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문제 정의
- 선운천과 같은 계곡 하천의 조사연구는 자연공원법 제36조 및 시행령 제27조에 의거하여 전국의 국립공원을 10년마다 자연자원조사를 실시하고 있지만, 대부분 국립 공원에만 한정되어 있어 선운산과 같은 도립공원을 대상으로 한 생물다양성의 연구가 필요한 실정이다. 따라서 본 연구는 선운천을 중심으로 하천생태계의 주요 분류군인 저서성 대형무척추동물과 어류의 미세분포 및 군집구조를 밝혀 생태계의 변화 양상 및 종 다양성 보전을 위한 기초 자료를 제공하고자 수행하였다.
제안 방법
- 로 처리하여 분석에 이용하였다. 선운천 일대에 출현한 저서성 대형무척추동물에 대한 섭식기능군(Functional feeding groups: FFGs)과 서식기능군(Habitat orientation groups: HOGs)을 분석하였으며(Ro, 2002; Ro and Chun, 2004; Merrit et al., 2008), 저서성 대형무척추동물생태점수(Ecological score of benthic macroinvertebrate community: ESB) (Kong, 1997) 및 EPT(Ephemeroptera-Plecoptera-Trichoptera)군 비교(Resh and Grodhaus, 1983)를 통하여 선운천 수계의 환경을 평가하였다. 한반도고유종, 국외반출승인대상종, 기후변화지표종, 분포특이종을 제시하였으며, 선운천에서만 특이하게 대량으로 분포하는 여러갈래하루살이(Thraulus grandis)의 서식처 특성 및 국내 분포지도를 작성하였다.
- 저서성 대형무척추동물의 서식처 및 수서곤충의 우화시기를 고려하여 2015년 5월 6일~5월 8일(1차), 6월 30일~7월 3일(2차), 10월 6일~10월 8일(3차)에 실시하였다. 선운천 일대의 어류 조사는 계절적 변화 양상을 보기 위하여 장마 전기(4월 21~24일)와 장마 후기(10월 6~8일)로 각 1회씩 총 2회에 걸쳐 조사를 실시하였다. 각 조사지점 어류의 유사성을 배제하기 위하여 지점간의 거리는 최소 1㎞ 이상 거리를 고려하여 총 4개 지점(S5~S6, S8~S9)을 선정하였다.
- 어류 조사는 균질한 어류군집의 대표값을 구하기 위하여 조사구간의 상 · 하류를 포함하여 200m로 한정하였으며, 각 지점에서 동일하게 투망은 10회, 족대는 30분간 조사를 수행하였다(Moon et al., 2010).
- , 2010). 채집된 어류는 현장에서 Kim and Park (2002) 및 Son and Song (2006)에 의거해 동정 및 계수 후 풀어주는 것을 원칙으로 하였으며, 현장 동정이 모호한 종은 10% 포르말린 용액으로 고정하여 실험실로 옮긴 후 동정 하였다. 어류의 분류체계는 Nelson (2006)의 분류체계에 준하였으며, 채집된 표본은 국립중앙과학관 수장고에 보관하였다.
- 2㎜)를 이용하여 조사지점당 30분 간격으로 정성조사를 수행하였다. 채집된 표본은 현장에서 96% Ethanol로 고정하여, 실험실로 운반하여 해부현미경 및 광학현미경을 이용하여 동정(identification)하였다. 채집된 모든 저서성 대형무척추동물의 개체수 현황을 기록하였으며, Yoon (1988, 1995), Kwon (1990), Won et al.
- 어류의 분류체계는 Nelson (2006)의 분류체계에 준하였으며, 채집된 표본은 국립중앙과학관 수장고에 보관하였다. 출현 종 중 특이한 분포를 나타낸 무태장어(Anguilla marmorata)에 대해서는 국내 분포지도를 작성하였으며, 출현종과 개체수의 결과를 근거로 하여 우점도, 종다양도, 균등도 및 종풍부도를 Primer 5.0 program을 이용하여 분석하였다(Simpson, 1949; Margalef, 1958; Shannon and Weaver, 1963; Pielou, 1975).
