한반도 환경협력을 위한 국제사회 동향과 미래 협력방안

임철희,최현아 한국환경생물학회 2022 환경생물 : 환경생물학회지 Vol.40 No.2

North Korea has actively participated in the international community related to environmental agreements. It has proposed various environmental policies internally since the Kim Jong-un regime. In particular, it emphasizes activities related to climate change response, the Sustainable Development Goals, and the conservation of ecosystems including forests and wetlands. In this study, a new security cooperation plan was proposed with an understanding of the climate crisis and environmental regime as a starting point. To this end, trends and recent activities for climate-environment cooperation in the international community and on the Korean Peninsula were analyzed. In addition, North Korea’s conditions for cooperation on the Korean Peninsula, technology demand, and the projected future environment of the Korean Peninsula were dealt with. Ultimately, through advice of experts, we were able to discover cooperation agendas by sector and propose short-term and long-term environmental cooperation strategies for the Korean Peninsula based on them. In this study, conditions and directions for cooperation in fields of climate technology, biological resources, air/weather, water environment, biodiversity, renewable energy, bioenergy, and so on were considered comprehensively. Among 21 cooperation agendas discovered in this study, energy showed the largest number of areas. Renewable energy, forest resources, and environmental and meteorological information stood out as agendas that could be cooperated in the short term. As representative initiatives, joint promotion of ‘renewable energy’ that could contribute to North Korea’s energy demand and carbon neutrality and ‘forest cooperation’ that could be recognized as a source of disaster reduction and greenhouse gas sinks were suggested. 지금까지 북한의 환경실태 분석과 환경협력에 대한 연구는 주로 특정 지역이나 특정 부문을 중심으로 이루어져왔다. 그러나 기후변화 대응과 현재의 코로나19 전염병 대유행 상황을 극복하기 위해서는 국경을 넘어선 협력과 연대가 필수적이다. 기후위기 상황에서 북한의 환경 현안은 산림, 습지 등 육상 생태계, 식수위생, 식량안보, 영양, 보건 서비스 등과 연관이 있으며, 이를 개선하기 위한 지원과 국제사회와의 협력이 필요하다. 북한은 환경협약 관련 국제사회에 적극적으로 참여하였고, 내부적으로도 김정은 정권 이후 다양한 환경관련 정책을 제시하면서, 기후변화 대응, 물관리, 지속가능발전목표 (SDGs), 산림, 습지를 포함한 생태계 보전관련 활동 등을 강조하고 있다. 이에 본 연구에서는 기후위기·환경레짐에 대한 이해를 출발점으로 하는 새로운 패러다임의 신안보협력방안을 제안하였다. 또한, 그동안 제기되어 온 과거 남북교류협력의 문제점을 개선하고 대내외적으로 변화한 환경에 대응하는 전략을 모색하였다. 이를 위해 국제사회와 한반도에서의 기후환경협력 동향과 최근 활동들을 분석하였다. 또한, 한반도 협력을 위한 북한의 여건과 기술 수요, 전망된 한반도의 미래환경을 다루었다. 궁극적으로 전문가들의 자문을 통해 분야별 협력의제를 발굴하고 이를 기반으로 장·단기적인 한반도의 환경협력전략을 제시할 수 있었다. 본 연구에서는 기존 연구에서 다루지 않았던 한반도 차원의 미래환경 공동대응 기반 마련과 함께 생태공동체 조성을 위한 기후기술과 환경·생물자원, 대기·기상, 물환경, 생물다양성, 에너지 환경기술, 신재생에너지, 바이오에너지 등 신안보 분야 협력 여건과 방향, 그리고 국제 환경레짐 안에서 진행할 수 있는 협력 방향 등을 종합적으로 고려하였다. 본 연구에서 발굴한 21가지 협력의제 중 에너지가 가장 많은 분야를 보였고, 단기적으로 협력 가능한 의제로는, 신재생에너지, 산림자원, 환경·기상정보 등이 두드러졌다. 대표적인 추진방안으로는 북한의 에너지 수요와 탄소중립 이행에 기여할 수 있는 ‘신재생에너지’와 재해저감과 온실가스 흡수원으로 인정받을 수 있는 ‘산림협력’의 공동추진이 제시되었다. 다만, 본 연구에서는 현재의 대북제재 상황이나 코로나19 상황에 따른 북한의 봉쇄 상황 등을 고려하지 않고 남북기후·환경협력을 위한 공동의제와 의제에 따른 유형을 분류한 것이다. 이번 결과를 중심으로 관련 후속 연구가 진행되어야 할 필요가 있다. 본 연구에서 제시한 신재생에너지, 산림자원, 대기·기상, 물환경, 바이오에너지, 생물다양성, 환경·생물자원, 기후변화 적응 등 분야별 협력방안에 대해 남북이 공동으로 추진 시 단계적 접근 방향과 고려사항, 추진체계, 부문별 구체적인 세부 협력방안, 그리고 부문 간 연계를 통한 협력방안 등이 후속 연구로 진행되어야 할 것이다.

