본문 바로가기
KERD
논문KCI 등재

생물지수와 수질을 이용한 양재천과 여의천의 생태건강성평가

Ecological health assessment of Yangjaecheon and Yeouicheon using biotic index and water quality

조석주|이준연|이진효|한현|차영섭
한국환경생물학회 (Korean Society Of Environmental Biology)|2022.06|환경생물 (Korean Journal of Environmental Biology)|제40권 제2호|pp. 172-186

1

조회

0

다운로드

3

인용

0

참고문헌

키워드

correlation analysisnMDSbenthic macroinvertebrates biotic indexwater quality grade

초록

본 연구에서는 2019년~2020년 2년 동안 양재천과 여의천을 대상으로, 이화학적 수질항목 (17항목)과 함께 저서동물지수와 우점도지수 및 다양도지수 등의 군집지수와 연계하여 두 하천의 생태건강성을 평가하였다. 또한 저서동물 생물지수의 현장 적용성 평가 및 및 두 하천 간 저서동물 분포특성을 통계적으로 비교하기 위하여 각각 상관분석 (correlation analysis)과 비계량적 다차원척도법 (nMDS, nonmetric multidimensional scaling)을 활용하였고, 이를 통해 도심하천의 하천생태계 현황을 진단하는 기초자료를 제공하고자 하였다. 조사 결과, 양재천 (주암교, 보도교, 대치교)은 총 39종, 3,787개체가 출현하였으며, 양재천 수질 (BOD, TOC, TP 기준)은 II등급 (약간 좋음) 이상이며, 저서동물을 이용한 BMI는 모든 지점에서 C 등급 (보통)으로 나타났다. 여의천 (상류, 새원교, 여의교)은 총 51종, 4,199개체가 출현하였으며, 여의천 수질 (BOD, TOC, TP 기준)은 양재천과 유사하게 II등급 (약간 좋음) 이상으로, BMI는 상류 및 새원교 모두 B등급 (좋음), 여의교는 C등급 (보통)으로 나타나는 등 전반적으로 양재천과 여의천 모두 수질 및 하천 환경상태는 유사한 것으로 확인되었다. 특히 저서동물 분포상태를 비계량적 다차원척도법으로 분석한 결과에서도 두 하천 간의 유의미한 차이를 볼 수 없었으며 (p=0.1491), 이때 수온과 DO 환경인자가 두 하천에서의 저서동물 분포와 상관성이 높은 것으로 나타났다. 저서동물 생물지수와 주요 수질항목과의 상관분석 결과, 풍부도지수와 저서동물지수가 현장 수질평가에 활용될 수 있을 것으로 확인되었다.

Abstract

Benthic macroinvertebrates are important ecological and environmental indicators as primary or secondary consumers, and therefore are widely used in the evaluation of aquatic environments. However, there are no comprehensive river ecosystem monitoring surveys that link the major physicochemical water quality items with benthic macroinvertebrates in urban streams. Therefore, this study investigated the distribution characteristics of benthic macroinvertebrates and physicochemical water quality items (17 items) in Yangjaecheon and Yeouicheon from 2019 to 2020. At the same time, by applying Spearman’s rank correlation analysis and nonmetric multidimensional scaling (nMDS) analysis in the water quality data and biotic index, we tried to provide basic data for diagnosing the current status of river ecosystems in major urban rivers in Seoul. Based on the study results, a total of 39 species and 3,787 individuals were identified in Yangjaecheon, the water quality (based on BOD, TOC, and TP) of Yangjaecheon was higher than Grade Ib (good), and the BMI using benthic macroinvertebrates appeared as Grade C (normal) at all the sites. In Yeouicheon, a total of 51 species and 4,199 individuals were identified, the water quality (based on BOD, TOC, TP) was higher than Grade Ib (good) similar to Yangjaecheon, and the BMI of both Upstream and Saewon bridge was Grade B (good), while Yeoui bridge was Grade C (normal). Overall, analysis results for the distribution of benthic macroinvertebrates by a nonmetric multidimensional scaling method showed no significant difference between the two streams (p=0.1491). Also, significant environmental variables related to benthic macroinvertebrates distribution were determined as water temperature and DO. On the other hand, the results of the correlation analysis between biotic index and major water quality items confirmed that R1 and BMI could be used for on-site urban river water quality evaluation.

