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문제 정의
- 본 연구의 목적은 영산강 수계의 하류부에 설치된 승촌보의 어도에서 어류 이동성 평가를 위해 계절 별 이동성 특성(Seasonal pattern), 일별 이동성 유형(Diel pattern) 및 어도의 위치에 따른 어류의 종 조성 및 이동 개체수를 파악하여 어도 이용 현황을 평가하는데 그 목적이 있다. 또한, 어도에서 관찰되는 희귀성 어류 및 특이종의 이동경로 및 현황을 분석하여 보 설치에 따른 생태계에 미치는 영향을 분석하고자 하였다.
- 본 연구의 목적은 영산강 수계의 하류부에 설치된 승촌보의 어도에서 어류 이동성 평가를 위해 계절 별 이동성 특성(Seasonal pattern), 일별 이동성 유형(Diel pattern) 및 어도의 위치에 따른 어류의 종 조성 및 이동 개체수를 파악하여 어도 이용 현황을 평가하는데 그 목적이 있다. 또한, 어도에서 관찰되는 희귀성 어류 및 특이종의 이동경로 및 현황을 분석하여 보 설치에 따른 생태계에 미치는 영향을 분석하고자 하였다.
제안 방법
- 트랩을 이용한 어류 모니터링 외에도 어류의 이동이 가장 활발한 유속의 범위를 파악하기 위하여 어도의 구간별 유속(Velocity)을 측정하였고, 다항목수질 측정기(YSI Sonde 6600)를 이용하여 이·화학적 수 환경 상태를 분석하였다. 각 트랩에서 획득한 어류는 전장(Length)과 체중(Weight)을 측정하였고, 어류 동정은 Kim과 Kang(1993) 및 Kim과 Park(2002)에 의거하여 연구에 필요한 분류학적 주요 형질을 조사한 후 방류하였다. 일부 동정이 불확실하거나 정밀 분석이 필요한 종은 10% 포르말린 용액에 고정한 후 실험실에서 동정 및 분류하였다.
- 또한, 트랩의 위치에 따라 채집되는 어류의 종 및 개체가 어떤 위치에서 더 많이 이동하는지를 비교하기 위하여 어도의 출구부근에 위치별로 트랩을 설치하여 모니터링을 실시하였다. 또한, 시간별 이동 특성을 파악하기 위하여, 당일 오전 9시부터 익일 오전 9시까지 총 24시간의 조사를 원칙으로 하였고, 주간(06-18시)과 야간(18-익일 06시) 모두 3시간 간격으로 모니터링을 실시하였다.
- 또한, 어도를 이용하는 모든 어류를 확인하기 위하여 치어까지도 채집이 가능한 나일론 재질로 구성된 그물(망목 4 × 4 mm)을 제작하였다.
- 승촌보 어도에서 트랩을 이용하여 실시한 어류 모니터링은 어도가 가동되기 시작한 2012년 6월부터 강우가 집중되는 8월 사이에 총 7회 실시하였고, 어도를 통하여 소상하는 어류가 조사 시기에 따라 어떠한 차이를 보이는지 모니터링을 실시하였다. 또한, 트랩의 위치에 따라 채집되는 어류의 종 및 개체가 어떤 위치에서 더 많이 이동하는지를 비교하기 위하여 어도의 출구부근에 위치별로 트랩을 설치하여 모니터링을 실시하였다. 또한, 시간별 이동 특성을 파악하기 위하여, 당일 오전 9시부터 익일 오전 9시까지 총 24시간의 조사를 원칙으로 하였고, 주간(06-18시)과 야간(18-익일 06시) 모두 3시간 간격으로 모니터링을 실시하였다.
