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문제 정의
- 농촌지역의 소택지는 다양한 기능을 수행할 수 있지만 최근 매립 및 오염이 확대 되고 있으며, 이 지역의 저서성대형무척추동물 가장 높은 종 다양성과 개체수를 나타내 있다. 따라서 소택지 저서성대형무척추동물의 군집특성을 파악하고 생육환경과의 관계를 분석하여 방치·훼손된 습지의 복원에 활용하는 한편, 대체서식처 등 도 입습지 창출에 있어 기초 자료로 제공하고자 수행하였다.
- 따라서, 본 연구는 소택형습지의 저서성대형무척추동물 군집특성을 파악하고 생육환경과의 관계를 분석하여 소택지에서 종 다양도가 높은 서식환경을 알아보고자 한다. 이러한 연구를 바탕으로 방치·훼손된 습지의 복원에 활용하는 한편, 대체서식처 등 도입습지 창출에 있어 기초 자료로 제공하고자 수행하였다.
- 이러한 연구를 바탕으로 방치·훼손된 습지의 복원에 활용하는 한편, 대체서식처 등 도입습지 창출에 있어 기초 자료로 제공하고자 수행하였다.
제안 방법
- ESB 구간에 따른 환결질의 평가 결과 양호 (Satisfactory)∼불량(Defectiveness)으로 4가지 등급으로 평가되었다.
- 산출된 ESB지수를 바탕으로 환경질 및 오수 생물계열의 평가를 실시하였다(환경부 등, 2006). ESB는 환경부 등(2006)이 제시한 개별분류군의 환경질점수를 근거로 조사지점별 출현종의 합으로 산출하였다(Table 2).
- 생육환경과의 상관관계를 분석은 주요 우점종과 출현 종의 속, 과 수를 바탕으로 실시하였다. 분석결과 왼돌이물달팽이(Physa acuta)와 애물진드기(Haliplus ovalis)의 경우 pH와 양의 상관관계, 유출구조와 음의 상관관계를 나타냈으며, 아시아실잠자리(Ischnura asiatica)의 경우 COD와 T-N과 자실잠자리(Copera annulata)의 경우 부유물질량(SS) 상관관계가 인정되었다.
- O), 토지이용, 수질환경 등을 분석에 사용하였다. 저서형대 형무척추동물의 정량채집은 2년간에 걸쳐 실시하였으며, 군집분석 및 ESB 지수를 산출하고 환경질 및 오수생물계열의 평가를 실시하였다. 분석결과를 바탕으로 TWINSPAN, MDS, 상관분석을 실시하여 우점종 및 속, 종, 개체수를 수질 및 생육환경과의 상관관계로 알아보았다.
- 저서형대형무척추동물의 정량채집은 2007∼2009년 5월에 Aquatic kick net(U.S approved, 5×5mm)을 이용하여 지점 당 3곳을 선정하여 2년간에 걸쳐 실시하였으며, 수면과 가까운 곳을 포충망을 이용해 1∼2회 채집하여 수서곤충의 성체로 확인된 것은 목록에 추가로 보정하였다.
- 분석결과 왼돌이물달팽이(Physa acuta)와 애물진드기(Haliplus ovalis)의 경우 pH와 양의 상관관계, 유출구조와 음의 상관관계를 나타냈으며, 아시아실잠자리(Ischnura asiatica)의 경우 COD와 T-N과 자실잠자리(Copera annulata)의 경우 부유물질량(SS) 상관관계가 인정되었다. 종 및 속수의 경우 주변토지이용 점수(L.V)와 상관관계가 인정되어 종 다양성에 가장 밀접하게 관련하는 생육환경을 주변의 토지이용으로 추측하였다. 개체 수의 경우 유입구조와 가장 밀접한 관련이 있는 것으로 소택지의 특성으로 판단된다.
