서 론

몬순기후에 영향을 받는 우리나라는 여름철 강우가 집중 되며, 불규칙한 강수분포를 나타내어 수자원 확보와 홍수재 해 방지를 위해 다양한 댐, 보와 같은 인공구조물이 건설되 고 있다 (Byeon et al. 2007). 인공구조물의 건설은 물의 흐름 을 차단해 비교적 빠른 유수역의 하천에서 물의 흐름이 느 린 정수역의 호소생태계로 수환경이 변하게 되며 (Choi et al. 2003), 수질 오염과 더불어 기존 수계에 서식하는 생물군의 서식처 및 상호작용에 부정적 영향을 미치는 것으로 알려져 있다 ( Joy and Death 2001;Park et al. 2005). 원활한 용수 공 급을 위해 대부분 산악지대에 건설되는 댐은 높은 경사를 이루게 되며, 수위변동에 따라 수변부와 같이 비교적 수위가 낮은 지점이 공기 중으로 노출되는 문제점이 발생한다. 댐, 호 등의 정수역에 서식하는 어류는 수변부를 산란장 및 피 난처로 이용하며, 이러한 수위의 감소는 어류에 부정적인 영 향을 미치는 것으로 알려져 있다 (Kim et al. 2002).

충청남도 보령시 미산면 용수리에 위치한 보령댐은 용 수 공급을 목적으로 1992년 6월에 착공하여 1996년 10월 에 완공된 다목적댐이다. 보령댐은 높이 50 m, 길이 291 m, 총 저수량 1억 1,700만톤으로 국제댐대학회 (ICOLD) 기 준 대댐 (Large Dam)에 해당한다. 특히 보령호는 보령시 성 주산과 부여군 만수산에서 발원하여 서해로 유입되는 웅 천천에 건설된 댐 호로 충청남도 서북부 지역 8개 시·군 의 용수 공급원으로 이용되고 있으나 (Boryeong-si 2014, 2018) 웅천천 수계는 보령댐 및 하구에 건설된 부사방조제 로 인하여 지속적으로 인위적인 환경변화가 이루어져 왔 다. 또한, 2014년부터 2017년까지 보령호 내 지속적인 저 수량 감소로 인하여 2016년 2월에 도수로를 건설하였으며, 이를 통해 수위의 안정적인 유지가 이루어지고 있다 (An et al. 2018). 다양한 생물군 중 이동성이 크고 서식환경에 민 감하게 반응하는 어류는 수중생태계의 소비자 정점에 위 치하고 있으며, 유수역에서 정수역으로의 서식환경 변화는 어류 개체군의 영양단계 및 종다양성의 감소 등을 초래할 수 있다 (Son et al. 1997). 과거 보령호에 서식하는 어류를 대상으로 실시된 선행연구는 보령 다목적댐 건설사업 사 후 환경관리조사 (Kwater 2001), 보령 다목적댐 저수지 및 주변지역 생태환경조사 (Kwater 2006), 금강수계의 호소환 경 및 생태조사 (NIER 2008), 보령호 어로행위에 의한 수 생태계 및 수질 영향 연구 (Kwater 2011), 보령호 내수면 어 업허가 연구 (Boryeong-si 2014) 등의 연구가 진행되었으나 보령호에 서식하는 어류 개체군을 대상으로 생육상태 및 먹이원 이용에 관한 연구는 전무한 실정이다.

따라서 본 연구는 보령호를 대상으로 과거문헌 비교를 통한 어류상 및 어종의 변화를 파악하고, 현재 보령호에서 실시되고 있는 내수면어업의 경제성 어종인 붕어를 대상 으로 전장 - 체중 상관관계 및 비만도 지수 분석을 통해 보 령호에 서식하는 붕어의 생육상태를 확인하였다. 또한, 보 령호를 대상으로 NDWI 분석을 통해 과거부터 본 조사시 까지 수위변동이 붕어 개체군에 미치는 영향을 파악하여 향후 보령호 어족자원의 변동 및 최적의 관리방안을 위한 기초자료를 제공하고자 연구를 수행하였다.

