동일 수계에 위치하며 하천의 규모가 비슷하지만 유역의 특성에 따라 강우시 탁수의 영향을 크게 받는 탁수하천과 대조하천을 대상으로 어류서식지 및 군집구조의 특성을 비교하였다. 탁수하천인 대기천의 하천바닥은 주로 모래로 구성되었으며, 대조하천인 봉산천과 계방천은 큰 돌과 작은 돌이 우점하였다. 강우시 탁수하천에서 강우량에 따른 단위면적당 SS 유출은 대조하천에 비해 $4{\sim}200$배정도 높았으며, 이에 따른 서식지의 스트레스 지수는 탁수하천이 약 84배정도 더 크게 받는 것으로 나타났다. 탁수하천과 대조 하천간에 출현종수는 큰 차이를 보이지 않았지만 우점종은 서로 다르게 나타났다. 맑은 하천인 봉산천에서는 하천의 최상류어종인 금강모치, 열목어, 둑중개 등이 우점하였으나, 탁수하천인 대기천에서는 금강모치와 참갈겨니, 종개 등 하천의 중 상류성 어류들이 우점하는 것으로 나타났다. 단위면적당 어류밀도를 비교해본 결과, 탁수하천인 대기천은 대조하천인 봉산천에 비해 1/4로 낮게 나타났다. 집괴분석결과 대기천의 어류군집은 다른 하천의 어류군집과 전혀 다르게 나타났으며, 봉산천은 최상류의 어류군집을 유지하고 있는 것으로 나타났다. 결론적으로, 탁수는 어류의 개체나 개체군을 사멸시킬 확률이 높지 않으나, 강한 스트레스 아래에서 어류군집은 충분히 변화할 수 있다. 같은 수계에서 우점종의 차이가 나타난 것은 탁수가 군집수준에서 만성생태 독성으로 작용하였음을 보여주는 결과이다.
동일 수계에 위치하며 하천의 규모가 비슷하지만 유역의 특성에 따라 강우시 탁수의 영향을 크게 받는 탁수하천과 대조하천을 대상으로 어류서식지 및 군집구조의 특성을 비교하였다. 탁수하천인 대기천의 하천바닥은 주로 모래로 구성되었으며, 대조하천인 봉산천과 계방천은 큰 돌과 작은 돌이 우점하였다. 강우시 탁수하천에서 강우량에 따른 단위면적당 SS 유출은 대조하천에 비해 $4{\sim}200$배정도 높았으며, 이에 따른 서식지의 스트레스 지수는 탁수하천이 약 84배정도 더 크게 받는 것으로 나타났다. 탁수하천과 대조 하천간에 출현종수는 큰 차이를 보이지 않았지만 우점종은 서로 다르게 나타났다. 맑은 하천인 봉산천에서는 하천의 최상류어종인 금강모치, 열목어, 둑중개 등이 우점하였으나, 탁수하천인 대기천에서는 금강모치와 참갈겨니, 종개 등 하천의 중 상류성 어류들이 우점하는 것으로 나타났다. 단위면적당 어류밀도를 비교해본 결과, 탁수하천인 대기천은 대조하천인 봉산천에 비해 1/4로 낮게 나타났다. 집괴분석결과 대기천의 어류군집은 다른 하천의 어류군집과 전혀 다르게 나타났으며, 봉산천은 최상류의 어류군집을 유지하고 있는 것으로 나타났다. 결론적으로, 탁수는 어류의 개체나 개체군을 사멸시킬 확률이 높지 않으나, 강한 스트레스 아래에서 어류군집은 충분히 변화할 수 있다. 같은 수계에서 우점종의 차이가 나타난 것은 탁수가 군집수준에서 만성생태 독성으로 작용하였음을 보여주는 결과이다.
The effects of turbid water on fish community was investigated in a clear reference stream (the Bongsan Steam) and a turbid stream (the Daegi Stream) located in the upstream region of the South Han River, Korea. The stress index (SI) of suspended solids (SS) were calculated during a rain event conce...
