서 론

산간 계류는 낮은 수심과 빠른 유속으로 동물플랑크톤이 서식하기에 적합한 환경이 아니다 (Nelson and Rolin 2003; Lafont 2011). 따라서 우리나라에서도 산간 계류의 수질 변 화에 관한 연구는 수행되어 왔으나 (An and Shin 2005) 동 물플랑크톤 군집 동태를 포함하는 생물 군집에 대한 연구 는 아직 부족한 실정이다 (Chung 2008). 하지만 높은 고도에 형성된 수계에 서식하는 생물상에 대한 연구와 이를 생태계 변화를 파악하는 수단으로서 활용하기 위한 시도는 이미 세 계 각국에서 시도되어 왔다 (Khamis et al. 2014). 또한 산간 습지 조성을 이용한 농축산 오염 물질 제거 등과 (Nakwanit et al. 2011; Vymazal and Brezinova 2014) 습지가 생태계에 미치는 긍정적 역할에 대한 연구가 (cf. Bassi et al. 2014) 활 발한 작금의 현실에서 습지 생태계의 구성원에 대한 연구는 적극적인 접근이 필요하다.

강원도 영월군에 위치한 한반도 지형 주변에 형성된 기존 의 습지는 일반적인 산간 습지의 특성을 나타내고 있을 것 으로 추정되나 생태계 보호와 주변 관광 산업과의 연계를 위하여 새롭게 습지를 확장하는 과정에서 생태계의 변화가 야기될 것으로 예상된다 (Alexander and Allan 2007). 생태 계의 안정성을 확보하기 위한 습지 조성 등과 같이 인위적 인 생태 공법을 도입할 경우, 종다양성의 감소나 급격한 생 태계 변화 등 부작용이 따를 수 있다 (Westage et al. 2013; McLaughlin et al. 2014). 또한 한반도 지형 주변의 유수역 습지는 산간 지역에 형성되어 있음에도 불구하고 산간 호수 나 연못과 같은 정수역과는 다른 생태계를 이루고 있으며 (Fisher and Sponseller 2009; Tavernini et al. 2009) 산간 지 역의 농업용수로 활용하기 위하여 축조된 보 등으로 인하여 평지를 흐르는 유수역 주변의 논으로 형성된 습지와도 전혀 다른 생태계를 이루고 있을 것이다 (Natuhara 2013).

본 조사는 강원도 영월군 한반도면에 위치한 한반도 모양 의 지형 주변에 형성된 기존의 습지를 보호하고 새롭게 습 지를 확장 조성하는 과정에서 나타나는 생물상의 변화를 파 악하기 위한 목적으로 국립습지센터에서 시행된 2014년 습 지보호구역 정밀생태조사의 일환으로 현재의 동물플랑크톤 군집 동태를 파악한 후 장기 변동을 모니터링하는 목적으로 수행되었다 (cf. Kim 2013, 2014a, b).

재료 및 방 법

1조사지 개황

한반도습지는 강원도 영월군 한반도면에 위치한 한반도 모양의 지형 주변에 형성된 습지로서 남한강의 발원지인 검 용소에서 옥동천을 거쳐 흘러오는 주천강과 오대산에서 발 원하여 속사천을 거쳐 흘러오는 평창강이 합류하여 영월 서 강으로 흘러 드는 수역에 형성되어 있다. 본 조사를 위하여 두강이 합류한 영월 서강에 정점 1, 한반도습지 상류인 평창 강에 정점 2, 주천강에 정점 3을 선정하였다. 정점 1은 한반 도 지형으로부터 3 km 하류인 영월 서강변 쾌연재도자박물 관 인근에 위치하며 정점 2는 선암마을 뗏목체험장에 위치 하고 정점 3은 현대시멘트 영월공장 100 m 하류의 신천교 부근에 위치하고 있다 (Fig. 1). 정점 1과 3은 수심이 1 m 이 하의 얕은 여울에 위치하며 정점 2는 수심 2 m 정도의 완만 한 사행천수변이다. 또한 정점 1과 2는 별도의 관리가 이루 어지지 않아 관광객에 의한 유어 및 위락 행위가 이루어지 고 있었으나 정점 3 인근은 지방자치단체의 관리 하에 지역 환경관리인이 유어 및 취사, 위락 행위를 감시하고 있다.