- 출현종의 개체 수를 바탕으로 생육환경과의 상관관계를 분석은 각 조사지점 별 주요 우점종과 출현 종의 속, 과 수를 바탕으로 실시하였다. 분석결과 왼돌이물달팽이(Physa acuta)와 애물진드기(Haliplus ovalis)의 경우 pH와 양의 상관관계, 유출구조와 음의 상관관계를 나타냈다.
대상 데이터
- 본 연구의 조사지는 농촌지역에 위치한 소규모 소택형습지로 한정하였으며, 지역 및 접근성을 고려해 6곳의 대상지를 선정하였다(Table 1). 대상지의 사용여부는 6곳 중 4개소가 관개시설의 공급으로 인해 사용이 중단된 채 방치되어 있고 1개소가 농업용수공급용으로 이용 중에 있다. 토지이용은 농촌마을 특성상 논, 산, 밭 등에 위치해 있으며, 본 연구대상지의 Ramsar System에 의한 습지분류는 Tp(Permanent freshwater marshes/ pools), 2(Ponds), 3(Irrigated land), 4(Seasonally flooded agricultural land) 등으로 분류된다.
- 본 연구의 조사지는 농촌지역에 위치한 소규모 소택형습지로 한정하였으며, 규모, 최대수심(W.D), 유입구조(W.I)와 유출구조(W.O), 토지이용, 수질환경 등을 분석에 사용하였다. 저서형대 형무척추동물의 정량채집은 2년간에 걸쳐 실시하였으며, 군집분석 및 ESB 지수를 산출하고 환경질 및 오수생물계열의 평가를 실시하였다.
- 본 연구의 조사지는 농촌지역에 위치한 소규모 소택형습지로 한정하였으며, 지역 및 접근성을 고려해 6곳의 대상지를 선정하였다(Table 1). 대상지의 사용여부는 6곳 중 4개소가 관개시설의 공급으로 인해 사용이 중단된 채 방치되어 있고 1개소가 농업용수공급용으로 이용 중에 있다.
- 본 조사에서 채집된 저서성대형무척추동물은 3문 6강 14목 35과 52속 61종으로 총 1,254개체가 채집되었으며, 종조성은 일반적으로 잠자리목 (ODONATA), 노린재목(HEMIPTERA), 딱정벌레목(COLEOPTERA) 등이 우세하게 출현하는 전형적인 정수성 저서생물상을 보였다(이종욱 등, 2010; 박정호 등, 2007; Ward, 1992).
- 연구대상지의 규모는 430∼4,971m2이며, 수면 적은 105∼2,545m2으로 다양하게 구분되었다.
데이터처리
- 저서형대 형무척추동물의 정량채집은 2년간에 걸쳐 실시하였으며, 군집분석 및 ESB 지수를 산출하고 환경질 및 오수생물계열의 평가를 실시하였다. 분석결과를 바탕으로 TWINSPAN, MDS, 상관분석을 실시하여 우점종 및 속, 종, 개체수를 수질 및 생육환경과의 상관관계로 알아보았다.
- 0, PISCES Conservation Ltd, 2004)를 이용해 분석하였다. 수질 및 생육환경과 종 다양성과의 관계를 알아보기 위해 SPSS 14.0을 이용해 상관분석을 실시하였으며, 주요 변수로는 조사시기 및 지역별 우점종의 출현개체수와 총 출현종을 바탕으로 한 속, 종, 개체수를 수질 및 생육환경과의 상관관계로 알아보았다.
- 출현 종 간의 TWINSPAN 유집분석을 통해 종간의 유사성 및 상이성을 판단하고자 Figure 5와 같이 전체 출현 한 61종을 바탕으로 TWINSPAN 분석을 실시하였다. 분석결과 1수준에서 2개의 집단으로 구분되어 지며, 세부적으로는 6수준까지 군집이 나눠지게 된다.
