서식처적합도는 어류의 서식처 분포 및 그 크기를 결정하는데 있어 매우 중요한 인자이다. 또한 어류 서식에 필요한 생태유량 산정에서도 핵심 인자로 작용된다. 따라서 서식처 해석을 위해서는 정확한 서식처적합도지수를 반영할 필요가 있다. 일반적으로 어류 서식처는 수심과 유속과 같은 물리적 조건 뿐만 아니라 영양염 및 부착조류 등의 생화학적 조건에 의해 영향을 받는다. 따라서 각 수계 및 지천별로 이러한 서식처 조건이 변화할 것으로 예상된다. 본 연구에서는 한강과 금강수계에서 지난 2007-2010년 간의 현장 모니터링 데이터를 이용하여 서식처적합도지수를 산정하고, 피라미, 참갈겨니, 쉬리에 대한 지수를 비교하였다. 그 결과, 피라미는 두 수계에서 서로 유사한 분포를 갖지만, 참결겨니와 쉬리의 경우 두 수계에서 매우 다른 분포 형태를 갖는 것으로 나타났다. 또한 피라미에 대하여 한강 지천인 청미천, 달천, 홍천강에서의 적합도지수를 비교하였다. 그 결과 청미천에서의 적합도지수가 다른 두 지천과 매우 다른 분포를 갖는 것으로 확인되었으며, 이는 청미천이 다른 지천에 비해 영양염의 유입이 더 크기 때문인 것으로 예상된다.
서식처적합도는 어류의 서식처 분포 및 그 크기를 결정하는데 있어 매우 중요한 인자이다. 또한 어류 서식에 필요한 생태유량 산정에서도 핵심 인자로 작용된다. 따라서 서식처 해석을 위해서는 정확한 서식처적합도지수를 반영할 필요가 있다. 일반적으로 어류 서식처는 수심과 유속과 같은 물리적 조건 뿐만 아니라 영양염 및 부착조류 등의 생화학적 조건에 의해 영향을 받는다. 따라서 각 수계 및 지천별로 이러한 서식처 조건이 변화할 것으로 예상된다. 본 연구에서는 한강과 금강수계에서 지난 2007-2010년 간의 현장 모니터링 데이터를 이용하여 서식처적합도지수를 산정하고, 피라미, 참갈겨니, 쉬리에 대한 지수를 비교하였다. 그 결과, 피라미는 두 수계에서 서로 유사한 분포를 갖지만, 참결겨니와 쉬리의 경우 두 수계에서 매우 다른 분포 형태를 갖는 것으로 나타났다. 또한 피라미에 대하여 한강 지천인 청미천, 달천, 홍천강에서의 적합도지수를 비교하였다. 그 결과 청미천에서의 적합도지수가 다른 두 지천과 매우 다른 분포를 갖는 것으로 확인되었으며, 이는 청미천이 다른 지천에 비해 영양염의 유입이 더 크기 때문인 것으로 예상된다.
The habitat suitability is an important factor to estimate the distribution and size of the physical habitat in river. This suitability is also a key factor to decide the ecological flow discharge for the fish. For the ecological analysis in river, accurate values of habitat suitability index for va...
The habitat suitability is an important factor to estimate the distribution and size of the physical habitat in river. This suitability is also a key factor to decide the ecological flow discharge for the fish. For the ecological analysis in river, accurate values of habitat suitability index for various fishes are necessary. In general, fish habitat is affected by the physical factor of the flow depth and velocity as well as the chemical and biological factors of nutrient and attached algae. Thus, the condition of the fish habitat is expected to be changed with each watershed and tributary. In this study, the habitat suitability indices for fishes were proposed by using the field monitoring data in the rivers of the Han and Geum river watersheds. The proposed indices for three fishes are compared: Zacco platypus, Zacco temminckii, and Coreoleuciscus splendidus. The results show that Zacco platypus has a similar distribution of habitat suitability index in two watersheds. Zacco temminckii and Coreoleuciscus splendidus, however, have different distributions with watersheds. Also, for Zacco platypus, the developed indices at three tributaries of the Han river are compared: Cheng-mi stream, Dal stream, and Hong-cheon stream. The comparision shows that the index in the Cheng-mi stream is different with those in the other rivers. This is expected to be because of a high nutrient concentration at the Cheong-mi stream.
