[논문]남해도 소하천 담수어류 군집에 관한 연구

한정호; 박찬서; 황호성; 백운기

doi:10.13047/kjee.2016.30.4.730

남해도 소하천 담수어류 군집에 관한 연구
A Study on the Freshwater Fish Community in the Small Streams in Namhae Island, Korea 원문보기

한국환경생태학회지 = Korean journal of environment and ecology, v.30 no.4, 2016년, pp.730 - 744

한정호 (국립중앙과학관) , 박찬서 (국립중앙과학관) , 황호성 (국립중앙과학관) , 백운기 (국립중앙과학관)

초록
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본 연구는 남해도 일대를 흐르는 소하천들을 대상으로 2014년 6월부터 10월까지 조사하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 남해도의 23개 소하천의 31개 지점에서 채집된 어류는 모두 13과 30속 38종으로 나타났다. 이 중 잉어과(Cyprinidae), 망둑어과(Gobiidae) 어류가 각각 11종(28.9%)으로 다른 분류군에 비하여 높은 비율을 차지하였으며, 미꾸리과(Cobitidae) 어류가 4종(10.5%)이 출현하였다. 남해도에서 채집된 전체 어류 중 참갈겨니(Zacco koreanus)의 상대풍부도가 30.3%(1,089개체)로 가장 높은 비율을 보였으며, 한국고유종은 참갈겨니, 긴몰개, 쉬리, 눈동자개, 남방종개, 왕종개, 미유기, 자가사리 등 8종(33.8%)이었고, 외래도입종으로 큰입배스(Micropterus salmoides)가 출현하였다. 종다양도 지수, 균등도 지수 및 종풍부도 지수로 보면 S7에서 비교적 안정적인 어류 군집을 형성하고 있었다. 조사된 남해도 소하천들은 하폭, 수심, 하상 구성물질, 하천식생 및 주변의 토지이용도에 따라 산지형, 산지-평지형, 평지형 소하천의 3가지 유형으로 구분되었다. 종별 개체수 자료를 사용하여 요인분석을 실시한 결과, 조사지점은 인간의 인위적 영향 및 토지이용도에 따라 3개의 집단으로 구분되었다. 남해도 소하천의 어류 군집구조는 일차적으로 하상의 종적 환경 변화에 의하여 영향을 받고 있으며, 일부 소하천에서는 토지이용도에 따른 서식지 변화에 의하여 어류 군집구조에 영향을 주는 것으로 나타났다.

Abstract ▼ AI-Helper

In this study, fish fauna and stream characteristics were surveyed from June to October of 2014 in 31 sites of 23 small streams of Namhae Island. During the study period, 38 species belonging to 30 genera under 13 families were collected. Cyprinidae and Gobiidae fish occupied 28.9% (11 species) and Cobitidae fish accounted for 10.5% (4 species). The dominant family was Cyprinidae, and the most dominant species was Zacco koreanus with 30.3% (1,089 individuals) of the total. Eight species (33.8%) such as Zacco koreanus, Squalidus gracilis majimae, Coreoleuciscus splendidus, Pseudobagrus koreanus, Iksookimia hugowolfeld, Iksookimia longicorpa, Silurus microdorsalis and Liobagrus mediadiposalis were Korean endemic and one species of Micropterus salmoides was exotic. According to the analysis of the community based on the diversity, evenness and richness indices, fish community seems to be more stable in the S7. The small streams were classified into three types of steep mountainous, mountainous-flatland, and flat land streams, and their types were categorized by their features of stream width, water depth, bottom substrate, riparian vegetation, and land use patterns. Principal component analysis based on species abundance classified fish communities into three main groups according to human impact and land-use pattern change. These results suggest that fish community structures were primary affected by the longitudinal environmental changes and these were modified by the habitat condition in accordance with the land use pattern change in the small streams.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

