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문제 정의
- 본 연구에서는 금강 백제보 수역의 어류 종 조성 및 군집구조 특성을 조사하였고, 보의 건설에 따른 횡단 구조물 설치가 어류 종 특성, 트로픽 길드 및 내성도 길드에 어떻게 영향 주는지를 평가 하였다. 또한, 어류의 지표특성에 대한 메트릭을 이용하여, 유수형 수체의 건강도 평가 모델인 SIBI와 정수형 수체의 건강도 평가 모델인 LEHA를 동시에 적용하여 보 건설에 대한 건강도 영향을 분석하였다.
제안 방법
- 또한 조사 구간은 본래 백제보의 상류역, 하류역 및 인근 지천들을 조사하였으나, 본 연구에서는 정수역 및 유수역 건강도 평가모델의 적용성 평가를 위해 보 상류 구간의 자료만을 분석하였다. 2010년 조사 시기를 보 건설 이전 기간(before the weir construction, B WC ), 2011년 조사 시기는 보 건설 이후 기간(after the weir construction, A WC )으로 구분하여 어류 종 구성도 변화 및 모델 적용성을 평가하였다.
- LEHA 모델 등급의 구분은 각 메트릭 별로 “5”, “3”, “1”의 점수를 부여하고, 총 8개 메트릭 점수를 합산하여 건강도 평가등급을 산정하였다.
- SIBI 모델은 우리나라 하천의 특성에 맞게 수정 보완한 환경부의 수생태계 건강성 조사 및 평가(Ministry of Environment, 2009)방법에 따라 총 8개 메트릭을 이용 하였다. 각 메트릭 항목은 M1: 국내종의 총 종수, M2: 여울성 저서종수, M3: 민감종수, M4: 내성종의 개체수 비율, M5: 잡식종의 개체수비율, M6: 국내종의 충식종 개체수 비율, M7: 채집된 국내종의 총 개체수 및 M8: 비정상종의 개체수 비율을 이용하였다. 평가 방법은 An 등 (2006)이 제시한 바와 같이, 각 메트릭 별로 “5”, “3”, “1”의 점수를 부여하고, 8개 메트릭 항목의 총합으로 모델값을 구하여 최적상태(A; excellent, 36~40), 양호상태(B; good, 26~35), 보통상태(C; fair, 16~25), 불량상태(D; poor, < 15)로 평가등급을 산정하였다.
- 어류 채집도구는 투망(망목: 7 × 7 mm) 및 족대(망목: 4 × 4 mm)를 동시에 이용하였다. 각 채집도 구의 선정은 채집도구의 효율성을 바탕으로 수정 보완된 방법을 적용하였다(Han과 An, 2010). 수심이 얕은 수초 근처 지역에서 족대를 이용하였으며, 수심이 깊거나 개방된 구간에서는 투망을 이용하였다.
- 모델의 각 메트릭 특성은 크게 세 가지로 구분되는데 첫째는 어류 종조성과 특성(species composition)을 반영하여 M1: 어류의 종다양도 지수, M2: 민감성 어종의 개체수, M3: 내성종의 상대빈도로 구성되었다. 둘째, 영양단계 특성 (trophic composition)을 반영한 메트릭으로 M4: 잡식 종의 상대빈도, M5: 충식종의 상대빈도 메트릭을 이용 하였다. 셋째, 종풍부도 및 개체건강도 특성(fish abundance and fish health)을 반영한 메트릭으로 M6: 군집 우점도 지수, M7: 배스의 상대빈도 및 M8: 비정상개체 출현빈도를 이용하였다.
- 이런 이유는 장마기인 7 - 8월은 유량증가 및 유속변화 등의 물리적 영향으로 인해 어류군이 상류 혹은 하류로 이동할 수 있으며, 반대로 동절기에는 낮은 수온과 유량감소 등으로 인해 어류가 수심이 깊은 하류로 이동할 수 있는 특성 때문이다. 또한 조사 구간은 본래 백제보의 상류역, 하류역 및 인근 지천들을 조사하였으나, 본 연구에서는 정수역 및 유수역 건강도 평가모델의 적용성 평가를 위해 보 상류 구간의 자료만을 분석하였다. 2010년 조사 시기를 보 건설 이전 기간(before the weir construction, B WC ), 2011년 조사 시기는 보 건설 이후 기간(after the weir construction, A WC )으로 구분하여 어류 종 구성도 변화 및 모델 적용성을 평가하였다.
