관평천 개발에 따른 장기간 어류 생태적 특성 변화 및 해부학적 건강도 평가

오자윤,이상재,안광국 한국환경생태학회 2020 한국환경생태학회지 Vol.34 No.4

This study investigated a long-term variation trend of water quality, fish compositions, and ecological health conditions in the Gwanpyeong stream located in the nearby Daejeon metropolitan city to understand the impact of urban development projects on the aquatic ecosystem. The sampling was made in four surveys (2009, 2010, 2016, 2019) before and after urbanization. The urban development was conducted in 2008, resulting in the stream's ecological disturbance, and the stream restoration was conducted in 2012. Thus, stream monitoring was conducted to analyze the ecological trends before and after the restoration. The multi-metric models for Fish Assessment Index(FAI) and necropsy-based Health Assessment Index(HAI) were applied in the fish community and organ–level, respectively, to assess the ecological health of the stream. Minimum turbidity and chlorophyll-a(Chl-a) occurred in the mid-stream(St. 2), and this was probably due to rapid current velocity in the riffle zone. We collected 18 fish species, and the dominant species was Zacco platypus (40.6%). In 2016 immediately after the stream restoration, the relative proportions of sensitive species and insectivore species were the highest along with highest values in the species diversity and species richness index, resulting in the best condition in the ecological health, based on FAI model values. However, the ecological health, based on the FAI, became worse in the latest survey conducted in 2019. The analysis of the HAI model based on the organ-level approach showed skin erosion in the fish of upper stream, kidney defects in downstream, and the liver and gill defects observed in all sites, indicating that the anatomical health was also affected. 본 연구에서는 2009–2019년 기간 동안 대전시 외곽의 도심개발에 따른 인근 하천(관평천)의 상류, 중류, 하류의 구간에서4회 조사(2009, 2010, 2016, 2019)를 통해 이화학적 수질, 어류 종 조성, 생태 건강성 특성에 대해 장기간 변화추이를분석하였다. 본 하천지역에서 도심개발은 2008년에 이루어졌고, 2012년에는 하천복원사업이 수행되어 하천복원 전과 후의특성변화 추이를 모니터링 하였다. 하천 생태건강도 평가를 위해 군집수준의 어류평가지수(Fish Assessment Index, FAI)를이용하였고, 어류의 기관(Organ) 수준에서 해부학적 건강도(Necropsy-based Health Assessment Index, HAI) 분석을 실시하였다. 이화학적 수질 분석에서는 중류(St. 2)에서 가장 낮은 탁도와 엽록소(Chl-a)가 측정되었다. 이는 빠른 유속에 의한물리적 요인 때문으로 나타났다. 어류 조사에서는 총 18종이 채집되었고, 피라미(Zacco platypus)가 가장 우점 하는 종(40.6%)으로 나타났다. 하천복원 직후(2016)에는 민감종(Sensitive species)과 충식종(Insectivore species)이 우점, 종 다양도 및 종 풍부도 지수 상승, 생태건강도 지수(FAI)가 상승하여 생태 건강도는 “최상상태(A: 87.5)”로 나타났으나 가장최근 조사인 2019년에는 전 기간에 비해 악화되는 것으로 나타났다. 기관(Organ) 분석에 의거한 해부학적 건강도 지수(HAI) 분석에 따르면, 피부손상(Skin)은 상류에서, 신장 손상(Kidney)은 하류 역에서 나타났고, 간(Liver)과 아가미(Gill)의 손상은모든 지점에서 나타나 해부학적 측면의 건강도에서도 영향을 받는 것으로 나타났다.

남한강 수계에서 하천차수에 따른 생태건강도 평가 및 지점별 물리적 서식지 평가

최지웅 ( Ji Woong Choi ),안광국 ( Kwang Guk An ) 한국환경생물학회 2013 환경생물 : 환경생물학회지 Vol.31 No.4

