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문제 정의
- (2013), Jeong (2018) 등의 연구와 같이 대부분 실험실 조건에서 연구가 수행되었으며, 천적생물 및 Bti가 정수생태계에 서식하는 저서성 대형무척추동물에게 미치는 영향에 대한 연구는 전무한 실정이다. 따라서 본 연구는 잔물땡땡이를 이용한 천적기법과 Bti 약제 투여에 의한 생물학적 모기유충 방제기법이 정수생태계에 서식하는 저서성 대형무척추동물에게 미치는 영향에 대한 기초자료를 제공하고자 수행하였다.
제안 방법
- 천적생물은 방류 이후 서식처 적응기간을 거쳐 약 1주일 후에 가장 높은 포식율을 나타낸 것으로 알려져 있으며(Kumar and Hwang 2006), 본 연구에서는 1차 조사시기 전에 천적생물인 잔물땡땡이 유충 120개체를 천적지점에 방류하였다. Bti 지점에는 Bacillus thuringiensis israelensis H-14 균주가 포함된 Bti 약제를 명시된 적정사용량(50 g m-3)을 참고하여 투여하였다. Bti 투여시기는 1차, 2차 조사시기 24시간 전에 투여하였으며, 3차 조사시기에는 저서성 대형무척추동물의 군집 회복양상을 분석하기 위해 투여하지 않았다.
- SPSS (Version No. 18.0, USA)를 이용하여 모기 개체수와 기온, 수온, pH, DO, Conductivity의 상관성 분석을 실시하였다. 기법별 유의성을 검증하기 위해 ANOVA-test를 실시하였으며, Biodiversity Pro (Version No.
- 반면 Bti 지점은 다른 지점에 비해 단순한 종조성을 나타내는 것으로 분석되었으며, 특히 파리목의 변동이 크게 나타나는 것으로 나타났다. 따라서 기법별 조사시기에 따른 파리목의 종수 및 개체수 변동을 분석하였다(Fig. 3). 조사기간 동안 파리목은 대조지점에서 3~6종, 천적지점에서 4~5종으로 유사한 것으로 나타났으나, 평균 개체수는 대조지점에 비해 천적지점에서 비교적 낮은 것으로 분석되었다.
- 본 연구는 2018년 7월 20일부터 2018년 8월 1일까지 안산시 단원구에 위치한 화랑유원지 오토캠핑장의 집수정에서 연구를 실시하였으며, 조사지점은 기법별로 대조지점, 천적지점, Bti 지점을 선정하였다. 서식처 환경 분석 및 채집된 저서성 대형무척추동물을 대상으로 종조성, 군집분석, 상관성 분석, 유사도 분석을 실시하여 잔물땡땡이, Bti가 저서성 대형무척추동물에 미치는 영향을 파악하였다. 서식처 환경 분석 결과, 수질항목은 지점간 유의한 차이는 없는 것으로 분석되었으며(p>0.
- 저서성 대형무척추동물의 정량채집은 물리적 환경특성을 고려하여 Dredge sampler (30 cm×50 cm, mesh 0.2mm)을 이용하여 지점별 2회씩 실시하였다.
- 조사시기는 모기유충의 발생을 고려하여 1차 조사는 2018년 7월 20일, 2차 조사는 2018년 7월 27일, 3차 조사는 2018년 8월 1일에 실시하였다. 천적생물은 방류 이후 서식처 적응기간을 거쳐 약 1주일 후에 가장 높은 포식율을 나타낸 것으로 알려져 있으며(Kumar and Hwang 2006), 본 연구에서는 1차 조사시기 전에 천적생물인 잔물땡땡이 유충 120개체를 천적지점에 방류하였다.
- 채집된 저서성 대형무척추동물을 대상으로 우점도지수(DI: McNaughton 1967), 다양도지수(Hʹ: Shannon-Weaver1949), 균등도지수(Jʹ: Margalef 1958), 풍부도지수(RI: Pielou1975)를 분석하였다.