재료 및 방법

1. 조사지점

조사지점은 보령호 하류부의 보령댐 인근 지점 (St. 1), 보령호 하류부의 동측 지점 (St. 2), 보령호의 중간 지점 (St. 3), 웅천천이 유입되는 보령호 상류 지점 (St. 4)을 선정하 여 조사를 실시하였다. 각 조사지점의 위치 및 GPS는 다 음과 같다 (Fig. 1).

2. 조사시기

본 연구는 계절에 따른 어류의 종조성 및 산란시기를 고 려하여 2017년 10월부터 2018년 6월까지 총 4회에 걸쳐 실시하였으며, 조사시기는 다음과 같다.

3. 조사방법

1) 채집 및 동정

어류의 채집은 조사지점별 6절 삼중자망 (Trammel net, 망목 3×3 cm) 2개, 4절 삼중자망 (Trammel net, 망목 5×5 cm) 1개, 총 3개를 연결하여 총 150 m 구간을 24시간 후 수 거하여 어류상을 확인하였다. 저서종의 조사를 위해 주낙 을 사용하였으며, 바늘 간격 1 m인 주낙을 조사지점별 총 50 m (총 50개의 바늘) 설치하였다. 주낙의 미끼는 체장 약 100 mm 내외의 미꾸라지를 이용하였으며, 24시간 후 수거 하였다. 정치망은 St. 4 인근에 추가로 설치하여 24시간 후 수거하였다. 포획된 어류는 현장에서 동정 및 생체량을 측 정 후 대부분 방류하였고, 일부 세밀한 동정을 필요로 한 개체는 10% Formalin 용액으로 고정한 후 실험실로 운반 하여 동정 및 분류하였다. 어류의 동정은 국내에서 발표된 검색표 (Kim 1997;Kim and Park 2002;Kim et al. 2005)를 이용하여 동정하였고, 분류체계는 Nelson (2006)에 따라 정리하였다.

2) 군집분석

군집분석은 채집된 어류의 종수 및 개체수를 비교·분석 하여 우점종 (Dominant species), 아우점종 (Subdominant species), 우점도지수 (McNaughton 1967), 다양도지수 (Shannon and Weaver 1949), 균등도지수 (Pielou 1966), 풍 부도지수 (Margalef 1958)를 산출하였다.

3) 전장-체중 상관관계 및 비만도 지수

보령호에서 이루어지고 있는 내수면어업의 경제성 어 종인 붕어를 대상으로 전장-체중 상관관계를 이용한 분 석을 실시하였다. 전장 - 체중 상관관계는 Anderson and Gutreuter (1983)의 W=aL^b (W=Total weight, L=Total length, a and b=parameters)를 이용하였으며, 비만도 지수 Condition factor (K)는 Anderson and Neumann (1996)의 K=W/TL³ (W=Total wight, TL=Total length)를 이용하 여 분석을 실시하였다.

4) Normalized Difference Water Index (NDWI)

보령호의 수위변동이 붕어 개체군에 미치는 영향을 파 악하고자 NDWI 분석을 실시하였다. NDWI는 수분 함량 에 따른 분광특성을 이용한 분석으로 NIR 영역의 반사 도, SWIR 영역의 반사도 차이를 이용한 지수로 Markham (2013)을 인용하여 산출하였다. 평가에 사용된 식은 다음 과 같다.

