• 생태와환경
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• 제55권4호
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• pp.259-273
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• 2022

먹이망은 군집의 종구성과 종간 관계를 나타내줄 뿐만 아니라 먹이망을 구성하는 요소를 정량화하여 구조를 분석하고 이해하는 데 유용하다. 먹이망에 관한 연구는 군집의 영양 패턴, 피식자와 포식자 사이의 개체군 동태, 생태계 안정성, 생태계 내 물질/에너지 흐름 등의 이해에 도움을 준다. 먹이망 모델은 생태계 군집의 종간 관계 복잡성을 이상적으로 표현해 주며 자연 생태계에서 관찰된 유형에 대한 정보를 제공해주므로, 먹이망 모델은 대상 군집의 특성과 동태를 연구하는 도구로 사용될 수 있다. 본 연구에서는 국내외에서 사용되는 주요 먹이망 모델을 정적 모델과 동적 모델의 유형으로 구분하여 주요 모델의 특성과 적용 사례를 고찰하였다. 정적 모델로 Ecopath 모델이 많이 사용되고 있고 이는 동적 모델인 Ecosim과 연계되어 Ecopath with Ecosim으로 통합되어 사용되고 있다. 또한 동적 모델로 독성물질 특성 등의 영향을 분석하고자 하는 경우 AQUATOX 모델이 많이 사용되고 있다. 효율적인 먹이망 모델을 구축하기 위해서는 대상 생태계의 생물 요소들 사이의 섭식선호성 관계가 충분히 파악되어야 하고 또한 주요 환경인자들이 이들 생물에 미치는 영향에 대한 기초자료 수집이 필요하다. 효율적인 생태계 관리를 위해서는 환경변수만을 고려하는 관리가 아닌 환경과 생물 특성과 관계, 그리고 먹이망을 같이 고려하는 생태계 수준의 연구가 요구된다.

• 한국수산과학회지
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• 제36권6호
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• pp.669-675
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• 2003

To increase fishery resources in coastal waters, juvenile fish and bivalves are artificially released every year in Korea. This study provides a methodology to estimate an optimal release quantity based on the carrying capacity of the receiving basins. Carrying capacity was defined by E.p. Odum's theory of ecosystem development as the upper limit of biomass, where total system respiration equals total primary production. The Ecopath trophic ecological model was used to determine carrying capacity in the surfzone ecosystem of Bangjukpo on the southern coast of Korea. Using a top-down control method, various biomasses of fish groups were given to the simulation, with primary production constant and no catch. The results showed that biomass of selected fish groups increased by two orders of magnitude, yielding a five-fold increase in overall consumer biomass. The resultant values are 10 times higher than those estimated in open seas. This can be explained by higher primary production in the Bangjukpo surfzone ecosystem. This method can be used for strategic releases and ecosystem management, particularly when based on an ecological background.

• 한국수산과학회지
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• 제38권3호
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• pp.184-195
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• 2005

A preliminary quantitative model of the trophic structure in Gwangyang bay, Korea was obtained using ECOPATH and data from relevant studies to date in the region. The model integrates and analyzes biomass, food spectrum, trophic interactions and the key trophic pathways of the system. The bay model comprises 9 groups of benthic primary producer, phytoplankton, zooplankton, benthos, bivalve, pelagic fish, demersal fish and piscivorous fish. The total system throughput was estimated at $2.4\;kgWW/m^2/yr$, including a consumption of $41\%$, exports of $9\%$, respiratory flows of $24\%$ and flows into detritus of $26\%$. All of which originate from primary producers measured at $52\%$ and detritus of $48\%$. The total biomass was seen to be high compared to the levels of Somme, Delaware, Chesapeake Bays and Seine Estuary. This seems to be possibly due to artificial bivalve aquaculture and overestimation of benthos and benthic primary producer groups. The deviation can be calibrated by neglecting aquaculture and decreasing the habitat area for the groups. The trophic network of the bay shows a low level of recycling and organization as indicated by Finn's cycling index $3.3\%$, Ascendancy $3.1\;kgC/m^2/yr$ bits, Capacity $5.1\;kgC/m^2/yr$ bits and Redundancy $2.2\;kgC/m^2/yr$ bits. A high relative ascendancy of $62\%$ and a low internal relative ascendancy of $18\%$ indicate the system is not fully organized and stable towards disturbances, depending upon external connections. Although the model should be continuously provided with field data and calibrated further in depth, this study is the first trophic model applied to the region. The model can be a useful tool to understand the ecosystem in a quantitative manner.