대상 데이터
- 본 연구기간 동안 채집된 저서성 대형무척추동물은 총 11목 22과 38종 4,818개체가 출현하였으며, 방제 기법별 조사시기에 따른 저서성 대형무척추동물의 출현 종비율은 다음과 같다(Fig. 2). 대조지점은 비곤충류, 딱정벌레목이 7종(25.
- 본 연구는 2018년 7월 20일부터 2018년 8월 1일까지 안산시 단원구에 위치한 화랑유원지 오토캠핑장의 집수정에서 연구를 실시하였으며, 조사지점은 기법별로 대조지점, 천적지점, Bti 지점을 선정하였다. 서식처 환경 분석 및 채집된 저서성 대형무척추동물을 대상으로 종조성, 군집분석, 상관성 분석, 유사도 분석을 실시하여 잔물땡땡이, Bti가 저서성 대형무척추동물에 미치는 영향을 파악하였다.
-
1. 조사지점 및 조사시기
조사지역은 경기도 안산시 단원구에 위치한 화랑유원지 오토캠핑장의 집수정을 대상으로 조사를 실시하였다(Fig. 1). 조사지점은 기법별로 대조지점(Control), 천적지점(Natural enemy), Bti 지점의 집수정을 각 2개소씩 선정하여 총 6개소의 집수정에서 조사를 실시하였으며, 면적은 2.
- 1). 조사지점은 기법별로 대조지점(Control), 천적지점(Natural enemy), Bti 지점의 집수정을 각 2개소씩 선정하여 총 6개소의 집수정에서 조사를 실시하였으며, 면적은 2.25m2으로 동일하였다.
- 2mm)을 이용하여 지점별 2회씩 실시하였다. 채집된 저서성 대형무척추동물은 현장에서 500mL Vial에 99% Ethanol로 고정하여 실험실로 운반하였다. 실험실에서 10~25 mL Vial에 옮겨 80% Ethanol로 보존하였다.
데이터처리
- 0, USA)를 이용하여 모기 개체수와 기온, 수온, pH, DO, Conductivity의 상관성 분석을 실시하였다. 기법별 유의성을 검증하기 위해 ANOVA-test를 실시하였으며, Biodiversity Pro (Version No. 2.0, UK)를 이용하여 유사도 분석을 실시하였다.
- 조사시간 동안 출현한 저서성 대형무척추동물의 개체수는 기법별 2개의 지점 간 유의한 차이(p>0.05)가 없는 것으로 나타나 평균 개체수를 이용하여 분석하였다.
이론/모형
- 수질분석은 HI98194 (Hanna, USA)를 이용하여 수온, DO (Dissolved Oxygen), pH (Hydrogen exponent), Cond.(Electric conductivity)를 현장에서 측정하였으며, 하상구조는 Cummins (1973)의 방법을 이용하였다. 집수정의 식물군락을 파악하기 위해 Lee (2003)를 참고하여 분류 및 동정하였으며, 화랑유원지 오토캠핑장의 일평균 기온은 기상청(http://www.
- 실험실에서 10~25 mL Vial에 옮겨 80% Ethanol로 보존하였다. 비곤충류의 연체동물은 Kwon (1990), 거머리류는 Song (1995)를 참고하였으며, 수서곤충의 동정은 McCafferty (1981), Won et al. (2005), Merritt et al. (2008) 등을 참고하였다. 깔따구류(Chironomidaespp.
- (Electric conductivity)를 현장에서 측정하였으며, 하상구조는 Cummins (1973)의 방법을 이용하였다. 집수정의 식물군락을 파악하기 위해 Lee (2003)를 참고하여 분류 및 동정하였으며, 화랑유원지 오토캠핑장의 일평균 기온은 기상청(http://www.kma.go.kr)의 자료를 이용하여 분석하였다.
