본 연구는 wadeable stream (1차~4차 하천)을 대상으로 보의 유·무에 따른 어류군집의 차이를 분석하였다. 하천의 규모에 따른 차이를 분석하기 위해서 하천차수로 구분하여 보의 유·무가 어류군집에 영향을 미치는지를 파악하였으며, 3차와 4차 하천에서 어류군집의 차이가 확인되었다(P<0.005, PERMANOVA). 보의 유·무에 따라 총 출현 종수, 총 출현 개체수, 종 풍부도와 같은 요인들이 차이를 나타냈으며, 외래종, 고유종, 보호종 개체수의 경우 차이를 나타내지 않았다. SIMPER 분석을 통해서 어류군집 차이에 주로 기여하는 종을 분석한 결과 해당 차수의 하천에 우점적으로 나타나는 피라미(Zacco platypus), 참갈겨니(Zacco koreanus), 돌고기(Pungtungia herzi)와 같은 보편종으로 확인되었다(contribution>5%). 이들 종은 모두 보가 있는 지점에서 평균 상대풍부도가 높게 나타났으며, 보로 인해 변화된 환경이 이들 종에 대해서 주요 서식처를 제공하는 것으로 판단되었다. 본 연구는 전국 범위에서 보가 어류군집에 미치는 영향을 분석하여 경향성을 제시하였으며, 이러한 결과는 향후 보의 관리를 위한 연구에 효과적으로 활용할 수 있을 것이다.
본 연구는 wadeable stream (1차~4차 하천)을 대상으로 보의 유·무에 따른 어류군집의 차이를 분석하였다. 하천의 규모에 따른 차이를 분석하기 위해서 하천차수로 구분하여 보의 유·무가 어류군집에 영향을 미치는지를 파악하였으며, 3차와 4차 하천에서 어류군집의 차이가 확인되었다(P<0.005, PERMANOVA). 보의 유·무에 따라 총 출현 종수, 총 출현 개체수, 종 풍부도와 같은 요인들이 차이를 나타냈으며, 외래종, 고유종, 보호종 개체수의 경우 차이를 나타내지 않았다. SIMPER 분석을 통해서 어류군집 차이에 주로 기여하는 종을 분석한 결과 해당 차수의 하천에 우점적으로 나타나는 피라미(Zacco platypus), 참갈겨니(Zacco koreanus), 돌고기(Pungtungia herzi)와 같은 보편종으로 확인되었다(contribution>5%). 이들 종은 모두 보가 있는 지점에서 평균 상대풍부도가 높게 나타났으며, 보로 인해 변화된 환경이 이들 종에 대해서 주요 서식처를 제공하는 것으로 판단되었다. 본 연구는 전국 범위에서 보가 어류군집에 미치는 영향을 분석하여 경향성을 제시하였으며, 이러한 결과는 향후 보의 관리를 위한 연구에 효과적으로 활용할 수 있을 것이다.
In this study, we analyzed the effects of the presence or absence of weirs on fish assemblages in wadeable streams (Stream order 1st~4th). More specifically, we investigated these effects by evaluating the differences in stream size. The results showed differences in the fish assemblages in third or...
In this study, we analyzed the effects of the presence or absence of weirs on fish assemblages in wadeable streams (Stream order 1st~4th). More specifically, we investigated these effects by evaluating the differences in stream size. The results showed differences in the fish assemblages in third or higher order streams (PERMANOVA, P5%), and that these are the main contributors to differences among the fish assemblages. All these species showed high relative abundances at the sites with weirs. Altered environments by the presence of weirs provided these species with concentrated habitats. In summary, this study analyzed the effects of weirs on fish assemblages on a broad, nationwide, scale, and these results can effectively aid future studies on the specific effects of weirs.