The habitat suitability is an important factor to estimate the distribution and size of the physical habitat in river. This suitability is also a key factor to decide the ecological flow discharge for the fish. For the ecological analysis in river, accurate values of habitat suitability index for various fishes are necessary. In general, fish habitat is affected by the physical factor of the flow depth and velocity as well as the chemical and biological factors of nutrient and attached algae. Thus, the condition of the fish habitat is expected to be changed with each watershed and tributary. In this study, the habitat suitability indices for fishes were proposed by using the field monitoring data in the rivers of the Han and Geum river watersheds. The proposed indices for three fishes are compared: Zacco platypus, Zacco temminckii, and Coreoleuciscus splendidus. The results show that Zacco platypus has a similar distribution of habitat suitability index in two watersheds. Zacco temminckii and Coreoleuciscus splendidus, however, have different distributions with watersheds. Also, for Zacco platypus, the developed indices at three tributaries of the Han river are compared: Cheng-mi stream, Dal stream, and Hong-cheon stream. The comparision shows that the index in the Cheng-mi stream is different with those in the other rivers. This is expected to be because of a high nutrient concentration at the Cheong-mi stream.
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문제 정의
본 연구에서는 한강과 금강 수계에서 수행된 현장 모니터링 자료를 이용하여 피라미, 참갈겨니, 쉬리에 대한 물리서식처 적합도지수를 산정하고, 이를 비교하였다. 비교에 사용된 각 어종별 관측된 마리수는 각각 피라미 한강 1,476 마리, 금강 2,729 마리, 참갈겨니 한강 781, 금강 2,223 마리, 쉬리 한강 695, 금강 914 마리이다.
본 연구에서는 한강과 금강수계에서의 어류 서식처 관련 데이터를 이용하여 서식처적합도 지수를 구축하고 비교하였다. 각 수계별로 지난 4년간 구축된 데이터를 이용하였으며, 이중 개체수가 가장 많은 피라미, 참갈겨니, 쉬리에 대하여 비교하였다.
제안 방법
본 연구에서는 한강과 금강수계에서의 어류 서식처 관련 데이터를 이용하여 서식처적합도 지수를 구축하고 비교하였다. 각 수계별로 지난 4년간 구축된 데이터를 이용하였으며, 이중 개체수가 가장 많은 피라미, 참갈겨니, 쉬리에 대하여 비교하였다. 또한 한강수계에서의 지천별 피라미에 대한 서식처적합도지수를 비교하고, 각 지점에서 수질의 영양염 차이에 대해 조사하였다.
국토해양부(2010)에서는 그림 2와 같이 한강수계 15개 지점에서, 금강수계에서는 13개 지점에서 2007-2010년 간 어류 및 하천조사를 수행하였다. 광파기 및 유속계 장비를 이용하여 하천 구조, 수심, 유속 및 산성도(pH)와 용존산소(DO) 등 수질 항목을 측정하였다. 또한 각 지점에서 투망 및 족대를 이용하여 어류를 채집하였다.
국내에 서식처적합도지수 산정에 대한 기준은 존재하지 않으며, 현재 미국에서 제시한 방법에 근거하여 적합도지수를 산정하였다. 미국에서 제시된 서식처적합도지수는 WDWF (Washington Department of Fish and Wildlife) (2004)에서 출판한 “Instream flow study guidelines”과 IFASG(Instream Flow and Aquatic Systems Group) (1986)의 “Development and evaluation of habitat suitability criteria for use in the instream flow incremental methodology”가 있다.
즉, WDWF에서 제시한 방법은 특정 하천을 집중적으로 조사할 경우, 세부 구간별 자세한 흐름 측정 데이터 획득이 가능할 때 사용할 수 있는 방법이라고 할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 국내에 존재하는 어류별 물리적 변수에 대한 정보의 한계를 고려하여 IFASG에서 제시한 방법에 의해 적합도지수를 산정하였다.
광파기 및 유속계 장비를 이용하여 하천 구조, 수심, 유속 및 산성도(pH)와 용존산소(DO) 등 수질 항목을 측정하였다. 또한 각 지점에서 투망 및 족대를 이용하여 어류를 채집하였다. 투망을 이용한 어류 채집은 조사지점별로 20회씩 동일하게 투척하였으며, 족대를 이용하여 하천의 좌, 우안 및 수초 주변 등에서 채집하였다.
