급격한 도시화 속에서 신열대 도시와 같이 생물다양성이 높은 생태계에서 생물다양성 감소의 동인을 이해하는 것은 매우 중요합니다. 특히 생태학적 요인의 영향은 잘 알려져 있지만, 녹지 조각의 공간 배치나 인위적 교란원과 같은 특정 도시 설계 특징이 이러한 패턴에 어떻게 기여하는지에 대한 실증적 증거는 제한적입니다.
본 연구는 콜롬비아 안데스 산맥의 5개 도시에서 지점 조사를 수행하여 녹지 조각(잔디밭, 정원, 숲 지역)의 공간 배치가 조류 종 풍부도, 개체수, 기능적 다양성 및 진화적 독특성과 어떻게 연관되는지 평가했습니다. 이는 녹지 조각과 나무, 관목 같은 식생 요소 및 도시 기반 시설과의 거리, 그리고 보행자 및 반려동물 밀도와 같은 인간 교란 요인을 고려했습니다.
그 결과, 주변 식생에 더 가까운 녹지 조각이 더 높은 조류 종 풍부도, 개체수 및 기능적 다양성을 보였습니다. 흥미롭게도 진화적 독특성은 고려된 생태학적 변수들과 관련이 없었습니다.
이 연구는 도시 생태계 내 생물다양성 유지를 위해 주변 식생과 인접한 녹지 조각을 보존하는 것의 중요성을 강조합니다. 또한, 생태학적 변화가 특정 다양성 지표에는 반영되지만 다른 지표에는 반영되지 않을 수 있으므로 생태학적 역학을 평가할 때 분류학적, 계통발생학적, 기능적 차원을 통합해야 함을 시사합니다. 본 연구는 다양한 조류 군집을 지원하는 주요 경관 특징을 식별함으로써 급속히 확장되는 열대 도시의 생물다양성 기반 도시 계획에 대한 통찰력을 제공합니다.
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.
