본 연구에서 국내 어류 분류군별 체형비(Fineness Ratios; FR)를 분석한 결과 일부 잉어과와 납자루아과, 꺽지과, 검정우럭과 등의 어류 체형비가 상대적으로 낮았고, 그 외 분류군별 어류의 체형비는 4.5 이상으로 대부분 유영력이 뛰어난 것으로 나타났다. 유영성 어류를 대상으로 체장-체고비에 따른 서식지 선호를 분석한 결과 크게 3가지 어종타입은 구분되었다. 유영력이 낮은 납자루-붕어형은 체형비는 2.1~3.3 범위이며, 유선형의 비율을 가지는 피라미-참갈겨니형은 체형비가 3.7~5.2 범위였다. 은어-누치형은 체장이 체고의 5배 이상으로 유영력이 뛰어난 형태를 가지고 있었다. 어류 체형비에 따른 서식지 유형을 구분하면 붕어-납자루형은 흐름이 완만한 소(Pool habitat)형태의 서식지를 선호하는 어종 우세하였고, 반면 피라미-참갈겨니형, 은어-누치형의 경우 유속이 빠른 여울형서식지(Riffle habitat)를 선호하는 어종들로 구성되었다. 조사기간 동안 어도를 이용한 어류의 상대풍부도를 분석한 결과, 대부분의 어종들이 피라미-참갈겨니, 은어-누치형에 속하는 유영성이 높은 어류들로 확인되었다. 어도 내 유속이 0.5~1.0 m s-1 범위에서 이용 어종의 FRs는 4.5~5.0 범위로 나타나 대부분 유영성 어종들이 어도를 주로 이용하는 것으로 나타났다.
본 연구에서 국내 어류 분류군별 체형비(Fineness Ratios; FR)를 분석한 결과 일부 잉어과와 납자루아과, 꺽지과, 검정우럭과 등의 어류 체형비가 상대적으로 낮았고, 그 외 분류군별 어류의 체형비는 4.5 이상으로 대부분 유영력이 뛰어난 것으로 나타났다. 유영성 어류를 대상으로 체장-체고비에 따른 서식지 선호를 분석한 결과 크게 3가지 어종타입은 구분되었다. 유영력이 낮은 납자루-붕어형은 체형비는 2.1~3.3 범위이며, 유선형의 비율을 가지는 피라미-참갈겨니형은 체형비가 3.7~5.2 범위였다. 은어-누치형은 체장이 체고의 5배 이상으로 유영력이 뛰어난 형태를 가지고 있었다. 어류 체형비에 따른 서식지 유형을 구분하면 붕어-납자루형은 흐름이 완만한 소(Pool habitat)형태의 서식지를 선호하는 어종 우세하였고, 반면 피라미-참갈겨니형, 은어-누치형의 경우 유속이 빠른 여울형서식지(Riffle habitat)를 선호하는 어종들로 구성되었다. 조사기간 동안 어도를 이용한 어류의 상대풍부도를 분석한 결과, 대부분의 어종들이 피라미-참갈겨니, 은어-누치형에 속하는 유영성이 높은 어류들로 확인되었다. 어도 내 유속이 0.5~1.0 m s-1 범위에서 이용 어종의 FRs는 4.5~5.0 범위로 나타나 대부분 유영성 어종들이 어도를 주로 이용하는 것으로 나타났다.
To understand the relationship between water velocity in a fishway and fish morphology, the fineness ratio of fish, expressed as the standard length to the body depth, was measured. The fineness ratios of fish groups belonging to Cyprinidae, Acheilognathinae, Centropomidae, and Centrachidae were rel...
To understand the relationship between water velocity in a fishway and fish morphology, the fineness ratio of fish, expressed as the standard length to the body depth, was measured. The fineness ratios of fish groups belonging to Cyprinidae, Acheilognathinae, Centropomidae, and Centrachidae were relatively low. The FRs of other groups, excluding eel-shaped types of fish, were over 4.5, indicating streamlined structures. The fineness ratios of Korean fish were classified into three different types: type I was Bitterling-Carp group that favored a slow-flowing pool habitat(FRs ranged from 2.1 to 3.3), type II was the Chub group representing streamlined types (FRs FRs ranged from 3.7 to 5.2), and type III was the Smelt-Barbel fish group that preferred riffle-run habitats with high velocity (FRs is over 5.2). Fish abundance analysis of fish using the fishway during the experimental periods showed a relatively high abundance of both type II and III compared to type I. The FRs of the fish passing through fishway(velocity 0.5-1.0 m s-1) ranged from 4.5 to 5.0, indicating that the fish using the fishway were mainly the streamlined type. As one of the standard fishways in Korea, the flow rate of the ice harbor type ranged from 0.2 to 2.6 m s-1. The FR values of the fish groups using the fishway ranged from 4.3 to 5.0. In contrast, the flow rate measured in an artificial channel type of fishway (same as a natural type of fishway) ranged from 0.1 to 1.9 m s-1 and the FR values for the fish groups using a natural type of fishway ranged from 3.3 to 5.3. The low FR values in natural fish are considered to be due to differences in the flow rates between the two types of fishways.