- , 2008), 저서성 대형무척추동물생태점수(Ecological score of benthic macroinvertebrate community: ESB) (Kong, 1997) 및 EPT(Ephemeroptera-Plecoptera-Trichoptera)군 비교(Resh and Grodhaus, 1983)를 통하여 선운천 수계의 환경을 평가하였다. 한반도고유종, 국외반출승인대상종, 기후변화지표종, 분포특이종을 제시하였으며, 선운천에서만 특이하게 대량으로 분포하는 여러갈래하루살이(Thraulus grandis)의 서식처 특성 및 국내 분포지도를 작성하였다.
- 선운산도립공원의 선운천에 서식하는 저서성 대형무척추동물의 다양성을 파악하기 위해 환경부 제 3차 전국자연환경조사 지침(Ministry of Environment, 2006)에 준하여 채집하였다. 흐르는 하천에서는 둥근뜰채(hand net, mesh size = 0.5 ㎜)와 핀셋(forceps)을 이용하여 여울(riffle), 평 여울(run), 정수(pool) 및 수초지역의 다양한 미소서식처에서 채집하였으며, 도솔제 같은 정수지역에서는 사각뜰채(aquatic kick net, mesh size = 0.2㎜)를 이용하여 조사지점당 30분 간격으로 정성조사를 수행하였다. 채집된 표본은 현장에서 96% Ethanol로 고정하여, 실험실로 운반하여 해부현미경 및 광학현미경을 이용하여 동정(identification)하였다.
대상 데이터
- 선운천 일대의 어류 조사는 계절적 변화 양상을 보기 위하여 장마 전기(4월 21~24일)와 장마 후기(10월 6~8일)로 각 1회씩 총 2회에 걸쳐 조사를 실시하였다. 각 조사지점 어류의 유사성을 배제하기 위하여 지점간의 거리는 최소 1㎞ 이상 거리를 고려하여 총 4개 지점(S5~S6, S8~S9)을 선정하였다. 각 조사지점(Figure 1)의 명칭과 GPS는 다음과 같다.
- 선운산 도립공원의 저서성 대형무척추동물 조사는 선운천 상류의 도솔제 부터 하류까지 총 9개 지점(S1~S9)을 선정하여 총 3회 실시하였다. 저서성 대형무척추동물의 서식처 및 수서곤충의 우화시기를 고려하여 2015년 5월 6일~5월 8일(1차), 6월 30일~7월 3일(2차), 10월 6일~10월 8일(3차)에 실시하였다.
- 선운산 도립공원의 저서성 대형무척추동물 조사는 선운천 상류의 도솔제 부터 하류까지 총 9개 지점(S1~S9)을 선정하여 총 3회 실시하였다. 저서성 대형무척추동물의 서식처 및 수서곤충의 우화시기를 고려하여 2015년 5월 6일~5월 8일(1차), 6월 30일~7월 3일(2차), 10월 6일~10월 8일(3차)에 실시하였다. 선운천 일대의 어류 조사는 계절적 변화 양상을 보기 위하여 장마 전기(4월 21~24일)와 장마 후기(10월 6~8일)로 각 1회씩 총 2회에 걸쳐 조사를 실시하였다.
- 채집은 투망(Casting net, 망목: 7 × 7㎜)과 족대(Kick net, 망목: 4 × 4㎜)를 이용하였으며, 각 지점은 유폭이 3m 이상인 지점을 선정하여 수행하였다.
이론/모형
- 선운산도립공원의 선운천에 서식하는 저서성 대형무척추동물의 다양성을 파악하기 위해 환경부 제 3차 전국자연환경조사 지침(Ministry of Environment, 2006)에 준하여 채집하였다. 흐르는 하천에서는 둥근뜰채(hand net, mesh size = 0.
- 채집된 어류는 현장에서 Kim and Park (2002) 및 Son and Song (2006)에 의거해 동정 및 계수 후 풀어주는 것을 원칙으로 하였으며, 현장 동정이 모호한 종은 10% 포르말린 용액으로 고정하여 실험실로 옮긴 후 동정 하였다. 어류의 분류체계는 Nelson (2006)의 분류체계에 준하였으며, 채집된 표본은 국립중앙과학관 수장고에 보관하였다. 출현 종 중 특이한 분포를 나타낸 무태장어(Anguilla marmorata)에 대해서는 국내 분포지도를 작성하였으며, 출현종과 개체수의 결과를 근거로 하여 우점도, 종다양도, 균등도 및 종풍부도를 Primer 5.