The effects of turbid water on fish community was investigated in a clear reference stream (the Bongsan Steam) and a turbid stream (the Daegi Stream) located in the upstream region of the South Han River, Korea. The stress index (SI) of suspended solids (SS) were calculated during a rain event concentration by the equation SI=LN (SS${\times}$duration). EMC of SS was $1{\sim}13$ mg $L^{-1}$ in the clear stream with a mean SI of 5.2, while SS was $97{\sim}1,150$ mg $L^{-1}$ in the turbid stream with a mean SI of 10.3. Even though the number of species was not much different, the dominant species of the two steams were distinctly different. The reference stream was dominated by upstream species such as Rhynchocypris kumgangensis, Brachymystax lenok tsinlingensis, and Cottus poecilopus which are typical upstream community. Whereas the turbid streams was dominated by Rhynchocypris kumgangensis, Zacco koreanus, and Orthrias nudus which are representatives of middle reache community. Fish density was four times higher in the clear steam than the turbid stream. In the similarity analysis of fish communities the community of the turbid stream showed large dissimilarity with other communities in other streams of similar size. In conclusion, although turbidity might be at the sublethal concentration, fish communities are under stress in some turbid streams of Korea that is strong enough to induce community change. It can be an example of a chronic ecological toxicity of turbidity at the community level.
The effects of turbid water on fish community was investigated in a clear reference stream (the Bongsan Steam) and a turbid stream (the Daegi Stream) located in the upstream region of the South Han River, Korea. The stress index (SI) of suspended solids (SS) were calculated during a rain event concentration by the equation SI=LN (SS${\times}$duration). EMC of SS was $1{\sim}13$ mg $L^{-1}$ in the clear stream with a mean SI of 5.2, while SS was $97{\sim}1,150$ mg $L^{-1}$ in the turbid stream with a mean SI of 10.3. Even though the number of species was not much different, the dominant species of the two steams were distinctly different. The reference stream was dominated by upstream species such as Rhynchocypris kumgangensis, Brachymystax lenok tsinlingensis, and Cottus poecilopus which are typical upstream community. Whereas the turbid streams was dominated by Rhynchocypris kumgangensis, Zacco koreanus, and Orthrias nudus which are representatives of middle reache community. Fish density was four times higher in the clear steam than the turbid stream. In the similarity analysis of fish communities the community of the turbid stream showed large dissimilarity with other communities in other streams of similar size. In conclusion, although turbidity might be at the sublethal concentration, fish communities are under stress in some turbid streams of Korea that is strong enough to induce community change. It can be an example of a chronic ecological toxicity of turbidity at the community level.
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문제 정의
생태계 변화를 예측하기 위한 자료는 시간과 공간측면에서 단순하게 단시간에 효과적으로 얻을 수 없으며, 반드시 체계적이고 지속적인 연구를 통한 기초 자료 및 데 이터의 축적 이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 선행된 탁수영향조사 (한강수계관리 위원회, 2004) 의 연속적인 개념으로 장기적인 탁수의 영향에 따른 어류 군집의 변화, 특정 개체군의 성장 등을 모니터링 함으로써 탁수로 인한 하천 내 어류의 피해 실태를 짐작하고, 탁수저감대책 수립 시 기초자료로 제공하고자 하였다.
조사하천인 대기천과 봉산천의 군집의 특성을 파악하기 위하여 내린천의 지점들과 또 다른 탁수 하천인 자운천, 그리고 상류하천인 계방천과 군집분류 및 분석을 통하여 어류 군집의 변화 추이를 알아보고자 하였다(Fig. 7).
제안 방법
각 하천의 부유물질농도의 대표치는 유량가중 평균농도 (Event Mean Concentration: EMC)를 사용하여 제시하였다. 각 조사지점에서의 EMC는 강우 시 일정 시간 간격으로 조사된 유량과 부유물질농도의 곱으로부터 누적부하량을 산정 한 후 누적유량으로 나누어 유량가중평균 농도를 계산하였다.
