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문제 정의
- 하지만 도시하천을 생태공원화 함에 있어서 거의 모든 하천에 건설되는 자전거도로나 보행자도로가 조류의 서식에 부정적인 영향을 미칠 수 있으므로(Kim and Koo, 2003) 야생동물의 안정적인 서식지 확보를 비롯한 건강한 생태하천을 조성하기 위한 기본적인 자료가 필요한 실정이다. 따라서 본 연구는 월동수조류의 군집에 영향을 미치는 여러 환경 요인 중 하천의 크기, 기온, 수질, 먹이원(어류, 저서성대형 무척추동물) 등의 조사를 통해 건강한 야생동물의 서식지로서 도시하천의 설계 및 복원의 기초자료를 제공하고자 한다.
- 본 연구는 도시하천에 도래하는 월동수조류의 군집에 영향을 미치는 환경요인을 알아보기 위하여 원주천의 월동수조류 군집 및 기온, 하천의 크기, 수질, 어류, 저서성 대형무척추동물을 조사하여 분석하였다. 원주천은 인공보로 인한 정수역이 반복적으로 나타나지만 수심이 깊지 않고 여울과 자갈, 모래톱이 반복적으로 나타남으로 잠수성오리류는 적고 수면성 오리가 대부분을 차지하였다.
제안 방법
- 원주천의 수질은 2014년 11월 27일부터 2017년 1월 2일까지 10차에 걸쳐 수온, BOD, COD, DO, SS, pH, 전기전도도, T-N, T-P, 대장균, 10가지 항목을 조사하였다. 저서성 대형무척추동물과 어류는 봄과 가을에 각각 1회씩 총 4회 조사하였는데 2015년에는 5월 26일과 9월 2, 3일에, 2016년에는 5월 20일, 9월 23일에 실시하여 월동기 전과 후의 조사 결과를 통하여 수조류의 월동기 군집과 비교하였다.
- 월동수조류에 대한 조사는 겨울철새의 이동기와 월동기에 해당하는 2015년 10월부터 2016년 4월, 2016년 10월부터 2017년 4월까지 주 1회씩 56차례 실시하였다. 조사시간은 수조류의 이동이 적은 오전 10시부터 오후 4시에 실시하였으며(Shin et al.
대상 데이터
- 치악산에서 발원하여 원주시를 가로질러 섬강으로 유입되는 도시하천인 원주천을 조사지역으로 하였다. 조사구간은 원주시 관설동의 대평교에서 호저면 주산리의 주산교에 이르는 약 13.
데이터처리
- 0)을 사용하였으며 개체수 정리 및 수식은 엑셀(Exel 2016) 프로그램을 사용하였다. 기온은 기상청 홈페이지(www.kma.go.kr)의 원주기상대 자료를 이용하였으며, 저서성 대형무척추동물과 월동수조류 군집의 비교분석은 개체수와 종조성을 비롯하여 ESB(Ecological Score of Benthic Macroinvertebrate Community)지수와 저서동물지수인 BMI(Benthic Macroinvertebrate Index) 값을 구하여 비교분석하였으며, 어류와 월동수조류 비교분석은 어류 평가지수인 FAI(Fish Assessment Index)를 이용하였다.
- 상관성분석을 위하여 SPSS 통계프로그램(IBM SPSS Statistics v21.0)을 사용하였으며 개체수 정리 및 수식은 엑셀(Exel 2016) 프로그램을 사용하였다. 기온은 기상청 홈페이지(www.
이론/모형
- 우점도지수를 알아보기 위하여 각 조사차수별로 2의 우점종을 선정하였으며, 지수의 산출방법은 Mcnaughton’s dominance index(DI)에 의거하였다(McNaughton’s, 1967). 종다양도지수(Species diversity)는 Shannon의 지수인 H'(Index of Shannon diversity)를 이용하였으며(Shannon and Weaver, 1949), 종풍부도지수(Species richness)는 Margalef(1958)의 지수인 RI(Index of Margalef diversity)를 이용하였다.
- 월동수조류에 대한 조사는 겨울철새의 이동기와 월동기에 해당하는 2015년 10월부터 2016년 4월, 2016년 10월부터 2017년 4월까지 주 1회씩 56차례 실시하였다. 조사시간은 수조류의 이동이 적은 오전 10시부터 오후 4시에 실시하였으며(Shin et al., 2016), 주산교를 기점으로 강변을 따라 자전거와 도보로 이동하며, 정점조사법(Point census)과 선조사법(Line census)을 병행하여 조사하였다. 개체식별과 개체수는 쌍안경(Leica 8×20)과 망원경(Field scope, Swalovski 85 ㎜ x20-60)을 이용하여 확인하였다.
