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문제 정의
- 본 연구에서는 도감(Kim, 1997)에 제시된 식성에 근거한 어류군집 (섭식기능군)의 종조성비를 비교하였다. 우점하는 어종은 대부분 해수어와 회유성 어류로 나타났는데, 육식성 어류는 두줄망둑, 식충성 어류는 빙어, 플랑크톤 섭식성 어류는 멸치, 초식성 어류는 전어 그리고 잡식성 어류는 황어로 나타났다.
- 본 연구에서는 지리적으로 동해안을 따라 분포하는 각각의 석호에 분포하는 어류군집의 특성을 파악하고자 하였으며, 갈대의 탄소∙질소안정동위원소분석을 이용하여 석호의 지형적인 특성 및 유역환경특성을 파악하고자 하였다. 따라서 본 연구는 석호의 환경을 이해하고 나아가 석호보존방안을 제시하기 위한 기초자료로서 활용에 기여할 수 있을 것이라 본다.
- 이들 석호에서의 갈대의 줄기 δ15N 값의 차이는 토지 이용에 따른 인위적인 오염원의 차이와 석호의 지형학적인 특성 등과 관련이 있음을 보였다. 이 연구는 어류의 서식지 확보, 석호생태계에서의 생물다양성의 보전과 유역의 오염원에 대한 관리를 위한 유용한 정보를 제공할 수 있다.
제안 방법
- 또한 호내로 유입되는 하천 지점과 해안과 면하고 있는 유출 수역에서는 각각 족대 (4×4 mm: 40분)와 투망(7×7 mm: 14회)을 사용하여 정량채집 하였다.
- 채집된 어류군집의 개체수에 대하여 조사회수, 계절 등을 고려하여 각 석호별로 단위회수와 계절에 따라 채집량 (catch per unit effort, CPUE)을 표준화 (normalization) 하였다. 먼저 각 석호에서 사용된 포획도구와 채집 시간은 모두 동일하므로 조사회수에 대한 개체수와 무게의 상대치 (relative value, RV)를 제시하여 석호별 회유성 어종의 분포 양상을 비교하였다(Park, 2014).
- 본 연구에서는 동해안에서 10개의 석호들을 대상으로 어류군집의 조성의 차이를 파악하였고, 갈대 줄기의 탄소와 질소안정동위원소분석을 통하여 각 석호생태계의 유역환경을 예측하였다. 석호들 사이에서 어류의 조성 (특히, 회유성 어류) 및 섭식기능군은 지형학적인 특성에 따라 분포의 차이를 보였다.
- 안정동위원소비는 질량분석기를 이용하여 분석된 표준시료와 분석시료간의 안정동위원소비 차이를 δ (‰)로 표현 하였고 표준물질은 탄소에 대해 VPDB (Vienna PeeDee Belemnite), 질소는 N2를 표준물질로 사용하였다.
- 어류 조사기간은 2007년 5월부터 2013년 7월까지로 3~7회에 걸친 조사결과를 제시하였다. 어류의 식성에 대한 구분은 도감(Kim, 1997)에 제시된 내용에 의거하였다.
- 어류채집은 호내의 지점에서 삼각망 (5×5 mm)과 망목의 크기가 서로 다른 삼중자망 (50×50 mm, 180×180 mm; 15×15 mm, 140×140 mm)을 사용하여 수중에 12시간 동안 정치한 후 어획물을 수거하였다.
- 채집된 어류군집의 개체수에 대하여 조사회수, 계절 등을 고려하여 각 석호별로 단위회수와 계절에 따라 채집량 (catch per unit effort, CPUE)을 표준화 (normalization) 하였다. 먼저 각 석호에서 사용된 포획도구와 채집 시간은 모두 동일하므로 조사회수에 대한 개체수와 무게의 상대치 (relative value, RV)를 제시하여 석호별 회유성 어종의 분포 양상을 비교하였다(Park, 2014).
