논의 둠벙이 가지는 생태학적 기능에 관한 연구

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는 우리나라 논 농업환경을 고려하여 쌀 생산에 영향을 최소화하면서 논 생태계의 생물다양성을 증진시킬 수 있는 논 생태복원 아이템으로 소규모 습지인 둠벙과 둠벙과 연결되는 생태통로에 관한 연구를 통해 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다.
인공으로 조성된 둠벙의 면적은 4.6～14.1 ㎡로 매우 소규모 둠벙이었으며 규모가 작아 지속적인 둠벙 기능 유지를 위해서는 주변에 석축이나 목축 등을 설치해 매몰되는 것을 방지할 필요가 있다. 수질환경은 농업용수 기준을 초과한 수질등급을 보였으며 이는 농촌지역에서 둠벙과 같은 작은 저류지는 하천으로 직접 유출될 수 있는 영양물질을 1차적으로 걸러 줌으로서 농촌 지역의 침전지 역할도 할 수 있을 것으로 사료된다. 둠벙 어류상의 군집 안정도와 다양도 지수가 불량하게 나타났으며, 이는 주변 하천과 고립된 구조를 가지고 있어 논과 정수지역, 농수로 등 연중 수위 변화에 큰 영향을 받게 되어, 이러한 환경에 적응한 어종들만이 서식할 수 있기 때문으로 판단된다. 농촌지역 둠벙의 복원 및 효율적 관리를 위해서는 둠벙과 주변하천과의 연계성, 둠벙의 크기를 비롯한 구조적 특성을 잘 고려해야 할 것으로 판단된다.
논에서 미꾸라지는 중간 낙수 초기에 둠벙보다는 배수로 쪽으로 이동하는 경향이 있었다. 중간 낙수가 완료되어 논에 물이 없는 시기에는 둠벙으로 이동하여 중간 낙수기간 동안 둠벙을 피난처로 이용한다는 것을 알 수 있었다. 미꾸라지 중 논 바닥을 파고들어 가는 것은 채집되지 않은 것으로 볼 때, 논에서 미꾸라지가 둠벙으로 이동하는 것을 선호한 것인지 아니면 표식에 의한 스트레스로 바닥을 파고들어갈 힘이 부족했던 것인지에 대해서는 추가적인 연구가 필요하다. 둠벙과 논에서 채집한 미꾸라지는 동물성 먹이가 86.1%, 식물성 먹이가 13.9%를 차지하여 동물성 먹이가 매우 우세하였다. 둠벙에서 채집된 미꾸라지 중 90% 이상이 먹이를 섭식한 반면 논에서 채집된 미꾸라지는 모든 개체가 공복 상태를 보이고 있어 섭식활동에 장애를 받은 것으로 나타났다.
안정동위원소를 이용하여 논과 둠벙의 생물이동 특성을 살펴본 결과, 논을 포함한 논 생태계에서 어류의 이동은 용․배수로를 포함한 주변의 환경(수심, 배수로 형상)에 의해 영향을 받는 것으로 나타났다. 또한 δ13C와 δ15N의 차이를 통해서 논과 둠벙 사이의 어류 서식처 이동특성을 파악한 결과, 어류는 논 중간 낙수기와 가을, 겨울에 논에 물이 없어지는 시기에는 둠벙으로 이동하는 것으로 나타났다.
논과 둠벙 그리고 주변 생태계 연계를 위하여 소규모 논 어도를 설치한 결과, 이동하는 어류는 미꾸리, 미꾸라지, 왜몰개 3종으로 조사되었으며 주요 이동시간은 주간보다는 야간에 이동하는 특성을 보였다. 따라서 논 어도를 유지할 수 있는 용수공급량이 충분하지 않은 논에서 어도로 흐를 수 있는 용수를 확보하기 위해서는 어도의 주 운영 시간을 주간보다는 야간과 새벽 시간대로 조정하여 운영하는 것이 효율적일 것으로 판단된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The objectives of this study are to identify ecological characteristics of constructed small irrigation pond(Dum-bung) and eco-corridor in paddy fields.
small irrigation pond(Dum-bung) without frame might cause loss of their function over time by crumbling walls. Therefore, it is necessary to make a frame for soil protection and sustainable maintenance of small irrigation pond(Dum-bung). COD, TN and TP concentration were higher than water quality standard for agricultural water in small irrigation pond(Dum-bung). Fish fauna was not diverse as only 4 species at all sites during the study periods. Collected fishes have a characteristic in common that they inhabit only in the paddy fields or canals with low water depth. In this study, all study sites were located in the paddy fields and not linked to a stream and canals around. It seemed that connection with adjacent stream was the major factor controlling fish fauna in small irrigation pond(Dum-bung). We concluded that the most considering point for restoration and management of small irrigation pond(Dum-bung) was structural properties such as connection with adjacent stream or ditch, area, depth and size of the small irrigation pond(Dum-bung).
The abundance of loach was higher in drainage canal than small irrigation pond(Dum-bung) at the early stage of midsummer drainage, because water flow was formed toward the drainage canal. As the paddy was drying, loach moved to the small irrigation pond(Dum-bung) during midsummer drainage period. Contrary to the general hypothesis, the marked loach was not found in holes in paddy field. loach caught in the small irrigation pond(Dum-bung) ingested mainly animal prey, and it's frequency of empty stomach was 10%. On the other hand, all loach collected in the paddy field showed empty stomach. It was apparent from the experiment that loach are eating normally in the small irrigation pond(Dum-bung), while loach are not eat properly in paddy field. As the paddy was drying, loach moved to the small irrigation pond(Dum-bung) during midsummer drainage period but loach was not found in holes in paddy field. It can be concluded that small-scale provides a shelter and prey to loach in the midsummer drainage period.
Our results clearly show that loach were able to move between small irrigation pond(Dum-bung) and paddy fields while carp consistently relied on the small irrigation pond(Dum-bung) for suitable habitat. We also found δ15N of macroinvertrebrates in the small-scale ponds were significantly higher than those in the paddy field. δ13C and δ15N of aquatic insects were lower than δ13C and δ15N of loach. This study has provided some of the initial evidence that water bugs were more closely related to carp compared to Misgurnus spp. in the food web. The results of this study show that temporary irrigation ponds can serve an important habitat for fish species in this agricultural landscape during the dry season.
After ascertaining of ascending possible fishes through pre-survey of drainage ditches, we set up a small-scale fishways at the drop between paddy fields and drainage ditches. The fishes of three species(Aphyocypris chinensis, Misgurnus anguillicaudatus, M. mizolepis) were arrived at the paddy fields via small-scale fishways. The main movement time was showed 18:00 ~ 24:00 and 00:00 ~ 06:00 and thus they prefer night time period to day period for migration. Therefore, it was necessary to concentrate operation time from night to dawn for effective management of small-scale fishways.