- 우점도지수를 알아보기 위하여 각 조사차수별로 2의 우점종을 선정하였으며, 지수의 산출방법은 Mcnaughton’s dominance index(DI)에 의거하였다(McNaughton’s, 1967). 종다양도지수(Species diversity)는 Shannon의 지수인 H'(Index of Shannon diversity)를 이용하였으며(Shannon and Weaver, 1949), 종풍부도지수(Species richness)는 Margalef(1958)의 지수인 RI(Index of Margalef diversity)를 이용하였다. 분석에 사용된 식은 다음과 같다.
성능/효과
- 1) 저수로의 폭과 흐르는 물의 넓이인 유폭이 넓을수록 더 많은 조류가 도래하였는데, 사람의 위협에서 안전거리가 확보되는 저수로의 너비가 수조류의 군집에 큰 영향을 미침을 알 수 있었다. 도시하천은 둔치의 활용성을 높이기 위해 주차장, 운동시설 및 편의시설을 설치할 뿐만 아니라 자전거 도로와 보행자 도로를 나누어 건설하는 등 사람의 통행과 이용도를 높이기 위해 둔치의 폭이 넓어졌지만, 수조류의 양호한 월동환경과 하천의 건강한 수생태계 유지를 위해서는 하천 양쪽에 건설된 자전거, 보행자도로 중 한 쪽의 도로를 폐쇄하거나, 둔치의 폭을 줄이고 저수로의 폭을 넓히는 것이 바람직한 것으로 보인다.
- 2) 월동기의 기온변화는 조류의 군집에 상당한 영향을 주는 것으로 나타났다. 기온의 하강은 하천의 결빙으로 이어지므로 정수역의 결빙시에는 결빙되지 않은 하류와 여울지역으로 이동하였으며, 기온이 상승함에 따라 산개하였다.
- 4) 저서성 대형무척추동물의 군집과 어류의 군집은 월동 수조류의 군집과의 연관성을 보이지 않았다. 이는 저서성 대형무척추동물이나 물고기를 먹이로 하는 수조류의 개체 수가 많지 않으므로 먹이 경쟁이 없기 때문인 것으로 보이며, 또한 동물성 먹이를 섭취하는 논병아리류나 백로류, 가마우지류는 먹이가 일정량 이상일 때 먹이원보다 다른 원인이 군집에 더 큰 영향을 미치는 것으로 여겨진다.
- 5) 원주천의 하류인 6구간은 둔치가 없을 뿐만 아니라 월동기에도 결빙이 되지 않아 많은 오리류가 도래하므로, 멸종위기 야생조류 1급인 검독수리, 흰꼬리수리를 비롯하여 2급인 참매 등의 맹금류가 도래하며, 둔치가 있지만 저수로의 폭이 넓게 자연형 수로로 조성한 인공보의 완만한 경사면에는 멸종위기 조류 2급인 흰목물떼새가 무리지어 월동하였다.
- 56회의 조사기간 동안 원주천에서 관찰된 수조류는 5목 8과 44종으로 각 종의 최대개체수 합은 4,204개체였으며, 평균 14종 1,537개체, 최소 10종 363개체, 최대 20종 3,189개체를 기록하였다.
- 원주천의 저서성 대형무척추동물에 의한 수환경평가에 있어 ‘매우 좋음’에서 ‘다소불량’까지 다양한 수환경을 보였으나 각 구간별 조류의 군집은 저서성 대형무척추동물의 종조 성이나 개체수에 상관성을 보이지 않았다. ESB지수를 통해 수생태계를 살펴본 결과 사람의 통행이 많고 하천 이용도가 높으며, 주변에 상가와 주거지가 밀접한 중류(S2, S3)의 수환경이 가장 불량한 것으로 나타났으며 다음으로는 하수처리장 하류인 S6의 수환경이 좋지 않은 것으로 나타났는데, ESB지수와 구간별 조류군집은 상관성이 없는 것으로 나타났으며, 조류의 과별 개체수도 상관성을 보이지 않았다. 또한 BMI를 이용하여 원주천의 건강도를 측정했을 때 ‘최상’에서 ‘보통’까지 다양한 하천 건강도를 나타냈지만 월동수조류의 구간별 군집과 상관성을 보이지 않았다(Fig.
