01-국립공원(JH).181632.pdf248.7KB

서 론

 하천생태계의 변화는 담수어류의 생존에 직접적인 영향을 주는 것으로 알려져 있다(Son et al. 1997; Ecoutin 2005; Abdoli 2008). 하천 주변지역의 인구증가, 하천보수, 골재채취는 하천오염을 증가시키고 하천 생태계를 교란시켜 과거 어류상보다 어종이 현저히 감소하는 현상의 원인이 되고 있다(Chae et al. 1998; Kim et al. 2002).

 이러한 수환경 변화에 따른 어류의 변화 예측과 개체군 파악을 위해 활용되는 전장-체중 상관관계 연구는 다양한 종을 대상으로 광범위하게 이루어지고 있다(Choi et al. 2006).

 참갈겨니와 동일 속 (family)에 속하는 갈겨니 Zacco temminckii는 잉어목 (Cypriniformes) 잉어과 (Cyprinidae) 피라미속(Zacco)에 속하며 강원도의 동해로 흐르는 하천을 제외한 우리나라 전체 담수역과 일본, 중국에 분포한다(Kim 1997; Youn 2002). 갈겨니에 대한 연구는 Mori (1936)와 Uchida (1939)에 의해 선행되었다. 이후 Lee et al. (1987)는 갈겨니 2형의 핵형에 관한 지리적변이를 연구하였고 Lee and Hyun (1987)은 DNA를 이용한 연구를 수행하였다. 최근에 Kim et al. (2005)은 국내 갈겨니를 2종으로 보고하면서 참갈겨니 Zacco koreanus를 신종으로 발표하였다.

 본 종은 수서곤충을 섭식하는 계류성 어종으로 개체수가 많아 충분한 개체군을 쉽게 확보할 수 있기 때문에 국내 중상류 하천의 수환경 평가에 유용하게 활용되고 있다(Seo 2005; Choi et al. 2006). 선행연구는 호소, 하천, 계곡에 서식하는 갈겨니(Seo 2005), 참갈겨니(Choi et al. 2006; Choi et al. 2011a), 금강모치(Choi et al. 2007), 열목어 (Byeon 2011), 피라미 (Choi et al. 2011b)를 대상으로 이루어졌다. 하지만 대부분의 연구가 호소환경과 하천상류 단일조사지점이고 일정시기에 한정되어 있어 지역과 시기별 변화에 따른 전장-체중 상관관계 변화를 포괄적으로 파악하기 어렵다. 또한 국립공원지역과 같이 인위적인 교란이 비교적 적은 하천을 연구 대상으로 실시한 연구는 전무하다.

 따라서 본 연구는 소백산, 속리산, 가야산국립공원의 4개 지점을 대상으로 국립공원 공원자원모니터링을 시행하면서 포획된 참갈겨니 Z. koreanus의 월별 자료를 기초로 개체군의 전장-체중 상관관계를 밝히고 동서어류상을 연구하여 집단 내 경쟁과 서식실태를 논의하고자 한다.

재료 및 방법

1. 연구지점

 소백산, 속리산, 가야산국립공원의 하천수계를 대표하는 지역을 중심으로 4개의 연구지점을 선정하였다. 행정구역은 다음과 같다.

St. 1: 경상북도 영주시 단산면 좌석리(소백산국립공원)
St. 2: 충청북도 괴산군 청천면 화양리 화양3교(속리산국립공원)
St. 3: 충청북도 보은군 내속리면 사내리 법주사 앞(속리산국립공원)
St. 4: 경상남도 함천군 가야면 구원리 칠성대(가야산국립공원)

2. 연구 방법

 어류상 조사는 2012년 4월부터 10월까지 연구지점별 7회씩 실시하였다. 투망(망목 5mm×5 mm), 족대 및 유인어망을 이용하여 채집하였다. 종 동정 후 현지 방류하였고 채집된 어류는 Kim (1997)과 Youn (2002), Kim et al. (2005)에 따라 동정하였다. 분류체계는 Nelson (2006)에 따랐다. 일부 개체의 참갈겨니는 전장-체중 상관관계와 비만도를 파악하기 위해 현장에서 10% 포르말린으로 고정하고 실험실로 운반하여 전장과 체중을 측정하였다. 분석에는 다음 식을 적용하였다.

