 국내 인공호 4대 수계 39곳을 선정하여 2003년 1월부터 2007년 12월까지 5년간의 수질 측정 자료를 바탕으로 우리나라에 적합한 다변수 수질평가 모델을 개발하고, 그 모델을 이용하여 2008년 1년간의 자료를 통해 팔당호와 대청호의 수질평가를 실시하였다. 개발 된 다변수 수질평가 모델은 4개의 수질변수를 각각 부영양, 중영양, 빈영양의 3단계로 나누어 점수를 부여하고, 수질변수별 획득점수를 총합하여 총점으로 계량화하였으며, 총점을 구간별로 5등급으로 나누어 최종 수질등급을 부여하였다. 새롭게 제안된 수질평가 모델의 적용 결과, 팔당호는 전반적으로 보통(Fair) 및 악화(Poor) 상태로 나타났으며, 대청호는 최적(Excellent) 및 좋음(Good) 상태로 나타났다. 일반적으로 수자원의 가치를 결정하는 수질항목 중 가장 보편적인 중요성을 가지는 것은 유기물의 함량이며 이런 유기물은 수체 내 여러 요인에 의해 영향을 받을 수 있다. 그렇기 때문에 새로운 수질평가 모델을 개발함에 있어 수체의 수리 수문학적 특성을 비롯해 물리적 특성, 화학적 특성, 생물학적 특성 등의 각종 이화학적인 특성이 고려되었으며, 이러한 항목을 각각 평가 모델의 4가지 메트릭으로 선정하여 호소의 평가에 있어 복수의 측정지표가 활용될 수 있도록 하였다. 이러한 복수 지표를 활용해 개발된 다변수 수질평가 모델은 호소의 영양 단계를 평가함에 있어 보다 정확한 판단을 가능하게 할 것이며, 효과적인 호소의 관리에 도움을 줄 수 있을 것이라 사료된다. The purpose of this study was to develop a Multi-metric Water Quality Assessment (MWQA) model and apply it to dataset sampled from Paldang and Daechung reservoir in 2008. The various water dataset used to this study included 5 year data sets (2003~2007) in Korean reservoirs which were obtained from the Ministry of Environment, Korea. In this study, suggested MWQA model has 4 metrics that were composed of 4 parameters such as chemical, physical, biological, and hydrological variables. And, each of the variables attributed total phosphorus (TP) concentration in water, secchi depth (SD) measure in water, chlorophyll-a (Chl-a) concentration in water and the ratio of inflow of water into lakes and efflux of water from lakes, input/output (I/O). First, we established the criteria for trophic boundaries. The boundary between oligotrophic and mesotrophic categories was defined by the lower third of the cumulative distribution of the values. The mesotrophic-eutrophic boundary was defined by the upper third of the distribution. Second, each metric was given by a point-oligo=1, meso=3, eu=5. And then, obtained total score from each metric was divided 5 grade- Excellent, Good, Fair, Poor, and Very poor. As the results of applying the proposed MWQA model, the Paldang reservoir obtained “Fair” or “Poor” grade and Daechung reservoir obtained “Excellent” or “Good” grade. The suggested MWQA model through these procedures will enable to manage efficiently the reservoir. And, more studies such as metric numbers and attributes should be done for the accurate application of the new model.
( Jeong Suk Moon ),( Hwa Bin Kim ),( Hae Kyung Park ),( Jae Jung Lee ),( Jong Hwan Park ),( Hae Jin Lee ) 한국하천호수학회(구 한국육수학회) 2011 생태와 환경 Vol.44 No.1
This study was purposed to develop an effective LC/MS/MS method for simultaneously determining five pre-treated cyanotoxins (anatoxin-a, microcystins-RR, -YR, -LR and -LA) of cyanobacteria blooms. Cyanobacterial bloom samples were collected from 11 major lakes and three downstream areas of river around Korea during 2005~2009. Cyanotoxins were identified in 38 samples from the lakes. The validity of the method was evaluated and the recovery rates were found ranging from 83~87%. The MDL turned out to be 0.046μg L-1 for anatoxin-a and 0.066μg L-1 for microcystins (RR, YR, LR and LA), which indicates that the method has high sensitivity and accuracy. The most dominant genus of the cyanobacterial blooms was Microcystis, which accounted for 71% of the analysed samples. Microcystis also contained the largest amount of microcystins (398.5μg gDW-1) among the analyzed cyanobacteria. The analysis of the five cyanotoxins showed that anatoxin-a ranged between 0~41.833μg gDW-1 and microcystins ranged between 6.311~2,148.786μg gDW-1. Among the microcystins, micocystin- RR took up 58.3%, the largest portion. Anatoxin-a was found to account for 77.8% of the samples. This study has its significance in that it allowed the establishment of toxin criteria appropriate for the Korean water systems. Further studies may be necessary to conduct for improving water treatment methods.
