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        • SCOPUSKCI등재

          하천 생태학의 발전과 우리나라 하천 연구의 현황

          주기재,김현우,하경,Joo, Gea-Jae,Kim, Hyun-Woo,Ha, Kyong 한국생태학회 1997 Journal of Ecology and Environment Vol.20 No.1

          The development of stream ecology, especially the progress of that field in North America, has been briefly reviewed, and stream studies in Korea were analyzed through literature survey. During the last two decades, theoretical advances in stream ecology and understanding of the structure and function of stream ecosystem were made from the studies mainly in North America. Early studies (1960-1970) focused on determination of the environmental factors controlling the distribution and abundance of organisms dwelling in streams. Introduction of conceptual development, such as the functional feeding concept, river continuum concept, and nutrient spiraling was notable in the late 70's and the 80's. For last 20 years, experimentation approaches to apply ecological principles were very fruitful in the understanding of community structure. Even though studies on the stream ecosystem is Korea have a long history, most of works were concentrated on limited subjects: water quality, abundance and distribution of aquatic insects and fishes. Basic ecological attributes of stream organi는 and test of ecological principles have rarely been a subject of research topics. We must concentrate our effort to enhance our understanding of stream and river ecosystem through qualitative, experimental and interdisciplinary approaches.

        • KCI등재
        • KCI등재

          신속평가방법(Rapid Assessment Method)을 이용한 습지평가 및 평가항목의 개선

          최종윤,김성기,윤종학,주기재,Choi, Jong-Yun,Kim, Seong-Ki,Yun, Jong-Hak,Joo, Gea-Jae 한국하천호수학회 2017 생태와 환경 Vol.50 No.3

          국내 습지의 가치와 등급을 평가하고 적용방안을 고찰하기 위해, 경상남도에 위치한 146개 습지를 대상으로 신속평가방법 (Rapid Assessment Method)을 이용한 습지평가를 수행하였다. 각 습지에서 평가된 8개 대항목과 주변 피복 비율 간 관계를 분석하기 위해 Self-Organizing Map(SOM) 알고리즘을 이용하여 패턴분석을 실시하였다. 총 8개의 항목 중, '식생다양성 야생동물 서식처'와 '미적 레크레이션' 항목 점수가 가장 높았으며, 대부분 2~3등급의 가치를 가지는 것으로 평가되었다. SOM 분석 결과, 식생다양성 야생동물 서식처 항목이 높은 습지에는 대부분 어류 양서 파충류 서식처 항목이 낮은 성향을 보였는데, 이는 어류 등은 식생다양성이 높은 지역을 선호하지 않기 때문인 것으로 사료된다. 습지 내 수생식물의 높은 풍부도는 미적인 부분을 충족시키기 때문에 미적 레크레이션 점수가 높은 습지는 대부분 식생다양성 야생동물 서식처가 높았다. 또한, 침식조절 기능의 경우 홍수 저장 조절 기능과 밀접하게 관련되며, 침식조절 기능이 높은 습지는 홍수 저장 조절 기능 또한 높은 경향을 가진다. 국내 습지에 신속평가방법을 적용한 결과, 일부 항목이 국내 습지 특성이나 범위에 맞지 않아 개선이 요구되며, 습지 보전 측면에서 '접근성'이나 '시각적 개방성' 등 항목들은 점수 체제의 전환이 필요한 것으로 나타났다. 따라서 신속평가방법을 국내 습지에 적용하기 위해서는 항목 내 평가기준의 조정 혹은 세분화, 현실화가 필요한 것으로 판단된다. 향후 신속평가방법을 이용한 등급화는 습지의 보전이나 관리 방안 마련에 중요한 지표로서 활용될 수 있으며, 잔존하는 습지를 보존하여 멸종위기종 등 생물상 유지에 크게 기여할 수 있을 것으로 사료된다. In order to consider application and evaluation of value and class of domestic wetland, we investigated 146 wetlands located Gyeongsangnam-do using Rapid Assessment Method (RAM). We utilized Self-Organizing-Map (SOM) to analysis relationship between evaluation index and land coverage ratio surrounding wetland. Among total 8 evaluation index, 'Fish and herptile habitat' and 'Aesthetic value' were higher, most of the wetlands evaluated as 2, 3 grade. Result of SOM analysis, 'vegetation diversity and wild animals habitat' is negatively related to the 'Fish and herptile habitat', because fishs were not prefer habitat excessively occupied by plant. However, high vegetation diversity can be support high score of 'Aesthetic' in wetland. Also, 'Erosion control' and 'Flood storage and control' were closely related, wetlands with high score of 'Erosion control' have high score of 'Flood storage and control'. When applied RAM in domestic wetland, six out of 6 evaluation index induced biased results, the index of RAM need a little change as some new or modify evaluation index. Therefore, we consider to need adjustable, subdivide, and actualization of some evaluation index for application of RAM in domestic wetlands. Consequently, wetland assessment and class using RAM can be utilized as important indicate for conservation and management of wetland, and contributed greatly to maintain biodiversity include to endangered species by preserving remaining wetland.