In this study, we analyzed the effects of the presence or absence of weirs on fish assemblages in wadeable streams (Stream order 1st~4th). More specifically, we investigated these effects by evaluating the differences in stream size. The results showed differences in the fish assemblages in third or higher order streams (PERMANOVA, P5%), and that these are the main contributors to differences among the fish assemblages. All these species showed high relative abundances at the sites with weirs. Altered environments by the presence of weirs provided these species with concentrated habitats. In summary, this study analyzed the effects of weirs on fish assemblages on a broad, nationwide, scale, and these results can effectively aid future studies on the specific effects of weirs.
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문제 정의
, 2011), 이러한 연구는 전반적인 보와 어류군집 간의 관련성을 밝히는 데는 한계가 있다. 따라서, 본 연구는 전국적으로 분포하고 있는 한국의 wadeable stream (4차 하천 이하)을 대상으로 보가 어류군집에 미치는 영향을 파악하였다. 하천의 규모에 따라서 영향이 다르게 나타날 수 있기 때문에 하천차수(stream order)별 보의 유·무에 따른 어류군집 차이를 분석하였다.
본 연구는 wadeable stream (1차~4차 하천)을 대상으로 보의 유·무에 따른 어류군집의 차이를 분석하였다. 하천의 규모에 따른 차이를 분석하기 위해서 하천차수로 구분하여 보의 유·무가 어류군집에 영향을 미치는지를 파악하였으며, 3차와 4차 하천에서 어류군집의 차이가 확인되었다(P<0.
본 연구는 전국 범위에서 한국의 하천에 건설된 보가 어류군집에 어떠한 영향을 나타내는지를 분석하였다. 이를 통해 일정 규모 이상의 하천에서 보의 유·무에 따라서 어류 군집의 차이가 있는지를 확인하였으나, 이러한 폭넓은 정보를 보 관리를 위한 세부적인 정책을 마련에 이용하기에는 한계가 있다.
제안 방법
하천의 규모에 따라서 영향이 다르게 나타날 수 있기 때문에 하천차수(stream order)별 보의 유·무에 따른 어류군집 차이를 분석하였다. 또한 보의 유·무가 특정 어종에 대해서 영향을 미치는지를 파악하기 위해서 통계 분석을 통해서 어류군집 차이에 기여도가 높은 종들을 파악하였다.
보의 유·무에 따른 어류군집 분석은 총 6개 항목(총 출현 종수, 총 출현 개체수, 종 풍부도, 외래종 개체수, 고유종 개체수, 보호종 개체수)을 이용해서 이루어졌다. 종 풍부도는 지점별 어류군집을 이용하여 Margalef index를 산정하였다(Margalef, 1958).
어류의 조사는 2012년 5월과 9월 각각 1회씩 총 2회가 이루어졌다. 조사 시기에 따라 어류의 출현 유무가 달라질 수 있기 때문에 전체 지점에 대해서 동시에 조사가 실시되었다.
따라서, 본 연구는 전국적으로 분포하고 있는 한국의 wadeable stream (4차 하천 이하)을 대상으로 보가 어류군집에 미치는 영향을 파악하였다. 하천의 규모에 따라서 영향이 다르게 나타날 수 있기 때문에 하천차수(stream order)별 보의 유·무에 따른 어류군집 차이를 분석하였다. 또한 보의 유·무가 특정 어종에 대해서 영향을 미치는지를 파악하기 위해서 통계 분석을 통해서 어류군집 차이에 기여도가 높은 종들을 파악하였다.
본 연구는 wadeable stream (1차~4차 하천)을 대상으로 보의 유·무에 따른 어류군집의 차이를 분석하였다. 하천의 규모에 따른 차이를 분석하기 위해서 하천차수로 구분하여 보의 유·무가 어류군집에 영향을 미치는지를 파악하였으며, 3차와 4차 하천에서 어류군집의 차이가 확인되었다(P<0.005, PERMANOVA). 보의 유·무에 따라 총 출현 종수, 총 출현 개체수, 종 풍부도와 같은 요인들이 차이를 나타냈으며, 외래종, 고유종, 보호종 개체수의 경우 차이를 나타내지 않았다.
