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문제 정의
- 도심 및 자연하천의 저서성 대형무척추동물 군집에 관한 선행연구로 Bae 등(1996), Yoon(1998), Song(2002), Kwak 등(2003), Shin(2008), Son와 Hong(2010)이 있으며, 이러한 연구는 주로 도심하천에서 일어나는 특정한 인위적인 교란에 국한된 것이었다. 본 연구는 도심형과 자연형으로 나뉘는 5개의 시․구․군안에 포함된 7개의 수계에 대한 저서성 대형무척추동물 군집을 비교함으로써 도시화 진행에 의한 인위적인 교란이 수서생태계에 미치는 영향과 향후 자연하천 복원의 기초자료를 제공하고자 한다.
제안 방법
- 군집분석은 우점도지수(DI), 다양도지수(H'), 풍부도지수(R'), 균등도지수(J')를 산출하였으며(Margalef, 1958; McNaughton, 1967; Pielou, 1975; Shannon와 Weaver, 1949), 기능군의 분석은 섭식기능군(FFGs; Functional Feeding Groups)과 서식기능군(HOGs; Habitat Oriented Groups)을 분석하였고 상대적 저항력과 회복력에 대한 군집안정성 분석을 하였다(Merrit와 Cummins, 1984; Ro와 Chun, 2004).
- 단위면적당 출현개체수(Inds./㎡)를 산출하여 개체 수를 나타낸 후, 각 조사지점별 군집분석을 실시하였다. 군집분석은 우점도지수(DI), 다양도지수(H'), 풍부도지수(R'), 균등도지수(J')를 산출하였으며(Margalef, 1958; McNaughton, 1967; Pielou, 1975; Shannon와 Weaver, 1949), 기능군의 분석은 섭식기능군(FFGs; Functional Feeding Groups)과 서식기능군(HOGs; Habitat Oriented Groups)을 분석하였고 상대적 저항력과 회복력에 대한 군집안정성 분석을 하였다(Merrit와 Cummins, 1984; Ro와 Chun, 2004).
- 도심하천 및 자연하천에서 대표적으로 서식 가능한 지표종을 선정하기 위해 각 종의 출현빈도, 출현개체수, 지표가중치를 고려하여 분석하였다. 지표가중치는 Yoon 등(1992a)이 오탁계급치를 5단계로 구분하여 산출한 값을 사용하였으며, 지표가중치가 3이하에 해당되는 종과 도심 및 자연하천에 공통적으로 출현한 종은 제외하고 분석하였다.
- 본 연구는 경산시, 경주시, 대구시, 안동시, 청송군에 위치한 7개의 수계를 도심형과 자연형을 나누어 각각 6개 지점을 선정하여 저서성 대형무척추동물의 군집구조를 비교하였다. 도심하천에서는 총 4문 7강 11목 24과 33종 5,624.
대상 데이터
- 본 연구에서는 시․군․구별 인구밀도를 바탕으로 가까운 거리에 주거가 밀집해 있으며 상업적인 개발이 많이 이루어진 정도에 따라 도심하천(Urban Stream: US) 6지점(US. 1∼6)과 자연하천(Nature Stream: NS) 6지점(NS. 1∼6)을 선정하였으며 각 조사지점은 Fig. 1과 같다.
- 1과 같다. 조사 시기는 장마 및 태풍의 영향과 계절별 우화 시기의 특성을 고려하여 2011년 9월 19일 금호강과 보현천, 2012년 7월 11일 북천, 신천과 길안천, 반변천에서 각각 조사를 실시하였다.
- 채집은 유수역(riffle)에서 Suber sampler(30 × 30㎝, 망목 1 mm)로 하상의 구조와 유속 등을 고려하여 3회씩 정량채집을 하였으며 채집된 표본은 현장에서 95% Ethanol에 고정 후 실험실로 운반하였다.
데이터처리
- 생물학적 수질 평가는 전국자연환경 조사지침(Kong, 1997)에서 제안한 수환경평가지수(ESB: Ecological Score of Benthic macroinvertebrate community)를 적용하였고 통계분석은 SPSS(한글 ver. 18.0)의 Pearson 상관계수를 이용하였으며 유의수준값(p-value)은 p<0.01일 때 유의한 결과로 나타내었다.
