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문제 정의
- 본 연구는 국내 최대 자연습지로 알려진 우포늪 가운데 목포습지에서 수생식물의 분포에 영향을 미치는 환경요소 가운데 수심(water depth)에 따른 식물종 분포 특성을 밝히는 것이 주요 목표이다. 또한 그러한 환경 요소에 의한 수생식물 분포에 대한 정량적 범위를 밝혀 습지 관리의 기초자료로서 제공하고자 한다.
- 그러나 국내에서 수생식물의 분포 결정 요소들에 대해 현장조사를 바탕으로 정량적 수치로서 분포 범위를 밝힌 것은 알려진바 없다. 본 연구는 국내 최대 자연습지로 알려진 우포늪 가운데 목포습지에서 수생식물의 분포에 영향을 미치는 환경요소 가운데 수심(water depth)에 따른 식물종 분포 특성을 밝히는 것이 주요 목표이다. 또한 그러한 환경 요소에 의한 수생식물 분포에 대한 정량적 범위를 밝혀 습지 관리의 기초자료로서 제공하고자 한다.
제안 방법
- 목포습지에서 수생식물의 다양성과 풍부성 및 수심 측정을 중심으로 하는 표본조사는 식물생장 최적기를 고려하여 2014년 7월 28일부터 30일까지 3일 동안 이루어졌다. 표본조사는 대상지역이 습지보호지역으로 관리되고 있는 특별 지역이기 때문에 노를 저어 이동하는 카약을 이용하였다.
- 수생식물 다양성과 풍부성 조사는 수심에 따른 식물종 분포 특이성 분석에 집중하기 위해 침수식물(submerged plant)과 부엽식물(floating leaved plant)만을 조사하였으며, 부유식물(floting plant)과 정수식물(marginal plant)은 제외하였다. 수생식물 다양성과 풍부성 조사를 위해 카약을 고정한 상태에서 약 1㎡ 면적에 대해 바닥부터 수면까지 폭 30㎝의 갈고리로 수생식물을 들어 올려 확인 하였으며, 카약의 좌우로 종 2회 실시 하였다. 갈고리는 최대한 천천히 들어 올려 수면위에서 수생식물의 종조성을 확인하였다.
- 조사지점별 수생식물의 피 도와 수심 사이에 서로 상관관계가 있는지 알아보기 위한 분석은 비모수통계법인 스피어만 서열상관관계분석(Spearman correlation)을 이용하였다. 이를 위해 수생식물의 피도는 0%는 1, 1∼25%는 2, 26∼50%는 3, 51∼75%는 4, 76∼100%는 5로 총 5단계의 서열척도로 변환하여 분석하였다. 수생식물별 출현 수심 자료는 모두 비정규 분포하는 것으로 확인되었으며(Shapiro-Wilk’s normality test, p< 0.
대상 데이터
- 목포(木浦)습지는 창녕군 이방면 안리에 위치하고 있으며, 우포, 목포, 사지포, 쪽지벌 4개의 배후습지로 이루어진 우포늪 가운데 두 번째로 큰 습지(530,284㎡)로서 길이 약 1.8㎞, 폭 약 230∼410m 이다. 목포습지는 초곡리에서 발원하는 총길이 약 4㎞의 초곡천이 논경작지를 지나는 동안 풍부한 유기물과 퇴적물을 운반하여 이루어진 자연 습지이다.
- 목포습지에서 수심과 식물종 조사를 위해 수변부에서 50㎝ 이상 이격된 총 274개 지점에 대한 수심과 식물종 분포 현황에 대한 표본조사가 이루어졌다. 표본조사 한 274개 지점의 수심 분포는 22〜157㎝로 평균 77㎝(±29㎝)의 수심이 발달하고 있는 것으로 나타났다(Figure 3).
데이터처리
- 05를 기준으로 판단하였다. 본문의 모든 자료는 평균 ±표준편차로 제시하였다.
