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문제 정의
- 이 연구에서는 하천생태계의 환경 또는 수질을 평가하는 지표로서 매우 효과적이라고 평가받고 있는 저서성 대형무척추동물상의 조사(Resh and Rosenberg, 1984; Ward, 1991)를 통하여 기계천의 수생태계 현황과 군집구조 분석 및 생물학적 수질평가를 수행하였다. 이를 통하여 기계천의 생태계와 수질을 지속적으로 관리하는 방안 도출을 위한 연구와 지역의 하천들에 대한 연구의 기초자료로 활용되기를 기대하고 있다.
제안 방법
- 각 조사지역별로 이들의 실제 서식상황을 파악하기 위하여 다양도지수(Diversity index, H′)(Shannon and Weaver, 1949), 균등도지수(Evenness index, J′)(Pielou, 1975), 우점도지수(Dominance index, DI)(McNaughton, 1967) 및 풍부도지수(Richness index, RI)(Margalef, 1958)를 통하여 군집구조 분석을 시행하였다.
- 현지조사에서 정성적 조사는 수서무척추동물용 채집망과 뜰채, 핀셋 등을 이용하였고 정량적 조사는 Surber net(30×30, 1mm mesh size)을 이용하였다. 채집된 시료는 현장에서 에탄올 95%에 액침표본하여 실험실로 가져와 관찰, 동정하였다.
대상 데이터
- 현지조사에서 정성적 조사는 수서무척추동물용 채집망과 뜰채, 핀셋 등을 이용하였고 정량적 조사는 Surber net(30×30, 1mm mesh size)을 이용하였다.
- 조사지점은 접근이 용이하고 하천의 제반 특성상 중요하다고 생각되는 기계천의 본류와 화대천 및 내단천 2개의 지류에서 8곳을 선정하여 조사하였다(Fig. 1). 지점들의 하상은 뻘과 모래로 된 지점 I(형산강 합류부)과 저수지(용전지)인 지점 VII을 제외하고는 자갈과 호박돌이 혼재하고 있었으며, 유속은 다소 빠른 지점 II와 저수지인 지점 VII외에는 그다지 빠르지 않았다.
- 조사는 계절별로 모두 3차(춘계: 2017년 5월 20~21일, 하계: 2017년 8월 25~26일, 추계: 2017년 10월 21~22일)에 걸쳐 실시되었다.
- 형산강 합류부이며 수심이 깊은 지점 I에서 가장 적은 27종이 조사되었다. 그 밖의 지점들에서는 31종 (지점 IV와 VI)과 35(지점 VII)종을 기록하였다.
이론/모형
- (2005), Bae(2010), Jung(2011), Kwon et al.(2015) 등을 이용하여 수행하였다.
- 저서성 대형무척추동물의 기능군은 Ro and Chun (2004), Kwon et al.(2015)에 따라 섭식기능군(Functional Feeding Groups)과 서식기능군(Habitat Orientation Groups)으로 나누어 분석하였다
- 조사지점의 저서성 대형무척추동물의 분포를 기반으로 한 생물학적 수질평가는 저서성대형무척추동물생태점수 (ESB, Ecological Score of Benthic macroinvertebrate community)(Kong, 1997)와 한국오수생물지수(KSI, Korean Saprobic Index)(Won et al., 2006)를 이용하였다
성능/효과
- 형산강 합류부이며 수심이 깊은 지점 I에서 가장 적은 27종이 조사되었다.
-
1. 저서성 대형무척추동물의 서식 현황
현지조사 결과, 동정된 저서성 대형무척추동물은 모두 4문 8강 15목 54과 104종이었고 이 가운데 수서곤충류가 6목 34과 76종으로 73.1%를 차지하였다(Table 1, Fig. 2)
. 이전의 조사(Kim, 2008)에서는 3문 5강 15목 49과 108종이었으며 수서곤충류는 86종(79. - 6%)이었다. 이번 조사와 비교하면 전체 종수와 종류는 비슷하였으나 곤충류와 연체동물에서 다소 종의 차이를 보였다.