연구를 위한 연구대상지역 자료는 2013년부터 본 조사 시기인 2018년까지 Landsat 8 영상을 이용하였다. Landsat 8 인공위성은 2013년 2월에 발사된 위성으로 OLI 센서, TIRS (Thermal Infrared Sensor) 센서로 구성되어 있다. Wavelength는 0.53~0.59 (Band 3), 0.85~0.88 (Band 5)이며, Resolution은 각각 30 m의 자료를 이용하여 분석을 실시하 였다. NDWI 분석은 오픈소스프로그램인 QGIS (for window, ver 3.4.14)를 사용하였다. 위성자료는 Earthexplorer의 자료를 이용하였으며, 보령호의 수위변동을 파악하기 위 해 국가수자원관리종합정보시스템 (WAMIS; www.wamis. go.kr)의 자료를 이용하여 연평균 저수량을 확인하였다.

결과 및 고찰

1. 보령호의 어류상

보령호에서 실시한 어류 조사 결과 총 9과 15종 3,506개 체가 출현하였다 (Table 1). 출현한 어류를 대상으로 과별 종수를 분석한 결과 잉어과 (Cyprinidae)에서 7종 (47.2%) 으로 가장 다양한 종이 확인되었으며, 동자개과 (Bagridae), 메기과 (Siluridae), 바다빙어과 (Osmeridae), 꺽지과 (Coreo-perca), 검정우럭과 (Centrarchidae), 동사리과 (Odontobutidae), 뱀장어과 (Anguillidae), 가물치과 (Channidae)에서 각 각 1종 (6.6%)이 출현하였다. 상대풍부도 분석결과 우점종 은 빙어 (Hypomesus nipponensis) 1,706개체 (48.6%), 아우점 종은 붕어 (Carassius auratus) 1,021개체 (29.1%)로 조사되 었으며, 치리 (Hemiculter eigenmanni) 341개체 (9.7%), 참붕 어 (Pseudorasbora parva) 130개체 (3.7%), 배스 (Micropterus salmoides) 89개체 (2.5%), 떡붕어 (Carassius cuvieri) 55개체 (1.6%), 피라미 (Zacco platypus) 48개체 (1.4%), 메기 (Silurus asotus) 43개체 (1.2%) 등의 순으로 출현하였고, 0.1% 미만 의 종은 73개체 (2.2%)가 출현하였다. 한국고유종은 얼룩 동사리 (Odontobutis interrupta) 1종 (6.6%)이 출현하였으며, 외래종 및 생태계교란종은 떡붕어, 배스 2종 (13.3%)이 조 사되었다. 조사시기별 출현종은 1, 2차 조사 시 6과 8종, 3 차 조사 시 5과 10종, 4차 조사 시 9과 15종으로 4차 조사에 서 가장 다양한 종이 출현하였으며, 조사지점별로는 보령 호 상류 지역인 St. 4에서 상대적으로 출현종이 높은 것으 로 조사되었다. 대부분의 담수어류는 산란을 위해 수심이 얕은 지역 또는 호소로 유입되는 지류 하천으로 이동하여 산란하는 것으로 알려져 있다 (Hong and Son 2003;Choi 2005). 보령호의 경우, 웅천천이 유입되는 St. 4 인근으로 산란을 위해 이동하여 주요 산란시기인 3, 4차 조사시 수 심이 깊은 St. 1∼St. 3에 비하여 상대적으로 높은 출현율을 나타낸 것으로 판단된다. 보령호에 서식하는 경제성 어종 을 대상으로 생체량을 분석한 결과 붕어가 246,130 g, 동자 개 (Pseudobagrus fulvidraco) 50,610 g, 떡붕어 14,730 g, 메기 11,560 g, 잉어 (Cyprinus carpio) 10,930 g, 쏘가리 (Siniperca scherzeri) 7,930 g 등의 순으로 측정되었으며, 붕어가 보령 호 내수면 어업의 주요 수입원으로 작용하고 있었다. 한편, 생태계교란종인 배스가 7,560 g으로 생체량은 다른 종에 비해 상대적으로 낮게 측정되었으나 현지조사 시 배스의 치어가 다수 출현한 것으로 확인되어 보령호에 유입된 이 후 산란이 지속적으로 이루어지고 있는 것으로 판단된다. 배스는 먹이사슬 구조의 단순화, 생태계 에너지 흐름 및 서 식처 변화 등의 부정적인 영향을 미치는 수생태계의 교란 종으로 알려져 있어 (Carpenter and Kitchell 1993;Takaharu et al. 2015) 내수면어업이 시행되고 있는 보령호의 어족자 원 보호를 위해 퇴치 방안의 마련 및 지속적인 관리가 필요 할 것으로 판단된다.

