서 론

태안군은 한반도 중부지역인 충청남도 서해안에 위치 (36°23′30″~36°58′34″N, 125°32′41″~126°26′16″E)하고 있으며 3면이 바다로 둘러싸인 반도이다. 강한 조류 및 북서 풍의 영향으로 대부분이 모래 퇴적지형으로 나타나고, 부분 적으로 니질(mud) 퇴적물이 우세하게 분포하고 있다(Park, 2005). 연평균기온 12.49°C, 연강수량 1,423mm로 몬순기후 (monsoon climate)에 속하며 118개의 크고 작은 섬들을 포 함하며, 국가지정 천연기념물인 모감주나무군락지(제 138 호), 난도괭이갈매기번식지(제 334호), 신두리해안사구(제 431호), 내파수도해안지형(제 511호)이 지정되어 있다. 또 한 자연자원이 풍부하고 보존가치가 높아 13번째로 국립공 원으로 지정된 해안국립공원(328.99km²)이 있으며, 람사르 습지로 지정(2007)되어 있는 두웅습지로 인해 다양한 동·식 물 뿐 만 아니라 희귀 동·식물의 서식처로도 알려져 있다. 최고해발고도의 백화산(284m)을 제외하면 대부분이 해발 100m 안팎의 구릉성 산지로 유량이 많은 큰 규모의 하천이 발달하지 못하고, 대부분 염분이 있는 저수지 형태의 담수 생태계를 구성하고 있다.

수서곤충은 담수생태계에서 개체수가 풍부하고 종다양 성이 높으며, 다양한 수환경에 적응하여 서식하는 분류군이 다(Lancaster and Downes, 2013; Merrit et al., 2008). 이에 따라 저차 소비자로서의 먹이사슬 연구, 기후변화 연구, 생 태독성 평가, 수질환경을 대표하는 지표생물 개발 등 다양 한 응용연구(Bae et al., 2003b; Cain et al., 1992; Kim et al., 2005; Lee et al., 2009b)에 이용되고 있다. 또한 정수지 역에 다양하게 분포하는 딱정벌레목(Coleoptera), 노린재목 (Hemiptera), 잠자리목(Odonata)은 서식처의 먹이 풍부도 에 따라 서식처를 이동하는 무리(Ohba, 2009; Ward, 1992) 로 수서곤충의 먹이순환을 연구하고 서식환경을 평가할 수 있는 중요한 지표생물이다. 국내 수서곤충의 분류 및 생태 학적 연구는 1960년대부터 시작되어 본격적으로는 1980년 후반부터 활발한 연구가 진행되었다. 하지만, 유충 분류의 어려움과 전공자들의 부족으로 아직까지 생태학적으로 중 요한 위치에 있는 분류군의 분포 및 생태학적 연구는 미비 한 실정이다.

태안군에 관한 수서곤충의 연구는 환경부 자연환경조사 (Bae and Kwon, 2001; Jung et al., 2014; Lee and Lee, 2006) 및 습지보호지역 정밀조사(Jung and Jang, 2014; Lee and Choi, 2009; Won and Yeom, 2002)를 통한 저서무척추동 물상 조사가 일부 구역에서 수행되었다. 환경부 멸종위기종 인 물장군(Lethocerus deyrollei) 및 꼬마잠자리(Nannophya pygmaea)의 서식처가 발견되지 않았지만, 독특한 사구배후 습지 지표종인 날개날도래(Molanna moesta) 및 내륙지역 에서 멸종위기에 처한 동쪽애물방개(Cybister lewisianus) 와 투구물땡땡이(Helophorus auriculatus)의 서식처가 언 급되었다.

이번 태안군 일대 수서곤충 조사는 2007년 태안 기름유 출사고로 인한 심각한 환경재난 이후 태안군의 주요 담수생 태계에 서식하는 수서곤충의 다양성 및 특이종들의 서식처 를 파악하는데 그 의의가 있으며, 이 자료는 국내 내륙지역 과 섬 지역 사이에서 서식하는 수서곤충의 비교 연구 자료 로 활용 가치가 높을 것으로 예상된다. 또한 독특한 해양기 후에 적응하여 나타나는 태안군의 특이종의 특징은 급변하 는 기후변화 및 생물의 지리적 이동에 따른 진화관계를 규 명할 수 있는 중요한 기초 자료로가 될 것으로 사료된다.