- 종수에서는 잠자리목(Odonata)이 21종으로 20.2%를 차지하여 가장 많은 종이 출현한 분류군이었고(Table 2, Fig. 5), 딱정벌레목(Coleoptera) 16종(15.4%), 연체동물문(Mollusca) 14종(13.5%)의 순으로 종수가 많았으며 연갑강(Malacostraca)이 가장 적은 6종(5.8%)으로 조사되었다. 조사기간 모두 5,052개체가 채집되었는데, 곤충류가 2,756개체(54.
- 8%)가 확인되어 가장 많이 출현하였다. 분류군별로는 곤충강의 잠자리목(1,059개체, 21.0%), 하루살이목(Ephemeroptera)(690개체, 13.7%)과 연갑강(675개체, 13.4%)의 순으로 많이 나타났다. 출현종수가 연체동물문과 비슷하였던 딱정벌레목(16종, 15.
- 4%)의 순으로 많이 나타났다. 출현종수가 연체동물문과 비슷하였던 딱정벌레목(16종, 15.4%)은 126개체(2.5%)로 1종이 조사되었던 편형동물문(Platyhelminthes)(35개체, 0.7%)을 제외하고 가장 적게 출현하였다
- 보가 있는 지점 VI에서는 왕우렁이(Pomacea canaliculata)가 계절에 관계없이 우점종으로 나타났으며, 저수지(용전지)인 지점 VII에서는 왕잠자리(Anax parthenope julius)와 대칭이 (Anodonta arcaeformis)가 우점적으로 출현하고 있었다.
- 종풍부도지수(RI)는 지점별 및 계절별 분석 결과에서 출현종수가 많은 계절과 지점에서 대체로 높게 나타나서 종수가 가장 많았던 지점 II에서 가장 높게, 가장 적었던 지점 I에서 가장 낮게 기록되었다.
- 종풍부도지수(RI)는 지점별 및 계절별 분석 결과에서 출현종수가 많은 계절과 지점에서 대체로 높게 나타나서 종수가 가장 많았던 지점 II에서 가장 높게, 가장 적었던 지점 I에서 가장 낮게 기록되었다. 우점도지수(DI)는 비교적 낮게 나타났는데, 지점별 분석에서는 지점 VI에서 0.321로 가장 높게 나타났으며, 가장 많은 종수와 개체수를 보인 지점 II에서 가장 낮은 0.172로 나타났다. 계절별로는 여름철인 8월 또는 가을철인 10월에 가장 높게, 봄철인 5월에 가장 낮게 나타나는 경향을 보였다.
- 이번 조사에서 섭식기능군은 긁어먹는 무리(Scraper), 주워먹는 무리(Gathering collector), 잡아먹는 무리(Predator), 걸러먹는 무리(Filtering collector), 썰어먹는 무리(Shredder)의 5개 무리가 확인되었다(Table 5, Fig. 6). 전체적으로 종수에서는 주워먹는 무리가 가장 높게 나타났고 잡아먹는 무리가 그 다음이었으며, 긁어 먹는 무리, 걸러먹는 무리, 썰어먹는 무리의 순이었다.
- 6). 전체적으로 종수에서는 주워먹는 무리가 가장 높게 나타났고 잡아먹는 무리가 그 다음이었으며, 긁어 먹는 무리, 걸러먹는 무리, 썰어먹는 무리의 순이었다. 개체수로는 역시 주워먹는 무리가 가장 높은 비율로 나타났으며 긁어먹는 무리와 잡아먹는 무리가 비슷하게 출현하였고 썰어먹는 무리는 가장 낮게 조사되었다.
