도시 식물플랑크톤 모니터링 방법 비교

급격한 도시화 지역의 담수 생태계는 인위적 교란으로 위협받고 있으며, 효율적이고 확장 가능한 생물다양성 모니터링의 필요성이 증대되고 있다. 식물플랑크톤 군집은 주요 생태 지표로 활용되나, 기존의 네트 채집 및 현미경 기반 모니터링은 분류학적 해상도, 노동력, 전문가 부족 등의 한계가 있다. 환경 DNA(eDNA) 메타바코딩은 유망한 대안으로 부상했지만, 복잡한 도시 수계에서의 방법론적 신뢰성과 잠재적 편향에 대한 평가는 미흡했다. 본 연구는 베이징 북운하 분지의 19개 하천 및 호수 지점에서 세 가지 식물플랑크톤 모니터링 접근법(네트 채집 형태학적 분석, 네트 채집 메타바코딩, 수체 유래 eDNA 메타바코딩)을 비교했다. eDNA 메타바코딩은 형태학적 분석보다 6~8배 많은 분류군을 검출했으며, 더 높은 샘플링 대표성과 기술적 재현성을 보였다. 군집 구성 분석 결과, eDNA와 네트 채집 메타바코딩 데이터셋 간에 중간 정도의 중복성과 상당한 차이가 있었으며, 규조류가 방법론 간 차이에 가장 크게 기여했다. 이러한 방법론적 불일치는 잔존 DNA 유입, 프라이머 편향, PCR 확률성, 수문학적 수송 과정에서 발생하는 위양성 및 위음성 신호와 관련이 있었다. 이러한 불확실성에도 불구하고 세 가지 접근법은 식물플랑크톤 생물다양성의 상호보완적인 구성요소를 포착했다. 따라서 본 연구는 eDNA 메타바코딩의 민감성과 생태학적으로 중요한 분류군의 형태학적 검증을 결합한 통합 모니터링 프레임워크를 제안한다. 이는 도시 담수 생태계에서 확장 가능하고 데이터 기반의 생물다양성 모니터링을 지원할 수 있을 것이다.