- 특히, 어도를 통하여 소상하거나 강하하는 어류를 각각 측정할 수 있도록 트랩의 유인 입구를 단방향으로 제작하였고, 총 4개의 동일한 크기의 트랩(Tr-1, Tr-2, Tr-3, Tr-4)을 이용하여 어류 모니터링을 실시하였다. 승촌보 어도에서 트랩을 이용하여 실시한 어류 모니터링은 어도가 가동되기 시작한 2012년 6월부터 강우가 집중되는 8월 사이에 총 7회 실시하였고, 어도를 통하여 소상하는 어류가 조사 시기에 따라 어떠한 차이를 보이는지 모니터링을 실시하였다. 또한, 트랩의 위치에 따라 채집되는 어류의 종 및 개체가 어떤 위치에서 더 많이 이동하는지를 비교하기 위하여 어도의 출구부근에 위치별로 트랩을 설치하여 모니터링을 실시하였다.
- 승촌보 어도에서의 어류 모니터링은 어도에 트랩을 설치하여 현장에서 직접 채집하는 방법을 이용하였다. 조사에 사용된 트랩은 가로 × 세로 × 높이가 각각 0.
- 승촌보의 어도에서 유속의 변화에 따른 트랩의 채집 효율성을 분석하기 위하여 현장에서 유속측정기로 측정한 유속을 유속이 빠를 때(평균: 1.13 m/sec, 범위: 0.98-1.29 m/sec)와 보통일 때(평균: 0.71 m/sec, 범위: 0.62-0.84 m/sec)의 상태를 비교·분석하였다.
- 그러나 문제점들 중의 하나는 어류의 생태 특성 및 이동 특성을 고려하지 않은 채 건설되어 어도의 기능을 하지 못하는 불필요한 구조물로도 전락하는 경우가 종종 보고되어 왔다(Ahn 등, 2012). 이러한 문제를 해결하기 위하여 수산자원보호령 제 12조 2항에 의거하여 인공보 건설시 생물들이 이동할 수 있는 어도를 비롯한 생태통로를 반드시 설치하도록 의무화하였다. 그러나 어도의 기능에 대한 이해와 어도를 이용하는 어종들에 대한 연구가 부족하고 지속적인 생태모니터링이 이루어지지 않고 있어서 실효성을 거두지 못하고 있는 실정이다.
- 트랩을 이용한 어류 모니터링 외에도 어류의 이동이 가장 활발한 유속의 범위를 파악하기 위하여 어도의 구간별 유속(Velocity)을 측정하였고, 다항목수질 측정기(YSI Sonde 6600)를 이용하여 이·화학적 수 환경 상태를 분석하였다.
- 또한, 어도를 이용하는 모든 어류를 확인하기 위하여 치어까지도 채집이 가능한 나일론 재질로 구성된 그물(망목 4 × 4 mm)을 제작하였다. 특히, 어도를 통하여 소상하거나 강하하는 어류를 각각 측정할 수 있도록 트랩의 유인 입구를 단방향으로 제작하였고, 총 4개의 동일한 크기의 트랩(Tr-1, Tr-2, Tr-3, Tr-4)을 이용하여 어류 모니터링을 실시하였다. 승촌보 어도에서 트랩을 이용하여 실시한 어류 모니터링은 어도가 가동되기 시작한 2012년 6월부터 강우가 집중되는 8월 사이에 총 7회 실시하였고, 어도를 통하여 소상하는 어류가 조사 시기에 따라 어떠한 차이를 보이는지 모니터링을 실시하였다.
대상 데이터
- 조사에 사용된 트랩은 가로 × 세로 × 높이가 각각 0.65 m × 1.0 m × 1.1 m인 스테인리스 스틸파이프 골조로 어도의 규격에 맞게 제작하였다.
데이터처리
- 어도를 이용하는 어류의 종수 및 개체수가 조사시간 및 트랩위치에 따라 어떠한 차이가 있는지를 분석하기 위하여 일원배치분산분석(One way Analysis of Variance, One way ANOVA)과 다중비교(Multiple Comparisons)분석을 실시하였다. 또한, 유속에 따른 종수 및 개체수의 차이는 독립표본 t-검정(Independent Samples t-Test)을 통하여 통계적인 유의성을 분석하였다. 자료의 통계처리는 SPSS(Version 18.