참고문헌 (41)

  1. Allan DJ, "Stream Ecology; Structure and Function of Running Waters" (1995), Champman and Hall
  2. 배연재, "경기도 가평천의 하순에 따른 수서곤충 군집조성과 섭식기능군", 생태와 환경, 36(1), pp.21~28 (2003), 한국수생태학회
  3. Baumgärtner DM, "Effects of water-depth and water-level fluctuations on the macroinvertebrate community structure in the littoral zone of Lake Constance", Hydrobiologia, 613, pp.97~107 (2008)
  4. Bledsoe BP, "Effects of urbanization on channel instability", J. Am. Water Resour. Assoc, 37, pp.255~270 (2001)
  5. 최아름, "진위천의 수질과 저서성 대형무척추동물 군집지수의 상관관계", 생태와 환경, 45(1), pp.1~10 (2012), 한국수생태학회
  6. Davis SD, "Macroinvertebrate biomonitoring in intermittent coastal plain stream impacted by animal agriculture", J. Environ. Qual, 32, pp.1036~1043 (2003)
  7. 한중수, "온배수 유입이 부소천의 저서성 대형무척추동물 군집구조에 미치는 영향", 환경생물, 35(1), pp.83~94 (2017), 한국환경생물학회[DOI]
  8. Hynes HBN, "The Ecology of Running Waters" (1970), Liverpool Univ. Press
  9. 장명성, "길안천 저서성대형무척추동물의 군집안정성 및 유사도 분석", 환경생물, 38(4), pp.714~723 (2020), 한국환경생물학회[DOI]
  10. Multivariate Analysis of Ecological Communities in R: vegan Tutorial, "Jari O", University of Helsinki, ~ (2015)
  11. 조명호, "영주댐 준공 전후 저서성대형무척추동물의 서식기능군 및 군집안정성 분석", 환경생물, 37(4), pp.664~671 (2019), 한국환경생물학회[DOI]
  12. Karr JR, "Defining and Measuring River Health", Freshw. Biol, 41, pp.221~234 (1999)
  13. 길혜경, "소형 보와 대형 댐에 의해 형성된 저수역이 저서성 대형무척추동물 군집에 미치는 영향", 생태와 환경, 43(2), pp.190~198 (2010), 한국수생태학회
  14. Kim MC, "Invertebrates in Korean Freshwater Ecosystems" (2013), GeoBook Publisher
  15. 김현맥, "도심하천 생태계에서의 수질 및 생태건강성 평가", 환경생물, 26(4), pp.311~322 (2008), 한국환경생물학회
  16. Kong DS, "Benthic macroinvertebrates fauna of Mt. Cheonggye", Korean J. Nat. Conserv, 19, pp.15~28 (2020)
  17. 이창용, "정규 분포에 기초한 연속형 담금질 방법을 사용한 비계량 다차원 척도 알고리즘", 정보과학회논문지 : 소프트웨어 및 응용, 38(6), pp.287~295 (2011), 한국정보과학회
  18. 이다영, "온도 분포가 다른 두 산림 하천의 저서성대형무척추동물 군집 특성 비교", 생태와 환경, 54(2), pp.87~95 (2021), 한국수생태학회[DOI]
  19. Lenat DR, "Water quality assessment of streams using a qualitative collection method for benthic macroinvertebrates", J. N. Am. Benthol. Soc, 7, pp.222~233 (1988)
  20. Lloyd M, "A table for calculation of the"equitability"component of species diversity", J. Anim. Ecol, 33, pp.217~226 (1964)
  21. Margalef R, "Information Theory in Ecology", Int. J. General Syst, 3, pp.36~71 (1958)
  22. McNaughton SJ, "Relationship among functional properties of California Grassland", Nature, 216, pp.168~169 (1967)
  23. Enforcement Decree of the Framework Act on Environmental Policy, "MOE", Ministry of Environment, ~ (2020)
  24. Morene P, "Benthic macroinvertebrates in the water-shed of an urban reservoir in southeastern Brazil", Hydrobiologia, 560, pp.311~321 (2006)
  25. Nalepa TF, "Trends in benthic macroinvertebrate populations in southern Lake Michigan", Verein. Limnol, 27, pp.2540~2545 (2000)
  26. Ecological Encyclopedia of Benthic Macroinvertebrates from Korea, "NIER", National Institute of Environmental Research, ~ (2013)
  27. Biomonitering Survey and Assessment Manual, "NIER", National Institute of Environmental Research, ~ (2017)
  28. Water Pollution Standard Method, "NIER", National Institute of Environmental Research, ~ (2019)
  29. Guidelines on How to Survey the Current Status of Aquatic Ecosystems and Evaluate Health, "NIER.", National Institute of Environmental Research, ~ (2019)
  30. "NMDS TUTORIAL IN R"[URL]
  31. Oh YN, "A study on the benthic macroinvertebrates in the middle reaches of the Paenae Stream, a tributary of the Nakdong River, Korea, I: Community analysis and biological assessment of water quality", Korean J. Ecol. Environ, 14, pp.345~360 (1991)
  32. 박영준, "왕피천 유역의 저서성 대형무척추동물 군집분석 및 생물학적 수질평가", 한국환경생태학회지, 27(3), pp.327~343 (2013), 한국환경생태학회
  33. Petiz DG, "Macroinvertebrate biomonitoring as an indicator of water quality : Status report for pipestone Creek", Pip. Nat. Mon, 13, pp.1989~2002 (2003)
  34. Ra CH, "Studies on the tolerance and sensitivity of Korean aquatic insects to the environmental pollutants", Korean J. Ecol. Environ, 19, pp.109~125 (1986)
  35. Rosenberg DM, "Freshwater biomonitoring and benthic macroinvertebrates", pp.488~ (1993), Chapman and Hall
  36. 신현선, "수서곤충 EPT-group을 이용한 무심천의 조사지점별 특성", 한국환경생태학회지, 22(4), pp.420~426 (2008), 한국환경생태학회
  37. Smith MJ, "Using macroinvertebrates to assess ecological condition of rivers in Western Australia", Freshw. Biol, 41, pp.269~282 (1999)
  38. Won DH, "Aquatic Insects of Korea" (2005), Korea Ecosystem Service Press
  39. Wui IS, "Studies on the bioindicator of aquatic insects to the environmental pollution", Korean J. Environ. Biol, 9, pp.42~54 (1991)
  40. Yoon IB, "Studies on the biological evaluation of water quality by benthic macroinvertebrates(I)-Saprobic valency and indicative value-", Korean J. Environ. Biol, 10, pp.24~39 (1992)
  41. 유혁, "안동 · 임하호 주요 유입지천의 저서성 대형무척추동물 군집구조 및 군집안정성 분석", 환경생물, 34(4), pp.320~328 (2016), 한국환경생물학회