이정준 ( Jung Joon Lee ),이정호 ( Jung Ho Lee ) 한국하천호수학회(구 한국육수학회) 2009 생태와 환경 Vol.42 No.2
2005년 3월부터 2007년 12월까지 매월 우포늪의 식물플랑크톤 군집 변화에 대해 조사하였다. 조사 기간 동안 8강 35과 86속 213종의 식물플랑크톤이 출현하였다. 식물플랑크톤의 출현종수는 14~50의 범위였으며, 평균 출현종수는 34±10종으로 조사되었다. 식물플랑크톤 현존량은 2005년 8월에 161 cells mL-1로 가장 낮았으며, 2006년 8월에 159.283 cells mL-1로 가장 높았다. 특히 2006년 하계에는 남조류에 의한 수화 발생으로 극단적으로 높은 식물플랑크톤 현존량을 나타내었다. 총 34회에 걸친 조사에서 우점종은 총 13종으로 나타났으며, 녹조류와 남조류의 종들이 각각 4회씩 우점하였다. 우포늪에서 식물플랑크톤 군집의 계절적 변동을 살펴보면, 동계에는 은편모조강과 와편모조강, 규조강의 종들이 높은 구성비를 나타내었으며, 비동계 기간에는 녹조류와 규조강의 종들이 주요 출현종으로 확인되었다. 그러나 2006년 하계에는 남조강의 종들이 높은 구성비를 나타내었다. 종다양도지수는 0.50~2.86의 범위를 나타내었으며, 매년 점차 감소하는 것으로 조사되었다. The dynamics of phytoplankton communities were investigated for Upo wetland from march 2005 to December 2007 on monthly basis. During the investigation, totally 213 phytoplankton taxa which belonged to 86 genera of 35 families in 8 classes were observed. Chlorophyceae was the most diverse in the Upo wetland. Number of phytoplankton taxa was in the range 14~50 for monthly investigation and the average number of taxa was 34±10. Phytoplankton standing crops were the lowest value of 161 cells mL-1 in August 2005 and the highest with 159,283 cells mL-1 in August 2006. Especially during summer season in 2006, phytoplankton standing crops showed the highest value due to the waterbloom occurred by cyanobacteria. The number of the dominant taxa of Upo wetland were 13 and among them chlorophyceae and cyanophyceae dominated 8 times. In the view of seasonal changes of phytoplankton community, Upo wetland had high portion of cryptophyceae, dinophyceae and bacillariophyceae in the winter season and chlorophyceae and bacillariophyceae in the other season. However, in the summer season of 2006, cyanobacteria showed the highest portion. The diversity indices had range from 0.50 to 2.86 and showed the tendency of gradual decrease in each year.
보문 : 일본 서식 외래 담수어종의 서식확률 평가를 위한 통계기법 연구
한미덕 ( Mi Deok Han ),정욱진 ( Wook Jin Chung ) 한국하천호수학회(구 한국육수학회) 2011 생태와 환경 Vol.44 No.2
This study analyzed and modeled the relationships between the probabilities of two exotic species occurrence (i.e. largemouth bass and blue gill) and environmental factors such as climatic and geographical variables using Generalized Additive Models (GAM), Generalized Liner Models and Classification Tree Analysis (CTA). The most moderate occurrence probability of largemouth bass was predicted using GAM with an area under the curve (AUC) of 0.88 and Kappa of 0.42, while those of blue gill was suggested by using CTA with an AVC of 0.92 and Kappa of 0.44. The most significant environmental variable in terms of changes in deviance for both species was the annual air temperature for the occurrence probability. Dams had stronger effect on the occurrence of largemouth bass than blue gill. Model development and prediction for the occurrence probability of fish species and richness are necessary to prevent further spread of exotic fishes such as largemouth bass and blue gill because they can threaten habitats of native river ecosystem through various mechanisms.
영산강 수계 오염특성 파악을 위한 다변량 통계분석법의 적용
정수정 ( Soo Jung Jung ),이동진 ( Dong Jin Lee ),황경섭 ( Kyung Sup Hwang ),이경희 ( Kyoung Hee Lee ),최경축 ( Kyoung Chuk Choi ),임상순 ( Sang Sun Im ),이윤희 ( Yun Hee Lee ),이재영 ( Jae Young Lee ),임병진 ( Byoung Jin Lim ) 한국하천호수학회(구 한국육수학회) 2012 생태와 환경 Vol.45 No.4
This study evaluated the water quality of Yeongsan River by multivariate analysis using the data collected during 2001~~2010. Water quality in Yeongsan River could be explained up to 75.2% by four factors, which were included in loading of nutrients (32.021%) and organic matters (17.453%), seasonal variation (14.775%) and microbes (10.951%). The results of cluster analysis were classified into three groups by factor 1 and 2, which has different water quality characteristics. Group 1 included sampling stations located in the upper stream and estuary dyke of Yeongsan River, group 2 included Gwangju 1 and Gwangsan affected by domestic sewage of Gwangju-cheon, and group 3 included sampling stations located in the midstream around the livestock farm and farmland.
이재춘 ( Jae Choon Lee ),박혜린 ( Hye Lin Park ),임병진 ( Byung Jin Lim ),이창희 ( Chang Hee Lee ),이수웅 ( Su Woong Lee ),이용운 ( Yong Woon Lee ) 한국하천호수학회(구 한국육수학회) 2012 생태와 환경 Vol.45 No.4
In this study, non-point pollution sources in the Yeongsan river basin are analyzed; then, the priority regions (areas divided on a small scale) of management are selected for efficient water management of the Seungcheon and Jooksan reservoirs, which were constructed as one of the 4 major rivers restoration projects. The priority regions are decided by using the criteria of the excessive rate of target water quality, non-point pollution load per unit area, total TP load and down flow distance. The results of this study are as follows. The upper 10% of the priority regions for non-point pollution management includes YB15, YB05, YB10, YB24, YB14 and YB11 for the Seungcheon reservoir watershed, and YC24, YC25, YC30, YC34, YC22 and YC17 for the Jooksan reservoir watershed. However, a few regions in each of the Seungcheon and Jooksan reservoirs need to be selected in higher order, and the non-point pollution removal facilities in the regions need to be installed with respect to budget, urgent matter, and so on.