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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 수생식물이 우점하는 얕은 습지에서 어류의 종 조성과 분포를 조사하고, 수생식물의 생물량을 포함한 환경 요인이 어류에 미치는 영향을 평가하였다. 도출된 결과를 바탕으로 수생식물의 생물량이 어류 군집에 분포와 종 조성에 미치는 영향을 평가하고자 한다. 각 습지마다 수생식물의 생물량 및 우점종이 다르며, 이와 같은 차이는 어류 종조성이나 분포에 크게 영향을 줄 것으로 기대 된다.
- 따라서 본 연구에서는 수생식물이 우점하는 얕은 습지에서 어류의 종 조성과 분포를 조사하고, 수생식물의 생물량을 포함한 환경 요인이 어류에 미치는 영향을 평가하였다. 도출된 결과를 바탕으로 수생식물의 생물량이 어류 군집에 분포와 종 조성에 미치는 영향을 평가하고자 한다.
- , 2011), 그래서 여름과 가을에는 강우에 대한 영향이 지배적이기 때문에 강우량을 제외한 다른 요인과 상호작용을 평가하기에 어려움이 있다. 본 연구의 주요 목적은 수생식물 등의 환경 요인에 대한 어류의 종 조성 및 분포에 미치는 영향을 평가하는 것이므로, 수환경이 비교적 안정적으로 조성되는 봄 시기(5~6월, 2012)에 각 습지에서 한번씩 조사를 수행하였다.
- 각 습지마다 수생식물의 생물량 및 우점종이 다르며, 이와 같은 차이는 어류 종조성이나 분포에 크게 영향을 줄 것으로 기대 된다. 이러한 어류의 분포 특성을 해당 습지의 동물플랑크톤 밀도와 비교하여 수생식물의 생체량이 어류의 먹이원 활용에 미치는 영향을 고찰하고자 한다.
제안 방법
- 각 습지간에 어류 군집의 유사성을 분석하기 위해 유사도 분석(cluster analysis)을 수행하였다. 또한 수생식물과 이화학적 요인에 대한 어류의 군집의 영향을 분석하기 위해 단계별 회귀분석(stepwise multiple regression analysis)를 이용하였다.
- 채집된 수생식물은 실험실로 운반하여 60℃에서 48시간 건조시킨 후 건중량을 측정하였다. 각 습지에서 3번씩 측정된 수생식물의 건중량은 평균을 산출하여 각 습지를 대표할 수 있는 수생식물의 생물량을 측정하였다.
- 수생식물의 채집을 위해 각 습지지의 수변부에서 1 × 1(m) 방형구를 이용하여 조사하였다. 각 습지에서 방형구 조사는 무작위적으로 3번 수행되었으며, 방형구 안에 있는 모든 수생식물을 채집하였다. 채집된 수생식물은 실험실로 운반하여 60℃에서 48시간 건조시킨 후 건중량을 측정하였다.
- 각 습지에서 어류 먹이원의 활용 가능성을 평가하기 위해 어류의 대표적인 먹이원인 동물플랑크톤을 평가하였다 (Figure 3). 동물플랑크톤 밀도는 습지에 따라 상이하였으며, 298~3,546 ind.
- 채집된 어류는 Kim and Park (2002) 및 Nelson (1994)의 분류체계를 따라 종 수준으로 동정하였다. 각 습지에서 어류의 종 조성이나 분포 특성을 이해하기 위해, 수생식물의 채집도 병행하였다. 수생식물의 채집을 위해 각 습지지의 수변부에서 1 × 1(m) 방형구를 이용하여 조사하였다.
- 탁도는 각 습지에서 원수 100 ml를 채수한 후, 실험실로 운반하여 탁도측정기 (Model 100B)를 이용하여 측정되었다. 각 습지의 면적은 토지피복도와 국토지리정보원에서 발행한 1:25000 수치지 도와 중첩하여 식생이 현저히 구분되는 구간까지 세부적인 경계를 설정하여 최종면적을 산출하였다.
