[논문]주남저수지의 수생태환경 특성에 대한 분석

박경훈; 서정윤; 유주한

주남저수지의 수생태환경 특성에 대한 분석
Analysis on Characteristics of Aquatic Ecosystem Environment in Junam Reservoir 원문보기

한국환경생태학회지 = Korean journal of environment and ecology, v.26 no.5, 2012년, pp.694 - 706

박경훈 (창원대학교 환경공학과) , 서정윤 (창원대학교 환경공학과) , 유주한 (동국대학교 조경학과)

초록
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본 연구는 주남저수지의 수질, 퇴적물, 저서성 무척추대형동물, 어류, 수생식물을 조사 및 분석함으로서 수생태계의 보전과 복원을 위한 기초자료 제공에 그 목적이 있다. 수질분석 결과, 수소이온농도(pH)는 8.2~8.4, 화학적 산소요구량(COD)은 6.0~7.5mg/L, 부유물질량(SS)은 10.0~10.3mg/L, 용존산소량(DO)은 8.3~11.5mg/L, 총인량(T-P)은 0.1mg/L, 총질소량(T-N)은 1.2~1.3mg/L로 나타났다. 퇴적물의 경우 Cd(카드뮴)는 0.47~0.52mg/kg, Cu(구리)는 7.08~7.43 mg/kg, As(비소)는 0.22~0.32mg/kg, Hg(수은)는 0.02~0.03mg/kg, Pb(납)는 6.20~7.45mg/kg, Ni(니켈)는 32.80~39.70mg/kg, F(불소)는 513.0~543.0mg/kg, Zn(아연)은 137.0~140.0mg/kg으로 나타났으며, $Cr^{6+}$(6가크롬)은 검출되지 않았다. 저서성 대형무척추동물은 3문 5강 9목 26과 33속 39종 432개체가 있는 것으로 확인되었으며, 저서성 대형무척추동물의 생태점수(ESB)는 25로 나타났다. 어류는 8과 14종으로 나타났으며, 생태계교란야생동식물은 큰입배스와 파랑볼우럭 등 2분류군이었다. 수생식물은 28과 42속 56종 1아종 6변종 등 총 63분류군으로 확인되었으며, 정수식물은 38분류군(60.3%), 부엽식물은 5분류군(7.9%), 부유식물 및 침수식물은 각 10분류군(15.9%)로 나타났다.

Abstract ▼ AI-Helper

The purpose of this study was to offer the raw data for conservation and restoration of aquatic ecosystem by surveying and analysing a water quality, sediment, benthic macroinvertebrate, fish and hydrophyte in Junam reservoir. In the result of analysing the water quality, pH was 8.2~8.4, 6.0~7.5mg/${\ell}$ in COD, 10.0~10.3mg/${\ell}$ in SS, 8.3~11.5mg/${\ell}$ in DO, 0.1mg/${\ell}$ in T-P and 1.2~1.3mg/${\ell}$ in T-N. In case of the sediments, Cd was 0.47~0.52mg/kg, 7.08~7.43mg/kg in Cu, 0.22~0.32mg/kg in As, 0.02~0.03mg/kg in Hg, 6.20~7.45mg/kg in Pb, 32.80~39.70mg/kg in Ni, 513.0~543.0mg/kg in F and 137.0~140.0mg/kg in Zn. $Cr^{6+}$ was not detected. The benthic macroinvertebrates were 432 individuals including 3 phyla, 5 classes, 9 orders, 26 families, 33 genera and 39 species, and the ecological score of benthic macroinvertebrate community(ESB) was 25. The fishes were 8 families and 14 species, and the invasive alien species were 2 taxa including Micropterus salmoids and Lepomis macrochirus. The hydrophytes were 63 taxa including 28 families, 42 genera, 56 species, 1 subspecies and 6 varieties. The emergent plants were 38 taxa(60.3%), 5 taxa(7.9%) in floating-leaved plants and each 10 taxa(15.9%) in free-floating plants and submerged plants.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

또한 수생태계 환경의 수질만 연구되어 수생태계의 종합적 연구가 미흡한 상태이다. 따라서 본 연구는 주남저수지의 수질, 퇴적물, 저서성 대형무척추동물, 어류, 수생식물 등과 같은 수생태계의 다양한 요소들에 대해 종합적으로 분석하여 주남저수지의 환경생태적 보전 및 복원방안 수립을 위한 기초자료 제공에 그 목적이 있다.