- 또한 호내로 유입되는 하천 지점과 해안과 면하고 있는 유출 수역에서는 각각 족대 (4×4 mm: 40분)와 투망(7×7 mm: 14회)을 사용하여 정량채집 하였다. 채집된 어류는 현장에서 분류 및 동정하여 전장과 습중량을 측정한 다음 개체수를 확인하였으며, 동정이 어려운 개체 또는 표본이 필요한 경우에 한하여 10% formalin 용액에 고정 후 실험실로 운반하였다.
대상 데이터
- 어류의 식성에 대한 구분은 도감(Kim, 1997)에 제시된 내용에 의거하였다. 갈대시료는 수위가 낮아진 4월에 호안에 인접하여 수위의 변동에 따라 침수되는 지점에서 토양에서 높이 30 cm의 줄기부위를 채취하여 탄소∙질소안정동위원소분석에 이용하였다.
- 갈대의 채집은 유입하천과 해안유출부 사이의 거리를 1/2로 분할한 호안에서 뿌리삽을 이용하여 채집하였다. 갈대시료는 수위의 변동에 따라 침수되는 토양 위에서 30 cm 높이 부근의 줄기를 분석에 이용하였다. 채집한 갈대는 현장에서 비닐 지퍼백에 담아 냉장 보관하여 실험실로 운반한 후 분석하기 직전까지 냉동고 (-40ºC) 에 보관하였다.
- 갈대의 채집은 유입하천과 해안유출부 사이의 거리를 1/2로 분할한 호안에서 뿌리삽을 이용하여 채집하였다. 갈대시료는 수위의 변동에 따라 침수되는 토양 위에서 30 cm 높이 부근의 줄기를 분석에 이용하였다.
이론/모형
- 각 시료에 대한 탄소와 질소안정동위원소분석은 원소 질량분석기 (EuroEA-IsoPrime irms, GV Instruments, UK, 한양대학교 공동기기장비센터)를 사용하였다. 안정동위원소비는 질량분석기를 이용하여 분석된 표준시료와 분석시료간의 안정동위원소비 차이를 δ (‰)로 표현 하였고 표준물질은 탄소에 대해 VPDB (Vienna PeeDee Belemnite), 질소는 N2를 표준물질로 사용하였다.
- 어류의 동정 및 생태형 구분에는 국내에서 발표된 검색표와 도감 (Kim, 1997; Myung, 2002; Choi et al., 2002; Kim et al., 2005)을 이용하였으며 어류 목록의 배열은 Nelson (2006)의 분류체계를 참고하여 작성하였다.
- 어류 조사기간은 2007년 5월부터 2013년 7월까지로 3~7회에 걸친 조사결과를 제시하였다. 어류의 식성에 대한 구분은 도감(Kim, 1997)에 제시된 내용에 의거하였다. 갈대시료는 수위가 낮아진 4월에 호안에 인접하여 수위의 변동에 따라 침수되는 지점에서 토양에서 높이 30 cm의 줄기부위를 채취하여 탄소∙질소안정동위원소분석에 이용하였다.
성능/효과
- 각 석호에서 어류생태형의 종수에 대한 비율을 살펴본 결과, 청초호 (CC), 경포호 (GP) 그리고 영랑호 (YR) 등에서 해산어의 점유률이 각각 41.7%, 36.6% 그리고 35.3%로 높게 나타났다. 반면, 천진호 (CJ)와 봉포호 (BP)에서는 해산어의 출현은 없었으며 담수어의 점유률이 각각 80.
- 갈대의 줄기 δ13C값의 차이는 육역화가 진행되어 직접적인 해수의 영향이 거의 없는 석호들 (천진호; CJ, 봉포호; BP)과 해수의 유입이 빈번한 석호 (특히, 청초호; CC) 사이에 뚜렷한 차이를 보이지 않았으나, 석호들 사이에 3‰ 내외의 차이를 보였다(Fig. 4).