수중트랩으로 채집된 논 수서생물 군집의 지역 및 시기별 특성

윤성수,김명현,어진우,권순익,남형규,송영주 한국환경생물학회 2018 환경생물 : 환경생물학회지 Vol.36 No.2

기존에 주로 논 수서생물의 채집을 위해 사용된 방형구법과 뜰채법은 높은 노동력을 요구했기 때문에 광범위한 지역을 대상으로 한 모니터링이 어려웠다. 이 연구는 논 수서 생물을 보다 신속하게 채집할 수 있는 수중트랩을 사용하여 지역 및 시기별 논 수서생물의 군집 조성을 확인하였다. 수 중트랩은 논을 대표하는 수서생물 중 환경 변화를 지표하거나 수조류의 먹이가 되는 이동성이 높은 종이 포함된 분류 군을 채집하는 데 유용했다. 사과우렁이과 (Ampullariidae), 미꾸라지과 (Cobitidae), 물벌레과 (Corixidae), 물방개과 (Dytiscidae), 물땡땡이과 (Hydrophilidae), 물달팽이과 (Lymnaeidae) 등 15개 분류군은 논 수서생물 군집 조성을 결정했다. 주요 분류군 중 환경 교란에 강한 깔다구과 만이 논 수서생물 군집의 시기 변화를 대표했다. 인위적인 영향에 민감한 사과우렁이과, 물땡땡이과 그리고 물방개과는 지역 별로 분포가 상이했다. Extensive monitoring of aquatic organisms in rice paddy fields has been difficult due to laborious sampling methods such as quadrat sampling using a hand net. This study aimed to analyze temporal and regional community compositions of aquatic organisms collected with a less time-consuming sampling method. This method involved using submerged funnel traps in rice paddy fields. Submerged funnel traps were useful for capturing taxa containing species that are indicative of environmental changes and highly mobile species that feed on waterbirds. Fifteen taxa including Ampullariidae, Cobitidae, Chironomidae, Hydrophilidae and Dytiscidae determined the community compositions. Among the major taxa, only Chironomidae resistant to environmental disturbances represented temporal variations of aquatic organism communities in rice paddy fields. Ampullariidae, Dytiscidae, and Hydrophilidae, which are prone to be affected by anthropogenic activities, differed among regions.

플라스틱온실 내부 환경 인자 다중센서 설치 위치 최적화 전략

이정규(JungKyu Lee),강동현(DongHyun Kang),오상훈(SangHoon Oh),이동훈(DongHoon Lee) (사)한국생물환경조절학회 2020 생물환경조절학회지 Vol.29 No.2