제안 방법

수생식물의 생육형태는 Kim and Lee(2003)의 문헌을 토대로 정수식물, 부엽식물, 부유식물, 침수식물로 구분하여 분석하였다. 생태적 중요종은 환경부 지정 멸종위기야생동식물과 산림청 지정 희귀식물에 대해 분석하였다(Ministry of Environment, 2005; Korea Forest Service, 2008).
수생식물 조사는 주남저수지 내부를 대상으로 하였으며, 만곡부, 돌출부, 지류 유입구, 수변 등을 대상으로 수행하였다. 수생식물은 육지에서 확인이 가능한 종은 직접 식물명을 기재하였으며, 수심이 깊고 접근이 곤란한 지역의 경우 갈고리를 이용하여 채집 후 확인하였다. 수생식물은 Lee(2003)과 Ku et al.
어류의 채집은 투망(망목 6×6㎜), 족대(망목 4×4㎜)을 이용하였으며, 수역조건 및 서식환경에 따라 10회에 걸쳐 반복적으로 수행하였다.
저서성 대형무척추동물의 채집은 주남저수지의 정수역은 Dredge net(30×50㎝, 망목 0.2㎜)를 사용하였으며, 주남저수지로 유입되는 지류 및 동판저수지와 연결되는 수로인 유수역에서는 Surber net(30×30㎝, 망목 0.2㎜)을 이용하여 약 10㎝ 깊이로 3회 반복하여 채집하였고 미소서식처를 구분하여 조사하였다.
11까지 모든 지점에서 조사를 실시하였다(Figure 1). 주남저수지의 환경특성인 수질과 하상퇴적물은 2009년 5월, 8월에 걸쳐 2회를, 저서성 무척추대형동물 및 어류 조사는 2009년 5월, 8월, 9월에 3회 실시하였으며, 수생식물 조사는 2009년 5월, 7월, 8월, 9월, 2010년 6월과 10월에 6회에 걸쳐 수행하였다(Table 1).
2㎜)을 이용하여 약 10㎝ 깊이로 3회 반복하여 채집하였고 미소서식처를 구분하여 조사하였다. 채집된 표본은 현장에서 10% 포르말린으로 고정한 후 실험실로 운반하여 실체현미경(Olympus SZ7)을 이용하여 관찰하였다. 저서성 대형무척추동물의 동정은 McCafferty(1981), Kwon et al.

대상 데이터

수생식물 조사는 주남저수지 내부를 대상으로 하였으며, 만곡부, 돌출부, 지류 유입구, 수변 등을 대상으로 수행하였다. 수생식물은 육지에서 확인이 가능한 종은 직접 식물명을 기재하였으며, 수심이 깊고 접근이 곤란한 지역의 경우 갈고리를 이용하여 채집 후 확인하였다.
2. 조사분석

조사지점은 총 11개 지점을 선정하여 조사하였으며, 저서성 무척추대형동물은 St.1, St.4, St.5, St.6, St.8, St.10 등 6개 지점에서, 어류는 St.4, St.5, St.6, St.8, St.9, St.11 등 6개 지점에서, 수생식물은 St.1~St.11까지 모든 지점에서 조사를 실시하였다(Figure 1). 주남저수지의 환경특성인 수질과 하상퇴적물은 2009년 5월, 8월에 걸쳐 2회를, 저서성 무척추대형동물 및 어류 조사는 2009년 5월, 8월, 9월에 3회 실시하였으며, 수생식물 조사는 2009년 5월, 7월, 8월, 9월, 2010년 6월과 10월에 6회에 걸쳐 수행하였다(Table 1).