이론/모형
- 채집은 유수역(riffle)에서 Suber sampler(30 × 30㎝, 망목 1 mm)로 하상의 구조와 유속 등을 고려하여 3회씩 정량채집을 하였으며 채집된 표본은 현장에서 95% Ethanol에 고정 후 실험실로 운반하였다. 채집된 종의 동정은 국내에서 발표된 검색도설(Kwon 등, 1993; Won 등, 2005; Yoon, 1995)을 이용하였다.
성능/효과
- 6지점을 제외한 나머지 5개 지점에서 모두 깔따구류(Chironomus sp.)가 우점종으로 나타났으며, 우점도지수는 0.30∼0.93의 범위로 평균 0.66이 나타났다.
- 도심하천에서는 US. 6지점을 제외한 모든 지점에서 깔따구류가 우점하였고 평균 우점도지수가 높았으나 자연하천의 경우 서로 다른 4종이 우점종으로 나타났으며 평균 우점도지수가 낮았다. 군집지수는 도심하천에서 우점도지수가 높게 나타났으나 다양도 및 풍부도지수는 낮게 나타났다.
- /m2가 출현하였다. E.P.T분류군은 종수 및 개체 수비율 모두 자연하천이 더 높게 나타났다. 도심하천에서는 US.
- T분류 군과 기타곤충류의 종수 비율은 낮은 반면 비곤충류의 비율은 높았다. E.P.T분류군의 평균 개체수 비율은 자연하천(71.35%)이 도심하천(52.15%)보다 더 높게 나타났으나 기타곤충류의 평균 개체수 비율은 도심하천(17.82%)이 자연하천(5.96%)보다 더 높게 나타났다(Fig. 3). 이는 수계에서 낙엽의 부식물을 직접적으로 섭취하는 강도래목과 날도래목, 부식물로 생성되는 유기물을 먹이원으로 하는 하루살이목이 자연하천에 비해 도심하천에서 수계일대의 수목과 초목이 감소함에 따라 수계에 유입되는 낙엽의 양이 감소하여 이를 먹이원으로 하는 E.
- 서식기능군은 도심하천에서 자연하천에 비해 BU의 비율이 높게 나타났으며, CL의 비율은 낮게 나타났다. 군집안정성은 자연하천에서 Ⅰ구역과 Ⅲ구역에 해당하는 종들이 고루 분포하는 것으로 나타났으며 도심하천에서는 Ⅰ구역에 편중하는 경향을 나타냈다. 생물지표와 인구밀도간의 상관관계 분석결과, 다양도지수와 유의한 상관성이 있었으며 종수, 풍부도 지수, ESB와도 매우 높은 상관성을 나타냈다.
- 도심하천은 하수 처리장에서 유입되는 방류수와 하도 내 자전거 도로와 산책로로 항상 오염에 노출되어 있으며, 그로 인한 영향으로 깔따구류와 같은 내성이 강한 특정종의 개체수가 증가하여 우점도 지수가 높게 나타난 것으로 판단된다. 다양도지수 및 풍부도지수는 우점도지수와 반비례하여 증감하는 것으로 확인되었으며, 도심하천에서 우점도지수는 높고 다양도 및 풍부도지수는 낮게 나타났다(Fig. 4).
- 도심하천과 자연하천에서 분석된 종수, 개체수, 우점도지수, 다양도지수, 풍부도지수, ESB와 같은 생물 지표와 인구밀도간의 상관관계 분석결과, 다양도지수(p=-0.634*)와 유의한 상관성이 나타났고 종수(p= -0.798**), 풍부도지수(p=-0.817**), ESB(p=-0.802**)와는 매우 높은 상관성이 있는 것으로 나타났다(Fig. 7). 그 외에 개체수(p=-0.