국내 시설 농업의 99.2%를 차지하는 플라스틱온실의 내부 환경인자는 외부 환경의 변화에 민감하게 반응하고 온실 공간 내부에서 편차가 발생한다. 온도, 습도, CO₂, 광도의 환경인자를 계측하기 위한 지점을 3 × 3 × 5로 구성하여 데이터를 취득하고 내부 공간을 수직, 수평적인 측면으로 분할하여 환경 인자의 분포를 확인하였다. 계측지점의 최적점을 선정하고자 계측 공간을 수직, 수평적인 방향으로 분할하고, 측정 데이터와 이를 활용한 예측지점의 선형회귀분석 결과로 성능평가를 실시하였다. 일반적인 상황에서는 온도와 습도 인자의 경우 1개의 센서로 플라스틱온실 내부 환경의 계측이 가능할 수 있으나, 특정 구간의 경우 다수의 센서를 활용하여 내부공간의 정밀성을 확보하는 것이 필요하다. CO₂의 경우 실험기간 내의 계측 매트릭스의 증가에도 불구하고 변이를 정의하는데 한계가 있음을 발견하였다. 조도 분포의 경우 일출 이후 지속적으로 회귀분석 결과가 작아짐을 발견하였다. 구조물의 간섭 등을 고려해 동일한 수평적인 방향에서 미계측 지점의 결정계수가 감소하였고, 센서 매트릭스 배치를 작물 높이 위로 위치하여 다수의 센서 노드 설치로 개선 가능하다고 예상된다. 외부 환경의 변화에 따라 온실 내부 환경이 불규칙하게 변화되며, 이 구간은 시설의 규격을 고려하여 계측 매트릭스를 구성해야 한다. 반대로 안정적인 구간에서는 최소한의 센서 노드로 내부 환경의 예측이 가능한 것을 확인할 수 있었다. 결과적으로 측정하고자 하는 환경인자와 시설의 구조 등 연구 및 재배자의 목적에 맞는 계측 매트릭스 위치 선정의 유동성이 요구되며, 덕트의 개폐위치를 조절하여 필요한 곳에 에너지를 투입하는 국소냉난방 및 생육제어 모델링 설계에 적용 가능하다고 판단된다. There is systematic spatial variations in environmental properties due to sensitive reaction to external conditions at plastic greenhouse occupied 99.2% of domestic agricultural facilities. In order to construct 3 dimensional distribution of temperature, relative humidity, CO₂ and illuminance, measurement matrix as 3 by 3 by 5 in direction of width, height and length, respectively, dividing indoor space of greenhouse was designed and tested at experimental site. Linear regression analysis was conducted to evaluate optimal estimation method in terms with horizontal and vertical variations. Even though sole measurement point for temperature and relative humidity could be feasible to assess indoor condition, multiple measurement matrix is inevitably required to improve spatial precision at certain time domain such as period of sunrise and sunset. In case with CO₂, multiple measurement matrix could not successfully improve the spatial predictability during a whole experimental period. In case with illuminance, prediction performance was getting smaller after a time period of sunrise due to systematic interference such as indoor structure. Thus, multiple sensing methodology was proposed in direction of length at higher height than growing bed, which could compensate estimation error in spatial domain. Appropriate measurement matrix could be constructed considering the transition of stability in indoor environmental properties due to external variations. As a result, optimal measurement matrix should be carefully designed considering flexibility of construction relevant with the type of property, indoor structure, the purpose of crop and the period of growth. For an instance, partial cooling and heating system to save a consumption of energy supplement could be successfully accomplished by the deployment of multiple measurement matrix.

논 생태계 서식 수서생물 채집 도구 개발: 유인제를 사 용한 수중트랩

윤성수,김명현,최순군,어진우,권순익,송영주 한국환경생물학회 2017 환경생물 : 환경생물학회지 Vol.35 No.4

The need for an efficient sampling technique to collect aquatic organisms has risen with the increase of interest in rice paddy fields, which have been recognized as important ecosystems supporting biodiversity. In the present study, a submerged funnel trap used with the assistance of attracting agents (fish meal and chemical light) was designed as an easy, objective and quantitative tool for collecting aquatic organisms in the rice paddy fields. The preference for collecting aquatic organisms as a means for attracting agents was analyzed using a generalized linear mixed model. Also, based on the data of previous research, we compared the community composition of the aquatic macroinvertebrates, which were collected using the quadrat method, and newly designed submerged funnel traps, by analyzing non-metric multidimensional scaling. The results showed that the catching efficiency of 18 of the total 65 taxa was affected by the attracting agents. 12 taxa including Pomacea canaliculata, Hippeutis cantori, Austropeplea ollula, Erpobdella lineata, Ostracoda spp. Branchinella kugenumaensis, Hydaticus grammicus, Rhantus pulverosus, Chironomidae spp., Rana nigromaculata, Cobitidae spp. etc., favored fish meal and 6 taxa including Ischnura asiatica, Coenagrionidae spp. Sternolophus rufipes etc., were attracted by chemical light. The submerged funnel trap used as a measurement tool for biodiversity was less applicable than the quadrat method; however, it was more effective for the selective collection of specific taxa. We expect that this newly designed trap can be a simple and quantitative method for collecting aquatic organisms, and could be used for long term and extensive surveys in rice paddy fields in the future. 생물다양성 측면에서 논 생태계의 중요성이 대두되면서 수서생물을 효율적으로 채집하는 방법이 요구되고 있다. 본 연구는 논 생태계 내에서 수서생물을 객관적이고 정량적으 로 쉽게 채집하기 위해 두 가지 유인제 (어분, 캐미라이트)를 활용한 수중트랩을 고안하였다. 고안된 트랩으로 채집된 수 서생물의 유인제 선호도는 일반화선형혼합모형을 통해 분 석되었다. 또한 선행연구의 데이터를 활용하여 방형구와 수 중트랩으로 채집된 수서 무척추동물의 군집 조성을 비계량 형다차원척도법을 통해 비교 분석하였다. 그 결과, 수중트랩 에 의해 채집된 65분류군의 수서생물 중 18분류군이 유인제 에 의해 채집효율이 달라지는 것을 확인하였다. 18분류군 중 왕우렁이, 수정또아리물달팽이, 애기물달팽이, 돌거머리, 패 충류, 풍년새우, 꼬마줄물방개, 애기물방개, 깔따구류, 참개구 리, 미꾸리류 등 12분류군은 어분을 선호하였고, 아시아실잠 자리, 실잠자리류, 깃동잠자리, 방물벌레, 검정배물벌레, 애물 땡땡이 등 6종은 캐미라이트를 선호하였다. 또한 수중트랩은 방형구법에 비해 생물다양성의 측정도구로서의 활용도는 낮지만 특정 분류군의 선택적인 채집에는 효과적이었다. 본 연 구에서 간단하고 정량적인 방법으로 수서생물을 채집할 수 있도록 고안된 트랩은 장기적이고 광범위한 논 수서생물 생 태 조사에 유용하게 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

