• 대한토목학회논문집
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• 제31권6B호
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• pp.565-575
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• 2011

본 연구는 다변수 접근방식인 서식지평가 정성지수(Qualitative Habitat Evaluation Index, QHEI)와 생물보전지수(Index of Biological Integrity, IBI)의 적용방법 도입과 어류 서식 및 피신처 확보용 인공구조물인 방틀둠벙의 정량적인 평가를 목적으로 하였다. 또한, 안동시 남후면 하아리에 소재한 한국건설기술연구원 수자원 환경실험센터의 실외 실험장을 활용하여 실규모로 생물 평가와 검증을 실시하였다. 본 평가기법의 적용을 위해 구성한 실험수로 및 방틀둠벙 시설은 국내 하천의 조건을 최대한 반영하여 조성하였으며, 흐름상태와 정체상태로 구분하여 유속 $0.0{\sim}1.5m\;s^{-1}$, 폭 1.0~3.0 m, 수심 0.05~0.70 m, 다양한 하상재료를 조성하여 2010년 5월~12월의 8개월간 모니터링 하였다. QHEI는 실험수로의 E~F지점이 평균 83.1로 가장 높게 나타났고, B~C지점에서 78.1로 가장 낮게 나타났다. 하지만 방틀둠벙은 시 공간적 구분 없이 98.9 이상의 값을 나타내어 전체 지점 중 가장 높은 양호상태(Good)의 서식처 조건을 유지하였다. IBI는 전반적으로 QHEI와 비슷한 패턴을 나타내었으나 겨울 갈수기에 양호상태(Good)인 44.2를 보여 32.8을 나타낸 실험수로와 비교되었다. 또한, 흐름과 정체상태 조건에서 방틀둠벙의 IBI 값은 실험수로보다 각각 5.7~11.4%, 18.7~34.8% 높은 평가 값을 나타내어, 유량이 적거나 흐름이 없는 갈수기에 어류 서식처 확보 가능성을 정량적으로 시사하였다. 종합적인 수생태계 건강성 평가에서 실험하천은 보통과 양호상태(Fair~Good) 범위를 나타낸 반면, 방틀둠벙은 대부분 양호상태(Good)를 보여 수생태계 건강성 확보에 적용 가능함을 도출하였다.

• 생태와환경
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• 제51권1호
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• pp.71-85
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• 2018

최근 생물 다양성이 생태계의 기능과 서비스 측면에서 강조되면서 생물 분류군별 다양성 및 분포 파악에 대한 연구가 중요한 이슈가 되고 있다. 국내 담수어류의 분포 및 다양성에 관한 연구는 2000년대에 들어서서 본격적으로 수행되고 있으나 아직까지도 전국적인 분포 및 다양성에 대한 분석은 이루어지지 않고 있다. 이에 본 연구는 한반도 남한지역 전 수계를 대상으로 동시에 모니터링하는 "수생태계 현황 조사 및 건강성 평가"의 자료를 활용하여 국내에 서식하는 담수어류의 분포 및 다양성을 파악하고, 더불어 국내 담수어류의 다양성에 영향을 줄 수 있는 주요 요인들을 제시하였다. 전국 953개 지점에 대한 수생태계 건강성 조사 (2014년 결과 활용) 결과 총 28과 130종의 담수어류가 서식하는 것으로 확인되었다. 전체 지점에서 우점종은 피라미 (Zacco platypus, 상대풍부도, 28.2%)와 참갈겨니(Zacco koreanus, 19.3%)였으며, 20종의 멸종위기종, 51종의 고유종, 4종의 외래종이 출현하였다. 대권역별 비교 시 한강 대권역에서 가장 많은 96종이 확인되어 다양성이 높았으며, 영산/섬진강 대권역에서 가장 적은 72종이 확인되어 다양성이 낮게 나타났다. 본 연구에서 파악된 수계별 평균 고유화 빈도는 32.7%였고 이는 과거 결과와 비교하여 증가한 수치였다. 외래종인 배스 (Micropterus salmoides), 블루길 (Lepomis macrochirus), 떡붕어 (Carassius cuvieri)는 동해안 수계를 제외한 전역에 확산되어 분포하는 것으로 나타났으며, 나일틸라피아 (Oreochromis niloticus)는 3지점에서만 출현하여 현재까지 국내 수계에 적응하지 못한 것으로 파악되었다. 또한 28종의 이입종이 확인되었고 이들의 대부분은 낙동강 및 영동지역 수계로의 이입이었다. 이 중 끄리 (Opsariichthys uncirostris amurensis), 강준치 (Erythroculter erythropterus)는 낙동강 중 하류에서 우점적으로 출현할 만큼 확산이 이루어졌으며, 이들은 외래종 못지 않은 포식압으로 이입된 수계에 영향을 미치고 있을 것으로 판단된다. 또한 4대강 공사로 인해 공사 전/중/후의 어류군집이 달라진 것이 확인되었는데, 특히 물리적인 서식 환경의 변화로 인해 고유종의 감소와 정수성 어종의 증가가 확인되었다. 인간의 직접적인 영향과 더불어 간접영향으로 나타나는 지구온난화는 장기적으로 국내 수계에 현재까지 적응하지 못한 외래종들의 정착을 가능하게 하면서 담수어류 다양성 및 분포 변화를 가속화 시킬 것으로 예상된다. 따라서 국내 상황에 맞는 실질적이면서 효과적인 담수어류의 관리 및 보호 방안 수립이 이루어져야 하며, 이러한 측면에서 전국을 토대로 기초적이고 정량적인 자료가 도출되는 "수생태계 현황 조사 및 건강성 평가"와 같은 연구가 중요하게 활용될 수 있을 것이다.

