본 연구는 2004년 5월부터 2004년 11월까지 총 4회 조사를 실시하였으며, 수서곤충은 과별 생물지수(FBI)와 물리적 서식환경(PHA)을 이용하여 원주천의 건강도를 평가하였다. 원주천 9개 지점을 통해 출현한 수서곤충은 총 8목 37과 62속 92종이었다. 과별생물지수의 경우 지점 1, 2, 3에서 $4.55{\sim}4.82$로 가장 건강한 하천생태계를 유지하고 있는 것으로 확인되었다. 물리적 서식환경과 과별생물지수 간의 상관관계는 지점 2가 각각 100, 4.82의 값으로 가장 좋은 서식환경을 나타내었다. 그러나 지점 7과 9는 45, 6.17과 6.97로 가장 낮은 서식환경을 나타내어 물리적 서식환경의 개선이 필요한 것으로 나타났다. 또한 물리적 서식환경과 과별생물지수는 서로 역의 상관성을 나타내었다.
본 연구는 2004년 5월부터 2004년 11월까지 총 4회 조사를 실시하였으며, 수서곤충은 과별 생물지수(FBI)와 물리적 서식환경(PHA)을 이용하여 원주천의 건강도를 평가하였다. 원주천 9개 지점을 통해 출현한 수서곤충은 총 8목 37과 62속 92종이었다. 과별생물지수의 경우 지점 1, 2, 3에서 $4.55{\sim}4.82$로 가장 건강한 하천생태계를 유지하고 있는 것으로 확인되었다. 물리적 서식환경과 과별생물지수 간의 상관관계는 지점 2가 각각 100, 4.82의 값으로 가장 좋은 서식환경을 나타내었다. 그러나 지점 7과 9는 45, 6.17과 6.97로 가장 낮은 서식환경을 나타내어 물리적 서식환경의 개선이 필요한 것으로 나타났다. 또한 물리적 서식환경과 과별생물지수는 서로 역의 상관성을 나타내었다.
This study conducted a survey on the ecosystem of Wonju stream from May until November in 2004 and made an health assessment of Wonju stream using family biotic indices(FBI) and physical habitat assessment(PHA) of the aquatic insects. Through this survey, aquatic insects covering 8 orders, 37 famili...
This study conducted a survey on the ecosystem of Wonju stream from May until November in 2004 and made an health assessment of Wonju stream using family biotic indices(FBI) and physical habitat assessment(PHA) of the aquatic insects. Through this survey, aquatic insects covering 8 orders, 37 families, 62 genuses, and 92 species were observed at 9 stations along Wonju stream. In terms of family biotic indices, it was confirmed that station 1,2 and 3 were maintaining the healthiest stream ecosystem with the value ranging from 4.55 to 4.82. In addition, station 2 was found to have the best habitat environment in the correlation between physical habitat assessment and family biotic indices with its value of 100 and 4.82, respectively. However, station 7 and 9 showed the lowest habitat environment with the value of 45, 6.17 and 45, 6.97, respectively. posing the need for improvement in PHA; further, station 7 and 9 showed inverted correlationship between PHA and FBI.
This study conducted a survey on the ecosystem of Wonju stream from May until November in 2004 and made an health assessment of Wonju stream using family biotic indices(FBI) and physical habitat assessment(PHA) of the aquatic insects. Through this survey, aquatic insects covering 8 orders, 37 families, 62 genuses, and 92 species were observed at 9 stations along Wonju stream. In terms of family biotic indices, it was confirmed that station 1,2 and 3 were maintaining the healthiest stream ecosystem with the value ranging from 4.55 to 4.82. In addition, station 2 was found to have the best habitat environment in the correlation between physical habitat assessment and family biotic indices with its value of 100 and 4.82, respectively. However, station 7 and 9 showed the lowest habitat environment with the value of 45, 6.17 and 45, 6.97, respectively. posing the need for improvement in PHA; further, station 7 and 9 showed inverted correlationship between PHA and FBI.