- 자연하천에서는 상대적 저항력과 회복력이 모두 높은 종이 분포하는 Ⅰ구역과 상대적 저항력과 회복력이 모두 낮은 종들이 분포하는 Ⅲ구역에 해당하는 종들이 고루 분포하는 것으로 나타났다. 도심하천에서는 자연하천에서 출현한 매우 낮은 저항력과 회복력을 가진 Psephenidae(저항력1, 회복력2), Nemouridae (저항력2, 회복력2), Perlidae(저항력2, 회복력2)의 종들이 출현하지 않아 Ⅰ구역에 편중하는 경향을 나타내었다(Fig. 6).
- 도심하천은 주로 내성이 강하여 오염정도가 심한 곳에서도 서식할 수 있는 종이 지표종으로 나타났으며, 자연하천은 청정한 환경상태를 보이는 산간계류 및 산간평지형 하천에 주로 서식하며 유속이 빠른 여울 구간을 선호하는 종이 지표종으로 나타났다(Fig. 8).
- 군집안정성은 자연하천에서 Ⅰ구역과 Ⅲ구역에 해당하는 종들이 고루 분포하는 것으로 나타났으며 도심하천에서는 Ⅰ구역에 편중하는 경향을 나타냈다. 생물지표와 인구밀도간의 상관관계 분석결과, 다양도지수와 유의한 상관성이 있었으며 종수, 풍부도 지수, ESB와도 매우 높은 상관성을 나타냈다. 그 외에 개체수와 우점도지수는 상관성을 나타내지 않았다.
- 섭식기능군은 도심하천이 자연하천에 비해 GC의 비율이 높고 SC, SH, P의 비율은 낮았다. 서식기능군은 도심하천에서 자연하천에 비해 BU의 비율이 높게 나타났으며, CL의 비율은 낮게 나타났다. 군집안정성은 자연하천에서 Ⅰ구역과 Ⅲ구역에 해당하는 종들이 고루 분포하는 것으로 나타났으며 도심하천에서는 Ⅰ구역에 편중하는 경향을 나타냈다.
- 섭식기능군 분석 결과, 도심하천의 경우 단순한 섭식기능군 형태가 나타났으며 자연하천에 비해 주워먹는무리(GC: Gathering Collector)의 비율이 높았다.
- 자연하천은 이와 반비례하여 증감하는 경향이 나타났다. 섭식기능군은 도심하천이 자연하천에 비해 GC의 비율이 높고 SC, SH, P의 비율은 낮았다. 서식기능군은 도심하천에서 자연하천에 비해 BU의 비율이 높게 나타났으며, CL의 비율은 낮게 나타났다.
- 자연하천에서는 4종의 서로 다른 우점종이 나타났으며 우점도 지수는 0.29∼0.69의 범위로 평균 0.45로 나타났다(Table 1).
- 자연하천에서는 상대적 저항력과 회복력이 모두 높은 종이 분포하는 Ⅰ구역과 상대적 저항력과 회복력이 모두 낮은 종들이 분포하는 Ⅲ구역에 해당하는 종들이 고루 분포하는 것으로 나타났다. 도심하천에서는 자연하천에서 출현한 매우 낮은 저항력과 회복력을 가진 Psephenidae(저항력1, 회복력2), Nemouridae (저항력2, 회복력2), Perlidae(저항력2, 회복력2)의 종들이 출현하지 않아 Ⅰ구역에 편중하는 경향을 나타내었다(Fig.
- 지표종(Indicator species) 분석 결과, 도심하천의 지표종은 애날도래 KUa(Hydroptila KUa)와 왼돌이 물달팽이(Physa acuta)가 나타났으며 자연하천은 두갈래하루살이(Paraleptophlebia chocolata)와 부채하루살이(Epeorus pellucidus)가 지표종으로 나타났다.
- 지표종은 도심하천에서 애날도래 KUa(Hydroptila KUa), 왼돌이물달팽이(Physa acuta)가 나타났으며 자연하천은 두갈래하루살이(Paraleptophlebia chocolata), 부채하루살이(Epeorus pellucidus)가 나타났다.
- 2). 청정한 환경의 지표종이며 장기간에 걸친 수환경 변화에 매우 민감하게 반응하는 E.P.T.분류군(하루살이목, 강도래목, 날도래목) 분석결과, 도심하천에서 E.P.T분류 군과 기타곤충류의 종수 비율은 낮은 반면 비곤충류의 비율은 높았다. E.
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