본 연구에서는 남한강 상류수계의 10개 지점에서 생물보전지수 (Index of Biological Integrity, IBI) 및 물리적서식지 평가 지수 (Qualitative Habitat Evaluation Index, QHEI)를 이용하여 생태건강도 특성을 평가하였다. 생물보전지수 조사는 Karr (1981)가 제시한 12개 항목 중 11개 메트릭에 대하여 평가하였다. 생물보전지수 등급은 “양호상태”였고, 지점별 IBI 값의 범위는 33 (악화상태)~47 (양호상태)로 나타났다. 물리적 서식지측면에서는 Plafkin et al. (1989)에 의해 도입된 서식지 평가 지수(QHEI)의 12항목 중 9개 항목에 대해 평가를 실시했으며, QHEI값의 범위는 75~109로 나타났으며, 전체 서식지 건강도평균치는 부분 지지상태(Partially supporting)로 나타났다. 연구지점내의 하천 비교평가에 따르면, Gj 하천의 IBI 모델 값 및 QHEI 모델 값은 타 하천들 (Ig, Dn 하천)에 비해 양호한 상태로 평가되었다. 어류의 영양단계 종 성분분석에 따르면, 식충종, 잡식종 및 육식종은 61.9%, 19.0%및 9.5%를 차지하는 것으로 나타났다. 어류의 내성도 길드분석에 따르면, 민감종 (76.1%)은 내성종 (4.7%)보다 우점하여 생태계가 건전한 것으로 평가되었다. 서식지 길드 분석에 따르면, 여울성 저서종(57.1%)은 수층종(28.5%)보다 우점하는 것으로 나타났다. 연구기간 동안, 외래종 및 질병에 걸리거나 비정상적인 증상을 나타내는 개체는 관측되지 않았다. 전체적으로 생태건강도 모델값(IBI) 및 서식지평가지수 모델값의 분석에 따르면 본 상류 하천지역은 생태학적으로 양호한 상태로 잘 유지되는 것으로 평가되었다. The ecological health, based on the Index of Biological Integrity (IBI) and Qualitative Habitat Evaluation Index (QHEI) was evaluated in 10 stream sites of Southern Han River. Eleven parameters of 12 parameters (Karr 1981) were modified for the application of regional Korean circumstance. The ecological health, based on IBI grade, was in “good condition” and the IBI score ranged from 33 to 47. Nine parameters of the original 12-parameter metrics in QHEI model (Plafkin et al. 1989) were applied in the habitat assessment. The mean QHEI model values were judged as “partially supporting” and ranged from 75 (non-supporting) to 109 (supporting). Comparative analyses revealed that values of IBI and QHEI models were greater in Gj stream than Ig- and Dn streams. The analysis of fish compositions showed that the proportions of insectivore, omnivore, and carnivore were 61.9%, 19%, and 9.5%, respectively. According to tolerance guild analysis, sensitive species and tolerant species were 76.1% and 4.7%, respectively, indicating a healthy trophic state in terms of food chain. The analysis by habitat guild type indicated that riffle benthic species dominated (57.1%) when compared to water column species (28.5%). The introduced species and individuals with diseases or external abnormality were not observed. Overall, the model values of IBI and QHEI suggested that the ecological health was maintained well in this upstream region.

보문 : 보청천의 수질 및 어류를 이용한 생태학적 건강도 분석

류태호 ( Tae Ho Ryu ),김유표 ( Yu Pyo Kim ),김진규 ( Jin Kyu Kim ),안광국 ( Kwang Guk An ) 한국하천호수학회(구 한국육수학회) 2010 생태와 환경 Vol.43 No.2

하수처리수 방류 하천의 물환경과 저서성 대형무척추동물 군집 생태 연구

손정원 ( Jung-won Son ),곽진숙 ( Jin-suk Kwag ),조갑제 ( Gab-je Cho ),류동춘 ( Dong-choon Ryou ) 한국물환경학회(구 한국수질보전학회) 2021 한국물환경학회지 Vol.37 No.3

Water quality, benthic macroinvertebrate communities, and other factors were investigated to explore the effects of the effluent discharge from a sewage treatment plant into Jwagwang stream in Busan in 2019. During the study period, the flow rate of this stream was in the range of 10,400 ㎥/day to 52,200 ㎥/day except for the discharge of about 24,000 ㎥/day of the effluent. After discharge, the flow velocity increased by about 65% and the water depth increased by about 40%. At sites downstream of the discharge point, BOD, COD, TOC, T-N, T-P, and other water quality values were worse than those of the upstream sites. The periphytic algal chlorophyll-a concentrations in the natural substrata were higher than those of the upstream sites, especially in May and August. However, at sites downstream of the discharge point, the individual numbers of Annelida were decreased and individual numbers of the insecta of arthropoda were increased. Also, species numbers and the diversity and dominance indexes were improved in the sites downstream of the discharge point. The functional feeding groups (FFGs) of collector-filterers were increased and the habitat orientation groups (HOGs) of sprawlers, burrowers, and clingers were especially increased at the sites with additional reclaimed wastewater effluent flow. Regardless of the effluent discharge, BMI, an indicator of ecological stream health using benthic macroinvertebrate species, did not show large gaps between the study points. Although the water quality of the sites downstream of the discharge point was much worse than those upstream, their ecosystem soundness was better than those of the upstream sites from an ecological perspective.