- 어도를 이용하는 어류의 종수 및 개체수가 조사시간 및 트랩위치에 따라 어떠한 차이가 있는지를 분석하기 위하여 일원배치분산분석(One way Analysis of Variance, One way ANOVA)과 다중비교(Multiple Comparisons)분석을 실시하였다. 또한, 유속에 따른 종수 및 개체수의 차이는 독립표본 t-검정(Independent Samples t-Test)을 통하여 통계적인 유의성을 분석하였다.
- 또한, 유속에 따른 종수 및 개체수의 차이는 독립표본 t-검정(Independent Samples t-Test)을 통하여 통계적인 유의성을 분석하였다. 자료의 통계처리는 SPSS(Version 18.0 KO for windows, 2011) 통계 패키지를 이용하여 분석하였다.
성능/효과
- 5). 그러나 유속이 상대적으로 느릴 때 어류의 채집 효율성이 더욱 높은 것으로 나타나 유속이 트랩의 채집 효율성에 큰 영향을 미치는 것으로 판단되었다. 또한, 유속에 따른 시간대별 어류 채집효율성을 살펴보면, 유속이 상대적으로 느린 시기의 야간조사(18-익일 6시)에서 더 많은 종과 개체가 채집되었다.
- 3%로서 상대적으로 낮게 나타났다. 또한 채집된 종의 체장 분포의 비율을 분석해 본 결과에 따르면, 일반적으로 20cm 이하의 개체들만 채집되어 체장의 분포도 제한되는 것으로 나타났다. 승촌보의 구간별 어류 분포 분석에 따르면, 상류구간은 23종, 하류구간은 30종으로, 상·하류에서 모두 33종의 어류가 서식하고 있는 것으로 분석되었다.
- -1에서 가장 많은 종과 개체수가 확인되었다. 또한, 각 트랩의 평균 이용률을 살펴보면, Tr-1은 7.7종, 144.4개체, Tr-2는 5.9종, 59.3개체, Tr-3은 5.1종, 57.7개체, Tr-4는 7.0종, 121.7개체가 채집되어 Tr-1과 Tr-4에서 상대적으로 많은 종과 개체가 채집되었다(Fig. 4). 전체 채집된 개체(2682개체) 중 69.
- 29종이 채집되어 집단 간에 큰 차이를 보여 각각 다른 부집단으로 구분되었다. 또한, 개체수 측면에서는 18-21시에 가장 많은 개체(평균 156.4개체)가 채집되어 다른 시간대(평균 10.9-69.0개체)와 큰 차이를 보여 18-21시 시간대만 다른 부집단으로 구분되었다.
- 현재까지의 국부적 연구결과에 따르면, 승촌보 어도는 참몰개(Squalidus chankaensis tsuchigae)와 같은 일부 부유성 어종, 빠른 유속에도 잘 거슬러 올라갈 수 있는 누치(Hemibarbus labeo), 끄리(Opsarichthys uncirostris amurensis)와 같은 어종만이 지속적으로 출현하였다. 또한, 밀자개(Leiocassis nitidus)와 같은 저서성 어종은 꾸준히 출현하고 있으나 상대적으로 적은 개체가 소상하는 것으로 나타났다. 특히, 웅어(Coilia nasus)나 뱀장어(Anguilla japonica)와 같은 이동성 어종은 계절적 이동특성이 제안되기는 하지만 봄철에도 거의 어도를 이용하지 못하고 있는 것으로 분석되었다.
- 또한, 유속에 따라 채집된 종과 개체수의 차이를 알아보기 위하여 통계분석을 실시한 결과, 종수는 유속에 따라 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않는 것(t = 0.086, p > 0.05)으로 나타났고, 개체수는 유속에 따라 유의한 차이가 있는 것(t = 3.407, p = 0.002)으로 분석되었다.