이론/모형

(1993), Yoon(1995), Won et al.(2005)을 참고하여 동정하였다. 저서성 대형무척추동물을 이용한 수생태계의 환경질의 평가와 환경관리기준은 저서성 대형무척동물의 생태점수인 ESB(Ecological Score of Benthic Macroinvertebrate Community)를 이용하여 평가하였다(The Ministry of Environment, 2006; Lee et al.
수생식물은 Lee(2003)과 Ku et al.(2008)의 문헌을 이용하여 동정하였으며, 분류체계는 Engler(Melchior, 1964)의 체계를 따랐다. 수생식물의 생육형태는 Kim and Lee(2003)의 문헌을 토대로 정수식물, 부엽식물, 부유식물, 침수식물로 구분하여 분석하였다.
퇴적물의 오염정도를 정량하기 위해 Park(1996)이 제안한 토양오염점수(SPS: Soil Pollution Score)를 사용하였으며, 아래의 공식을 적용하여 산출하였다. 또한 각 중금속의 토양오염우려기준(Tvi)은 Ministry of Environment(2003)이 제시한 카드뮴 1.5㎎/㎏, 구리 50㎎/㎏, 비소 6㎎/㎏, 수은 4㎎/㎏, 납 100㎎/㎏, 6가크롬 4㎎/㎏, 아연 300㎎/㎏, 니켈 40㎎/㎏, 불소 400㎎/㎏의 기준에 따랐다.
(2008)의 문헌을 이용하여 동정하였으며, 분류체계는 Engler(Melchior, 1964)의 체계를 따랐다. 수생식물의 생육형태는 Kim and Lee(2003)의 문헌을 토대로 정수식물, 부엽식물, 부유식물, 침수식물로 구분하여 분석하였다. 생태적 중요종은 환경부 지정 멸종위기야생동식물과 산림청 지정 희귀식물에 대해 분석하였다(Ministry of Environment, 2005; Korea Forest Service, 2008).
수질조사항목은 수소이온농도(pH), 화학적 산소요구량 (COD: chemical oxygen demand), 부유물질량(SS: suspended solids), 용존산소량(DO: dissolved oxygen), 총인량(T-P: total phosphorus), 총질소량(T-N: total nitrogen)을 분석하였으며, 수질 기준은 National Institute of Environmental Research(2008)이 제시한 기준에 따라 평가하였다.
일부 수심이 깊은 지역에서의 표본채집은 어업허가권을 가진 어민의 협조를 받아 수행하였으며, 표본 동정을 위해 채집 즉시 10% 포르말린 수용액에 고정한 후 실험실로 운반하여 동정하였다. 어류 동정을 Kim and Park(2002)의 문헌을 참고하였으며, 분류체계는 Nelson(2006)에 준하였다.
(2005)을 참고하여 동정하였다. 저서성 대형무척추동물을 이용한 수생태계의 환경질의 평가와 환경관리기준은 저서성 대형무척동물의 생태점수인 ESB(Ecological Score of Benthic Macroinvertebrate Community)를 이용하여 평가하였다(The Ministry of Environment, 2006; Lee et al., 2010; Lee et al., 2012). Si는 i 환경질에 대한 출현종 수의 합, Qi는 개별분류군의 환경질 점수를 나타내고 식은 아래와 같다.
퇴적물은 카드뮴(Cd), 구리(Cu), 비소(As), 6가크롬(Cr⁶⁺), 수은(Hg), 납(Pb), 니켈(Ni), 불소(F), 아연(Zn)을 분석하였으며, 분석방법은 토양오염공정시험방법에 준하여 수행하였다. 퇴적물의 오염정도를 정량하기 위해 Park(1996)이 제안한 토양오염점수(SPS: Soil Pollution Score)를 사용하였으며, 아래의 공식을 적용하여 산출하였다.
), 수은(Hg), 납(Pb), 니켈(Ni), 불소(F), 아연(Zn)을 분석하였으며, 분석방법은 토양오염공정시험방법에 준하여 수행하였다. 퇴적물의 오염정도를 정량하기 위해 Park(1996)이 제안한 토양오염점수(SPS: Soil Pollution Score)를 사용하였으며, 아래의 공식을 적용하여 산출하였다. 또한 각 중금속의 토양오염우려기준(Tvi)은 Ministry of Environment(2003)이 제시한 카드뮴 1.