수확시기가 신선편이 결구상추의 품질 및 미생물수에 미치는 영향

인병천(Byung-Chun In),김지강(Ji-Gang kim),Hataitip Nimikeatkai,이정수(Jung-Soo Lee) (사)한국생물환경조절학회 2010 생물환경조절학회지 Vol.19 No.4

본 연구는 수확시기와 같은 수확 전 요인이 수확 후 신선편이 결구상추의 품질과 미생물 수에 미치는 영향을 구명하기 위하여 수행하였다. 신선편이 가공업체에서 사용하는 결구상추를 5, 6, 7, 10, 12월에 수확하여 관행적인 방법으로 가공한 뒤 필름에 포장하고 5℃에서 9일 동안 저장하면서 품질 조사를 하였다. 미생물 측정을 위한 샘플은 각 단계별(수확, 수송, 가공전, 절단, 1차-세척, 2차-세척, 저장 후 3, 6, 9일)로 수집되었다. 실험 결과 하우스에서 재배되어 5, 10월에 수확된 결구상추는 신선편이 가공 후 포장백 내부의 O₂ 농도가 낮고 CO₂는 매우 높았으며 제품의 전해질 누출이 높게 나타났다. 반면 노지에서 재배된 6, 7월 수확 및 겨울철 하우스재배인 12월에 수확한 원료는 비교적 낮은 CO₂, 전해질 누출 및 갈변을 나타내었다. 원료상태의 미생물수는 7월(6.76 log)에 가장 높았고, 신선편이 가공 후 저장중의 미생물 증식은 5월 시료에서 가장 높게 나타났다. 이상의 결과로부터 신선편이 결구상추를 고온, 저습조건의 노지에서 재배되어 6월 상순에 수확한 원료를 사용한 경우 품질과 미생물적 안전성이 모두 우수하였다. 반면, 하우스에서 재배 되어 10월에 수확한 결구상추를 원료로 사용한 경우 기공 전과 후의 미생물적 안전성은 모두 우수하였으나, 이취가 빨리 발생하여 품질특성이 나쁘게 나타났다. 따라서 연중 고품질의 신선편이 결구상추 생산을 위해서는 품질과 안전성을 동시에 제어하고 원료의 환경에 따른 품질유지 기간을 달리 설정할 필요가 있는 것으로 생각된다. This study was conducted to investigate the effect of harvest seasons on quality and microbial population at different steps of production chain of fresh-cut iceberg lettuce. Iceberg lettuces harvested in May, June, July, October, and December were processed following industrial practices, and stored at 5℃ for 9 days. For microbial measurement, samples were taken from each of the following steps: harvest, transport, pretreatment, cutting, 1 st-washing, 2nd-washing, and day 3, 6, and 9 of storage. Iceberg lettuce cultivated in protect house and harvested in May and October showed higher CO₂ levels in the packages and electrolyte leakages than lettuce harvested in June, July and December. Microbial population of raw materials harvested in July was highest (6.76 log), and microbial growth rate during storage was highest in samples harvested in May. Lettuce harvested in June had better quality and microbial safety compared to other lettuces. Although lettuce harvested in October and December had less microbial population in either raw materials or processed products, those samples had inferior quality due to off-odor development and severe browning. Therefore, it is required to maintain quality and ensure microbial safety to distribute fresh-cut lettuce with high quality and safety throughout the year.