유해화학물질 분석을 위한 생태조사 기반의 타깃 후보어종 선정법

김지윤,진상현,조민재,최혜지,안광국 한국환경생물학회 2023 환경생물 : 환경생물학회지 Vol.41 No.2

This study was conducted to select target fish species as baseline research for accumulation analysis of major hazardous chemicals entering the aquatic ecosystem in Korea and to analyze the impact on fish community. The test bed was selected from a sewage treatment plant, which could directly confirm the impact of the inflow of harmful chemicals, and the Geum River estuary where harmful chemicals introduced into the water system were concentrated. A multivariable metric model was developed to select target candidate fish species for hazardous chemical analysis. Details consisted of seven metrics: (1) commercially useful metric, (2) top-carnivorous species metric, (3) pollution fish indicator metric, (4) tolerance fish metric, (5) common abundant metric, (6) sampling availability (collectability) metric, and (7) widely distributed fish metric. Based on seven metric models for candidate fish species, eight species were selected as target candidates. The co-occurring dominant fish with target candidates was tolerant (50%), indicating that the highest abundance of tolerant species could be used as a water pollution indicator. A multi-metric fish-based model analysis for aquatic ecosystem health evaluation showed that the ecosystem health was diagnosed as “bad conditions”. Physicochemical water quality variables also influenced fish feeding and tolerance guild in the testbed. Eight water quality parameters appeared high at the T1 site, indicating a large impact of discharging water from the sewage treatment plant. T2 site showed massive algal bloom, with chlorophyll concentration about 15 times higher compared to the reference site. 본 연구는 우리나라에서 수생태계에 유입되는 주요 유해화학물질 축적 분석을 위한 타깃 후보종 선정과 이에 따른 어류 군집의 영향을 분석하였다. 레퍼런스 하천 선정과 함께 유해화학물질 유입의 영향을 직접적으로 받는 하수종말처리장 (T1)과 수계로 유입된 유해화학물질이 집중되는 금강하구언 (T2)의 테스트배드를 분석하였다. 유해화학물질 분석을 위한 타깃 후보종 선정을 위해 7-메트릭 다변수 모델을 개발하였으며, 세부항목은 (1) 상업적으로 유용하며 식용으로 이용하는 어종, (2) 최상위 육식종 어종, (3) 유기물 섭취 어종, (4) 내성도가 높은 어종, (5) 개체수가 풍부한 어종, (6) 채집 가능성이 높은 어종, (7) 광범위하게 분포하는 어종 등 총 7개 메트릭으로 구성되었다. 타깃 후보 어종에 대한 7개 메트릭 모델을 기반으로 8종이 대상 후보로 선정되었다. 타깃 후보종과 함께 공서하는 우점어종은 내성종 (50%)이었으며, 이는 수질 오염 지표로 자주 사용되는 내성종의 풍부도가 가장 높은 것으로 나타났다. 또한, 수생태계 건강성 평가를 위한 다변량 어류 기반 모델 분석에서는 생태계 건강성이 “나쁨 상태”까지 진단되는 것으로 나타났다. 이화학적인 수질 변수는 테스트배드에서 섭식 및 내성길드에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 8개의 수질 변수는 T1 지점에서 높게 나타나 하수처리장의 방류수에 따른 영향이 컸으며, T2 지점은 대규모 녹조 현상이 나타나 클로로필 농도가 레퍼런스 지점보다 약 15배 높은 것으로 나타났다.

남한강 상류 수계에서 어류의 다변수 모델 지수 산정 및 군집지수와의 비교평가

이재훈 ( Jae Hoon Lee ),홍영표 ( Young Pyo Hong ),안광국 ( Kwang Guk An ) 한국하천호수학회 2007 생태와 환경 Vol.40 No.2

우리나라 주요하천 수계에서 다변수모델을 이용한 생태학적 수환경 평가

안광국 ( Kwang Guk An ),이재연 ( Jae Yon Lee ),배대열 ( Dae Yeul Bae ),김자현 ( Ja Hyun Kim ),황순진 ( Soon Jin Hwang ),원두희 ( Doo Hee Won ),이재관 ( Jae Kwan Lee ),김창수 ( Chang Soo Kim ) 한국물환경학회 2006 한국물환경학회지 Vol.22 No.5

다양한 하천생태모델을 이용한 생태계 진단 및 평가

김자현 ( Ja Hyun Kim ),이의행 ( Eui Haeng Lee ),안광국 ( Kwang Guk An ) 한국하천호수학회 2007 생태와 환경 Vol.40 No.3