- 그러나 유속이 상대적으로 느릴 때 어류의 채집 효율성이 더욱 높은 것으로 나타나 유속이 트랩의 채집 효율성에 큰 영향을 미치는 것으로 판단되었다. 또한, 유속에 따른 시간대별 어류 채집효율성을 살펴보면, 유속이 상대적으로 느린 시기의 야간조사(18-익일 6시)에서 더 많은 종과 개체가 채집되었다. 향후, 어류의 어도 이용효율성을 증가시키기 위하여 어도를 흐르는 물의 유속을 0.
- 먼저, 유속이 빠른 시기에 트랩을 통하여 채집된 어류는 붕어, 참몰개, 끄리를 비롯한 9종 395개체(평균 197.5개체)이고, 이와 반대로 유속이 보통일 때에는 참몰개, 누치를 비롯한 13종 2287개체(평균 457.4개체)가 채집되어 유속에 따라 채집 결과에 차이를 보였으며, 유속이 보통일 때 더 많은 종과 개체가 채집되는 것으로 나타났다. 유속이 빠를 때에는 누치가 34.
- 7%의 순으로 출현하였다. 반면, 유속이 보통일 때에는 참몰개의 채집율이 39.0%로 가장 높게 나타났고, 누치 31.0%, 붕어 10.4%, 끄리 8.9% 순으로 나타나 유속에 따라 채집된 어류와 출현율이 서로 다른 것으로 분석되었다. 또한, 유속에 따라 채집된 종과 개체수의 차이를 알아보기 위하여 통계분석을 실시한 결과, 종수는 유속에 따라 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않는 것(t = 0.
- 3%로서 분석되어 상대적으로 승촌보에서 어류 이동은 일부 제한되는 것으로 나타났다(MEK, 2011). 승촌보 어도에 소상한 어류는 9종 2,462개체(90.5%)가 잉어과(Cyprinidae)인 것으로 나타나, 종수 및 개체수 분포가 넓은 만큼 잉어과 어종의 어도 이용율이 높은 것으로 나타났다(Table 1).
- 총 7회 조사기간 동안 모두 채집되어 항존도(Constancy)가 100%인 어종은 끄리 및 배스 2종으로 분석되어 이들 두 종은 계절 및 시간에 관계없이 잘어도를 이용하는 것으로 나타났다(Table 1). 승촌보 어도에서 채집된 한국고유종은 참몰개, 치리(Hemiculter eigenmanni) 2종으로 34%의 출현빈도를 보였고, 외래종은 배스, 블루길(Lepomis macrochirus) 2종으로 7.6%의 출현빈도를 보이는 것으로 확인되었다. 특히, 이와 같은 외래종의 어도 이용은 정수역으로 변한 승촌보 상부와 하부에서 개체수 증가에 더 큰 역할을 할 것으로 사료되어 향후 이들 증가에 대한 대책 마련이 필요할 것으로 사료되었다.
- 승촌보의 어도에서 채집된 주요 우점종(전체 중 4% 이상)은 참몰개(Squalidus chankaensis tsuchigae) 33.5%, 누치(Hemibarbus labeo) 31.5%, 붕어(Carassius auratus) 12.2%, 끄리(Opsarichthys uncirostris amurensis) 10.3%, 배스(Micropterus salmoides) 4.7%의 순으로 나타났다. 총 7회 조사기간 동안 모두 채집되어 항존도(Constancy)가 100%인 어종은 끄리 및 배스 2종으로 분석되어 이들 두 종은 계절 및 시간에 관계없이 잘어도를 이용하는 것으로 나타났다(Table 1).