• 농약과학회지
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• 제16권1호
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• pp.62-68
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• 2012

본 연구에서는 내분비계 장애물질의 영향 및 생태계 건강성의 스크리닝 평가를 위해 미꾸리를 지표종으로 선정하여 대조지점(RA)과 농업지점(AS)에서 biomarker 4가지 항목과 bioindicator 4가지 항목을 포함하여 총 8가지 항목의 생물지표를 분석하였다. 생태계 건강성 평가를 위한 생물지표의 분석 결과 독성 화학물질의 영향을 나타내는 ethoxyresorufin-O-deethylase(EROD), acetylcholinesterase(AChE) 및 DNA damage 등의 생화학적 생물지표는 대조지점(RA)에 비해 유의한 차이가 있는 것으로 나타났다. 반면, 내분비계 장애물질의 영향을 반영하는 vitellogenin(VTG)는 농업지점(AS)에서 유의한 차이를 보이지 않았고, 개체수준의 생물지표(condition factor (CF), hepato-somatic index (HSI), gonado-somatic index (GSI)) 또한 유의한 차이를 보이지 않았다. 따라서 농업지점(AS)의 생태계 건강성은 내분비계 장애물질에 의한 영향은 미비한 것으로 판단되었으나, 농약, 중금속 등과 같은 독성을 보이는 화학물질이나 농업 지역의 특수성에 따른 서식지 환경 조건에 의해 일부 영향을 받은 것으로 사료되었다. 본 연구는 생화학적 생물지표와 개체수준의 생물지표를 이용한 스크리닝 평가로서 농업지역에 대한 종합적인 생태계 건강성 평가를 위해서는 생물지표 적용 항목을 확대하고, 개체군이나 군집 수준의 분석이 추가적으로 적용 되어야 하며 수생태계 내의 추정 오염물질에 대한 분석이 필요할 것으로 사료된다.

• 농업과학연구
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• 제30권1호
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• pp.41-58
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• 2003

본 연구는 갑천에 서식 분포하는 조류군집을 파악하고, 이의 보호 및 관리방안을 제시하기 위하여 4개의 조사구역을 선정하여 2001년 9월부터 2002년 8월까지 1년간 선조사법 및 정점조사법에 의해 조사하였다. 그 결과 자연하천구간인 가수원교-만년교구간에 서는 11목 29과 67종이 관찰되었고, 인공하천구간인 만년교-대덕교구간에서 6목 10과 30종, 대덕교-원촌교구간에서 8목 12과 28종, 원촌교-갑천교구간에서 8목 18과 40종으로 인공하천 전 구간에서 9목 19과 47종이 관찰되었다.자연하천구간은 산림, 경작지, 수변림, 모래톱, 자갈밭, 갈대숲 등의 서식지환경이 다양하고, 인간의 이용과 간섭이 가해지지 않은 결과 다양한 종들이 관찰되었으며, 인공하천구간은 호안블록과 잔디밭 등으로 수생태계와 육지생태계가 단절되어 있으며, 서식지환경도 단순하여 관찰 종 수가 낮게 나타났다. 갑천에 다양한 야생조류를 유치하기 위해서는 자연형 하천과 같이 수생태계와 육상생태계가 어우러진 서식지 즉 생태계를 고려한 다양한 서식지환경의 조성이 요구되며, 단편화된 서식지들을 연결하는 생태적으로 중요한 역할을 하는 Stream corridor를 고려한 하천의 정비 및 조성이 요구된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
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• pp.880-884
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• 2009