- 균등도지수(J ')도 계절별로는 대체로 유사한 경향을 보였지만 지점별로는 지점에서 가장 높게, 두 번째로 적었던 지점에서 가장 낮게 나타났다. 종풍부도지수(RI)는 지점별 및 계절별 분석 결과에서 출현종수가 많은 계절과 지점에서 대체로 높게 나타나서 종수가 가장 많았던 지점에서 가장 높게, 가장 적었던 지점 II에서 가장 낮게 기록되었다. 우점도지수(DI)는 비교적 낮게 나타났으며 지점별 분석에서는 지점에서 가장 높게 나타났고 계절별로는 여름철인 8월 또는 가을철인 10월에 가장 높게, 봄철인 5월에 가장 낮게 나타나는 경향을 보였다.
- 각 지점별 출현 비율은 대체로 유사한 순서로 나타났으나 지점IV, VII 및 VIII에서는 잡아먹는 종의 비율이 동일한 패턴을 보이는 개체수의 비율과 달리 가장 높게 나타났다. 즉, 잡아먹는 무리인 잠자리류의 개체수가 많았던 결과이며 이러한 경향성은 여타 지점에서도 보이고있다.
- 서식기능군은 기는 무리(Sprawler), 붙는 무리(Clinger), 굴파는 무리(Burrower), 헤엄치는 무리(Swimmer), 기어오르는 무리(Climber), 지치는 무리(Skater), 잠수하는 무리(Diver)의 7개 무리가 확인되었다(Table 6, Fig. 7). 전체적으로 기는 무리의 비율이 종수와 개체수에서 모두 가장 높게 나타났으며, 붙는 무리, 기어오르는 무리, 헤엄치는 무리의 순으로 나타났고 종수에서는 5번째로 높았던 잠수하는 무리는 개체수에서는 가장 낮게 나타났다.
- 7). 전체적으로 기는 무리의 비율이 종수와 개체수에서 모두 가장 높게 나타났으며, 붙는 무리, 기어오르는 무리, 헤엄치는 무리의 순으로 나타났고 종수에서는 5번째로 높았던 잠수하는 무리는 개체수에서는 가장 낮게 나타났다. 각 지점별 출현 비율은 대체로 유사한 순서로 나타났으나 유속이 비교적 빠른 지점 III에서는 붙는 무리가 종수와 개체수에서 가장 높은 비율이었고 근소한 차이로 기는 무리가 그 다음으로 출현하였는데, 하루살이류의 비율이 높은 것이 그 이유로 생각된다.
- 전체적으로 기는 무리의 비율이 종수와 개체수에서 모두 가장 높게 나타났으며, 붙는 무리, 기어오르는 무리, 헤엄치는 무리의 순으로 나타났고 종수에서는 5번째로 높았던 잠수하는 무리는 개체수에서는 가장 낮게 나타났다. 각 지점별 출현 비율은 대체로 유사한 순서로 나타났으나 유속이 비교적 빠른 지점 III에서는 붙는 무리가 종수와 개체수에서 가장 높은 비율이었고 근소한 차이로 기는 무리가 그 다음으로 출현하였는데, 하루살이류의 비율이 높은 것이 그 이유로 생각된다. 지점 V에서는 종수에서 붙는 무리의 비율이 가장 높았고 개체수에서는 기는 무리가 가장 높았던 반면, 지점 VII에서는 이와 반대의 결과가 나타나서 지점별 특성에 따른 다소간의 차이를 보였다.
- 전체 평균적으로는 봄철에 각각 다소 양호(some defectiveness)와 보호수역(protection waters)으로, 여름과 가을철에 다소 불량(some defectiveness)과 개선수역(improvement waters)으로 나타났는데 출현종수의 감소와 관련이 있어 보인다.
- 전체 평균적으로는 봄철에 각각 다소 양호(some defectiveness)와 보호수역(protection waters)으로, 여름과 가을철에 다소 불량(some defectiveness)과 개선수역(improvement waters)으로 나타났는데 출현종수의 감소와 관련이 있어 보인다. 수질(WQ)은 5월에만 지점 , II및 III에서 I등급이었으며, 나머지 결과들에서는 모두 II등급을 나타내었고 평균적으로 2급수의 수질을 유지하고 있었다.