- 시간대별 어도 이용률에 대한 통계분석 결과에 따르면, 종수 및 개체수 모두 시간에 따라 소상하는 종수 및 개체수에 차이를 보이는 것으로 나타났다(Table 2). 각 시간대별로 통계적으로 유의한 차이를 보이는 것으로 나타났지만, 구체적으로 어떤 시간대끼리 차이가 발생하는지를 분석하기 위해 실시한 다중비교(Multiple comparison) 분석 결과에 따르면, 종수 측면에서는 3개의 부집단(a, b, c), 개체수 측면에서는 2개의 부집단(a, b)으로 구분이 되었다.
- 2). 어류의 월별 이동 특성을 살펴보면, 6월 3차례 조사에서 총 1029개체가 채집되었고, 평균 343개체가 소상한 것으로 나타났다. 수온이 높아지는 시기인 7월 2차례 조사에서 총 752개체, 평균 376개체가 채집되어 수온 증가가 어류의 성장, 대사, 먹이활동을 촉진하여 어도의 이용률이 증가한 것으로 사료된다(Wendelaar Bonga, 1997).
- 어종별로 살펴보면, 참몰개, 블루길, 배스 등의 수층종(Water column species)은 주로 낮시간 동안 어도를 이용하고 있는 것으로 나타났으며, 밀자개(Leiocassis nitidus), 모래무지(Pseudogobio esocinus)와 같은 저서성 어류는 해가 질 무렵인 18시 이후부터 이동하기 시작하여 해 뜨기 전 시간대에 주로 어도를 이용하는 것으로 나타나 어종별로 어도를 이용하는 시간대에서 차이가 있는 것으로 분석되었다. 특히, 밀자개는 해가 진후 먹이활동을 하는 야행성 어류로 6-7월 조사에서는 18-21시에 주로 채집이 되었으나 8월 2차례 조사에서는 익일 03-06시에 가장 많이 출현하여 광주기와 하천의 수온이 어류의 이동에 직접적으로 영향을 미친 것으로 사료된다.
- 유속의 차이에 따라 트랩에 채집된 종 및 개체수를 산정한 결과, 유속이 빠를 때나 느릴 때 모두 Tr-1과 Tr-4에서 많은 종과 개체가 채집되었다(Fig. 5). 그러나 유속이 상대적으로 느릴 때 어류의 채집 효율성이 더욱 높은 것으로 나타나 유속이 트랩의 채집 효율성에 큰 영향을 미치는 것으로 판단되었다.
- 4). 전체 채집된 개체(2682개체) 중 69.5%의 개체가 Tr-1과 Tr-4를 통하여 소상하는 것으로 나타나 어류는 상대적으로 유속이 느린 어도의 양끝을 선호하는 것으로 사료된다.
- 승촌보의 구간별 어류 분포 분석에 따르면, 상류구간은 23종, 하류구간은 30종으로, 상·하류에서 모두 33종의 어류가 서식하고 있는 것으로 분석되었다. 즉, 승촌보의 모든 구간에서 총 33종의 어류 중에서 어도 이용이 확인된 어종은 참몰개(Squalidus chankaensis tsuchigae)를 포함한 13종으로 어도 이용율은 종수 측면에서 43.3%로 나타나 이 외의 어종들은 어도를 이용하지 못하는 것으로 나타났다.
- 21 m/s로 나타났다. 즉, 승촌보의 어도에서 유속 분포는 어도 양안의 유속이 측면부보다 느린 것으로 나타났다. 승촌보 어도는 조립형 아이스하버식 어도로서 어도 제원은 폭 14.
- 즉, 어도를 이용하여 소상하는 어류의 종 다양도는 승촌보 상·하류의 종 다양도보다 낮은 것으로 확인되었으며 이는 외국에서 보고된 바와 같이 인공보에 설치된 어도의 구조적 특성에 의해 어류이동성 제한이 일반적으로 있겠지만, 본 연구에서 제시된 바와 같이 수문조절에 의하여 발생되는 유속 증가도 또 다른 어류이동 제한요인으로 사료되었다.
