• 한국환경과학회지
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• 제23권9호
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• pp.1537-1549
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• 2014

The objectives of this study were to analyze reservoir trophic state, based on Trophic State Index (TSI), spatial variation patterns of three zones (riverine, transition, and lacustrine zone), and empirical models through 20-years long-term data analysis. Trophic variables of TP and CHL-a were highest during the summer monsoon, and decreased along the main axis from the riverine to lacustrine zone. In the mean time, TN did not show the trend. Ratios of N:P and Secchi disc transparency (SD) increased from the riverine to lacustrine zone. The analysis of trophic state index (TSI) showed that mean TSI (TP) and TSI (CHL-a) were 62 and 57, respectively, and these values were highest in the transition zone during the summer. This zone should be managed well due to highest lake water pollution. The analysis of Trophic State Index Deviation (TSID) showed that algal growth was primarily limited by light penetration, and this was most pronounced in the monsoon season. The analysis of empirical models showed that the value of $R^2$, based on CHL-SD model, was 0.30 (p < 0.0001) in the transition zone and the $R^2$, based on TP-SD model, was 0.41 (p < 0.0001) in the transition zone.

• 한국환경생물학회:학술대회논문집
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• 한국환경생물학회 2004년도 학술대회
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• pp.29-29
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• 2004

• Journal of Ecology and Environment
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• 제40권1호
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• pp.24-33
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• 2016

Background: Previous numerous studies on watershed scale demonstrated that the constructions of upper dams may influence the below dams due to modifications of flow regime and nutrient inputs. Little is known about how the dam constructions influence the downstream lakes or reservoirs in the regional scale. This study demonstrates how the construction of upper dam (i.e., Yongdam Dam) influences nutrient regime, trophic relations, and empirical models in Daechung Reservoir (DR). Yongdam Dam was constructed at the upstream region of DR in year 2000. Results: The analysis of hydrological variables showed that inflow and discharge in the DR were largely reduced after the year 2000. The construction of upper dam construction also resulted in increases of water temperature, pH and conductivity (as an indicator of ionic content) in the DR. Empirical models of TP-CHL and N:P ratio-CHL suggested that stronger responses of CHL to the phosphorus were evident after the upper dam construction, indicating that algal production at a unit phosphorus increased after the upper dam construction. Mann-Kendall tests on the relations of N:P ratios to TN showed weak or no relations ($t_{au}=-0.143$, z = -0.371, p = 0.7105) before the dam construction, while the relation of N:P ratios to TP showed strong in the periods of before- ($t_{au}=-0714$, z = -2.351, p = 0.0187) and after the construction ($t_{au}=-0.868$, z = -4.270, p = 0.0000). This outcome indicates that TP is key determinant on N:P ratios in the reservoir. Scatter Plots on Trophic State Index Deviations (TSIDs) of "TSI(SD) - TSI(CHL)" against "TSI(TP) - TSI(CHL)" showed that the dominance of clay turbidity or light limitation was evident before the upper dam construction [TSI(TP) - TSI(CHL) > 0 and TSI(SD) - TSI(CHL) > 0] and phosphorus limitation became stronger after the dam construction [(TSI(TP) - TSI(CHL) < 0 and TSI(SD) - TSI(CHL) > 0]. Conclusions: Overall, our analysis suggests that the upper dam construction modified the response of trophic components (phytoplankton) to the nutrients or nutrient ratios through the alteration of flow regime, resulting in modifications of ecological functions and trophic relations in the low trophic levels.