비교에 사용된 각 어종별 관측된 마리수는 각각 피라미 한강 1,476 마리, 금강 2,729 마리, 참갈겨니 한강 781, 금강 2,223 마리, 쉬리 한강 695, 금강 914 마리이다. 또한 한강수계 세 개의 지천에서의 서식처적합도 지수를 비교하고, 현장 수질 측정자료를 검토하였다.
각 수계별로 지난 4년간 구축된 데이터를 이용하였으며, 이중 개체수가 가장 많은 피라미, 참갈겨니, 쉬리에 대하여 비교하였다. 또한 한강수계에서의 지천별 피라미에 대한 서식처적합도지수를 비교하고, 각 지점에서 수질의 영양염 차이에 대해 조사하였다.
또한 각 지점에서 투망 및 족대를 이용하여 어류를 채집하였다. 투망을 이용한 어류 채집은 조사지점별로 20회씩 동일하게 투척하였으며, 족대를 이용하여 하천의 좌, 우안 및 수초 주변 등에서 채집하였다.
대상 데이터
본 연구에서는 한국건설기술연구원의 Ecoriver21 사업단(국토해양부, 2010)에서 수행한 어류 모니터링 데이터를 이용하여 한강 및 금강수계에서의 어류 서식처적합도지수를 산정하였다. 국토해양부(2010)에서는 그림 2와 같이 한강수계 15개 지점에서, 금강수계에서는 13개 지점에서 2007-2010년 간 어류 및 하천조사를 수행하였다.
본 연구에서는 한강과 금강 수계에서 수행된 현장 모니터링 자료를 이용하여 피라미, 참갈겨니, 쉬리에 대한 물리서식처 적합도지수를 산정하고, 이를 비교하였다. 비교에 사용된 각 어종별 관측된 마리수는 각각 피라미 한강 1,476 마리, 금강 2,729 마리, 참갈겨니 한강 781, 금강 2,223 마리, 쉬리 한강 695, 금강 914 마리이다. 또한 한강수계 세 개의 지천에서의 서식처적합도 지수를 비교하고, 현장 수질 측정자료를 검토하였다.
이론/모형
이와 같은 물리서식처 연구를 위해서는 어종별 수심과 유속 등의 물리적 변수에 대한 서식처적합도지수 구축이 우선되어야 한다. 이를 위해 국내에서는 김규호(1999)가 처음으로 남한강 지류인 달천 구간에서 피라미 등 6개 어종에 대한 서식처적합도지수를 산정하였다. 그러나 현장 모니터링 자료의 부족으로 대부분 전문가의 판단에 의존하여 산정되었다.
성능/효과
한강과 금강수계에서 구축된 물리서식처 적합도지수를 비교한 결과, 피라미의 경우 두 수계에서 거의 유사한 분포를 갖는 반면 참갈겨니와 쉬리의 경우 서로 다른 분포를 갖는 것으로 나타났다. 또한 한강과 금강수계의 데이터 전체에 대해 구축된 서식처적합도지수를 기존의 수생태복원사업단에서 제시한 적정 범위와 비교한 결과, 수심에 대해서는 비교적서로 유사한 범위를 갖는 것으로 나타났으나, 유속에 대해서는 서로 일치하지 않았다.
또한 한강의 홍천강, 청미천, 달천에서의 피라미에 대한 서식처적합도지수를 비교한 결과, 청미천에서의 지수가 다른 두 지천과 매우 큰 차이를 갖는 것으로 확인되었다. 이를 검토하기 위해 각 지천에서의 수질 측정자료를 비교한 결과, 청미천에서 영양염의 유입이 매우 큰 것으로 나타났다.
kr). 먼저 생물학적산소요구량인 BOD의 분포를 보면, 달천과 홍천강에서 모두 1등급의 수질 범위에 있는 것을 볼 수 있으나, 청미천의 경우 다른 두 하천과 달리 평균 3등급의 값을 갖는 것을 볼 수 있다. 이러한 경향은 총인과 총질소, 클로로필에서도 마찬가지이다.
또한 한강의 홍천강, 청미천, 달천에서의 피라미에 대한 서식처적합도지수를 비교한 결과, 청미천에서의 지수가 다른 두 지천과 매우 큰 차이를 갖는 것으로 확인되었다. 이를 검토하기 위해 각 지천에서의 수질 측정자료를 비교한 결과, 청미천에서 영양염의 유입이 매우 큰 것으로 나타났다. 따라서 이러한 큰 영양염의 유입으로 인해 청미천에서의 적정 수심과 유속 범위는 일반적인 분포와 벗어나 형성되는 것으로 보인다.