- 본 연구에서는 금강 백제보 수역의 어류 종 조성 및 군집구조 특성을 조사하였고, 보의 건설에 따른 횡단 구조물 설치가 어류 종 특성, 트로픽 길드 및 내성도 길드에 어떻게 영향 주는지를 평가 하였다. 또한, 어류의 지표특성에 대한 메트릭을 이용하여, 유수형 수체의 건강도 평가 모델인 SIBI와 정수형 수체의 건강도 평가 모델인 LEHA를 동시에 적용하여 보 건설에 대한 건강도 영향을 분석하였다. 즉, 본 연구에서는 생태계 변화에 대해 많은 자료를 이용하여 변화 특성을 파악하는 관점 보다는 두 개 모델의 적용시의 유사점 및 차이점에 초점을 두어 실시하였다.
- 유수 생태계 평가를 위한 LEHA 모델은 정수역의 생태 특성을 바탕으로 수정 보완된 방법으로서 Han과 An(2010)에 의해 개발된 모델을 적용하였다. 모델의 각 메트릭 특성은 크게 세 가지로 구분되는데 첫째는 어류 종조성과 특성(species composition)을 반영하여 M1: 어류의 종다양도 지수, M2: 민감성 어종의 개체수, M3: 내성종의 상대빈도로 구성되었다. 둘째, 영양단계 특성 (trophic composition)을 반영한 메트릭으로 M4: 잡식 종의 상대빈도, M5: 충식종의 상대빈도 메트릭을 이용 하였다.
- 셋째, 종풍부도 및 개체건강도 특성(fish abundance and fish health)을 반영한 메트릭으로 M6: 군집 우점도 지수, M7: 배스의 상대빈도 및 M8: 비정상개체 출현빈도를 이용하였다. 본 LEHA 모델 평가 및 등급산정을 위해 US EPA(1994)의 정수생태계 평가 모델을 기본으로 우리나라 호소 생태 특성에 맞게 수정 보완된 등급을 이용하였다. LEHA 모델 등급의 구분은 각 메트릭 별로 “5”, “3”, “1”의 점수를 부여하고, 총 8개 메트릭 점수를 합산하여 건강도 평가등급을 산정하였다.
- EPA(1993) 및 Barbour 등(1999)의 방식에 의거하여 분석하였다. 생태지표특성은 민감종(sensitive species, SS), 중간종(intermediate species, IS) 그리고 내성종(tolerant species, TS)으로 분류하였다. 어류의 섭식특성은 충식종(insectivore species, I), 잡식종(omnivore species, O), 육식종(carnivore species, C)으로 대별하였다.
- 둘째, 영양단계 특성 (trophic composition)을 반영한 메트릭으로 M4: 잡식 종의 상대빈도, M5: 충식종의 상대빈도 메트릭을 이용 하였다. 셋째, 종풍부도 및 개체건강도 특성(fish abundance and fish health)을 반영한 메트릭으로 M6: 군집 우점도 지수, M7: 배스의 상대빈도 및 M8: 비정상개체 출현빈도를 이용하였다. 본 LEHA 모델 평가 및 등급산정을 위해 US EPA(1994)의 정수생태계 평가 모델을 기본으로 우리나라 호소 생태 특성에 맞게 수정 보완된 등급을 이용하였다.
- 각 채집도 구의 선정은 채집도구의 효율성을 바탕으로 수정 보완된 방법을 적용하였다(Han과 An, 2010). 수심이 얕은 수초 근처 지역에서 족대를 이용하였으며, 수심이 깊거나 개방된 구간에서는 투망을 이용하였다. 채집한 어류는 현장에서 Kim과 Kang(1993), Kim(1997), Kim과 Park(2002)에 의거하여 동정하였고, 동정이 확실치 않은 종의 경우 10% 포르말린 용액에 고정한 후 실험실로 운반하여 동정하였다.
- 어류 채집도구는 투망(망목: 7 × 7 mm) 및 족대(망목: 4 × 4 mm)를 동시에 이용하였다.
- 어류조사는 Barbour 등(1999) 에 의거하여 최대 일주기 대기온도(maximum daily temperature)가 19ºC 이상인 6월, 10월에 실시하였고, 2010~2011년도 까지 2년간 조사하였다.