• 생태와환경
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• 제42권1호
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• pp.9-18
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• 2009

본 연구에서는 우리나라의 주요한 철새도래지인 주남 저수지를 대상으로 1998년부터 2007년까지 10년간의 계절적 수질특성 분석 및 연별변이 특성, 강우분포에 따른 영양염류(N, P)의 부하특성 및 경험적 모델(Empirical model)을 이용한 부영양화 변수 간의 역동적 관계를 분석하였다. 수체내의 COD의 평균농도는 $7.8\;mg\;L^{-1}$이었고, TN 및 TP의 영양염류 농도는 각각 $1.4\;mg\;L^{-1}$, $83{\mu}g\;L^{-1}$로서 부영양-과영양 상태로 나타났다. 주남저수지의 월별 COD는 전기전도도(r=0.669, p<0.001)와 높은 상관관계를 보여 하절기 강우는 이온희석현상을 야기시키고 이는 수질향상에 기여하는 것으로 나타났다. TN 및 TP의 One-way ANOVA 분석 결과에 따르면, 철새 도래의 전 후에는 유의한 차이(F=$5.2{\sim}12.9$, p<0.05)를 보였다. 즉, 이는 철새 도래 전에 오히려 더 영영염류가 높은 것으로 나타나 철새도래에 의한 영양염류의 증가효과는 없는 것으로 나타났다. 또한, $NO_{3^-}N$ 및 $NH_{3^-}$의 Oneway ANOVA 분석 결과는 철새 도래 전 후에 유의한 차이(F=$0.37{\sim}0.48$, p>0.05)가 없는 것으로 나타났다. 부영양화에 관계된 변수를 이용한 경험적 모델(Empirical model)의 1차 회귀분석 결과에 따르면, 조류생체량은(CHL)은 TN ($R^2$=0.143, p<0.001, n=119) 및 TP ($R^2$=0.192, p<0.001, n=119)와 통계적으로 유의한 상관성을 보여 CHL의 증감에 영양염류가 영향을 미치나 그 효과는 미미한 것으로 나타났다. 이를 위해 영양상태 지수 변이성(Trophic State Index Deviation, TSID) 테스트에 따르면, "TSI (CHL)-TSI (SD)" 및 "TSI (CHL)-TSI (TP)"값은 전체 관측치 중 70% 이상이 음수값으로 나타나 CHL은 영양염류에 의한 제한보다는 무기성 부유물(Inorganic solids)에 의한 광제한 효과로 나타났다.

• 한국물환경학회지
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• 제24권3호
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• pp.333-339
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• 2008

This study was carried out to assay the relationships between empirical factors and water quality in 23 agricultural reservoirs. Based on the trophic state index (TSI) deviation analysis, phosphorus in type II and III was the primary limiting factor on algal growth. BOD, COD, TP and chl.a concentration in type III reservoirs showed higher concentration than those of other types, while SS and TN concentration was no noticeable difference among three types. Characteristics of type III reservoirs showed large reservoir surface and drainage area, large surface area to volume (SAV) ratio, small drainage area to reservoir area (DA/RA) ratio, relatively old age, large paddy field and upland field to drainage area ratio (Mean 17.4%) and high generation and discharge loads compared to other types of reservoirs. In type I and II reservoirs, trends of BOD, TN, TP concentration in water column, were similar to those of the discharge load of pollutants. Although type II reservoirs generally showed low phosphorus discharge loads compared to type I reservoirs, TP and chl.a concentration in water column was greater than that of type I. Characteristics of type II reservoirs showed relatively large SAV ratio and old age compared to type I reservoirs and was similar to those of type III including eutrophic reservoirs.

• 생태와환경
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• 제39권1호통권115호
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• pp.21-31
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• 2006