        • 저수지 상ㆍ하류 생태통로 실태조사 및 구축방안마련

          최은희 ( Eunhee Choi ),이승헌 ( Seung Heon Lee ),주기재 ( Gea-jae Joo ),정광석 ( Kwang-seuk Jeong ) 한국농공학회 2011 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2011 No.-

          저수지의 둑을 높이는 과정 및 준공 이후에 걸쳐 파생되는 다양한 물리적 교란 상황은 현재 저수지 수체 내부 및 주변에 서식하는 생물상 분포에 영향을 미칠 수 있다. 그러나 국내에는 18,000여개의 농업용 저수지가 산재하여 있고, 담수 부존량의 상당부분을 농업용 저수지가 담당하고 있음에도 불구하고 (수표면적 기준), 농업용 저수지를 서식처로 활용하는 생물상에 대한 연구는 미진한 실정이다. 특히, 저수지 증고사업 시행 시 생물서식처에 대한 배려가 포함되지 않을 경우, 서식처의 단절을 야기할 수 있으며, 이는 서식처 파편화 (fragmentation)를 초래하여 생물자원 개체군의 감소로 이어질 수 있다. 따라서 농업용 저수지 둑높이기 사업 실시 중 저수지 내, 그리고 저수지 주변에서 서식처 단절로부터 생물상을 보호할 수 있는 생태계 네트워크 구축이 필요하다. 본 연구에서는 「농업용저수지 둑높이기 사업」추진 단계에서 생물분류군 분포를 보호할 수 있는 생태계 네트워크 구축 방안을 모색하고, 저수지의 현재 상황과 비교하여 서식처 보전 방향성을 제시하고자 한다. 저수지 생태통로 실태는 문헌 검토를 통해 수행되었다. 국내 문헌은 대부분이 영향평가보고서이며, 대체로 저수지의 유형, 수질, 저류량에 관한 내용이 주를 이루고 있었다. 국외문헌에서는 생물종과 서식처를 별개로 보지 않고 하나의 묶음으로 보고, 생태계 내에 존재하는 요소(entity), 연계성 혹은 상호관계(process), 환경(environment or landscape)을 수준에 따라 다양한 각도로 접근하여야 하고, 서식처의 보존을 통한 생물상 관리의 경우 인위적인 활동이 발생할 수 있는 곳으로부터 주요 서식처까지 완충구역(buffer)을 설정하고, core habitat을 집중적으로 관리하는 방안이 강조되고 있다. 저수지 수질의 경우는 대체로 양호한 수질을 보이는 저수지가 많이 있으나, 수계별 위치별 편차가 심하였다. 포유류 및 조류에 의해서 생물분류군 등급화가 크게 영향을 받지만, 저수지내 혹은 주변에 서식하는 어류 및 양서ㆍ파충류는 현장조사 결과 보호종이 거의 확인되지 않은 상태였다. 문헌조사 결과를 바탕으로 수질상태가 양호하고 생물분류군의 전체종수와 보호종수가 비교적 많이 분포하는 저수지를 목록화하여 수질/생물분류군 복합관리 우선순위 설정(안)을 마련하였다. 이들 저수지는 우선적으로 생물상과 수질의 보전 방안이 강구되어야 하며, 그 외 저수지 역시 보다 정밀한 생물상 조사가 실시될 경우 심도있는 보전 수준이 제시될 수 있을 것으로 판단된다. 생태네트워크 구축(안)은 서식처의 단절성 회복 필요성, 제당 신축시 고려사항 및 저수지 공사 중 고려사항을 내용으로 마련되었다.