- 또한, 어류의 지표특성에 대한 메트릭을 이용하여, 유수형 수체의 건강도 평가 모델인 SIBI와 정수형 수체의 건강도 평가 모델인 LEHA를 동시에 적용하여 보 건설에 대한 건강도 영향을 분석하였다. 즉, 본 연구에서는 생태계 변화에 대해 많은 자료를 이용하여 변화 특성을 파악하는 관점 보다는 두 개 모델의 적용시의 유사점 및 차이점에 초점을 두어 실시하였다. 현재 국내 외 적으로 유수역에서 정수역으로 전환되는 하천/강의 경우 어떠한 모델을 적용하는 것이 타당한지에 대한 기준이 없고, 두 가지 모델을 동시에 적용한 사례가 없어 건강도 평가에 대한 적용 방법 전환이 필요한 실정이다.
- 평가 방법은 An 등 (2006)이 제시한 바와 같이, 각 메트릭 별로 “5”, “3”, “1”의 점수를 부여하고, 8개 메트릭 항목의 총합으로 모델값을 구하여 최적상태(A; excellent, 36~40), 양호상태(B; good, 26~35), 보통상태(C; fair, 16~25), 불량상태(D; poor, < 15)로 평가등급을 산정하였다.
대상 데이터
- 본 연구 대상 지역은 금강 수계의 중 하류역에 위치한 백제보로서, 하폭이 100~300 m에 달하며 하천차수는 6차 하천에 속한다. 어류조사는 Barbour 등(1999) 에 의거하여 최대 일주기 대기온도(maximum daily temperature)가 19ºC 이상인 6월, 10월에 실시하였고, 2010~2011년도 까지 2년간 조사하였다.
이론/모형
- 백제보 건설구간의 생태건강도를 평가하기 위해서 유수생태계의 건강도 평가 모형인 SIBI모델과 정수 생태계 모형인 LEHA 모델을 동시에 적용하여 평가하였다. SIBI 모델은 우리나라 하천의 특성에 맞게 수정 보완한 환경부의 수생태계 건강성 조사 및 평가(Ministry of Environment, 2009)방법에 따라 총 8개 메트릭을 이용 하였다. 각 메트릭 항목은 M1: 국내종의 총 종수, M2: 여울성 저서종수, M3: 민감종수, M4: 내성종의 개체수 비율, M5: 잡식종의 개체수비율, M6: 국내종의 충식종 개체수 비율, M7: 채집된 국내종의 총 개체수 및 M8: 비정상종의 개체수 비율을 이용하였다.
- 백제보 건설구간의 생태건강도를 평가하기 위해서 유수생태계의 건강도 평가 모형인 SIBI모델과 정수 생태계 모형인 LEHA 모델을 동시에 적용하여 평가하였다. SIBI 모델은 우리나라 하천의 특성에 맞게 수정 보완한 환경부의 수생태계 건강성 조사 및 평가(Ministry of Environment, 2009)방법에 따라 총 8개 메트릭을 이용 하였다.
- 3). 어류 생태 서식처에 대한 특성은 Kim(1997), Ministry of Environment(2009)에 의거하여 유수역 서식종과 정수역 서식종을 구분하였다. 1차적으로 유수역을 선호하는 어종 중에서 됭경모치, 피라미, 참마자, 밀어에 대해 시기별 채집현황에 따르면, 보 건설 후 채집된 개체수의 상대빈도는 적게는 약 2 배에서 크게는 12배까지 감소한 것으로 나타났다(Fig.
- 어류 생태지표종 구분방식은 U.S. EPA(1993) 및 Barbour 등(1999)의 방식에 의거하여 분석하였다. 생태지표특성은 민감종(sensitive species, SS), 중간종(intermediate species, IS) 그리고 내성종(tolerant species, TS)으로 분류하였다.
- 어류 채집은 Ohio EPA(1989) 방법에 기초하여 우리나라의 특성에 맞게 수정 보완된 An 등(2001)의 방법을 따랐다. 조사거리는 200 m로 제한하였고(Ohio EPA, 1989), 조사에 소요된 시간은 Karr(1981)와 Rankin과 Yoder(1999)에 의한 경험적 방법으로서 최대 종풍부도 곡선(maximum species richness line)을 통하여 60분으로 하였다.
- 유수 생태계 평가를 위한 LEHA 모델은 정수역의 생태 특성을 바탕으로 수정 보완된 방법으로서 Han과 An(2010)에 의해 개발된 모델을 적용하였다. 모델의 각 메트릭 특성은 크게 세 가지로 구분되는데 첫째는 어류 종조성과 특성(species composition)을 반영하여 M1: 어류의 종다양도 지수, M2: 민감성 어종의 개체수, M3: 내성종의 상대빈도로 구성되었다.
