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문제 정의
- 본 연구는 송추이주사업 대상지의 현재 자연생태계를 생태적 측면에서 구체적이고 객관적인 연구를 통해 향후 송추이주사업으로 인한 공원생태계 회복 및 쾌적한 공원 환경을 조성하여 그에 따른 저서성 대형무척추동물의 변화 양상을 파악하고 보전 및 복원에 필요한 기초자료로 활용하고자 수행하였다.
제안 방법
- 군집분석은 조사구간별로 정량적으로 채집된 자료로부터 출현한 분류군의 수를 비교하여 출현종수, 출현개체수, 우점종, 우점도(McNaughton, 1967), 다양도(Shannon-Weaver, 1949), 균등도(Pielou, 1975), 풍부도(Margalef, 1958)를 산출하였다.
- 서식처내 물리⋅화학적 특성분석은 현장조사와 실험실 분석으로 구분하였다. 수심, 유속, 하상구조는 2013년 4월에 현장에서 조사하였고, 레이저 거리측정계(Nikon LASER 1200S)를 이용하여 조사지역의 유폭을 측정하였으며, Digital water velocity meter(FP111)을 이용하여 유속과 수심을 측정하였다.
- , 2010). 송추계곡 일대에서 출현한 수서곤충(aquatic insect)을 대상으로 섭식기능군(FFGs) 및 서식기능군(HOGs)을 분석하였다(Figure 4, 5). 대조구간에서의 섭식기능군은 shredders가 상대적으로 높게 차지하여 계류형 하천의 특징을 나타내었으며, 이주구간과 하류구간에서는 유기물을 주요 섭식원으로 이용하는 gathering-collectors와 filtering-collectors가 대부분을 차지하고 shredders의 비율은 점차적으로 감소하는 것으로 분석되었다.
- 저서성 대형무척추동물 출현종을 기준으로 조사구간별 섭식기능군(FFGs, Funtional Feeding Groups) 및 서식기능 군(HOGs, Habitat Orientied Groups)을 분석하였다(Ro and chun, 2004; Merritt et al., 2008).
- 저서성 대형무척추동물의 채집은 수생태계 건강성 조사 및 평가방법에 준하였다(Ministry of Environment, 2006). 정량채집은 조사구간의 유량과 물리적 환경을 고려하여 계류형 정량채집망인 Surber sampler(30×30㎝, 망목 0.2㎜) 를 이용하여 조사구간별 riffle과 run/pool에서 총 3회 정량 채집하였다. 정성채집은 Hand net(지름 25㎝, 망목 0.
- 2㎜) 를 이용하여 조사구간별 riffle과 run/pool에서 총 3회 정량 채집하였다. 정성채집은 Hand net(지름 25㎝, 망목 0.5㎜) 을 사용하여 가능한 다양한 서식처(돌 밑, 가장자리, 수초 있는 곳, 낙엽 쌓인 곳 등)에서 조사하여 채집하였다. 채집물은 500㎖ Vial에 담은 후 현장에서 99% Ethanol로 고정하여 실험실로 운반 후, 옮겨진 채집물은 유기물로부터 저서성 대형무척추동물을 골라내고 Vial (10~25㎖)에 옮겨 채집 정보를 첨부 후, 80% Ethanol로 보존하였다.
- 조사시기는 2012년 11월부터 2013년 8월까지 계절별로 총 3회 실시하였으며, 3차조사는 송추계곡 내 식당의 이용 및 계곡 내 취사 행위, 물놀이 행위 등의 간접 또는 직접적인 수질오염원의 발생이 가장 높을 것으로 예상되는 8월에 조사를 실시하였다.
- 조사지역의 군집구조를 분석하기 위하여 우점종 및 아우 점종을 파악하였으며, 우점도지수, 다양도지수, 균등도지수, 풍부도지수를 분석하였다(Table 3).
대상 데이터
- 조사구간은 경기도 양주시 장흥면에 위치한 송추계곡을 대상으로 대조구간 1개 지점(Control, St. 1), 이주구간 2개 지점 (Translocation, St. 2~3), 하류구간 1개 지점(Downstream, St. 4)을 선정하였으며, 각 조사구간 및 GPS(WGS)는 다음과 같다(Figure 1).
