영산강, 섬진강 및 보성강 어류의 서식지적합도지수 방법별 환경생태유량 비교 = Comparison of environmental flow by habitat suitability index method for fish in Yeongsan, Seomjin and Boseong Rivers

국문 초록 (Abstract)

국문요약

영산강, 섬진강 및 보성강 어류의 서식지적합도지수 방법별 환경생태유량 비교


김경화
응용생물과학과 수산생명의학전공
선문대학교 일반대학원


본 연구는 하천복원과 환경유량을 위한 기초자료를 확립하고자 영산강에서 참몰개(Squalidus chankaensis tsuchigae), 피라미(Zacco platypus), 치리(Hemiculter eigenmanni)를, 섬진강에서 큰줄납자루(Acheilognathus majusculus), 피라미, 배스(Micropterus salmoides) 및 보성강에서 참갈겨니(Zacco koreanus), 피라미, 칼납자루(Acheilognathus koreensis)의 환경생태유량(environmental flow)을 물리적서식지모의시스템(physical habitat simulation system, PHABSIM)에 적용하여, 가중가용서식지면적(weighted usable area, WUA)을 모의하고 비교분석 하였다.
어류 조사를 실시한 결과, 과(family)별 출현 종수(species)는 영산강에서 총 10과 44종 6,691개체였다. 이 중 피라미가 1,708개체 상대풍부도(relative abundance, RA) 25.5%로 우점하였고, 참몰개(Squalidus chankaensis tsuchigae)는 총 671개체(RA: 10.0%)로 아우점종으로 확인되었다. 섬진강에서 총 14과 48종 6,538개체가 출현하였고, 우점종은 피라미로 총 1,897개체(RA: 29.0%) 나타났으며, 아우점종은 참갈겨니로 총 1,023개체(RA: 15.7%)가 확인되었다. 보성강은 총 10과 45종 7,061개체가 출현하였으며, 우점종은 피라미로 1,893개체(RA: 26.8%)가, 아우점종은 참갈겨니로 1,134개체(RA: 16.1%)가 확인되었다. 유량 조사는 영산강은 첨단교 하류(광주 광산구 신창동 3-3), 섬진강은 대풍교(전라북도 남원시 대강면 풍산리), 보성강은 목사동2교(전남 곡성군 석곡면 석곡리) 지점을 선정하여 실시하였다. 첨단교 하류, 대풍교 및 목사동2교 지점의 유량은 각 지점 순으로 1차 조사에 7.8 ㎥/s, 8.4 ㎥/s 및 4.6 ㎥/s, 2차 조사 2.3 ㎥/s, 8.0 ㎥/s 및 2.5 ㎥/s, 3차 조사 5.0 ㎥/s, 2.4 ㎥/s 및 2.9 ㎥/s, 4차 조사 29.7 ㎥/s, 8.3 ㎥/s 및 5.5 ㎥/s, 5차 조사 4.7 ㎥/s, 8.4 ㎥/s 및 6.2 ㎥/s, 6차 조사 2.3 ㎥/s, 10.4 ㎥/s 및 2.9 ㎥/s였다.
서식지적합도지수(habitat suitability index, HSI)는 어류 조사와 유량 조사 결과를 토대로 WDFW (washington department of fish and wildlife, 2004) 및 IFASG (Instream Flow and Aquatic Systems Group, 1986)의 2가지 방법으로 산정하였다. HSI 산정은 영산강, 섬진강 및 보성강에서 출현한 20종의 어류를 대상으로 실시하였다. 어종에 따른 HSI 산정 결과 큰줄납자루, 꺽저기(Coreoperca kawamebari), 참중고기(Sarcocheilichthys variegatus), 참몰개, 잉어(Cyprinus carpio), 붕어(Carassius auratus), 칼납자루, 큰납지리(Acanthorhodeus macropterus), 누치(Hemibarbus labeo), 모래무지(Pseudogobio esocinus), 피라미, 치리, 블루길(Lepomis macrochirus), 배스, 돌고기(Pungtungia herzi), 중고기(Sarcocheilichthys nigripinnis morii), 돌마자(Microphysogobio yaluensis), 참갈겨니, 은어(Plecoglossus altivelis) 등은 0.50 m 이상의 HSI를 나타내며 다소 깊은 수심을 선호하는 것으로 나타났다. 반면에 섬진자가사리(Liobagrus somjinensis)는 0.50 m 미만의 얕은 수심을 선호하는 것으로 나타났다. 