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서 론

 특정 지역 내의 환경변화는 생태계와 군집, 종조성 등을 변화시킨다(Rose 2005). 자연적으로 발생하는 환경변화는 일반적으로 장기간에 걸쳐 일어나기 때문에 환경변화가 나타나는 지역 내에서 생물들이 환경변화에 대처하여 이동, 적응, 진화의 시간을 충분히 확보할 수 있다(Young et al. 1989). 하지만 인간의 활동에 의한 환경변화는 단기간에 큰 변화를 발생시키기 때문에 갑작스런 환경 변화에 의해 대처할 수 없는 생물들은 그 지역내에서 절멸되고, 대처할 수 있는 생물과 변화된 환경에 적응할 수 있는 생물이 이입된다 (Joo et al. 2008). 인간에 의한 환경변화로 가장 대표적인 것은 오염물질 배출로 인한 수질 오염과 부영양화, 인공 구조물 건설로 인한 수질 변화 등을 들 수 있다.

 인공 구조물 중 방조제는 간척 사업을 통한 토지 이용 및 염해 방지 등을 목적으로 건설되었다. 이러한 과정에서 담수화가 진행되면서 염도 변화에 의해 서식 생물의 군집 및 종 조성 변화가 야기된다(Loneragan et al. 1986; Foss et al. 2001). 이러한 방조제와 같은 대형 구조물 건설로 인한 어류 생태의 변화에 대한 보고는, 하구둑 건설(Yang et al. 2001; Kwak and Huh 2003), 천수만(Lee 1996), 댐 건설(Kim and Yang 2001; Seo and Kim 2009), 등이 있다. 새만금 지역의 어류에 대한 앞선 연구는 새만금 일대의 어류상 (Sim and Lee 1999; Lee et al. 2003; Kim et al. 2011)과 새만금 수역 및 간척지의 생태변화 연구 (Ministry for Food, Agriculture, Forestry and Fisheries 2004~2009)가 있었고, 새만금지역으로 유입되는 만경강과 동진강에 대한 연구는 만경강 수계에 서식하는 어류군집에 관한 연구(Kim et al. 1998), 동진강 수계의 어류상과 군집(Kim et al. 2001) 등의 연구가 있었다.

 하지만 선행 연구의 대부분이 단순한 어류상 변화에 대한 내용으로 실질적으로 변화하는 환경에 따른 어류군집의 변화에 대한 연구는 없었다. 따라서 본 연구에서는 새만금 방조제 건설 후 새만금호내에서 염도에 따른 어류 군집의 분포를 조사하여 향후 새만금호소의 어류군집의 변화에 대한 자료를 마련하고자 하였다.

재료 및 방법

1. 조사지점

 새만금은 전라북도 군산시, 김제시, 부안군의 행정구역을 포함하는 간척지로서 1991년 11월 공사를 시작하여 2006년 방조제 공사가 완료되었다. 간척면적 총 40,100 ha이며 방조제의 길이는 33.9 km이다. 어류상 조사는 2012년에 실시되었으며 새만금 수계 중 방조제 내측의 조하대를 중심으로 8개의 지점과 만경강과 동진강 하구의 2개의 지점을 선정하였다. 이와 같이 고정조사구로 선정된 10개의 지점을 대상으로 4회(2월, 4월, 7월, 10월)에 걸쳐 이루어졌다(Table 1, Fig. 1).

Table 1. Study sites and GPS (Global Positioning System) information in the Saemangeum Reservoir

Fig. 1. Map of study sites (ME1 and DE1 are water quality measurement stations in the Mankyoung and Dongjin River estuary, respectively).