광합성효율 모델을 이용한 밀폐형 식물 생산시스템의 재배환경 최적화

김기성(Keesung Kim),김문기(Moon Ki Kim),남상운(Sang Woon Nam) (사)한국생물환경조절학회 2004 생물환경조절학회지 Vol.13 No.4

본 연구에서는 폐쇄형 식물 생산시스템 내에서 생체정보에 의한 최적 환경제어와 식물의 환경스트레스 판단을 위하여 엽록소형광 분석법으로 광합성효율 모델을 만들었으며, 광합성효율 모델에 유전알고리즘을 적용하여 재배환경 최적화 프로그램의 응용성을 평가 하였다. 6가지 미기상 요인 중 5가지는 고정하고 1가지씩만 변화시켜 가며 측정한 Fv'/Fm'이 최대가 되는 환경조건은 기온 21℃, CO₂농도 1,200~14,00 ppm, 상대습도 68%, 기류속도 1.4 mㆍs­¹, 배양액온도 20℃이었으며 PPF가 140 μ㏖ㆍm­²ㆍs­¹ 보다 증가할수록 광합성 효율은 감소하였다. 광합성효율모델의 오차는 평균 2.5%였다. 재배환경 최적화 프로그램으로부터 계산된 밀폐형 식물 생산시스템내에서 상추의 최적재배환경조건은 기온 22℃, 배양액온도 19℃, CO₂농도 1,400 ppm, 기류속도 1.0 mㆍs­¹, PPF 430 μ㏖ㆍm­²ㆍs­¹, 상대습도 65%이다. 이상의 연구 결과로부터 광합성 효율 모델을 이용하여 식물 생산시설의 환경모니터링 시스템과 식물 생체정보에 의한 최적제어시스템의 개발이 가능함을 확인하였다. This study was aimed to assess the effects of microclimate factors on lettuce chlorophyll fluorescent responses and to develop an environment control system for plant growth by adopting a simple genetic algorithm. The photosynthetic responses measurements were repeated by changing one factor among six climatic factors at a time. The maximum Fv’/Fm’ resulted when the ambient temperature was 21℃, CO₂ concentration range of 1,200 to 1,400 ppm, relative humidity of 68%, air current speed of 1.4 mㆍs­¹, and the temperature of nutrient solution of 20℃, In PPF greater than 140 μ㏖ㆍm­²ㆍs­¹, Fv’/Fm’ values were decreased. To estimate the effects of combined microclimate factors on plant growth, a photosynthesis efficiency model was developed using principle component analysis for six microclimate factors. Predicted Fv’/Fm’ values showed a good agreement to measured ones with an average error of 2.5%. In this study, a simple genetic algorthim was applied to the photosynthesis efficiency model for optimal environmental condition for lettuce growth. Air emperature of 22℃, root zone temperature of 19℃, CO₂ concentration of 1,400 ppm, air current speed of 1.0 mㆍs­¹, PPF of 430 μ㏖ㆍm­²ㆍs­¹, and relative humidity of 65% were obtained. It is feasible to control plant environment optimally in response to microclimate changes by using photosynthesis efficiency model combined with genetic algorithm.