, 2013)에 관한 연구들로서 담수 어류상을 언급한 자료가 존재하나, 전반적으로 빈약하며, 남해도 전역에 분포하는 소하천에 대한 물리적 하천환경 및 담수 어류상에 대한 연구는 전무한 실정이다. 따라서 본 연구는 남해도 소하천의 담수 어류상과 더불어 물리적 서식환경 특성과 이화학적 수질 특성을 파악하여, 어류군집과 환경요인과의 관계를 밝히고자 하였다. 또한, 분석된 기초자료를 근거로 하여 남해도 소하천의 수생태계 보존 및 복원을 위한 효율적인 관리 방안을 제안하고자 하였다.
따라서, 본 연구에서는 소하천의 어류상과 수생태계 건강성에 영향을 미치는 수질 및 서식환경을 조사하고 소하천 수변과 상류 유역 관리 방안을 연구하기 위하여 남해도의 전 수계를 대상으로 이·화학적 수질과 물리적 서식지 평가 및 어류상 조사를 실시하였다.
따라서 본 연구는 남해도 소하천의 담수 어류상과 더불어 물리적 서식환경 특성과 이화학적 수질 특성을 파악하여, 어류군집과 환경요인과의 관계를 밝히고자 하였다. 또한, 분석된 기초자료를 근거로 하여 남해도 소하천의 수생태계 보존 및 복원을 위한 효율적인 관리 방안을 제안하고자 하였다.

제안 방법

SOM학습을 위하여 입력된 물리적 서식환경, 어류군집 및 이·화학적 수질자료들이 각 지점별로 분포하는 정도를 2차원 도면에 형상화하였으며, 그 결과로 도출된 각 변수들의 상대적 중요도를 분석하였다(Figure 4b).
물리적 서식지 건강도 평가(Qualitative Habitat Evaluation Index, QHEI)를 위한 메트릭 모델은 M₁ 하상구조/서식처 피복도(Substrate/Instream cover), M₂ 하상매몰도(Embeddedness), M₃ 유속/수심 조합(Flow velocity/depth combination), M₄ 하상유실 및 토사축적도(Bottom scouring & sediment deposition), M₅ 유량 상태(Channel flow status), M₆ 수로 변경도(Channel alteration), M₇ 여울빈도 및 하천굴곡도(Frequency of riffles or bends), M8 제방 안정도(Bank stability), M₉ 제방식생 보호도(Bank vegetative protection), M₁₀ 천변 식생대 폭(Riparian vegetative zone width) 및 M₁₁ 소규모 댐의 존재유무(Dam construction impact)의 11개 메트릭으로 구성되어 있다. 각 변수 값의 등급구분은 US EPA(1993)의 기준에 의거하여 각 메트릭으로부터 얻어진 값의 합을 최종적으로 최적상태(Excellent, 220 ~ 182), 양호상태(Good, 168 ~ 124), 보통상태(Fair, 110 ~ 66), 불량상태(Poor, 52 ~ 8)의 4개 등급으로 구분하여 평가하였다.
각 지점별 이화학적 수질 특성을 조사하기 위하여 다항목 수질측정기(YSI Professional Plus, USA)를 사용하여 수온, pH, 용존산소량(DO), 전기전도도(Conductivity) 등을 측정하였으며, 측정된 자료는 어류군집과 서식환경과의 관계를 분석하기 위한 보조자료로 활용하였다. 어류 서식환경의 물리적 특성을 조사하기 위하여 하폭, 유폭, 수심, 하상구조를 측정하였으며, 하천의 형태는 Kani(1944)의 방법으로 구분하였고, 하상구조는 Cummins(1962)의 방법을 적용하였다.
어류 서식환경의 물리적 특성을 조사하기 위하여 하폭, 유폭, 수심, 하상구조를 측정하였으며, 하천의 형태는 Kani(1944)의 방법으로 구분하였고, 하상구조는 Cummins(1962)의 방법을 적용하였다. 각 하천의 물리적 서식지 평가는 하천특성이 잘 나타나는 구간을 선정하여 조사를 수행하였다. 또한 하천의 물리적 서식지 특성을 평가하기 위하여 Plafkin et al.
