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문제 정의
- 본 연구는 영주댐 준공 전후를 기준으로 담수가 시작된 2016년 7월부터 유수역이 정수역화 되는 과정에서 저서성대형무척추동물의 서식기능군과 군집안정성을 분석하여, 담수와 모래 퇴적 등에 매우 민감한 영향을 받는 저서성대형무척추동물의 서식처와 이들 분류군의 군집구조 변화에 미치는 영향을 파악하고자 한다.
제안 방법
- 군집분석은 조사구간별로 정량적으로 채집된 자료로부터 출현한 분류군의 수를 비교하여 출현개체수 및 우점종을 분석하였다. 우점도지수 (DI; Dominance Index)는 McNaughton (1967), 다양도지수 (Hʹ; Diversiry Index)는 Shannon and Weaver (1949), 균등도지수(Eʹ; Evenness Index) 는 Pielou (1975), 풍부도지수(RI; Richness Index)는 Marga lef (1958)의 방법으로 산출하였다.
- 이러한 일련의 기작은 계량화가 가능한 군집의 저항력과 회복력으로 설명될 수 있다. 군집안정성분석은 한국산 수서곤충류를 총 34개의 수서곤충 분류군들 간의 상대적인 저항력과 회복력을 각각 10개 등급으로 정리한 자료 (Ro and Chun 2004)를 바탕으로 실시하였다. 저서성대형 무척추동물을 이용한 생물평가기법인 생물학적 수질평가(Total Ecological Score of Benthic Macroinvertebrate Com munity; TESB)를 이용하여 하천 수생태계 건강성을 평가 하였으며, 환경질 및 오수생물계열에 대한 TESB의 평가구간 분석 및 개별분류군 환경질 점수(Qi) 분류기준표(Kong 2018)를 참조하여 수록하였다(Table 1).
- 서식기능군 분석은 저서성대형무척추동물 출현종을 기준으로 조사구간별 하상 구조 및 수변 식생, 유속 등의 물리적 서식환경에 따라 서식처가 달라지는 서식기능군(FHGs;Functional Habitat Groups)을 분석하였으며(Merritt et al.2008), 기능군의 구분은 기는 무리(Sprawler; SP), 굴파는 무리(Burrower; BU), 기어오르는 무리(Climber; CB), 붙는 무리(Clinger; CL), 헤엄치는 무리(Swimmer; SW) 그리고 지치는 무리(Skater; SK)로 분류하였다.
- 4) 2회(8월, 10월) 총 4회에 걸쳐 조사를 실시하였다. 저서성대형무척추동물의 채집은 유수역(riffle)에서 surber sampler (30x30cm, mesh 1 mm)로 하상의 구조와 유속 등을 고려하여 3회씩 정량채집, 정수역(pool)은 dredge sampler (가로 42 cm, mesh 1 mm)를 이용하여 0.9 m씩 2회 정량채집을 실시한 후 지점별 단위면적당 개체수(ind m-2)를 산출하여 분석하였 다. Hand net과 핀셋을 이용하여 정성채집을 병행하였으며, 채집된 시료는 현장에서 94% ethanol에 고정 후 실험실로 운반하였다.
대상 데이터
- 9 m씩 2회 정량채집을 실시한 후 지점별 단위면적당 개체수(ind m-2)를 산출하여 분석하였 다. Hand net과 핀셋을 이용하여 정성채집을 병행하였으며, 채집된 시료는 현장에서 94% ethanol에 고정 후 실험실로 운반하였다. 채집된 종의 동정에는 Yoon (1995), Won et al.
- The surveyed sites (St.1: N.36°46ʹ17.35ʺ, E.128°41ʹ05.21ʺ; St.2: N.36°44ʹ19.98ʺ, E.128°40ʹ39.79ʺ; St.3: N.36°43ʹ15.53ʺ, E.128° 40ʹ28.93ʺ; St.4: N.36°43ʹ08.26ʺ, E.128°38ʹ44.74ʺ).