2조사 방법

한반도습지 주변의 3개 정점에서 2014년 3월, 5월, 6월, 7월 4회에 걸쳐 환경요인을 측정하고 동물플랑크톤 시료 를 채집하였다. 수온, pH, 용존산소량을 측정하였는데 pH는 portable pH meter로 (TI SenzpHduo) 측정하였으며 수온은 pH meter로 측정된 수온을 0.1°C까지 측정 가능한 봉상 수 은온도계로 보정하였다. 용존산소량은 1~12 mg·liter^-1 범 위 내에서 측정 가능한 CHEMetrics로 (Model K-7512) 0.5 mL·liter^-1까지 측정하였다. 동물플랑크톤 채집은 원추형 네트 (conical net)의 (망구 25 cm, 망목 0.05 mm) 입구에 여 수계를 (Hydrobios model 438 110) 부착한 후 사선 예망하여 (oblique hauling) 실시하였다. 채집된 시료는 300 mL widemouth Nalgene bottle에 담은 후 포르말린을 첨가하여 시료 의 최종농도가 4%가 되도록 고정한 후 실험실로 옮겼다. 실 험실내에서 24시간 이상 방치하여 동물플랑크톤이 가라앉 은 채집병의 상등액을 분리하여 100 mL로 3배 농축한 후 바닥에 가라앉은 시료를 페트리 접시에 넣고 해부현미경으 로 (Zeiss SV11, Mag. X165) 종 수준까지 동정하였으며 윤 충류와 같은 소형종은 hollow slide로 옮긴 후 광학현미경 (Zeiss Auxiolab, Mag. X400) 하에서 고배율로 검경하여 동 정하였다. 동물플랑크톤의 동정은 최근 도감을 (Mizuno and Takahashi 1999; Yoon 2010; Chang 2010, 2012; Jeong 2013) 참조하였다. 종준위 동정이 불확실한 개체들은 개체 크기 별 특성에 따라 2종류의 현미경 사진기를 사용하여 촬영 한 후 영상 판독을 통하여 동정하였으며 도판을 제시하였다 (LEICA ICC50HD, OPTICAM KCS-3.1C).

동정을 완료한 시료는 다시 농축된 시료병에 넣고 균등하 게 섞은 후 5 mL의 subsample을 취해 UNESCO 계수반에 넣고 해부현미경하에서 각 종별 출현량을 계수하는 작업을 3회 반복하였다. 즉 정량분석을 위해서 항상 채집된 시료의 1/10 이상을 검경하였다. 해부현미경 하에서 계수된 각 종 의 출현량은 여수계로 네트 여과 수량을 계산하여 입방 미 터당 개체수로 환산하였다. 동물플랑크톤의 출현량 자료를 근거로 3개 정점의 월별 동물플랑크톤 생태지수를 계산하 였으며 생태지수 계산은 컴퓨터 프로그램 Primer 5를 (2001 Plymouth Routines in Multivariate Ecological Research) 사 용하여 종다양성지수를 (Shannon and Weaver 1963) 구한 후 정점별 계절별 변화를 비교 분석하였다.

결 과

수온은 3월에 10.1~ 12.8°C에서 7월에 24.5~ 27.9°C로 서서히 증가하였다 (Fig. 2A). 정점별로는 3월을 제외하고 는 항상 주천강과 평창강이 합쳐진 정점 1인 영월 서강의 수온이 가장 높았다. 용존산소량은 조사 기간 중 9.0~11.0 mg·liter^-1 사이에서 변동하여 조사 수역의 수생생물 서식 제한요인으로 작용하지 않는 것으로 나타났다 (Fig. 2B). 하 지만 6월을 제외하면 조사 기간 내내 정점 2인 평창강의 용 존산소량이 주천강과 영월 서강 (정점 1, 3)보다 낮은 경향을 보였다. pH는 7.9~ 8.9 사이에서 변동하여 비교적 높았는데 수온의 변동과 같이 정점별로는 3월을 제외하고는 항상 주 천강과 평창강이 합쳐진 정점 1인 영월 서강의 pH가 가장 높았다 (Fig. 2C).

