서 론

매미는 여름철 도시생태계의 먹이사슬을 유지하는 핵심 적인 역할을 수행한다. 즉, 매미는 도시에서 서식하는 조류 (Kang et al., 2012), 곤충류, 기타 포식자들에게 주요 영양 공급원이다. 또한 매미 울음 소리는 여름철 도시민들이 들 을 수 있는 자연의 소리로 그 가치가 높다.

그러나 매미의 울음소리는 종종 소음으로 인식되기도 한 다. 여름철 야간의 매미 울음 소리는 사람들에게 불쾌감, 불면증, 학습방해 등을 유발(Ku et al., 2012)하여 사회적 문제로 여겨지는 경우가 있다. 소음으로 인식되는 매미 울 음 소리는 주로 도시 녹지에서 우점종인 말매미와 참매미가 그 대상이 된다. 말매미 소리는 약 6 kHz의 중심주파수를 갖고 리듬없는 지속적인 소리를 발생하는데, 말매미는 한 마리가 울면 옆에 있는 여러 마리의 말매미들이 경쟁적으로 동시에 울기 때문에 소리가 매우 커져서 더욱 시끄럽게 느 껴진다. 참매미 소리는 약 4.3 kHz의 중심주파수에 규칙적 인 리듬이 있는데, 도심지 참매미는 새벽에 동이 틈과 동시 에 울기 시작하여 사람들의 잠을 설치게 한다(Kim et al., 2013). 특히, 최근 기후변화 및 도시 열섬화로 인해 여름철 기온이 상승하자 제주도에만 일부 서식했던 남방계열의 말매미가 수도권과 신도시를 중심으로 개체수가 크게 증가하고 있는 것으로 알려져 있다(Ku et al., 2012). 일본의 경우에도 도시 열섬현상에 의해 지속적으로 매미의 첫 번째 울음소리가 빨라지는 것으로 보고된 바 있다(Shimoda et al., 2005).

매미 울음에 영향을 미치는 요인은 온도, 야간 불빛, 소음, 종간 영향 등이 주로 보고되어 왔다. Sanborn et al.(2002)는 온도가 매미의 진동막 근육에 영향을 미치기 때문에 매미 울음은 주변 온도에 의존적이라고 하였고, Kang(2014)은 말매미가 높은 온도에서, 참매미는 온도가 낮은 아침이나 밤에 운다고 보고하였다. 또한 말매미가 우점하는 지역에서 는 참매미가 합창 활동에 방해를 받아 종간 영향을 미치고 있음을 제시하였다. Ku et al.(2012)는 야간의 매미가 우는 지점이 울지 않는 지점보다 가로등 조도가 높다고 언급하였 다. 소음과 관련해서 Shie et al.(2012)는 매미가 높은 소음 환경에 노출되었을 경우 울음의 주파수 영역을 높게 변화시 킨다고 하였다.

그러나 지금까지 매미의 울음이 어떠한 환경요인에 의해 영향을 받는지에 대한 국내 연구는 많지 않으며, 특히 야간 에 우는 매미에 대한 이해는 매우 부족한 상황이다. 일반적 으로 야간의 빛이나 높은 온도가 야간 매미 울음의 원인으 로 언급되고 있으나(Sanborn et al., 2002; Kang, 2014; Ku et al., 2012), 어떠한 종이 어떠한 환경요인에 의해 영향을 받는지에 대해서는 국내에서 구체적으로 연구된 바가 없다. 따라서 본 연구는 도심지 열대야 및 빛공해가 매미 울음에 영향을 미치는지 밝히는데 그 목적이 있다.Figure 1

연구방법

1.연구대상지 및 연구대상종

연구대상지는 실험구로서 서울시 서초구 아파트단지 내 녹지를 선정하였고, 대조구는 원주시 치악산국립공원을 선 정하였다. 서울시 서초구 아파트단지는 여름철 참매미와 말 매미가 우점하는 지역으로 야간에 단지 내 가로등이 항상 켜져 있었고, 주변 건물에 의해 도로로부터의 소음은 차단 되어 야간에 정온한 상태를 유지하는 지역이었다. 치악산국 립공원은 여름철 참매미가 서식하는 지역으로 야간에 조명 과 소음이 없으며 보호지역으로 인위적 영향이 매우 적은 지역이었다.