관련 논문AI추천

평택시 산업지역 및 농업지역 하천의 저서성 대형무척추동물에 의한 수환경평가박오집, 배양섭한국습지학회 · 한국습지학회지2024 · 제26권 제2호농림지역 및 자연환경보전지역의 저서성 대형무척추동물 군집을 이용한 하천생태계 건강성 평가박오집, 배양섭한국습지학회 · 한국습지학회지2025 · 제27권 제2호남한강 수계에서 하천차수에 따른 생태건강도 평가 및지점별 물리적 서식지 평가안광국, 최지웅한국환경생물학회 · 환경생물2013 · 제31권 제4호안동 · 임하호 주요 유입지천의 저서성 대형무척추동물 군집구조 및 군집안정성 분석유혁, 서을원, 이미진, 이종은한국환경생물학회 · 환경생물2016 · 제34권 제4호길안천 저서성대형무척추동물의 군집안정성 및 유사도 분석서을원, 이종은, 장명성한국환경생물학회 · 환경생물2020 · 제38권 제4호도심하천 생태계에서의 수질 및 생태건강성 평가김현맥, 안광국, 이재훈한국환경생물학회 · 환경생물2008 · 제26권 제4호

이 간행물의 다른 논문 (10건)

한려해상국립공원 해역에 서식하는 중형저서동물의 계절별 군집 변동 특성강태욱pp. 125-137관행 논과 친환경 논의 어류상 및 미꾸리와 왜몰개 개체군 특성방정환, 어진우, 엽소진, 김명현, 김민경, 최순군pp. 138-147농업 환경보전 프로그램 대상마을의 논과 둠벙 생태계의 저서성대형무척추동물 분포 특성윤현조, 홍성준, 윤지영, 한은정, 이승현, 이영미, 박상구, 신이찬pp. 148-156The dorsal guard hair identification key of Korean small mammals (Rodentia and Lagomorpha)김영건, 안정화, 이은옥pp. 157-163고추 온실에서 꽃노랑총채벌레의 축차표본조사법 개발박정준, 박태철, 손기문, 엄소은pp. 164-171
원문 보기