- 이를 위해 수생식물의 피도는 0%는 1, 1∼25%는 2, 26∼50%는 3, 51∼75%는 4, 76∼100%는 5로 총 5단계의 서열척도로 변환하여 분석하였다. 수생식물별 출현 수심 자료는 모두 비정규 분포하는 것으로 확인되었으며(Shapiro-Wilk’s normality test, p< 0.05), 비모수통계법인 독립 K-표본검증(Kruskal-Wallis H test)으로 수생식물별 수심의 차이를 검증하였다. 수생식물별 출현 수심의 차이는 부엽식물 집단(가시연꽃, 자라풀, 마름)과 침수 식물 집단(검정말, 나자스말, 말즘, 붕어마름, 실말)으로 구분하여 별도로 분석하였으며, 집단-내 차이는 일원분산분석 (one-way ANOVA)의 사후검증(Tukey test)을 통해 확인하였다.
- 05), 비모수통계법인 독립 K-표본검증(Kruskal-Wallis H test)으로 수생식물별 수심의 차이를 검증하였다. 수생식물별 출현 수심의 차이는 부엽식물 집단(가시연꽃, 자라풀, 마름)과 침수 식물 집단(검정말, 나자스말, 말즘, 붕어마름, 실말)으로 구분하여 별도로 분석하였으며, 집단-내 차이는 일원분산분석 (one-way ANOVA)의 사후검증(Tukey test)을 통해 확인하였다. 전체 조사지점 가운데 단 1곳에서만 출현이 확인된 나사말의 경우, 수생식물별 출현 수심의 차이 분석에서는 제외하였다.
- 현장 조사결과 수심과 수생식물 분포 사이에 서로 유의미한 상관관계가 있는지 검증하기 위해 통계분석이 이루어졌다. 조사지점별 수생식물의 출현빈도 차이가 유의미한 조사결과인지 분석하기 위해 비모수통계법인 카이제곱검정 (chi-square test)이 이용되었다. 조사지점별 수생식물의 피 도와 수심 사이에 서로 상관관계가 있는지 알아보기 위한 분석은 비모수통계법인 스피어만 서열상관관계분석(Spearman correlation)을 이용하였다.
- 조사지점별 수생식물의 출현빈도 차이가 유의미한 조사결과인지 분석하기 위해 비모수통계법인 카이제곱검정 (chi-square test)이 이용되었다. 조사지점별 수생식물의 피 도와 수심 사이에 서로 상관관계가 있는지 알아보기 위한 분석은 비모수통계법인 스피어만 서열상관관계분석(Spearman correlation)을 이용하였다. 이를 위해 수생식물의 피도는 0%는 1, 1∼25%는 2, 26∼50%는 3, 51∼75%는 4, 76∼100%는 5로 총 5단계의 서열척도로 변환하여 분석하였다.
- 현장 조사결과 수심과 수생식물 분포 사이에 서로 유의미한 상관관계가 있는지 검증하기 위해 통계분석이 이루어졌다. 조사지점별 수생식물의 출현빈도 차이가 유의미한 조사결과인지 분석하기 위해 비모수통계법인 카이제곱검정 (chi-square test)이 이용되었다.
성능/효과
- 수심별 출현 식물종의 풍부도는 전반적으로 수심 30∼70㎝ 범위에서 최대 8종이 관찰되어 가장 높았다(Table 1). 30㎝ 이하 또는 140㎝ 이상에서는 기타 수심에 비해 식물 종의 풍부도가 비교적 낮은 것으로 나타났다. 이러한 분포는 공간적으로 수심 30∼70㎝의 분포면적이 목포습지에서 가장 넓기 때문이기도 하겠지만 수심과 식물종 분포에 관한 연구들(Pearsall, 1920; Spence, 1982; Keddy, 1986)에 의하면, 출현 식물종들의 최적 분포범위 중첩의 영향이 큰 것으로 예상된다(Figure 4).