유속의 경우 섬진자가사리, 참중고기, 피라미, 돌고기, 중고기, 참갈겨니, 은어 등은 0.50 m/s 이상의 빠른 유속을 선호하는 것으로 나타나 유영성 어종의 특징을 나타내었다. 큰줄납자루, 꺽저기, 참몰개, 잉어, 붕어, 칼납자루, 큰납지리, 누치, 모래무지, 치리, 블루길, 배스, 돌마자는 0.50 m/s 미만의 느린 유속을 선호하는 것으로 나타나 정수성 어종의 특징을 나타내었다. 출현개체수에 따른 HSI 산정 결과를 분석해보면 피라미, 참몰개 및 참갈겨니처럼 출현 개체수가 많은 어류는 HSI 범위가 넓었고, 은어처럼 출현 개체수가 적은 경우 HSI 범위가 좁게 산정 되었다. 또한 HSI 산정 방법별 결과를 분석하면, WDFW 방법은 넓은 범위와 다양한 수심 및 유속으로 산정되는 경향이 있었던 반면, IFASG 방법은 좁은 범위와 다양한 수심 및 유속으로 결정 되어 방법 별 다른 결과를 도출하는 것을 확인하였다.
환경생태유량은 수생태계 건강성 유지를 위하여 필요한 최소한의 유량으로서, 각 강의 대표 지점 1곳, 각 3종의 어류에 대해 산정되었다. 영산강 첨단교 하류 지점에서 참몰개의 환경생태유량을 WDFW 방법 및 IFASG 방법 별로 산정한 결과 유량은 각각 0.4 ㎥/s, 2.7 ㎥/s로 결정되었으며, WUA는 각각 21,696 ㎡/1,000m, 1,250 ㎡/1,000m으로 결정되었다. 피라미의 경우 유량은 각각 0.3 ㎥/s, 0.1 ㎥/s으로, WUA는 각각 18,382 ㎡/1,000m, 2,035 ㎡/1,000m으로 결정되었다. 치리의 경우 유량은 각각 1.1 ㎥/s, 4.9 ㎥/s로, WUA는 각각 13,376 ㎡/1,000m, 21,201 ㎡/1,000m으로 산정되었다. 섬진강 대풍교에서 큰줄납자루의 WDFW 방법 및 IFASG 방법 별 환경생태유량은 각각 0.8 ㎥/s, 10.7 ㎥/s로 WUA는 각각 18,557 ㎡/1,000m, 10,586 ㎡/1,000m으로 산정되었다. 피라미의 경우 유량은 각각 0.7 ㎥/s, 3.3 ㎥/s으로, WUA는 각각 20,863 ㎡/1,000m, 5,615 ㎡/1,000m으로, 배스의 경우 유량은 각각 0.6 ㎥/s, 6.0 ㎥/s로, WUA는 각각 5.645 ㎡/1,000m, 10,612 ㎡/1,000m으로 산정되었다. 보성강 목사동2교 지점에서 참갈겨니의 WDFW 방법 및 IFASG 방법별 환경생태유량은 1.1 ㎥/s, 1.1 ㎥/s로 분석되었고, WUA는 각각 14,791 ㎡/1,000m, 2,021 ㎡/1,000m으로 산정되었다. 피라미의 경우 유량은 각각 1.3 ㎥/s, 1.3 ㎥/s으로, WUA는 각각 16,757 ㎡/1,000m, 3,947 ㎡/1,000m으로 결정되었다. 칼납자루의 경우 유량은 각각 1.4 ㎥/s, 0.7 ㎥/s로, WUA는 각각 15,520 ㎡/1,000m, 5,246 ㎡/1,000m으로 산정되었다.
이상의 결과를 종합하면 결론적으로 HSI 방법별 산정결과로 넓은 범위 다양한 수심 및 유속으로 산정된 WDFW 방법을 적용하게 되면 대체적으로 환경생태유량은 적고, WUA는 넓은 면적으로 결정되며, 산정된 유량은 실제 조사 평균 유량에 포함되어 실제 상황이 잘 반영되는 것을 확인하였다. 한편 IFASG 방법을 적용하는 경우, 환경생태유량은 많고 WUA는 좁은 면적으로 결정되었다. 이러한 차이점은 HSI가 WDFW 방법에 의해 넓은 범위, 다양한 수심 및 유속으로 산정되고, IFASG 방법에 의해서는 좁은 범위, 다양한 수심과 유속으로 산정되는 것 때문으로 해석된다. 따라서 WDFW 방법은 넓은 WUA를 도출하기 때문에 어류의 넓은 서식지 면적을 확보해 줄 수 있으며 환경생태유량은 적으므로, 환경생태유량 고시 및 확보 방안을 제시하여야 하는 관계기관이 활용하기에 유리하다고 판단된다. IFASG 방법은 많은 환경생태유량이 산정되므로 수량 확보 면에서는 어류에게 좋은 방법일 수 있으나, 환경생태유량 고시 및 확보방안을 제시하는 관계기관 입장에서는 다소 불리한 방법이라고 볼 수 있다.
기존의 환경생태유량 산정에 관련한 연구는 보호종, 유영성종 및 고유종의 보호를 위한 수량 확보를 목적으로 한 연구가 대부분 이였으나, 본 연구에서는 외래종 배스의 환경생태유량을 처음으로 산정함으로 외래종 퇴치사업과 개체군 관리에 많은 활용성과 의의를 가질 것으로 판단된다. 또한 영산강, 섬진강 및 보성강에 서식하고 있는 어류 조사, 20종의 어류에 대한 서식지적합도지수, 어류 9종에 대한 환경생태유량 산정에 대한 풍부한 결과를 제시함으로서 환경생태유량을 고시하거나 확보방안을 마련 시 기초자료로 활용성이 높을 것으로 판단된다.