To understand the relationship between water velocity in a fishway and fish morphology, the fineness ratio of fish, expressed as the standard length to the body depth, was measured. The fineness ratios of fish groups belonging to Cyprinidae, Acheilognathinae, Centropomidae, and Centrachidae were relatively low. The FRs of other groups, excluding eel-shaped types of fish, were over 4.5, indicating streamlined structures. The fineness ratios of Korean fish were classified into three different types: type I was Bitterling-Carp group that favored a slow-flowing pool habitat(FRs ranged from 2.1 to 3.3), type II was the Chub group representing streamlined types (FRs FRs ranged from 3.7 to 5.2), and type III was the Smelt-Barbel fish group that preferred riffle-run habitats with high velocity (FRs is over 5.2). Fish abundance analysis of fish using the fishway during the experimental periods showed a relatively high abundance of both type II and III compared to type I. The FRs of the fish passing through fishway(velocity 0.5-1.0 m s-1) ranged from 4.5 to 5.0, indicating that the fish using the fishway were mainly the streamlined type. As one of the standard fishways in Korea, the flow rate of the ice harbor type ranged from 0.2 to 2.6 m s-1. The FR values of the fish groups using the fishway ranged from 4.3 to 5.0. In contrast, the flow rate measured in an artificial channel type of fishway (same as a natural type of fishway) ranged from 0.1 to 1.9 m s-1 and the FR values for the fish groups using a natural type of fishway ranged from 3.3 to 5.3. The low FR values in natural fish are considered to be due to differences in the flow rates between the two types of fishways.
그러나 우리나라의 경우 극심한 하상계수의 차이로 인해 어도 내 유량과 이에 따른 유속의 범위는 계절에 따라 큰 차이를 보이고 있으며, 이에 따라 어도를 이용하는 어종이 다르게 나타난다. 따라서 본 연구에서는 국내 어종의 형태학적 특성을 분석하고 어종 간 체형비를 구분하였다. 또한, 어도를 이용하는 어종의 체형비와 유속 간의 상관성을 분석함으로써 유속에 따라 어도를 이용하는 어종의 범위를 제시하였다.
따라서 본 연구에서는 국내 어종의 형태학적 특성을 분석하고 어종 간 체형비를 구분하였다. 또한, 어도를 이용하는 어종의 체형비와 유속 간의 상관성을 분석함으로써 유속에 따라 어도를 이용하는 어종의 범위를 제시하였다. 이는 향후 국내 하천에 적합한 어도 설계 시 어류의 형태학적 특성을 바탕으로 목표어종을 결정하는 데 유용한 자료로 활용할 수 있을 것으로 기대한다.
제안 방법
각각의 조사어도에서 어도 내 유속의 측정은 유속계(Flowatch, Switzerland)를 이용하여 어도 입구부, 중간 월류부, 어도 출구부로 구분하여 측정하여 평균값을 사용하였다.
어도 이용 어류를 조사하기 위해 어도 출구부에 트랩(가로×세로×높이: 1 × 1 × 1 m, 망목: 4 × 4 mm)을 설치하여 소상하는 어류를 포획하였다. 어류 포획을 위한 트랩은 어도 출구부에 24시간 설치하여 이동하는 어류를 채집하였으며, 어류 개체는 현장에서 동정을 실시하였고, 길이, 체고 및 무게 등의 생체정보를 측정한 후 즉시 방류하였다.
어도 이용 어류를 조사하기 위해 어도 출구부에 트랩(가로×세로×높이: 1 × 1 × 1 m, 망목: 4 × 4 mm)을 설치하여 소상하는 어류를 포획하였다. 어류 포획을 위한 트랩은 어도 출구부에 24시간 설치하여 이동하는 어류를 채집하였으며, 어류 개체는 현장에서 동정을 실시하였고, 길이, 체고 및 무게 등의 생체정보를 측정한 후 즉시 방류하였다. 어류의 동정은 Kim and Park(2002) 등의 기준에 따랐고, 채집된 어류는 Nelson (1994)의 분류체계를 적용하였다.