이론/모형
- 산출된 ESB지수를 바탕으로 환경질 및 오수 생물계열의 평가를 실시하였다(환경부 등, 2006). ESB는 환경부 등(2006)이 제시한 개별분류군의 환경질점수를 근거로 조사지점별 출현종의 합으로 산출하였다(Table 2). 환경질의 평가는 총 6등급으로 매우양호∼매우불량으로 구분되며, 지역구분은 최우선보호수역∼최우선개선수역으로 구분되어 진다.
- 군집분석은 우점도지수 (McNaughton's dominance index; McNaughton, 1967), 다양도지수(Shannon-Wiever Function; Pielou, 1969), 풍부도지수(Margalef, 1958), 균등 도지수(Pielou, 1975) 그리고 환경질의 평가와 생태환경 관리기준의 판정을 위한 ESB(Ecological score of benthic macroinvertebrate community;저서성대형무척추동물 생태점수) 지수를 산출하였다(환경부 등, 2006).
- 연구대상지에서 출현한 종의 군집분석을 위해 TWINSPAN(two-way indicator species analysis) 분석을, 조사시기별 연구대상지의 유사성 분석을 위해 MDS(non-matrix multi-dimensional scaling) 분석을 CAP(Community Analysis Package 3.0, PISCES Conservation Ltd, 2004)를 이용해 분석하였다. 수질 및 생육환경과 종 다양성과의 관계를 알아보기 위해 SPSS 14.
- S approved, 5×5mm)을 이용하여 지점 당 3곳을 선정하여 2년간에 걸쳐 실시하였으며, 수면과 가까운 곳을 포충망을 이용해 1∼2회 채집하여 수서곤충의 성체로 확인된 것은 목록에 추가로 보정하였다. 채집된 개체는 한국동물명집(한국동물분류학회, 1997)과 논 생태계 수서무척추동물도감(농업과학기술원, 2006)에 준해 현장에서 동정 및 계수하고 미동정 개체의 경우 알콜에 고정하여 실험실로 운반하여 동정하였다. 군집분석은 우점도지수 (McNaughton's dominance index; McNaughton, 1967), 다양도지수(Shannon-Wiever Function; Pielou, 1969), 풍부도지수(Margalef, 1958), 균등도지수(Pielou, 1975) 그리고 환경질의 평가와 생태환경 관리기준의 판정을 위한 ESB(Ecological score of benthic macroinvertebrate community;저서성대형무척추동물 생태점수) 지수를 산출하였다(환경부 등, 2006).
성능/효과
- ESB 지수 산출한 결과 22∼61의 범위로 분석 되었으며, Grade 2(polluted)의 경우 48종(78.7%) 로 가장 많은 출현 종을 나타냈다.
- MDS(Non-matrix Multi-Dimensional Scaling) 를 활용한 조사시기별 조사지점 간 유사도를 분석한 결과 연구대상지 A, D와 연구대상지 E, F 가 반대의 경향으로 분리 되는 것을 알 수 있다. 따라서 연구대상지 A, D가 유사성이 높고 연구대상지 E, F가 유사성이 비교적 높다고 할 수 있다.
- MDS를 활용 한 조사지점 간 유사도를 분석한 결과 연구대상지 A, D가 유사성이 높고 연구 대상지 E, F가 유사성이 비교적 높음을 알 수 있었다.
- 과별 출현양상을 살펴보면 실잠자리과(Coenagreionidae)가 6종 250개체로 가장 많은 종 조성과 개체수를 나타냈으며, 다음으로 잠자리과(Libellulidae) 6종 152개체로 조사되었다. 개체수로 살펴보면 깔따구과(Chironomidae)와 물진드기과(Haliplidae)가 비교적 높은 출현양상을 보였는데 이것은 정수역의 서식환경에 적응도가 높고 용존산소에 대한 내성이 강하기 때문인 것으로 판단된다(이황구 등 2012).
- 군집분석 결과 간 상관분석을 실시한 결과 우점도 지수(DI)의 경우 다양도 지수(H’)와 균등도 지수(J’)와 반대의 경향을 나타내며 선행연구의 결과와 같은 경향을 보였다.