현장 조사 시 보의 유·무에 따라서 보가 있는 지점(weir presence site, WPS)과 없는 지점(weir absence site, WAS)으로 구분하였다. 200 m의 조사구간 내 보가 위치하고 있는 경우 WPS (183개 지점)로 체크하였으며, 없는 경우 WAS(425개 지점)로 체크하였다(Fig.
대상 데이터
조사 시기에 따라 어류의 출현 유무가 달라질 수 있기 때문에 전체 지점에 대해서 동시에 조사가 실시되었다. 608개의 많은 지점을 조사하기 위해 전문가로 이루어진 총 13개의 조사팀(1팀 3명 기준)이 동일한 기간 동안 조사를 실시하였다. 어류 채집은 조사 지점에 대해서 상류와 하류를 포함한 총 200 m 구간에 대해서 실시되었으며, “생물 측정망 조사 및 평가지침”에 따라 족대(망목, 5 mm)와 투망(망목, 7 mm)을 이용하여 조사되었다(MOE/NIER, 2008).
하천공사와 같은 물리적인 교란요인은 해당 지점의 어류군집에 큰 영향을 주기 때문에 본 연구 결과에 영향을 미칠 수 있다. 이를 토대로 총 608개의 지점을 선택하여 조사가 실시되었다(Fig. 1).
조사는 환경부에 의해 모니터링되고 있는 960개 수생태계 건강성 평가 지점 중 다음 2개의 조건에 맞는 지점을 선택하여 조사가 이루어졌다. 1) 하천의 규모를 4차 이하로 제한하였다.
데이터처리
, Chicago, IL, USA). 또한, WAS와 WPS의 어류군집 차이를 확인하기 위해서 PERMANOVA (permutational multivariate analysis of variance) 분석을 실시하였으며(Anderson et al., 2008), SIMPER(similarity percentage) 분석을 통해서 어류군집 차이에 기여하는 주요종을 확인하였다. 분석을 위한 Similarity matrix는 지점별 채집된 종별 개체수를 square-root-transforming하고 각 pairwise assemblage에 대한 Bray-Curtis similarity index를 산정하였다.
, 2008), SIMPER(similarity percentage) 분석을 통해서 어류군집 차이에 기여하는 주요종을 확인하였다. 분석을 위한 Similarity matrix는 지점별 채집된 종별 개체수를 square-root-transforming하고 각 pairwise assemblage에 대한 Bray-Curtis similarity index를 산정하였다. PERMANOVA 분석과 SIMPER 분석은 모두 Primer 6 (Primer-E Ltd.
하천차수(1~4차)별 WAS와 WPS 지점들 간 6개 어류군집 분석 항목의 차이는 비모수 검정인 Mann-Whitney U test를 이용하여 분석하였다(SPSS Inc., Chicago, IL, USA). 또한, WAS와 WPS의 어류군집 차이를 확인하기 위해서 PERMANOVA (permutational multivariate analysis of variance) 분석을 실시하였으며(Anderson et al.
이론/모형
보의 유·무에 따른 어류군집 분석은 총 6개 항목(총 출현 종수, 총 출현 개체수, 종 풍부도, 외래종 개체수, 고유종 개체수, 보호종 개체수)을 이용해서 이루어졌다. 종 풍부도는 지점별 어류군집을 이용하여 Margalef index를 산정하였다(Margalef, 1958). 외래종과 고유종, 보호종은 2018년도 환경부 지정 목록을 기준으로 구분하였으며, 지점별 채집된 개체수를 이용하여 분석하였다.
어류 채집은 조사 지점에 대해서 상류와 하류를 포함한 총 200 m 구간에 대해서 실시되었으며, “생물 측정망 조사 및 평가지침”에 따라 족대(망목, 5 mm)와 투망(망목, 7 mm)을 이용하여 조사되었다(MOE/NIER, 2008). 채집된 어류는 현장에서 동정 및 계수하여 방류하였으며, 동정은 Kim and Park (2002)을, 분류체계는 Nelson et al.(2016)을 따랐다.