대상 데이터
본 연구에서는 어도를 이용하는 어류의 체형비를 비교하기 위해 낙동강에 위치하는 구미보(GMW)는 2012년 10월부터 2013년 6월까지 4회 조사, 금강에 위치하는 세종보(SJW)는 2013년 5월부터 2015년 8월까지 21회 조사, 강릉남대천에 위치하는 두산보(DSW)는 2018년 4회 조사, 섬석천에 위치하는 병산보(BSW)는 2015년 4월부터 2018년 4월까지 6회 조사, 삼척오십천에 위치하는 삼척오십천0010보(SOW)는 2015년 4월부터 2018년 7월까지 10회 조사, 양양남대천에 위치하는 돌고지보(DGW)는 2015년 10월부터 2018년 7월까지 6회 조사, 북천에 위치하는 대대보(DDW)는 2015년 10월부터 2016년 11월까지 6회 조사, 남천에 위치하는 남천0010보(NMW)는 2015년 10월부터 2018년 5월까지 4회 조사를 실시하였으며, 각 어도별 위치는 다음과 같다(Fig. 1).
데이터처리
05에서 유의성을 검증하였다. Duncan test를 통해 사후검증을 실시하였다.
어류 체형비는 체장/체고의 비로서 측정하였다. 어도 형태에 따른 체형비 비교를 위해, One-way ANOVA 분석을 실시하였고 α값 0.05에서 유의성을 검증하였다. Duncan test를 통해 사후검증을 실시하였다.
이론/모형
어류 포획을 위한 트랩은 어도 출구부에 24시간 설치하여 이동하는 어류를 채집하였으며, 어류 개체는 현장에서 동정을 실시하였고, 길이, 체고 및 무게 등의 생체정보를 측정한 후 즉시 방류하였다. 어류의 동정은 Kim and Park(2002) 등의 기준에 따랐고, 채집된 어류는 Nelson (1994)의 분류체계를 적용하였다. 어류 체형비는 체장/체고의 비로서 측정하였다.
성능/효과
Gaston et al. (2012)에 따라 어류 체형비에 따른 서식지 유형을 구분하면 납자루-붕어형은 흐름이 완만한 소(Pool habitat)형태의 서식지를 선호하는 어종들이며, 반면 참갈겨니형, 은어-누치형의 경우 유속이 비교적 빠른 여울형 서식지(Riffle habitat)를 선호하는 어종들로 구분할 수 있다(Table 2). ;
각각의 어도에서 채집된 전체 어류의 분류군별 체형비를 비교한 결과, 잉어과(Cyprinidae), 납자루아과(Acheilognathinae), 꺽지과(Centropomidae), 검정우럭과(Centrachidae)의 어류 체형비가 상대적으로 낮은 것으로 산출되었고, 그 외 잉어과(Cyprinidae)의 어류 중 모래무지아과(Gobioninae), 황어아과(Leuciscinae), 피라미아과(Danioninae), 강준치아과(Cultrinae)와 연어과(Salmonidae), 숭어과(Mugilidae) 등에 속하는 어류의 분류군별 체형비는 평균 4.5 이상으로 산출되어 대부분 유영력이 뛰어난 것으로 나타났다(Fig. 2).
후속연구
따라서, 하천의 종적 연결성 확보를 위한 구조물인 어도 설치 및 관리 시 대상 하천에 대한 목표어종을 설정하고, 해당 어류의 체형비를 고려한 어도 유속을 설정하면 보다 효과적인 어도 설계에 대한 결과를 도출할 것으로 판단된다.
또한, 어도를 이용하는 어종의 체형비와 유속 간의 상관성을 분석함으로써 유속에 따라 어도를 이용하는 어종의 범위를 제시하였다. 이는 향후 국내 하천에 적합한 어도 설계 시 어류의 형태학적 특성을 바탕으로 목표어종을 결정하는 데 유용한 자료로 활용할 수 있을 것으로 기대한다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
서식환경에 따른 어종의 형태학적 특성은?
특히 하천에서 어종 간 서식지 선택(Habitat selection)은 유속에 따른 흐름의 특성을 반영하는 것으로 알려져 있다(Ross 1986). 서식환경에 따른 어류 체형비를 분석한 결과 흐름이 있는 여울(Riffle) 지역에 서식하는 어종이 흐름이 약한 소(Pool) 지역에 서식하는 어종에 비해 체형비가 높은 것으로 나타났다(Gaston et al. 2012).
어류의 구분 기준은?
어류는 체형(Body shape)에 따라 크게 8개 타입으로 나누고 있으며(Bond 1996), 국내 담수 어류의 경우 체고(Body depth)와 체폭(Body width)에 따라 6개 체형으로 구분한다. 유선형(Streamline)과 같은 방추형(Fusiform), 측편형(Compressiform), 종편형(Depressiform), 장어형(Anguilliform), 리본형(Taeniform), 그리고 복어류와 같은 구형(Globiform) 등으로 나누어진다(Kim and Park 2002).
어류의 유영속도가 달라지는 상황적 요인은?