• 환경생물
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• 제26권4호
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• pp.292-302
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• 2008

본 연구는 Ecopath 모델을 이용하여 유수생태계인 낙동강 하류 생태계의 영양구조와 에너지 흐름을 알아보고자 하였다. 이를 위해 2007년 갈수기(5월)와 풍수기(8월)에 낙동강 하류 삼랑진 일대의 6개 지점에서 조사를 실시하였으며, 어류의 각 어종별 밀도와 자원량 자료를 위해 2007년 3월에서 11월까지 매달 2회씩 조사를 실시하였다. 낙동강 하류 생태계는 수온이 $20.9\sim31.4^{\circ}C$, 전기전도도 $135\sim364{\mu}s\;cm^{-1}$, 용존산소 $9.0\sim10.5mg\;L^{-1}$, pH는 10.4$\sim$10.7, TOC 2.3$\sim$2.7 mg L$^{-1}$, DOC 2.2$\sim$2.6 mg L$^{-1}$, 수심 0.5$\sim$9.0 m, 투명도 0.3$\sim$0.5 m등의 범위를 보이는 것으로 조사되었다. 낙동강 하류 생태계는 크게 3단계 즉, 생산자와 1차 소비자, 2차 소비자로 나누어지는 영양단계를 보였다. 생산자에 해당하는 생물군은 유기패설물, 식물플랑크톤, 대형수생식물이었고, 1차 소비자는 동물플랑크톤, 저서동물, 잉어, 누치, 기타어류 등이었으며, 2차 소비자는 배스였다. 낙동강 하류 생태계의 총에너지량은 2.7 kg m$^{-2}$로 나타났으며, 52.0%는 섭식으로, 9.1%는 이출, 18.0%는 호흡, 20.9%는 유기쇄설물로 전환되는 것으로 나타났다. 또한, 혼합영양영향(MTI)결과 최고포식자로 추정된 배스의 생체량 증감은 배스와 기타 어류에게는 음의 효과를, 누치와 잉어, 저서동물, 동물플랑크톤, 식물플랑크톤 등에게는 양의 효과를 직 간접적으로 미치는 것으로 나타났으며, 각 그룹의 생체량증가는 각 생물그룹별 생체량을 감소시키는 음의 효과를 보이는 것으로 나타났다.

• 수산해양교육연구
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• 제29권2호
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• pp.513-525
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• 2017

In the estimation of the exploitable carrying capacity (ECC) in the Korean water of the East China Sea, two approaches, which are the ecosystem modeling method (EMM) and the holistic production method (HPM), were applied. The EMM is accomplished by Ecopath with Ecosim model using a number of ecological data and fishery catch for each species group, which was categorized by a self-organizing mapping (SOM) based on eight biological characteristics of species. In this method, the converged value during the Ecosim simulation by setting the instantaneous rate of fishing mortality (F) as zero was estimated as the ECC of each group. The HPM is to use surplus production models for estimateing ECC. The ECC estimates were 4.6 and 5.1 million mt (mmt) from EMM and HPM, respectiverly. The estimate from the EMM has a considerable uncertainty due to the lack of confidence in input ecological parameters, especially production/biomass ratio (P/B) and consumption/biomass ratio (Q/B). However, ECC from the HPM was estimated on the basis of relatively fewer assumptions and long time-series fishery data as input, so the estimate from the HPM is regarded as more reasonable estimate of ECC, although the ECC estimate could be considerd as a preliminary one. The quality of input data should be improved for the future study of the ECC to obtain more reliable estimate.

