금강 수계 수서곤충 섭식기능군의 공간분포 분석 및 예측

Abstract

본 연구는 하천구배에 따라 환경요인 및 생물군집이 변화한다는 하천연속성 개념(River Continuum Concept, RCC)을 금강 수계에 적용하여, 수서곤충 섭식기능군의 공간적 분포 특성과 환경요인 사이의 상관관계를 규명하기 위하여 수행되었다. 이를 위해, 수서곤충 생물군집의 서식에 영향을 미치는 물리 화학적 환경요인들과 생물군집의 분포관계를 단계적 다중회귀분석기법으로 분석하였다. 또한, 주요인으로 선정된 환경요인들에 따른 생물군집의 분포특성을 발생확률 예측기법인 빈도비 모델(Frequency Ratio Model, FRM)과 지리정보시스템(GIS)의 공간분석기법에 적용하여 수서곤충 섭식기능군의 분포예측도를 작성하였다. 연구 결과, 고도, 하폭, 유속, conductivity, 수온, 모래의 함량 등 6개 환경요인의 결정계수(<TEX>$R^2$</TEX>)가 0.5 이상으로 나타나 수서 곤충 섭식기능군의 분포에 영향을 미치는 주요인으로 선정되었다. 그리고 작성된 분포예측자료와 연구지역에 대하여 기 조사된 실측자료를 비교 검증한 결과, 두 자료 사이의 평균제곱근오차(RMSE)가 0.1892~0.4242로 나타나 예측모델의 신뢰성을 확인할 수 있었다. 이 연구의 결과는 수서곤충 섭식기능군을 이용한 하천생태계의 새로운 평가방법 작성에 활용될 수 있을 것이며, 하천 서식지의 보전 및 복원을 위한 기초자료로 활용될 것으로 판단된다. The aim of this study is to define a correlation between spatial distribution characteristics of FFG(Functional Feeding Groups) of aquatic insects and related environmental factors in the Geum River based on the theory of RCC(River Continuum Concept). For that objective we had used SMRA(Stepwise Multiple Regression Analysis) method to analyze close relationship between the distribution of aquatic insects and the physical and chemical factors that may affect their inhabiting environment in the study area. And then, a probabilistic method named Frequency Ratio Model(FRM) and spatial analysis function of GIS were applied to produce a predictive distribution map of biota community considering their distribution characteristics according to the environmental factors as related variables. As a result of SMRA, the values of decision coefficient for factors of elevation, stream width, flow velocity, conductivity, temperature and percentage of sand showed higher than 0.5. Therefore these 6 environmental factors were considered as major factors that might affect the distribution characteristics of aquatic insects. Finally, we had calculated RMSE(Root Mean Square Error) between the predicted distribution map and prior survey database from other researches to verify the result of this study. The values of RMSE were calculated from 0.1892 to 0.4242 according to each FFG so we could find out a high reliability of this study. The results of this study might be used to develop a new estimation method for aquatic ecosystem with macro invertebrate community and also be used as preliminary data for conservation and restoration of stream habitats.