- 어류 채집은 Ohio EPA(1989) 방법에 기초하여 우리나라의 특성에 맞게 수정 보완된 An 등(2001)의 방법을 따랐다. 조사거리는 200 m로 제한하였고(Ohio EPA, 1989), 조사에 소요된 시간은 Karr(1981)와 Rankin과 Yoder(1999)에 의한 경험적 방법으로서 최대 종풍부도 곡선(maximum species richness line)을 통하여 60분으로 하였다. 어류 채집도구는 투망(망목: 7 × 7 mm) 및 족대(망목: 4 × 4 mm)를 동시에 이용하였다.
- 수심이 얕은 수초 근처 지역에서 족대를 이용하였으며, 수심이 깊거나 개방된 구간에서는 투망을 이용하였다. 채집한 어류는 현장에서 Kim과 Kang(1993), Kim(1997), Kim과 Park(2002)에 의거하여 동정하였고, 동정이 확실치 않은 종의 경우 10% 포르말린 용액에 고정한 후 실험실로 운반하여 동정하였다. 채집된 어류의 개체수 산정은 어류체장의 길이가 20 mm 이하인 경우 제외하였고(Barbour 등, 1999), 비정상어종은 U.
성능/효과
- 그 후 2011년 Hur 등 (2011) 및 Kang 등(2011a)은 피라미 및 참갈겨니를 우점종으로 보고하였고, 2012년 Kang(2012)은 피라미, 참갈겨니, 쉬리, 모래무지(Pseudogobio esocinus) 순서로 우점하는 종조성을 확인하였다. 각 문헌에서 보고된 우점종은 피라미이고 그 다음으로 참갈겨니가 아우점종 으로 확인되었다. 본 연구의 경우 우점종에서 피라미의 뚜렷한 차이를 볼 수 있는데, 이는 조사지점의 차이(문헌; 금강 본류 및 지류를 포함/ 본 연구: 백제보 수역)에 따른 결과로 나타났다.
- 어류 조사에서는 모래무지아과(Gobioninae) 어류가 9종으로서 전체 중 41%를 차지하여, 다른 분류군에 비해 가장 높게 우점도를 보였다. 그 외의 전체 상대풍부도가 9%를 상회하는 어종은 납자루아과 (Acheilognathinae) 3종으로서 상대풍부도는 15%로 나타나 일반적으로 정체되는 수역에서 서식하는 종이 우점하는 것으로 나타났다. 그다음으로 피라미아과(Danioninae, 3종 15%), 강준치아과(Cultrinae, 2종 9%) 및 검정우럭과(Centrachidae 2 종, 9%)가 높은 풍부도를 보였다.
- 그 외의 전체 상대풍부도가 9%를 상회하는 어종은 납자루아과 (Acheilognathinae) 3종으로서 상대풍부도는 15%로 나타나 일반적으로 정체되는 수역에서 서식하는 종이 우점하는 것으로 나타났다. 그다음으로 피라미아과(Danioninae, 3종 15%), 강준치아과(Cultrinae, 2종 9%) 및 검정우럭과(Centrachidae 2 종, 9%)가 높은 풍부도를 보였다.
- )은 보 건설 이전/ 이후 시기별로 구분하여 볼 때, 2차 조사에는 차이가 없었으나 1차 조사에서 종수 감소 현상을 보였다. 또한 수질 오염 및 서식지 교란에 대해 우점특성을 보이는 내성종(Tolerant sp.)은 1차 조사에서 보 건설 후 증가양상을 보였고, 2차 조사에서도 유사한 것으로 나타났다. 보 건설 이전에 채집된 어류의 내성도에 따른 대표어종은 민감종의 경우 긴몰개가 1종으로 100%였고, 중간종은 10 종 중에서 53.
- 외래종 분석에 따르면, 보 건설 이전에는 배스, 블루길이 출현하였으나, 보 건설 후에는 채집되지 않았다. 또한, 모든 조사에서 우리나라 환경부 지정 천연기념물과 법적 보호종은 백제보 구간에서 전혀 채집되지 않았다.
- 7%)로 나타났다. 반면, 보 건설 후 어류의 상대풍부도는 끄리가 26%로 최고치를 보였고, 강준치(Erythroculter erythropterus) 22%, 몰개(Squalidus japonicus coreanus) 14%, 됭경모치 9.4% 순으로 출현 율이 감소하였으며, 유수 생태계의 우점종인 피라미는 우점종에서 누락되어 보 건설 후 수체는 정수형 선호 어종으로 변화된 것으로 나타났다.