- 동물플랑크톤은 각 습지에서 원수 10 l를 채수한 후, 이를 68 ㎛망목의 네트에 여과시켜 70 ㎖로 농축한 후 포르 말린 5%로 고정하였다. 고정된 동물플랑크톤 시료는 실험실에서 현미경(ZEISS, Model Axioskop 40)을 이용하여 리터 (l)당 개체수로 환산하였다. 동물플랑크톤의 개체수 산출은 Mizuno and Takahashi(1999)의 분류체계에 따랐다.
- , 2000) 동물플랑크톤 군집(윤충류, 지각류, 요각류)을 추가적으로 조사하였다. 동물플랑크톤은 각 습지에서 원수 10 l를 채수한 후, 이를 68 ㎛망목의 네트에 여과시켜 70 ㎖로 농축한 후 포르 말린 5%로 고정하였다. 고정된 동물플랑크톤 시료는 실험실에서 현미경(ZEISS, Model Axioskop 40)을 이용하여 리터 (l)당 개체수로 환산하였다.
- 수생식물의 채집을 위해 각 습지지의 수변부에서 1 × 1(m) 방형구를 이용하여 조사하였다.
- 이화학적 요인의 측정 항목은 수온, 용존산소, 전기전도도, pH, 탁도등 5개로, 현장에서 측정되었다. 수온과 용존산소는 DO meter를 이용하여 측정하였으며(YSI DO Meter; Model 58), pH와 전기전도도는 각각 pH 측정기 (Orion pH Meter; Model 58)와 전기전도도 측정기(Fisher Conductivity meter; Model 152)를 이용하여 측정되었다. 탁도는 각 습지에서 원수 100 ml를 채수한 후, 실험실로 운반하여 탁도측정기 (Model 100B)를 이용하여 측정되었다.
- 어류의 채집은 투망(망목, 7㎜ × 7㎜), 족대(망목, 4㎜× 4㎜)를 이용하여 약 200~300m의 거리에서 40분간 수행하였다.
- 경상남도에 위치한 24개의 저수지에서 이화학적 요인의 측정 및 어류와 수생식물의 채집을 수행하였다. 이화학적 요인의 측정 항목은 수온, 용존산소, 전기전도도, pH, 탁도등 5개로, 현장에서 측정되었다. 수온과 용존산소는 DO meter를 이용하여 측정하였으며(YSI DO Meter; Model 58), pH와 전기전도도는 각각 pH 측정기 (Orion pH Meter; Model 58)와 전기전도도 측정기(Fisher Conductivity meter; Model 152)를 이용하여 측정되었다.
- 각 습지에서 방형구 조사는 무작위적으로 3번 수행되었으며, 방형구 안에 있는 모든 수생식물을 채집하였다. 채집된 수생식물은 실험실로 운반하여 60℃에서 48시간 건조시킨 후 건중량을 측정하였다. 각 습지에서 3번씩 측정된 수생식물의 건중량은 평균을 산출하여 각 습지를 대표할 수 있는 수생식물의 생물량을 측정하였다.
- 족대는 주로 수생식물의 생물량이 높은 습지에서 어류 채집시 주로 활용되었으며, 약 20회 정도 수행되었다. 채집된 어류는 현장에서 즉시 종 수준으로 동정 후 방류하였다. 현장에서 정확한 동정이 어렵거나, 크기가 작아 동정이 어려운 경우에는 10% 포르말린 용액에 고정하여 실험실에서자세하게 동정을 수행하였다.
- 추가적으로 각 습지에서 어류의 분포에 대한 먹이원의 영향을 평가하기 위해 어류의 먹이원으로 빈번하게 활용되는(Perrow et al., 1999, Manatunge et al., 2000) 동물플랑크톤 군집(윤충류, 지각류, 요각류)을 추가적으로 조사하였다. 동물플랑크톤은 각 습지에서 원수 10 l를 채수한 후, 이를 68 ㎛망목의 네트에 여과시켜 70 ㎖로 농축한 후 포르 말린 5%로 고정하였다.