- 갈대의 줄기 δ15N값의 차이는 동해안 석호들의 유역환경(토지이용) 및 지형적인 특성의 차이(폐쇄, 반개방 그리고 개방)를 반영하는 것으로 나타났는데, 어류의 이동이 손쉬운 지형적인 특성 (개방된 수환경)을 보이는 석호들일수록 다양한 어종의 출현이 있었다.
- 결과적으로, 석호들 사이의 갈대의 줄기 δ13C값의 차이는 광합성 과정에서 이용하는 기질의 농도 및 기원에 의한 영향이 클 것으로 사료된다.
- (2005)는 Ria de Aveiro 석호에서 어류의 먹이원을 조사한 결과, 저서성대형무척추동물 및 부식물을 주로 섭식한 것으로 보고한 바가 있다. 따라서 석호별 섭식기능군의 차이는 석호의 지형적인 특성에 따른 영향이 어류의 먹이환경에 반영된 결과인 것으로 사료된다.
- 본 연구에서는 회유성 어종 중 황어 (Tribolodon hakonensis) 와 빙어 (Hypomesus nipponensis)의 개체수가 다른 회유성 어종에 비해 현저하게 많은 개체가 확인되었다(Fig. 3). 황어는 봄철에 하천에서 산란하며 주로 석호나 해양에서 성장한다.
- 분석에 대한 정밀도는 탄소와 질소가 각각 0.07‰, 0.16‰이었다.
- 석호들 사이에 분포하는 어류의 생태형 (담수어, 기수어, 해수어)은 염분도에 의존하여 어류생태형의 비율을 달리하는 것으로 나타났다 (Fig. 6). WREO (2009)에 따르면 1998~2008년 사이의 염분도는 경포호(GP)와 청초호(CC)에서 8.
- 본 연구에서는 동해안에서 10개의 석호들을 대상으로 어류군집의 조성의 차이를 파악하였고, 갈대 줄기의 탄소와 질소안정동위원소분석을 통하여 각 석호생태계의 유역환경을 예측하였다. 석호들 사이에서 어류의 조성 (특히, 회유성 어류) 및 섭식기능군은 지형학적인 특성에 따라 분포의 차이를 보였다. 10곳의 석호들에서 갈대 줄기 δ13C과 δ15N값 각각 -28.
- 본 연구에서는 도감(Kim, 1997)에 제시된 식성에 근거한 어류군집 (섭식기능군)의 종조성비를 비교하였다. 우점하는 어종은 대부분 해수어와 회유성 어류로 나타났는데, 육식성 어류는 두줄망둑, 식충성 어류는 빙어, 플랑크톤 섭식성 어류는 멸치, 초식성 어류는 전어 그리고 잡식성 어류는 황어로 나타났다.
- 유역으로부터의 질소오염부하량이 크면서도 염분도가 높은 석호들 (청초호; CC, 경포호; GP)에 분포하는 갈대의 줄기 δ15N값이, 담수의 영향을 크게 받고 상대적으로 질소오염부하량이 적은 석호들 (향호; HY, 영랑호; YR, 매호; MA)에 비해서 오히려 무겁거나 비슷하였다 (Fig. 5).
- 석호에서의 수질 환경의 특성은 전기전도도 이외의 수질항목에서는 뚜렷한 차이를 보이지는 않았는데, 이는 지형의 변화에 따른 해수와 담수의 혼합의 정도와 인위적인 교란의 영향과 관련이 있는 것으로 사료된다 (Table 1). 전기전도도는 해수의 유입이 수시로 일어나는 청초호 (CC), 경포호 (GP), 영랑호 (YR), 화진포호 (HJ) 그리고 향호 (HY) 등에서는 높은 값을 보인 반면, 이미 육역화 되어 담수화가 상당히 진행된 천진호 (CJ)와 봉포호 (BP)에서는 전기전도도가 담수에 가까운 값을 보였다.