, 2011). 하천차수는 1 : 120,000의 지도를 이용하여 Strahler (1957)의 방법을 따라 결정하였다. 2) 도서 지역에 위치한 지점과 하천 내 물리적 교란요인이 발생하고 있는 지점을 제외하였다.
성능/효과
2). Mann-Whitney U test를 활용하여 차수별 본 항목들에 대해 비교한 결과 1차와 2차 하천에서는 WAS와 WPS 간 차이가 나타나지 않았으며(P>0.05), 3차와 4차 하천의 경우 통계적으로 유의한 차이(P<0.05)를 보였다. 종수 및 개체수와 관련된 이들 3개의 항목은 3차와 4차 하천 모두 WAS와 비교하여 WPS에서 더 높게 나타났다.
PERMANOVA에 의해 하천차수별 보의 유·무에 따른 어류군집 유사도를 분석한 결과 1차(F, 1.14; P, 0.375)와 2차(F, 1.57; P, 0.118) 하천의 어류군집은 차이가 없는 것으로 확인되었으며, 3차(F, 2.52; P, 0.011)와 4차(F, 2.68; P, 0.012) 하천의 어류군집은 통계적으로 유의한 차이를 나타냈다. SIMPER 분석을 통한 3차 하천과 4차 하천의 WAS와 WPS 간 어류군집의 average dissimilarity는 각각 71.
012) 하천의 어류군집은 통계적으로 유의한 차이를 나타냈다. SIMPER 분석을 통한 3차 하천과 4차 하천의 WAS와 WPS 간 어류군집의 average dissimilarity는 각각 71.44%와 65.64%로 나타났으며, 차이에 기여하는 주요종은 피라미(Z. platypus), 참갈겨니(Z.
보의 유·무에 따라 총 출현 종수, 총 출현 개체수, 종 풍부도와 같은 요인들이 차이를 나타냈으며, 외래종, 고유종, 보호종 개체수의 경우 차이를 나타내지 않았다. SIMPER 분석을 통해서 어류군집 차이에 주로 기여하는 종을 분석한 결과 해당 차수의 하천에 우점적으로 나타나는 피라미(Zacco platypus), 참갈겨니(Zacco koreanus), 돌고기(Pungtungia herzi)와 같은 보편종으로 확인되었다(contribution>5%). 이들 종은 모두 보가 있는 지점에서 평균 상대풍부도가 높게 나타났으며, 보로 인해 변화된 환경이 이들 종에 대해서 주요 서식처를 제공하는 것으로 판단되었다.
WAS와 WPS로 구분할 때 총 출현 종수, 총 출현 개체수, 종 풍부도 항목은 하천차수에 따라 점차 증가하는 패턴을 나타냈다(Fig. 2).
또한 보의 상류에서 하류로 이동하는 먹이원이 plunge pool에 집중되어 충분한 먹이 공급이 이루어지며(Singer and Gangloff, 2011), 이는 bottom-up effect로 인하여 수생태계 내에서 최상위 소비자인 어류의 개체수를 증가시킨다(McCormick, 2012). 결과적으로 이러한 보 인근의 짧은 구간이 어류에게 있어서 서식처 및 먹이원이 풍부한 주요 서식처(intensive habitat)로 제공되고 있으며, 따라서 보 있는 지점에서 없는 지점보다 많은 종과 개체가 채집될 수 있었던 것으로 판단된다.
종수 및 개체수와 관련된 이들 3개의 항목은 3차와 4차 하천 모두 WAS와 비교하여 WPS에서 더 높게 나타났다. 따라서, 3차 이상의 하천에서 보가 어류 종수 및 개체수의 증가에 긍정적인 영향을 미치는 것을 확인할 수 있었다. 이외 외래종 개체 수, 고유종 개체수, 보호종 개체수는 차수 증가에 증가하는 경향을 보였으나, 증가폭은 크지 않았다.