연구 대상종은 여름철 도심녹지 내 우점하고 있는 참매미 (Hyalessa fuscata)와 말매미(Cryptotympana atrata)를 대 상으로 하였다. 참매미는 한국에서 가장 폭넓게 분포하는 종으로 중국, 러시아의 극동부에 분포하는 것으로 알려져 있다. 말매미는 한국에 서식하는 매미 중 가장 대형종으로 일본, 중국, 대만 등 동아시아 및 동남아시아 일부 국가에도 서식한다. 한국에서 참매미와 말매미의 출현시기는 주로 7 월 중순에서 9월 중순까지이다(Kim et al., 2013).

국내 참매미는 학명은 Hyalessa maculaticollis(Wang et al., 2014)와 Hyalessa fuscata(Puissant and Lee, 2016)가 혼용되어 사용되고 있으나 본 논문에서는 Puissant and Lee(2016)의 Hyalessa속 분류키를 적용하여 Hyalessa fuscata로 사용하였다.

2.조사분석방법

1)매미 울음 녹음

매미 울음 녹음은 Idam PRO U11 Digital Voice Recorder 를 이용하여 매일 24시간 녹음하였다. 녹음장비는 두 지역 모두 매미가 활발히 우는 곳으로 실험구는 도심지 아파트 단지 내 야간 조명이 녹지를 비추는 지역, 대조구인 치악산 국립공원은 구룡계곡 내 야간 조명이 없는 지역에 설치하였 다. 녹음 파일은 MP3, 320kbps로 세팅하였고, 마이크는 녹 음기에 내장된 10㎜ 지향성 마이크 2대에 윈드스크린을 장 착하였다(Ki and Sung, 2014; Ki and Cho, 2014; Ki et al., 2014; Ki et al., 2015; Ki et al., 2016). 서울 도심지 녹음은 2015년 7월 25일부터 8월 18까지 25일간 진행하였 고, 치악산국립공원은 8월 4일부터 8월 19일중 14일간 녹음 하였다.

2)매미 울음에 영향을 미치는 환경요인 분석

매미 울음에 영향을 미치는 환경요인 항목은 기상청 국가 기후자료센터(sts.kma.go.kr) 자료를 사용하였다. 수집 자료 는 기온, 강수량, 습도, 일조량이었다. 통계분석은 세 단계에 걸쳐 실시하였다. 첫 번째는 참매미와 말매미의 울음 일주 기 분석을 위해 5분 단위로 울음 유무를 점수화하여 누적점 수로 울음패턴을 분석하였다(Yoo and Jang, 2012). 번식울 음의 점수화는 1시간을 5분 단위로 구분하여 매미가 1회 이상 울면 1점, 울지 않으면 0점을 부여하여 누적점수를 산출하였다. 따라서 1시간에 한번도 울지 않으면 0점, 1시 간 내내 울 경우 최대 점수는 12점을 부여하였다. 두 번째는 매미 울음에 영향을 미치는 환경요인을 분석하기 위해 24시 간 매미 울음 자료와 환경요인과의 상관관계를 분석하였다. 24시간 매미 울음 자료와 환경요인과의 상관관계는 1시간 단위 울음 점수와 24시간 단위의 울음 점수의 두 가지 항목 을 가지고 기상요인과 통계분석을 실시하였다. 세 번째는 열대야 및 빛공해에 의한 영향을 파악하기 위해 야간시간 (21~04시)에 한정하여 환경요인과의 상관관계를 분석하였 다. 통계분석은 IBM SPSS Statisics(Version 23)프로그램 을 이용하였다.

결과 및 고찰

1.매미 울음 일주기 특성

도심지역 참매미와 말매미의 울음 주기는 명확한 차이가 나고 있었다. 참매미는 일출 전 아침 시민박명 전후에 울음 을 시작하였고 06시에서 10시 사이에 울음의 피크를 이루 다가 서서히 울음 빈도가 낮아졌다. 말매미는 참매미보다 평균 2시간 20분 후인 7시 40분 전후로 울음을 시작하였고 09시에서 19시까지 지속적으로 울다가 일몰 후 저녁 시민 박명에 반응하여 급격히 울음을 멈추었다(Figure 2).