남해도 수계 조사 지점 주변의 토지이용 현황을 분석하기 위하여 1차적으로 현장조사를 실시하였고, 1 : 50,000의 지도를 이용하여 수환경에 영향을 미칠 수 있는 요소들을 조사하였다. 또한, 인공위성 사진(1 : 20,000)을 활용하여 조사 지점의 토지이용 유형을 산림 면적률, 농업지역 면적률, 주거·상업지역 면적률에 따라 산림형 하천(Forest stream, Fo), 농지형 하천(Agricultural stream, Ag), 도심형 하천(Urban stream, Ur)으로 구별하였고, 각 지점별 상·하류을 계산하여 토지이용 유형에 따른 상대비율을 분석하였다.
또한, 인공위성 사진(1 : 20,000)을 활용하여 조사 지점의 토지이용 유형을 산림 면적률, 농업지역 면적률, 주거·상업지역 면적률에 따라 산림형 하천(Forest stream, Fo), 농지형 하천(Agricultural stream, Ag), 도심형 하천(Urban stream, Ur)으로 구별하였고, 각 지점별 상·하류을 계산하여 토지이용 유형에 따른 상대비율을 분석하였다.
, 1999). 물리적 변수로는 하상구조, QHEI, 고도(Altitude)를 이용하였으며, 화학적 변수는 수온, pH, 용존산소량(DO), 전기전도도(Conductivity)를 입력 자료로 사용하였다. SOM 분석은 Matlab(Ver.
본 연구에서 출력 뉴런의 수 결정은 경험식(#)에 근거하여 28개 격자(N = 7 × 4)를 사용하였다(Vesanto and Alhoniemi, 2000). 분석에 사용된 입력 자료는 각 지점에서 측정된 생물학적, 물리적, 화학적 변수를 이용하였다. 생물학적 자료는 출현한 종과 개체수를 바탕으로 어류의 내성도(Tolerance)와 영양단계(Trophic level)에 대한 범주로 구분하였으며, MOE/NIER(2006)의 분류기준에 의거하였다.
선정된 소하천별로 조사가 가능한 지점을 중심으로 상·하류 50m의 범위 내에서 조사를 실시하였으며, 채집된 어류는 자연자원의 보호를 위하여 현장에서 종을 동정하고, 개체수를 기록한 후 대부분 방류하였으며, 사진촬영이나 표본제작, 동정이 모호한 개체에 대해서는 10% 포르말린용액에 고정 후 실험실로 운반하여 동정·분류하였다.
어류 채집은 본 조사대상 하천들의 규모가 하천차수 3차 하천 이하인 소하천들로 투망(망목 7 × 7㎜)과 족대(4 × 4㎜)만을 이용하여 조사를 실시하였으며, 투망을 이용한 어류 채집이 적합하지 않은 지점에서는 족대를 이용하여 어류 채집을 실시하였다.
생물학적 자료는 출현한 종과 개체수를 바탕으로 어류의 내성도(Tolerance)와 영양단계(Trophic level)에 대한 범주로 구분하였으며, MOE/NIER(2006)의 분류기준에 의거하였다. 어류의 내성도는 수질 오염도에 따라 쉽게 사라지는 민감종(Sensitive species, SS)과 수질 오염도에 따라 상대적인 비율이 증가하는 내성종(Tolerant species, TS), 그리고 두 범주의 중간에 해당하는 중간종(Intermediate species, IS)으로 구분하였다. 영양단계 구조는 섭식 특성에 따라 잡식종(Omnivores, O), 충식종(Insectivores, I), 육식종(Carnivores, C), 초식종(Herbivores, H)으로 구분하였다(Barbour et al.
인공신경회로망(Self-Organizing Map, SOM)을 이용하여 남해도 소하천들의 특성을 유형화 하였으며, Ward linkage 방법을 이용하여 SOM 출력노드로 군집분석(Cluster Analysis)을 실시하였다. 모두 3개의 그룹으로 구분되었으며, 각 그룹은 붉은색 굵은선으로 표시하였다(Figure 4a).