성능/효과
- 각 지점에 서식하는 파리목과 모기유충을 대상으로 수질과의 상관성 분석을 실시한 결과, 파리목과 기온, 수온은 음의 경향성을 나타내었으며, 모기유충과 기온은 -0.610*,수온은 -0.674*로 유의한 음의 상관성을 나타내는 것으로 분석되었다. 선행연구에 의하면 모기유충은 20∼27°C의 수온에서 가장 높은 생존율을 나타내고, 적정수온 이상에서는 성충화 기간이 단축되어 유충 개체수가 감소하는 것으로 알려져 있다(Bayoh and Lindsay 2004).
- 반면 Bti 지점은 다른 지점에 비해 단순한 종조성을 나타내었으며, 파리목의 종수 및 개체수가 가장 빈약한 것으로 분석되었다. 군집분석 결과, 조사기간 동안 Bti 지점에서 불안정한 군집양상을 나타내었으며, 천적지점은 비교적 안정적인 군집양상을 나타내는 것으로 분석되었다. 파리목과 모기유충을 대상으로 수질과의 상관성 분석을 실시한 결과, 파리목과 기온, 수온은 음의 경향성을 나타내었으며, 모기유충과 기온은-0.
- 군집분석을 실시한 결과, 조사기간 동안 천적지점에서 비교적 안정적인 군집을 나타내는 것으로 분석되었다(Table2). 대조지점의 2차 조사시기에는 물달팽이, 왼돌이물달팽이의 개체수 증가로 인해 우점도지수가 높게 나타난 것으로 판단되며, 조사시기별 천적지점과 비교적 유사한 양상을 나타내는 것으로 분석되었다.
- 대조지점과 천적지점은 조사시기별 61.11∼73.68%의 유사도를 나타내었으며, Bti 지점은 30.77∼56.00%의 유사도를 나타내어 천적지점에 비해 대조지점과 유사도가 낮은 것으로 분석되었다.
- 2). 대조지점은 비곤충류, 딱정벌레목이 7종(25.93%), 천적지점은 비곤충류, 파리목이 7종(24.14%),Bti 지점은 비곤충류가 7종(43.75%)로 가장 다양하게 출현하였으며, 조사기간 동안 대조지점과 천적지점은 비교적 유사한 종조성을 나타내는 것으로 분석되었다. 반면 Bti 지점은 다른 지점에 비해 단순한 종조성을 나타내는 것으로 분석되었으며, 특히 파리목의 변동이 크게 나타나는 것으로 나타났다.
- 군집분석을 실시한 결과, 조사기간 동안 천적지점에서 비교적 안정적인 군집을 나타내는 것으로 분석되었다(Table2). 대조지점의 2차 조사시기에는 물달팽이, 왼돌이물달팽이의 개체수 증가로 인해 우점도지수가 높게 나타난 것으로 판단되며, 조사시기별 천적지점과 비교적 유사한 양상을 나타내는 것으로 분석되었다. 정수생태계의 주요 포식자인 OHC(Odonata-Hemiptera-Coleoptera)-group은 다른 생물을 포식하는 것으로 알려져 있으며( Jakob and Poulin2016), 이는 대조지점에서 서식하고 있는 OHC-group이 다른 생물을 섭식함으로서 종수 및 개체수 변동에 영향을 미칠 것으로 판단된다.
- 선행연구에 의하면 모기유충은 20∼27°C의 수온에서 가장 높은 생존율을 나타내고, 적정수온 이상에서는 성충화 기간이 단축되어 유충 개체수가 감소하는 것으로 알려져 있다(Bayoh and Lindsay 2004). 따라서 본 연구에서 생물학적 모기유충 방제기법이 적용된 천적지점과 Bti 지점에서 잔물땡땡이 유충과 Bti의 영향 외에도 기온 및 수온으로 인해 모기 유충의 개체수 변동에 영향을 미쳤을 것으로 판단된다. 조사시기별 지점에 따른 출현종을 대상으로 유사도 분석을 실시한 결과, 천적지점의 2차, 3차 조사시기가 78.