2. 조사방법 및 자료분석

 만경강과 동진강의 하구역 지점인 St. 1과 St. 6은 투망과 자망, 일각망을 이용하여 조사를 실시하였다. 투망(망목, 7×7 mm)은 지점별로 10회 이상 투척하였으며 자망(5절: 삼중망, 망목 40×40 mm, 높이 150 cm, 길이 50 m; 12절: 삼중망, 망목 12×12 mm, 높이 85 cm, 길이 30 m)과 일각망(망목, 7×7 mm)을 24시간 이상 정치하였다. 조사지점 내 환경이 구분되는 호 내 조하대 8지점 (St. 2, St. 3, St. 4, St. 5, St. 7, St. 8, St. 9, St. 10)의 조사는 각 지점에서 저인망 어선을 사용하여 2.5노트의 속도로 20분간 1 km 구간을 조사하여 정량화 하였다.

 모든 채집된 어류는 Kim and Kang (1993) 및 Kim and Park (2002)을 이용하여 동정하였으며, Nelson (1994)의 분류체계를 따라 정리하였다. 새만금호내의 염도 분포의 경우 어류 조사와 동일한 지점에서 염도 측정기 (u-20, Horriba, Japan)을 이용하여 염도를 측정하였고, 새만금호 내 장기간(2007년~2012년)의 염도 변화양상을 파악하기 위해 새만금유역 통합관리시스템의 자료를 분석에 이용하였다.

 지점별 어류상을 이용하여 종 다양도 (Shannon and Wiener 1949), 풍부도(Magalef 1958), 균등도(Pielou 1969), 우점도 지수(Simpson 1949)를 산정하여 군집구조를 비교하였으며, 지점별 군집 유사도를 분석하기 위해 Cluster analysis (Biodiversity pro 2.0, WWF International)를 실시하였다.

결과 및 고찰

 새만금호는 2006년부터 담수화가 진행되어 현재 해수에서 담수로 전환되는 과정을 거치고 있는 거대인공호소이다. 지난 2007년~2012년의 새만금 호소의 염도변화의 경우 단기적으로는 강수에 의한 시기적 차이를 보이지만 장기적인 염도변화의 경우 지속적으로 염도가 감소하는 경향을 확인할 수 있다 (Fig. 2). 특히 2010년~2012년까지의 염도 변화폭은 큰 것으로 나타나 담수화가 빠르게 진행되고 있음을 알 수 있었다. 염도 분포와 담수화에 의한 염도감소는 어류상의 변화를 나타낸다 (Barletta et al. 2005; Leung et al. 2009). 따라서 담수화로 인하여 지속적으로 염도가 변화하고 있는 새만금호의 어류상 역시 장기적으로 변화가 있을 것으로 예상된다.

Fig. 2. Changes of salinity and rainfall in the Saemangeum Reservoir from 2007 to 2012 (ME1 and DE1 are water quality measurement stations in the Mankyoung and Dongjin River estuary, respectively).

 새만금호내 10지점에 대한 4회의 어류조사 결과 총 34과 71종 4,161개체가 채집되었다 (Table 2). 과(Family)별 상대 풍부도는 Cyprinidae가 20종으로 가장 많이 출현하였으며, 이외 Gobiidae가 7종, Ngraulidae와 Pleuronectidae가 3종, Centrarchidae와 Mugilidae, Sciaenidae가 2종이 채집되었으며 나머지 Clupeidae, Leiognathidae, Platycephalidae, Hemiramphidae의 경우 과별 1종씩만 출현하였다. 전체 채집된 71종 중 1차담수어가 차지하는 종의 비율은 39.7% (29종)로 가장 많은 것으로 나타났다. 또한 해산어가 25종 채집되어 전체의 34.3%로 다수 채집되었으며, 주연어가 19종으로 전체 종의 26.0%를 차지하였다. 전체 지점에 대해 우점종은 Thryssa kammalensis (RA: 16.1%)로 나타났으며, 아우점종은 Konosirus punctatus (RA: 12.8%)로 해산어의 개체비율이 높게 나타났다. 하지만 과거 새만금호의 물막이 공사 이전의 Sim and Lee (1999)의 연구에 따르면 총 52과 107종의 어류가 보고되었지만, 물막이 공사 종료 후인 현재는 과거보다 종 수가 크게 감소하였다.