- 수온과 용존산소는 DO meter를 이용하여 측정하였으며(YSI DO Meter; Model 58), pH와 전기전도도는 각각 pH 측정기 (Orion pH Meter; Model 58)와 전기전도도 측정기(Fisher Conductivity meter; Model 152)를 이용하여 측정되었다. 탁도는 각 습지에서 원수 100 ml를 채수한 후, 실험실로 운반하여 탁도측정기 (Model 100B)를 이용하여 측정되었다. 각 습지의 면적은 토지피복도와 국토지리정보원에서 발행한 1:25000 수치지 도와 중첩하여 식생이 현저히 구분되는 구간까지 세부적인 경계를 설정하여 최종면적을 산출하였다.
- 채집된 어류는 현장에서 즉시 종 수준으로 동정 후 방류하였다. 현장에서 정확한 동정이 어렵거나, 크기가 작아 동정이 어려운 경우에는 10% 포르말린 용액에 고정하여 실험실에서자세하게 동정을 수행하였다. 채집된 어류는 Kim and Park (2002) 및 Nelson (1994)의 분류체계를 따라 종 수준으로 동정하였다.
대상 데이터
- The study sites are indicated as solid circles (•), and located in the southeast South Korea.
- 경상남도에 위치한 24개의 저수지에서 이화학적 요인의 측정 및 어류와 수생식물의 채집을 수행하였다. 이화학적 요인의 측정 항목은 수온, 용존산소, 전기전도도, pH, 탁도등 5개로, 현장에서 측정되었다.
- 기존문헌을 통해 경상남도에는 164개의 정수역(습지, 저 수지, 연못 등)이 위치하고 있는 것으로 파악되었으나(Choi et al., 2014c), 본 연구의 목적을 수행하기 위해 수생식물에 의해 우점된 얕은 습지 24개소를 선정하였다(Figure 1과 Table 1). 앞에서 언급하였듯이, 우리나라는 몬순 기후의 영향으로 강우량이 여름에 집중되며, 이로 인해 급격한 수위 상승과 유량 변화가 발생하게 된다(Jeong et al.
데이터처리
- 각 습지간에 어류 군집의 유사성을 분석하기 위해 유사도 분석(cluster analysis)을 수행하였다. 또한 수생식물과 이화학적 요인에 대한 어류의 군집의 영향을 분석하기 위해 단계별 회귀분석(stepwise multiple regression analysis)를 이용하였다. 이 분석들은 SPSS (ver.
이론/모형
- 고정된 동물플랑크톤 시료는 실험실에서 현미경(ZEISS, Model Axioskop 40)을 이용하여 리터 (l)당 개체수로 환산하였다. 동물플랑크톤의 개체수 산출은 Mizuno and Takahashi(1999)의 분류체계에 따랐다.
- 현장에서 정확한 동정이 어렵거나, 크기가 작아 동정이 어려운 경우에는 10% 포르말린 용액에 고정하여 실험실에서자세하게 동정을 수행하였다. 채집된 어류는 Kim and Park (2002) 및 Nelson (1994)의 분류체계를 따라 종 수준으로 동정하였다. 각 습지에서 어류의 종 조성이나 분포 특성을 이해하기 위해, 수생식물의 채집도 병행하였다.
성능/효과
- 각 습지에서 조사된 어류 종에 대해 유사도 분석을 수행한 결과, 크게 3 집단으로 구분되었다 (Figure 2). 3개로 구분된 집단에 속한 각 습지들은 유사도가 40%이상으로 높은 유사성을 보였다. 각 집단별 특성을 살펴보면, 집단 1은 번개늪(8번)만이 속해 있었으며, 주로 검정우럭과 어류만이 우점하는 것으로 나타나, 다른 습지와 뚜렷하게 구분되었다.
- 그 밖에 참붕어 (Pseudorasbora parva)와 베스(Micropterus salmoides) 또한 각각 79와 88 개체로 조사된 습지에서 빈번하게 출현하는 것으로 나타났다. 가장 많은 어류 개체수가 채집된 습지는 번개늪(8번)으로 총 88 개체가 출현하였으나, 대부분 블루길이었으며 다른 어류 종은 거의 채집되지 않았다. 우포늪(13번) 또한 86 개체로 많은 수의 어류가 채집되었으며, 번개늪과 마찬가지로 블루길이 우점하기는 하였지만 상대 적으로 다양한 종이 출현하였다(총 10종).