- 2013). 따라서 천적지점에서 잔물땡땡이 유충이 모기유충에게 미친 영향을 명확히 파악하기에는 어려움이 있으나, 조사기간 동안 천적지점의 종조성이 대조지점과 비교적 유사하게 나타나 특정 분류군에 미치는 영향이 비교적 적은 것으로 분석되었다. 반면 Bti 지점의 1차 조사시기에는 파리목의 출현이 확인되지 않았으며, 단기간 파리목의 변동이 가장 크게 나타나는 것으로 분석되어 파리목에 직접적인 영향을 미치는 Kästel et al.
- 75%)로 가장 다양하게 출현하였으며, 조사기간 동안 대조지점과 천적지점은 비교적 유사한 종조성을 나타내는 것으로 분석되었다. 반면 Bti 지점은 다른 지점에 비해 단순한 종조성을 나타내는 것으로 분석되었으며, 특히 파리목의 변동이 크게 나타나는 것으로 나타났다. 따라서 기법별 조사시기에 따른 파리목의 종수 및 개체수 변동을 분석하였다(Fig.
- 조사시간 동안 총 11목 22과 38종 4,818개체가 출현하였으며, 천적지점은 대조지점과 비교적 유사한 종조성을 나타내는 것으로 분석되었다. 반면 Bti 지점은 다른 지점에 비해 단순한 종조성을 나타내었으며, 파리목의 종수 및 개체수가 가장 빈약한 것으로 분석되었다. 군집분석 결과, 조사기간 동안 Bti 지점에서 불안정한 군집양상을 나타내었으며, 천적지점은 비교적 안정적인 군집양상을 나타내는 것으로 분석되었다.
- 2017). 본 연구에서도 Bti 지점에서 파리목 외에 비곤충류, 하루살이목 등의 종수, 개체수에는 큰 변동이 없는 것으로 분석되었으며, 정수생태계의 주요 포식자인 OHC-groups의 출현이 다른 지점에 비해 빈약한 것으로 나타났다. 따라서 천적기법은 종다양성이 높고 비교적 안정적인 군집을 나타내며 지속적인 관리가 이루어지는 습지환경에서 장기적인 효과를 기대할 수 있는 장소에 적합한 기법인 것으로 판단되며, Bti 기법은 단기간 모기유충의 방제가 필요하고 서식하는 생물의 다양성이 낮은 하수구, 웅덩이, 폐타이어 등의 환경에 적합한 기법인 것으로 생각된다.
- 반면 단기간 저서성 대형무척추동물의 종조성에 영향을 미친 Bti 기법은 Bti 투여 후 약 24시간 이후에 가장높은 효과를 나타내고 약 14일 동안 약효가 지속되는 것으로 알려져 있다(Zequi and Lopes 2007). 본 연구에서도 Bti 지점의 3차 조사시기에 비해 Bti의 영향을 받은 1차, 2차 조사시기에 단기간 파리목의 변동이 크게 나타나 가장 불안정한 군집을 나타낸 것으로 분석되었다. 이는 단기간에 Bti의 약제효과가 천적기법에 비해 높지만 지속효과는 천적기법에 비해 낮은 결과인 것으로 판단된다.
- 서식처 환경 분석 결과, 수질항목은 지점간 유의한 차이는 없는 것으로 분석되었으며(p>0.05), 하상구조 및 식물군락이 유사하여 서식처 특성에 의한 종조성의 차이는 적을 것으로 판단된다.
- 서식처 환경 분석 결과, 지점별 평균 수온은 30.49(±1.51)∼32.79 (±2.18), 평균 pH는 7.84 (±0.09)∼8.23 (±0.29), 평균 용존산소량은 3.48(±0.98)∼5.45(±1.28), 평균 전기전도도는 481.32(±53.63)∼501.67(±12.34), 평균 수심은 28.07 (±1.36)∼31.27 (±0.86)으로 나타났으며(Table 1), 지점별 유의한 차이는 없는 것으로 분석되었다(p=0.875).