성능/효과
- 05%)로 아우점하여 나타났다. 그 다음으로 정수지역에서 출현하는 잠자리목(Odonata)과 딱정벌레목(Coleoptera)이 각각 9종(15.79%), 노린재목(Hemiptera)과 파리목(Diptera)이 각각 5종(8.77%), 청정수역에서 출현하는 강도래목(Plecoptera) 2종(3.51%)으로 낮게 출현하였으며, 육식성 종류인 뱀잠자리목(Megaloptera)이 2종(3.51%)이 출현하였다. 비곤충류는 21종(26.
- 0%)으로 가장 높은 다양성을 나타냈다. 다음으로는 망둑어과(Gobiidae)에 속하는 어종이 7종(28.0%), 미꾸리과(Cobitidae)와 숭어과(Mugilidae)가 각각 2종(8.0%), 농어과(Moronidae)와 검정 우럭과(Centrachidae)가 각각 1종(4.0%) 순으로 나타났다(Figure 2, Appendix 2). 시기별 조사결과 장마전과 장마후의 종수와 개체수는 각각 19종 473개체, 21종 431개체가 출현하여 장마후인 2차 조사에서 더 많은 어종이 출현한 것으로 나타났다.
- , 2013)와 강도래 중에서 다소 따뜻한 서식처를 선호하는 두눈강도래(Neoperla coreensis)가 출현하였으며, 국외 반출승인대상종은 쇠측범잠자리(Davidius lunatus)와 위의 두 종을 포함하여 총 3종이 조사되었다. 또한, 환경부 분포 특이종으로 지정된 여러갈래하루살이(Thraulus grandis)의 대량서식처가 도솔제 입구의 상류하천에서 국내 처음으로 확인되었다. 이번에 발견한 특이종의 서식처 특징은 물의 흐름이 없는 계곡 하천으로, 하상은 대부분 모래(sand)이며, 낙엽이 수북이 하상에 덥혀있는 곳으로 다른 종류의 저서성 대형무척추동물은 거의 서식하지 않는데 반해 여러갈래하루살이는 매우 풍부하게 서식하는 특이한 양상을 나타내고 있었다.
- 65으로 산출되어 다른 조사 하천들에 비해 어류 군집이 안정되게 유지되는 것으로 판단된다. 반면, 상류부 S5과 S6 지점은 군집우점도 지수가 각각 0.44, 0.46으로 S8과 S9에 비하여 상대적으로 높게 분석되었는데, 이는 출현종 중 갈겨니가 각각 63.8%, 64.1%로 우점하는 것으로 나타났으며, 종 다양도지수에 있어 각각 1.12, 1.05, 종균등도 지수 또한 0.70과 0.65으로 분석되어 하천차수가 1차 하천인 계곡천 특성 상 서식종의 단순화 및 특정종의 우점화 현상에서 기인된 것으로 분석되었다. 전체적으로 상류지점에 비하여 하류지점의 종다양도 지수와 종풍부도 지수가 높았는데, 이는 일반적으로 하천의 종적구배에 따라 나타나는 어류군집의 일반적인 특징(Byeon, 2008)과 일치하는 것으로 나타났다.
- 본 조사기간 동안 선운천에 출현한 어류는 총 6과 25종 904개체의 어류가 확인되었으며(Appendix 2), 이 중 잉어과(Cyprinidae)에 속하는 어류는 10종(40.0%)으로 가장 높은 다양성을 나타냈다. 다음으로는 망둑어과(Gobiidae)에 속하는 어종이 7종(28.
- 본 조사에서 출현한 어종 중 천연기념물 및 법정보호종은 확인되지 않았으나, S9지점에서 뱀장어과에 속하는 무태장어(Anguilla marmorata)가 채집되었다(Figure 5). 무태장어는 열대 및 아열대지역에 분포하는 어종으로, 우리나라에서의 서식지는 제주도 천지연폭포 및 영덕 오십천과 전남 탐진강(Choi et al.