- 3종의 부엽식물 그룹과 5종의 침수식물 그룹에 대해 식물종 각각의 수심 측정결과는 Table 3과 같다. 가시연꽃, 자라풀, 마름을 포함한 부엽식물 그룹의 출현 수심의 차이를 분석한 결과, 부엽식물 3종의 출현 수심은 통계적으로 유의한 차이를 보여 서로 차이가 있는 것으로 나타났다(χ2 = 21.3, df = 2, p < 0.05). 부엽식물 그룹 내에서 마름은 가시연꽃과 자라풀보다 상대적으로 깊은 수심까지 생육하는 것으로 확인되었다(모든 경우, p < 0.
- 이러한 환경은 발생초기 식물의 생장 저해를 유발할 수 있으며, 생장 초기의 검정말에는 보다 직접적인 영향을 줄 수 있다. 결과적으로 검정말은 목포습지에 유입된 부유물질이 유속이 감소함에 따라 침전율이 증가하여 투명도가 향상(Lee and Yoon, 1999)되는 하류지역에 주로 분포하는 패턴을 나타내게 되는 것으로 판단된다(Figure 5). 특히 하류지역 중에서도 양호한 광조건 유지가 가능한 낮은 수심의 입지에 분포함으로써 음의 상관관계를 가지는 것으로 판단된다.
- 이후 안경환(Ahn, 2009) 또한 우포만을 대상으로 1m 간격으로 총 1,787개 지점의 수심을 측정하여 우포의 기저지형 구조를 분석하였다. 그 결과 조사 당시 우포의 평균수심은 52㎝(±18㎝)임을 밝혀냈으며, Yang 등의 연구와같이 우포는 전반적으로 평탄하고 완만한 지형을 가지고 있음을 밝혔다. 그러나 수심 측정이 단일 직선상에서 이루어져 우포 전체의 수심 분포 특성을 이해하기에 한계가 있 으며, Yang 등의 연구와 마찬가지로 수심 분포와 연계된 수생생물의 분포 특성 등 추가적인 연구는 진행되지 못하였다.
- , 2011)에 의하면 총 100과 305속 524종의 식물종이 분포하고 있으며, 이가운데 침수, 부엽식물은 모두 18종이다. 따라서 이번 목포습지 조사에서 출현이 확인되지 않은 식물종은 물별이끼(Callitriche palustris), 물수세미(Myriophyllum verticillatum), 노랑어리 연꽃(Nymphoides peltata), 톱니나자스말(Najas minor), 수염마름(Trapella sinensis), 애기마름(Trapa incisa), 가래 (Potamogeton distinctus), 대가래(Potamogeton malaianus), 큰 가래(Potamogeton natans) 등 9종이다.
- 수심별 조사지점의 수는 50〜60㎝가 총 45개소로 가장 많았으며, 140〜150㎝, 150〜160㎝ 구간은 각각 1개소씩 조사되었다(Table 1). 목포습지 최상류 지역과 최하류 지역을 제외한 지역의 대부분은 수변으로부터 중심으로 약 10m 정도까지 60㎝이내의 완만한 수심 분포를 보이고 있다. 그러나 급격 하게 수심이 증가하여 목포습지 중심부는 120〜130㎝ 정도의 수심 분포로서 전반적으로 오목한 그릇형을 이루는 것으로 나타났다(Figure 3).
- 목포습지의 침수, 부엽식물은 모두 6과 8속 9종이 확인되었다. 침수식물은 6종(검정말(Hydrilla verticillata), 나사말 (Vallisneria natans), 나자스말(Najas graminea), 말즘 (Potamogeton crispus), 붕어마름(Ceratophyllum demersum), 실말(Potamogeton pusillus))이며, 부엽식물은 3종(가시연꽃(Euryale ferox), 자라풀(Hydrocharis dubia), 마름(Trapa japonica))이 기재되었다.