Table 2. Fish fauna collected in this study (RA, relative abundance)

Table 2. Continued

 지점별 우점도, 다양도, 균등도, 풍부도에 대한 각각의 지수는 Table 3과 같이 나타났다. 우점도는 만경강 하구보다 하류에 위치한 St. 2 (0.638)가 가장 높게 나타났으며, 만경강 하구에 위치한 St. 1 (0.125)에서 가장 낮은 값을 보였다. 반면 다양도의 경우 St. 1 (2.498)에서 가장 높은 값을 보였다. 이처럼 지점별 어류군집 지수의 경우 종 및 개체수가 상대적으로 많이 나타난 담수역 지점(St. 1, St. 6)에서 우점도와 다양도 지수가 높게 나타났으며, 반면 해수역 8지점의 경우 상대적으로 균등도와 풍부도가 높게 나타났다.

Table 3. Number of species and individuals, diversity indices, salinity and occurrence rate by ecological type of each group clustered by Bray-Curtis analysis at 40% similarity

 전체 조사지점에서 조사차수별로 채집한 종과 조사시 측정한 염도를 통하여 종별 염도 분포를 비교 분석해 본 결과, 종별로 다양한 염도 범위에서 발견되었다 (Fig. 3). 전체 71종의 채집종 중 10개체 미만의 종과 각 조사 차수별 1회만 발견된 종 및 1차담수어는 분석에서 제외하여 총 17종으로 분석을 진행하였다. 그 결과 K. punctatus가 가장 넓은 범위(0.3~29.8 psu)의 염분내성을 보유하며 Engraulis japonicus와 T. kammalensis가 각각 두번째로 넓은 범위(6.3~30.19 psu)의 염분내성을 지닌 특징을 보인 반면 가장 좁은 범위(20.6~22.3 psu)의 염분내성을 지닌 종은 Sillago sihama이었으며 Pleuronichthys cornutus가 두번째로 좁은 염분 내성 범위 (16.7~18.9 psu)를 보였다. 종별로 염분내성의 범위는 다르지만, 주연어의 경우 해산어보다 더 낮은 염도에서도 발견되며 해산어는 일반적으로 높은 염도를 선호하였다.

Fig. 3. Showing the distance range of salinity collected fish in this study.