- 각 습지에서 조사된 어류의 분포에 대한 이화학적 요인및 수생식물의 생물량과 단계별 회귀분석을 통해 상관성을 평가한 결과, 어류 개체수는 수생식물의 건중량과 밀접하게 연관되었다(df=1, F=32.00, P=0.001; Table 4). 그러나 수온, 용존산소, 전기전도도, pH, 탁도 등의 이화학적 요인은 어류 분포에 영향을 미치지 않았다.
- 수생식물의 건중량 또한 습지에 따라서 상이한 차이를 보이는 것으로 나타났다. 각 습지에서 측정된 수생식물의 건중량은 13.5~92.4g으로 편차가 상당하였으며, 이와 같은 수생식물의 건중량 차이는 각 습지에서 우점하는 수생식물의 종에 의해 영향 받는 것으로 나타났다. 수생식물의 건중량이 높은 습지에서는 공통적으로 붕어마름이나 생이가래 등의 수생식물이 우점하였다.
- 검정우럭과 어류 또한 잉어과 어류 다음으로 상대적으로 높은 개체수를 보였다. 검정우력과 어류를 구성하는 대부분의 어류 종은 블루길 및 베스와 같은 외래종으로, 대부분의 습지에서 빈번하게 출현하는 것으로 나타났다.
- 검정우럭과 어류 또한 잉어과 어류 다음으로 상대적으로 높은 개체수를 보였다. 검정우력과 어류를 구성하는 대부분의 어류 종은 블루길 및 베스와 같은 외래종으로, 대부분의 습지에서 빈번하게 출현하는 것으로 나타났다. 블루길과 베스 또한 잉어과 어류와 비슷하게 식생대 내에서 발달된 포식활동을 보이는 것으로 연구되어 있으며(Crowder and Cooper, 1982; Paukert and Willis, 2002), 특히 블루길은 식생대의 복잡한 구조 안에서도 매우 활발한 먹이 활동을 가질 수 있다(Werner and Hall, 1977, Mittelbach, 1981).
- 3%), 이는 국내에 서식이 확인된 담수 어류 중 잉어과의 어류가 다른 분류군에 비해 더욱 다양하게 분포하는 특성과도 일치한다(Kim and Park, 2002). 그 밖에 검정우럭과(Centrarchidae)가 41.8%, 미꾸리과(Cobitidae)가 3.4%, 동자개과(Bagridae)가 1.3%, 가물치과(Channidae)가 0.6%, 동사리과(Odontobutidae) 0.4%, 드렁허리과(Synbranchidae)가 0.3%, 메기과(Siluridae)가 0.1%로 나타났다. 조사된 전체 습지 내에서 우점종은 블루길(Lepomis macrochirus)이며 조사 기간 동안 총 240 개체가 채집되었고, 붕어(Carassius auratus) 또한 총 194 개체로 블루길 다음으로 높은 개체수를 보였다.
- 조사된 전체 습지 내에서 우점종은 블루길(Lepomis macrochirus)이며 조사 기간 동안 총 240 개체가 채집되었고, 붕어(Carassius auratus) 또한 총 194 개체로 블루길 다음으로 높은 개체수를 보였다. 그 밖에 참붕어 (Pseudorasbora parva)와 베스(Micropterus salmoides) 또한 각각 79와 88 개체로 조사된 습지에서 빈번하게 출현하는 것으로 나타났다. 가장 많은 어류 개체수가 채집된 습지는 번개늪(8번)으로 총 88 개체가 출현하였으나, 대부분 블루길이었으며 다른 어류 종은 거의 채집되지 않았다.
- L -1의 범위를 보였다. 동물플랑크톤 밀도는 주로 수생식물의 생물량이 높은 습지에서 큰 밀도는 가지는 것으로 나타났으며, 특히 우포늪(13번)은 가장 높은 수생식물 생물량을 가지는 것으로 평가되었으며, 동물플랑크톤 밀도 또한 조사된 습지 중에서 가장 높았다. 이와 같은 결과는 기존 논문의 결과에서도 유사하게 보고되었다(Choi et al.