데이터처리
- 본 조사구간들의 유기물 오염 및 생태계 건강성을 평가하기 위해 계절에 따른 조사구간별 한국오수생물지수(KSI)를 분석하였다(Table 4). 가을철인 11월의 KSI지수는 대조구 간에서 0.
- 송추계곡 내 지점별 수서곤충의 종수 및 개체수, 우점도 지수, 다양도지수, 풍부도지수, KSI지수, EPT-비율을 대상으로 오염요소가 없는 대조구간의 상류를 기준으로 거리를 측정하여 하류로 갈수록 오염원들의 증가가 각 항목들과 어떠한 상관성을 갖는가를 파악하기 위해 상관관계 분석 (Pearson correlation analysis)을 실시하였다(Table 5). 조사 구간의 분석항목 중 DI와 KSI는 양의 상관성을 갖는 것으로 분석 되었으며, H’은 음의 상관성을 갖는 것으로 분석되었다.
- 통계분석은 SYSTAT(ver. 11)을 이용하여 조사구간별 유사성을 분류하고자 유사도(Bray and Curtis, 1957) 분석을 실시하였으며, 조사지점들과 다양한 요인들 간의 상관성을 파악하기 위해 PC-ORD(ver. 6)와 Sigmaplo(ver. 11.0) 을 이용하여 주성분 분석(Principal Components Analysis) 및 상관관계 분석(Pearson Correlation Analysis)을 실시하였다.
이론/모형
- 채집물은 500㎖ Vial에 담은 후 현장에서 99% Ethanol로 고정하여 실험실로 운반 후, 옮겨진 채집물은 유기물로부터 저서성 대형무척추동물을 골라내고 Vial (10~25㎖)에 옮겨 채집 정보를 첨부 후, 80% Ethanol로 보존하였다. 저서성 대형무 척추동물의 동정은 Yoon(1988, 1995), Won et al.(2005), McCafferty(1981), Kawai and Tanida(2005), Merritt et al.(2008) 등을 참고로 하여 동정하였다. 특히 곤충류 중 꼬마하루살이과(Family Baetidae)는 Bae et al.
- 저서성 대형무척추동물의 채집은 수생태계 건강성 조사 및 평가방법에 준하였다(Ministry of Environment, 2006). 정량채집은 조사구간의 유량과 물리적 환경을 고려하여 계류형 정량채집망인 Surber sampler(30×30㎝, 망목 0.
- (2008) 등을 참고로 하여 동정하였다. 특히 곤충류 중 꼬마하루살이과(Family Baetidae)는 Bae et al.(1998)을 참 고하였고, 깔따구과(Family Chironomidae)는 Wiederholm (1983)을 이용하여 동정하였다.
- 수심, 유속, 하상구조는 2013년 4월에 현장에서 조사하였고, 레이저 거리측정계(Nikon LASER 1200S)를 이용하여 조사지역의 유폭을 측정하였으며, Digital water velocity meter(FP111)을 이용하여 유속과 수심을 측정하였다. 하상구조물의 계측 및 분류는 Cummins(1962)의 방법을 적용하여 boulder, cobble, pebble, gravel, silt/sand의 5단계로 구분하여 상대적인 구성 비율을 측정하였다.
성능/효과
- 군집지수의 분석 결과 송추계곡의 대조구간에서 우점도가 낮고 다양도, 풍부도, 균등도가 높게 나타나 비교적 안정적인 군집구조를 유지하고, 하류구간으로 갈수록 불안정한 군집구조를 유지하는 것으로 분석되었다. 대조구간은 이주 및 하류구간에 비하여 상대적으로 상업시설 및 탐방객들로 인한 화학적 또는 물리적인 서식처교란의 영향이 적기 때문인 것으로 판단되며, 이주구간과 하류구간의 경우 비점오염원에서 유입되는 유기오염물질의 증가와 교란에 의한(Hu et al.
- 48)의 B등급으로 분석되었다. 대조구간에 비해 이주구간 및 하류구간으로 갈수록 KSI 지수가 높아지는 것으로 분석되었으며, 특히 송추계곡 내 직접적인 교란이 증가하는 4월과 8월에 이주구간 및 하류구 간의 KSI지수에 더욱 높은 영향을 미치는 것으로 판단된다.