부유물질 농도는 공정시험법에 따라 분석하였으며 유량은 유속계와 유속 단면 법을 사용하여 측정하였다. 각 하천의 부유물질농도의 대표치는 유량가중 평균농도 (Event Mean Concentration: EMC)를 사용하여 제시하였다. 각 조사지점에서의 EMC는 강우 시 일정 시간 간격으로 조사된 유량과 부유물질농도의 곱으로부터 누적부하량을 산정 한 후 누적유량으로 나누어 유량가중평균 농도를 계산하였다.
비교 대상이 된 다른 하천은 유사한 크기를 가진 내린천, 자운천, 자운천 등이다(남 등, 1998; 한강수계관리위원회, 2004). 군집의 유사도 지수로서는 두 군집에서 공통으로 출현하는 종 수의 비율을사용하는 Jaccard의 유사도지수 (Jaccard, 1908)를 사용하였으며, 산출된 유사도를 적용하여 군집의 cluster analysis를 실시하였다. 군집의 분류에는 비가중치 평균연결법 (UPGMA)을 사용하였다 (Mountfold, 1962)
동일 수계에 위치하며 하천의 규모가 비슷하지만 유역의 특성에 따라 강우시 탁수의 영향을 크게 받는 탁수하천과 대조하천을 대상으로 어류서식지 및 군집구조의 특성을 비교하였다. 탁수하천인 대기천의 하천바닥은 주로 모래로 구성되었으며, 대조하천인 봉산천과 계방천은 큰 돌과 작은 돌이 우점하였다.
본 연구에서 조사된 두 지점 이외에 인접한 다른 하천들과 어류군집을 비교하였다. 비교 대상이 된 다른 하천은 유사한 크기를 가진 내린천, 자운천, 자운천 등이다(남 등, 1998; 한강수계관리위원회, 2004).
채집한 어류는 채집 즉시 현징에서 10% 포르말린용액으로 고정한 다음 실험실로 운반하여 동정 . 분류하였고 종별로 체장과 습중량을 측정하였다. 어류의 동정에는 최 등(1990), 김과 강(1993), 김 (1997), Kim et al.
어류의 현존량은 Gorman and Karr (1978)의 방법을 변형하여 조사하였다. 조사는 각 지점에서 면적 60m2 구간을 임의로 설정하고 조사구역 상 .
2). 이것을 6회 반복하여 조사하였다.
조사는 2004년 5월부터 2005년 8월까지 총 4회에 걸쳐 실시하였는데, 1차 조사는 2004년 5월 17~18일, 2차 조사는 2004년 9월 4~5일, 3차 조사는 2005년 5월 10 ~11일, 4차 조사는 2005년 8월 24~25일에 실시하였다. 하상의 기 질은 Cummins (1962)의 기준에 따라 boulder, cobble, pebble, gravel, sand 등으로 구분하고 각각의 피도를 측정하였다.
조사는 각 지점에서 면적 60m2 구간을 임의로 설정하고 조사구역 상 . 하방을 그물로 막은 후, 조사지역 하류의 왼쪽 가장자리에서부터 0.2 m 떨어진 곳에서 하천을 가로질러 lm 간격으로 실시하였으며 상류로 이동시에는 3m의 간격을 두고 이동하였다(Fig. 2). 이것을 6회 반복하여 조사하였다.
대상 데이터
남한강 상류의 지류로서 유역면적이 비슷한 두 하천을 선정하여 조사하였다. 대기천 (56.
조사하였다. 대기천 (56.54 km?)을 탁수의 영향을 받는 실험구로, 그리고 봉산천(59.14km?)을 청정하천의 대조군으로 선정하였다. 송천은 강원도 평창군, 강릉시, 정선군 등 산간지역을 흘러 남한강 상류로 유입하는 하천이다.