- 3c). 반면, 정수역 어종의 상대빈도는 보 건설 이전에 20.5%였으나, 보 건설 후 76.9%로서 높은 증가 양상을 보였다.
- 백제보의 건설 이전/이후의 어류 종조성 분석에 따르면, 보 건설 이전에 상대풍부도가 가장 높은 종은 됭경모치(Microphysogobio jeoni, 22%) 및 피라미(Zacco platypus, 21%)가 20%이상을 상회하였고, 그 다음으로 끄리(Opsarichthys uncirostris amurensis, 12%) 누치(Hemibarbus labeo, 7.1%), 긴몰개(Squalidus gracilis majimae, 6.7%)로 나타났다. 반면, 보 건설 후 어류의 상대풍부도는 끄리가 26%로 최고치를 보였고, 강준치(Erythroculter erythropterus) 22%, 몰개(Squalidus japonicus coreanus) 14%, 됭경모치 9.
- 3%였다. 보 건설 이전에 채집된 어류는 전체 19종 312개체였으나, 보 건설 이후에는 14종 117개체로 일부 고유종의 감소를 보였다(Table 1). 외래종 분석에 따르면, 보 건설 이전에는 배스, 블루길이 출현하였으나, 보 건설 후에는 채집되지 않았다.
- 이러한 종은 단기간에 완전히 사라진 것이 아니라 상대적으로 풍부도가 낮아져 채집이 되지 않은 것으로 추정되었다. 보 건설 이후에 새롭게 출현된 종은 정수역 선호종인 가시납지리, 몰개, 강준치로 나타나 보 건설 후 정수역 선호종들의 출현빈도가 높은 것으로 나타났다.
- 보 건설 이후에 채집된 어류 내성도 분석에 따르면, 민감종은 3%, 중간종은 21%, 내성종은 76%로서 극명한 내성종 우점현상을 보였다. 풍부도가 높은 어류에 대한 내성도 분석에 따르면 민감종의 경우 긴몰개 1종이었고, 중간종은 6종 중에서 됭경모치가 37%, 내성종은 7종 중에서 끄리가 36%를 차지하였다.
- 보 건설 후 SIBI와 LEHA 모델 값은 감소되어 전체적인 생태 건강도가 악화된 것으로 나타났다. 보 건설 전에 SIBI 모델 값은 평균 19로서 생태 건강도는 C 등급이었고, 보 건설 후 모델 값은 16으로 일부 수치는 감소한 것으로 나타났다. 한편, 정수형 수체의 평가 모델인 LEHA 모델의 경우에는 보 건설 이전에 모델 값은 28, B등급 이었으나, 보 건설 후 모델 값은 24, C등급으로 악화된 것으로 나타났다.
- 보 건설에 따른 백제보 수역의 생태 건강도를 평가하기 위해서 SIBI의 유수성 수체 평가 모델과 정수성 수체 평가 모델인 LEHA 모델을 동시에 적용 분석한 결과는 Table 2와 같다. 보 건설 후 SIBI와 LEHA 모델 값은 감소되어 전체적인 생태 건강도가 악화된 것으로 나타났다. 보 건설 전에 SIBI 모델 값은 평균 19로서 생태 건강도는 C 등급이었고, 보 건설 후 모델 값은 16으로 일부 수치는 감소한 것으로 나타났다.
- 보 건설과정에서 유수역이던 하천이 정수역으로 전환 되면서 하천에 서식하는 어류의 종조성 변화를 유수역 선호종과 정수역 선호종으로 구분하여 분석한 결과에 따르면, 유수역을 선호하는 어종의 상대풍부도는 감소한 반면 정수역을 선호하는 어종은 증가하는 경향을 보였다 (Fig. 3).
- 본 연구 조사기간에 채집된 한국 고유종(Endemic species)은 전체 어종 중 36.4%였고, 조사시기별로 채집된 고유종은 보 건설 이전 및 건설 직후 시기 모두 27.3%였다. 보 건설 이전에 채집된 어류는 전체 19종 312개체였으나, 보 건설 이후에는 14종 117개체로 일부 고유종의 감소를 보였다(Table 1).
- 본 연구에서 2년의 연구기간 동안 백제보에서 채집된 어류는 총 8과 22종으로서 높은 종 풍부도를 보였다(Table 1). 이런 결과는 최근 금강 본류에서 채집된 종 목록과 비교해 볼 때, 금강 수계 전체의 약 25% 수준으로 나타났다.
