서 론

물거미 (Argyroneta aquatica)는 습원, 물속 수초 사이에 돔 (Dome)형의 공기방울 집을 짓고 그 속에 공기를 채우고 살 면서 산란, 섭식, 발육을 하는 거미 종으로 전 세계에서 오 직 1속 1종만이 존재하며, 한국, 일본, 중국, 유럽의 온대지방, 시베리아 및 중앙아시아 등지에 분포한다 (Namkung et al. 1996). 닷거미과 (Pisauridae)의 줄닷거미 (Dolomedes stellatus), 먹닷거미 (Dolomedes raptor), 황닷거미 (Dolomedes sulfueus) 및 늑대거미과 (Lcosidae)의 황산적늑대거미 (Pirta subpiraticus) 등은 물거미와 유사하게 잠수를 하는 생태적 특성을 나타내지만, 천적회피행동이나 먹이탐색활동으로 인 해 잠시 잠수하는 것일 뿐 장시간을 물속에서 생활할 수는 없다 (Kim et al. 2013). 물거미는 본래 수중에서 생활하다 가 다른 거미와 마찬가지로 육상으로 서식처를 이동하였으 나 적응을 못해 다시 서식지를 수중으로 이주한 역진화 생 물로 추측된다 (Kim and Lee 2004). 물거미는 화석상의 연구 를 통해 계통적으로 굴뚝거미류와 비슷한 특징이 밝혀졌다 (Selden 2002). 굴뚝거미과 (Cybaeidae)의 거미는 강 근처 및 물가 습한 장소에 굴뚝과 같은 대롱 모양의 집을 짓고 서식 하는 형태를 보이는데, 물거미의 생활습성과 유사한 점을 보 아 이러한 관계를 알 수 있다 (Kim et al. 2013).

물거미는 독특한 생활양식을 가지고 있어 학술적 및 생태 적으로 그 연구가치가 매우 크며, 전 세계적으로 희귀한 종 이다. 국내에서 물거미는 경기도 연천군 전곡읍 은대리 습 지에만 유일하게 분포하고 (Namkung et al. 1996), 그 지역은 1999년 9월 18일에 천연기념물 (제412호)로 지정되어 서식 처가 보호 관리되고 있다. 현재 한국산 물거미 서식지는 수 심이 20~30 cm 깊이의 얕은 습지로 구성되어 있으며 (Lee et al. 2016), pH가 5.9~6.2 정도의 약산성 수중에 생활한다 (Kim et al. 2013). 하지만 1999년도에 지정된 은대리 습지 보호지역은 지속적으로 습지에서 육지로 천이과정에 있으 며, 수생식물 및 근처 식생의 우점형태 변화가 보이고 있어 습지 보호에 특별히 많은 노력이 요구된다. 은대리 습지는 주변이 논으로 구성되어 있는 평지로 산, 강과 같은 생태축 이 없는 고립된 생태계이며, 도로와 농로에 의해 크게 3구역 으로 나뉘어져 있으며, 서로 연결되어 있지 않고 완전히 독 립된 형태이다. 은대리 물거미 서식지 주변지역은 농업을 주 업으로 하고 있으며, 서식지 휀스 주변에도 경작지가 형성되 어 농기계 진입에 의한 서식지 교란, 농약 및 비료 살포에 의 한 수질의 화학적 영향, 농업부산물 및 폐기물 방치 등의 다 수의 문제점이 관찰되고 있다. 물거미는 서식지가 제한된 곳 에서 사는 협범위 생물로 일반적인 종에 비해 환경변화에 매우 민감하여 개체군의 크기가 감소하거나 멸종 위협에 처 할 가능성이 매우 높아 서식지의 체계적이고 종합적인 관리 대책이 필요하다.