한강수계에서 50개 어종 5,007 마리, 금강수계에서 50개 어종 9,911 마리가 조사되었다. 한강 및 금강수계에서 피라미의 수는 각각 29.5%와 27.5%로서 두 수계 모두에서 우점 종인 것으로 확인되었다. 아우점종은 두 수계 모두 동일하게 참갈겨니와 쉬리순으로 나타났다.
한강과 금강수계에서 구축된 물리서식처 적합도지수를 비교한 결과, 피라미의 경우 두 수계에서 거의 유사한 분포를 갖는 반면 참갈겨니와 쉬리의 경우 서로 다른 분포를 갖는 것으로 나타났다. 또한 한강과 금강수계의 데이터 전체에 대해 구축된 서식처적합도지수를 기존의 수생태복원사업단에서 제시한 적정 범위와 비교한 결과, 수심에 대해서는 비교적서로 유사한 범위를 갖는 것으로 나타났으나, 유속에 대해서는 서로 일치하지 않았다.
후속연구
즉, 각 수리량의 면적 백분율을 산정하기 위해서는 이미 알고 있는 하천 단면 사이에서의 정보 역시 필요하기 때문이다. 그러나 본 연구에서 사용된 데이터는 단 하나의 특정 하천에서만이 아닌 유역 전체의 다수의 하천에서 관측된 자료를 이용하였기 때문에 어류의 서식처적합도지수를 산정하기 위해서 WDWF 방법을 적용하는 것은 어렵다. 즉, WDWF에서 제시한 방법은 특정 하천을 집중적으로 조사할 경우, 세부 구간별 자세한 흐름 측정 데이터 획득이 가능할 때 사용할 수 있는 방법이라고 할 수 있다.
이와 같은 추론은 이론적으로 충분히 가능하다. 그러나 본 연구에서는 부착조류 및 수서곤충 등의 생물량 자료가 확보되지 않았기 때문에 보다 정확한 추론을 하기에는 한계가 있다. 한편, 또 한가지 중요한 사실은 표 2와 같이 기존의 어류별 수질 범위를 구분한 연구에 문제가 있음을 알 수 있다.
두 방법 중 WDWF에서 제안한 방법은 특정 수심 및 유속이 차지하는 면적 백분율을 이용하기 때문에 단순히 개체수의 크기만을 갖고 서식처적합도를 산정하는 것보다 좀 더 타당한 결과를 얻을 수 있을 것이다. 그러나 이와 같은 서식처적합도지수를 산정하기 위해서는 매우 정밀한 하천 측량자료와 많은 지점에서의 수리량 측정 데이터가 필요하다.
더욱이 국내에서는 어류 서식처 연구의 시작이 불과 몇 년에 지나지 않을뿐더러, 각 수계별로도 서식처 적합도 지수가 구축되어 있지 않은 실정이다. 따라서 어류 서식처 연구를 위해 우선 동일 수계내에서 구축된 자료를 최대한 활용하되, 특정 지천에서의 관측 데이터가 있는 경우 이를 최대한 반영해야 하고, 특히 특정 소유역의 경우 주변 토지이용 등이 달라 하천 수질에 큰 영향이 있는 경우 기존에 구축된 지수 사용 시 주의해야할 것이다. 또한 향후 어류 모니터링 시 유속 및 수심과 같은 물리적 데이터 뿐만 아니라 독성 등의 수질 항목과 생물량 데이터도 함께 모니터링 할 필요가 있을 것으로 보인다.
또한 표 2와 같이 주요 어종별 수량과 수질 기준이 제시되어 있긴 하지만, 이 역시 국내 모든 하천에 동일하게 적용되는 것은 문제가 있을 것으로 보인다. 따라서 어류의 물리서식처를 산정하고, 생태유량을 결정할 때 동일수계 및 가능한 동일하천에서 조사된 데이터를 이용하여 구축된 적합도지수를 사용해야 할 것이다. 그러나 이는 매우 많은 시간과 노력을 필요로 하며, 현재까지 각 수계별 서식처적합도지수의 차이에 대한 연구가 전무한 실정이다.
