• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2019.05a
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• pp.40-40
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• 2019

시민인식은 하천관리를 포함한 공공정책 수립에 결정적 요소들 중 하나로 강조되고 있다. 따라서 하천관리체계의 변화에 따른 사회적 하천관리에 미치는 영향을 파악하고, 특히 우리나라 물관리 일원화 후 하천의 이용과 관리 및 정책에 대한 시민 인식을 조사하는 것은 향후 하천 정책 수립에 매우 중요하다. 본 연구의 목적은 하천의 이용, 관리(주체), 정책, 기후변화 등에 대한 시민의 관심도와 만족도를 조사하는 것이다. 이번 설문 대상은 전국의 남녀 4,500명(10대~60대)이었으며 패널 참여 방식으로 조사되었다. 설문 문항의 구성은 크게 하천 이용, 하천 관리, 그리고 물관리 일원화와 기후변화 등을 포함한 하천정책 등으로 3대 주제로 세부 문항들이 개발되었다. 설문조사의 주요 결과는 조사대상 시민들의 약 22.9%는 매주 하천을 방문하는 것으로 분석되었으며, 1년간 1번은 하천을 방문(이용)하는 시민들은 85.5%로 나타났다. 자주 방문하는 하천의 규모 혹은 위치는 중(中)하천이 42.2%로 가장 높았고, 대(大)하천은 23.9%, 소(小)하천은 17.5%, 도랑이나 개울은 15.5%로 나타났다. 기타(0.9%)로는 하천 외에도 물을 접할 수 있는 저수지, 인공하천 및 호수공원 등을 이용하는 것으로 나타났다. 하천 방문자 중 최소 2시간을 체류하는 시민 중 약 96.4%는 걸어서 하천을 접근하고, 지하철을 이용하여 하천을 접근하는 방문자는 최소 1시간에서 2시간 이상을 체류하는 것으로 조사되었다. 조사대상 시민들은 하천관리 중에서 접근 편의성(28.4%), 친수시설(자전거 도로, 산책로 등) 관리(24.2%), 수질관리(9.9%)로 만족하는 것으로 나타났다. 반면에 수질(27.4%, WQ(water quality))과 냄새 및 쓰레기(25.5%, OW(odor and waste))가 가장 높게 하천관리의 불만족도를 가지고 있었다. 기후변화 영향에 대한 시민들의 관심도는 WQ (29.6 %), OW (17.7%), 그리고 물부족 (15.1%)의 순서로 조사되었다. 하천의 바람직한 미래상에 대한 관심도는 깨끗한 수질의 하천(36.1%, WQ), 휴식과 산책을 즐길 수 있는 하천(22.9%), 다양한 동 식물의 생태서식공간(14.6%)의 순으로 나타났다. 또한 시민들은 하천관리 기관의 가져야할 역량은 '전문성'이 가장 중요하게 인식하고 있는 것으로 조사되었다. 우리나라 물관리 정책 중 가장 큰 문제로 우선순위 1~3순위 누적 조사 결과, 수질악화(79.9%, WQ), 하천 수생물 훼손(49.6%), 정부부처 간 협력부족(37.6%)으로 인식하는 것으로 나타났다. 끝으로 2018년 추진된 물관리 일원화 후 정부의 물관리 및 하천 정책에 대한 시민들의 관심도는 WQ (46.0%), 물공급 관리 (17.6%), 그리고 생태계 복원 (8.4%)의 순서로 조사되었다. 본 연구의 결론들 중 하나는 현재와 미래 하천에 대한 가장 높은 시민들의 수요는 깨끗한 수질과 생태서식공간이었으며 이는 향후 하천 정책 수립에 있어서 중요한 기초가 될 것으로 전망된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2019.05a
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• pp.73-73
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• 2019