무척추 곤충군의 일반적인 상위 포식자인 거미는 다양한 무척추 곤충군과 자기보다 크기가 작은 생물을 포식하여 먹 이사슬에서 중요한 역할을 담당하며, 식물군집 - 초식자 군 집 - 포식자 군집 - 상위 포식자 군집으로 이루어지는 먹이사 슬의 중요한 허리 역할을 하는 생물군이다. 생태계 기저에 서 먹이사슬의 중요한 축을 담당하는 곤충군과 무척추 생물 군은 그 구성이 달라지면 대상 환경이 전혀 다른 형태의 생 태계로 진행된다. 따라서 생태계의 특성을 대변하고 중요한 위치를 차지하는 곤충 종 구성 변화는 장기적인 생태계 변 화를 파악함에 있어 매우 중요한 인자이다 (Rosenberg et al. 1986; Gullan and Cranston 2005). 은대리 물거미 서식지 및 일대의 곤충상을 살펴보는 것은 현재 대상환경을 직·간접 적으로 파악 가능하다. 이에 따라 기존에 조사된 자료와 현 재 생물군집 구조의 변화를 파악하여 물거미 서식지의 환경 변화를 알아보는 연구가 필요한 실정이다.

본 연구는 경기도 연천군 전곡읍 은대리에서 곤충상을 파 악하여 습성천이로 인한 물거미 서식처의 환경변화를 조사 및 분석하고, 그 결과를 바탕으로 종합적이고 지속 가능한 물거미 보존방안을 마련하고자 실시하였다.

재료 및 방 법

1.조사지역과 조사시기

조사지역은 경기도 연천군 전곡읍 은대리 물거미 서식지 에서 (N: 38°04ʹ20.80ʺ, E: 127°06ʹ30.22ʺ) 수행하였으며, 선 정된 각 조사구역을 물거미 서식지 보호를 위해 설치한 울 타리를 기준으로 내부, 외부로 나누어서 조사를 진행하였다 (Fig. 1). 물거미 서식지는 농로에 의해 독립된 형태인 3군데 로 나뉘어 있으며, 생태축이 없는 고립된 생태계이다. 내부 조사는 1포장 (1-Site)만을 대상으로 하였는데, 그 이유는 2, 3포장 (2, 3-Site)의 경우 1포장에 비해 수심이 너무 얕고 물 의 거의 없어, 표본조사를 할 경우 보호되어야 할 물거미 개 체군에 영향을 줄 가능성이 높아서 제외하였다. 각 조사구 역의 길이는 1포장 내부조사의 경우 130 m, 1포장 외부조 사의 경우 255 m, 2포장 외부조사의 경우 120 m, 3포장 외 부조사의 경우 160 m이었다. 조사시기는 2015년 5월 14일, 2015년 7월 3일, 2015년 8월 17일, 2015년 9월 18일로 곤 충상을 총 4회 조사하였다. 물거미 서식지의 기상환경을 이 해하기 위해서는 현지에 무인기상관측기 (AWS)를 설치하 여 측정하는 것이 바람직하다. 그러나 여건상 조사년도의 월 별 강수량은 기상청 연천 AWS 관측지점 (N: 38°08ʹ78.45ʺ, E: 127°06ʹ57.97ʺ) 자료를 이용하고, 월별 평균기온의 기상자 료는 동두천 기상관측소 (N: 37°90ʹ19.72ʺ, E: 127°06ʹ12.64ʺ) 자료를 기상청 홈페이지를 통하여 도출하였다 (KMA, 기상 청). 물거미 서식지와 동두천 기상관측소의 직선거리는 약 15.8 km이며, 연천 AWS 관측지점의 직선거리는 약 4.9 km 이었다.

2.조사방법

곤충상 조사는 포충망을 이용한 쓸어잡기 방법과 Breeding case (SPL, 310074)를 이용한 육안조사 방법, 2가지로 실시 하였다. 포충망 (직경 50 cm)조사는 1포장 내부조사의 경우 10 m 간격 (굵은 화살표), 1, 2, 3포장 외부조사의 경우 울타 리지역 5 m 간격 (가는 화살표)으로 포충망을 좌우 10회 휘 둘러 실시하였다 (Fig. 1). 육안조사는 3개 포장 중 1개 포장 을 선택 (1포장 내부)하여 선정된 조사지역 (굵은 화살표)을 도보로 답사하면서 동정할 수 없는 종만 breeding case를 이 용해 채집하여 실험실로 가져와 동정하였다. 육안조사로 동 정 가능한 곤충들을 채집을 하지 않았고 실험 야장에 기록 및 사진촬영으로 자료를 수집하였으며 자세한 위치는 Fig. 1 과 같다.