본 연구는 1993 ${\sim}$ 2004년의 기간에 환경부에서 측정된 안동호 및 임하호의 이화학적 수질자료를 이용하여 장기간의 영양상태 분석 및 그에 따른 계절별, 연별 수질변화양상을 분석하였다. 장기적인 육수학적 추이분석에 따르면, 임하호의 총부유물 (Total suspended solids, TSS)의 농도는 안동호에 비해 특성 시기에 2 ${\sim}$ 8배 이상의 큰 증가를 보였으며, 이런 기간 동안 총인(Total phosphorus, TP) 및 생물학적 산소요구량 (Biological oxygen demand, $BOD_5$)은 증가하였고, 투명도(Secchi depth, SD)는 감소를 보였다. 한편, 동일기간 동안 엽록소(Chlorophyll-a, CHL-a)는 차이가 거의 없거나 일부 감소하는 경향을 보여 단위 총인당 엽록소의 농도(Chl-a/TP ratio)는 뚜렷한 감소현상을 보였다. 영양상태 (Trophic State Index, TSI)의 변이 분석에 따르면, 임하호에서 TSI (CHL-a)-TSI(SD) 값 및 TSI (CHL-a)-TSI (TP) 값치 70% 이상이 0 이하의 음수값을 보였으며, 거의 -60까지의 값으로 나타나 무기성 부유물(inorganic solids)의 영향이 안동호에 비해 크게 나타났다. 즉, 임하호에서 무기성 미세부유물은 식물플랑크톤 성장에 대한 광제한 효과를 보여 영양상태 지수들간의 상호관계의 변이에 안동호보다 좀 더 직접적으로 기여하는 것으로 나타났다. 특히, 장마전기, 장마기 및 장마후기에 두 호수의 수체내 총인 농도자료 분석에 따르면, 하절기 장마가 심할 때 임하호에서 장마후기의 총인농도는 안동호에 비해 월등하게 높게 나타났는데, 이런 주요 원인은 하절기의 집중강우에 의한 수계침식 및 비점오염원으로부터 부유물을 증가로 사료되었으며, 이에 대한 대책마련이 시급한 것으로 사료되었다. 수질이 휴양용수로서 사용하는 데에 적합하도록 충분한 차집시설과 환경 기초시설의 설치 운영이 필요할 것으로 판단된다.TEX>$K_s$값이 높고 $V_m/K_s$비율은 낮아 수게에서 질소가 저농도 일 때에는 다른 미세조류와 비교하면 경쟁력이 떨어지고 질소에 대한 기질 친화력은 약한 것으로 나타났다. 낙동강 하류지역에서 M. aeruginosa가 대발생하는 시기에 수중 영양염의 농도 변동은 M. aeruginosa의 영양생리 kinetics 특성과 잘 부합하는 것으로 나타났다.부분을 보완하기 위한 연구가 이루어져야 할 것으로 보인다. 연마방법 간에 상호 연관성이 없었다. FE-SEM관찰에서 레진전색제를 적용한 후의 표면은 모든 군에서 대체적으로 평활한 표면을 나타내었다. 4. 동일한 복합레진과 연마방법으로 처리된 군에서 레진전색제 적용 전과 후의 표면조도 값은 M1B군이 M1군보다, S1B군이 S1군보다 통계학적으로 높게 나타났으며, M4B군과 M5B군은 각각 M4군과 M5군 보다. 그리고 S5B군은 S5군 보다 통계학적으로 낮게 나타났다 (p<0.05). 본 연구를 종합하여 보면, 복합레진의 종류에 따라 표면조도의 순서는 다르게 나타났고, polyester strip 하에서 복합레진이 중합된 경우 가장 낮은 표면조도 값과 평활한 표면을 제공하였으며 전반적으로 anishing bur는 가장 높은 Ra값과 거친 표면을 제공하였다. Enhance, Astropol, carbide finishing bur로 연마한 표면은 레진전색제의 사용으로 평활한 표면을 얻을 수 있었지만, polyester strip과 Sof-Lex disc로 얻어진 표면은 레진전색제의 사용으로 표면조도의 개선이 이루어지지 않았다.^{11}C]raclopride$ PET을 이용하여 비흡연 정상인에서 흡연에 의한 도파민 유리를 영상화 및 정량화 하였고, 흡연에 의한 선조체내 도파민 유리는 흡연시 흡수된 니코틴의

• 생태와환경
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• 제33권3호통권91호
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• pp.187-196
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• 2000