 총 4회에 걸친 어류 조사 결과를 통하여 Bray-Curtis Cluster 분석을 한 결과 총 4개의 그룹으로 (Fig. 4) 나뉘었으며 4개의 그룹은 각각 1차담수어, 주연어, 해산어의 비율이 다르게 나타났다(Table 3). A그룹에 포함되는 St. 1, St. 6 지점들은 만경강과 동진강의 하구지역과 인접해있어 염도는 평균 0.2 psu로 매우 낮게 나타났으며, 1차 담수어의 비율이 75.0%로 우점 하였고 주연어가 25.0%로 나타났고, 우점종은 Chelon haematocheilus (RA: 24.0%), 아우점종은 Hemibarbus labeo (RA: 14.4%)로 나타났다. 조사지점인 St. 1 지점의 상류 5 km 지점에서 Acanthogobius flavimanus와 Sardinella zunasi를 포함한 5과 5종의 주연어 및 해산어가 채집되었으며 St. 2 지점인근에서는 18과 31종이 채집되었다(Lee et al. 1980). St. 6 지점의 상류 5 km 지점에서는 회유성 어종인 Anguilla japonica와 Plecoglossus altivelis가 채집되었고, 주연어인 Trachidermus fasciatus가 채집되어(Kim et al. 1984) 주연어 및 해산어가 현재보다 만경강과 동진강의 하류에 넓게 분포함을 확인할 수 있었다. 하지만 현재는 새만금호의 담수화 과정에 의해서 St. 1과 St. 6은 이미 담수화가 이루어져 있으며 이보다 하류지역에서 기수역이 형성되어 과거보다 기수역이 10 km 이상 후퇴한 것으로 판단된다. B그룹에 포함되는 St. 2, St. 3, St. 7, St. 8 지점들에서는 1차담수어종의 비율이 12.5%로 감소하였으며, 주연어 29.2%, 해산어 58.3%로 나타나 해산어의 우점 현상을 나타냈고, 우점종은 Konosirus punctatus (RA: 60.3%), 아우점종은 Hyporhamphus sajori (RA: 8.5%)로 나타났다. 이는 염도 분포가 14.2 psu로 비교적 낮으며 강우에 의한 만경강과 동진강의 수위 변화에 의하여 염도 변화가 일어날 수 있는 지역적 특성 때문에 나타난 것으로 보인다. 따라서 염도에 대한 내성이 떨어지는 1차 담수어의 경우 B 그룹에 포함되는 지점에서 지속적으로 서식하기에는 어려움이 있기 때문에(Kim and Park 2002), 이들 어종들의 경우 B 그룹에 포함된 지역에 서식하기 보다는 만경강 및 동진강 하류에 서식하던 개체가 강우와 같은 조건에 의하여 일시적으로 하류로 이동한 개체로 판단된다. C 그룹 (St. 4, St. 9, St. 10)과 D 그룹(St. 5)에서는 1차담수어는 전혀 채집되지 않았다. 주연어와 해산어의 비율은 C 그룹은 36.4%와 63.6%로 나타났고, D 그룹은 42.9%와 57.1%로 나타났다. C 그룹의 우점종은 Thryssa kammalensis (RA: 39.0%), 아우점종은 Larimichthys polyactis (RA: 21.7%)로 나타났고, D 그룹의 우점종은 H. sajori (RA: 30.1%), 아우점종은 Platycephalus indicus (RA: 11.5%)로 나타났다. C 그룹과 D 그룹 각각의 염도는 19.5 psu와 23.5 psu로 해수(35 psu)에는 미치지는 못하였지만, 해산어가 서식하기에 충분한 염도를 나타냈다. 특히 D 그룹에서는 가장 높은 염도를 나타내었는데 이는 배수갑문과 가장 가까운 지역으로 해수의 유통이 빈번히 일어나기 때문이다. 하지만 D 그룹의 지역에서 C 그룹보다 해산어의 비율이 낮았는데 이는 D 그룹에서 H. sajori와 P. indicus 등의 주연어가 다수 채집되어 이러한 결과를 보였다. 특히 조간대의 경우 조사 시기별 어류 군집의 형태가 다를 뿐 아니라, 무리를 지어 이동하는 종들 많아 어류군집의 변동폭이 크게 나타날 수 있다(Lee et al. 1994).

Fig. 4. Result of Bray-Curtis Cluster analysis using fish species data in each sampling site.

 새만금호소내 지점별 염도와 어류상을 조사한 결과, 염도는 지점별로 시간의 경과에 따라 감소하며, 담수역과 기수역에 해당하는 지역의 분포 면적이 점차 증가함을 알 수 있다(Ministry for Food, Agriculture, Forestry and Fisheries 2004~2009). 이에 따라 상대적으로 해수역의 분포 면적이 점차 감소하여 협염성 어류인 1차 담수어의 분포 지역의 증가가 예상된다. 반면 해산어는 점차 분포지역이 감소할 것으로 판단되나, 광염성 어류인 주연어의 경우 완전한 담수화가 이루어지지 않을 경우 현재의 서식 범위가 유지될 수 있을 것으로 판단된다. 하지만 아직까지 국내 서식 종의 염도 내성에 대한 연구가 많이 밝혀지지 않았기 때문에 새만금의 염도 변화에 따라 상세한 어류 분포 변화를 예측하기에는 어려움이 있다. 따라서 종별 염도의 내성도를 포함하여 새만금 염도변화에 따른 어류군집 변화에 대해 장기적인 연구가 이루어질 경우 새만금호내 담수화로 인한 어류 분포 변화를 예측하고 이를 관리하는데 도움이 될 수 있을 것으로 판단된다.