곤충의 종 분류는 국가생물종지식정보시스템 (Nature 2014)을 이용하였고, 도감으로는 한국의 잠자리 (Jung 2012), 한국의 밤 곤충도감 (Baek 2012), 딱정벌레 도감 (Son 2009), 노린재 도감 (Ahn 2010) 등을 참고하였다.

3.조사된 곤충상 군집분석

각 실험포장 당 채집된 곤충에 대하여 우점도 지수 (dominance index; DI), 다양도 지수 (diversity index; Hʹ), 풍부도 지수 (richness index; RI) 및 균등도 지수 (evenness index; EI) 를 계산하였다.

우점도 지수는 (DI)는 비교 대상들 간의 우점 정도를 나타 내는 지표로, 지수는 0~1의 숫자로 표현된다. 1에 가깝게 클 수록 군집 내 모든 개체수 중 몇 종의 개체수가 높다는 의미 이며, 1인 경우 군집 내 종수나 개체수가 한 종으로 구성된 다는 의미이다. 다음 Eq. 1의 우점도 지수 (DI, McNaughton’s dominance index) (McNaughton 1967)를 산출하였다.

여기서 n₁은 가장 많은 개체가 채집된 종 (우점종)의 개체수, n₂는 두 번째로 많은 개체가 채집된 종 (아우점종)의 개체수 이고, N은 채집된 총 개체수이다 (McNaughton 1967).

다양도 지수 (Hʹ)는 한 군집 내에서 종과 개체수의 관계를 나타낸 것으로 종풍부도와 균등도를 동시에 나타내는 척도 이며, 지수가 높을수록 군집 내의 다양도가 높다. Margalef (1958)의 Shannon-Wiener function (Hʹ)을 Llyod and Ghelardi (1964)가 변형한 Eq. 2를 이용하였다 (Pielou 1969).

여기서 n_i는 채집된 개체들 중 i종의 개체수이고 N은 채집된 총 개체수이다 (Pielou 1969).

풍부도 지수 (RI)는 총 개체수와 총 종수를 사용하여 군집 의 상태를 표현하는 지수로서 값이 높을수록 종 구성이 균형 을 이루고 환경상태가 양호하다는 것을 의미한다. Margalef (1958)의 지수인 Eq. 3을 이용하였다.

여기서 S는 채집된 전체 종수이고 N은 채집된 총 개체수이 다 (Margalef 1958).

균등도 지수 (EI)는 군집 내 종 구성의 균일한 정도를 나타 내는 지수로 각 지수의 최대치에 대한 실제치의 비로 표현 한다. 군집 내 모든 종의 개체수가 동일할 때 최대치, 즉 1이 된다. Pielou (1975)의 Eq. 4를 이용하였다.

여기서 Hʹ은 Eq. 2에 계산된 다양도 지수이며 S는 채집된 전 체 종수이다 (Pielou 1975).

결 과

1.곤충 출현종 현황

은대리 물거미 서식지의 곤충상조사 결과 총 13목 99과 276종 3,929개체가 채집되었다 (Table 1). 이를 각 표본추출 일별로 분류하면 5월 14일 총 11목 50과 79종 297개체, 7 월 3일 총 9목 63과 153종 1,687개체, 8월 17일 총 9목 39 과 70종 708개체, 9월 18일 총 5목 41과 54종 1,237개체가 조사되었다. 채집된 개체가 가장 많은 시기는 2차 조사시기 인 7월 3일로 전체 채집 개체수 (3,929)의 약 43%가 잡혔다. 이에 비해 1차 (5월)와 3차 (8월) 조사의 경우 매우 적은 개체 수가 채집되었는데, 1차 조사에서는 포장 외부에서 일부분 조사지역을 조정하는 과정이었고, 3차 조사에서는 당해년 도 연천군 지역의 강수량 부족으로 기인한 것으로 사료된다 (Fig. 2). 채집된 개체들을 목별로 비교한 결과 노린재목에서 3,253개체가 채집되어 전체 종수의 24.2%, 개체수로 보았을 때 82.3%로 가장 많은 분류군으로 나타났다 (Table 2). 다음 으로 딱정벌레목 180개체, 파리목 131개체, 거미목 108개체 순으로 나타났다.