• 한국환경생태학회지
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• 제25권5호
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• pp.747-759
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• 2011

Ecopath 모델을 이용하여 남양호와 낙동강 하류 생태계의 영양구조와 에너지 흐름을 정량적으로 파악하고, 그 결과를 비교 분석하고자 하였다. 이를 위해 2007년 갈수기(5월)와 풍수기(8월)에 남양호와 낙동강 하류 수계의 각 6개 지점에서 조사를 실시하였다. 연구결과, 남양호는 무생물인 유기쇄설물과 식물플랑크톤, 대형 수생식물 등이 생산자로, 동물플랑크톤과 저서동물, 떡붕어, 붕어, 기타 어류 등은 1차 소비자로, 잉어와 동자개는 2차 소비자로 조사되었으며, 낙동강 하류는 무생물인 유기쇄설물과 식물플랑크톤, 대형 수생식물 등은 생산자로, 동물플랑크톤과 저서동물, 기타 어류, 잉어, 누치 등은 1차 소비자로, 배스는 2차 소비자로 나타났다. 영양구조는 남양호가 1.0~3.3의 범위를, 낙동강 하류는 1.0~3.7의 범위로 낙동강 하류가 남양호보다 더 긴 먹이사슬을 가지는 것으로 추정되었다. 영양단계별 먹이자원에 대한 경쟁은 남양호가 0.100~0.900로 나타나 0.018~0.845 범위의 낙동강 하류보다 먹이자원에 대해 높은 경쟁을 가지는 것으로 확인되었다. 총에너지량은 남양호가 14.1 kg $m^{-2}$, 낙동강 하류는 2.7 kg $m^{-2}$이었으며, 이 중 남양호 수계는 39%(5440.919 g $m^{-2}$)는 섭식으로, 21%(3107.271 g $m^{-2}$)은 이출, 12%(1708.362 g $m^{-2}$)는 호흡, 28%(4018.551 g $m^{-2}$)은 유기쇄설물로 전환되는 것으로 나타났으며, 낙동강 수계는 52.0%(1433.998 g $m^{-2}$)은 섭식으로, 9.1%(252.101 g $m^{-2}$)은 이출, 18.0%(498.150 g $m^{-2}$)은 호흡, 20.9%(575.984 g $m^{-2}$)는 유기쇄설물로 전환되는 것으로 추정되었다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제16권4호
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• pp.180-195
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• 2011

1994년 신지도 해양생태계에서 관측된 자료를 이용 Ecopath 영양흐름 모델을 구축하였다. 모델은 생체량과 먹이 조성 자료를 이용하여 우점종의 개체군 역학, 주요 영양흐름의 경로, 생태적 특성을 해석하여 다른 해양 생태계와 비교하였다. 계를 구성하는 그룹은 17개로서 해조류, 식물플랑크톤, 동물플랑크톤, 복족류, 다모류, 이매패류, 극피동물, 갑각류, 두족류, 망둑어, 양태, 홍어, 보구치, 베도라치, 장어, 가자미 및 유기쇄설물을 포함한다. 실험결과 영양단계는 일차생산자와 유기쇄설물로부터 최고 소비자인 가자미 그룹에 이르기까지 1.0~4.0의 범위를 보였다. 계의 총생체량(B)은 0.1 $kgWW/m^2$, 총순일차생산량(PP)과 총통과흐름(TST)은 각기 1.6, 3.4 $kgWW/m^2/yr$이며, TST는 총소비 7%, 총이출 43%, 총호흡(TR) 4%, 총유기쇄설물전환 46%의 합으로 구성된다. PP/TR은 0.012, PP/B는 0.015, 잡식지수는 0.12, 핀순환지수는 0.7%, 평균경로거리는 2.15, 지배용량(A)과 발전용량(C)은 각기 4.1과 8.2 $kgWW/m^2/yr$ bits이며, 상대지배용량(A/C)은 51%를 보였다. 특히 본 연구는 영양상호영향 해석에서 간접적인 경로를 통한 영향을 4가지 형태로 구분하여 기술하였다. 총통과흐름 기운데 총이출이 높은 것은 계가 반폐쇄된 만과 다르게 물질 교환이 크다는 의미이며, 연구해역이 신지도, 조약도, 생일도로 둘러싸인 수로를 통해 강한 조류가 미치는 지역임을 보아 쉽게 알 수 있다. 생태계 이론 및 순환지수 가운데 총생체량, 총통과흐름, PP/TR, 핀순환지수, 평균경로 거리, 잡식지수는 비교적 낮게 산출되었는데, 이는 오덤의 이론에 따라 계가 충분히 성숙하지 못한 근거로 해석되었고, 정보지수인 상대지배용량이 크게 산출된 것은 계가 최대로 발전할 수 있는 용량이 작다는 것으로 해석되었다. 이상의 결과로 보아 연구해역은 영양물질의 외부 유출이 커 계가 발전할 수 있는 가능성은 한정되고 현재 발전하고 있는 단계인 것으로 판단되었다. 본 연구는 신지도 해양생태계의 영양흐름 구조와 생태계 특성을 해석한 시험연구로서 향후 생태계의 변화를 비교하거나 관리에 유용할 것으로 판단된다.