- 군집분석 결과 간 상관분석을 실시한 결과 우점도 지수(DI)의 경우 다양도 지수(H’)와 균등도 지수(J’)와 반대의 경향을 나타내며, ESB 산출결 과의 경우 다양도, 균등도와는 0.05 level에서 상관관계가 인정되었지만 풍부도와는 높은 수준의 상관관계가 인정되었다.
- 균등도 지수(J’)는 연구대상지 A가 평균 0.468 로 가장 낮았고 연구대상지 E, F가 평균 0.666, 0.649로 다른 대상지에 비해 비교적 종이 균등하게 출현 한 것으로 분석되었다.
- 균등도 지수(J’)는 연구대상지 A가 평균0.468로 가장 낮았고 연구대상지 E, F가 평균 0.666, 0.649로 다른 대상지에 비해 비교적 종이 균등하게 출현한 것으로 분석되었다.
- 반면 자실잠자리(Copera annulata)의 경우 부유물질량(SS)와 반대의 경향으로 수질이 혼탁하지 않은 곳에서 나타남을 알 수 있고 면적과 상관관계가 높게 인정되었다. 꼬마잠자리와 고추좀잠자리의 경우 최대수심과 밀접하게 관련된 것으로 분석되었다. 하지만 선행연구의 결과를 살펴보면 꼬마잠자리의 경우 10cm 내외의 수심에서 발생 빈도가 높다는 것과 반대의 결과로 추가적인 조사가 필요할 것으로 판단된다(김명현 등, 2010;이은희 등, 2008).
- 8%로 가장 많은 출현 양상을 나타냈다. 다음으로 딱정벌레목(COLEOPTERA)이 총 12종의 종조성으로 19.7%의 비율을 보였으며, 개체수는 139개체로 11.1%의 수준을 나타냈다. 파리목(DIPTERA)의 경우 종조성은 7종으로 11.
- 연구결과 본 조사에서 채집된 저서성대형무척 추동물은 3문 6강 14목 35과 52속 61종으로 총 1,254개체가 채집되었으며, 잠자리목(ODONATA)이 18종 486개체로 가장 많은 출현 양상을 나타냈다. 다음으로 딱정벌레목(COLEOPTERA), 파리목(DIPTERA)의 순으로 많은 빈도를 보였다. 반면 병안목(STYLOMMATAPHORA), 백합목 (VENEROIDA), 턱거머리목(ARHYNCHOBDELLIDAE), 물지렁이목(ARCHIOLIGOCHAETA) 등은 낮은 종 구성과 출현 개체수를 나타냈다.
- V)와 상관관계가 인정되었다. 따라서 종 다양성에 가장 밀접하게 관련하는 생육환경은 주변의 토지이용임을 알 수 있다. 향후 소택지에 대한 저서성대형무척주동물의 평가체계 수립 시 토지이용이 논, 산 등에 위치한 곳을 높은 평가점수를 배점할 필요가 있을 것으로 판단된다.
- 출현종의 개체 수를 바탕으로 생육환경과의 상관관계를 분석은 각 조사지점 별 주요 우점종과 출현 종의 속, 과 수를 바탕으로 실시하였다. 분석결과 왼돌이물달팽이(Physa acuta)와 애물진드기(Haliplus ovalis)의 경우 pH와 양의 상관관계, 유출구조와 음의 상관관계를 나타냈다. 즉, pH의 농도가 높아지고 유출구조가 없는 정체구역에서 출현 종의 범위가 높게 나타난다는 것을알 수 있다.
- 생육환경과의 상관관계를 분석은 주요 우점종과 출현 종의 속, 과 수를 바탕으로 실시하였다. 분석결과 왼돌이물달팽이(Physa acuta)와 애물진드기(Haliplus ovalis)의 경우 pH와 양의 상관관계, 유출구조와 음의 상관관계를 나타냈으며, 아시아실잠자리(Ischnura asiatica)의 경우 COD와 T-N과 자실잠자리(Copera annulata)의 경우 부유물질량(SS) 상관관계가 인정되었다. 종 및 속수의 경우 주변토지이용 점수(L.