성능/효과

환경부 지정 멸종위기야생식물은 가시연꽃 1분류군으로 확인되었으며, 산림청 지정 희귀식물은 물여뀌, 가시연꽃, 통발, 벗풀, 자라풀, 물질경이, 창포 등 7분류군으로 나타났다(Table 8). 또한 적색목록에 따른 구분 결과, 위기종(EN: Endanged)은 1분류군, 취약종(VU: Vulnerable)은 2분류군, 최소관심종(LC: Least Concern)은 3분류군, 자료부족종(DD: Data Deficient)은 1분류군으로 조사되었다.
주남저수지 일대에서 서식하는 저서성 대형무척추동물은 3문 5강 9목 26과 33속 39종 432개체가 있는 것으로 확인되었으며, 환형동물문의 거머리강은 1종, 연체동물문 중 복족강은 7종, 부족강은 1종, 절지동물문 중 갑각강은 1종, 곤충강은 29종으로 조사되었다. 세부적으로 살펴보면, 잠자리목 14종(35.9%), 노린재목 10종(25.6%), 중복족목 4종(10.3%), 파리목과 기안목이 각 3종(7.7%), 딱정벌레목 2종(5.1%), 등각목․부리거머리목 및 석패목이 1종(2.6%)로 나타났다(Table 4).
이를 판정기준에 의거하여 살펴보면, 환경질 평가의 경우, 환경상태는 ‘불량’, 지역구분은 ‘우선개선수역’, 수질등급은 ‘Ⅲ’으로 나타났으며, 우수생물계열의 평가에서는 ‘β-중부수성’으로 분석되었다.
주남저수지에서 확인된 수생식물을 정수, 부엽, 부유, 침수식물로 구분한 결과는 Table 7과 같다. 정수식물은 38분류군(60.3%), 부엽식물은 5분류군(7.9%), 부유식물 및 침수식물은 각 10분류군(15.9%)로 나타나 정수식물이 많았으며, 부엽식물은 상대적으로 적게 나타났다.
주남저수지 일대에서 서식하는 저서성 대형무척추동물은 3문 5강 9목 26과 33속 39종 432개체가 있는 것으로 확인되었으며, 환형동물문의 거머리강은 1종, 연체동물문 중 복족강은 7종, 부족강은 1종, 절지동물문 중 갑각강은 1종, 곤충강은 29종으로 조사되었다. 세부적으로 살펴보면, 잠자리목 14종(35.
주남저수지 일대에서 확인된 어류는 8과 14종으로 나타났으며, 잉어과가 전체 종 중 약 42.9%를 차지하여 가장 많았고 그 다음이 검정우럭과로서 약 14.3%인 것으로 분석되었다(Table 5). 2003년 어류 조사결과를 보면, 잉어과(37%)가 가장 많았으며, 그 다음이 검정우럭과(18%)가 많다(Cheong et al.
주남저수지에 서식하는 12종의 출현종을 이용하여 ESB 지수를 산출한 결과, 25±1.01로 나타났다.