- 반면, 아우점종인 민물두줄망둑은 전체 지점 중에서 주진천과 합류되는 S9지점에서만 우점하여 나타났는데, 이는 S9지점이 주진천의 하류부에 위치하고 있으며, 하상기질이 저니질로 구성되어 있고, 조수간만의 영향을 받기 때문에 기수역 종 혹은 망둑어과 어류가 우점하여 나타난 것으로 판단된다. 상대풍부도가 10%이상 되는 어종으로는 긴몰개(Squalidus gracilis majimae)와 돌고기(Pungtungia herzi)가 나타났으며, 출현어종 중 한반도고유종은 각시붕어(Rhodeus uyekii), 긴몰개, 돌마자(Microphysogobio yaluensis), 참종개(Iksookimia koreensis)로 총 4종이 출현하였으며, 개체수 상대비율이 11.4%로 전국 하천의 평균 비율(28.8%)보다 낮은 것으로 나타났다(Lee et al., 2007).
- 선운산 도립공원내 선운천에서 출현한 어종 중에서 갈겨니(Zacco temminckii)가 333개체(36.8%)로 우점하였으며, 민물두줄망둑(Tridentiger bifasciatus)이 121개체(13.4%)로 아우점하는 것으로 나타났다(Appendix 2, Figure 4). 갈겨니의 경우 전체 4개 지점 중에서 S9를 제외한 전 지점에서 모두 우점 하였는데, 이는 3개 지점(S5, S6, S8)에서의 하천 폭이 좁고, 하천경사도로 인하여 유속이 빠르며, 삼림으로 인한 하천 피복도가 높아 낮은 수온이 유지되는 산간계류의 특성으로 우점종인 갈겨니의 서식환경을 반영하기 때문이다(Sim, 2002; Lee, 2010; Lee et al.
- 선운천 수계에 대한 어류 군집구조를 분석한 결과, 우점도 지수는 0.34±0.12, 종다양도 지수는 1.44±0.42, 종풍부도 지수는 1.55±0.94, 종균등도 지수는 0.68±0.03로 분석되었다(Table 3).
- 선운천 유역에서 관찰된 저서성 대형무척추동물은 총 4문 7강 16목 50과 67속 78종 945개체(Table 1, Appendix 1)가 조사되었으며, 저서성 대형무척추동물 중 가장 다양성이 높은 수서곤충은 57종(73.08%)으로 나타났다. 이 중 유수 지역에서 우점하여 서식하는 하루살이목(Ephemeroptera)은 13종(22.
- 선운천 조사지점에서 출현한 저서성 대형무척추동물 중 한반도고유종은 해발고도 500m~1000m의 계곡하천에서만 서식하는 가는무늬하루살이(Ephemera separigata)(Hwang et al., 2013)와 강도래 중에서 다소 따뜻한 서식처를 선호하는 두눈강도래(Neoperla coreensis)가 출현하였으며, 국외 반출승인대상종은 쇠측범잠자리(Davidius lunatus)와 위의 두 종을 포함하여 총 3종이 조사되었다. 또한, 환경부 분포 특이종으로 지정된 여러갈래하루살이(Thraulus grandis)의 대량서식처가 도솔제 입구의 상류하천에서 국내 처음으로 확인되었다.
- 03로 분석되었다(Table 3). 선운천 지점들 중에서 우점도 지수는 S8 지점에서 0.24으로 가장 낮게 분석되어 특정 어종의 우점화 경향이 나타나지 않았고, 종다양도 지수에 있어 1.81으로 가장 높게 분석되었으며, 종균등도 지수에 있어서도 0.65으로 산출되어 다른 조사 하천들에 비해 어류 군집이 안정되게 유지되는 것으로 판단된다. 반면, 상류부 S5과 S6 지점은 군집우점도 지수가 각각 0.
- , 2003), ESB지수 역시 6단계로 나뉘어 값이 높을수록 보호수역으로 평가된다. 선운천의 전반적인 수환경은 계곡하천의 특성에 비해 수계에 유기오염 부하가 지속되며, 개선해야 할 구간이 많은 것으로 평가되었다.