- 2013). 이러한특성으로 잔물땡땡이 유충이 특정 분류군에게 미치는 영향이 적게 나타난 것으로 판단되며, 이로 인해 조사기간 동안 생물학적 모기유충 방제기법이 적용되지 않은 대조지점과 유사한 종조성 및 안정적인 군집을 나타낸 것으로 판단된다. 또한 천적생물은 서식처 적응기간 등이 필요하며 1주일 후에 가장 높은 포식율을 나타내며, 지속적인 방제가 이루어지기 위해서는 선호하는 환경을 지속적인 관리 등이 필요한 것으로 알려져 있다(Kumar and Hwang 2006; Katayama et al.
- 3). 조사기간 동안 파리목은 대조지점에서 3~6종, 천적지점에서 4~5종으로 유사한 것으로 나타났으나, 평균 개체수는 대조지점에 비해 천적지점에서 비교적 낮은 것으로 분석되었다. 천적생물을 이용한 모기유충 방제는 자연생태계에서 모기유충 외에도 non-target species에 영향을 미치는 것으로 알려져 있다(Boyce et al.
- 05), 하상구조 및 식물군락이 유사하여 서식처 특성에 의한 종조성의 차이는 적을 것으로 판단된다. 조사시간 동안 총 11목 22과 38종 4,818개체가 출현하였으며, 천적지점은 대조지점과 비교적 유사한 종조성을 나타내는 것으로 분석되었다. 반면 Bti 지점은 다른 지점에 비해 단순한 종조성을 나타내었으며, 파리목의 종수 및 개체수가 가장 빈약한 것으로 분석되었다.
- 따라서 본 연구에서 생물학적 모기유충 방제기법이 적용된 천적지점과 Bti 지점에서 잔물땡땡이 유충과 Bti의 영향 외에도 기온 및 수온으로 인해 모기 유충의 개체수 변동에 영향을 미쳤을 것으로 판단된다. 조사시기별 지점에 따른 출현종을 대상으로 유사도 분석을 실시한 결과, 천적지점의 2차, 3차 조사시기가 78.95%로 가장 높은 유사도를 나타내는 것으로 분석되었다(Table 3). 대조지점과 천적지점은 조사시기별 61.
- 875). 하상구조는 gravel과 sand로 구성되어 조사시기별 변동은 없었으며, 식물군락은 붉은토끼풀(Trifolium pratense)로 모든 지점에서 동일한 것으로 나타났다. 정수생태계에서 수질 등의 서식처 환경특성은 저서성 대형무척추동물의 종조성에 영향을 미치는 것으로 알려져 있으나(Shaalan and Canyon 2009), 본 연구에서는 지점간에 비교적 유사한 환경을 나타내고 있어 서식처 특성에 의한 종조성의 차이는 적은 것으로 생각된다.
후속연구
- 00%의 유사도를 나타내어 천적지점에 비해 대조지점과 유사도가 낮은 것으로 분석되었다. 본 연구는 단기간의 연구 결과로 습지유형 등을 고려하여, 다양한 환경에서 생물학적 모기유충 방제 기법이 저서성 대형무척추동물에게 미치는 영향에 대한 장기적인 연구가 필요할 것으로 판단된다.
- 따라서 천적기법은 종다양성이 높고 비교적 안정적인 군집을 나타내며 지속적인 관리가 이루어지는 습지환경에서 장기적인 효과를 기대할 수 있는 장소에 적합한 기법인 것으로 판단되며, Bti 기법은 단기간 모기유충의 방제가 필요하고 서식하는 생물의 다양성이 낮은 하수구, 웅덩이, 폐타이어 등의 환경에 적합한 기법인 것으로 생각된다. 하지만 본 연구는 단기간에 하나의 습지유형을 대상으로 실시한 연구 결과로, 조사시기 및 습지유형 등을 고려하여, 다양한 환경에서 잔물땡땡이 유충과 Bti가 저서성 대형무척추동물에게 미치는 영향에 대한 장기적인 연구가 필요할 것으로 판단된다.
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