지구 표면의 약 2%에 해당하는 담수에서 육상계 전체가 흡수하는 탄소의 50%가 배출되며, 이는 토양표면에서 배출되는 탄소량에 비해 더 큰 수치로 전 지구적 탄소순환 해석에 중요한 역할을 한다. 특히, 내륙수역과 대기의 경계면에서 $CO_2$ 이동은 전 지구적 탄소순환의 중요한 구성요소로 평가되고 있다. 호수와 저수지 같은 담수 저류시설은 육상에서 기인한 탄소의 운송 및 처리 역할을 한다. 하지만, 저수지에서 온실가스배출량을 평가할 수 있는 명확한 방법론이 부족하며, 전지구 규모 GHGs배출량에 대한 추정에 대한 불확실성이 상당히 큰 상황이다. 본 연구에서는 몬순기후대에 위치한 인공저수지를 대상으로 보다 신뢰도있는 온실가스 배출량 추정을 위해 $CO_2$ NAF 산정하고, 산정에 영향을 미치는 인자들을 분석 하였다. 분석을 위해 $CO_2$ NAF 산정에 필요한 수리 및 수질 인자들을 2017년부터 2018년까지 수집하고, 기초통계량 및 상관분석을 실시하였다. 또한, 주성분분석(PCA) 및 다중선형회귀모델(MLR)과 랜덤포레스트(RF) 기법을 사용해 변수 중요도를 평가하였으며, $CO_2$ NAF 산정 주요인자인 기체교환 계수를 경험적 모델 3종(Cole and Caraco, Crusius, Vachon), 표면갱신형 모델 4종(Heiskanen, Maclntyre, Read, Soloviev)을 비교, 검토하였다. 조사기간 동안 기체교환계수 산정 결과 Crusius 모델 예측값이 평균 $0.342(0.047{\sim}4.323)cm\;hr^{-1}$으로 검토한 모델중 가장 낮은 평균값을 보였으며, Heiskane 모델이 $2.135(0.337{\sim}5.152)cm\;hr^{-1}$으로 가장 큰 평균값을 보였다. 대상 수체는 연주기로 완전혼합되며 수온성층이 약화되는 시기에 저수지 표층 아래에 축적된 탄소가 표층으로 전달되어 높은 수준의 p$CO_2$를 보이며, 수표면에 큰 난류 강도가 작용하는 기간에 대기중으로 배출(pulse emission) 기작이 나타난다. NAF 산정결과 경험적 모델의 NAF값($-1246.0{\sim}6510.3mg-CO_2m^{-2}day^{-1}$)은 표면갱신형 모델 NAF값($-1436.1{\sim}8485.7mg-CO_2m^{-2}day^{-1}$)보다 낮은 수준을 보였으며, 풍속의 함수만을 이용하는 경험적 모델보다 부력 플럭스와 난류 혼합의 영향을 고려하는 Macintyre, Heiskanen모델이 성층 저수지의 $CO_2$ NAF 산정에 적합한 것으로 나타났다. $CO_2$ NAF 산정의 주요인자로 MLR모델은 Tw, EC, pH, Chla, TOC, Alk, RF모델은 EC, DO, TOC가 중요 변수로 평가되었다. PCA 분석결과, 수온이 낮고 성층이 약화되며 pH가 낮은 상태에서 NAF가 큰 것으로 나타났다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2019.05a
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• pp.416-416
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• 2019

육상 담수는 대기중 이산화탄소($CO_2$) 배출의 중요한 발생원으로 주목되고 있다. 하천 및 강에서 대기중으로 배출되는 $CO_2$는 전 세계 탄소순환의 핵심요소이며, 대부분의 하천과 강은 $CO_2$로 과포화 되어있다. 세계적으로 하천 및 강의 $CO_2$ 배출량은 호수 및 저수지의 배출량보다 약 5배 많은 것으로 보고되고 있으나, 국내연구에서는 연구사례가 드물다. 따라서 본 연구의 목적은 낙동강 중하류에 위치해있는 강정고령보(GGW), 달성보(DSW), 합천창녕보(HCW), 창녕함안보(CHW)에서 발생되는 순 대기 배출 플럭스(Net Atmospheric Flux, NAF)의 동적 변동 특성을 분석하고, 데이터마이닝 기법을 적용하여 쉽게 수집할 수 있는 물리적 및 수질 변수로 $CO_2$ NAF를 추정하는데 사용할 수 있는 간략한 예측 모델을 개발하는데 있다. $CO_2$ NAF는 대기-수면 경계면에서의 $CO_2$ 부분압($pCO_2$)의 차에 기체전달속도를 곱하여 산정하였으며, 기체전달속도는 Cole and Caraco(1998)가 제안한 식을 사용하였다. 담수와 해수의 탄산염 시스템에서 열역학적 화학평형을 모두 고려한 $CO_2$SYS 프로그램을 사용하여 수중의 $pCO_2$를 산정하였고, $CO_2$ NAF는 Henry의 법칙과 Fick의 1차 확산법칙을 사용하여 계산하였다. $CO_2$ NAF의 시간적 변동성에 영향을 미치는 환경요인을 평가하기 위해서 상관분석, 주성분분석(Principal Component Analysis; PCA), 단계적다중회귀모델(Step-wise Multiple Linear Regression; SMLR), 랜덤포레스트(Random Forest; RF)방법을 사용하였다. SMLR 모델은 R package인 olsrr, RF 모델은 R package인 caret, randomForest를 이용하여 분석하였다. 연구 결과, 4개 보 상류 하천구간은 조류의 성장이 활발한 일부 기간을 제외한 대부분의 기간에서 $CO_2$를 대기로 배출하는 종속영양시스템(Heterotrophic system)을 보였다. $CO_2$ NAF의 중위값은 HCW에서 최소 $391.5mg-CO_2/m^2day$, DSW에서 최대 $1472.7mg-CO_2/m^2day$였다. 모든 보에서 NAF는 pH와 강한 음의 상관관계를 보였으며, $pCO_2$와 Chl-a도 음의 상관관계를 보였다. 이는 조류가 수중에서 $CO_2$를 소비하고 pH를 증가시키기 때문이다. PCA 분석 결과, NAF와 $pCO_2$가 높은 공분산을 보였으며, pH와 Chl-a는 반대 방향으로 군집되어 상관분석과 동일한 결과를 보였다. 이 연구를 통해 개발된 SMLR 모델과 RF 모델의 Adj. $R^2$ 값은 모든 보에서 0.77 이상으로 나왔으며, $pCO_2$ 측정 데이터가 없더라도 하천의 $CO_2$ NAF를 추정하는 방법으로 사용될 수 있을 것으로 평가된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2015.05a
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• pp.186-186
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• 2015