대상 데이터

남해도에 소하천들의 하천환경 및 서식어류에 대한 현장조사는 2014년 한 해 동안 8월 25 ~ 29일, 10월 13 ~ 17일에 총 2회에 걸쳐서 실시하였으며, 선정된 23개의 소하천에서 각 조사 지점은 하천의 길이를 고려하여 3㎞ 미만인 소하천은 1개, 3 ~ 6㎞ 사이의 소하천은 2개, 6㎞ 이상의 소하천은 3개 지점을 선정하였으며, 2개 이상의 지점을 가지고 있는 소하천에서는 상류부터 하류까지 다양한 서식환경이 포함될 수 있도록 2 ~ 3㎞ 간격으로 지점을 선정하였다. 남해도 소하천 23개에서 총 31개 지점을 선정하였으며(Figure 1), 각 조사지점의 행정구역, 위도 및 경도는 다음과 같다.
남해도에 소하천들의 하천환경 및 서식어류에 대한 현장조사는 2014년 한 해 동안 8월 25 ~ 29일, 10월 13 ~ 17일에 총 2회에 걸쳐서 실시하였으며, 선정된 23개의 소하천에서 각 조사 지점은 하천의 길이를 고려하여 3㎞ 미만인 소하천은 1개, 3 ~ 6㎞ 사이의 소하천은 2개, 6㎞ 이상의 소하천은 3개 지점을 선정하였으며, 2개 이상의 지점을 가지고 있는 소하천에서는 상류부터 하류까지 다양한 서식환경이 포함될 수 있도록 2 ~ 3㎞ 간격으로 지점을 선정하였다. 남해도 소하천 23개에서 총 31개 지점을 선정하였으며(Figure 1), 각 조사지점의 행정구역, 위도 및 경도는 다음과 같다.
연구 대상지역인 남해도는 면적 357.66㎢로 우리나라에서 다섯 번째로 큰 섬이며, 북쪽으로는 하동군과 사천시, 동쪽으로는 통영시, 서쪽으로는 전남 광양시와 여수시, 남쪽으로는 대한해협과 맞닿아 있다. 남해도의 지형은 남북으로 약 30㎞, 동서로 약 26㎞의 길이를 가지고 있으며, 지세는 망운산(786m), 금산(681m), 원산(627m)등 산악이 많아 하천의 길이가 모두 짧고, 평야지대가 매우 협소한 특징을 가지고 있다.
또한, 인공위성 사진(1 : 20,000)을 활용하여 조사 지점의 토지이용 유형을 산림 면적률, 농업지역 면적률, 주거·상업지역 면적률에 따라 산림형 하천(Forest stream, Fo), 농지형 하천(Agricultural stream, Ag), 도심형 하천(Urban stream, Ur)으로 구별하였고, 각 지점별 상·하류을 계산하여 토지이용 유형에 따른 상대비율을 분석하였다. 인공위성 사진은 국토지리정보원(National Geographic Information Institute, NGII)에서 측량한 사진을 사용하였다.

데이터처리

각 지점별 어류 군집특성을 분석하기 위하여 각 지점에서 출현한 종수와 개체수를 기준으로 조사지점의 어류 군집분석은 종 다양도 지수(Shannon and Weaver, 1963), 균등도 지수(Pielou, 1966), 종 풍부도(Margalef, 1958) 및 우점도(McNaughton, 1967) 지수 등을 Primer 5.0 프로그램을 이용하여 조사지점 간의 유사도를 비교하였다. 또한, 어류 군집구조와 환경요인 간의 관계를 분석하기 위하여 PC-ORD(V5)를 이용하여 주성분분석(Principal Component Analysis, PCA)을 실시하였다.
0 프로그램을 이용하여 조사지점 간의 유사도를 비교하였다. 또한, 어류 군집구조와 환경요인 간의 관계를 분석하기 위하여 PC-ORD(V5)를 이용하여 주성분분석(Principal Component Analysis, PCA)을 실시하였다. 본 연구에서는 31개 지점에서 조사된 어류상 인자의 공간적 분포 패턴을 유형화하기 위해 Self-Organizing Map(SOM)의 분석방법을 이용하였다(Kohonen, 2001; Park et al.