 전장-체중 상관관계
 W=aL^b (Anderson and Gutreuter 1983)
 W=total weight (g), L=total length (mm), a와 b=parameters

 비만도 분석 (Condition factor, K)
 K=W/L³×10⁵ (Anderson and Neumann 1996)

결 과

1. 전장-체중 상관관계

 어류의 전장과 체중을 활용한 연구는 개체군의 변화, 어류자원의 관리, 건강성 등의 연구분야에서 폭넓게 이용되고 있다(Ecoutin et al. 2005; Nowak et al. 2009).

 본 연구대상 어류인 참갈겨니의 전장-체중 상관관계에서 매개변수 b값은 St. 1 (소백산)에서 3.254, St. 2 (속리산)에서 3.177, St. 3 (속리산)에서 3.275, St. 4 (가야산)에서 3.161으로 각각 나타났다(Table 1).

Table 1. Comparision of total length-weight relationship (b) for Zacco koreanus from surveyed station

 3.0 이상의 매개변수 b값은 어류 집단의 성장이 비교적 양호하다고 주장하고 있다 (Anderson and Gutreurer 1983; Jones et al. 1999; Seo 2005; Choi et al. 2007). 하천에 서식하는 참갈겨니 Zacco koreanus의 전장-체중 상관관계에서 얻어진 매개변수 b값은 3.15~3.58로 나타났으며(Choi and Kim 2004; Seo 2005; Choi et al 2006), 이들의 결과는 본 연구 결과의 b값과 유사하게 나타났다.

 오염이 없고, 낚시가 금지되어 있으며, 인간의 간섭이 없어 오염의 가능성이 적은 국립공원지역이 그렇지 않은 지역에 비해 어류의 성장상태가 좋은 것으로 알려져 있으나(Abdoli et al. 2008), 본 연구의 대상지인 국립공원과 국립공원 외 지역인 선행연구를 비교한 결과 성장상태에서 큰 차이는 없었다. 이러한 결과는 연구대상 어종인 참갈겨니의 주요 서식 장소가 인위적인 오염원이 적고 깨끗한 상류수계를 선호하는 생태적 특성에 따른 결과로 생각된다.

 월별 매개변수 b값은 St. 1과 St. 2의 경우 6월과 7월에 약간 감소하였다가 8월에 증가하고 9월과 10월에 다시 감소하는 경향을 보였고, St. 3과 St. 4는 동일하지 않았으나 전반적으로 7월을 제외하고 8월까지 감소하였다가 9월과 10월에 다시 증가하는 경향을 보였다(Table 1). 이러한 결과는 계절변화와 조사지점의 서식환경 차이에 의한 것으로 판단되며, Nowak et al. (2009)은 동일 종에서도 지역적인 수온, 계절, 조사시기에 따라 전장-체중 상관관계에 차이가 나타난다고 하였다.

2. 비대지수 (Condition factor, K)

 Condition factor (K)는 개체군의 건강성 평가에 사용된다. 높은 K값은 어류의 에너지 축적과 서식지의 먹이원유용을 반영하며, 수질오염 등은 어류에 영향을 주어 낮은 K값으로 반영된다(Seo 2005; Chae et al. 2006; Choi et al. 2011). 체형, 산란기, 먹이섭이, 서식환경, 건강상태에 따라 K값은 차이를 보이고 환경변화에 따른 먹이원의 감소는 어류의 먹이활동을 감소시켜 낮은 K값을 초래한다(Han et al. 2007).