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문제 정의
따라서 본 연구에서는 수 환경의 익화와 물리적 서식처가 파괴되고 있는 원주천에 서식하는 수서곤중을 대상으로 물리적 서식환경과 FBI(과별생물지수)를 이용하여 하천생태계의 건강도를 평가하고, 나아가 도시 하천 생태계 복원을 위한 중요한 기초 자료를 제공하고자 한다.
제안 방법
1996; Hauer and Resh, 1996)의 방법에 따라 산출하였고, 물리적 서식환경 평가방법은 Barbour와 Stribling(1991)에 의해 제안된 물리적 서식환경 평가방법(Physical Habitat Assessment: PHA)을 일부 변형하여 적용하였다. 각 조사지점 간이 이질성 (Heterogeneity)을 파악하기 위하여 상관행렬(Corr relation Matrix)을 이용한 주성분 분석 (Principle Component Analysis: PCA)을 실시하였다.
그 외에 정성채집을 목적으로 Modified D-frame dip net(mesh size 200z/m)을 이용하여 다양한 미소 서식처에서 지점당 2회 실시하였으며, 조사지역의 특성에 따라 다양한 서식처에서 채집한 것을 정량 및 정성시료로 하여 수서곤충상을 파악하였다. 수서곤충의 군집 분석은 정량채집의 자료만을 이용하였다.
수서곤충의 정량채집은 surber net(30x30cnf mesh size 200//m)를 이용하여 급류대(riffle)에서 1회, 채수대(pool) 또는 완류다](nm)에서 1회, 즉 지점당 2회(suber sampling) 실시하였다. 그 외에 정성채집을 목적으로 Modified D-frame dip net(mesh size 200z/m)을 이용하여 다양한 미소 서식처에서 지점당 2회 실시하였으며, 조사지역의 특성에 따라 다양한 서식처에서 채집한 것을 정량 및 정성시료로 하여 수서곤충상을 파악하였다.
실제 서식 종수에 대한 야외 관찰의 오차를 줄이기 위하여 실제 관찰값에서 개체군 크기에 따른 종수의 기대값 Rarefaction curve를 구하였다. Rarefaction curve는 n개체 수의 표본에서 예상되는 종수를 나타내며, 표본 크기의 경향과 차이점을 나타낼 수 있_고丄 조사지역의 종 풍부도를 비교할 수 있다<James and Rathbun, 1981; 권기정, 1992; 이원호 등, 2004).
대상 데이터
본 연구의 조사수역인 원주천은 강원도 원주시 판부면 소재의 치악산과 백운계곡에서 발원하여 영량천, 흥양천, 단계천, 화천, 신천 등 소하천이 합류된 후, 원주시 호저면 옥산리에서 섬강으로 유입되는 유로연장 24.8km, 유역면적 154.15knf의 도시하천이다. 조사지점은 원주천 최상-류인 판부면 금대리에서 하류인 호저면 주산리까지 총 9개 지점을 선정하여 조사하였다.
그 외에 정성채집을 목적으로 Modified D-frame dip net(mesh size 200z/m)을 이용하여 다양한 미소 서식처에서 지점당 2회 실시하였으며, 조사지역의 특성에 따라 다양한 서식처에서 채집한 것을 정량 및 정성시료로 하여 수서곤충상을 파악하였다. 수서곤충의 군집 분석은 정량채집의 자료만을 이용하였다. 종의 분류 및 분석은 기존의 문헌 (Kawai, 1985; 윤일병, 1988; 윤일병, 1995; 윤일병 등, 1992a; 1992b)을 사용하였다.
수서곤충의 조사는 2004년 5월부터 2004년 11월까지 총 4회에 걸쳐 실시하였으며 세부 일정은 다음과 같다.
15knf의 도시하천이다. 조사지점은 원주천 최상-류인 판부면 금대리에서 하류인 호저면 주산리까지 총 9개 지점을 선정하여 조사하였다. 각 지점의 행정구역 명칭은 다음고.