본 연구에서는 해안도시(부산광역시 수영구) 지역의 토지이용도와 미기상인자를 고려하여 증발산량을 산정하였으며, 증발산량 변동에 대한 미기상인자의 영향성을 구명하였다. 수영구 지역의 토지이용도와 미기상인자는 2001년 12월부터 2011년 11월에 관측된 일별 자료를 사용하였다. 토지이용도는 불투수(건물, 도로 등) 및 산림(임야), 초지(논밭, 공원 등), 수계(하천, 호수 등) 지역으로 분류하였으며, 4개 지역 특성을 고려한 최적의 추정식을 적용하여 증발산량을 산정하였다. 수영구 지역의 전체 증발산량은 4개 지역에서 산정된 증발산량에 토지이용 비율을 곱하여 구하였다. 연간 증발산량 변동은 1월부터 7월까지 증가하다가 8월부터 12월까지 감소하는 형태를 보였다. 수영구 지역에서 증발산량은 강수량의 약 13.3% 정도이었으며, 이는 연구지역의 72%에 해당하는 불투수 지역에서 배수로를 통한 물의 유출이 강우 발생 후 짧은 시간 동안 다량 발생하였기에 지속적인 증발산이 가능한 잠재수량의 저유량이 적었기 때문이다. 증발산량과 미기상인자 간의 상관분석을 수행하였으며, 증발산량과 이슬점 온도의 상관계수가 0.63으로 가장 높았다. 증발산량에 대한 기온 및 강수량, 순복사 인자의 상관계수는 0.5 이상으로 양의 상관성을, 기압 및 일조시간은 0.5 이상의 음의 상관성을 보였다. 증발산량에 대한 상관계수가 0.5 이상인 미기상인자(이슬점온도와 기온, 순복사, 기압, 강수량)에 대한 회귀 분석을 수행하였다. 이슬점온도와 기온, 순복사, 기압에 대한 증발산량 회귀함수 그래프는 강수의 유무에 따라 2가지 경향을 보였다. 이슬점온도에 따른 증발산량 회귀함수는 강수 발생 시에는 $ET=0.004x+0.7$, 무강수 시에는 $ET=0.25{\times}e^{0.04x}$로 추정되었으며, 결정계수는 각각 0.48과 0.96 정도로서 무강수 시에 높게 나타났다. 기온에 따른 증발산량 회귀함수는 강수 발생 시에는 $ET=0.004x+0.53$, 무강수 시에는 $ET=0.13{\times}e^{0.06x}$로 추정되었으며, 결정계수는 각각 0.39와 0.89 정도로서 무강수 시에 높게 나타났다. 순복사에 따른 증발산량 회귀함수는 강수 발생 시에는 $ET=0.79x+0.49$, 무강수 시에는 $ET=0.22x+0.03$로 추정되었으며, 결정계수는 각각 0.34와 0.89 정도로서 무강수 시에 높게 나타났다. 기압에 따른 증발산량 회귀함수는 강수 발생 시에는 $ET=-0.04x+37.91$, 무강수 시에는 $ET=5.18{\times}10^{22}{\times}e^{-0.05x}$로 추정되었으며, 결정계수는 각각 0.25와 0.45 정도로 나타났다. 강수량에 따른 증발산량 회귀함수는 $ET=0.23lnx+0.90$으로 추정되었으며, 결정계수 0.61정도 나타났다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2019.05a
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• pp.413-413
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• 2019