이론/모형

또한 하천의 물리적 서식지 특성을 평가하기 위하여 Plafkin et al.(1989)에 의해 제안된 물리적 서식지평가 모델을 국내 하천 특성에 맞게 보완된 11개의 다변수 메트릭 모델(An and Kim, 2005)을 이용하여 평가하였다. 물리적 서식지 건강도 평가(Qualitative Habitat Evaluation Index, QHEI)를 위한 메트릭 모델은 M₁ 하상구조/서식처 피복도(Substrate/Instream cover), M₂ 하상매몰도(Embeddedness), M₃ 유속/수심 조합(Flow velocity/depth combination), M₄ 하상유실 및 토사축적도(Bottom scouring & sediment deposition), M₅ 유량 상태(Channel flow status), M₆ 수로 변경도(Channel alteration), M₇ 여울빈도 및 하천굴곡도(Frequency of riffles or bends), M8 제방 안정도(Bank stability), M₉ 제방식생 보호도(Bank vegetative protection), M₁₀ 천변 식생대 폭(Riparian vegetative zone width) 및 M₁₁ 소규모 댐의 존재유무(Dam construction impact)의 11개 메트릭으로 구성되어 있다.
물리적 변수로는 하상구조, QHEI, 고도(Altitude)를 이용하였으며, 화학적 변수는 수온, pH, 용존산소량(DO), 전기전도도(Conductivity)를 입력 자료로 사용하였다. SOM 분석은 Matlab(Ver. 6.1) 환경에서 분석되었으며, SOM toolbox(http://www.cis.hut.fi/projects/somtoolbox)에서 제공하는 함수와 인자들을 이용하였다.
본 연구에서 출력 뉴런의 수 결정은 경험식(#)에 근거하여 28개 격자(N = 7 × 4)를 사용하였다(Vesanto and Alhoniemi, 2000).
또한, 어류 군집구조와 환경요인 간의 관계를 분석하기 위하여 PC-ORD(V5)를 이용하여 주성분분석(Principal Component Analysis, PCA)을 실시하였다. 본 연구에서는 31개 지점에서 조사된 어류상 인자의 공간적 분포 패턴을 유형화하기 위해 Self-Organizing Map(SOM)의 분석방법을 이용하였다(Kohonen, 2001; Park et al., 2003). SOM은 비지도학습 신경회로망의 일종으로 자료를 입력하게 되면 반복된 계산 과정을 거쳐 입력자료를 최적화하고 자료의 차이성에 기인하여 분류하는 학습의 과정을 거치게 되며, 최종적으로 효율적인 시각화를 위한 이차원격자에 N개의 육각형 격자(출력 뉴런)로 출력된다(Kohonen, 2001; Park et al.
분석에 사용된 입력 자료는 각 지점에서 측정된 생물학적, 물리적, 화학적 변수를 이용하였다. 생물학적 자료는 출현한 종과 개체수를 바탕으로 어류의 내성도(Tolerance)와 영양단계(Trophic level)에 대한 범주로 구분하였으며, MOE/NIER(2006)의 분류기준에 의거하였다. 어류의 내성도는 수질 오염도에 따라 쉽게 사라지는 민감종(Sensitive species, SS)과 수질 오염도에 따라 상대적인 비율이 증가하는 내성종(Tolerant species, TS), 그리고 두 범주의 중간에 해당하는 중간종(Intermediate species, IS)으로 구분하였다.
선정된 소하천별로 조사가 가능한 지점을 중심으로 상·하류 50m의 범위 내에서 조사를 실시하였으며, 채집된 어류는 자연자원의 보호를 위하여 현장에서 종을 동정하고, 개체수를 기록한 후 대부분 방류하였으며, 사진촬영이나 표본제작, 동정이 모호한 개체에 대해서는 10% 포르말린용액에 고정 후 실험실로 운반하여 동정·분류하였다. 어류 동정에 사용한 동정표는 국내에서 발표된 검색표(Kim and Park, 2002; Choi et al., 2002; Lee and Rho, 2006, Han et al., 2015)를 이용하였으며, 분류체계는 Nelson(2006)의 분류체계를 따랐다.
각 지점별 이화학적 수질 특성을 조사하기 위하여 다항목 수질측정기(YSI Professional Plus, USA)를 사용하여 수온, pH, 용존산소량(DO), 전기전도도(Conductivity) 등을 측정하였으며, 측정된 자료는 어류군집과 서식환경과의 관계를 분석하기 위한 보조자료로 활용하였다. 어류 서식환경의 물리적 특성을 조사하기 위하여 하폭, 유폭, 수심, 하상구조를 측정하였으며, 하천의 형태는 Kani(1944)의 방법으로 구분하였고, 하상구조는 Cummins(1962)의 방법을 적용하였다. 각 하천의 물리적 서식지 평가는 하천특성이 잘 나타나는 구간을 선정하여 조사를 수행하였다.