- 본 연구의 대상지인 내성천은 낙동강 상류에 위치하는 1차 지류로 상류의 계류를 제외한 대부분의 하상이 모래로 되어있는 국내의 대표적인 모래하천이다. 그러나 2009년 12월 영주댐 착공 후 2016년 10월에 준공됨에 따라 담수화가 진행되면서 상류 하천의 유수생태계가 호소형의 정수생태계로 변화되었다.
- 본 연구의 조사지점은 영주시에 위치하는 내성천의 영주댐 기준 상류부 St.1, St.2, St.3 및 하류부 St.4 등 하천 내총 4개 지점을 선정하였으며(Fig. 1), 영주댐 준공 직전연 도인 2015년 지점별(St.1, St.2, St.3, St.4) 2회(8월, 10월), 준공 연도인 2016년 지점별(St.1, St.2, St.3, St.4) 2회(8월, 10월) 총 4회에 걸쳐 조사를 실시하였다. 저서성대형무척추동물의 채집은 유수역(riffle)에서 surber sampler (30x30cm, mesh 1 mm)로 하상의 구조와 유속 등을 고려하여 3회씩 정량채집, 정수역(pool)은 dredge sampler (가로 42 cm, mesh 1 mm)를 이용하여 0.
이론/모형
- 군집분석은 조사구간별로 정량적으로 채집된 자료로부터 출현한 분류군의 수를 비교하여 출현개체수 및 우점종을 분석하였다. 우점도지수 (DI; Dominance Index)는 McNaughton (1967), 다양도지수 (Hʹ; Diversiry Index)는 Shannon and Weaver (1949), 균등도지수(Eʹ; Evenness Index) 는 Pielou (1975), 풍부도지수(RI; Richness Index)는 Marga lef (1958)의 방법으로 산출하였다.
- 군집안정성분석은 한국산 수서곤충류를 총 34개의 수서곤충 분류군들 간의 상대적인 저항력과 회복력을 각각 10개 등급으로 정리한 자료 (Ro and Chun 2004)를 바탕으로 실시하였다. 저서성대형 무척추동물을 이용한 생물평가기법인 생물학적 수질평가(Total Ecological Score of Benthic Macroinvertebrate Com munity; TESB)를 이용하여 하천 수생태계 건강성을 평가 하였으며, 환경질 및 오수생물계열에 대한 TESB의 평가구간 분석 및 개별분류군 환경질 점수(Qi) 분류기준표(Kong 2018)를 참조하여 수록하였다(Table 1).
성능/효과
- 2015년과 2016년의 각 지점별 군집지수 분석 결과, 2016년 7월부터 담수가 진행됨에 따라 댐의 하류에 위치한 지점(St.4)과 댐에서 가장 이격된 상류에 위치한 지점(St.1) 에 비해, 댐으로부터 인접한 지점(St.2, St.3)일수록 우점도의 증가와 다양도, 풍부도, 균등도의 감소가 더욱 크게 나타났다(Fig. 3). 이는 담수와 유사(모래의 흐름)에 의한 퇴적에 따른 미소서식처 변화와 유수역에서 정수역으로 변화되는 과정에서 군집구조가 급격히 변화되는 것으로 판단된다.
- 2015년과 2016년의 각 지점별 우점종을 분석한 결과, 2015년의 우점종은 St.1, St.3, St.4에서 흰점줄날도래(Hydropsyche valvata), St.2에서 꼬마줄날도래(Cheumatopsyche bre vilineata)로 나타났으며, 전체 조사 지점에서 날도래목이 우점하는 것으로 분석되었다. 2016년에는 St.
- 2016년은 하루살이목이 13종(21.3%), 잠자리목과 파리 목이 각각 9종(14.8%), 날도래목 8종(13.1%), 연체동물문과 딱정벌레목이 각각 6종(9.8%), 노린재목 5종(8.2%) 등의 순으로 나타났으며, 이 중 E.P.T. 분류군인 하루살이목과 날도래목이 21종 (34.4%), O.C.H. 분류군인 잠자리목, 딱정벌레목, 노린재목이 20종(32.8%)으로 나타났다(Fig. 2). 영주댐의 2015년과 2016년 저서성대형무척추동물상 및 종 조성 비교 결과, 댐 건설에 의해 내성천의 담수화가 진행됨에 따라 전체 출현 종수가 감소하였다.