- 연구결과 본 조사에서 채집된 저서성대형무척 추동물은 3문 6강 14목 35과 52속 61종으로 총 1,254개체가 채집되었으며, 잠자리목(ODONATA)이 18종 486개체로 가장 많은 출현 양상을 나타냈다. 다음으로 딱정벌레목(COLEOPTERA), 파리목(DIPTERA)의 순으로 많은 빈도를 보였다.
- 연구대상지별 우점종을 살펴보면 아시아실잠자리(Ischnura asiatica), 고추좀잠자리(Sympetrum depressiusculum) 등의 잠자리목이 우세하게 출현하는 경향을 볼 수 있으며, 연구대상지 E의 경우 수질오염지표종인 왼돌이물달팽이(Physa acuta) 가 우점하는 것으로 분석되었다. 연구대상지 F에서 우점하는 새뱅이(Neocaridina denticulata, 토하)의 경우 연구대상지가 산과 계곡부에 인접해 있는 토지이용의 특성으로 판단된다(이영상, 2007).
- 이상의 연구결과는 6개 연구대상지에 한정되어 우리나라 소택지를 대표한다고 하기에는 부족하다고 판단된다. 또한, 저서성대형무척추동물의 경우 하상구조와 밀접한 관련이 있으므로 추가적인 조사를 통해 토성, 호안재료 등 하상구조와의 관계도 연구를 진행해야 할 것으로 판단된다(Waters, 1995).
- 전체 출현 종에 대한 목별 종수 및 개체수를 살펴보면 잠자리목(ODONATA)의 경우 18종으로 29.5% 해당하며, 전체 출현 개체수는 486개체 38.8%로 가장 많은 출현 양상을 나타냈다. 다음으로 딱정벌레목(COLEOPTERA)이 총 12종의 종조성으로 19.
- 조사대상지별 우점종을 살펴보면 아시아실잠자리(Ischnura asiatica), 고추좀잠자리(Sympetrum depressiusculum) 등의 잠자리목이 우세하게 출현하는 경향을 볼 수 있으며, 우점도 지수(DI)는 09년도 연구대상지 F 조사 시 0.252로 가장 낮았으며, 연구대상지 A의 07년도 조사 시 0.698로 가장 높았다. 연구대상지 E가 평균 0.
- 조사대상지별 조사 시기에 따른 출현종은 11종에서 32종으로 확인되었으며, 2년간 출현한 종조성은 연구대상지 B가 36종으로 생물다양성이 가장 풍부한 것으로 확인되었다.
- 조사대상지의 군집구조 분석을 산출한 결과 우점도 지수(DI)는 09년도 연구대상지 F 조사 시 0.252로 가장 낮았으며, 연구대상지 A의 07년도 조사 시 0.698로 가장 높았다. 우점도의 경우 빈부수성에서 강부수성 수역으로 갈수록 높아지지만 본 연구대상지의 경우 대부분이 β 중부수성(β-mesosaprobic) 수역으로 분석되었다(최아름 등, 2012) 연구대상지별로 살펴보면 연구대상지 A가평균 0.
- 하지만 선행연구의 결과를 살펴보면 꼬마잠자리의 경우 10cm 내외의 수심에서 발생 빈도가 높다는 것과 반대의 결과로 추가적인 조사가 필요할 것으로 판단된다(김명현 등, 2010;이은희 등, 2008). 종 및 속 수의 경우 수질환경과는 크게 관련이 없는 것으로 분석결과 나타났지만 주변토지이용 점수(L.V)와 상관관계가 인정되었다. 따라서 종 다양성에 가장 밀접하게 관련하는 생육환경은 주변의 토지이용임을 알 수 있다.
