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문제 정의
- 그러나 연곡천은 현재까지 정밀한 생물학적 연구가 미흡할 뿐 아니라 체계적인 수질조사 자료도 대단히 미흡한 실정이다. 따라서 본 하천의 수질 및 생물상을 종합적으로 조사하여 현황을 파악하고 이에 대한 대처방안을 마련하며, 향후 환경변화를 심층적으로 모니터링하기 위한 기초자료를 마련하고자 2002년 4월부터 2003년 5월까지 연구가 수행되었다. 그러나 연구기간 중 태풍 루사로 인한 집중호우로 연곡천 생태계에 큰 피해을 초래하게 되었으며, 그 결과 국내 최초로 집중호우가 자연형 하천의 수질과 생태계에 미치는 영향을 분석하게 되는 계기가 되었다.
제안 방법
- 수질 분석을 위한 현장조사 및 시료 채취는 2002년 4월부터 2003년 4월까지 월별로 총 11회에 걸쳐 각 지류에서부터 상· 중·하류를 거쳐 14~15개 정점에서 실시하였으며 (Fig. 1), 유량 변화에 따른 오염물질의 농도와 연안으로 배출되는 량을 조사하기 위하여 매조사시 마다 GENERAL OCEANICS의 DIGITAL FLOWMETER 를 사용하여 각 지류와 동해 연안으로 배출되는 유량을 측정하였다. 수질 분석은 총 18개 항목으로 YSI 6600을 이용하여 온도, 염도, DO, 전도도, pH, ORP, 탁도, chlorophyll-of; 현장에서 1분 간격으로 5회 측정하여 평균하였으며, SS, BOD5, CODm” 영양염류 (NH3-N, NO2-N, NOa-N, PO4-P, T-N, T-P)는 현장에서 시료를 채취하여 냉온하에서 실험실로 운반하여, 시료 채취 후 48시간 이내에 수질분석 공정시험법에 따라 분석하였다(최 등[1996]).
- 1), 유량 변화에 따른 오염물질의 농도와 연안으로 배출되는 량을 조사하기 위하여 매조사시 마다 GENERAL OCEANICS의 DIGITAL FLOWMETER 를 사용하여 각 지류와 동해 연안으로 배출되는 유량을 측정하였다. 수질 분석은 총 18개 항목으로 YSI 6600을 이용하여 온도, 염도, DO, 전도도, pH, ORP, 탁도, chlorophyll-of; 현장에서 1분 간격으로 5회 측정하여 평균하였으며, SS, BOD5, CODm” 영양염류 (NH3-N, NO2-N, NOa-N, PO4-P, T-N, T-P)는 현장에서 시료를 채취하여 냉온하에서 실험실로 운반하여, 시료 채취 후 48시간 이내에 수질분석 공정시험법에 따라 분석하였다(최 등[1996]).
- 3 cm의 면적 내에 있는 저서 무척추동물을 채집하여 정성조사와 병행하였다. 정성조사는 각 지점에서 가능한 다양한 동물을 채집하여 동물의 종구성을 파악하였다. 수서곤충의 정성조사는 망구 15 cm, 망목 300 mm 의 hand net를 이용하여 채집하였으며, 어류는 투망과 족대를 이용였다.
- 생물상 연구는 하천의상·중·하류의 특성을 잘 나타내는 곳과 지류가 합해지는 9개 지점을 선정하여 2002년 8월과 11월, 2003년 2월과 5월 4회에 걸쳐 수질 항목 조사와 병행하여 부착성 조류와 각종 수생동물들을 조사 분석하였다.
대상 데이터
- 수생동물은 2002년 8월의 1차 조사 시에만 정량 조사가 되었으나 태풍 루사 이후에는 정량 조사가 불가능하여 정성조사만 가능했다. 정량조사는 각 조사 지점에서 저질 상태가 상이한 3곳에서 surber sampler를 이용하여 가로 . 세로 30.
- 정량조사는 각 조사 지점에서 저질 상태가 상이한 3곳에서 surber sampler를 이용하여 가로 . 세로 30.3 cm의 면적 내에 있는 저서 무척추동물을 채집하여 정성조사와 병행하였다. 정성조사는 각 지점에서 가능한 다양한 동물을 채집하여 동물의 종구성을 파악하였다.
- 정성조사는 각 지점에서 가능한 다양한 동물을 채집하여 동물의 종구성을 파악하였다. 수서곤충의 정성조사는 망구 15 cm, 망목 300 mm 의 hand net를 이용하여 채집하였으며, 어류는 투망과 족대를 이용였다. 채집된 생물들은 해당 분야의 여러 도감을 이용하여 동정하였다(김 [1997], 윤[1988, 1995], 최 등[1996], 김[1977], 권등[1993], 한국동물분류학회[1997], 今森光彦[2000]).