데이터처리
PHA)을 일부 변형하여 적용하였다. 각 조사지점 간이 이질성 (Heterogeneity)을 파악하기 위하여 상관행렬(Corr relation Matrix)을 이용한 주성분 분석 (Principle Component Analysis: PCA)을 실시하였다. 또한 통계처 리는 Rarefac.
이론/모형
수서곤충의 군집 분석은 정량채집의 자료만을 이용하였다. 종의 분류 및 분석은 기존의 문헌 (Kawai, 1985; 윤일병, 1988; 윤일병, 1995; 윤일병 등, 1992a; 1992b)을 사용하였다. 하상구조는 50x50cm 방형구를 사용하여 무작위적으로 10개의 지소를 선정하여 측정하였으며 Cummins( 1962)방법에 따라 돌의 크기를 분류하였다.
종의 분류 및 분석은 기존의 문헌 (Kawai, 1985; 윤일병, 1988; 윤일병, 1995; 윤일병 등, 1992a; 1992b)을 사용하였다. 하상구조는 50x50cm 방형구를 사용하여 무작위적으로 10개의 지소를 선정하여 측정하였으며 Cummins( 1962)방법에 따라 돌의 크기를 분류하였다. 종의 기대값은 Hurlbert(1971)와 James and Rathbun (1981)의 방법에 의해 산출하였으며, 과별생물지수(Family level Biotic Index: FBI)는 생물 내성점수를 이용하여 변형혼 KHilsenhoff; 1988; Barbour et al.
성능/효과
Quadrant 1에 위치한 본류 지점 2, 3과 지류 지점 1은 서식환경과 수서생물상이 양호한 것으로 나타났으며, 본류 지점 5와 지류 지점 4, 6, 8은 수서생물상은 다소양호 하였으나, 서식환경이 60 이하로 여울과 소의 비율, 제방 식생도 수변 피도 등 물리적 서식환경을 개선을 해야 하는 것으로 나타났다. 그리고 본류 지점 7과 9는 서식환경과 수서생물 상이 모두 낮게 나타나 양호한 생물지수를 가지기 위해서는 하천의 하상구조, 서식지 다양성, 여울과 소의 비율, 제방 식생도, 수변피도 등 물리적 서식환경의 개선이 필요한 것으로 나타났다(Figure 6).
그리고 본류 지점 7과 9는 서식환경과 수서생물 상이 모두 낮게 나타나 양호한 생물지수를 가지기 위해서는 하천의 하상구조, 서식지 다양성, 여울과 소의 비율, 제방 식생도, 수변피도 등 물리적 서식환경의 개선이 필요한 것으로 나타났다(Figure 6). 그리고 물리적 서식환경과 FBI는서로 역의 상관성을 보였으며, 이는 서식환경이 양호하고수환경이 개선됨에 따라 FBI가 낮은 청수성생물의 서식이 증가하기 때문인 것으로 나타났다.
그러나 수서곤충의 조사시기에 3월이 포함되었더라면 더욱 충실한 자료를 얻을 수 있었을 것으로 판단된다. 또한 지점별 관찰된 개체 수를 127 Ind.cm-8개체로 동일하다고 예상하였을 때 종수의 기대값은 2004년 지점 1, 4는 E(S 127 Ind.cm -8)=22종으로 가장 높게 나타났고, 지점 8은 E(S 127 Ind.cm-8)=21 종, 지점 2는 E(S 127 lnd.cm-8)=20종, 지점 3 E(S 127 Ind.cm-8)=19종, 지점 6 E(S 127 Ind.cm-8)=18종, 지점 5 E(S 127 Ind.cm-8>=17종, 지점 7 E(S 127 Ind.cm-8)=14종, 지첨 9 E(S 127 Ind.cm-8)=11 종의 순으로 나타나 지점 1, 4에서 가장 높은 종 기대값을 보여 안정된 하천생물상을 보였으며, 지점 7, 9에서는 다른 지점에 비해 단위면적당 종수가 적게 출현하였다(Figure 4). 이는 인구부하 및 인구밀도에 따른 하천의 물리적 서식지의 변화와 더불어 대량의 오수유입과 하수종말처리장에서 발생되는 하수의 유입으로 인하여 일부 오염종인 파리류의 과밀번식 때문인 것으로 생각된다.