- 우점도지수(DI)는 비교적 낮게 나타났으며 지점별 분석에서는 지점에서 가장 높게 나타났고 계절별로는 여름철인 8월 또는 가을철인 10월에 가장 높게, 봄철인 5월에 가장 낮게 나타나는 경향을 보였다.
- 현지 조사 결과, 기계천에서 채집되어 동정된 저서성 대형무척추동물은 모두 4문 8강 15목 54과 104종이었으며 이 가운데 수서 곤충류가 6목 34과 76종이었다. 분류군별 종수에서는 잠자리목이 21종(20.
- 현지 조사 결과, 기계천에서 채집되어 동정된 저서성 대형무척추동물은 모두 4문 8강 15목 54과 104종이었으며 이 가운데 수서 곤충류가 6목 34과 76종이었다. 분류군별 종수에서는 잠자리목이 21종(20.2%)으로 가장 많았고 총 개체수에서는 연체동물문이 1,453개체(28.8%)로 가장 많이 확인된 분류군이었다. 지점별로는 지점 II에서 가장 많은 49종이, 지점 I에서 가장 적은 27종이 조사되었다.
- 계절별로는 봄철인 5월 조사에서 대부분 지점들에서 가장 많은 종들이 출현하였다. 지점별 특성에 따라 다양한 우점종이 출현하였으며 전체적으로는 새뱅이가 우점종으로 나타났다. 계절별로는 전 지역에서 골고루 채집이 된 물달팽이가 5월에 가장 많이 조사되었으며, 8월에는 작은갈고리하루살이가, 10월과 총 조사된 종들 가운데서는 새뱅이가 우점종으로 나타났다.
- 지점별 특성에 따라 다양한 우점종이 출현하였으며 전체적으로는 새뱅이가 우점종으로 나타났다. 계절별로는 전 지역에서 골고루 채집이 된 물달팽이가 5월에 가장 많이 조사되었으며, 8월에는 작은갈고리하루살이가, 10월과 총 조사된 종들 가운데서는 새뱅이가 우점종으로 나타났다. 각 조사지점별 군집구조에서 종다양도지수(H )는 출현종수가 가장 높았던 지점 II에서 가장 높게 나타났고 계절별로는 출현종수가 많았던 5월에 대체로 높게 나타났다.
- 계절별로는 전 지역에서 골고루 채집이 된 물달팽이가 5월에 가장 많이 조사되었으며, 8월에는 작은갈고리하루살이가, 10월과 총 조사된 종들 가운데서는 새뱅이가 우점종으로 나타났다. 각 조사지점별 군집구조에서 종다양도지수(H )는 출현종수가 가장 높았던 지점 II에서 가장 높게 나타났고 계절별로는 출현종수가 많았던 5월에 대체로 높게 나타났다. 균등도지수(J ')도 계절별로는 대체로 유사한 경향을 보였지만 지점별로는 지점에서 가장 높게, 두 번째로 적었던 지점에서 가장 낮게 나타났다.
- 우점도지수(DI)는 비교적 낮게 나타났으며 지점별 분석에서는 지점에서 가장 높게 나타났고 계절별로는 여름철인 8월 또는 가을철인 10월에 가장 높게, 봄철인 5월에 가장 낮게 나타나는 경향을 보였다. 기능군은 지점과 계절에 따라 다소 차이가 있었는데, 섭식 기능군은 전체적인 결과에서 종수와 개체수에서 주워먹는 무리가 가장 높게 나타났으며 서식기능군은 전체적으로 기는 무리의 비율이 종수와 개체수에서 모두 가장 높게 나타났다. 생태점수(ESB)는 대체로 5월의 점수가 다른 계절에 비하여 높게 나타났고 지점별로는 계절에 따라 다소 변동을 보였으나 평균적으로 2급수의 수질을 유지하고 있음을 보여주었다.