성능/효과

어류군집 구성 및 분포에 영향을 주는 요인을 알아보기 위하여 실시한 주성분분석 결과, 여러 요인들 중 물리적 요인(고도, QHEI)이 주된 요인인 것으로 분석되었다(Figure 5). Group-I의 지점들은 고도가 높고, 하천차수가 낮은 하천의 상류지점들로서, QHEI값이 비교적 높은 산지형 하천으로 인간의 인위적 간섭이 낮아 민감종 및 충식종의 비율이 높고, 고유종의 비율도 상대적으로 높게 나타났다. 이화학적 수질변수에서도 수체 내 이온량을 나타내는 전기전도도에서도 낮은 값을 보였다(Figure 4b).
QHEI 분석 결과, 전체 지점 중 S23 지점이 194로 “최적상태(Excellent condition)”로 평가된 반면, S28 지점이 41로서 “최악상태(Poor condition)” 로 평가되었다.
SOM학습을 위하여 입력된 물리적 서식환경, 어류군집 및 이·화학적 수질자료들이 각 지점별로 분포하는 정도를 2차원 도면에 형상화하였으며, 그 결과로 도출된 각 변수들의 상대적 중요도를 분석하였다(Figure 4b). 그 결과, ClusterI의 지점들은 높은 고도(Altitude)를 보여 소하천 상류에 위치하고 있었으며, 물리적 서식지 평가지수(QHEI)도 높은 점수를 보이는 것으로 나타났다. 자연형 하천의 특성을 보이는 Cluster I의 지점들은 어류군집에 있어서도 이·화학적 수질상태를 반영하는 민감종과 물리적 서식환경을 반영하는 충식종, 자연형 하천의 지표가 되는 고유종의 비율이 상대적으로 높게 나타났다(Figure 4b).
본 연구지역은 내륙에 있는 소하천들에 비하여 망둑어과 어종이 높은 비율을 보이고 있는데, 이는 조사된 소하천들이 모두 바다로 직접 유입되고 있으며, 방조제와 같이 해수의 유입을 막는 장애물이 없어 어류의 이동이 원활하기 때문으로 사료된다. 남해도에서 채집된 전체 어류 중 참갈겨니(Zacco koreanus)와 민물검정망둑(Tridentiger brevispinis)의 상대풍부도가 각각 30.3%, 10.3%로 가장 높은 비율을 보였으며, 특히 참갈겨니는 남해도 소하천 전역에 우점하여 분포하고 있었다. 참갈겨니는 하천 중·상류역의 유속이 빠르고, 바위 및 큰 돌로 구성된 하상구조를 보이는 지점들 중 여울이 많아 용존산소량이 풍부한 맑은 수역에서 서식하는데(Choi et al.
남해도의 소하천에서 어류 군집구조는 일차적으로 하천의 물리적 서식환경에 의하여 영향을 받는 것으로 나타났으며, 특히 인간의 인위적인 교란이 증가하는 지점일수록 내성종과 잡식종의 상대적 비율이 높고, 민감종, 충식종, 고유종의 비율은 상대적으로 낮게 나타났다. 결론적으로 남해도 소하천 생태계를 보존 및 복원하기 위해서는 담당 지자체의 선택적이고, 집중적인 생태계 관리가 요구되며, 본 연구 결과를 기초로 하여 생태적으로 보존가치가 높거나(서상천, 화천, 임포천, 금평천), 복원이 요구되는 소하천(봉천, 창선천, 다천천)을 선별하여 집중적으로 관리한다면, 남해도 소하천 생태계의 건강성은 지속적으로 유지될 것으로 사료된다.
물리적 서식지 변수 11개 평가 메트릭 중 2개 메트릭을 제외한 전 항목이 낮은 값을 보였는데, 어류의 서식 공간을 나타내는 M1(Substrate/Instream cover)과 하천바닥면의 상태를 나타내는 M2(Embeddedness)만 “최적상태 ~ 보통상태”를 보이고, 그 밖에 하천 서식지의 다양성을 나타내는 M3(Velocity/Depth Combination)이나 도심하천의 하상구조 직선화와 단순화를 평가하는 M4~7은 낮은 점수를 보였다(Table 3).
3%로 다른 분류군에 비하여 높은 비율을 차지하였다. 미꾸리과(Cobitidae) 어류는 4종, 메기과(Siluridae)와 숭어과(Mugilidae)어류는 2종, 동자개과(Bagridae)를 비롯한 7개 과에서 각각 1종씩 출현하였다. 일반적으로 잉어과 어류의 우세현상은 서해와 남해로 유입되는 우리나라 하천 어류상에서 나타나는 공통된 특징으로 어류상과 관련된 많은 연구들(Kim and Lee, 2001; Byeon et al.
자연형 하천의 특성을 보이는 Cluster I의 지점들은 어류군집에 있어서도 이·화학적 수질상태를 반영하는 민감종과 물리적 서식환경을 반영하는 충식종, 자연형 하천의 지표가 되는 고유종의 비율이 상대적으로 높게 나타났다(Figure 4b). 반면, Cluster I에 비하여 하류부 하천의 특성을 보이는 Cluster II, Cluster III은 하천규모가 상대적으로 큰 것으로 분석되었으며, 낮은 고도로 인하여 유속이 느리고, 이로 인해 하상에 자갈(pebbles)의 퇴적율이 높은 하상 특성을 나타냈다. 이 그룹에 해당하는 지점들은 어류 군집에 있어서도 수질오염이 진행될수록 증가하는 내성종 및 잡식종의 상대비율이 높게 나타났다(Figure 4b).