(2011)이 하천의 규모 증가에 따른 종수 및 개체수 증가를 보고하였으며, 이는 본 연구의 결과와 동일하다. 또한 외래종, 고유종, 보호종의 개체수도 하천차수가 커지면서 증가하는 경향을 보였다. 다만 차수에 따른 증가폭이 크기 않았는데, 이는 기본적으로 각 지점에서 출현하는 외래종, 고유종, 보호종의 종수가 많지 않기 때문인 것으로 판단된다.
005, PERMANOVA). 보의 유·무에 따라 총 출현 종수, 총 출현 개체수, 종 풍부도와 같은 요인들이 차이를 나타냈으며, 외래종, 고유종, 보호종 개체수의 경우 차이를 나타내지 않았다. SIMPER 분석을 통해서 어류군집 차이에 주로 기여하는 종을 분석한 결과 해당 차수의 하천에 우점적으로 나타나는 피라미(Zacco platypus), 참갈겨니(Zacco koreanus), 돌고기(Pungtungia herzi)와 같은 보편종으로 확인되었다(contribution>5%).
(2014)은 보의 존재가 특정 분류군의 증가에 도움이 되기 때문에 어류군집에 있어서 긍정적인 영향을 나타냄을 보고하였다. 본 연구 결과에 의하면 보의 건설이 하천에 서식하는 출현 종수, 출현 개체수, 종 풍부도를 증가시키는 긍정적인 영향을 나타냈다. 또한 이러한 영향은 동일 국가에서도 지역적 차이로 인하여 다르게 나타날 수 있으나(Holcomb et al.
본 연구에서 SIMPER 분석의 결과에 의하면 보 유·무에 따라 어류군집에 주요한 차이를 나타내는 종이 피라미(Z. platypus), 참갈겨니(Z.
본 연구에서 보가 어류군집에 미치는 영향은 3차와 4차 하천에서 확인되었다. 이는 하천의 규모에 따라 서식처 다양성이 차이가 있으며, 이로 인해 서식 가능 어종이 차이를 보이기 때문으로 판단된다.
8로 확인되었다(Table 1). 전체 지점에서 우점종과 아우점종은 각각 피라미(Zacco platypus; 상대풍부도, 32.1%)와 참갈겨니(Zacco koreanus; 20.7%)로 나타났다. 하천차수별 어류군집 분석 시 총 출현 종수 및 총 출현 개체수는 하천차수가 증가함에 따라 지속적으로 증가하는 경향을 나타냈으며, 이에 따라 우점종과 아우점종도 같이 바뀌었다.
총 608지점에 대한 조사 결과, 지점별 어류의 평균(±표준편차) 종수는 9.7±4.2, 개체수는 245.5±177.8로 확인되었다(Table 1). 전체 지점에서 우점종과 아우점종은 각각 피라미(Zacco platypus; 상대풍부도, 32.
7%)로 나타났다. 하천차수별 어류군집 분석 시 총 출현 종수 및 총 출현 개체수는 하천차수가 증가함에 따라 지속적으로 증가하는 경향을 나타냈으며, 이에 따라 우점종과 아우점종도 같이 바뀌었다.
후속연구
, 2016). 반면 한국은 보에 대한 관심을 가진 지가 오래되지 않아서 이러한 연구가 상당히 부족하며, 따라서 한국 실정에 맞는 세부적인 연구가 추가로 실시되어야 한다. 추가 연구에서는 보 구조물로 인해 발생하는 물리적, 수문학적 변화를 명확하게 조사하여 어류군집 변화와의 연관성을 확인하고, 어류군집뿐만 아니라 종별 생체량(biomass)을 측정하여, 보가 어류군집에 미치는 영향을 보다 정확하게 분석할 필요성이 있다.