목차 (Table of Contents)

• ChapterⅠ 서 론 1
• Chapter Ⅱ 연구사 6
• 참 고 문 헌 16
• Chapter Ⅲ 논에 인공 복원된 둠벙의 물리․화학적 및 생물학적 특성 23
• 서 론 25
• 재료 및 방법 26
• 결과 및 고찰 31
• 적 요 57
• 참 고 문 헌 59
• Chapter Ⅳ 논 중간 낙수기에 미꾸라지 피난처로서 둠벙의 기능평가 63
• 서 론 61
• 재료 및 방법 67
• 결 과 74
• 고 찰 81
• 적 요 83
• 참 고 문 헌 84
• Chapter Ⅴ 둠벙과 논에 서식하는 생물의 먹이연쇄 구조 86
• 서 론 88
• 재료 및 방법 90
• 결 과 93
• 고 찰 104
• 적 요 108
• 참 고 문 헌 109
• Chapter Ⅵ 논과 주변생태계 연결을 위한 생태통로 설치 효과분석 111
• 서 론 113
• 재료 및 방법 115
• 결과 및 고찰 123
• 적 요 139
• 참 고 문 헌 140
• Chapter Ⅵ 둠벙의 조성방안 제시 144
• 둠벙의 정의 144
• 둠벙의 설치위치 및 설치방법 145
• 둠벙 유지관리 및 모니터링 방법 148
• Chapter Ⅶ 종합결론 150
• 인공 복원된 둠벙의 물리·화학적 및 생물학적 특성 150
• 논 중간 낙수기에 미꾸라지 피난처로서 둠벙의 기능 평가 150
• 둠벙과 논에 서식하는 생물의 먹이연쇄 구조 151
• 논과 주변 생태계 연결을 위한 생태통로 설치 효과분석 151
• SUMMARY 152