호수 내 seston조성 및 식물플랑크톤 성장을 제한하는 요인들을 평가하기 위해서는 일반적으로 시료가 담긴 용기 내에 영양물질을 투입하는 생물검정 (bioassay) 방법이나, 섭식 (grazing) 실험, seston의 size분석 등과 같은 직접적이고 시간적 노력이 필요한 방법을 이용한다. 그러나 이 논문에서는 동일한 목적을 위하여, 총인 (TP), 엽록소 (CHL), 투명도 (Secchi depth, SD) 자료에 의해 계산한 Carlson의 영양상태지수 (TSI)들의 상호편차(deviation)를 이용하는 보다 간편한 방법을 소개하였다. 본 연구에서 TSI 편차분석을 위하여 아열대지역의 대형호수 (Lake Okeechobee, 미국 플로리다)의 수질자료와 다른 많은 호수들로부터 수집된 자료를 이용하였다. 일단 연구자가 일상적인 수질자료를 수집하여 총인, Chl-a, 투명도 값을 기초로 TSI값을 얻었다면, 이로부터 여러 가지 해석이 도출될 수 있다 한편, 총질소의 자료도 총인과 마찬가지로 영양물질에 대한 자료로 중요하게 이용될 수 있다. TSI (CHL)값이 TSI (TP)값보다 훨씬 작다면, 인 (P)이 아닌 다른 요인이 조류의 성장을 제한한다고 유추할 수 있다. 만약 TSI (CHL)값이 TSI (SD) 값보다 훨씬 작다면 호수 내 seston중 아주 작은 무생물적 입자들의 구성비가 높다고 추정할 수 있으며,이 경우 빛이 제한 요소가 될 것이다. 반대로, TSI (CHL) 값이 TSI (TP) 값보다는 작지만 TSI (SD) 값보다 크다면, 수중의 빛을 산란시키는 입자들이 크기가 크다고 (예를 들면, 큰 사상성 또는 군체성 조류) 추정할 수 있고, 이 경우 조류의 성장은 동물플랑크톤의 섭식에 의해 제한을 받을 가능성이 크다. 이러한 분석의 결과는 신뢰성과 일관성이 매우 높으며, 일반적으로 상기한 다른 직접적인 방법들에 의해 얻어진 결과들과도 잘 일치한다. TSI의 편차를 이용한 방법으로부터 도출된 결과를 위의 직접적인 방법을 통해 주기적으로 검증할 필요는 있지만, 호수관리를 위해 수질과 생태학적 반응 요인들을 모니터링하고, 나아가 장기적으로 호수의 변화를 이해하는데 보다 효율적이고 경제적인 방법을 제공할 수 있어 이용가치가 매우 높다고 사료된다.

• 생태와환경
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• 제43권2호
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• pp.199-211
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• 2010

The objectives for this study were to evaluate spatial and temporal characteristics of water quality, based on long-term water quality monitoring data during 1993~2008. We found that physico-chemical and ecological conditions in the Daecheong Reservoir (DR) were modified by the construction of upper dam (i.e., Yongdam Reservoir). total phosphorus (TP), Secchi depth (SD), and chlorophyll-a (CHL) in the DR showed significant longitudinal decreases along the headwater-to-the downlake, indicating a large spatial variation, and this gradient was more intensified during the high-flow season (monsoon). Nutrient-rich water containing high nitrogen and phosphorus in the monsoon season (July~August) passed through the reservoir as a density current in the metalimnetic depth, and also high suspended solids increased in the metalimnetic depth, especially during the monsoon. According to the deviation analysis of Trophic State Index (TSI), >50% of TSI (CHL)-TSI (SD) and TSI (CHL)-TSI (TP) values were negatives, so that inorganic suspended solids (non-votatile solids) influenced the underwater light regime against phytoplankton growth. Also, ratios of CHL:TP after the dam construction evidently increased, compared to the values before the upper dam constructions, indicating a greater yield of phytoplankton in the unit phosphorus. Overall data showed that ecological and functional changes in Daecheong Reservoir occurred after the construction of upper dam (Yongdam Reservoir).