 본 연구에서 대상 어류인 참갈겨니의 K값은 0.689~1.012의 범위에서 나타났다(Table 2). 참갈겨니의 평균 K값을 지점별로 비교하면 St. 4에서 0.902로 가장 높았고 St. 2에서 0.808로 가장 낮았다. 안동호를 대상으로 한 연구(Han et al. 2007)에서 참갈겨니와 동일 속(family)에 속하는 피라미 Zacco platypus의 K값을 0.778로 참갈겨니보다 다소 낮은 수치로 보고한 바 있다. 월별 K값은 St. 4를 제외하고 5월이 가장 높았고 St. 3을 제외하고 산란시기인 8월까지 지속적으로 감소하였다가 9월과 10월에 약간 증가하는 추세를 보였다(Table 2).

Table 2. Comparison of condition factor (K) for Zacco koreanus from surveyed station

 산란기와 비산란기 개체군의 K값 기울기는 0.0009~0.0024로 나타났으며 양의 값을 보였다(Fig. 1).

Fig. 1. Condition factor (K) gradient of spawning and non-spawning season from surveyed station.

 Choi et al. (2006)의 연구에서는 10월 이후 낮아진 수온에 의해 먹이활동이 감소하여 참갈겨니의 K값이 낮아진다고 하였고 Choi et al. (2011a)의 연구에서 횡성호 상류 개체군보다 가평천 상류의 개체군이 참갈겨니 서식에 적합한 수환경이 유지되어 K값 기울기는 양의 값을 보인다고 하였다.

 본 연구에서 월별 K값은 4~7월보다 8~10월에 비교적 낮았고 전체적으로 양의 기울기를 보여 선행연구와 유사하였다. 이는 본 연구지점이 모두 국립공원의 상류에 위치하여 참갈겨니 서식에 가장 적합한 환경에 해당되어 유사한 결과를 보인 것으로 판단된다.

3. 전장비교

 갈겨니는 부화 후 만 1년이 되면 60~70 mm, 2년이면 100~120 mm, 3년 이상이면 140~160 mm까지 자라며 5년 이상 자라면 200 mm가 넘는다(Uchida 1939; Kim 1997). 본 연구에서 참갈겨니는 만 1년생과 2년생의 개체수가 각각 124개체와 139개체로 가장 많았고 1년 미만의 치어와 만 1년생의 개체는 St. 1이 14개체와 71개체로 가장 많아 전체 연구지점에서 치어의 서식에 가장 양호한 지점으로 확인되었다. 평균전장과 체중의 범위는 77~98 mm와 4.65~10.06 g이었다. 지점별로는 치어가 가장 많은 St. 1이 77 mm, 4.65 g으로 가장 낮았고 3년생 이상이 69개체로 가장 많았던 St. 4가 98 mm, 10.06 g으로 가장 높았다(Table 3). 1년생 이상(60 mm~)의 비율은 St. 1이 가장 높았고 2년생 이상(100 mm~)의 비율은 St. 4가 가장 높았다. 계절별로는 봄, 여름, 가을에 71~80 mm 크기의 참갈겨니가 가장 우점하는 것으로 확인되었다.

Table 3. Comparison of length for Zacco koreanus from surveyed station

4. 동서어종과 전장-체중 상관관계 비교

 연구 기간 동안 총 3목 5과 12속 14종 2,257개체의 어류가 확인되었다(Table 4). 전체 연구지점에서 버들치 Rhynchocypris oxycephalus, 피라미 Z. platypus, 참갈겨니는 동서하였고 가장 다양한 어류가 출현한 곳은 St. 2 (14종 1,446개체)이었다. 지점별 전장-체중 상관관계에서 매개변수 b값은 종수와 개체수가 가장 많은 St. 2에서 3.202으로 가장 낮았고 종수와 개체수가 적은 St. 3에서 3.362로 가장 높았다. 참갈겨니와 동서하는 버들치 R. oxycephalus가 가장 많은 St. 1은 3.299이었고 피라미가 가장 많이 동서하는 St. 2는 3.202로 가장 낮았다. 비교적 적은 개체가 동서하는 St. 3과 St. 4에서는 각각 3.362, 3.232이었다(Table 4). 종합해 보면, 종수와 개체수가 많을수록, 많은 개체의 버들치와 피라미가 동서 할수록 매개변수 b값은 낮았다. 이러한 결과를 통해 어종의 개체수와 종수, 상류수계에 동서하는 버들치, 피라미의 개체수에 따라 매개변수 b값은 차이를 보이는 것을 확인할 수 있었다. 추가적인 연구를 통한 비교가 필요하겠지만 다양한 연구지점에서 단일종을 대상으로 한 상관관계 분석보다는 다양한 종에 대한 전장-체중 상관관계의 비교∙분석이 필요할 것으로 사료된다.