        • KCI등재

          비선형 시계열 하천생태모형 개발과정 중 시간지연단계와 입력변수, 모형 예측성 간 관계평가

          정광석,김동균,윤주덕,라긍환,김현우,주기재,Jeong, Kwang-Seuk,Kim, Dong-Kyun,Yoon, Ju-Duk,La, Geung-Hwan,Kim, Hyun-Woo,Joo, Gea-Jae 한국하천호수학회 2010 생태와 환경 Vol.43 No.1

          In this study, we implemented an experimental approach of ecological model development in order to emphasize the importance of input variable selection with respect to time-delayed arrangement between input and output variables. Time-series modeling requires relevant input variable selection for the prediction of a specific output variable (e.g. density of a species). Inadequate variable utility for input often causes increase of model construction time and low efficiency of developed model when applied to real world representation. Therefore, for future prediction, researchers have to decide number of time-delay (e.g. months, weeks or days; t-n) to predict a certain phenomenon at current time t. We prepared a total of 3,900 equation models produced by Time-Series Optimized Genetic Programming (TSOGP) algorithm, for the prediction of monthly averaged density of a potamic phytoplankton species Stephanodiscus hantzschii, considering future prediction from 0- (no future prediction) to 12-months ahead (interval by 1 month; 300 equations per each month-delay). From the investigation of model structure, input variable selectivity was obviously affected by the time-delay arrangement, and the model predictability was related with the type of input variables. From the results, we can conclude that, although Machine Learning (ML) algorithms which have popularly been used in Ecological Informatics (EI) provide high performance in future prediction of ecological entities, the efficiency of models would be lowered unless relevant input variables are selectively used.

        • KCI등재
        • 제3분과 : 하천 및 도시 녹지 ; 생물다양성 증진을 위한 수변 식생의 중요성

          최종윤 ( Jong Yun Choi ),김성기 ( Seong Ki Kim ),손세환 ( Se Hwan Son ),주기재 ( Gea Jae Joo ) 한국환경생태학회 2015 한국환경생태학회 학술대회지 Vol.2015 No.1