모두 3개의 그룹으로 구분되었으며, 각 그룹은 붉은색 굵은선으로 표시하였다(Figure 4a). 분석 결과, 하부(Cluster I)에 있는 지점들은 서상천, 화천, 양지천, 영지천과 같이 인간의 인위적인 영향을 적게 받는 소하천들로 그룹화 되었으며, 상부(Cluster II, Cluster III)에 위치한 지점들은 인간의 인위적 간섭이 많은 지역으로 구분되었다. 상부 좌측(Cluster II)은 문항천, 대곡천, 봉천, 다천천, 다모천, 임포천 등 주로 하천 주변이 농경지인 지점들이 주를 이루는 반면, 상부 우측(Cluster III)은 동산천, 창선천과 같이 주변이 도심지인 소하천들이 그룹화되었다(Figure 4a).
이러한 경향은 Cluster II보다 Cluster III에서 더 두드러지는 것으로 분석되었는데, 이는 Cluster III의 하천들이 대부분 도심형 소하천들로 인간의 인위적인 영향이 더 높기 때문으로 판단된다. 어류군집 구성 및 분포에 영향을 주는 요인을 알아보기 위하여 실시한 주성분분석 결과, 여러 요인들 중 물리적 요인(고도, QHEI)이 주된 요인인 것으로 분석되었다(Figure 5). Group-I의 지점들은 고도가 높고, 하천차수가 낮은 하천의 상류지점들로서, QHEI값이 비교적 높은 산지형 하천으로 인간의 인위적 간섭이 낮아 민감종 및 충식종의 비율이 높고, 고유종의 비율도 상대적으로 높게 나타났다.
, 2005)보다 높은 비율을 보였다. 여울성 저서종(riffle benthic species)은 총 6종(16.8%)이 출현했는데, 하상교란에 직접적으로 영향을 받는 여울성 저서종의 비율이 상대적으로 낮은 경향을 보였다. 채집된 어종 중 회유성 어종은 은어(Plecoglossus altivelis altivelis, 1.
남해도 23개 소하천의 31개 지점에서 채집된 어류는 모두 13과 38종 3,593개체로 나타났다. 이 중 잉어과(Cyprinidae)와 망둑어과(Gobiidae) 어류가 각각 11종씩 출현하였으며, 개체수를 기반으로 한 상대풍부도는 각각 49.3%, 35.3%로 다른 분류군에 비하여 높은 비율을 차지하였다. 미꾸리과(Cobitidae) 어류는 4종, 메기과(Siluridae)와 숭어과(Mugilidae)어류는 2종, 동자개과(Bagridae)를 비롯한 7개 과에서 각각 1종씩 출현하였다.
이외에 도심 외곽지역에 위치해 있으면서, 산림의 비율이 상대적으로 높은 지역에 위치한 지점들(S1, S3, S10, S11, S14, S19, S22, S24 ~ 26)에서 QHEI 값은 평균 152.4(n = 10)로 “양호상태(Good condition)”로 평가되었으며, 지점의 위치가 도심지나 농경지에 위치한 지점들(S2, S4 ~ S6, S8, S9, S13, S15 ~ 17, S20, S29, S30)의 평균 QHEI값은 91.5로 “보통상태(Fair condition)”로 평가되었다(Table 3).
외래도입종인 배스(Micropterus salmoides)가 정포천(S5)에서 서식이 확인되었다. 이전 조사(MOE, 2010)와 비교한 결과, 본 조사에서 추가적으로 서식이 확인된 종으로는 1차 담수어종인 잉어(Cyprinus carpio), 긴몰개, 버들치(Rhynchocypris oxycephalus), 백조어, 미꾸라지(Misgurnus mizolepis), 남방종개, 눈동자개, 메기(Silurus asotus), 자가사리, 큰입배스와 2차담수어인 황어, 가숭어(Chelon haematocheilus), 주둥치(Leiognathus nuchalis), 문절망둑(Acanthogobius flavimanus), 풀망둑(Synechogobius hasta), 갈문망둑(Rhinogobius giurinus), 민물두줄망둑(Tridentiger bifasciatus), 검정망둑(Tridentiger obscurus), 모치망둑(Mugilogobius abei), 미끈망둑(Luciogobius guttatus), 복섬(Takifugu niphobles) 및 해산어인 감성돔(Acanthopagrus schlegelii) 등 총 23종의 서식이 확인되였다. 반면, 뱀장어(Anguilla japonica)는 본 조사에서 확인되지 않았다(Table 2).