조사지점별 군집구조를 분석한 결과 우점도지수는 0.78 (±0.14, St. 4)~0.96 (±0.04, St. 3), 다양도지수는 0.47 (± 0.22, St. 3)~1.11 (±0.39, St. 4), 균등도지수는 0.31 (±0.09, St. 3)~0.59 (±0.19, St. 4), 풍부도지수는 0.84 (±0.81, St. 2)~1.18 (±0.45, St. 4)의 범위로 분석되었다 (Table 2). 결 과적으로 보령호 상류 지점인 St. 4에서 다른 조사지점에 비해 우점도지수는 낮고, 다양도지수, 균등도지수, 풍부도 지수가 높게 분석되어 상대적으로 안정적인 군집구조를 유지하는 것으로 분석되었으며, 이는 봄에서 여름철 산란 을 위해 이동한 어종 수가 증가함에 따라 조사지점별 군집 안정성의 차이가 나타난 것으로 판단된다.

2. 보령호 과거 문헌 비교

과거 보령호를 대상으로 실시된 어류상 조사 중 댐 건설 이후 보령호 내의 지점이 표기되어있는 문헌을 대상으로 보령호의 어류상 변화를 확인하였다 (Table 3). 문헌별 조 사방법은 투망, 족대, 전기충격기 (Kwater 2001), 투망, 자망 (Kwater 2006), 족대, 투망 (NIER 2008), 자망, 주낙 (연승어 업), 정치망 (Kwater 2011;Boryeong-si 2014) 등의 어구가 이용되었다. 과거 문헌 비교결과, 2001년 6과 23종 (Kwater 2001), 2006년 6과 23종 (Kwater 2006), 2008년 7과 19종 (NIER 2008), 2011년 9과 13종 (Kwater 2011), 2014년 8 과 11종 (Boryeong-si 2014), 본 조사 시 9과 15종이 출현하 였다. 과거 출현종 중 본 조사에서 출현하지 않은 어종은 돌고기 (Pungtungia herzi), 쉬리 (Coreoleuciscus splendidus), 줄몰개 (Gnathopogon strigatus), 긴몰개 (Squalidus gracilis majimae), 버들치 (Rhynchocypris oxycephalus), 갈겨니 (Zacco temminckii), 눈동자개 (Pseudobagrus koreanus) 등 24종이 확 인되었다. 이들 종은 대부분 하천 중·상류에 서식하며, 수 온 및 유속에 민감하게 반응하는 종으로서 보령댐 건설로 인해 정수환경이 조성됨에 따라 하천의 상류 또는 하류로 이동하여 출현하지 않은 것으로 판단된다. 2011년 조사 시 부터 출현한 종은 뱀장어 (Anguilla japonica), 흰줄납줄개 (Rhodeus ocellatus), 빙어, 쏘가리 (Siniperca scherzeri), 가물 치 (Channa argus) 등 5종이 출현하였으며, 본 조사 시 추가 로 출현한 흰줄납줄개를 제외한 이들 어종은 현재 보령호 에서 시행되고 있는 내수면 어업의 자원량 증가를 위해 도 입된 종으로 판단된다. 과거 문헌 비교를 통한 보령호 어류 의 출현종수 변화를 확인한 결과, 2006년 이후 지속적인 어 종의 감소가 확인되었는데, 이는 문헌별 조사방법 및 어구 의 차이와 보령호 건설 이후 유수역을 선호하는 어종의 이 동 및 소실에 따른 영향으로 판단된다.