          담수생태계에서 수생식물은 서식처의 구조와 이질성에 큰 영향을 미치며, 무척추동물 및 척추동물 등 다양한 동물들의 서식처 및 피난처로서 역할을 수행하는 중요한 분류군이다. 특히 지각류 등의 미소무척추동물은 어류나 대형무척추동물을 위한 주요 먹이 자원으로서 빈번하게 이용되기때문에, 이를 피하기 위한 피난처로서 수생식물을 적극 활용하는 것으로 알려져 있다. 수생식물은 서식처의 구조를 복잡하게 하므로 어류와 같은 포식자의 과도한 포식활동을 제한하여 피식자의 생존과 개체군 성장에 도움을 줄 수 있다. 또한 피식자의 풍부도 유지는 포식자를 위한 먹이 자원을 지속적으로 유지시켜 주기 때문에 생물다양성 증진에 기여할 수 있다. 서식처로서 수변식생대의 효율성은 식생대를 구성하고 있는 수생식물의 종류 및 특성에 따라 현저하게 달라진다. 다양한 수생식물의 유형 중에서, 침수식물은 물 안에서 다른 식물종보다 복잡한 구조를 가지기 때문에 식생대 내에서 이들 식물종의 서식은 서식처의 구조를 복잡하게 만들 수 있다. 복잡한 구조를 가진 수생식물이 식생대내에 우점할수록 서식처 및 피난처로서의 효율성을 높일수 있으며, 어류와 같은 시각적 포식자의 포식활동을 감소시키는 효과 또한 높일 수 있어 다양한 피식자를 포함한 생물다양성을 증진시킬 수 있다. 이와 같이 수생식물이 가지는 특성으로 인해, 다양한 수서 동물들의 공간적·시간적분포는 수생식물에 의한 서식처 이질성에 크게 영향받으며, 다양한 동물들의 현존량이나 종 다양성 결정에 크게 기여한다. 국외의 경우, 이미 수서 동물의 분포, 발달, 개체군 성장등에 대한 이해에 수생식물의 의해 야기되는 서식처 특성을 중요하게 다루지만, 국내에서는 이러한 수생식물의 중요성에도 불구하고, 다양한 동물들의 분포 특성 규명 시 수생식물에 대해 고려하고 있지 않다. 따라서 본 연구에서는 서로다른 식생대(갈대 식생대와 혼합 식생대)에서 플랑크톤, 저서무척추동물, 어류 등의 계절별 분포를 조사하여, 수생식물의 서로 다른 구성이 수서 생물의 분포 및 상호작용에 미치는 영향을 평가하였다. 우포늪은 세계적인 람사르습지로 상대적으로 인위적인 훼손이 덜 되었고, 자연성이 높기때문에 수생식물이 수서동물에게 미치는 영향을 평가하기에 적당한 것으로 사료된다. 갈대 식생대는 갈대 군락으로 주로 구성되었으며, 혼합 식생대는 개구리밥, 마름, 어리연꽃, 붕어마름, 말즘 등으로 구성되었다. 이 결과를 기반으로하여, 추가적으로 낙동강에 4대강살리기 사업으로 인해 복원되거나 새로 조성된 습지에서 전술한 조사를 재수행하여 생물다양성 유지 및 증진을 위한 수생식물의 역할을 고찰하였다. 조사 결과, 수서 생물의 현존량이나 상호작용은 두 식생대간에 뚜렷한 차이를 찾을 수 있었다. 대부분의 수서생물은 주로 다양한 수생식물에 의해 조성된 혼합 식생대에서더 높은 현존량을 보였다. 특히, 부유성 조류나 동물플랑크 톤, 무척추동물 군집 등은 혼합 식생대에서 뚜렷하게 높았다. 그러나 부착조류와 어류 등은 두 식생대간에 차이가 미비한 것으로 조사되었다. 또한 조사된 수서 생물은 계절별로 상이한 분포 특성을 가졌다. 봄부터 가을로 갈수록 부착성 조류의 생물량은 증가된 반면, 부유성 조류의 생물량은 점차적으로 감소하였다. 동물플랑크톤과 무척추동물 군집또한 부착성 조류의 계절별 분포 패턴과 비슷하였지만, 어류는 부유성 조류와 마찬가지로 가을로 갈수록 점자척으로 감소하였다. 동물플랑크톤 군집은 주로 윤충류에 의해 우점되었으며, 윤충류와 요각류의 비율은 봄부터 가을까지 비슷하였다. 그러나 겨울철에는 요각류의 비중이 크게 증가하는 것으로 나타났다. 기존 문헌에서 또한 요각류 군집은 겨울철에 밀도가 크게 증가되는 것으로 조사하였으며, 이는 어류의 포식활동의 감소와 밀접하게 연관되는 것으로 사료되었다. 무척추동물 군집의 경우 잠자리목이 가장 우점하는것으로 나타났으며, 딱정벌레목과 하루살이 목 등 또한 중요하게 출현하는 것으로 나타났다. 어류의 경우, 외래종인배스와 블루길이 큰 비중을 차지하는 것으로 나타났으며, 다른 어류종은 상대적으로 적은 개체수가 출현하였다. 안정동위원소 분석을 활용하여, 갈대로 주로 구성된 식생대와 개구리밥, 마름, 어리연꽃, 붕어마름, 말즘 등으로 구성된 식생대간에 생물 군집간 상호작용은 상이한 패턴이 관찰되었다. 먹이그물 내에서 1차 소비자인 동물플랑크톤과 잠자리목은 각각 부유성 입자(suspended particular organicmatters, SPOM)와 부착성 입자(epiphytic organic matters,EPOM)를 소비하였으며, 이와 같은 패턴은 조사된 두 식생대에서 모두 관찰되었다. 