Table 4. The list of fishes collected at all surveyed stations

고 찰

 본 연구는 공원 구역내 서식하는 참갈겨니의 개체군 특성 파악을 위해 수행되었다.

 어류의 전장-체중 상관관계 분석을 위한 어류의 생체량 측정은 다양한 종을 대상으로 광범위하게 이루어지고 있다. 선행연구에서 감천 갈겨니의 b값은 3.35 (Seo 2005)이었고 횡성호 참갈겨니의 하류 b값은 3.21~3.35, 상류 b값은 2.94~3.37이었다(Choi et al. 2006). 안동호 피라미의 b값은 3.25 (Han et al. 2007)이었고 가평천 상류 참갈겨니의 b값은 3.44이었다(Choi et al. 2011a). 탄천 피라미의 개체군의 b값은 3.29이었다. 종별로 구분하면 갈겨니는 3.35, 참갈겨니 2.94~3.44, 피라미 3.25~3.29의 범위에 있었다. 이 연구결과와 본 연구의 연구지점인 소백산, 속리산, 가야산의 4개 지점에 갈겨니를 비교하여 고찰하였다. 연구지점별 매개변수 b값은 St. 1 (2.950~3.497), St. 2 (2.945~3.367), St. 3 (3.132~3.489), St. 4 (2.883~3.474)이었다. 하천에 서식하는 참갈겨니의 매개변수 b값은 3.15~3.58이었는데 국립공원에서도 유사한 결과를 보였다. 하지만 St. 1과 St. 2는 10월에 2.950과 2.945로 3.0 이하의 낮은 값을 보였고 St. 4에서는 8월에 2.883으로 가장 낮은 값을 보였다. b값은 오염이 적은 국립공원지역이 그렇지 않은 지역에 비해 어류의 성장이 좋아 높을 것으로 추정하였지만 연구결과 유사하거나 약간 낮은 것으로 확인되었다. b값은 동서종, 계절변화, 수온, 조사지점에 따라 차이를 보이는 것으로 판단된다. 반면 K값의 기울기는 선행연구와 동일하게 양의 값을 보였다.

 개체군의 평균전장크기는 77~98 mm이었다. 횡성호 상∙하류에 서식하는 참갈겨니의 전장크기 비교에서 상류지역의 평균전장은 50~95 mm, 하류지역의 평균전장은 40~85 mm라고 하였고 하류와 다르게 상류지역은 전장크기에 큰 변화를 보이지 않는다고 하였다(Choi et al. 2006). 본 연구와 비교 결과, 전장크기는 황성호의 상류지역과 유사한 결과를 보였다. 하류지역과의 비교연구가 필요하겠지만 선행연구의 결과로 추측할때 공원 외 하류지역의 개체군에 전장크기는 상류보다 작을 것으로 추정된다.

 동서어종과 전장-체중 상관관계 비교에서는 종수와 개체수가 가장 많은 곳에서 낮은 b값을 보였다. 또한 개체수가 유사하더라도 피라미와 버들치의 개체수가 많은 지점에서는 b값은 낮아지는 경향을 보였다.

사 사

 본 연구는 국립공원관리공단이 실시한 2012년 국립공원 공원자원모니터링 사업에 의해 수행된 결과이다. 본 연구 수행에 있어서 현장조사 및 자료정리에 많은 도움을 주신 윤창호 박사께 감사드립니다. 또한 현장출입 및 모니터링에 도움을 주신 소백산국립공원의 서상원 님, 속리산국립공원의 김용훈 님, 가야산국립공원의 전세근님께 감사드립니다.