- 조사한 석호들 사이에서 화진포호 (HJ), 광포호 (KW), 천진호 (CJ), 봉포호 (BP) 등이 비교적 대기 N2의 δ15N값 (≒0‰)에 가까운 값을 보였고, 이외의 석호들 (향호; HY, 매호; MA, 송지호; SJ, 경포호; GP, 영랑호; YR, 청초호; CC)에서는 무거운 δ15N값을 보였다(Fig. 5).
- 황어는 봄철에 하천에서 산란하며 주로 석호나 해양에서 성장한다. 특히 해수의 유입이 다른 조사 석호들에 비해 상대적으로 원활한 청초호 (CC)와 경포호 (GP) 그리고 화진포호 (HJ)에서 많은 개체가 확인되었다.
- 하지만 본 연구결과에서 해수의 영향을 직접적으로 받고 있는 석호들에 분포하는 갈대의 줄기 δ15N값은, 지형적인 특성상 비교적 담수의 영향에 노출되기 쉬운 석호 주변에 분포하는 갈대의 줄기 δ15N값에 비해 상당히 무거운 C-N map값에 위치하였다(Fig. 4).
- 한편, 갈대의 줄기 δ15N값이 무거워질수록 석호에 서식하는 어류의 종수는 증가하는 양상을 보였다(Fig. 6).
- 또한 석호유역의 도시화 및 경작지의 분포에 따른 인위적인 오염원의 영향으로 인해 유역으로부터 기인하는 질소원이 석호내에 농축되는 것으로 사료된다(Newton and Mudge, 2005). 화진포호 (HJ)를 제외한 9개의 석호들에서 토지이용(논, 밭 그리고 삼림) 에 따른 질소발생 부하량은 뚜렷한 차이를 보이지 않았는데, 논, 밭 그리고 삼림이 각각 0.43~51.88 kg km-2 day-1, 1.20~31.05 kg km-2 day-1, 2.16~48.99 kg km-2 day-1의 범위를 보였다(Table 1).
후속연구
- 또한 석호들 사이에 어종의 다양성에서 차이를 보이는 원인은 석호의 종적인 연결성에 의존하는 것으로 사료된다. 동해안 석호에서 어류의 다양성을 증가시키기 위해서는 석호를 둘러싼 유역환경 및 지형적인 특성을 종합적으로 고려한 보존방안의 마련이 필요할 것으로 사료된다.
- 본 연구에서는 지리적으로 동해안을 따라 분포하는 각각의 석호에 분포하는 어류군집의 특성을 파악하고자 하였으며, 갈대의 탄소∙질소안정동위원소분석을 이용하여 석호의 지형적인 특성 및 유역환경특성을 파악하고자 하였다. 따라서 본 연구는 석호의 환경을 이해하고 나아가 석호보존방안을 제시하기 위한 기초자료로서 활용에 기여할 수 있을 것이라 본다.
- 본 연구에서는 유역의 물리적인 환경에 대한 조사를 수행하지는 않았으나 회유성 어류의 출현 및 이동분포를 통해 간접적으로나마 석호의 지형적인 특성을 예측할 수 있을 것으로 사료된다. 동해안을 따라 종적으로 위치하는 석호에서 회유성 어종은 석호의 물리적 환경요인 (갯터짐의 시기와 크기, 수심, 담수유입의 정도, 보의 존재 등)과 이화학적 환경요인 (염분도, 수온, 용존산소 등)이 적합한 서식환경을 선택하여 이동 분포하는 것으로 사료된다(Pombo et al.
- 석호 사이에서 회유성 어류의 분포 및 개체수의 차이가 발생하는 원인에 대해서는 추가적인 연구가 필요하며, 회유성 어류의 이동분포가 확인된 석호에서는 서식지 보존 및 내수면 자원량 확충을 도모할 수 있는 대책이 마련되어야 한다. 회유성 어류는 대부분 내수면 어족자원 중 경제성 어류가 대부분이다.
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