같은 1차 소비자로서 역할을 하는 하루살이목의 경우, 봄에는 부유성 입자를 먹이원으로 활용하였지만, 여름과 가을에는 부착성 입자에 대해 높은 기여도를 보여 계절에 따라 차이가 나는 것으로 조사되었다. 이는 두 먹이원간에 계절별 풍부도 차이인 것으로 사료되며, 하루살이목은 두 먹이원 모두를 섭식 가능한 것으로 나타났다. 흥미롭게도 어류의 경우, 두 식생대간에 상이한 섭식양상을 관찰할 수 있었다. 갈대 지역에 서식하는 어류의 경우 상대적으로 작은 크기를 가졌으며, 주로 동물플랑크톤이나 하루살이류, 파리류 등을 먹이원으로 활용하였다. 이와같은 소비 패턴은 블루길(Lepomis macrochirus)과 배스(Micropterus salmoides) 모두에서 공통적으로 나타났다. 이와 반대로 다양한 식물군집으로 구성된 식생대에서 블루길은 갈대 지대에서의 어류와 비슷한 소비패턴을 보였으나,배스의 경우 다른 어류(블루길)나 잠자리 유충을 먹이원으로 활용하는 것으로 나타났다. 두 식생대간에 어류의 먹이원 차이는 어류의 크기에 따른 먹이 선택으로 인해 야기된것으로 판단된다. 일반적으로 어류는 몸이나 입 크기에 따라 먹이원의 선택이 차이나며, 성장하면서 몸이나 입 크기가 커질수록 선택하는 먹이원의 크기 또한 커지는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서 갈대 지대의 경우, 갈대의 줄기나잎이 밀집되어 있기 때문에 다른 식생대보다 서식 공간이좁은 특징을 가진다. 이러한 특성으로 인해, 큰 몸집을 가진어류는 갈대 지역에서 서식하기 힘들며, 주로 치어 등의 작은 몸 크기를 가진 어류가 주로 거주하는 것으로 판단된다. 다양한 식물종에 의해 구성된 식생대는 상대적으로 부드러운 잎이나 줄기를 가진 식물이 대부분이어서 상대적으로 큰 크기를 가진 어류가 서식할 수 있다. 몸 크기뿐만 아니라두 어류의 소비성향 또한 두 식생대간에 먹이원의 활용 차이를 야기하는 중요한 요소이다. 블루길의 경우, 동물플랑크톤(주로 지각류)이나 작은 무척추동물(하루살이류 및 파리류 등)을 주로 소비하며, 다른 어류를 먹이원으로 활용하지 않지만, 배스 성체는 자신보다 작은 크기를 가진 어류를 먹이원으로 활용한다. 이러한 특성으로 인해 블루길은 주로갈대 지대에서 찾을 수 있으며, 베스는 이 지대 근처에 주로 머무른다. 이 결과로 보아, 식생대의 서로 다른 구성 및 특성은 생물상 분포뿐만 아니라 상호작용의 차이를 야기하며, 수생식물의 종조성 및 군집 구조는 해당지역에서 서식하는 동물상을 파악할 때 중요한 요인으로 고려해야 할 것으로 보인다. 전술한 결과로 비추어 보아, 수생식물은 다양한 생물들의 분포와 상호작용에 강하게 영향을 미치는 것으로 보인다. 수생식물은 포식자의 부분별한 포식을 저해하고, 다양한 피식자들에게 적당한 서식처를 제공하기 때문에 서식처 내생물다양성을 높일 수 있다. 이러한 결과를 기반으로, 본연구에서는 습지의 복원이나 새로 조성 시 효율적인 서식처를 구성하기 위해서는 수생식물의 식재나 자연적인 천이의 유도를 추천한다. 습지 복원 시 침수식물이나 부유식물 등서식처 복잡성을 유도할 수 있는 식물의 식재는 서식처의 이질성을 높이고 생물다양성 증진에 기여할 것으로 보인다. 최근 4대강 살리기 사업으로 인한 둔치 공사로 인해 둔치내에 존재하는 습지들이 훼손되었으며, 이들 소실된 습지를 복원하기 위해 다양한 습지 유형들이 둔치 내에 신설되었다. 그러나 이들 습지들은 자연성이 부족하며, 특히 수변부에 인공화된 불투수층에 의해 수생식물이 조성되기에 어려운 구조로 이루어졌다. 본 연구에서는 이들 습지에서 플랑크톤, 무척추동물, 어류 등의 생물상이 거의 분포하지 않은것을 찾았으며, 생물다양성이 매우 낮은 것으로 조사되었다. 현재 복원된 습지는 수생식물과 같은 서식처가 부족하며, 인간의 접근이 용이하여 다양한 동물이 분포하기에 어려움을 가진다. 이와 같은 결과로 보아, 습지 복원 시 수생식물의 식재는 서식처의 이질성을 증가시키고 동물이 분포하기에 적당한 서식처 제공하여 생물다양성을 높일 수 있을것으로 판단된다. 더욱이 다양한 구조를 가진 식물들의 식재는 서식처의 복잡성 및 효율성을 증가시켜 종 다양성에 크게 기여하고 먹이그물을 더욱 복잡하게 구성할 것으로 판단된다.

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