침입생물 연구에 대한 메타개체군 이론의 활용 가능성: 침입 성공을 중심으로

송재준,홍진솔,조기종 한국환경생물학회 2022 환경생물 : 환경생물학회지 Vol.40 No.4

The process of biological invasion is led by the dynamics of a population as a demographic and evolutionary unit. Spatial structure can affect the population dynamics, and it is worth being considered in research on biological invasion which is always accompanied by dispersal. Metapopulation theory is a representative approach to spatially structured populations, which is chiefly applied in the field of ecology and evolutionary biology despite the controversy about its definition. In this study, metapopulation was considered as a spatially structured population that includes at least one subpopulation with significant extinction probability. The early phase of the invasion is suitable to be analyzed in aspects of the metapopulation concept because the introduced population usually has a high extinction probability, and their ecological·genetic traits determining the invasiveness can be affected by the metapopulation structure. Although it is important in the explanation of the prediction of the invasion probability, the metapopulation concept is rarely used in ecological research about biological invasion in Korea. It is expected that applying the metapopulation theory can supply a more detailed investigation of the invasion process at the population level, which is relatively inadequate in Korea. In this study, a framework dividing the invasive metapopulation into long- and middle-distance scales by the relative distance of movement to the natural dispersal range of species is proposed to easily analyze the effect of a metapopulation in real cases. Increased understanding of the mechanisms underlying invasions and improved prediction of future invasion risk are expected with the metapopulation concept and this framework. 개체군은 진화적 단위이자 개체군 통계적 단위로서, 생물학적 침입의 과정은 개체군의 생태적, 진화적 동태에 기인한다. 개체군의 공간구조는 개체군 동태에 영향을 줄 수 있으며, 분산이 반드시 동반되는 생물학적 침입에 대한 연구에서는 공간구조를 고려할 필요가 있다. 메타개체군 이론은 공간구조를 가진 개체군에 대한 대표적인 접근으로, 주로 생태학 및 진화생물학 연구에 활용되고 있다. 메타개체군은 공간적 구조를 가진 개체군의 동의어로 여겨지기도 하지만, 용어의 모호한 사용을 피하기 위해서는 절멸 가능성이 고려되는 경우에 한해 정의되어야 한다는 비판이 있다. 침입 초기 단계의 개체군은 높은 절멸 가능성을 가지는 경우가 많으므로, 메타개체군 이론을 적용하기에 용이하다. 한편, 침입 초기 개체군의 생태적·유전적 특성은 분산의 영향을 크게 받기 때문에, 메타개체군 이론은 개체군 수준에서 침입성의 변화와 침입 가능성을 설명하는 강력한 도구가 될 수 있을 것으로 생각된다. 그러나, 한국에서 침입생물에 대한 생태학적 연구는 주로 종 수준의 분포 변화에 대해 이루어지고 있고, 메타개체군 개념을 적용한 경우가 드문 실정이다. 메타개체군 이론을 활용한다면, 국내 연구가 상대적으로 미진했던 개체군 단위의 침입 기작을 보다 상세히 규명할 수 있을 것으로 생각된다. 본 연구에서는 실제 침입생물에 미치는 메타개체군의 영향을 쉽게 파악하기 위해 침입생물 메타개체군이 자연적인 분산 거리를 넘어서 연결되는지 여부에 따라 장거리와 중거리 두 가지 규모로 나누는 체계를 활용할 것을 제안하였다. 메타개체군 개념에 입각한 침입생물 연구가 침입의 기작을 이해하고 장래의 침입 리스크를 예측·관리하는 데에 도움을 줄 것으로 기대한다.

미세플라스틱의 해양 생태계에 대한 영향과 향후 연구 방향

김강희,황정혜,최진수,허윤위,박준우 한국환경생물학회 2019 환경생물 : 환경생물학회지 Vol.37 No.4

Microplastics are one of the substances threatening the marine ecosystem. Here, we summarize the status of research on the effect of microplastics on marine life and suggest future research directions. Microplastics are synthetic polymeric compounds smaller than 5 mm and these materials released into the environment are not only physically small but do not decompose over time. Thus, they accumulate extensively on land, from the coast to the sea, and from the surface to the deep sea. Microplastic can be ingested and accumulated in marine life. Furthermore, the elution of chemicals added to plastic represents another risk. Microplastics accumulated in the ocean affect the growth, development, behavior, reproduction, and death of marine life. However, the properties of microplastics vary widely in size, material, shape, and other aspects and toxicity tests conducted on several properties of microplastics cannot represent the hazards of all other microplastics. It is necessary to evaluate the risks according to the types of microplastic, but due to their variety and the lack of uniformity in research results, it is difficult to compare and analyze the results of previous studies. Therefore, it is necessary to derive a standard test method to estimate the biological risk from different types of microplastics. In addition, while most of the previous studies were conducted mostly on spheres for the convenience of the experiments, they do not properly reflect the reality that fibers and fragments are the main forms of microplastics in the marine environment and in fish and shellfish. Furthermore, studies have been conducted on additives and POPs (persistent organic pollutants) in plastics, but little is known about their toxic effects on the body. The effects of microplastics on the marine ecosystems and humans could be identified in more detail if standard testing methods are developed, microplastics in the form of fibers and fragments rather than spheres are tested, and additives and POPs are analyzed. These investigations will allow us to identify the impact of microplastics on marine ecosystems and humans in more detail. 오늘날 해양 생태계를 위협하는 물질의 하나로 주목받고 있는 미세플라스틱에 대하여 해양생물에 대한 유해성 등의 연구 현황을 종합하고 향후 연구 방향에 대하여 제안하고자 한다. 미세플라스틱은 5 mm 이하의 합성 고분자화합물로, 환경으로 배출된 이들 물질은 물리적으로 크기가 작을 뿐만 아니라 시간이 지남에 분해되지 않아 육지와 해양의 연안부터 원양까지, 표층과 심해에도 광범위하게 축적된다. 미세플라스틱은 해양 생물에게 섭식 및 축적될 수 있으며, 플라스틱에 첨가된 화학물질의 용출로 인한 위험성도 존재한다. 해양에 축적된 미세플라스틱은 해양 생물의 성장과 발달, 행동, 번식 및 사망 등에 영향을 끼친다. 다만 미세플라스틱의 특성은 크기, 재질, 모양 등 매우 다양하며, 몇 가지 특성의 미세플라스틱으로 수행된 독성 시험이 다른 모든 미세플라스틱의 위해성을 대표할 수 없다. 때문에 미세플라스틱의 유형에 따른 위해성의 경향을 확인할 필요가 있으나, 미세플라스틱의 다양성으로 인해 여러 연구 결과에 통일성이 없어 비교 및 분석이 어렵다. 따라서 미세플라스틱의 유형에 따른 생물학적 위험을 추정하기 위해 표준시험법의 도출이 필요하다. 또한, 기존 연구의 대부분은 실험의 편의에 의해 대부분 구형을 대상으로 이루어지고있으나, 해양환경과 어패류에서 발견되는 미세플라스틱의 형태는 섬유 및 파편이 주류인 현실을 제대로 반영하고 있지 못하다. 더불어 플라스틱에 들어있는 첨가제 및 흡착 유해물질에 대한 연구는 있으나, 미세플라스틱의 형태로 생물의 체내로 들어갔을 때의 독성영향에 대하여 알려진 바는 거의 없다. 표준시험법의 개발, 구형보다 섬유와 파편 형태의 미세플라스틱에 대하여, 그리고 첨가제와 흡착 유해물질에 대한 연구가 진행된다면 해양 생태계 및 인간에 대한 미세플라스틱의 영향을 보다 상세히 파악할 수 있을 것이다.