3. 전장-체중 상관관계

어족자원의 상태를 파악하는 데 중요한 정보로 알려진 어류의 전장 - 체중 상관관계와 비만도 지수는 어류의 건강 상태 및 성숙 정도를 단편적으로 파악할 수 있으며, 서식처 등급, 수질오염, 먹이 이용능력 등 다양한 지표로 사용된다 (Anderson and Gutreuter 1983;Busacker et al. 1990;Zhang 1991;Ney 1993). 경제성 어종 중 출현율이 높게 나타난 붕 어 개체군의 생육상태를 파악하기 위해 산란시기에 채집 된 개체를 대상으로 전장 - 체중 상관관계를 분석하였다 (Fig. 2). 전장 - 체중 상관관계는 회귀계수 b값이 3.0 이상일 때 개체군의 성장이 양호하며, 3.0 이하일 때 서식환경 및 성장 상태가 비교적 불량함을 나타낸다 (Han et al. 2007). 비만도 지수는 양의 기울기 (Slope)일 때 생육상태가 양호 한 것을 의미한다 (Seo 2005). 보령호에 서식하는 붕어 개 체군의 회귀계수 b값은 3.0681로 비교적 안정적인 생육상 태를 유지하고 있는 것으로 확인되었으며, 비만도 지수는 기울기가 양의 값인 0.0004로 분석되어 비교적 안정적인 생활사와 먹이원의 이용이 이루어지고 있는 것으로 판단 된다. 그러나 회귀계수 b값과 비만도 지수 기울기가 큰 폭 의 차이를 보이지 않아 지속적인 관찰이 필요할 것으로 생 각된다.

4. 전장빈도분포

붕어는 우리나라 담수 전역에 분포하며, 어족자원으 로 높은 가치를 지닌 어류로 일반적으로 생후 1년에 전장 140~160 mm, 2년에 160~180 mm, 3년에 200~230 mm까 지 성장하여 300 mm가 되기까지 약 10년이 소모되는 것 으로 알려져 있다 (Lee et al. 2013). 본 조사 시 붕어가 아 우점종으로 확인되었으며, 이 중 371개체를 대상으로 전 장빈도분포 분석을 실시하였다 (Fig. 3). 당년생의 출현은 확인되지 않았으며, 2년생으로 추정되는 170~190 mm 개 체의 출현이 다수 확인되었다. 한편, 4년생 이상으로 추정 되는 230~280 mm 개체는 낮은 출현을 보였으며, 10년 이 상된 개체에서 높게 출현하고 있었다. 당년생으로 알려진 0~140 mm 개체는 본 조사시 출현하지 않은 것으로 확인 되었는데, 이는 본 연구에서 사용된 어구의 망목에 의한 영향 및 자망과 주낙에 한정된 조사방법에 의한 영향으로 판단된다. 또한, 4~5년생으로 추정되는 230~280 mm 개체 의 출현율이 낮은 것은 이들 개체가 부화했을 것으로 예상 되는 2013년부터 2014년도까지 붕어의 산란이 원활하게 이루어지지 않았기 때문인 것으로 판단된다.