주남저수지의 수생식물종 조성은 28과 42속 56종 1아종 6변종 등 총 63분류군으로 확인되었으며, 양치식물문은 3과 3속 3종, 피자식물문 중 쌍자엽식물강은 13과 17속 25종 1변종, 단자엽식물강은 12과 22속 28종 1아종 5변종으로 조사되었다(Table 6). 분류군수가 가장 많은 상위 과는 마디풀과 8분류군(12.
주남저수지의 수질을 분석한 결과, 각 항목별 범위를 살펴보면, 수소이온농도(pH)는 8.2~8.4, 화학적 산소요구량(COD)은 6.0~7.5㎎/L, 부유물질량(SS)은 10.0~10.3㎎/L, 용존산소량(DO)은 8.3~11.5㎎/L, 총인량(T-P)은 0.1㎎/L, 총질소량(T-N)은 1.2~1.3㎎/L로 분석되었다(Table 2).
지점별 어류 현황은 St.4와 St.5에서 참붕어, 수수미꾸리, 버들붕어 등이, St.6은 큰입배스, 파랑볼우럭, 꺽지, St.8은 가물치, 붕어, 참몰개 등이, St.9는 붕어와 잉어가, St.11은 큰입배스, 파랑볼우럭이 많이 관찰되었다.
지점별 현황을 살펴보면, St.1, St.4, St.5, St.6, St.8, St.10에서 우렁이, 염주쇠우렁이가 가장 많이 관찰되었으며, 그 다음이 각시물자라, 쇠우렁이 등의 순으로 나타났으며, St.6, St.8에서는 말조개가 일부 관찰되었다.
토양오염점수를 사용하여 토양오염등급을 산출한 결과, Cd 33점, Cu 15점, As 5점, Hg 1점, Pb 7점, Cr6+ 0점, Zn 46점, Ni 91점, F 132점으로 나타났으며, 이들의 총 합산점은 330점으로 분석되었다. 이를 오염등급과 비교해보면, 300점 이상이기 때문에 4등급 지역으로 확인되어 주남저수지의 퇴적물은 오염된 상태라고 할 수 있다.
퇴적물의 농도 범위를 살펴보면, Cd(카드뮴)는 0.47~0.52㎎/㎏, Cu(구리)는 7.08~7.43㎎/㎏, As(비소)는 0.22~0.32㎎/㎏, Cr6+(6가크롬)은 검출되지 않았으며, Hg(수은)는 0.02~0.03㎎/㎏, Pb(납)는 6.20~7.45㎎/㎏, Ni(니켈)는 32.80~39.70㎎/㎏, F(불소)는 513.0~543.0㎎/㎏, Zn(아연)은 137.0~140.0㎎/㎏으로 나타났다(Table 3). 평균농도는 Cd 0.
환경부 지정 멸종위기야생식물은 가시연꽃 1분류군으로 확인되었으며, 산림청 지정 희귀식물은 물여뀌, 가시연꽃, 통발, 벗풀, 자라풀, 물질경이, 창포 등 7분류군으로 나타났다(Table 8). 또한 적색목록에 따른 구분 결과, 위기종(EN: Endanged)은 1분류군, 취약종(VU: Vulnerable)은 2분류군, 최소관심종(LC: Least Concern)은 3분류군, 자료부족종(DD: Data Deficient)은 1분류군으로 조사되었다.