목차 (Table of Contents)

• 목 차
• 목 차 I
• List of Tables IV
• List of Figures XIV
• 국문요약 i
• 제 1장 전체 서론 1
• 제 2장 어류조사 7
• 1. 서론 7
• 2. 재료 및 방법 9
• 2.1 조사기간 및 조사지점 9
• 2.2 조사방법 16
• 2.3 군집분석 17
• 2.4 어류평가지수(Fish assessment index, FAI) 19
• 3. 결과 21
• 3.1 영산강 어류조사 결과 21
• 3.2 섬진강 어류조사 결과 31
• 3.3 보성강 어류조사 결과 41
• 4. 고찰 51
• 제 3장 유량조사 55
• 1. 서론 55
• 2. 재료 및 방법 57
• 2.1 조사기간 및 조사지점 57
• 2.2 조사방법 60
• 3. 결과 63
• 3.1. 영산강 첨단교 하류의 유량변화에 따른 수심 단면적 비율변화 63
• 3.2. 영산강 첨단교 하류의 유량변화에 따른 유속 단면적 비율변화 64
• 3.3. 영산강 첨단교 하류의 횡단면 65
• 3.4. 섬진강 대풍교의 유량변화에 따른 수심 단면적 비율변화 69
• 3.5. 섬진강 대풍교의 유량변화에 따른 유속 단면적 비율변화 70
• 3.6. 섬진강 대풍교의 횡단면 71
• 3.7. 보성강 목사동2교의 유량변화에 따른 수심 단면적 비율변화 75
• 3.8. 보성강 목사동2교의 유량변화에 따른 유속 단면적 비율변화 76
• 3.9. 보성강 목사동2교의 횡단면 77
• 4. 고찰 81
• 제 4장 서식지적합도지수(habitat suitability index, HSI) 84
• 1. 서론 84
• 2. 재료 및 방법 86
• 2.1. 서식지적합도지수 산정대상 어종 선정 86
• 3. 결과 96
• 3.1. WDFW(Washington Department of Wildlife and Fish, 2004) 방법의 서식지적합도지수 96
• 3.2. IFASG(Instream Flow and Aquatic Systems Group, 1986) 방법의 서식지적합도지수 135
• 4. 고찰 194
• 제 5장 환경생태유량(environmental flow) 205
• 1. 서론 205
• 2. 재료 및 방법 209
• 2.1. 대표지점 및 대표어종 선정 209
• 2.2. 환경생태유량(environmental flow) 산정 방법 212
• 3. 결과 214
• 3.1. 영산강 환경생태유량(environmental flow) 214
• 3.2. 섬진강 환경생태유량(environmental flow) 225
• 3.3. 보성강 환경생태유량(environmental flow) 235
• 4. 고찰 245
• 제 6장 종합 고찰 254
• ABSTRACT 257
• REFERENCES 263
• 감사의 글 271