자연형 하천의 특성을 보이는 Cluster I의 지점들은 어류군집에 있어서도 이·화학적 수질상태를 반영하는 민감종과 물리적 서식환경을 반영하는 충식종, 자연형 하천의 지표가 되는 고유종의 비율이 상대적으로 높게 나타났다(Figure 4b).
11으로 가장 낮은 값을 보였다(Figure 3). 전체적으로 인간의 인위적인 활동이 적고, 소하천들 중 바다와 인접한 지점에서의 어류군집이 비교적 안정된 군집구조를 보이는 것으로 분석된 반면, 인간의 인위적 활동이 많고, 계절별 유량차이(건천화 현상)가 심한 지점들(S11, S14, S18)에서는 어류의 군집구조가 매우 불안정한 상태를 보이는 것으로 분석되었다. 한편, S5, S10, S13, S17, S24, S25의 지점들은 다른 지점들에 비하여 종다양도지수, 균등도지수, 종풍부도지수 등이 높은 값을 보였다.
34로 분석되었다(Figure 3). 조사 지점별로 종다양도지수는 S7(동산천) 지점에서 2.40으로 가장 높은 값을 보였으며, S27(창선천) 지점에서 0.25로 가장 낮은 값을 보였다. 균등도지수에서는 S26(영지천) 지점에서 0.
조사기간 중 수온은 1차 조사시기인 8월에 17.5 ~ 28.3℃의 범위를 보인 반면, 2차 조사시기인 10월에 15.7 ~ 22.1℃로 계절별 차이를 보였으며, 하류부 지점일수록 높은 수온을 보이는 경향을 보였다. pH는 6.
8%)이 출현했는데, 하상교란에 직접적으로 영향을 받는 여울성 저서종의 비율이 상대적으로 낮은 경향을 보였다. 채집된 어종 중 회유성 어종은 은어(Plecoglossus altivelis altivelis, 1.2%)와 황어(Tribolodon hakonensis, 0.5%) 2종이 출현하였다. 외래도입종인 배스(Micropterus salmoides)가 정포천(S5)에서 서식이 확인되었다.
남해도의 대부분의 소하천들은 하천 길이가 짧고, 경사도가 높기 때문에 중·하류부에 위치한 지점들 역시 유속이 빠르고 수온이 낮으며 용존산소가 많은 특징을 지니고 있었다. 하폭 및 유폭은 비교적 좁았으며, 하천차수가 높은 지점일수록 증가하는 양상을 보였다. 남해도 소하천의 하상구조를 살펴보면, 자갈(pebble)의 비율이 가장 높은 것으로 나타났으며, 특히 하천 차수가 3차하천인 봉천, 화천과 서상천 하류지점(S10, S13, S25)에서 가장 높은 값을 보였다.
법정보호종은 멸종위기 II급으로 지정된 백조어(Culter brevicauda)가 S6(대곡천)에서 1개체만 출현하였으며, 그 외 다른 법정보호종은 채집되지 않았다. 한국고유종은 쉬리(Coreoleuciscus splendidus), 긴몰개(Squalidus gracilis majimae), 참갈겨니, 왕종개(Iksookimia longicorpa), 남방종개(Iksookimia hugowolfeldi), 눈동자개(Pseudobagrus koreanus), 미유기(Silurus microdorsalis), 자가사리(Liobagrus mediadiposalis) 등 8종(33.8%)으로 한반도 전체 고유종 빈도인 28.8%(Kim et al., 2005)보다 높은 비율을 보였다. 여울성 저서종(riffle benthic species)은 총 6종(16.

후속연구

남해도의 소하천에서 어류 군집구조는 일차적으로 하천의 물리적 서식환경에 의하여 영향을 받는 것으로 나타났으며, 특히 인간의 인위적인 교란이 증가하는 지점일수록 내성종과 잡식종의 상대적 비율이 높고, 민감종, 충식종, 고유종의 비율은 상대적으로 낮게 나타났다. 결론적으로 남해도 소하천 생태계를 보존 및 복원하기 위해서는 담당 지자체의 선택적이고, 집중적인 생태계 관리가 요구되며, 본 연구 결과를 기초로 하여 생태적으로 보존가치가 높거나(서상천, 화천, 임포천, 금평천), 복원이 요구되는 소하천(봉천, 창선천, 다천천)을 선별하여 집중적으로 관리한다면, 남해도 소하천 생태계의 건강성은 지속적으로 유지될 것으로 사료된다.

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용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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