실험기간에 조사된 모든 곤충은 과거에 보고된 물거미의 생물 종에 관련된 문화재청의 종합학술보고를 참고 (1999년, 2007년, 2010년)하여 과거 조사된 곤충상을 현재 조사된 곤 충상과 비교하였으며, 부록에 따로 정리하였다 (Appendix 1).

2.곤충상 군집분석

은대리 물거미 서식지의 조사시기별에 따른 군집분석 결 과는 Table 3에 정리하였다. 우점도 지수는 시기별로 다양하 게 나타났고, 우점도 지수가 가장 낮았던 5월 14일 (0.36)은 채집된 개체가 다른 조사일에 비해 적고, 다른 조사일에 비 해서 다양한 종이 채집되었기 때문으로 사료된다. 우점도 지 수가 다소 높았던 7월 3일 (0.78), 9월 18일 (0.87)은 특정 종 개체수가 다른 종에 비해 현저히 많이 채집되었기 때문이다.

다양도 지수의 경우 5월 14일 (3.11)에서 4차 조사시기 (0.92)까지 감소하는 형태였다. 이는 군집의 다양도가 시간 이 경과할수록 떨어지는 결과로 앞서 우점도 지수와 비교해 보면 대체적으로 단일종이 많이 채집되었음을 알 수 있다.

균등도 지수는 전체적으로 낮게 나오고 있어, 조사시기별 과 무관하게 한 종 개체군이 매우 많이 채집되었음을 나타 낸다. 풍부도 지수는 각 조사시기별로 높은 값을 보였고, 2 차 조사시기인 7월 3일에 20.15로 분석되었다. 이에 반해 우 점도 지수는 0.78로 다소 높은 값을 나타내었는데, 이는 채 집된 우점종 (N₁)의 개체수가 많을수록 종의 수가 적은데, 본 연구의 경우 채집된 우점종이 월등히 많았으나 그에 비해 매우 다양한 종이 채집되었기 때문으로 생각된다.

고 찰

1.곤충 출현종 현황

제1우점종인 노린재류는 육지생활인 육서군 (Geocorisae) 으로 알려져 있으며, 일부 노린재류가 수서생활인 진수서군 (Hydrocorisae) 또는 반수서 생활인 반수서군 (Amphibicorisae) 으로 나누어진다 (Daly et al. 1998). 이 중 진수서군과 반 수서군은 물가 근처에 서식하는 곤충을 포식하는 육식성이 며 물거미가 서식하는 지역인 물가 근처에서 생활을 같이한 다. 일반적으로 습지의 곤충상의 경우 노린재목, 딱정벌레목, 잠자리목이 주로 채집되며 (Lee 2011; Ahn and Park 2012; Kim and Kim 2013), 본 연구의 경우에도 습지의 생태가 반 영된 것으로 사료된다.

지구상에서 보고된 곤충 종에서는 딱정벌레목의 종수가 약 40%로서 가장 많은 종수를 차지한다 (Borror et al. 1989). 그러나 본 연구에서는 딱정벌레목 종의 비율이 18.1%로 노 린재목 종의 비율 24.3%에 비해 낮았는데 이는 딱정벌레목 의 일부가 지표면에서 활동하여 포충망 조사시 채집되기가 어렵고, 일부는 수서곤충이며, 밤에 활동하는 습성이 있는 종이 조사에서 제외되었기 때문에 비교적 그 종수가 적게 채집된 것으로 사료된다. 파리목과 벌목은 포장 근처에 야생 화의 화분과 꽃꿀 (nectar)을 소비하기 때문에 포충망 조사시 비교적 많은 종수가 잡힌 것으로 생각된다.