본 연구의 조사대상 하천인 원주천은 도심지역의 대표적 하천으로 상류에서 하류까지 약 40여개의 보가 설치되어 유기물의 축적에 따른 하상구조의 변화로써 하천의 기능상실과 인근 도심유역으로부터 유입되는 생활히-수, 산업폐수, 하수처리장의 방류수 등 주로 점오염원이 하천의 수질을 악화시키고 있으며, 환경부의 주산교 수질 측정망 자료에 의하면 원주천 최하류인 주산교의 하천수질 기준 IV 등급이 적용되고 있어 매우 오염된 하천으로 나타났다. 이와 같이 하천의 파괴와 수질오염의 가속화는 원주천에 서식하는 생물상에 직접 혹은 간접적인 영향을 줄 것으로 예상된다.
본 조사기간 동안 원주천 9개 지점을 통해 출현한 수서곤중은 총 8목 37과 62속 92종으로서 전체 수서곤충의 분류군별 조성을 살펴보면 하루살이목이 9과 16속 29종으로 전체분류군의 약 31.52%를 차지하였다. 다음으로 날도래목 11 과 16속 23종으로 25%, 파리목이 6과 9속 17종으로 18.
원주천에 출현하고 있는 총 92종에 대한 조사지점 간의 상관행렬을 이용한 주성분 분석 결과 2개의 주성분은 총분산의 약 89.얘%로 높은 상관관계를 설명하고 있으며, 전체 9개의 조사지점은 수서곤충의 특성에 따라 3개의 그룹으로 구분 되었다(Figure 5). 제 1주성분(PMN I: 63.
원주천의 평균적인 물리적 하천 서식평가 결과 본류의 상류인 지점 1, 2가 각각 PHA(85, 100), FBI(4.68, 4.82)으로 비교적 양호한 서식환경을 나타냈으며, 본류 지점 3과 지류 지점 4는 각각 PHA(70, 60), FBI(4.55, 5.63), 지류 지점 6과 8은 PHA(55, 50), FBI(5.70, 5.56)를 나타냈으며, 본류인 지점 7과 9는 PHA(40, 35), FBI(6.17, 6.97)로 낮은 서식환경을 보여 원주천 하류의 특성을 잘 나타내고 있었다 (Figure 6).
6m/sec 의 범위로 조사되었다. 이와 같이 원주천은 상류지 역이 하류 지역에 비해 유속이 빠르고 수심이 깊지 않은 전형적인 하천의 흐름을 보여주고 있었으나, 하류지역으로 갈수록 도시화에 의한 각종 토목공사(하상 및 제방 정비, 보의 설치 등)로 인해 하상에 작은 돌과 모래가 퇴적되면서 하천 고유의 특성을 상실한 곳이 상당부분 확인되었다. 또한 현재와 같은 수환경이 지속될 경우 생활하수 및 각종 산업폐수 등의 유입과 함께 일부 하천 환경이 변형된 즉 유수역이 아닌 정체 수역에서는 유기물 오염이 가중되어 수생태계의 심각한 교란을 초래할 것으로 판단된다.
후속연구
본 연구에서 수서곤충을 이용한 원주천의 수서생태계 건강도를 평가한 결과 하류로 갈수록 물리적 서식환경과 수서 생태계의 건강성이 낮은 것으로 나타났으며, 지류의 오염원 관리가 선행된다면 본류의 수서생태계의 건강성이 좋아질 것으로 보여지나 급속적인 하천주변의 도■시화로 인해 지속적인 모니터링이 필요한 것으로 보인다.
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