[논문]하천 수질에 대한 어류의 서식처적합도지수 산정 - 피라미를 대상으로 -

홍록기; 박진석; 장성주; 송인홍

doi:10.5389/ksae.2021.63.6.089

하천 수질에 대한 어류의 서식처적합도지수 산정 - 피라미를 대상으로 -
Estimation of Fish Habitat Suitability Index for Stream Water Quality - Case Species of Zacco platypus - 원문보기

한국농공학회논문집 = Journal of the Korean Society of Agricultural Engineers, v.63 no.6, 2021년, pp.89 - 100

홍록기 (Department of Rural Systems Engineering, Seoul National University) , 박진석 (Department of Rural Systems Engineering, Global Smart Farm Convergence Major, Seoul National University) , 장성주 (Department of Rural Systems Engineering, Seoul National University) , 송인홍 (Department of Rural Systems Engineering, Global Smart Farm Convergence Major, Research Institute of Agriculture and Life Sciences, Seoul National University)

Abstract ▼ AI-Helper

The conservation of stream habitats has been gaining more public attention and fish habitat suitability index (HSI) is an important measure for ecological stream habitat assessment. The fish habitat preference is affected not only by physical stream conditions but also by water quality of which HSI was not available due to the lack of field data. The purpose of this study is to estimate the HSI of Zacco platypus for water quality parameters of water temperature, dissolved oxygen (DO), and biochemical oxygen demand (BOD) using the water environment monitoring data provided by the Ministry of Environment (ME). Fish population data merged with water quality were constructed by spatio-temporal matching of nationwide water quality monitoring data with bio-monitoring data of the ME. Two types of the HSI were calculated by the Instream Flow and Aquatic Systems Group (IFASG) method and probability distribution (Weibull) fitting for the four major river basins. Both the HSIs by the IFASG and Weibull fitting appeared to represent the overall distribution and magnitude of fish population and this can be used in stream fish habitat evaluation considering water quality.

주제어

표/그림 (10)

그림 Fig. 1 Schematics of the study procedure
표 Table 1 Status of water environment monitoring points in river (ME, 2018)
표 Table 2 Major parameters and measurement frequency of water quality and bio-monitoring network (ME, 2018)
그림 Fig. 2 Study sites and monitoring points
표 Table 3 Number of pairs of water quality- and bio-monitoring points
표 Table 4 Number of available data for HSI calculation
그림 Fig. 3 Application of the IFASG method to a depth factor (IFASG, 1986)
그림 Fig. 4 Relative populations and HSI about temperature, DO, and BOD
표 Table 5 Statistical parameters of Weibull distribution for the different water quality parameters
그림 Fig. 5 HSI by the IFASG method and Weibull distribution

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구에서는 국내 존재하는 관측 데이터의 형태를 고려해 다량의 측정치를 종합하여 수계별 통합 지표를 마련할 수 있도록 IFASG 방법과 Weibull 확률분포형을 적용하여 수질 인자에 대한 HSI를 산정하고 그 적용성에 대해 고찰했다.

제안 방법

이후 측정자료의 시간 정보에 기반하여 공간적으로 연결된 지점 간의 측정자료를 시간적으로 연결했다. HSI를 산정할 수계 단위를 바탕으로 가용자료를 추출하고 이를 바탕으로 수질 인자별 HSI를 산정했다. 본 연구의 흐름을 Fig.
환경요인별로 산정된 HSI는 기존에 발표된 연구와 수질 등급에서 제시된 범위와 큰 차이를 보이지 않았다. IFASG 방법과 Weibull 분포형에 의해 도출된 HSI 곡선을 중심치와 출현 개체밀도 재현성의 두 측면에서 비교 분석했다. IFASG 방법은 HSI 값을 부여하는 과정에서 집중경향치가 반영되어 이에 대한 재현성이 높았으며, Weibull 분포형은 전체 원자료를 대상으로 확률적 추정과 적합을 목적으로 두어 수질 인자의 전구간에 대한 개체밀도 크기의 재현성이 높았다.
본 연구는 물환경측정망의 수질⋅생태 모니터링 자료를 시 공간적으로 연계하고, 데이터셋을 구축해 수질 인자에 대한 피라미의 HSI를 수계 단위로 산정하고 그 방법론을 제시하였다. IFASG 방법과 Weibull 분포형으로써 수온, DO, BOD에 대한 피라미의 출현 개체밀도를 HSI로 재현하였다.
본 연구는 물환경측정망의 수질⋅생태 모니터링 자료를 시 공간적으로 연계하고, 데이터셋을 구축해 수질 인자에 대한 피라미의 HSI를 수계 단위로 산정하고 그 방법론을 제시하였다
본 연구에서는 수온, DO, BOD의 수질 인자에 대한 HSI를 4대강 수계와 전체 수계로 구분하여 산정했다. 이는 수계 단위로 산정된 HSI가 수계 내 하천 특성을 대표할 수 있고, 가능한 한 많은 자료를 바탕으로 HSI를 산정하기 위함이다.
이에 따라 본 연구에서는 2011∼2020년 기간에 대상 지점에서 관측된 수질 인자의 최대, 최솟값 사이 범위를 20개의 구간으로 나누고, 각 수질 인자의 구간 내에 관측된 개체밀도의 평균치를 해당 구간을 대표하는 개체밀도로 적용한다

대상 데이터

본 연구는 한강, 북한강, 남한강 중권역을 포함하는 한강 수계와, 금강, 낙동강, 영산강⋅섬진강 수계 각각을 대상으로 하였다 (Fig
본 연구에서는 생물측정망에서 관측된 어류 출현 개체수와 수질, 총량 측정망에서 관측된 수질 측정치를 바탕으로 어종별 HSI 산정을 위해, 하천 측정지점 전체의 2011∼2020년 측정자료를 수집했다.

성능/효과

본 연구에서는 개별 중⋅소하천 단위의 생물측정자료가 제한적인 상황을 고려하여 수계 단위로 범위를 확대하여 주요 수질 인자에 대한 HSI를 처음으로 제시했다는 데 의의가 있다

후속연구

본 연구에서 제시된 방법론은 수온, BOD, DO와 더불어 수질 측정망에서 측정되는 다양한 수질 인자에 대한 HSI를 산정하는 데 적용될 수 있다. 더 나아가 피라미뿐 아니라 다양한 어종에 대한 HSI 산정에도 활용될 수 있을 것이다. 또한, 본 연구의 결과를 바탕으로 수질 인자를 고려한 환경생태유량의 산정에 관한 연구를 추진할 계획이다.
더 나아가 피라미뿐 아니라 다양한 어종에 대한 HSI 산정에도 활용될 수 있을 것이다. 또한, 본 연구의 결과를 바탕으로 수질 인자를 고려한 환경생태유량의 산정에 관한 연구를 추진할 계획이다.
본 연구에서는 개별 중⋅소하천 단위의 생물측정자료가 제한적인 상황을 고려하여 수계 단위로 범위를 확대하여 주요 수질 인자에 대한 HSI를 처음으로 제시했다는 데 의의가 있다. 본 연구에서 제시된 방법론은 수온, BOD, DO와 더불어 수질 측정망에서 측정되는 다양한 수질 인자에 대한 HSI를 산정하는 데 적용될 수 있다. 더 나아가 피라미뿐 아니라 다양한 어종에 대한 HSI 산정에도 활용될 수 있을 것이다.

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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