육안조사의 특성상 눈에 띄거나 직접 채집해야 하므로 곤 충 크기가 큰 것 중심으로 채집되었다. 잠자리목의 개체수가 많이 채집된 것은 잠자리목 유충이 물거미의 먹이가 되므로, 물거미의 생태에 좋은 역할을 한다고 사료된다 (You and Yi 2009). 메뚜기목의 경우 주변 농경지의 영향으로 인해 채집 되었고, 나비목의 경우 물거미 서식지의 갈대 및 야생화에 흡 밀하기 위해 잠시 머무는 종들로 인해 채집된 것으로 판단 된다. 수서 연체동물인 논우렁이가 발견되었는데, 이는 Park et al. (2001)의 벼 재배지에서 오리, 왕우렁이농법을 중심으 로 친환경농업기술을 보고한 문헌에서, 논두렁이나 배수로 의 관리 소홀로 인한 왕우렁이의 농경지 이탈은 주변의 생 태계에 악영향을 미치며 동시에 엄청난 번식력으로 인해 농 경지주변에 서식이 늘어나고 있다고 보고하였다. 따라서 연 체동물인 논우렁이가 채집된 것은 물거미의 서식지를 일부 침범하게 되므로 그 수의 증감을 주의 깊게 볼 필요가 있다.

실험기간 동안 노린재목의 닮은쑥부쟁이방패벌레 (Galeatus affinis)가 2,374개체로 총 채집된 3,929개체의 약 60%를 차지하였는데, 쑥부쟁이방패벌레 (Galeatus spinifrons)와 같 은 속으로 보며, 일반적으로 이들은 논에 많이 발생하는 망 초, 가막사리 등이 속한 국화과 잡초에서 서식한다고 알려져 있다 (NARIS; 국가자연사연구종합정보시스템). 이러한 결과 는 은대리 물거미 서식지 근처 벼 농경지의 영향이 기인한 것으로 사료된다.

곤충상 비교 결과, 2015년에 조사된 우점종은 닮은쑥부 쟁이방패벌레 (G. affinis), 애무늬고리장님노린재 (Apolygus spinolae), 어리민반날개긴노린재 (Dimorphopterus pallipes), 버즘나무방패벌레 (Corythucha ciliata) 순이었다. 이 곤충종 들을 과거에 조사된 곤충상 자료 (1999년, 2007년, 2010년) 와 비교하였는데, 제1우점종인 닮은쑥부쟁이방패벌레, 제2 우점종인 애무늬고리장님노린재, 제4우점종인 버즘나무방 패벌레는 과거에 조사된 곤충상 자료에는 출현하지 않았고 2015년 조사시기에만 채집되었다. 제3우점종인 어리민반날 개긴노린재는 1999년, 2007년, 2015년 곤충상 자료에 채집 되었고 2010년 곤충상 자료에는 채집되지 않았다. 이는 과거 에 발견되지 않았던 수목을 가해하는 곤충 (애무늬고리장님 노린재, 버즘나무방패벌레)과 국화과 잡초 (쑥, 국화)에 서식 한다고 알려진 곤충 (닮은쑥부쟁이방패벌레)이 다수 발견되 어 육지화가 빠른 속도로 진행 중임을 알 수 있다 (NARIS; 국가자연사연구종합정보시스템; Ahn 2010). 그러나 습지식 물인 줄이나 갈대에 주로 서식한다고 알려진 곤충인 어리민 반날개긴노린재가 제2우점종으로 채집된 것은 완전히 습지 의 기능을 상실하지 않고 일정 부분 유지중임을 알 수 있다 (Ahn 2010). 이상의 결과를 종합하였을때, 습성천이로 인해 목본식물이 유입되어 습지의 기능이 서서히 상실되어 육지 화가 진행되고 있으며 현재 물거미 서식처 보호를 위해 인 공관수를 이용하여 습지를 보존하고 있으나, 인공관수의 범 위 밖은 습지의 구실을 하지 못하고 천이가 계속 진행 중에 있어 지속적이고 종합적인 물거미 서식처 보호 방안 수립이 시급히 필요할 것으로 판단된다.