- 7%의 순으로 나타났다. 총 7회 조사기간 동안 모두 채집되어 항존도(Constancy)가 100%인 어종은 끄리 및 배스 2종으로 분석되어 이들 두 종은 계절 및 시간에 관계없이 잘어도를 이용하는 것으로 나타났다(Table 1). 승촌보 어도에서 채집된 한국고유종은 참몰개, 치리(Hemiculter eigenmanni) 2종으로 34%의 출현빈도를 보였고, 외래종은 배스, 블루길(Lepomis macrochirus) 2종으로 7.
- 트랩의 위치에 따른 채집변이성에 대한 통계분석 결과에 따르면, 종수 및 개체수 모두 트랩의 위치에 따라 소상하는 종수 및 개체수에 차이를 보이지 않는 것으로 나타났다(Table 3). 트랩의 위치에 따라 통계적으로 유의한 차이를 보이지는 않았지만, 현장조사에서 나온 경험적인 결과와 다른 연구에서 진행된 결과 보고서(KIWE, 2008) 등을 볼 때 어도의 양쪽 끝(Tr-1, Tr-4)이 중간(Tr-2, Tr-3)보다 채집효율성이 높은 것으로 나타났으며 트랩의 위치에 따른 차이가 뚜렷한 것으로 사료되었다.
- 또한, 밀자개(Leiocassis nitidus)와 같은 저서성 어종은 꾸준히 출현하고 있으나 상대적으로 적은 개체가 소상하는 것으로 나타났다. 특히, 웅어(Coilia nasus)나 뱀장어(Anguilla japonica)와 같은 이동성 어종은 계절적 이동특성이 제안되기는 하지만 봄철에도 거의 어도를 이용하지 못하고 있는 것으로 분석되었다. 즉, 어도를 이용하여 소상하는 어류의 종 다양도는 승촌보 상·하류의 종 다양도보다 낮은 것으로 확인되었으며 이는 외국에서 보고된 바와 같이 인공보에 설치된 어도의 구조적 특성에 의해 어류이동성 제한이 일반적으로 있겠지만, 본 연구에서 제시된 바와 같이 수문조절에 의하여 발생되는 유속 증가도 또 다른 어류이동 제한요인으로 사료되었다.
후속연구
- 트랩의 위치에 따라 통계적으로 유의한 차이를 보이지는 않았지만, 현장조사에서 나온 경험적인 결과와 다른 연구에서 진행된 결과 보고서(KIWE, 2008) 등을 볼 때 어도의 양쪽 끝(Tr-1, Tr-4)이 중간(Tr-2, Tr-3)보다 채집효율성이 높은 것으로 나타났으며 트랩의 위치에 따른 차이가 뚜렷한 것으로 사료되었다. 추후 지속적인 연구를 통하여 더 많은 데이터들이 확보된다면 통계적으로도 유의한 차이를 발견할 수 있을 것으로 사료된다.
- 6%의 출현빈도를 보이는 것으로 확인되었다. 특히, 이와 같은 외래종의 어도 이용은 정수역으로 변한 승촌보 상부와 하부에서 개체수 증가에 더 큰 역할을 할 것으로 사료되어 향후 이들 증가에 대한 대책 마련이 필요할 것으로 사료되었다.
- 향후, 어류의 어도 이용효율성을 증가시키기 위하여 어도를 흐르는 물의 유속을 0.5-1.0 m/s로 일정하게 유지·관리해야만 할 것으로 사료된다.
- 또한, 어도의 수문조절이 상류부 수위에 따라 자동으로 조절되는 것이 아닌 수동으로 운영되고 있는 실정이어서 야간의 급격한 수위변화는 어도의 효율성을 감소시킬 수 있고, 어도의 기능을 고려하지 않은 가동보의 운영은 어류가 어도의 정확한 입구를 찾는 것을 저해할 것으로 판단된다. 향후, 적절한 어도 내 유량관리, 가동보와 어도 수문의 체계적인 운영관리를 통하여 어류의 어도 이동효율성을 높일 수 있을 것으로 사료된다.
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