연구방법

1조사기간 및 조사지점

태안군 일대의 수서곤충조사는 태안구역 15개 지점(태안 St.1~St.15), 안면도구역 10개 지점(안면 St.1~St.10)을 포 함하여 총 25개 지점을 선정하여 2회 조사를 실시하였다. 태안군 일대의 지리적 특성상 하천보다는 정수지역의 습지 와 저수지의 담수생태계를 중점으로 조사하였으며, 수서곤 충의 우화시기를 고려하여 1차 조사는 2015년 6월(8일~11 일), 2차조사는 8월(24일~28일)에 실시하였다. 각 조사지점 (Figure 1)의 명칭과 GPS는 다음과 같다.

2조사방법 및 분석

수서곤충의 채집은 태안군에 서식하는 수서곤충의 다양 성을 파악하기 위해 환경부 제 3차 전국자연환경조사 지침 (Ministry of Environment, 2006)에 준하여 채집하였다. 둥 근뜰채(hand net, mesh size = 0.5 mm), 사각뜰채(aquatic kick net, mesh size = 0.2 mm) 및 핀셋(forceps)을 이용하였 으며, 여울(riffle), 평여울(run), 정수(pool), 수초지역 등 다 양한 미소서식처에서 정성조사를 수행하였다. 수환경조사 는 일부 지역에서 수질측정기(YSI Professional WQM, USA)를 이용하여 수온(Water Temperature), 용존산소 (DO), 수소이온농도(pH), 염도(Salinity)를 측정(Table 1)하 였다. 채집된 표본은 현장에서 96% Ethanol로 고정하여, 실험실로 운반하여 골라내기(sorting) 및 동정(identification) 과정을 거친 후 80~96% Ethanol에 보관하였다. 채집된 수 서곤충은 Yoon(1988, 1995), Won et al.(2005), Park et al.(2008), Jung(2011), Kim et al.(2013b), Kwon et al.(2013)을 참조하여 동정하였으며, 연구에 사용된 모든 표 본은 국립중앙과학관 수장고 액침표본장 안에 보관하였다.

태안군 일대에 출현한 수서곤충에 대한 섭식기능군 (Functional feeding groups: FFGs)과 서식기능군(Habitat orientation groups: HOGs)을 분석하였으며(Ro, 2002; Ro and Chun, 2004; Merrit et al., 2008), 환경부 한국적색목록 (Bae et al., 2013; Kim et al., 2013) 범주에 포함된 종 (species) 및 국외반출승인종, 기후변화생물지표종, 분포특 이종을 제시하였다. 야생에서 절멸위기에 처해있는 종과 분 포특이종에 관하여서는 환경부 전국자연환경조사(2006 년~2012년) 자료를 포함하여 국내 전국의 분포지도를 작성 하였다.

결 과

1수서곤충상

본 조사에서 수서곤충은 총 6목 30과 60속 72종(Table 2)이 조사되었으며, 태안구역이 27과 57종으로 안면도구역 의 24과 53종 보다 다소 높은 다양성이 나타났다. 특히, 안 면도구역에서는 유수지역에서 주로 우점하는 날도래목의 출현이 없었으며, 포식성이 강한 노린재목과 내성이 강한 파리목이 높게 나타났다(Figure 2). 태안군 전체의 수서곤 충 출현빈도는 정수지역에서 우점하는 잠자리목(Odonata) 이 22종(30.56%)으로 가장 많은 종수를 나타냈고, 다음으 로 딱정벌레목(Coleoptera) 21종(29.16%), 노린재목 (Hemiptera) 17종(23.61%), 파리목(Diptera) 8종(11.11%) 순으로 나타났다. 하지만, 하천에서 풍부하게 서식하는 하 루살이목(Ephemeroptera), 날도래목(Trichoptera)은 각각 2 종(2.78%)으로 매우 낮게 출현하였으며, 청청수역을 대표 하는 강도래목(Plecoptera)과 유수지역에 서식하는 뱀잠자 리목(Megaloptera)은 출현하지 않았다. 이와 같은 출현양상 은 일반 내륙지역의 수서곤충상과는 다른 독특한 해양기후 에 적응하고 있는 섬(island) 생태계의 수서곤충상과 유사하 게 나타났다.