- 생물학적 수질평가(TESB)를 분석한 결과, 2015년 8월 전체 조사지점에서 TESB 점수는 St.4 (108), St.3 (99), St.2 (98), St.1 (80)의 순으로 ‘양호(Ib)’~‘매우 양호(Ia)’등급의 환경상태를 나타냈다.
- 2). 영주댐의 2015년과 2016년 저서성대형무척추동물상 및 종 조성 비교 결과, 댐 건설에 의해 내성천의 담수화가 진행됨에 따라 전체 출현 종수가 감소하였다. 특히 유수성 환경과 입자가 큰 하상구조를 선호하는 E.
- 5%) 등의 순으로 나타났다. 이 가운데 유수성 환경과 입자가 큰 하상구조를 선호하는 E.P.T. (Ephemeroptera, Plecoptera, Trichoptera) 분류군에 속하는 하루살이목과 날도래목이 31종(47.0%)으로 나타났다. E.
- 이후 2016년 8월 TESB 점수는 St.4 (102), St.1 (95), St.2 (31), St.3 (19)의 순으로 ‘불량(III)’~‘매우 양호(Ia)’등급의 환경상태, 2016년 10월 TESB 점수는 St.4 (103), St.1 (22), St.3 (21), St.2 (20)의 순으로 ‘불량(III)’~‘매우 양호(Ia)’등급의 환경상태를 나타내 담수화가 진행됨에 따라 영주댐 하류부에 위치한 St.4을 제외한 전체 조사지점의 TESB 점수 및 환경상태 등급이 점차 감소하는 것으로 확인되었다(Fig. 6).
- 정수역 환경을 선호하는 O.C.H (Odonata, Coleoptera, Hemiptera) 분류군에 속하는 잠자리목, 딱정벌레목, 노린재목은 18종(27.3%)으로 나타났다(Fig. 2).
- 조사기간 중 시기 및 전체 조사지점에서 저서성대형무척추동물은 총 4문 7강 14목 50과 82종 20,084.7개체(ind m -2 )가 조사되었다. 연도별 출현 현황을 살펴보면, 2015년에 4문 6강 13목 42과 66종 12,639.
- 종의 회복력과 저항력을 바탕으로 산출한 군집안정성은 2015년에는 전체 조사지점에서 상대적 저항력과 회복력이 뛰어난 group I에 속하는 종들의 출현율이 가장 높았으며, group II, group III의 종은 비교적 고르게 분포하는 것으로 나타났다. 2016년 또한 전체 조사지점에서 group I에 속하는 종들의 출현율이 가장 높게 나타났으나, St.
- 영주댐의 2015년과 2016년 저서성대형무척추동물상 및 종 조성 비교 결과, 댐 건설에 의해 내성천의 담수화가 진행됨에 따라 전체 출현 종수가 감소하였다. 특히 유수성 환경과 입자가 큰 하상구조를 선호하는 E.P.T. 분류군의 종조성 비율은 감소하고, 정수역 환경을 선호하는 O.C.H 분류군의 종조성 비율은 증가한 것으로 확인되었다. 선행 연구인 군위댐 조사시에는 2009년에 총 5문 8강 17목 55과 99종, 2010년에 총 5문 8강 18목 53과 89종이 출현하였 으며(Kwon et al.
- 2014), 준공 직전연도와 준공 연도의 출현 종에 대한 목(Order)별 분류군 비율은 유사한 것으로 나타났다. 하지만 댐 조성 후, 전체 출현종수의 감소와 더불어 E.P.T. 분류군의 출현종수가 감소되는 것으로 나타나 본 조사지인 영주댐의 경우와 유사한 변화양상을 나타내 었다.
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