후속연구

, 1997). 따라서 이러한 어종들이 주남저수지에 우점할 경우 토착어종의 소멸로 연결되기 때문에 수생태환경의 보전을 위해서는 이들에 대한 지속적인 퇴치작업이 이루어져야 할 것이다.
, 2007) 습지의 환경, 생태, 경관에 있어 매우 중요한 요소이다. 따라서 주남저수지 일대의 생태적 건전성과 자연성을 보전 및 복원하기 위해서는 수생식물에 대한 보전방안이 필요할 것이며, 수변 개발 행위 시 수생식물 군락에 대한 보전이 철저하게 이루어져야 할 것이다.
이는 주남저수지에서 주변 농경지로 용수를 공급할 경우 수질이 좋지 않다면 농작물의 장해가 발생될 뿐만 아니라 토양환경도 오염시킬 수 있는 등 총체적인 환경문제가 발생될 수 있다. 따라서 주남저수지의 수생태계뿐만 아니라 주변 생태계를 종합적으로 보전하기 위해서는 주남저수지의 수질개선방안이 모색되어야 할 것이다.
, 2004; Kim, 2008). 따라서 창포군락의 보전은 생태적 건전성 유지와 함께 주남저수지 일대의 수질 개선에 도움이 될 것으로 생각된다. 또한 벗풀은 논에서 우점하는 문제잡초로 알려져 있으며, 특히 영남지역의 발생율이 높고 전국적으로는 올방개 다음으로 높은 발생을 나타내는 식물이다(Park et al.
주남저수지의 경우 주변에 많은 농경지, 축사, 주거지 등이 분포하고 있으며, 이들 지역에서 발생되는 오염수가 주남저수지로 직, 간접적으로 유입되고 있기 때문에 부영영화발생 위험성이 높다고 판단된다. 따라서 향후 주남저수지의 수생태계 보전을 적극적으로 추진하기 위해서 주변 토지이용계획에 대한 심도 있는 논의가 필요할 것이다.
따라서 가시연꽃의 지속적인 관리과 보전을 위해서는 가시연꽃 자생지 주변의 인위적 교란을 최소화해야 할 것이며, 생육환경에 위협이 되는 요인을 제거해주는 것이 필요하다. 또한 멸종에 대한 사전 작업으로 현지외 보전개념을 적용하여 전문 보전기관에 주남저수지 일대에서 자생하는 가시연꽃의 개체군을 확보해야 할 것이며, 종자를 채종하여 주기적인 현지 복원작업이 병행된다면 주남저수지의 핵심종인 가시연꽃 군락이 건전하게 유지될 수 있을 것이다.
즉, 퇴적물의 오염은 수질오염과 마찬가지로 수생태계의 악영향을 줄 뿐만 아니라 주변 생태계에 오염물질이 이동될 수 있기 때문에 저감 방안 수립이 필요할 것이다. 또한 퇴적물은 주변 지표수 또는 유입수 등 다양한 환경요인에 의해 축적되기 때문에 주변 토양오염물질에 대한 정화가 적극적으로 필요할 것이다.
, 2010). 즉, 퇴적물의 오염은 수질오염과 마찬가지로 수생태계의 악영향을 줄 뿐만 아니라 주변 생태계에 오염물질이 이동될 수 있기 때문에 저감 방안 수립이 필요할 것이다. 또한 퇴적물은 주변 지표수 또는 유입수 등 다양한 환경요인에 의해 축적되기 때문에 주변 토양오염물질에 대한 정화가 적극적으로 필요할 것이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	주남저수지의 일반현황은?	주남저수지의 일반현황을 살펴보면, 유역면적 3,510㏊, 면적 403㏊, 계획저수량 5,132,000㎥, 홍수저수량 14,358,000㎥, 만수면적 299㏊, 홍수면적 373.8㏊, 제방길이 3,165m, 높이 8.7m이며, 주변 토지이용의 경우 논 1,335㏊, 밭 378.8㏊, 과수원 338.9㏊, 목장 7.7㏊, 임야 2,235.5㏊로 대부분 임야와 농경지가 형성되어 있다.
	습지형태인 주남저수지의 특징은?	즉 주남저수지는 다양한 생물자원이 서식 및 분포하는 습지형태를 하고 있는데 습지는 육상생태계와 수생태계의 전이지대로서 생물다양성과 생산성이 높으며, 오염물질의 정화, 생물서식처 제공, 홍수조절, 휴양 및 레크리에이션 제공 등 유익한 기능을 가지는 생태계라고 할 수 있다. 이러한 습지는 수생식물의 생육에 영향을 주는 토양을 가지고 있으며, 이러한 토양의 기질은 습윤한 상태를 유지하고 기질은 일반토양이 아닌 수분이 포화되었거나 식물생육기 때 얕은 물로 덮여 있는 특징을 가진다(Semeniuk and Semeniuk, 1995). 그리고 습지는 광범위한 사회․경제․환경적 이익을 제공할 뿐만 아니라 환경관리에 있어 중요한 생태․수문학적 역할을 하는 중요한 생태계이다(Dixon, 2005).
	주남저수지의 위치는?	주남저수지는 창원시 동읍에 위치하며, 좌표는 북위 35°18′46″, 동경 128°39′55″이고 주변에 금병산(271m), 정병산(566m), 구룡산(433m), 백월산(300m)의 지맥을 분수령으로 하고 있다. 주남저수지는 원래 낙동강의 물이 유입되는 늪지였으나 1920년대 농업용수 확보를 위해 제방을 축조하면서 만들어진 인공적인 농업용 저수지이며, 현재 다양한 수생식물과 철새들이 서식하는 낙동강 배후습지형태를 하고 있다.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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