이들 종은 모두 보가 있는 지점에서 평균 상대풍부도가 높게 나타났으며, 보로 인해 변화된 환경이 이들 종에 대해서 주요 서식처를 제공하는 것으로 판단되었다. 본 연구는 전국 범위에서 보가 어류군집에 미치는 영향을 분석하여 경향성을 제시하였으며, 이러한 결과는 향후 보의 관리를 위한 연구에 효과적으로 활용할 수 있을 것이다.
추가 연구에서는 보 구조물로 인해 발생하는 물리적, 수문학적 변화를 명확하게 조사하여 어류군집 변화와의 연관성을 확인하고, 어류군집뿐만 아니라 종별 생체량(biomass)을 측정하여, 보가 어류군집에 미치는 영향을 보다 정확하게 분석할 필요성이 있다. 이러한 연구를 통해 도출된 객관적인 자료는 향후 국내 하천의 보 관리 정책 마련에 큰 도움이 될 수 있을 것으로 판단된다.
반면 한국은 보에 대한 관심을 가진 지가 오래되지 않아서 이러한 연구가 상당히 부족하며, 따라서 한국 실정에 맞는 세부적인 연구가 추가로 실시되어야 한다. 추가 연구에서는 보 구조물로 인해 발생하는 물리적, 수문학적 변화를 명확하게 조사하여 어류군집 변화와의 연관성을 확인하고, 어류군집뿐만 아니라 종별 생체량(biomass)을 측정하여, 보가 어류군집에 미치는 영향을 보다 정확하게 분석할 필요성이 있다. 이러한 연구를 통해 도출된 객관적인 자료는 향후 국내 하천의 보 관리 정책 마련에 큰 도움이 될 수 있을 것으로 판단된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
보는 어떠한 영향을 주는가?
, 2011). 이러한 연구들은 대부분 보가 어류 이동을 차단하고 어류 다양성을 감소시키는 등 부정적인 영향을 나타내는 것으로 보고하였으며(Porto et al., 1999; Lucas et al.
wadeable stream (1차~4차 하천)을 대상으로 보의 유·무에 따른 어류군집의 차이를 분석한 결과는 어떠한가?
본 연구는 wadeable stream (1차~4차 하천)을 대상으로 보의 유·무에 따른 어류군집의 차이를 분석하였다. 하천의 규모에 따른 차이를 분석하기 위해서 하천차수로 구분하여 보의 유·무가 어류군집에 영향을 미치는지를 파악하였으며, 3차와 4차 하천에서 어류군집의 차이가 확인되었다(P<0.005, PERMANOVA). 보의 유·무에 따라 총 출현 종수, 총 출현 개체수, 종 풍부도와 같은 요인들이 차이를 나타냈으며, 외래종, 고유종, 보호종 개체수의 경우 차이를 나타내지 않았다. SIMPER 분석을 통해서 어류군집 차이에 주로 기여하는 종을 분석한 결과 해당 차수의 하천에 우점적으로 나타나는 피라미(Zacco platypus), 참갈겨니(Zacco koreanus), 돌고기(Pungtungia herzi)와 같은 보편종으로 확인되었다(contribution>5%). 이들 종은 모두 보가 있는 지점에서 평균 상대풍부도가 높게 나타났으며, 보로 인해 변화된 환경이 이들 종에 대해서 주요 서식처를 제공하는 것으로 판단되었다. 본 연구는 전국 범위에서 보가 어류군집에 미치는 영향을 분석하여 경향성을 제시하였으며, 이러한 결과는 향후 보의 관리를 위한 연구에 효과적으로 활용할 수 있을 것이다.
보(weir)와 댐(dam)을 건설하는 이유는 무엇인가?
인간은 하천 및 강에서 용수를 활용하고 전력을 공급하기 위해서 보(weir)와 댐(dam)과 같은 많은 인공구조물을 건설하였다. 그중 가장 많은 수를 차지하고 있는 보는 하천 및 강에서 가장 많이 건설되어 영향을 주고 있는 구조물이다(Poff et al.
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