- 본 연구에서 확인된 식물종들의 생태적 특성은 강가 또는 수로나 연못 등지에서 느리지만 유속이 유지되는 입지에 분포하는 나사말(Ahn, 2009, Kim et al., 2011)을 제외하면 대부분 유속이 거의 없는 연못과 같은 정수역 입지에 서식 하는 것이다. 본 연구에서 나사말은 초곡천이 유입되는 장재마을 앞에서 1회만 관찰되었다.
- 수심 변화에 따른 9종의 수생식물 출현 빈도와 피도값 분포양상을 이용한 수생식물과 수심 사이에 상관관계 분석 결과, 마름과 말즘 2종은 양의 상관관계를 보여 수심이 깊을수록 피도는 높아지는 것으로 나타났다(Table 2). 가시연꽃, 자라풀, 검정말, 나자스말, 붕어마름 5종은 음의 상관관계를 보여 수심이 깊을수록 피도는 낮아지는 것으로 확인되었다.
- 수심별 출현 식물종의 풍부도는 전반적으로 수심 30∼70㎝ 범위에서 최대 8종이 관찰되어 가장 높았다(Table 1). 30㎝ 이하 또는 140㎝ 이상에서는 기타 수심에 비해 식물 종의 풍부도가 비교적 낮은 것으로 나타났다.
- 목포습지의 침수, 부엽식물은 모두 6과 8속 9종이 확인되었다. 침수식물은 6종(검정말(Hydrilla verticillata), 나사말 (Vallisneria natans), 나자스말(Najas graminea), 말즘 (Potamogeton crispus), 붕어마름(Ceratophyllum demersum), 실말(Potamogeton pusillus))이며, 부엽식물은 3종(가시연꽃(Euryale ferox), 자라풀(Hydrocharis dubia), 마름(Trapa japonica))이 기재되었다. 이 가운데 가장 높은 빈도로 출현한 식물종은 마름으로서 244회 출현하였으며, 붕어마름 170회, 자라풀 87회, 말즘 26회, 검정말 17회, 가시연꽃 16회, 나자스말 11회, 실말 9회, 나사말 1회 순이었다.
후속연구
- 그 결과 조사 당시 우포의 평균수심은 52㎝(±18㎝)임을 밝혀냈으며, Yang 등의 연구와같이 우포는 전반적으로 평탄하고 완만한 지형을 가지고 있음을 밝혔다. 그러나 수심 측정이 단일 직선상에서 이루어져 우포 전체의 수심 분포 특성을 이해하기에 한계가 있 으며, Yang 등의 연구와 마찬가지로 수심 분포와 연계된 수생생물의 분포 특성 등 추가적인 연구는 진행되지 못하였다.
- 필요한 연구로서 가시연꽃은 하배축에 훅(hook)이 없기 때문에 6㎝이상의 토양이 퇴적되면 발아하지 못하므로 (You and Kim, 2010) 습지 상류지역에서 유입되는 부유물질 또는 식물 고사체 등의 지속적인 퇴적 영향 등에 대해보다 상세한 연구가 필요하다. 또한, 부유성인 가시연꽃의 종자 산포 특성이 현재의 분포에 어떠한 영향을 미치는지 확인하는 등 다양한 관점에서 분포를 결정짓는 요소에 대한 연구가 필요하다.
- 그러나 현재 가시연꽃은 비슷한 수심을 가지는 지역 가운데에서도 특히 하류지역의 일부 지역에서만 관찰되고 있기 때문에 수심에 따른 온도차이 외에도 복합적인 요인들이 작용되고 있는 것으로 판단된다. 필요한 연구로서 가시연꽃은 하배축에 훅(hook)이 없기 때문에 6㎝이상의 토양이 퇴적되면 발아하지 못하므로 (You and Kim, 2010) 습지 상류지역에서 유입되는 부유물질 또는 식물 고사체 등의 지속적인 퇴적 영향 등에 대해보다 상세한 연구가 필요하다. 또한, 부유성인 가시연꽃의 종자 산포 특성이 현재의 분포에 어떠한 영향을 미치는지 확인하는 등 다양한 관점에서 분포를 결정짓는 요소에 대한 연구가 필요하다.
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