Korean Journal of Ecology and Environment (생태와환경)

The Korean Society of Limnology (한국수생태학회)
권호 표지

Stream Ecosystem Assessments, based on a Biological Multimetric Parameter Model and Water Chemistry Analysis

생물학적 다변수 모델 적용 및 수화학 분석에 의거한 갑천생태계 평가

  • Bae, Dae-Yeul (School of Bioscience and Biotechnology, Chungnam National University) ;
  • An, Kwang-Guk (School of Bioscience and Biotechnology, Chungnam National University)
  • Published : 2006.06.30
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Abstract

This research was to apply a multi-metric approach, so called the Index of Biological Integrity (IBI) as a tool for biological evaluations of water environments, to a wadable stream. For the study, we surveyed 5 sampling locations in Kap Stream during August 2004 ${\sim}$ September 2005. We also compared the biological data with long-term water quality data, obtained from the Ministry of Environment, Korea and physical habitat conditions based on the Quantitative Habitat Evaluation Index (QHEI). We used ten metric systems for the IBI model to evaluate biological stream health. Overall IBI values in Kap Stream averaged 24 (range: 20${\sim}$30, n=5), indicating a "fair ${\sim}$ poor" conditions according to the modified criteria of Karr (1981) and US EPA(1993). Exclusive of 4th survey, average IBI values at the upstream reach (S1 ${\sim}$ S3)and downstream reach (S4 ${\sim}$ S5) were 20 and 24, respectively. However, in 4th survey the averages were 21 and 20 in the upstream and downstream reaches, respectively. This difference was larger in the upstream than in the downstream because of physical condition disturbed during summer monsoon. Values of the QHEI varied from 75(fair condition) to 148 (good condition) and values of QHEI in the S3 were significantly (P=0.001, n=5) lower than other sites. Biochemical oxygen demand (BOD), chemical oxygen demand (COD), total nitrogen (TN) and total phosphorus (TP) were greater by 3 ${\sim}$ 8 fold in the downstream than in the upstream reach. We believe that present IBI approach applied in this study may be used as a key tool to set up specific goals for restoration of Kap Stream.

본 연구는 어류를 이용한 생물학적 수환경 평가기법 즉, '생물통합지수'라 불리는 다변수 모델기법을 적용하는 것이다. 본 연구를 위하여 2004년 8월 ${\sim}$ 2005년 9월까지 갑천에서 5개 지점을 선정하여 조사하였다. 또한 생물학적 자료와 함께 환경부에서 제공되는 장기간의 수진자료와 물리적 서식지 평가 결과를 비교하였다. 어류 군집에 기반으로 한 하천의 생몰학적 건강도 평가를 위하여 Karr(1981)가 제시한 12메트릭 모델을 국내 실정에 맞게 10메트릭 모델로 변형하여 적용하였다. US EPA(1993)와 Karr(1981)의 기준에 따르면 갑천의 평균 생물학적 건강도 지수는 24.0 (범위: 20 ${\sim}$ 30, n=5)으로 보동${\sim}$악화 상태를 나타내었다. 장마기간에 조사된 4차 조사를 제외한 나머지 조사 중 상류부(SI~S3)와 하류부(S4, S5)의 평균 생물학적 건강도 지수는 26.0${\sim}$24.0으로 나타난 반면 4차 조사는 상류부와 하류부가 각각 21.0과 20.0을 기록하였다. 이는 장마로 인한 교란현상을 시사하며 또한 하류부보다는 상류부가 장마의 영향을 심하게 받는 것을 알 수 있다. 물리적 서식지 평가 지수는 75(보통)${\sim}$148(양호)상태를 보였다. 53은 75점을 기록하여 다른 지점에 비하여 상당히 낮은 수치(P=0.001, n=5)를 보였으며 생물학적 건강도 평가 지수 역시 24를 기록하여 상당히 낮은 수치를 보였다. 생물학적 산소요구량, 화학적 산소요구량, 총인, 총질소의 네 항목은 상류에 비하여 하류에서 3${\sim}$8배 가랑 상승하였으며, 이는 생물학적건강도 지수가 이 ${\cdot}$ 화학적 수질과 물리적 서식지를 모두 반영하는 결과라 사료되었다. 이와 같은 이유로 생물학적건강도 평가기법은 하천생태계를 현재를 진단하는 것뿐만이 아니라 나아가서 하천생태계와 수질을 회복하는데 핵심도구로 여겨진다.

Keywords

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