이론/모형
- 하천 생태계의 수질 변화 및 생태계 변화를 모니터링하기 위하여 부착 조류를 많이 이용하고 있으며(Round[1993]), 본 연구에서는 우점종에 의한 분석법(Lange-Bertalot[1979]과 통계적 기법에 의한 분석법(Watanabe[1988], Kobayasi[1989])을 이용하여 수질환경을 분석하였다.
- 채집된 생물들은 해당 분야의 여러 도감을 이용하여 동정하였다(김 [1997], 윤[1988, 1995], 최 등[1996], 김[1977], 권등[1993], 한국동물분류학회[1997], 今森光彦[2000]). 무척추동물상조사 결과를 토대로 Hilsenhoff의 무척추동물과별 생물지수(Hilsenhoff [1997])와 한국생물지수 방법(윤[1995], 원 등[2002]을 이용하여 수질을 판정하였다.
성능/효과
- 부착규 조류의 우점종군집 유형에 따른 분석 결과, 지류와는 다소 차이가 있으나 연곡천 본류에는 Achanthes migtisshna와 A. convergens$\ 우점 군락(종의 상대 밀도 합이 60 이상)에 Gomphonema clevei, G. parvulum, Cymbella minuta, Cocconeis placentula 군락으로 나타났으며, 이들 군락 구성 종들은 G. parvidunr을 제외하고는 I 등급 청정수역 종들로 평상시 양호한 연곡천의 생태계를 나타내고 있다. 태풍 루사 이전 조사에서 관찰된 부착규 조류의 유 기오염지수(Saprobic Index, SI)(Kobayasi[1989])와 유기오탁지수 (Diatom Assemblage Index, DAlpo)(Watanabe[1988]를 Table 3에 나타내었다.
- 결론적으로 수질 항목, 부착규 조류, 수생동물을 이용한 수질평 가가 잘 일치하며, 연곡천은 수해전 정상 상태에서 상류는 산간 계류의 청정수역으로 I 등급의 수질을 유지하며, 중. 하류는 I-II 등급의 수질을 나타낸다.
- 일반적으로 부착규조류는 계절에 따른 우점군락과 종조성의 차이가 다른 생물종들보다 크지 않고 정착성이기 때문에 수질환경 변화 및 모니터링을 위한 지표생물로 이용된다. 조사기간 중 연곡천에서는 총 33속 112 종류의 부착규조류가 동정되었다. 수해 이전 안정된 생태계를 유지하던 2002년 8월에 가장 많은 종들이 출현하였으며, 전반적으로 상류(17~27종)에서 중류(35~40종) .
- 조사 결과 연곡천에서 총 4문, 8강, 22목, 68과, 157종의 동물이 관찰되었다. 2002년 8월 조사에서 60과 133종이 관찰되었으나 2002년 11월과 2003년 3월에 각각 56종이 발견되었다(Table 2).
- 2002년 8월 31일 내린 폭우로 인하여 동물의 종수는 133종에서 59종으로 다양성이 44% 감소하였다. 그러나 수해 이후 새로 발견된 12종을 고려하지 않는다면 수해로 인하여 65%의 종들이 사라진 결과이다.
- 태풍 루사와 같은 일시적인 집중 강우는 하천 생태계뿐만 아니라 인근 연안생태계에도 치명적인 피해를 초래했다. 하천을 통하여 배출된 토사는 태풍 루사 이후 1년 6개월이 경과한 시점에서도 연안 환경에 잔류하고 있으며 (Skin Scuba 활동을 통한 육안관찰), 특히, 정착성 저서생물들(해조류, 쌍각패류 등)의 피해가 현저하게 나타났다.
- 6에 나타내었다(해양수산부 통계자료). 일반해면 어업활동으로 인한 생산량은 태풍 발생 전년도인 2001년에 비해 2002년도에는 30%, 2003년도에는 25% 감소하였으며, 천해양식으로 인한 생산량도 크게 감소하였다. 2000년도에는 가리비의 대량 양식 성공(23기톤)으로 천해양식의 생산량이 예외적으로 높았지만, 2001년에 비해서도 2002년도에는 54%, 2003년도에는 62% 감소되었다.
- 간접적인 영향으로 생태계는 큰 변화를 초래하게 되었다. 수해 이후 부착규조류의 종다양성은 17% 정도 감소하였으며, 수생동물의 종다양^은 44% 정도 감소하였다. 그러나 2003년 3월 이후 수해 복구공사가 집중적으로 진행되는 과정에서 하상이 파헤쳐지고 토사가 유출되어 부착규조류의 경우 수해전보다 약 32% 정도 감소하였으며 수생동물은 거의 소멸되었다.
- 또한 태풍 루사와 같이 일시적인 집중 강우는 하천 생태계뿐만 아니라 인근 연안생태계에도 치명적인 피해를 초래했다. 하천을 통하여 배출된 토사는 태풍 루사 이후 1년 6개월이 경과한 시점에서도 연안 환경에 잔류하고 있으며, 특히, 정착성 저서생물들(해조류, 쌍각패류 등)의 피해가 현저하게 나타났다. 그 결과 인근 연안 어업생산량의 급격한 감소를 초래하게 되었다.
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