- 송추계곡 일대에서 출현한 수서곤충(aquatic insect)을 대상으로 섭식기능군(FFGs) 및 서식기능군(HOGs)을 분석하였다(Figure 4, 5). 대조구간에서의 섭식기능군은 shredders가 상대적으로 높게 차지하여 계류형 하천의 특징을 나타내었으며, 이주구간과 하류구간에서는 유기물을 주요 섭식원으로 이용하는 gathering-collectors와 filtering-collectors가 대부분을 차지하고 shredders의 비율은 점차적으로 감소하는 것으로 분석되었다. 일반적으로 상류에서는 낙엽과 같은 대형입상유기물질(Coarse particulate orgnic matter: >1.
- 2%로 높은 EPT 비율을 나타냈다. 도시형 복원하천인 양재천의 EPT 그룹이 37.5% (Unpublished data)를 차지하는 것과 비교하면 본 조사수역의 EPT-Group은 상대적으로 높은 비율을 차지하고 있었다. 또한 경기도 인근의 청정수역으로 알려진 가평천 상류의 EPT-Group이 전체 출현 분류군의 74.
- 조사 구간의 분석항목 중 DI와 KSI는 양의 상관성을 갖는 것으로 분석 되었으며, H’은 음의 상관성을 갖는 것으로 분석되었다. 따라서 송추계곡은 하류로 갈수록 우점도는 증가하고, 다양도는 감소하며, KSI지수는 증가해 수서생태계의 건강성이 하류로 갈수록 낮아지는 것으로 분석되었다. 이는 송추계곡 이주구간(St.
- 북한산국립공원의 송추계곡에 대한 저서성 대형무척추 동물 조사 결과 채집된 종은 총 4문 5강 9목 32과 62종 3,805개체가 출현하였다.
- 송추계곡 일대의 서식기능군 분석결과 대조구간에서는 기능군별로 비교적 유사한 비율을 차지하고 있는 것으로 분석되었으며, 이주구간과 하류구간에서는 climbers와 sprawlers의 비율은 감소하고, burrowers와 clingers의 비율이 증가하는 것으로 분석되었다. 일반적인 하천과 계곡은 하류로 갈수록 모래와 실트의 단순한 하상구조와 함께 미세 입상유기물과 오염유기물질의 양이 축적되며(Allan, 1995; Bea et al.
- 송추계곡에서 출현한 총 62종 중 PCA 분석 결과에 영향을 주지 않는 상대풍부도 0.1% 이하의 종들을 제외한 23종을 대상으로 주성분 분석을 실시한 결과 2개의 축(Axis)이 각각 78.22%, 14.70%로 나타나 총 고유값이 약 92.92%로 분석되었다. Axis 1은 구간별 종의 우점율을 의미하며, Axis 2는 종의 풍부도를 나타낸다(Figure 7).
- , 2008). 송추계곡의 경우 구간사이의 거리가 짧아 하천차수가 동일함에도 불구하고 평균 EPT-Group의 종수 및 개체수의 비율이 대조구간에 비해 하류구간으로 갈수록 감소하는 것으로 분석되었다. 이는 식당가에서 계곡으로 유입 되는 유기오염물(생활하수, 음식물쓰레기)로 인해 수환경의 차이가 나타나는 것으로 추정되며, EPT-Group에 어느 정도 영향을 미치고 있는 것으로 판단된다.
- 송추계곡 내 지점별 수서곤충의 종수 및 개체수, 우점도 지수, 다양도지수, 풍부도지수, KSI지수, EPT-비율을 대상으로 오염요소가 없는 대조구간의 상류를 기준으로 거리를 측정하여 하류로 갈수록 오염원들의 증가가 각 항목들과 어떠한 상관성을 갖는가를 파악하기 위해 상관관계 분석 (Pearson correlation analysis)을 실시하였다(Table 5). 조사 구간의 분석항목 중 DI와 KSI는 양의 상관성을 갖는 것으로 분석 되었으며, H’은 음의 상관성을 갖는 것으로 분석되었다. 따라서 송추계곡은 하류로 갈수록 우점도는 증가하고, 다양도는 감소하며, KSI지수는 증가해 수서생태계의 건강성이 하류로 갈수록 낮아지는 것으로 분석되었다.
- 출현분류군 중 편형동물문과 연체동물문에서 각각 1종 (1.61%), 환형동물문 3종(4.84%), 절지동물문 57종(91.94%) 이 조사되었다. 저서성 대형무척추동물은 하상구조물 및 서식처 특성에 의해 출현종의 다양성이 결정되며(Waters, 1995; Merritt et al.
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