• 생태와환경
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• 제40권2호
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• pp.285-293
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• 2007

본 연구는 대청호에서 영양염과 엽록소-${\alpha}$의 구간별 특성과 이에 따른 영양단계와의 관계를 살펴보았으며, 유수대, 추이대, 정수대의 세 구간에 걸쳐 환경부에서 제공하는 1993년에서 2002년까지의 수질 및 영양상태 자료를 비교 분석하였다. 총인(TP)과 투명도(SD)및 엽록소-${\alpha}$(CHL)는 호소대에서 정수대로 갈수록 감소하는 양상을 보였으나, 총질소의 경우는 종적구배를 보이지 않았다. 대청호에서의 총인과 엽록소-${\alpha}$는 여름철 장마기(7, 8월)에 가장 큰 계절적 변이를 보였으며, 총질소의 농도와 총질소 : 총인 비율은 각각 평균 1.67 mg $L^{-1}$, 88로 나타나 대청호의 제한요인은 총인으로 사료되었다. 엽록소-${\alpha}$와 총인, 투명도를 기반으로 한 영양상태지수는 구간별, 계절별로 구분되어 비교하였다. TSI(TP)는 장마기에 유수대는 평균 62로 나타나 과영양상태를 보인 반면, 대조적으로 정수대는 평균 40으로 거의 빈영양 상태를 가까운 수치를 보였으며, TSI(CHL)는 장마기에 추이대에서 가장 높은 값을 나타냈다. TSI 편차분석에 따르면 TSI(CHL)-TSI (TP)와 TSI (CHL)-TSI (SD)의 약 65% 가량이 0보다 낮은 수치를 보였으며, 또한 최저 -42를 보여, 이는 인공호에서의 조류성장에 무기물에 의한 탁수가 영향을 끼치는 것으로 판단되었다. 엽록소-${\alpha}$와 투명도의 상관분석 결과 추이대에서의 상관도(p<0.001, r=-0.47)가 다른 두 지점(p<0.001, r=-0.40)에 비하여 높게 나타났으며, 한편 총인과 엽록소-${\alpha}$의 경우 정수대에서 상관도가 가장 높게 나타난 반면, 총인과 조류생산량은 가장 낮은 수치를 보였다. 결론적으로 인공호 상 하 류간의 형태적 종적구배가 뚜렷한 경우 각 구역별 영양염류 농도구배 및 광투과도 구배는 1차 생산력에 직접적으로 영향을 주어 뚜렷하게 다른 양상을 보였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제29권6호
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• pp.587-597
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• 2023

조류의 이상증식을 일으키는 새만금호 부영양화를 평가하기 위해 Carlson 지수를 적용하였다. 연구를 위해 2021년 월별로 새만금호내 총 7개 정점에서 수질조사를 실시하였다. Chl.a의 농도는 동계에는 만경수계가 약간 높았고, 춘계와 하계에는 동진수계가 약간 높게 나타났으나, 일부 시기를 제외하고는 전체적으로 호소 수질환경기준 3등급과 비슷하거나 낮은 농도를 나타내었다. COD는 만경수계와 동진수계 모두 하계와 추계에 호소 수질환경기준 4등급과 유사하거나 상회하는 수질을 나타내었다. TOC는 모든 지점에서 3등급 이내의 수질을 보였다. 총인 농도는 호수 수질환경기준 4등급을 초과하였고, 월별로는 1월과 강우 후 8월에 높게 나타났다. 수질인자간의 상관성 분석에서 염분 농도에 대한 유기물, 총인, 총질소의 상관성이 상대적으로 높게 나타나 배수갑문을 통한 해수유입과 상류 하천을 통한 담수 유입에 의한 담수역, 기수역, 해수역의 수질 특징을 반영하고 있었다. 영양상태지수에 의한 새만금호의 부영양화 변동 특성을 보면, Chl.a와 SD, TN의 지수에서 부영양화 초기 단계의 수질을 보였으며, TP 지수의 경우 심각한 부영양화 상태를 나타내고 있었다. 수질인자간 부영양화 지수의 크기는 모든 수계에서 TSI(TP) > TSI(TN) > TSI(SD) > TSI(CHL)의 순으로 나타났다. TSI(CHL)에 대한 TSI(TP) 및 TSI(SD)와의 편차를 2차원 평면으로 나타낸 사분면 분석 결과를 보면, 조류 성장에 대한 총인이 영향에서는 모든 수계에서 대부분의 총인(TP)에 의한 제한적 영향은 나타나지 않았으며, 빛 감쇠에 영향을 미치는 인자는 외부로부터 유입되는 적은 입자상 물질에 의한 영향이 크게 나타나는 것으로 평가할 수 있다.