- 0%) 순으로 나타났다(Figure 2, Appendix 2). 시기별 조사결과 장마전과 장마후의 종수와 개체수는 각각 19종 473개체, 21종 431개체가 출현하여 장마후인 2차 조사에서 더 많은 어종이 출현한 것으로 나타났다. S5, S6 지점은 시기별로 출현하는 어종에 차이를 보이지 않은 반면, S8, S9는 시기별 출현하는 어종에 차이를 보였다.
- 08%)으로 나타났다. 이 중 유수 지역에서 우점하여 서식하는 하루살이목(Ephemeroptera)은 13종(22.81%)으로 가장 높은 다양성을 나타냈고, 날도래목(Trichoptera)은 12종(21.05%)로 아우점하여 나타났다. 그 다음으로 정수지역에서 출현하는 잠자리목(Odonata)과 딱정벌레목(Coleoptera)이 각각 9종(15.
- 또한, 환경부 분포 특이종으로 지정된 여러갈래하루살이(Thraulus grandis)의 대량서식처가 도솔제 입구의 상류하천에서 국내 처음으로 확인되었다. 이번에 발견한 특이종의 서식처 특징은 물의 흐름이 없는 계곡 하천으로, 하상은 대부분 모래(sand)이며, 낙엽이 수북이 하상에 덥혀있는 곳으로 다른 종류의 저서성 대형무척추동물은 거의 서식하지 않는데 반해 여러갈래하루살이는 매우 풍부하게 서식하는 특이한 양상을 나타내고 있었다. 2013년 환경부 “한국의 멸종위기 야생생물 적색자료집”에서도 정보부족(Data Deficient, DD)으로 평가받을 만큼 매우 희귀하게 분포하는 종이며, 이번 조사지점을 포함하여 국내에 알려진 분포지역(5지점: 금호강, 달천, 논산천, 용탄천, 선운천) (Figure 5)에서도 극히 적은 소수의 개체만 확인되어 알려져 있어 서식처 및 생태연구는 전무한 실정이다.
- 저서성 대형무척추동물을 이용하여 수환경을 평가한 결과(Table 2) 조사지점 S8지점에서 EPT 비율이 44.44%로 가장 높았으며, ESB 지수 역시 72점으로 수질등급 I등급인 최우선보호수역으로 나타났다. 그에 반에 S4지점과 S9지점에서는 EPT 비율이 각각 11.
- 65으로 분석되어 하천차수가 1차 하천인 계곡천 특성 상 서식종의 단순화 및 특정종의 우점화 현상에서 기인된 것으로 분석되었다. 전체적으로 상류지점에 비하여 하류지점의 종다양도 지수와 종풍부도 지수가 높았는데, 이는 일반적으로 하천의 종적구배에 따라 나타나는 어류군집의 일반적인 특징(Byeon, 2008)과 일치하는 것으로 나타났다. 한편, 우점도 지수가 하류 지점보다 상류지점에서 높게 나타나 하류지점이 상류지점에 비하여 서식종의 다양하고 안정된 군집구조를 이루고 있는 것으로 판단되며, 이는 본류 하천인 주진천에서 다양한 어종이 유입되기 때문으로 판단된다.
- 05%)으로 높게 출현하였으며, 이는 선운천 하류에 인접하고 있는 주진천(기수역)의 영향으로 십각류의 출현이 다양하게 나타나는 현상으로 판단된다. 출현 개체수는 하루살이목이 293개체(31.01%)로 가장 많은 개체수를 차지하였고, 날도래목이 124개체(13.12%), 파리목 103개체(10.90%), 등각목 101개체(10.69%), 잠자리목 76개체(8.04%), 딱정벌레목 64개체(6.77%), 연체동물문 61개체(6.46%), 단각목 34개체(4.60%), 뱀잠자리목 24개체(2.54%), 노린재목 19개체(2.01%), 십각목 16개체(1.69%), 환형동물문 14개체(1.48%), 강도래목 11개체(1.16%), 편형동물문 5개체(0.53%) 순으로 나타났다(Figure 2, Appendix 1).