2기능군

태안군 전체의 섭식기능군(FFGs)과 서식기능군(HOGs) 을 분석한 결과 하천과는 달리 정수지역에 서식하는 잠자리 목(Odonata), 딱정벌레목(Coleoptera), 노린재목(Hemiptera) 이 우세하게 출현하여 Predators(48종, 66.67%)가 대부분을 차지하였으며, 흐르는 하천에서 대부분 출현하는 Shredders (3종, 4.17%), Scrapers(1종, 1.39%), Filtering-Collecters(1 종, 1.39%)는 출현 빈도가 낮게 나타났다(Figure 3). 서식기 능군에서는 Swimmers(24종, 33.33%), Climbers(18종, 25.0%), Sprawlers(12종, 16.67%)가 대부분 차지하였으며, Burrowers(6종, 8.33%)와 Skaters(3종, 4.17%)는 낮은 출 현 빈도를 보였다. 이는 대부분 물이 흐르지 않는 정수지역 에 서식하는 무리의 구성으로 내륙지역의 수서곤충 무리와 는 단절된 구성을 나타냈다(Figure 4).

3한국적색목록 종 및 특이종

태안군 조사지역에서 주목할 만한 종들은 환경부적색목 록 범주에 각각 위기(Endangered, EN), 준위협(Near Threatened, NT), 취약(Vulnerable, VU) 범주에 포함되어 있는 “동쪽애물방개(Cybister lewisianus), 투구물땡땡이 (Helophorus auriculatus), 단발날도래(Agrypnia pagetana)” 3종이 번식하며 서식하고 있는 것으로 확인되었다. 뿐만 아 니라 국외반출승인종인 새노란실잠자리(Ceriagrion auranticum) 및 작은등줄실잠자리(Paracercion melanotum) 2종, 기후 변화 생물지표종인 북방아시아실잠자리(Ischnura elegans) 가 조사되었다. 환경부 분포특이종인 각시물자라(Diplonychus esakii), 동쪽애물방개(C. lewisianus), 투구물땡땡이(H. auriculatus)의 분포 지역이 새롭게 추가되었으며, 동쪽애물 방개(C. lewisianus Sharp)는 과거 강화지역을 포함하여 현 재 태안군 지역에 집중적으로 분포하고 있는 것으로 나타났 다. 투구물땡땡이(H. auriculatus)와 각시물자라(D. esakii) 는 남쪽지역, 단발날도래(A. pagetana)는 중‧북부지역에 분 포하는 것으로 나타났다(Figure 5-8). Figure 6, 7

고 찰

본 연구에서 조사된 수서곤충 72종은 해안지역에 분포하 는 담수생태계에 수서곤충으로는 다양성이 높게 나타났으 며, 일부 특이종 및 야생에서 전멸위기에 처한 종(species)이 번식‧유지되고 있는 것으로 나타났다. 하지만 용존산소가 풍 부한 지역에서 다양성이 높은 하루살이목(Ephemeroptera) 과 날도래목(Trichoptera)은 출현종이 낮게 나타났고, 저온 에 적응하여 나타나는 강도래목(Plecoptera)은 내륙지역과 는 다르게 확인되지 않았다. 기능군 역시 내륙지역의 종조 성(Bae et al., 2003a)과는 다르게 육식성인 predators와 헤 엄치는 무리인 swimmers가 전 지점에서 우점하였다. 이는 해안가 주변에 형성되어 있는 특이한 수서곤충의 생물상을 반영 할 뿐만 아니라 내륙지역과 단절된 섬(island)과 같은 지역에서 나타나는 생물상(Bass, 2003; Jung et al., 2011; Lee et al., 2008)으로, 다양한 원인의 결과이다. 섬과 같은 단절된 곳에서의 수서곤충의 분포와 종구성은 내륙지역과 의 거리, 먹이자원이되는 부식질 및 수변식생과 연관되어 있다(Malmqvist et al., 1993). 태안군 역시 해안사구의 특 이한 환경과 바다와 인접한 지리적 영향으로 하천주변의 독특한 식생과 먹이자원이 수서곤충의 분포를 변화시키는 주요 원인으로 판단된다. 과거 문헌자료(Bae and Kown, 2001)에서도 태안군의 독특한 서식처와 생물상이 언급되었 으며, 이번 조사에서 확인되지 않은 수서곤충의 일부 종들 은 기후변화로 인한 하천의 가뭄현상과 더불어 관광지 개발 로 인한 인위적인 교란이 함께 진행되어 온 결과라 판단된 다. 내륙지역과 인접한 태안구역과 수계가 완전하게 분리된 안면도구역과의 수서곤충의 종구성이 다소 상의하게 나타 나는 경향은 낮은 산지나 저수지에서 흐르는 일부 하천들 (갈두천, 용요천, 상옥천 등)이 아직까지 태안구역에서 유지 되고 있는 반면, 안면도구역은 인공적으로 조성된 습지와 해수의 영향을 더 크게 받기 때문으로 판단된다.