어류표본의 채집은 각 조사 지점에서 투망(망목 7x7 mm), 족대 (망목 4x4mm)< 사용하였다. 채집한 어류는 채집 즉시 현징에서 10% 포르말린용액으로 고정한 다음 실험실로 운반하여 동정 .
하천의 부유물질은 각 하천의 최하류 배수지점을 대상으로 2004년에서 2005년까지 여름 기간 동안 4회 강우 사상을 대상으로 조사하였다. 부유물질 농도는 공정시험법에 따라 분석하였으며 유량은 유속계와 유속 단면 법을 사용하여 측정하였다.
이론/모형
군집의 유사도 지수로서는 두 군집에서 공통으로 출현하는 종 수의 비율을사용하는 Jaccard의 유사도지수 (Jaccard, 1908)를 사용하였으며, 산출된 유사도를 적용하여 군집의 cluster analysis를 실시하였다. 군집의 분류에는 비가중치 평균연결법 (UPGMA)을 사용하였다 (Mountfold, 1962)
대상으로 조사하였다. 부유물질 농도는 공정시험법에 따라 분석하였으며 유량은 유속계와 유속 단면 법을 사용하여 측정하였다. 각 하천의 부유물질농도의 대표치는 유량가중 평균농도 (Event Mean Concentration: EMC)를 사용하여 제시하였다.
(2005) 등을 이용하였다. 분류체계는 Nelson (1994)을 따랐다.
분류하였고 종별로 체장과 습중량을 측정하였다. 어류의 동정에는 최 등(1990), 김과 강(1993), 김 (1997), Kim et al. (2005) 등을 이용하였다. 분류체계는 Nelson (1994)을 따랐다.
실시하였다. 하상의 기 질은 Cummins (1962)의 기준에 따라 boulder, cobble, pebble, gravel, sand 등으로 구분하고 각각의 피도를 측정하였다.
성능/효과
EMC (SS)와 탁수노출시간에 따라 계산된 서식지의 Stress index는 탁수하천인 대기천의 중앙값이 10.37 정도였으며, 반면 대조 하천인 봉산천의 SI(중앙값)은 5.94 정도로써 매우 낮았다(Table 3). 이는 탁수하천에서 받는 서식지 스트레스가 약 84배 정도 크다는 것을 의미한다.
탁수하천인 대기천의 하천바닥은 주로 모래로 구성되었으며, 대조하천인 봉산천과 계방천은 큰 돌과 작은 돌이 우점하였다. 강우시 탁수하천에서 강우량에 따른 단위면적당 SS 유출은 대조하천에 비해 4-200 배 정도 높았으며, 이에 따른 서식지의 스트레스 지수는탁수하천이 약 84배 정도 더 크게 받는 것으로 나타났다. 탁수하천과 대조 하천 간에 출현종수는 큰 차이를 보이지 않았지만 우점종은 서로 다르게 나타났다.
집괴분석결과 대기천의 어류 군집은 다른 하천의 어류군집과 전혀 다르게 나타났으며, 봉산천은 최상류의 어류군집을 유지하고 있는 것으로 나타났다. 결론적으로, 탁수는 어류의 개체나 개체군을 사멸시킬 확률이 높지 않으나, 강한 스트레스 아래에서 어류 군집은 충분히 변화할 수 있다. 같은 수계에서 우점종의 차이가 나타난 것은 탁수가 군집수준에서 만성생태 독성으로 작용하였음을 보여주는 결과이다.