동물플랑크톤은 윤충류 27종류, 지각류 18종, 요각류 8종 류, 선충류 1종류와 수서곤충 유생 4종류 등 총 58분류군이 출현하였다 (Table 1). 이 중 45종이 종준위까지 동정되었으 며 지각류는 출현종 전부가 종준위까지 동정되었다. 정점별 계절별로는 6월 정점 3에서 16종이 출현하여 가장 다양하게 출현하였고 7월에 정점 2에서 5종이 출현하여 가장 빈약한 출현 양상을 보였다 (Fig. 3). 정점별로는 정점 2의 출현종수 가 가장 빈약하였고 계절별로는 6월에 출현종수가 증가하는 경향을 보였다.

출현량은 정점 3에서 입방미터당 4,451~ 8,011개체를 기 록하였고 나머지 정점들에서는 조사 기간 중 항상 500개체 이하로 출현하였다 (Fig. 4).

주천강과 평창강이 합류된 영월 서강인 정점 1에서는 3월 에 수서곤충의 유생이 동물플랑크톤 출현량의 92.0%를 차 지하며 우점하였고 5월과 6월에 37.0%, 28.2%로 우점도가 감소하다가 7월에 지각류인 Alona속 종들의 출현량이 증가 하여 지각류가 동물플랑크톤 출현량의 41.7%를 차지하고 요각류가 28.0%를 점유하여 갑각류 동물플랑크톤이 우점하 는 천이가 관찰되었다 (Fig. 5). 정점 2에서는 3월에 선충류 가 37.6%로 우점한 것을 제외하면 윤충류, 지각류, 요각류, 수서곤충의 유생 등 4개 분류군이 비교적 균등하게 출현하 고 있었다. 정점 3에서는 5월에 요각류 유생의 대량 출현으 로 요각류가 78.4%를 차지하며 우점하였고 6월에는 지각류 인 Pleuroxus laevis 단일종이 32.8%를 차지하며 우점하였다. 또한 7월에도 지각류인 Alona costata가 대량 출현하여 지각 류가 54.1%를 차지하며 우점하였다.

동물플랑크톤의 종다양성지수는 1.1~2.4 사이에서 변동 하였는데 정점별로는 3월을 제외하면 항상 최하류인 정점 1 에서 높게 나타났고 월별로는 뚜렷한 변동 경향을 보이지 않았으나 6월에 전정점에서 종다양성지수가 다소 높게 나타 났다 (Fig. 6).

고 찰

영월 서강 주변 유수역의 얕은 수심과 빠른 유속에 기인 하여 동물플랑크톤 출현량은 전반적으로 낮아 (cf. 수백-수 만 indiv·liter^-1 in Song et al. 2003; Choi et al. 2013) 조사 수역 생태계 내에서 동물플랑크톤의 생산량이 차지하는 비 중은 일반적인 평지의 하천에 비하여 낮은 것으로 생각된다 (Lim 1992; Yoo and Lim 1992; Kim and Lee 1999; Kim et al. 2002). 또한 조사 초기에는 여울에 의하여 부유된 수서 곤충 유생의 출현량이 높았고 부영양화된 정수역에서 출현 하는 종들은 나타나지 않았다 (Mizuno and Takahashi 1999). 높은 용존산소량과 낮은 동물플랑크톤 출현량 및 정수역 동 물플랑크톤의 미출현은 본 조사 수역이 산간 계류의 특성을 가지고 있음을 나타내는 것이다 (Sharma and Rawat 2009).

강원도 대부분 산간 계류의 pH가 8.0 전후로 보고되어 왔 고 때로는 10.0 이상이 기록되어 있는 것으로 미루어 (Kim et al. 2012) 대부분 8.0 이상을 기록하고 있는 본 조사 수역 의 높은 pH도 인근의 석회석 광산과 시멘트 공장 가동에 따 른 결과로 추정되며 우리나라 강원도 산간 계류의 높은 pH 가 동물플랑크톤 분포에 미치는 영향에 대해서는 추후 연구 과제로 남아있다.