5. Normalized Difference Water Index (NDWI) 분석

우리나라는 댐을 이용하여 여름철 집중되는 강우를 농 업용수 공급 및 식수원으로 이용하고 있으며, 이러한 용 수의 이용은 어류의 산란시기와 유사하게 이루어진다. 갈 수기인 봄철에는 댐으로 유입되는 수량보다는 유출되는 수량이 높아 저수량이 감소하며, 이러한 저수량의 감소 는 수변공간을 노출시키는 것으로 알려져 있다 (Kim et al. 2002). 또한, 저수량 감소는 수변부에 존재하는 수생식물 의 사멸로 인해 어류의 서식공간을 단순화시키며, 수초지 대를 산란처 및 피난처로 이용하는 어류 군집의 교란 요 인으로 작용한다 (Choi et al. 2004). 보령호의 연평균저수 량 확인 결과, 2013년 76.6 million m^-2에서 2014년 50.3 million m^-2로 급격한 연평균저수량 변화를 보였으며, 이후 2017년까지 지속적으로 감소하는 것으로 나타났다 (Fig. 4). 이러한 저수량의 변화는 붕어 개체군의 산란에 일시적 인 영향을 미쳤을 것으로 추정된다. 따라서 보령호의 수위 변동에 따른 붕어 개체군의 산란 영향을 파악하기 위하여 다양한 수생식물이 분포하고 있어 어류의 산란장으로 이 용되고 있는 St. 4를 대상으로 NDWI 분석을 통해 저수율 변화추이를 확인하였다 (Fig. 5). NDWI 분석 결과, 댐 중앙 부에 근접하게 위치하고 있는 St. 1, St. 2, St. 3은 수위변동 에 영향을 크게 받지 않는 것으로 분석되었으나 St. 4 인근 수역은 수위변동에 따라 높은 영향을 받는 것으로 확인되 었다. 저수량 감소에 따른 급격한 수위변동은 호안에 형성 되어 있는 수생식물 군락에 부정적 영향을 미치며, 수초지 대를 서식지 및 산란장으로 이용하는 어류 개체군 감소의 원인이 된다고 알려져 있다 (Byeon et al. 2007). 따라서 St. 4는 웅천천의 유입과 광범위한 수생식물의 발달로 대부분 의 어류가 산란장 및 피난처로 이용하고 있는 장소이나 급 격하고, 지속적인 수위의 감소로 인해 붕어 개체군의 산란 및 서식에 있어 부정적인 영향을 미쳤을 것으로 판단된다. 현재 보령호는 금강에서 유입되는 도수로 인해 안정적인 수위가 유지되고 있으며, 향후 수위 변화에 따른 붕어 개 체군의 산란 영향을 파악하기 위하여 추가적인 모니터링 이 필요할 것으로 판단된다.

적 요

본 연구는 충청남도 보령시에 위치한 보령호를 대상으 로 어류상 및 붕어 개체군의 특성을 파악하고자 2017년 10 월부터 2018년 6월까지 조사를 실시하였다. 어류상 조사결 과, 총 9과 15종 3,506개체가 출현하였으며, 한국고유종은 얼룩동사리 1종 (6.6%), 외래종 및 생태계교란종은 떡붕어, 배스 2종 (13.3%)이 조사되었다. 상대풍부도 분석결과, 빙 어 1,706개체 (48.6%), 붕어 1,021개체 (29.1%)로 각각 우점, 아우점하고 있는 것으로 나타났다. 생체량 분석결과 붕어가 246,130 g으로 가장 높은 생체량을 보였으며, 동자개 50,610 g, 떡붕어 14,730 g, 메기 11,560 g, 잉어 10,930 g의 순으로 분석되었다. 군집분석 결과 우점도지수 0.87 (±0.2), 다양도 지수 0.78 (±0.5), 균등도지수 0.47 (±0.2), 풍부도지수 0.99 (±0.5)로 분석되었다. 붕어 개체군의 전장 - 체중 상관관계 분석결과 회귀계수 b값은 3.06으로 나타났으며, 비만도 지 수 (K) 기울기는 양의 기울기로 분석되었다. 전장빈도분포 분석결과, 당년생은 출현하지 않았으며, 2년생으로 추정되 는 170~190 mm 개체는 다수 출현하였고, 4~5년생으로 추 정되는 230~280 mm 개체는 낮은 출현을 나타내었다. 보령 호의 저수량 추이를 확인하기 위해 연평균저수량과 NDWI 분석을 실시한 결과, 2013년에서 2014년에 급격한 연평균 저수량 변화를 나타내었으며, 웅천천이 유입되는 St. 4에서 수위변동에 영향을 받는 것으로 추정되었다.