여름철 강우시 저수지로 유입하는 고탁도의 하천수는 저수지 주변 수체에 비해 낮은 수온과 높은 부유물질 농도(SS)로 인해 상대적으로 높은 밀도를 가지며, 저수지 내에서 동일 밀도층을 따라 분포하며 밀도류를 형성하게 된다. 탁수는 대부분 장기간 저수지에 체류하며 수질과 수생태계에 큰 영향을 주게 된다. 따라서 저수지로 유입한 탁수의 밀도류 거동특성을 파악하는 것은 저수지 운영, 수질관리 및 수생태계 보호를 위한 관리대책 수립에 있어서 중요한 요소이다. 본 연구의 목적은 횡방향 평균 2차원 수치모델을 이용하여 초기수위별 다양한 유량규모에서 소양호로 유입하는 밀도류의 거동특성(유입경계지점 수심($h_0$), 침강점 수심($d_p$)과 거리($X_p$), 분리점 수심($d_s$), 중층류 관입두께($h_i$), 댐 축 도달시간($t_a$), 희석율(${\beta}$))을 분석하여 저수지 수질관리를 위한 의사결정지원 기초정보를 제공하는데 있다. 밀도류의 거동분석을 위해 사용된 유량조건은 그동안 소양호에서 발생한 홍수크기를 바탕으로 7개의 등급으로 나누었으며, 각각의 유량조건별 수문곡선은 2007년 수문사상 중 7월 30일부터 8월 30일까지의 수문사상을 바탕으로 수정가우시안 공식을 사용하여 산정하였다. 탁수 거동 특성의 모의는 서로 다른 초기 수위 및 유량조건하에서의 탁수거동을 나타냈고, SS농도 25 mg/L 이상을 기준으로 하여 탁수층의 $d_p$, $X_p$, $d_s$, $h_i$, $t_a$, ${\beta}$를 산정하였다. 일반적으로 유량규모가 커질수록 $d_p$와 $d_s$는 증가하였고, $X_p$는 댐 축으로부터 가까워짐이 확인되었으나, 동일 유량규모에 대해 초기 수위가 증가함에 따라 $X_p$는 대체로 댐으로부터 멀어졌다. $h_i$는 유량규모가 증가함에 따라 완만하게 증가하는 경향을 보였고, $t_a$는 초기수위가 EL. 165 m일 때 유량이 2,000 CMS 미만인 경우 댐 앞까지 도달하지 못하는 것으로 나타났으며, 나머지 수위조건에서는 유량이 3,000 CMS 미만인 경우 댐 앞까지 도달하지 못하는 것으로 나타났다. 유량 규모에 따라 $X_p$가 0 km인 지점과 19 km인 지점에서의 ${\beta}$ 값을 산정한 결과 일반적으로 유량규모가 커질수록 유입수의 희석효과는 작아지며 초기수위가 커질수록 증가하는 경향을 나타냈다. 연구 결과는 탁수 발생 초기 저수지 운영 실무자들이 유량규모 및 초기 수위조건에 따른 밀도류의 거동특성을 신속히 예측하는 목적으로 사용될 수 있다.

• 한국환경생태학회지
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• 제26권6호
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• pp.970-979
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• 2012