계통학적 다양성을 이용한 설악산과 오대산국립공원 하천생태계 생물다양성 평가 및 적용

황순영,강지현,최희규,장지은,이혁제 한국환경생물학회 2024 환경생물 : 환경생물학회지 Vol.42 No.4

생물다양성은 특정 서식지 내에 분포하는 생물종 수를 나타내는 종풍부도와 균일도를 의미하는 종다양성을 포함하며, 높은 종다양성은 군집의 안정성과 생태계 기능의 유지 가능성을 높이는 것으로 알려져 있다. 생물다양성 평가에 주로 사용되는 종다양성 지수는 특정 군집에 분포하는 각 종별 개체수 자료가 반드시 요구되는 한계점이 있다. 계통학적 다양성은 군집을 구성하는 생물종 간의 계통학적 거리를 기반으로 평가되며, 생태·진화적 분화와 생태적 지위의 차이를 반영하고 개체수 정보가 요구되지 않는다. 본 연구에서는 설악산국립공원과 오대산국립공원 내 각 3개 지점에서 담수어류 (19종)와 수서곤충 (49종)을 대상으로 계통학적 다양성 지수를 계산하여 생물다양성을 평가하였다. 수서곤충은 수생태계 지표로 활용되는 하루살이목 (Ephemeroptera), 강도래목 (Plecoptera), 날도래목 (Trichoptera)으로 구성된 EPT-group을 대상으로 하였다. 담수어류는 미토콘드리아 cytochrome c oxidase subunit I (COI)와 cytochrome b (cyt b)를, EPT-group은 COI와 16S ribosomal RNA (16S rRNA)를 분자마커로 사용하였다. 두 분류군 모두 오대산국립공원이 설악산국립공원보다 높은 계통학적 다양성을 보였으나, 통계적으로 유의하지 않았다. 세부지점별로는 담수어류의 경우 오대2 (월정지구) 지점이, EPT-group의 경우 COI은 오대1 (계방산) 지점이, 16S는 설악2 (장수대) 지점이 가장 높은 계통학적 다양성을 나타냈다. 계통학적 다양성과 종다양성 (H′)을 비교 분석한 결과, 담수어류는 오대2 지점이, EPT-group은 COI 기준 오대1 지점이, 16S는 설악2 지점이 가장 높았다. 계통학적 다양성 지수는 종다양성보다 종풍부도 지수 (RI)와 더 높은 상관성을 보였다. 본 연구는 계통학적 다양성을 활용한 국립공원 서식지 생물다양성 평가를 위한 표준화된 방법 구축을 목표로 한 시범 연구로서, 앞으로 국립공원의 생물다양성 등급 체계와 보호지역 설정 등 다양한 정책에 활용될 수 있을 것으로 기대된다. Biodiversity encompasses species diversity, which includes species richness and species evenness. High species diversity is known to contribute to community stability and the potential for maintaining healthy ecosystem functioning. However, the most commonly used species diversity indices have some limitations, as they require species-specific abundance data for each community. In contrast, phylogenetic diversity measures the evolutionary distances between species within a community, reflecting ecological and/or evolutionary divergences and niche differences, without requiring abundance data. This study assessed biodiversity by calculating phylogenetic diversity indices for freshwater fishes (19 species) and aquatic insects (49 species) at three sites within Seoraksan and Odaesan National Parks. The aquatic insects studied belong to the EPT group (Ephemeroptera, Plecoptera, and Trichoptera), which are widely used as bioindicators of aquatic ecosystems. Two mitochondrial DNA genes were used as molecular markers: COI and cyt b for fish, and COI and 16S rRNA for the EPT - group. Overall, Odaesan National Park exhibited higher phylogenetic diversity in both fishes and aquatic insects compared to Seoraksan National Park, although this difference was not statistically significant. The highest phylogenetic and species diversity were observed for fish at the OD2 site (Woljeong District) and for the EPT group at the OD1 (Gyebangsan) and SA2 (Jangsudae) sites. Correlation analysis revealed that phylogenetic diversity indices were more positively associated with species richness than species diversity indices. This study serves as a pilot project for establishing standardized methods for assessing biodiversity in national park habitats using phylogenetic diversity. It also aims to inform various policies, such as the development of biodiversity assessment systems and the prioritization of protected areas within national parks.