2.곤충상 군집분석

도출된 다양도 지수를 우리나라 주남습지 지역의 육상 곤 충상을 평가한 연구 (Ahn and Park 2012)와 비교해보면 주남 습지의 다양도 지수는 2.48~4.56으로 보고하였고, 본 실험 의 경우 0.92~3.25로 비교적 낮은 수준을 보였다. Kim and Kim (1998)은 농약 처리 및 비처리지역에서 논거미 군집을 비교하였는데, 농약의 처리 유무가 논거미 군집에 영향을 주 며, 농약 처리지역에서 11과 22속 34종 673개체, 농약 비처 리지역에서 17과 35속 51종 987개체가 채집되어 이 두 지역 간 종 구성의 특징은 처리구의 34종에 비해 비처리구가 51 종으로 보다 다양한 종 분포와 많은 개체수가 조사되었다. 다만 군집분석 결과 우점도 지수, 다양도 지수, 균등도 지수 들은 농약 처리지역과 농약 비처리지역에서 비슷한 결과를 보였다. 이러한 연구결과를 비추어 볼 때, 은대리 물거미 서 식지 근처에는 주로 농경지로 이용되고 있고, 거미군집에 대 한 농약의 악영향은 필수불가결한 상황이다. 따라서 은대리 물거미 서식지를 보호하기 위해서는 주변 논에서 농약의 사 용을 제한하는 것이 필수이며, 만약 제한이 힘들다면, 보호 구역 내로 농약 성분의 비산 등을 막을 수 있는 장치가 필요 할 것으로 사료된다.

최근에 발표된 물거미의 생물 종에 연관된 문화재청의 종 합학술보고 (2015)에서 은대리 물거미 서식지가 식물군락이 변화하고 있으며, 특히 목본류의 밀도 및 피도 증가에 의한 서식지 잠식, 목본류의 증산작용에 의한 서식지 내 수원 감 소에 의한 건조화로 인해 서식지가 육지화로 가속되었다고 보고하였다. 특히 단풍잎돼지풀, 환삼덩굴, 개망초 등은 건조 화된 서식지에서 밀도 및 피도 증가에 의하여 물거미 서식 지가 잠식되고, 또한 물거미의 경쟁종, 천적의 출현 가능성 을 야기함으로 서식지가 파괴되고 있다고 보고하였다. 본 연 구결과에서는 수서곤충상 조사방법을 진행하지 않았지만 수 서곤충 (16종, 67개체)보다 육상곤충 (276종, 3,862개체)이 더 많이 채집되어 목본류의 밀도 및 피도 증가로 인한 것으로 사료된다.

본 연구는 은대리 물거미 서식지의 곤충상을 육상곤충조 사에 사용되는 방법인 포충망조사, 육안조사를 이용해 실시 하였으며, 추후 물거미 서식지와 직접적인 연관이 있는 수서 곤충상 조사에 이용되는 다른 조사방법 (서버넷, 뜰채조사) 등을 추가해 조사한다면 은대리 물거미 서식지의 곤충상 변 동 정도를 파악 가능하고, 이를 통해 구체적인 은대리 물거 미 서식지 보호 방안을 수립하는 데 많은 도움이 될 것으로 판단된다.

적 요

물거미 (Argyroneta aquatica)는 전 세계적으로 한 종만 존 재하는 희귀거미로 수중에서 살며, 국내 서식지인 경기도 연 천군 은대리는 천연 기념물 서식지로 지정되어 있다. 그러나 은대리 습지대는 근래 들어 육지화 현상이 이루어져 서식지 손실이 나타나고 있다. 서식지 손실은 물거미 개체수에 직접 적인 영향을 미치므로 물거미 보호 조치가 필요하다. 곤충은 생태계 기저에 위치하며, 대상환경의 특징을 직, 간접적으로 대변한다. 물거미 서식지 보호 방안 및 2015년 5월에서 9월 사이 물거미 서식지와 그 주변의 곤충상 조사를 쓸어잡기 (sweeping)와 육안조사로 실시하였으며 조사한 곤충군을 군 집분석하였다. 곤충상 조사 결과 총 13목 276종 3,929개체 가 채집되었다. 가장 많이 채집된 곤충군은 노린재목으로 전 체 채집종의 24.2%, 채집 개체의 82.3%를 차지했다. 채집된 전체 곤충상의 군집분석 결과, 우점도 지수는 0.23, 다양도 지수는 2.27, 균등도 지수는 0.41, 풍부도 지수는 31.2로 나 타났으며, 이전 조사 자료 결과와 비교하면, 가장 빈번하게 수집된 종이 육상곤충으로 바뀌었고, 이는 물거미의 습지 서 식지가 육지 환경으로 빠르게 변화함을 보여주었다.