- 종 풍부도 지수(RI)는 1.990∼6.224의 범위로 다양하게 분석되었는데 35종으로 가장 많은 출현 종을 나타낸 09년조사 시의 연구대상지 F가가장 높게 분석되었다.
- 환경의 질을 측정하는 데 이용되는 ESB 지수 (Ecological score of benthic macroinvertebrate community; 저서성대형무척추동물 생태점수)를산출한 결과 22∼61의 범위로 분석되었다.
후속연구
- 또한, 저서성대형무척추동물의 경우 하상구조와 밀접한 관련이 있으므로 추가적인 조사를 통해 토성, 호안재료 등 하상구조와의 관계도 연구를 진행해야 할 것으로 판단된다(Waters, 1995). 따라서 추가적인 조사를 통해 우리나라 소택지의 저서성대형무척추동물 생물다양성과 관련한 생육환경을 알아 볼 필요가 있다. 이러한 조사를 통행 향후 생태연못 등 다양한 형태의 서식지 조성사업에 활용하고 농촌지역 생물다양성 증진에 활용할 수 있는 자료로 이용되길 기대한다.
- 이상의 연구결과는 6개 연구대상지에 한정되어 우리나라 소택지를 대표한다고 하기에는 부족하다고 판단된다. 또한, 저서성대형무척추동물의 경우 하상구조와 밀접한 관련이 있으므로 추가적인 조사를 통해 토성, 호안재료 등 하상구조와의 관계도 연구를 진행해야 할 것으로 판단된다(Waters, 1995). 따라서 추가적인 조사를 통해 우리나라 소택지의 저서성대형무척추동물 생물다양성과 관련한 생육환경을 알아 볼 필요가 있다.
- 88로 이 등급은 약간 나쁨(IV)에 해당하므로 정수역에 해당하는 소택지에 대한 환경 평가체계를 구체적으로 수정할 필요가 있다고 판단하였다. 오수생물계열의 평가 결과도 마찬가지로 다양한 구분이 필요할 것으로 판단된다.
- 따라서 추가적인 조사를 통해 우리나라 소택지의 저서성대형무척추동물 생물다양성과 관련한 생육환경을 알아 볼 필요가 있다. 이러한 조사를 통행 향후 생태연못 등 다양한 형태의 서식지 조성사업에 활용하고 농촌지역 생물다양성 증진에 활용할 수 있는 자료로 이용되길 기대한다.
- 분석결과 1수준에서 2개의 집단으로 구분되어 지며, 세부적으로는 6수준까지 군집이 나눠지게 된다. 하지만 본 분석결과 기본적으로 목(order), 과(family), 속(genera) 등이 같은 종이 나눠지는 경향을 나타내고 있어 출현 종의 개체수를 활용한 군집분석이 아닌 다른 방법을 도입 해 봐야 할 것으로 판단된다.
- 꼬마잠자리와 고추좀잠자리의 경우 최대수심과 밀접하게 관련된 것으로 분석되었다. 하지만 선행연구의 결과를 살펴보면 꼬마잠자리의 경우 10cm 내외의 수심에서 발생 빈도가 높다는 것과 반대의 결과로 추가적인 조사가 필요할 것으로 판단된다(김명현 등, 2010;이은희 등, 2008). 종 및 속 수의 경우 수질환경과는 크게 관련이 없는 것으로 분석결과 나타났지만 주변토지이용 점수(L.
- 따라서 종 다양성에 가장 밀접하게 관련하는 생육환경은 주변의 토지이용임을 알 수 있다. 향후 소택지에 대한 저서성대형무척주동물의 평가체계 수립 시 토지이용이 논, 산 등에 위치한 곳을 높은 평가점수를 배점할 필요가 있을 것으로 판단된다. 반면 출현 개체 수의 경우 유입 구조와 가장 밀접한 관련이 있는 것으로 유입구 조가 폐쇄적일수록 출현 개체수가 높은 것을 알 수 있다.
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