해초에 부착하는 부착생물 군집의 생태학적 특성- I. 잘피(Zostera marina L.)의 성장에 따른 부착생물의 군집 변화

정미희,윤석현 한국환경생물학회 2011 환경생물 : 환경생물학회지 Vol.29 No.4

본 논문은 잘피의 성장과 부착생물과의 관계, 그리고부착생물간의 관계를 이해하고자 실시된 연구로서 여수시 돌산읍 율림리에서 1998년 7월에서 1999년 7월까지총 13개월 동안 실시되었다. 연구 결과를 토대로 다음과같은 세 가지 결론을 얻을 수 있었다. 1) 잘피 잎의 면적과 부착 생물의 현존량과는 정상관관계를 나타냄으로써부착가능 면적이 넓어지게 되면 부착생물의 현존량이증가함을 확인할 수 있었다. 이것은 해초의 외적인 성장이 증가할수록 부착생물이 부착할 수 있는 시간적 가능성이 증가할 뿐만 아니라 부착이 가능한 면적이 확대되는 기회를 제공해 줄 수 있다. 2) 부착생물의 건중량에대한 무기물량 및 유기물량의 비율과 엽록소 양과의 상관관계를 살펴볼 때, 부착조류의 경우 석회홍조류나 규조류와 같이 무기물의 비율이 높은 조류의 현존량이 녹조류나 갈조류와 같은 조류보다 상대적으로 높은 것으로 나타났다. 3) 독립영양지수 (AI, Autotrophic Index)를통해 살펴본 부착생물의 군집은 약 2개월의 종속영양군집이후 1개월의 독립영양군집이 나타나는 현상을 보였으나, 독립영양생물을 위주로 한 군집의 유지기간이 짧고 지수의 값이 높은 것을 고려할 때, 유기물질 또는 미생물 등을 위주로 한 종속영양생물의 군집이 우점한다고 유추할 수 있었다. The relationships among total epiphytes, algal epiphytes and eelgrass (Zostera marina L.) were studied at eelgrass medows from July, 1998 to July, 1999 in Yulim-ri, Yeosu, Korea. Epiphytic diatoms on eelgrass leaves were observed from July to December 1998. From the results of this study, we inferred the following three (3) conclusions : 1) As eelgrass grew older, biomass of epiphytes increased, according to relationships between the leaf length and area of eelgrass and biomass (DW, AFDW and Chl. a) of epiphytes. 2) According to the ratio of dry weight, ash-free dry weight and Chlorophyll of epiphytes, the algae with calcareous or siliceous skeletons, such as coralline algae or diatoms, were dominated in the epitphytic algae community. 3) The autotrophic index (AI) calculated from AFDW and Chl. a of epiphytes varied from 151 to 375. However, the period of autotrophic community was shorter than heterotrophic community and the value of AI was high. From these results, we inferred that heterotrophic community, including detritus or microorganisms were dominated in the most of research period.