그러나 대기천의 경우 참갈겨니 (Z3or*eags)가 31.95%로 우점종으로 나타났고, 다음은 종개 (Orthrias nudus) 22.86%, 금강모치(R. kumgangensis), 20.52%, 참종 (Iksookimia koreensis) 12.47%, 그리고 모래무지 (Pseudogobio esocinus) 2.12% 등의 순으로 나타나, 최상류역 하천임에도 불구하고 상류의 하류역이나 중류역에서 많이 서식하는 어종들이 많이 이동해 분포하는 것은 하천의 서식지가 많이 변형되었거나 파괴되었음을 보여주는 결과라 판단된다. 특히 모래를 주 서식지로 하는 참종개 0 reensis)와 모래무지(P9)가 비교적 많이 출현하는 것은 본 하천의 하상구조가 탁수의 영향으로 많이 바뀌었음을 반영한 결과라 생각된다.
대기천과 봉산천의 단위 면적당 밀도를 비교해본 결과, 탁수하천인 대기 천에서는 단위면적당 개체수가 0.40 (±0.04)개체 nr% 무게는 1.40(±0.16)gnr2으로 나타났으며, 자연형하천인 봉산천에서는 단위면적당 개체수가 L66(±0.38)개체 n2, 무게는 4.51 (±0.59) g n「2으로 각각나타났다. 따라서 단위면적당 개체수는 대기천에서 4.
같다. 대기천에서는 4과 13종 385개체, 그리고 봉산 천에서는 7과 14종 1, 598개체가 각각 채집되어 종수에서는 그리 큰 차이를 보이지 않았으나 종구성과 개체 수에서 많은 차이를 보이고 있었다. 특히 개체수에서는 약 4.
59) g n「2으로 각각나타났다. 따라서 단위면적당 개체수는 대기천에서 4.1 배, 그리고 무게는 3.2배 감소한 것으로 나타났다(Fig. 6).
따라서 이러한 결과는 탁수에 의해 개체군이 멸종되거나 축소되는 어종들도 있지만, 이와 반대로 개체군이 활성화되는 어종들도 있음을 보여준다. 따라서 탁수에 약한 어종은 열목어 (B. lenok tsinlingensis), 둑중개 (C. poecilopus) 등으로 생각되며, 강한 어종은 종개 (O. nudus), 참종개 0 koreensis), 모래무지 (P. esocinus) 등으로 생각된다.
3). 따라서 탁수의 영향을 받는 대기 천은 과 (Family)다양도가 낮게 나타났으며 특정과(Family) 즉 잉어과(Cyprinidae)의 출현율이 높아짐을 알 수 있었다. 한편 출현어종들 중 법적보호종 (Legal protected species)인 멸종위기종 Ⅱ는 대기천에서 둑중개 (C.
15 배의 차이를 나타내고 있었다. 또한 종구성과 종별 비교 풍부도를 보면 봉산천의 경우 금강모치(kumgangensis)가 86.36%로 가장 높았으며, 다음은 둑중개 (Cottus poecilopus) 5.32%, 열목어(.Brachymystax lenok tsinlingensis) 2.13%, 참갈겨니 (Zacco koreanus) 2.00% 등의 순으로 나타나 하천의 최상류에 서식하는 어종들이 우점하여 본 하천이 잘 보존되고 있음을 알 수 있었다.
poecilopus) 2종이 각각 8개체 , 85개 체가 출현하였다. 또한 한국특산종을 비교해보면 대기천의 경우 쉬리 (Coreoleuciscus splendidus) 등 5종(38.46%)이 그리고 봉산천에서는 가는돌고기 (P. tenuicorpa) 등 9종 (64.29%)이 출현하여, 대기천에서 멸종위기종과 한국고유종의 출현 비율이 봉산천보다는 훨씬 떨어지는 것을 알 수 있었다(Fig. 4). 결국 탁수의 영향으로 하천의 고유성이 떨어지고, 더 나아가 이러한 어종들의 서식지가 파괴됨을 알 수 있다.