- 이와 대조적으로, 집단 2는 연당지(11번), 월포늪(16번), 팔락늪(22번) 등의 습지가 속하며, 주로 잉어과어류인 붕어에 의해 우점되어 집단 1과 차이를 보였다. 또한 집단 2에 속한 습지들은 상대적으로 많은 어류 개체수를 보였으며, 이는 수생식물의 높은 생물량과 관계되는 것으로 나타났다. 수생식물의 높은 생물량은 포식자와 피식자간에 상호작용을 조절하며(Jeppesen et al.
- 수생식물과 어류간에 영향에 대해서 연구한 일부의 기존 연구에서는 수생식물이 어류의 포식활동을 저해할 수 있다고 제안하였지만(Diehl, 1988; Warfe and Barmuta, 2004), 잉어과 어류의 경우 식생대 내에서도 활발한 포식활동을 가질 수 있다. 본 연구에서도 또한 잉어과 어류는 조사된 습지에서 가장 우점하는 것으로 나타났으며, 조사된 습지 대부분이 수생식물이 우점한 습지인 것을 감안하면 이와 같은 현상은 기존 연구와 비슷한 것으로 사료되었다.
- 9℃의 범위를 보였으며, 점늪(19번), 매곡작은늪(6번), 정양지(20번) 등의 습지에서 가장 높은 수온 값이 관찰되었다. 전체적으로 수온은 면적이 작은 습지일수록 높았으며, 이 것은 면적이 작을수록 기온 증가에 상대적으로 쉽게 영향 받기 때문인 것으로 사료된다.
- 조사 기간 동안, 어류는 총 8과 20종이 동정되었으며, 총 789 개체가 채집되었다(Table 3). 과별 출현 개체수 비율은 잉어과(Cypinidae)에 속하는 어류가 우세하게 분포하는 것을 확인할 수 있는데(약 52.
- 1%로 나타났다. 조사된 전체 습지 내에서 우점종은 블루길(Lepomis macrochirus)이며 조사 기간 동안 총 240 개체가 채집되었고, 붕어(Carassius auratus) 또한 총 194 개체로 블루길 다음으로 높은 개체수를 보였다. 그 밖에 참붕어 (Pseudorasbora parva)와 베스(Micropterus salmoides) 또한 각각 79와 88 개체로 조사된 습지에서 빈번하게 출현하는 것으로 나타났다.
- , 1998, Pelicice and Agostinho, 2006), 특정 어류 종의 과도한 우점을 방지하기 때문에 종 다양성을 증가시킬 수 있다. 집단 3에 속한 습지에서는 대부분 블루길이 가장 높은 개체수를 보였으나, 전체적으로 다양한 어류 종이 출현하는 것으로 나타났다.
- 각 집단별 특성을 살펴보면, 집단 1은 번개늪(8번)만이 속해 있었으며, 주로 검정우럭과 어류만이 우점하는 것으로 나타나, 다른 습지와 뚜렷하게 구분되었다. 특히 블루길은 번개늪에서 출현하는 전체 어류 중에서 약 93%를 차지하는 것으로 나타나 매우 높은 우점률을 보였다. 이와 대조적으로, 집단 2는 연당지(11번), 월포늪(16번), 팔락늪(22번) 등의 습지가 속하며, 주로 잉어과어류인 붕어에 의해 우점되어 집단 1과 차이를 보였다.
후속연구
- 그래서 수생식물은 생물다양성의 유지 및 증가를 위한 핵심적인 요인(keystone species)으로서 평가될 수 있다. 향후, 본 연구의 결과들은 습를 복원하거나 새로 만들 때, 생물다양성을 증가시키기 위한 자료로서 활용될 수 있을 것으로 보인다. 특히 복잡한 형태나 구조를 가지는 수생식물의 식재는 생물다양성 증대에 크게 기여할 수 있기 때문에(Choi et al.
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