- Yang 등(2012)의 보고에 따르면, 댐 건설로 인해 유수역이던 하천이 정수역으로 전환되면서 어류의 종조성에 미치는 영향은 유수성 어종인 돌고기, 참중고기, 돌마자, 참갈겨 니의 상대풍부도가 감소하였고, 정수성 선호 어종인 누 치, 끄리 등은 증가하였다. 본 연구에서는 돌고기, 참중고기, 돌마자, 참갈겨니가 채집되지 않아 직접적인 비교는 될 수 없지만, 끄리가 증가한 것은 유사하게 유수성 어류가 증가한 것으로 해석되었다.
- 각 문헌에서 보고된 우점종은 피라미이고 그 다음으로 참갈겨니가 아우점종 으로 확인되었다. 본 연구의 경우 우점종에서 피라미의 뚜렷한 차이를 볼 수 있는데, 이는 조사지점의 차이(문헌; 금강 본류 및 지류를 포함/ 본 연구: 백제보 수역)에 따른 결과로 나타났다. 즉, 금강수계의 본류 및 지류를 포함하는 전체를 보면 건설 전, 후 큰 차이가 없어 보이나 본 백제보 수역처럼 보 건설 구간에서는 유수종의 상대풍부도 측면에서 뚜렷한 차이를 보이는 것으로 나타났다.
- 상기의 종합적 연구에서 백제보와 같이 강의 중/하류 역에 건설된 인공구조물은 수체류 시간을 증가시켜 유수역 환경은 정수역 환경으로 서식지 및 수리수문학적 특성이 변화되고, 이에 따라 어류의 종 조성 및 트로픽 길드에 영향을 주어 수생태계의 전반적인 구조와 기능에 영향을 줄 수 있는 것으로 추측되었다. 그러나 본 연구는 단기적인 연구이기 때문에 향후 장기적인 연구 및 자료 축적을 통해 어류의 종 조성 및 생태 건강도의 추이를 지속적으로 지켜봐야 할 것으로 사료되었다.
- 2). 수질 및 서식지 교란 측면에서 중간종(Intermediate sp.)은 보 건설 이전/ 이후 시기별로 구분하여 볼 때, 2차 조사에는 차이가 없었으나 1차 조사에서 종수 감소 현상을 보였다. 또한 수질 오염 및 서식지 교란에 대해 우점특성을 보이는 내성종(Tolerant sp.
- 이런 결과는 최근 금강 본류에서 채집된 종 목록과 비교해 볼 때, 금강 수계 전체의 약 25% 수준으로 나타났다. 어류 조사에서는 모래무지아과(Gobioninae) 어류가 9종으로서 전체 중 41%를 차지하여, 다른 분류군에 비해 가장 높게 우점도를 보였다. 그 외의 전체 상대풍부도가 9%를 상회하는 어종은 납자루아과 (Acheilognathinae) 3종으로서 상대풍부도는 15%로 나타나 일반적으로 정체되는 수역에서 서식하는 종이 우점하는 것으로 나타났다.
- 어류의 트로픽 길드 분석에 따르면, 보 건설 이전에 채집된 충식종 (Insectivore)은 보 건설 후 감소하는 것으로 나타났고, 육식종 (Carnivore)은 반대로 증가하는 경향을 보였다(Fig. 2). 이는 Yang 등(2012) 연구에서 용담댐 건설 직후 그 곳에 서식하는 어류가 충식성 어류 군집구조에서 잡식성으로 변화되는 것과 유사한 경향성을 보였다.
- 유수성 수체의 생태평가 모형인 SIBI 모델값의 평균은 19에서 16으로 감소하였는데, 이러한 이유는 국내종의 총 종수의 감소와 충식종 개체수 비율이 낮았기 때문 이며, 이로 인해 M1, M6 메트릭 점수가 감소하였다. LEHA 모델값은 보 건설 후 내성종의 상대빈도가 높아 졌고, 충식종의 상대빈도가 낮았기 때문에 M3, M5 메트릭 모델 값이 낮았다.
- 강준치, 몰개, 가시납지리 의 어류들은 보 건설 전에는 채집되지 않았으나, 보 건설후 새롭게 출현한 어종으로 나타나 원래 없던 종이 출현했다기 보다는 상대 출현빈도가 증가한 것으로 보여진다. 유수역 선호어종과 정수역 선호어종의 전체적인 상대빈도를 비교하면 보 건설 이전 시기의 유수역 어종의 상대 빈도는 47.1%였고, 보 건설 직후의 상대빈도는 11.1% 로 감소하였다(Fig. 3c). 반면, 정수역 어종의 상대빈도는 보 건설 이전에 20.