어류의 유영속도는 어도를 이용하는 어종들에 매우 유용한 지표가 된다. 유영속도는 포식, 섭식, 생식 및 회피 활동 등 상황에 따라 달라진다(Howland 1974; Webb 1986; Vogel 1994; Domenici and Blake 1997; Walker 1997; Plaut 2001; Roff 2002; Domenici 2003; Blake 2004; Langerhans et al. 2004; Walker et al.
참고문헌 (26)
Blake RW. 2004. Fish functional design and swimming performance. J. Fish Biol. 65:1193-1222.
Bond CE. 1996. Biology of Fishes, 2nd ed. Saunders College Publishing, OR, USA. p. 750.
Choi JW, CS Park, BJ Lim, JH Park and KG An. 2013. Fish passage evaluations in the fishway constructed on Seungchon weir. J. Environ. Sci. Int. 22:215-223.
Domenici P and RW Blake. 1997. The kinematics and performance of fish fast start swimming. J. Exp. Biol. 200:1165-1178.
Domenici P. 2003. Habitat, body design and the swimming performance of fish. pp.137-160. In Vertebrate Biomechanics and Evolution (Bels VL, JP Gasc and A Casinos eds.). BIOS Scientific Publishers Ltd, Oxford.
Gaston KA, JA Eft and TE Lauer. 2012. Morphology and its effect on habitat selection of stream fishes. Proc. Indiana Acad. Sci. 121:71-78.
Geum Gang Watershed Management Committee. 2015. Evaluation and Improvement of Fishway Efficiency. Kongju National University Industry-University Cooperation Foundation, Korea. p. 170.
Howland HC. 1974. Optimal strategies for predator avoidance: the relative importance of speed and manoeuvrability. J. Theoret. Biol. 47:333-350.
Kim IS and JY Park. 2002. Freshwater Fishes of Korea. KyoHak Publishing Co., Seoul.
K water. 2015. Monitoring of Fishway in Multi-function Weir. Kunsan National University Industry-Academic Cooperation Foundation, Korea. p. 662.
Langerhans RB, CA Layman, AM Shokrollahi and TJ DeWitt. 2004. Predator driven phenotypic diversification in Gambusia affinis. Evolution 58:2305-2318.
Langerhans RB and DN Reznick. 2010. Ecology and evolution of swimming performance in fishes: predicting evolution with biomechanics. pp. 200-248. In Fish Locomotion: An Eco-Ethological Perspective (Domenici P ed.). Science Publishers, Enfeild.
Lauder GV. 2005. Locomotion. pp. 3-46. In The Physiology of Fishes (3rd ed) (Evans DH and JB Claiborne eds.). CRC Press, Boca Raton, FL.
Lauder GV and ED Tytell. 2006. Hydrodynamics of undulatory propulsion. pp. 425-468. In Fish Biomechanics (Shadwick RE and GV Lauder eds.). Academic Press, San Diego, CA.
MLIT. 2009. River Design Criteria, Commentary. Ministry of Land, Infrastructure and Transport, Sejong, Korea. p. 628.
Nakamura S. 1991. Design of Fishways. Sankaido Publishing Company, Japan. p. 376.
Nelson JS. 1994. Fisheries of the World (3rd ed.). John Wiley & Sons, New York. p. 600.
Park CS and KG An. 2014. Fish passage assessments in the fishway of Juksan weir constructed in the downstream area of Youngsan-river watershed. J. Environ. Sci. Int. 23:1513-1522.
Plaut I. 2001. Critical swimming speed: its ecological relevance. Comp. Biochem. Physiol. A 131:41-50.
Roff DA. 2002. Life History Evolution. Sinauer Associates Inc., Sunderland, MA. p. 527.
Ross ST. 1986. Resource partitioning in fish assemblages: a review of field studies. Copeia 1986:352-388.
Scamecchia DL. 1988. The importance of streamlining in influencing fish community structure in channelized and unchannelized reaches of a prairie stream. Regul. Rivers-Res. Manage. 2:155-166.
Vogel S. 1994. Life in Moving Fluids (2nd ed.). Princeton University Press, Princeton, NJ. p. 467.
Walker JA. 1997. Ecological morphology of lacustrine threespine stickleback Gasterosteus aculeatus L. (Gasterosteidae) body shape. Biol. J. Linnean Soc. 61:3-50.
Walker JA, CK Ghalambor, OL Griset, D Mckenney and DN Reznick. 2005. Do faster starts increase the probability of evading predators? Funct. Ecol. 19:808-815.
Webb PW. 1986. Locomotion and predator prey relationships. pp. 24-41. In Predator Prey Relationships (Lauder GV and ME Feder eds.). University of Chicago Press, Chicago, IL.
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