- 하천의 너비는 수조류의 군집에 상관성을 보이지 않았는데, 원주천의 하폭은 상류부터 하류까지 거의 일정하여 만약 개체수가 하천의 너비에 비례한다면 구간의 길이에 따라 개체수는 일정하게 증감하여야 하지만 구간의 길이에 비례하지 않았다. 따라서 제방과 제방 사이의 하천 너비보다는 둔치와 둔치 사이의 저수로 폭과 물이 흐르는 유폭이 월동수조류의 군집에 큰 영향을 끼치는 것으로 나타났다.
- 가마우지과는 상류에서도 1, 2개체가 관찰되기도 하지만 잠수하여 먹이를 찾는 가마우지의 특성상 하류인 S5와 S6에서에서 주로 관찰되었다. 백로과는 S3에서 해오라기가 관찰되어 다른 구간보다 1종이 더 많이 기록되었지만 대체적으로 하류로 갈수록 개체수가 증가하는 경향을 보였다(Fig. 4).
- 하지만 도시하천은 둔치의 활용성을 높이기 위해 주차장, 운동시설 및 편의시설을 설치할 뿐만 아니라 자전거 도로와 보행자 도로를 나누어 건설하는 등 사람의 통행과 이용도를 높이기 위해 둔치의 폭이 넓어졌으므로 수조류의 양호한 월동환경과 하천의 건강한 수생태계 유지를 위해서는 둔치의 과도한 개발을 자제하고 저수로의 폭을 넓히는 것이 바람직한 것으로 보인다. 수심은 종다양성과 큰 상관이 있지만 하천의 발원지에서 멀지 않은 원주천의 경우, 발원지와 멀리 떨어진 하천과는 달리 여울구간이 많고 인공보의 영향으로 여울과 정수역이 반복되는데, 원주천을 찾는 대부분의 수조류가 수심이 깊은 정수역 보다는 여울이나 얕은 물에서 많이 군집하는 것으로 보아 정수역의 수심이 깊지 않은 도시하천은 잠수성오리류보다는 수면성오리가 많음을 알 수 있었고, 수면성오리류의 휴식과 취식에 방해를 주지 않는, 물이 넓게 흐르는 휴식 장소가 중요함을 알 수 있었다. 이는 서울의 하천에서 연구된 강폭이 넓고 수심이 낮으며 쉴 수 있는 공간이 많은 지역을 선호한다는(Kwon et al.
- 42(S6)로 조사되었다. 원주천 지역의 수생태계 모니터링 결과 특정종인 피라미의 우점으로 군집구조가 다소 불안정하였으며, 상류(S1)에서 다양성이 가장 양호한 것으로 조사되었다(Table 7).
- 원주천에 도래하는 월동수조류의 개체수와 종수는 저수로의 너비와 물이 흐르는 유폭에 큰 상관성을 나타냈다(Fig. 6).
- 원주천의 1구간에 도래한 월동수조류는 5목 7과 17종 232개체였고, 2구간은 5목 7과 21종 44개체, 3구간은 5목 7과 22종 302개체, 4구간은 4목 6과 16종 345개체, 5구간은 5목 8과 26종 988개체, 6구간은 5목 7과 33종 3,085개체였다. 4구간이 가장 적은 목, 과, 종을 기록했으며, 5구간이 가장 많은 과를 기록했고 6구간이 가장 많은 종수와 개체 수를 기록했다(Fig.
- 어류의 다양도지수, 균등도지수, 풍부도지수를 비롯하여 어류의 개체수는 원주천의 월동수조류와 상관성을 보이지 않았다. 원주천의 FAI는 A등급인 최상의 상태부터 C등급인 보통의 상태까지 다양한 평가결과가 나왔지만 수조류의 군집과 상관성을 보이지 않았는데, FAI지수는 하류로 갈수록 낮아지는 경향을 보인 반면 수조류의 군집은 하류로 갈수록 증가하였고, 섭금류 또한 하류의 개체수가 월등히 많아 비교 할 수 없었다. 과별 개체수와 FAI를 비교하였을 때도요과의 군집과 낮은 상관성(r=0.
- 원주천의 저서성 대형무척추동물에 의한 수환경평가에 있어 ‘매우 좋음’에서 ‘다소불량’까지 다양한 수환경을 보였으나 각 구간별 조류의 군집은 저서성 대형무척추동물의 종조 성이나 개체수에 상관성을 보이지 않았다. ESB지수를 통해 수생태계를 살펴본 결과 사람의 통행이 많고 하천 이용도가 높으며, 주변에 상가와 주거지가 밀접한 중류(S2, S3)의 수환경이 가장 불량한 것으로 나타났으며 다음으로는 하수처리장 하류인 S6의 수환경이 좋지 않은 것으로 나타났는데, ESB지수와 구간별 조류군집은 상관성이 없는 것으로 나타났으며, 조류의 과별 개체수도 상관성을 보이지 않았다.