- 유수역에서 정수역으로 전환될 것으로 예상되는 지역에 대해 두 가지 생태건강도 평가 모델을 적용한 결과에 따르면, SIBI 모델의 경우 모델 값의 일부 감소가 있었지만 등급에는 변화가 없었고, LEHA 모델은 모델값 감소 및 생태 건강도 등급의 뚜렷한 악화를 보였다. 현재의 연구 결과를 종합해 보면, 백제보는 이미 수체류 시간이 적게는 3배에서 5배 이상 증가하였고, 수위도 이미 최대 6m 이상의 높은 수위를 보이며, 최근 호수 및 정수 형 수체에서 빈번히 발생하는 수화현상(Algal bloom)이 보고되고 있어 현재 백제보는 좀 더 정수형 수체에 가까운 것으로 평가되었다.
- 현재의 연구 결과를 종합해 보면, 백제보는 이미 수체류 시간이 적게는 3배에서 5배 이상 증가하였고, 수위도 이미 최대 6m 이상의 높은 수위를 보이며, 최근 호수 및 정수 형 수체에서 빈번히 발생하는 수화현상(Algal bloom)이 보고되고 있어 현재 백제보는 좀 더 정수형 수체에 가까운 것으로 평가되었다. 이런 상황은 기존의 백제보 지역 흐름이 분명히 존재하는 유수역에서 흐름이 극히 완화된 정수역으로 전환된 것으로 예상되는 바 이런 경우 정수 생태건강도 평가 모델인 LEHA 모델을 적용하는 것이 합당할 것으로 사료되었다.
- 이는 Yang 등(2012) 연구에서 용담댐 건설 직후 그 곳에 서식하는 어류가 충식성 어류 군집구조에서 잡식성으로 변화되는 것과 유사한 경향성을 보였다. 잡식종(Omnivore)의 상대빈도는 1차 조사에서보 건설 후에 감소한 반면, 2차 조사에서는 증가하는 경향을 보였다. 일반적으로 문헌에 따르면(Karr, 1981; U.
- 하지만 외래종 이면서 최상위 포식자인 배스의 상대빈도는 보 건설 후 채집이 되지 않아 M7 메트릭 점수는 오히려 증가하는 결과를 보였다. 전체 적으로 정수형 수체 평가모형인 LEHA 모델값과 등급 하락에 미치는 영향은 내성종의 상대빈도 증가와 충식종의 상대빈도 감소가 주된 영향으로 나타나 생태건강도에 악 영향을 주었다.
- 풍부도가 높은 어류에 대한 내성도 분석에 따르면 민감종의 경우 긴몰개 1종이었고, 중간종은 6종 중에서 됭경모치가 37%, 내성종은 7종 중에서 끄리가 36%를 차지하였다. 전체적으로 보 건설 후민감종과 중간종은 전반적으로 감소되었고, 내성종은 건설 후 증가되는 경향을 보였다. 이는 공사로 인한 탁수발 생과 유역의 흐름이 완화되면서 민감종은 감소하고, 중간종 혹은 내성종은 증가한 것으로 사료되었다.
- 정수역 선호종 및 유수역 선호종의 빈도를 종합한 결과에 따르면, 보 건설 후 유수역을 선호하는 어류상이 정수역 선호종으로 뚜렷하게 변한 것을 알 수 있다. Yang 등(2012)의 보고에 따르면, 댐 건설로 인해 유수역이던 하천이 정수역으로 전환되면서 어류의 종조성에 미치는 영향은 유수성 어종인 돌고기, 참중고기, 돌마자, 참갈겨 니의 상대풍부도가 감소하였고, 정수성 선호 어종인 누 치, 끄리 등은 증가하였다.
- 조사시기별로 채집된 어류의 내성도 길드(Tolerance guild) 분석에 따르면, 민감종(Sensitive sp.)은 보 건설 이전/이후 모두 1차 조사에서만 채집되었고, 보 건설 후 종수가 감소된 것을 확인하였다(Fig. 2). 수질 및 서식지 교란 측면에서 중간종(Intermediate sp.
- 본 연구의 경우 우점종에서 피라미의 뚜렷한 차이를 볼 수 있는데, 이는 조사지점의 차이(문헌; 금강 본류 및 지류를 포함/ 본 연구: 백제보 수역)에 따른 결과로 나타났다. 즉, 금강수계의 본류 및 지류를 포함하는 전체를 보면 건설 전, 후 큰 차이가 없어 보이나 본 백제보 수역처럼 보 건설 구간에서는 유수종의 상대풍부도 측면에서 뚜렷한 차이를 보이는 것으로 나타났다.