본 연구는 생물학적 보전지수(IBI, Index of Biotic Integrity) 평가와 이화학적 수질 분석, 물리적 서식지 평가(QHEI, Qualitative habitate evaluation index)를 이용하여 하천 건강성을 평가하고자 남천의 10개 지점을 대상으로 2006년 8월과 2006년 11월, 2007년 2월, 2007년 4월까지 총 4회에 걸쳐 부착규조 조사를 실시하였다. IBI, QHEI값을 산정하기 위하여 USEPA(1999) 가 제시한 항목 중 우리나라의 환경적 특성에 맞게 수정 보안하여 사용하여 평가하였다. 남천의 하천 생태 건강도 평가 결과, IBI 등급은 '보통', QHEI등급은 '열악', BOD값에 의거한 이화학적 수질등급은 II등급 기준인 '약간좋음'으로 나타나 총체적인 하천생태계 건강도는 '보통'상태로 나타났다. 이는 수 환경에 대한 교란은 적고 생물들이 서식하기에 비교적 양호한 수질임을 시사한다. 정점별로는 St. 6과 St. 7, St. 8, St. 9는 물리적 서식지 지수가 가장 '열악'한 상태로 대부분이 하천의 흐름을 방해하는 교각이나 인공보가 곳곳에 설치되어 있으며, 하상구조가 대부분 단순화되어 있어 수생태계 심각한 교란이 예상되는 정점이다. 또한 St. 10은 전체적으로 서식 환경은 좋으나 생활하수 유입과 함께 하수종말처리장으로부터 배출되는 영양염으로 인한 수생태계의 교란을 초래할 것으로 예상되므로 추후 영양염 유입에 대한 관리가 필요한 것으로 판단된다.

• 생태와환경
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• 제42권3호
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• pp.271-279
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• 2009

VC는 국제적인 발암등급 체계인 IRIS, IARC, ESIS에 의해 인체발암물질로 평가되고 있으며, 경구, 호흡, 경피 노출 경로를 통해 간세포 다형성 등을 유발하는 것으로 보고된 바 있다. 또한 VC는 자연계에서 쉽게 분해되지 않는 유기 염소계용제로서, 대기, 지표수, 지하수, 먹는물, 토양으로 유출되어 인체를 포함한 환경을 오염시킬 가능성이 높은 것으로 나타났다. 현재 우리나라의 수질환경기준과 먹는물 기준에서는 VC에 대한 규제 항목 및 기준치가 제시되어 있지 않으나, 인체 및 수생태계 위해 우려가 있어 특정수질유해물질 및 수질오염물질로 지정된 바 있다. US EPA, 일본, WHO 등 선진국에서는 법적 항목 및 기준치로 VC를 제도적으로 관리하고 있다. 특히 우리나라에서는 2004년 한강 및 낙동강 유역에서 $0.8\sim4.7{\mu}g\;L^{-1}$ (검출한계 $0.1{\mu}g\;L^{-1}$),개별배출업소 유출수에서 $10.6\sim668{\mu}g\;L^{-1}$의 농도로 VC가 검출된 사례가 있으며, 독일, 일본, 미국 등의 국외에서 검출된 $0.03\sim566{\mu}g\;L^{-1}$ 농도보다 국내 수계 내 VC의 분포 수준이 높은 것으로 나타났다. 국내 인체 위해성 평가 결과 VC에 대한 위해 우려가 높은 것으로 평가된 바 있으며, 생태 위해성 평가는 자료 부족으로 보류된 바 있다. 이 때 활용된 모니터링 자료는 일부 지점 및 단회 기반의 신뢰성 다소 낮은 자료에 국한되므로 지속적인 모니터링 사업을 통해 신뢰성 높은 자료로 대체될 필요가 있다. 또한 물 환경 내 생태독성연구는 일부 시험증에 국한되어 있고, 실험 설계도 VC의 수체 내 농도 감소를 고려하지 않아 결과치가 과다 산정되었을 가능성이 높다. 따라서 지속적으로 다양한 수서생물을 활용한 VC의 생태 독성 자료가 생성되어야 추후 VC에 대한 신뢰도가 높은 생태 위해성 평가가 수행될 것으로 사료된다.

• 환경생물
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• 제31권4호
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• pp.419-428
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• 2013