• 해양환경안전학회지
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• 제24권6호
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• pp.750-763
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• 2018

본 연구는 울진 바다목장해역에 서식하는 생물을 대상으로 바다목장 관리를 위한 해양생태계의 영양구조와 에너지흐름을 파악하기 위한 목적으로 2013년 3월부터 10월까지 총 4회 현장조사를 실시하였다. 본 연구에서 개별 생물종들의 생태학적 특징에 따라 유사도에 근거한 비계량형다차원척도법을 사용하여 최고포식자, 바다새, 대형 및 소형유영어류, 볼락류, 가자미류, 저서어류, 반저서어류, 두족류, 저서섭이자, 표서동물, 이매패류, 전복, 자포동물, 동물플랑크톤, 부착성해조류, 미소해조류, 식물플랑크톤, 유기쇄설물 등 총 19가지로 생물그룹핑되었다. Ecopath 모델의 입력변수인 각 생물군들의 생체량, 생산량/생체량의 비, 섭식량/생체량의 비, 피식-포식관계 자료를 사용하여 울진 바다목장해역의 영양구조와 에너지 흐름을 추정하였다. 연구해역에서 각 생물군들의 영양단계는 1 ~ 5.687 범위로 파악되었다. 울진 바다목장 해역에 서식하는 모든 생물그룹들의 전체 소비량의 합은 $229.7t/km^2/yr$, 생물그룹들의 전체 이출량은 $3,432.4t/km^2/yr$이었다. 모든 생물그룹들의 총 에너지량은 $6,796.2t/km^2/yr$, 전체 생산량은 $3,613.1t/km^2/yr$로 추정되었다. 울진 바다목장 해역에서의 순 생태계 생산량은 $3,490.3t/km^2/yr$, 전체 생물군의 생체량은 $167.3t/km^2/yr$으로 추정되었다.

• 한국수산과학회지
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• 제36권4호
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• pp.389-401
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• 2003

The changes in structure and abundance of taxon or species groups in the East Sea ecosystem were compared between pre- and post-Climatic Regime Shift (CRS) occurred in the mid 1970s using an ECOPATH model. Although the East Sea ecosystem consisted of primary producers, primary consumers, secondary consumers and terminal consumers most species groups were classified as secondary consumers. The mean trophic level between pre- and post-CRS increased from 3.09 during the pre-CRS period to 3.28 during the post-CRS period. Total biomass of the species groups in the East Sea ecosystem increased by $9\%$ due to the CRS, and total catch increased by $48\%.$ The most significant differences between pre- and post-CRS models occurred at the mid/high trophic levels occupied by fishes and cephalopods. Relative contribution of the different species groups to the total energy flow was calculated for the trophic level III. As a result, the status by the dominant species in the East Sea ecosystem shifted from cephalopods to walleye pollock due to the CRS. Relative contribution of 5 species, which were commercially important, such as Pacific saury, Pacific sardine, filefish, walleye pollock and sandfish in trophic level III, were also changed due to the CRS. Finally, the CRS turned out to cause large variations in biomass and catch of fisheries resources as well as the status and role of the major species.