따라서 이러한 큰 영양염의 유입으로 인해 청미천에서의 적정 수심과 유속 범위는 일반적인 분포와 벗어나 형성되는 것으로 보인다. 따라서 어류의 서식처 분석을 위한 향후 물리적인자외에 독성 및 생물학적 인자의 상관성 도출 연구가 필요할 것으로 보인다. 또한 기존에 구축된 물리적 인자를 다른 수계 및 지천에서 사용할 때 주의가 필요하며, 지속적인 현장 모니터링을 통한 서식처적합도지수 구축방안이 필요할 것으로 보인다.
또한 이러한 각각의 인자들은 각 수계 및 지천의 특성에 따라 다르기 때문에, 수질 및 생물학적 인자에 따라 어류의 물리적 서식처지수의 범위가 영향을 받을 수 있을 것이다. 따라서 어류의 서식처적합도지수를 산정할 때 물리적 인자 뿐만 아니라 수체에서의 영양염 등의 수질관련 인자 등도 함께 고려해야 할 것이다. 그러나 이러한 인자 중 물리적 인자와 독성과 관련된 화학적 인자가 어류의 서식에 큰 영향을 미칠 것으로 판단되고, 그 외 화학적 인자는 어류의 내성으로 인해 적응되어 서식하는 것도 가능한 일이다.
따라서 어류의 서식처 분석을 위한 향후 물리적인자외에 독성 및 생물학적 인자의 상관성 도출 연구가 필요할 것으로 보인다. 또한 기존에 구축된 물리적 인자를 다른 수계 및 지천에서 사용할 때 주의가 필요하며, 지속적인 현장 모니터링을 통한 서식처적합도지수 구축방안이 필요할 것으로 보인다.
따라서 어류 서식처 연구를 위해 우선 동일 수계내에서 구축된 자료를 최대한 활용하되, 특정 지천에서의 관측 데이터가 있는 경우 이를 최대한 반영해야 하고, 특히 특정 소유역의 경우 주변 토지이용 등이 달라 하천 수질에 큰 영향이 있는 경우 기존에 구축된 지수 사용 시 주의해야할 것이다. 또한 향후 어류 모니터링 시 유속 및 수심과 같은 물리적 데이터 뿐만 아니라 독성 등의 수질 항목과 생물량 데이터도 함께 모니터링 할 필요가 있을 것으로 보인다.
이상의 결과를 검토해 보면, 어류의 서식처 연구를 위해서는 동일 대상 하천에서 구축된 서식처 적합도 지수를 이용하는 것이 결과의 신뢰성 확보를 위해 반드시 필요할 것이다. 그러나 각 하천별로 수년에 걸쳐 모든 어종에 대해 서식처적합도지수를 구축하는 것은 매우 어려운 일이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
서식처적합도는 어떤 인자인가?
서식처적합도는 어류의 서식처 분포 및 그 크기를 결정하는데 있어 매우 중요한 인자이다. 또한 어류 서식에 필요한 생태유량 산정에서도 핵심 인자로 작용된다. 따라서 서식처 해석을 위해서는 정확한 서식처적합도지수를 반영할 필요가 있다.
어류의 서식처에 영향을 미치는 인자는 무엇인가?
일반적으로 어류의 서식처에 영향을 미치는 인자는 수심 및 유속과 같은 물리적 인자 뿐만 아니라 어류의 먹이사슬과 관련된 생물학적 인자, 영양염 및 독성 등의 화학적 인자 등이 있다(Arthington 등, 2006). 특히, 부착조류는 생물학적으로 질소 및 인 등의 영양염에 영향을 받아 가면서 성장하기 때문에 그 양은 총인과 총질소의 농도와 상관성이 있다.
미국에서 제시한 서식처적합도지수 산정 방법인 IFASG 방법이란 무엇인가?
미국에서 제시된 서식처적합도지수는 WDWF (Washington Department of Fish and Wildlife) (2004)에서 출판한 “Instream flow study guidelines”과 IFASG(Instream Flow and Aquatic Systems Group) (1986)의 “Development and evaluation of habitat suitability criteria for use in the instream flow incremental methodology”가 있다. IFASG 방법은 WDWF 보다 다소 간편한 방법으로서 수심 및 유속 범위별 출현 개체수 분포를 작성한 후, 전체 개체수에 대한 50%, 75%, 90%, 95% 범위에 대하여 각각 적합도지수를 1.0, 0.5, 0.1, 0.05의 값을 부여하는 방식이다.
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