본 연구에서는 미꾸리과 어류인 두 개체군($M_a$, $K_r$)의 생태지표 특성 및 화학적 수질구배를 분석하였고 이를 근거로 기존의 내성도 분류의 타당성을 검토하였다. 각 개체군의 화학적 특성에 따른 분포를 분석한 결과, 모든 수질변수에서 $K_r$-개체군이 좁은 분포 범위를 보였고 $M_a$-개체군이 넓은 분포 범위를 보여 $K_r$-개체군은 깨끗한 수 환경을 선호하며 $M_a$-개체군은 악화된 수환경에 잘 적응하는 것으로 분석되었다. $M_a$-개체군은 공서어종 중 잡식종, 내성종이 우점하는 것으로 나타났지만, $K_r$-개체군은 충식종, 민감종이 우점하는 것으로 나타났다. 서식지에 대한 생태적, 물리적 평가를 실시한 결과, $M_a$-개체군이 낮은 값을 나타내 $M_a$-개체군 분포지점이 비교적 생물학적 교란이 심하며 물리적 서식지가 악화되어 있는 것으로 나타났다. 이에 따라 $M_a$-개체군은 수생태계의 변화에 대한 적응력이 뛰어나며 Kr-개체군은 이러한 변화에 예민하게 반응하는 것으로 판단되어 기존 문헌의 내성도 분류가 타당하다는 것을 시사하였다. 본 연구에서 분석한 각 개체군의 분포특성은 어류를 이용하여 수생태계를 평가하는데 있어 중요한 자료가 될 것으로 사료된다.

• 환경생물
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• 제31권4호
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• pp.370-375
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• 2013

수생태계에서 외래종의 문제는 국내뿐만 아니라 국제적으로도 많은 문제를 야기하고 있다. 배스의 경우 높은 포식압으로 수생태계 내에서 상당한 교란 요인으로 작용하고 있으며, 환경부에서 위해종으로 선정되어 관리 받고 있다. 본 연구에서는 위해종인 배스가 국내토착종인 붕어의 개체군에 미치는 영향을 파악하였다. 조사는 총 7지역의 저수지에서 시행하였으며, 배스의 유무에 따라 붕어의 길이분포와 길이무게 상관관계를 분석하였다. 연구결과 배스가 서식하는 지역의 붕어 개체군은 1년생 이하 치어의 비율이 전반적으로 높지 않았고 오히려 2년생 이상의 큰 개체의 비율이 높게 나타났다. 반면 배스가 서식하지 않는 호소의 붕어 개체군은 1년생 이하의 비율이 높게 나타나 일반적인 성장 패턴을 보였다. 또한 배스의 직접적인 먹이가 되는 1년생 이하의(160 mm 이하) 붕어개체를 대상으로 길이-무게 상관관계 분석 결과 배스가 서식하지 않는 호소에서 매개변수 b값이 2.909, 배스가 서식하는 호소에서는 매개변수 b값이 3.100로 나타나 배스가 존재하는 환경에서 붕어의 무게가 상대적으로 더 빠르게 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 배스의 포식에 직접적으로 영향을 받는 호소내 개체군이 생존을 위해 상대적으로 빠른 성장 전략을 사용한 것으로 사료되었으며, 이와 같은 현상은 붕어뿐만 아니라 국내 토착하는 다른종에서도 유사하게 확인될 것으로 판단된다.

• 한국환경생태학회지
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• 제35권5호
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• pp.503-524
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• 2021

배스(Micropterus salmoides)는 수생태계에서 최상위단계에 위치하는 생태계교란 어종으로 심각한 담수생태계의 불균형을 초래하고 있다. 배스의 퇴치 및 관리를 위한 다양한 시도를 하고 있지만 효과적인 방안은 없는 상황이므로 배스의 고유한 특성에 기반한 개체군 감소의 효율성을 극대화할 수 있는 방식을 모색하였다. 본 연구에서는 배스의 Transcriptom 분석으로 Unigene contigs는 182,887개, 그리고 정자-난자 인식 단백질인 IZUMO1과 Zona pellucida sperm-binding protein의 유전자에서 CRISPR/Cas9 system을 적용할 최종 Target sequence는 12종을 산출하였다. 각 Target sequence를 인식할 수 있는 12종의 sgRNA를 합성한 후 후속 연구에 사용할 12종의 Cas9-sgRNA ribonucleoprotein (RNP) complex를 제작하였다. 본 연구에서는 차세대염기서열 분석법으로 정자-난자 인식 단백질을 암호화하는 유전자를 탐색하였고, CRISPR/Cas9 system으로 유전자를 편집하여 번식행동은 하지만 수정란을 형성하지 못하는 생식세포를 생산하는 불임개체를 유도하기 위한 조성물 개발 과정을 확립하였다. 그리고 배스와 동일한 수계에 있는 고유 생물종의 서식에는 영향을 미치지 않는 생태교란종 관리 방안으로서의 유용성을 검증하기 위한 후속 연구의 귀중한 기초 자료를 확보하는데 기여했다고 판단된다.