- 출현한 종을 대상으로 저서동물지수(BMI; Benthic Macroinvertebrate index) 이용하여 평균 수생태계 건강성을 평가한 결과 BMI 값이 55.0(S4)∼80.2(S1)의 범위로 평가되었다. S1에서 생물등급 A의 최상의 환경상태를 나타냈으며, S2, S5, S6에서는 생물등급 B의 양호한 환경상태, S3, S4에서는 C의 보통의 환경상태를 보였다.
- 03으로 나타나 조사지점별 군집구조가 안정적인 것으로 조사되었다. 평균 군집분석 결과 우점도지수는 원주천의 중류지역에서 높고, 상류 및 하류에서 다소 낮은 군집양상을 나타내고 있었으며, 다양도지수는 상대적으로 상류와 하류에서 종다양성이 높은 것으로 나타났다. 우점도지수와 다양도지수는 서로 상반되게 나타나는 특징을 가지고 있으며, 상류지역에서 상대적으로 안정한 군집 양상을 보이고, 중류지역에서 우점도가 높고 다양성이 낮은 불안정한 군집구조를 유지하였으며, 균등도지수 역시 중류지역 보다는 상류와 하류지역에서 상대적으로 균등하게 분포하고 있었다.
- 하지만 이 수치는 COD와 T-P만 약간나쁨의 상태를 보였을 뿐 나머지는 항목은 보통 이상의 수질을 보여주어 S6를 비롯한 원주천 전체의 수질은 대체적으로 양호한 것으로 나타났다. 하수처리장 배출수는 수질에 상당한 영향을 미친 것으로 보이는데 T-N을 비롯하여 여러 항목 수치의 증가는 하천의 영양화를 촉진시키고 이로 인해 유기물질의 축적과 수서생물의 증식을 가져옴으로, 이를 먹이원으로 하는 월동수조류의 증가 원인이 될 수 있을 것으로도 여겨진다. 또한 높은 수온의 배출수로 인해 하천의 결빙을 막아줌으로 혹한의 기온을 보일 때 개체수의 급증을 보이는 것으로 보인다.
- 하지만 이 수치는 COD와 T-P만 약간나쁨의 상태를 보였을 뿐 나머지는 항목은 보통 이상의 수질을 보여주어 S6를 비롯한 원주천 전체의 수질은 대체적으로 양호한 것으로 나타났다. 하수처리장 배출수는 수질에 상당한 영향을 미친 것으로 보이는데 T-N을 비롯하여 여러 항목 수치의 증가는 하천의 영양화를 촉진시키고 이로 인해 유기물질의 축적과 수서생물의 증식을 가져옴으로, 이를 먹이원으로 하는 월동수조류의 증가 원인이 될 수 있을 것으로도 여겨진다. 또한 높은 수온의 배출수로 인해 하천의 결빙을 막아줌으로 혹한의 기온을 보일 때 개체수의 급증을 보이는 것으로 보인다.
후속연구
- 본 연구를 통하여 도시하천의 겨울철새 월동지로서의 서식환경에 대하여 조금이나마 이해할 수 있었는데, 다양하고 많은 철새가 도래하는 건강한 하천을 가진 생태도시를 설계하거나, 겨울철새탐조 등의 교육활동 및 자연교육 계획에 도움이 되며, 또한 겨울철새의 서식지 이동에 관한 특성을 파악하는데 기초적인 자료가 될 것으로 기대한다.
- 또한 높은 수온의 배출수로 인해 하천의 결빙을 막아줌으로 혹한의 기온을 보일 때 개체수의 급증을 보이는 것으로 보인다. 하지만 각 항목 수치의 일정량 증가가 월동수조류의 수중 먹이원에 미치는 영향에 대한 더 많은 연구가 필요하다.
- 하수처리장 배출수는 수질에 상당한 영향을 미친 것으로 보이는데 T-N을 비롯하여 여러 항목 수치의 증가는 하천의 영양화를 촉진시키고 이로 인해 유기물질의 축적과 수서생물의 증식을 가져옴으로, 이를 먹이원으로 하는 월동수조류의 증가 원인이 될 수 있을 것으로도 여겨진다. 하지만 수질의 각 항목 수치 증가가 월동수조류의 수중 먹이원에 미치는 영향에 대한 더 많은 연구가 필요한 것으로 보인다.
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