하천과 호수에서 남조류의 이상 과잉증식 문제(이하 녹조문제)는 담수생태계의 생물다양성을 감소시키며, 음용수의 이취미 원인물질을 발생시켜 물 이용에 장해가 된다. 또한 독소를 생산하는 유해남조류가 대량 증식할 경우에는 가축이나 인간의 건강에 치명적 해를 끼치기도 한다. 그 동안 국내에서 녹조문제는 댐 저수지와 하구호와 같은 정체수역에서 간헐적으로 문제를 일으켰으나, 4대강사업(2010-2011)으로 16개의 보가 설치된 이후 낙동강, 금강, 영산강 등 대하천에서도 광범위하게 발생되고 있어 중요한 사회적 환경적 이슈로 대두되었다. 한편, 대하천에 설치된 보 구간에서 빈번히 발생하는 녹조현상의 원인에 대해서는 전 지구적 기온상승에 따른 기후변화의 영향이라는 주장과 유역으로부터 영양염류의 과도한 유입, 가뭄에 따른 유량감소, 보 설치에 따른 체류시간 증가 등 다양한 의견이 제시되고 있으나, 대상 유역과 수체의 특성에 따라 녹조 발생의 원인이 상이하거나 또는 다양한 요인이 복합적으로 작용하기 때문에 보편적 해석(universal interpretation)이 어려운 것이 현실이다. 따라서 각 수계별, 보별 녹조현상에 대한 정확한 원인분석과 효과적인 대책 마련을 위해서는 집중된 실험자료와 데이터마이닝 기법에 근거로 한 보다 과학적이고 객관적인 접근이 이루어져야 한다. 본 연구에서는 2012년 보 설치 이후 남조류에 의한 녹조현상이 빈번히 발생하고 있는 낙동강 4개보(강정고령보, 달성보, 합천창녕보, 창녕함안보)를 대상으로 집중적인 현장조사와 실험분석을 수행하고, 수집된 기상, 수문, 수질, 조류 자료에 대해 통계분석과 다양한 데이터모델링 기법을 적용하여 보별 남조류 우점 환경조건과 이를 제어하기 위한 주요 조절변수를 규명하는데 있다. 연구대상 보 별 수질과 식물플랑크톤의 정성 및 정량 실험은 2017년 5월부터 2018년 11월까지 2년에 걸쳐 실시하였으며, 남조류 세포수 밀도와 환경요인과의 상관성 분석을 실시하고, 단계적 다중회귀모델(Step-wise Multiple Linear Regressions, SMLR), 랜덤포레스트(Random Forests, RF) 모델과 재귀적 변수 제거 기법(Recursive Feature Elimination using Random Forest, RFE-RF)을 이용한 변수중요도 평가, 의사결정나무(Decision Tree, DT), 주성분분석(Principal Component Analysis, PCA) 기법 등 다양한 모수적 및 비모수적 데이터마이닝 결과를 바탕으로 각 보별 남 조류 우점 환경요인을 종합적으로 해석하였다.

• Journal of Korea Port Economic Association
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• v.25 no.2
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• pp.277-300
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• 2009

By using data envelopment analysis(DEA) this research measures the efficiency of Korea's seven middle-sized seaports and their Malmquist productivity from 1998 to 2007. Under the assumption of CRS(constant returns to scale) and VRS(variable returns to scale), seaports' ranking of efficiency are measured. Kunsan Port is confirmed as a middle-performed port in the various measurements. Important finding facts are as follows. 1)Kunsan Port has the efficiency level from 53% to 57% of efficient ports' level under the assumption of CRS and VRS. 2)In terms of average efficiency level, the gap among these 7 seports' efficiency levels has been widened during the period from 1998 to 2007. 3)Kunsan Port has shown the characteristics of DRS more frequently in terms of returns to scale. 4) Kunsan Port's average total factor productivity has been lower at the rate of 0.7% during the period from 1998 to 2007. 5)Kunsan Port has shown technical progress at the rate of 3.1% in this period. In future research the more and better data will be expected to improve the understanding of Korean seaports' efficiency characteristics.

• Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
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• v.27 no.6
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• pp.867-874
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• 2021

The IoT (Internet of Things) technology is rapidly becoming an important consideration in many engineering fields in the current 4th industrial era. In recent years, the concepts of digital shipbuilding and smart factories have been adopted as trends in shipyards. However, there is active interest in research on implementing autonomous driving in autonomous vehicles and airplanes, which is currently available in commercial form in a limited capacity. The present study is regarding the path-tracking performance of a boat to accomplish an autonomous driving mission using a flight controller (FC) and real-time kinematic (RTK) global positioning system (GPS) based on an open-source Ardupilot; an actual sea test is also performed using this system on a calm lake. The boat's mission is to evaluate the maneuverability of the self-driving process to a specific point and returning to the home position. For a given speed, the difference between the preset mission trajectory and actual operational trajectory was analyzed, and a series of studies were conducted on the applicability of the system to ships. In addition, the movements and maneuverability of the OmniX-type hull with four propellers were investigated, and the driving path-tracking performance was observed to increase by a maximum of 48%.

• Korean Journal of Ecology and Environment
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• v.54 no.3
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• pp.229-239
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• 2021

Thamnaconus modestus, distributed in the Northwest Pacific, has high economic value and is used in various seafood. In this study, the morphological and genetic characteristics of T. modestus and T. septentrionalis were compared and analyzed. We observed the external and internal morphology of T. modestus, sketched skeletal elements, and analyzed phylogenetic evolutionary relationships using the cytochrome c oxidase subunit I (COI) gene on mitochondrial DNA compared to T. septentrionalis. The T. modestus observed in this study had blackish-brown patterns irregularly scattered on the gray-brown body, and the fins were blue-green. Genetic analysis results based on the COI sequences of T. modestus showed seven types of base sequence variation; however, the homology was more than 98.8%. In addition, as a result of comparison of the COI nucleotide sequences and phylogenetic analysis in Tetraodontiformes, two T. septentrionalis sequences (JN813099, MW485059) were similar to T. modestus with 99% homology, and the other two T. septentrionalis sequences (EF607583, KP267619) were similar to those of species belonging to another genus Thamnaconus with 95% homology with T. modestus. It was not easy to classify the species based on morphological characteristics, and phylogenetic analysis between T. modestus and T. septentrionalis confirmed the difference in classification. These results provide the external and internal morphology of T. modestus and will be used as important information for the taxonomic study of T. modestus and T. septentrionalis.

• Korean Journal of Ecology and Environment
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• v.54 no.3
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• pp.170-189
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• 2021

Environmental DNA (eDNA) is a genetic material derived from organisms in various environments (water, soil, and air). eDNA has many advantages, such as high sensitivity, short investigation time, investigation safety, and accurate species identification. For this reason, it is used in various fields, such as biological monitoring and searching for harmful and endangered organisms. To collect eDNA from a freshwater ecosystem, it is necessary to consider the target organism and gene and a wide variety of items, such as on-site filtration and eDNA preservation methods. In particular, the method of collecting eDNA from the environment is directly related to the eDNA concentration, and when collecting eDNA using an appropriate collection method, accurate (good quality) analysis results can be obtained. In addition, in preserving and extracting eDNA collected from the freshwater ecosystem, when an accurate method is used, the concentration of eDNA distributed in the field can be accurately analyzed. Therefore, for researchers at the initial stage of eDNA research, the eDNA technology poses a difficult barrier to overcome. Thus, basic knowledge of eDNA surveys is necessary. In this study, we introduced sampling of eDNA and transport of sampled eDNA in aquatic ecosystems and extraction methods for eDNA in the laboratory. In addition, we introduced simpler and more efficient eDNA collection tools. On this basis, we hope that the eDNA technique could be more widely used to study aquatic ecosystems and help researchers who are starting to use the eDNA technique.

• Korean Journal of Ecology and Environment
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• v.54 no.3
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• pp.156-169
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• 2021

Traditional morphological identification difficulties, such as phenotypic plasticity, misidentification of cryptic species, and larval stage species, can be compensated for by using DNA analysis techniques, such as DNA barcoding, in surveying zooplankton populations, including species identification. Recently, the rapid development of DNA sequencing techniques has allowed DNA-based community analysis not only for zooplankton assemblages in various aquatic ecosystems but also for the gut contents of zooplankton that are limited by conventional methods such as visual and microscopic identification. Therefore, the application of DNA sequencing can help understand biological interactions through the analysis of zooplankton food sources. The present paper introduces the major DNA-based approaches in zooplankton research topics, including taxonomic approaches by DNA barcoding, community-level approaches by metabarcoding, and gut content analyses, summarizes the analysis methods, and finally suggests the methodological topics that need to be considered for future applications.