본 조사 수역 주변에는 기존의 습지에 더하여 새로운 습지 를 형성하고 있는데 새롭게 형성되는 습지에서는 주변 기후 조건의 변화에 따라서 기존 동물플랑크톤 군집 변화가 병행 되는 것이 일반적이다 (Ruhi et al. 2012). 즉 향후 한반도 지 형 주변 습지의 동물플랑크톤 군집동태는 본 조사결과와 상 이한 경향을 나타낼 것으로 예상되며 (Alexander and Allan 2007) 종다양성의 감소나 증가, 출현종의 급격한 변화 등을 감시할 필요가 있다.

결론적으로 주천강과 평창강이 합류한 영월 서강은 동물 플랑크톤 종다양성지수가 높은 안정된 수생태계로 밝혀졌 으며 주천강은 시멘트 공장의 영향 등으로 높은 pH를 나타 내고 있어 이미 지역 환경관리인의 유어 및 취사, 위락 행 위 관리가 이루어지고 있으나 향후 지속적인 감시와 수생태 계 변화를 모니터링할 필요가 있는 수역으로 판단되었다. 평 창강은 선암마을 뗏목 체험장의 운영에 따른 인위적인 오염 이 증가할 것으로 예상되는 수역으로 향후 오염 저감 대책 을 수립하여야 할 것이다 (Nelson and Rolin 2003; Vladimir et al. 2005).

비록 한반도 지형 인근 수역의 동물플랑크톤 군집 동태는 영월 서강, 주천강, 평창강이 각각의 특성을 나타내며 향후 관리 기준을 제시하고 있지만 산간 계류의 동물플랑크톤 군 집 동태는 조사 수역의 넓이와 조사 기간에 따라 큰 차이를 보인다 (Tavernini et al. 2009). 즉 주천강과 평창강 상류는 본 조사 결과와 전혀 다른 동물플랑크톤 군집 동태를 보일 수도 있으며 (Cho and Mizuno 1977) 영월 서강도 영월 읍내 를 거친 후 영월 동강에서는 전혀 다른 동물플랑크톤 군집 동태를 나타낼 가능성이 농후하다. 따라서 한반도 지형 인근 수역에 형성되는 한반도 습지의 궁극적인 관리를 위해서는 향후 조사 기간과 조사 수역의 확장을 통하여 세밀한 생물상 동태를 파악하는 것이 필요하며 인위적 습지 조성에 따른 생물상 변화에 대한 별도의 조사 및 대책이 필요할 것이다.

적 요

춘계 영월 한반도습지 주변 유수역의 동물플랑크톤 군집 동태 연구를 위하여 2014년 3월부터 7월까지 3개 정점에서 (정점 1: 영월 서강, 정점 2: 평창강, 정점 3: 주천강) 4회의 동 물플랑크톤 시료를 채집하였다. 총 58종류의 동물플랑크톤 이 출현하였으며 27종의 윤충류, 18종의 지각류, 8종류의 요 각류, 4종류의 수서곤충 유생 및 한 종류의 선충류로 이루어 져 있었다. Alona속의 종들과 같은 씨물벼룩과에 속하는 지 각류가 다양하게 출현하였고 정수역 대표종들인 물벼룩과와 긴뿔물벼룩과의 지각류가 미출현한 것은 조사 수역의 유수 성을 보여준다. 동물플랑크톤 출현량은 정점 3에서만 입방미 터당 4,451~ 8,011개체로 높았고 나머지 정점들에서는 500 개체를 넘지 않았다. 정점 1에서 3월부터 6월까지는 수서곤 충의 유생이 우점하다가 7월에는 지각류와 요각류의 우점으 로 천이가 이루어졌으며 유사한 천이가 정점 3에서도 관찰 되었으나 정점 2에서는 이러한 천이가 없었다. 종다양성지수 는 3월을 제외하면 정점 1에서 항상 높게 나타났다. 조사 기 간 내내 높은 용존산소량은 (9.0~11.0 mg·liter^-1) 산간 계 류의 특성을 보이는 것이며 수온은 3월에 10.1°C에서 7월에 27.9°C로 서서히 증가하였고 높은 pH는 (7.9~ 8.9) 조사 수 역 주변의 석회석 광산과 시멘트 공장의 영향으로 추정된다.