OyiT 정도 된다. 본 연구결과에서 탁수의 영향이 크게 나타나는 대기천의 강우시 SI 중앙값은 10.37 정도로써 이는 하천 서식지에 심각한 영향을 줄 수 있는 범위이며, 이로 인해 탁수하천에서 어류군집의 변화가 일어났을 것으로 사료된다. 따라서 탁수는 어류의 개체나 개체군을 사멸시킬 확률이 높지 않으나, 강한 스트레스 아래에서 어류군집은 충분히 변화시킬 수 있다.
69 %) 등의 순으로 나타났다. 봉산천은 잉어과(Cyprinidae) 가 6종(82.86%)으로 가장 높았고 다음은 미꾸리과(Cobitidae) 3종(21.43%), 그리고 메기과(Siluridae), 퉁가리과(Amblycipitidae), 연어과(Salmonidae), 둑중개과 (Cottidae), 꺽지과(Centropomidae) 1종(7.14%) 등의 순으로 나타났다 (Fig. 3). 따라서 탁수의 영향을 받는 대기 천은 과 (Family)다양도가 낮게 나타났으며 특정과(Family) 즉 잉어과(Cyprinidae)의 출현율이 높아짐을 알 수 있었다.
판단된다. 어류를 부성(Pelagic) 또는 저서성 (Benthic)으로 나누어 구분한 결과, 봉산천에서는 부유성과 저서성 어종이 고르게 분포하여 구성비가 각각 50%로 나타났으며 대기천에서는 부유성 어종보다는 저서성 어 .종의 구성비가 38.
단위면적당 어류밀도를 비교해본 결과, 탁수하천인 대기천은 대조하천인 봉산 천에 비해 1/4로 낮게 나타났다. 집괴분석결과 대기천의 어류 군집은 다른 하천의 어류군집과 전혀 다르게 나타났으며, 봉산천은 최상류의 어류군집을 유지하고 있는 것으로 나타났다. 결론적으로, 탁수는 어류의 개체나 개체군을 사멸시킬 확률이 높지 않으나, 강한 스트레스 아래에서 어류 군집은 충분히 변화할 수 있다.
집괴분석결과, 봉산천은 내린천의 최상류인 지점 1번과 그리고 또 다른 자연형 하천인 계방천과 어류군집이 비슷한 것으로 나타나 비교적 수계가 잘 보존되고 있음을 알 수 있었다. 그러나 대기천의 어류군집은 다른 하천들의 어류군집과 유사도가 매우 낮게 나타나, 전혀 다른 어류 군집의 형태를 보여주었다고 생각된다.
탁수유출정도는 차이를 보였다. 탁수하천인 대기천의 EMC(SS)는 대조하천인 봉산천에 비해 58~73배 (3차, 4 차 조사결과) 높았다. 한편 강우량에 따른 단위면적당 SS 유출부하량은 대기천은 봉산천에 비해서 20~200배 정도 높게 나타났다 (Table 3).
한편 과별 비교풍부도를 비교하여 보면 대기천의 경우잉어과(Cyprinidae)가 9종으로 전체의 69.23%를 차지하였고 다음은 미꾸리과(Cobotidae) 2종(15.38%), 그리고 둑중개과(Cottidae)와 바다빙어과 (Osmeridae) 1종 (7.69 %) 등의 순으로 나타났다. 봉산천은 잉어과(Cyprinidae) 가 6종(82.
따라서 탁수의 영향을 받는 대기 천은 과 (Family)다양도가 낮게 나타났으며 특정과(Family) 즉 잉어과(Cyprinidae)의 출현율이 높아짐을 알 수 있었다. 한편 출현어종들 중 법적보호종 (Legal protected species)인 멸종위기종 Ⅱ는 대기천에서 둑중개 (C. poecpus) 1종이 지점 1에서 1개체 출현하였고, 봉산천에서는 가는돌고기 (Pseudopungtungia tenuicorpa) 와 둑중개 (C. poecilopus) 2종이 각각 8개체 , 85개 체가 출현하였다. 또한 한국특산종을 비교해보면 대기천의 경우 쉬리 (Coreoleuciscus splendidus) 등 5종(38.
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