후속연구
- 이는 선운천내의 유기물 함량 등 먹이자원이 저서성 대형무척추동물의 서식을 제한하는 동시에 하천의 서식처가 단순하여 다양한 종류의 저서성 대형무척추동물이 서식할 수 없는 유형의 서식처를 갖고 있기 때문이라 판단된다. 또한 선운산 도립공원의 하천 주변에 자생하고 있는 식생(도토리, 상수리, 참나무류 등)에서 떨어지는 낙엽 및 열매로 인한 타닌(tannin) 성분이 하천의 수생생물의 군집이 서식할 수 있는 공간과 먹이를 제한 할 수 있다고 판단된다. 실제로 육상생태계의 낙엽이 하천에서 분해되는 동안 여러 가지 화학 구성물의 리그닌(lignin), 타닌(tannin), 셀룰로오스(cellulose), 헤미셀룰로오스(hemicellulose), 질소(nitrogen) 및 탄소(carbon)의 축적과 관련하여 저서성 대형무척추동물의 우화패턴 및 군집형성에 상당한 영향을 준다고 보고되고 있다(Campbell and Fuchshuber, 1995; Compson et al.
- , 2003). 아직까지 국내에서는 하천에 영향을 주는 낙엽에 대한 화학 물질의 연구와 변화가 하천 수질과 수서생물군집에 미치는 영향이 구체적으로 연구되고 있지 않아 추후 계속적인 모니터링과 수서생물의 상호관계에 대한 분석이 필요 할 것으로 판단된다.
- 최근 고창군에 위치한 양식장에서 무태장어 치어가 대량으로 수입되어 양식되고 있는 점을 가만해본다면, 본 연구에서 채집된 무태장어는 양식장에서 탈출한 개체일 가능성이 큰 것으로 판단되며, 향후 이에 대한 지속적인 모니터링과 연구가 필요할 것으로 판단된다. 외래종으로는 배스가 S8지점에서 5개체가 출현하였는데, 이는 주진천 수계에서 유입된 것으로 판단되며, 향후 선운산도립공원 관계기관 및 지자체에서 선운천 수생태계 보존을 위해서 배스 퇴치사업도 병행되어야 할 것으로 보인다. 또한 회유성 어종인 뱀장어는 S9지점에서만 확인 할 수 있었으며, 이는 선운천의 하천 규모가 매우 작고, 뱀장어가 선운천으로 소상하는데 있어서 유도유량이 적고 하류부에 설치된 인공보로 인한 원인으로 판단된다.
- , 2013; Davies and Boulton, 2009), 경쟁할 수 있는 분류군의 무리가 적은 것이 그 요인으로 판단된다. 이번 발견을 통하여 국내의 갈래하루살이과의 서식처 및 경쟁관계 그리고 진화적 유연관계를 규명할 수 있는 기초자료를 마련하였으며, 선운산도립공원내에서는 서식처의 보전 및 보호대책을 마련해야 할 것으로 사료된다.
- , 1990; Kim, 1997)에서만 분포 기록이 있을 뿐 선운천 하류에 인접한 주진천 수계(S9)에서 확인된 것은 처음이었다. 최근 고창군에 위치한 양식장에서 무태장어 치어가 대량으로 수입되어 양식되고 있는 점을 가만해본다면, 본 연구에서 채집된 무태장어는 양식장에서 탈출한 개체일 가능성이 큰 것으로 판단되며, 향후 이에 대한 지속적인 모니터링과 연구가 필요할 것으로 판단된다. 외래종으로는 배스가 S8지점에서 5개체가 출현하였는데, 이는 주진천 수계에서 유입된 것으로 판단되며, 향후 선운산도립공원 관계기관 및 지자체에서 선운천 수생태계 보존을 위해서 배스 퇴치사업도 병행되어야 할 것으로 보인다.
- 또한 회유성 어종인 뱀장어는 S9지점에서만 확인 할 수 있었으며, 이는 선운천의 하천 규모가 매우 작고, 뱀장어가 선운천으로 소상하는데 있어서 유도유량이 적고 하류부에 설치된 인공보로 인한 원인으로 판단된다. 향후 선운산도립공원 내 어류군집의 회복을 위해서는 이에 대한 복원사업이 역시 필요할 것으로 사료되며, 지속적인 모니터링을 통한 선운천 어족자원 현황 파악 및 효율적인 관리가 이루어져야 할 것으로 판단된다.
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