- 채집종에 대한 보 건설 전, 후의 출현 여부 분석에 따르면 보 건설 이전에는 출현하였지만, 건설 후 채집되지 않은 종은 블루길, 참마자, 배스, 큰납지리, 동자개, 중고기, 얼룩동사리, 밀어로 나타났다. 이러한 종은 단기간에 완전히 사라진 것이 아니라 상대적으로 풍부도가 낮아져 채집이 되지 않은 것으로 추정되었다.
- 3b). 특히, 참몰개는 약 2.7배 증가하 였고, 끄리는 2.2배, 모래무지는 1.3배 증가하여 정수역 선호도가 뚜렷하게 나타났다. 강준치, 몰개, 가시납지리 의 어류들은 보 건설 전에는 채집되지 않았으나, 보 건설후 새롭게 출현한 어종으로 나타나 원래 없던 종이 출현했다기 보다는 상대 출현빈도가 증가한 것으로 보여진다.
- 보 건설 이후에 채집된 어류 내성도 분석에 따르면, 민감종은 3%, 중간종은 21%, 내성종은 76%로서 극명한 내성종 우점현상을 보였다. 풍부도가 높은 어류에 대한 내성도 분석에 따르면 민감종의 경우 긴몰개 1종이었고, 중간종은 6종 중에서 됭경모치가 37%, 내성종은 7종 중에서 끄리가 36%를 차지하였다. 전체적으로 보 건설 후민감종과 중간종은 전반적으로 감소되었고, 내성종은 건설 후 증가되는 경향을 보였다.
- 한편, 정수역 선호종은 끄리, 강준치, 몰개, 가시납지리, 참몰개, 납자루, 모래무지로 나타났고, 이들 중 납자 루를 제외한 모든 종은 보 건설 후 증가하는 경향이 뚜렷하게 나타났다(Fig. 3b). 특히, 참몰개는 약 2.
- 유수역에서 정수역으로 전환될 것으로 예상되는 지역에 대해 두 가지 생태건강도 평가 모델을 적용한 결과에 따르면, SIBI 모델의 경우 모델 값의 일부 감소가 있었지만 등급에는 변화가 없었고, LEHA 모델은 모델값 감소 및 생태 건강도 등급의 뚜렷한 악화를 보였다. 현재의 연구 결과를 종합해 보면, 백제보는 이미 수체류 시간이 적게는 3배에서 5배 이상 증가하였고, 수위도 이미 최대 6m 이상의 높은 수위를 보이며, 최근 호수 및 정수 형 수체에서 빈번히 발생하는 수화현상(Algal bloom)이 보고되고 있어 현재 백제보는 좀 더 정수형 수체에 가까운 것으로 평가되었다. 이런 상황은 기존의 백제보 지역 흐름이 분명히 존재하는 유수역에서 흐름이 극히 완화된 정수역으로 전환된 것으로 예상되는 바 이런 경우 정수 생태건강도 평가 모델인 LEHA 모델을 적용하는 것이 합당할 것으로 사료되었다.
후속연구
- 상기의 종합적 연구에서 백제보와 같이 강의 중/하류 역에 건설된 인공구조물은 수체류 시간을 증가시켜 유수역 환경은 정수역 환경으로 서식지 및 수리수문학적 특성이 변화되고, 이에 따라 어류의 종 조성 및 트로픽 길드에 영향을 주어 수생태계의 전반적인 구조와 기능에 영향을 줄 수 있는 것으로 추측되었다. 그러나 본 연구는 단기적인 연구이기 때문에 향후 장기적인 연구 및 자료 축적을 통해 어류의 종 조성 및 생태 건강도의 추이를 지속적으로 지켜봐야 할 것으로 사료되었다.
- 현재 국내 외 적으로 유수역에서 정수역으로 전환되는 하천/강의 경우 어떠한 모델을 적용하는 것이 타당한지에 대한 기준이 없고, 두 가지 모델을 동시에 적용한 사례가 없어 건강도 평가에 대한 적용 방법 전환이 필요한 실정이다. 본 연구에서 수행된 백제보 수역의 생태 건강도 분석법은 향후 변화된 수생태계 평가모형 연구의 기초자료로 이용할 수 있을 것으로 사료된다.
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