수서곤충의 다양성에 가장 큰 요인으로는 서식처의 바닥 물질(substrates), 수온, 용존산소 및 그들의 먹이자원에 따라 매우 다르게 나타난다(Heino, 2000; Resh and Rosenburg, 1984). 또한 해안가 주변의 염분(salinity)으로 인해 형성되 는 독특한 서식처(Wurtsbaugh, 1992; Worthen et al., 1994) 에서는 특정 수서곤충 무리들이 일반하천들과는 다르게 유 입되어 번식한다. 태안군의 지리적 특성상 대부분의 하천과 저수지는 염분농도가 뚜렷하게 높게 나타나고(Table 1) 일 부 특징적인 종들이 대량 번식하는 것으로 나타났다. 염분 농도와 수서곤충과의 상관관계(Mosha and Mutero, 1982; Silberbush et al., 2005)에 따르면 태안군과 같은 해안지역 의 담수생태계에서는 염분농도에 내성이 있는 일부 수서곤 충(예: 꼬마하루살이류, 깔따구류, 모기류 등)들만이 서식가 능하며 염분농도에 따라 특정 분류군의 다양도가 유지 및 증가하는 경향을 나타낸다고 한다(Piscart et al., 2005). 다 양도가 높은 분류군인 파리목의 경우 국내에서는 아직까지 도 담수에 서식하는 유충에 대한 연구가 매우 제한적으로 이루어지고 있다. 이번 조사에서 출현한 파리목 유충들에 대한 분류학적 연구가 이루어진다면 해양생태계의 수서곤 충의 다양성은 본 연구에서 나타난 수의 약 1.5배는 증가할 것으로 사료된다. 기능군 역시 염분농도가 높은 서식처에서 는 기관 아마기로 호흡하는 무리들과는 다르게 대기호흡과 장호흡을 선호하는 수서 딱정벌레목(Coleoptera), 노린재목 (Hemiptera), 잠자리목(Odonata)이 대부분 서식하는 것으 로 나타났다.

태안군의 담수생태계의 염분농도와 하상의 단순함은 수 서곤충들이 번식하고 유지되는데 있어 다양한 스트레스를 제공한다(Silberbush et al., 2005; Therriault and Kolasa, 2000). 비록 태안군에 서식하는 수서곤충 무리들은 내륙지 역과는 다르지만, 일부 종들의 분포기록은 점점 내륙지역에 서 해안가로 이동하고 있으며, 섬 지역과 같이 단절된 곳에 서만 나타나고 있다. 이와 같은 분포양상은 해안지역의 서 식처가 내륙지역보다 상대적으로 안정되고 먹이자원이 풍 부하게 유지되고 있기 때문이라 판단된다. 이번 연구를 통 해 확보된 다양한 결과들은 향후 해양지역의 담수생태계 수서곤충의 분포 변화 및 비교 연구로 그 활용도가 높으며, 염분기에 적응하는 광염성(euryhaline) 수서곤충 무리들의 심층적인 연구 및 생물지리학 연구 분야의 기본 자료로 그 가치가 높을 것으로 사료된다. 또한 해안지역에서 서식처를 유지하고 있는 기후변화지표종 및 환경부 멸종위기 범주에 포함된 종(species)에 대해서는 장기적인 모니터링 및 서식 처 보존 대책이 필요할 것으로 판단된다.