- 기능군은 지점과 계절에 따라 다소 차이가 있었는데, 섭식 기능군은 전체적인 결과에서 종수와 개체수에서 주워먹는 무리가 가장 높게 나타났으며 서식기능군은 전체적으로 기는 무리의 비율이 종수와 개체수에서 모두 가장 높게 나타났다. 생태점수(ESB)는 대체로 5월의 점수가 다른 계절에 비하여 높게 나타났고 지점별로는 계절에 따라 다소 변동을 보였으나 평균적으로 2급수의 수질을 유지하고 있음을 보여주었다. 한국오수생물지수(KSI)도 계절별 및 지점별로 다소 변동이 있었으나 수질은 역시 평균 2급수로 나타났다.
- 조사지점 및 계절별 우점종을 Table 3에 나타내었는데, 지점과 계절별로 다양한 우점종이 나타나고 있었다. 최종 결과에서 지점별로는 수심이 깊고 유속이 완만한 지점 I에서 논우렁이(Cipangopaludina chinensis malleata)가 우점종으로 조사되었으며, 물살이 빠르고 비교적 수질이 좋은 지점 II와 III에서는 작은갈고리하루살이(Procloeon maritimum)가, 수초가 풍부한 지점 IV와 지점 V및 지점 VIII 에서는 새뱅이(Cardina denticulatadenticulata)가 각각 우점하고 있었다. 보가 있는 지점 VI에서는 왕우렁이(Pomacea canaliculata)가 계절에 관계없이 우점종으로 나타났으며, 저수지(용전지)인 지점 VII에서는 왕잠자리(Anax parthenope julius)와 대칭이 (Anodonta arcaeformis)가 우점적으로 출현하고 있었다.
- 보가 있는 지점 VI에서는 왕우렁이(Pomacea canaliculata)가 계절에 관계없이 우점종으로 나타났으며, 저수지(용전지)인 지점 VII에서는 왕잠자리(Anax parthenope julius)와 대칭이 (Anodonta arcaeformis)가 우점적으로 출현하고 있었다. 계절별로는 전 지역에서 골고루 많이 채집된 물달팽이(Lymnaea auricularia)가 봄철에 가장 많이 나타났고 (우점도지수 0.06), 여름철인 8월에는 Procloeon maritimum가(우점도지수 0.12), 가을철과 총 조사된 종들 가운데서는 Cardina denticulata denticulata(우점도지수 0.08)가 우점종으로 나타났으나 이들의 우점도지수가 낮아 지점별로 다양한 우점종들이 출현하고 있음을 보여주었다.
- 오수생물계열(Saprobity)에서 5월에 지점 II, III, VI및 의 4개 지점들에서 빈부수성(oligosaprobic)을 나머지에서는 β-중부수성(β-saprobic)을 나타낸 반면, 여름철인 8월과 가을철인 10월 조사에서는 빈부수성을 보인 8월의 지점 VIII을 제외한 전 지점에서 β-중부수성을 나타내었다. 전체 평균적으로는 빈부수성을 나타내었다. 환경상태(Environmental condition)와 지역구분(Area determination)은 지점 및 계절에 따라 다소 변동을 보였으며, 여름철인 8월 조사에서 상태가 다소 저하되는 경향을 나타내었다.
후속연구
- 이 연구에서는 하천생태계의 환경 또는 수질을 평가하는 지표로서 매우 효과적이라고 평가받고 있는 저서성 대형무척추동물상의 조사(Resh and Rosenberg, 1984; Ward, 1991)를 통하여 기계천의 수생태계 현황과 군집구조 분석 및 생물학적 수질평가를 수행하였다. 이를 통하여 기계천의 생태계와 수질을 지속적으로 관리하는 방안 도출을 위한 연구와 지역의 하천들에 대한 연구의 기초자료로 활용되기를 기대하고 있다.
- 4)(Korea Meteorological Administration, 2018). 강수량 증가에 의한 씻김효과는 하천생태계에 영향을 미치는 주요 교란요인으로 다른 지역의 조사에서도 보고되고 있지만(Park et al., 2013; Lee et al., 2014), 생물종 구성에 따라 결과가 달라질 가능성도 있으므로 수환경의 변화와 군집변동의 상관관계에 대해서는 추후 면밀한 조사가 필요할 것이다.
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