말매미의 경우 동시에 울었다가 동시에 울음을 멈추기 때문에 소노그램을 통해 울음의 횟수를 파악할 수 있었다. 울음의 횟수를 파악한 결과 말매미의 울음 횟수는 9시를 전후로 피크에 도달하였고 이후 횟수가 급격히 줄어들고 있었다. 즉 말매미는 아침 9시경부터 저녁 19시경까지 지속 적으로 울음을 울지만 울음의 빈도는 오전에 피크에 도달한 이후 급격히 횟수가 줄어들었다. 이를 통해 말매미의 울음 횟수가 피크를 이루는 시점부터 참매미의 울음이 줄어들고 있음을 확인할 수 있었다(Figure 2). 또한 말매미와 있는 곳(서울시 반포)과 없는 곳(강원도 치악산)의 참매미 울음 패턴을 비교한 결과 서울 반포지역이 치악산 보다 먼저 울 음이 피크에 도달하고 있어 말매미에 의해 참매미의 울음이 영향을 받고 있는 것으로 판단되었다(Figure 4).

2.매미 울음에 영향을 미치는 환경요인

매미 울음은 대부분의 기상요인에 의해 영향을 받는 것으 로 나타났다. 1시간 단위의 울음 점수와 기상요인과의 상관 관계 분석 결과, 참매미와 말매미 모두 기온, 일조량과는 고도의 양의 상관관계(p<0.01)를 나타내어 온도가 높고 일조 량이 많을수록 매미가 활발히 우는 경향을 보이는 것으로 나타났다. 강수량과 습도와는 고도의 음의 상관관계(p<0.01) 를 나타내어 비가 많이 올수록 매미가 우는 시간은 적어지 는 것을 확인할 수 있었다(Table 1).

24시간 단위 울음 점수와 기상요인과의 상관관계를 분석 한 결과는 참매미와 말매미가 다른 결과를 보였다. 참매미 는 일평균기온, 일최고기온 및 일최저기온에서 고도의 양의 상관관계(p<0.01)를 나타내었고, 일강수량과는 고도의 음 의 상관관계(p<0.01)를 나타내었다. 말매미는 일평균기온 과 일최고기온 및 일조량과는 고도의 양의 상관관계 (p<0.01)를 나타내었으나, 최소기온과는 상관관계를 나타 내지 않았고, 일강수량, 평균습도와는 고도의 음의 상관관 계(p<0.01)를 나타내었다. 즉, 참매미는 온도와 전반적으로 상관관계를 나타낸 반면 말매미는 평균 이상의 높은 온도에 주로 반응하여 울음을 우는 것으로 판단되었다(Table 1).

3.야간 매미 울음에 영향을 미치는 환경요인

야간 동안 매미의 울음에 영향을 미치는 환경요인을 분석 한 결과, 참매미는 기온, 강수량, 습도 그리고 전운량의 기상 요인과는 상관관계가 나타나지 않았고, 말매미는 기온과 고 도의 양의 상관관계(p=0.005)를 나타냈다. 이상의 결과로 보았을 때, 말매미는 도심지역 야간 기온이 높아졌을 때 울 음을 우는 것으로 판단되었다. 야간에 말매미가 울음을 우 는 기온은 최저 24℃에서 최고 30℃, 평균 27℃로 나타났는 데 열대야의 기준 온도가 밤 최저기온 25℃이상인 날임을 고려할 때 여름철 열대야 현상이 나타날 경우 야간에 말매미 가 울 가능성이 높을 것으로 판단되었다(Table 2, Figure 2).Figure 3

참매미는 야간 기상요인과 상관관계를 나타내지 않아 다 른 요인에 의해 울음을 우는 것으로 유추해 볼 수 있다. 이를 확인하기 위해 치악산국립공원의 참매미 울음 패턴과 비교한 결과, 자연 지역의 참매미는 야간에 울지 않는 것으 로 나타났다. 앞서 참매미의 24시간 울음 패턴으로 보았을 때 여명기의 햇빛에 반응하여 울음을 시작하여 빛은 참매미 가 울음을 시작하게 하는 가장 중요한 요인으로 볼 수 있다. 또한 서초구 아파트 단지의 경우 사방이 건물에 의해 막혀 있어 차량 소음에 의한 영향이 매우 적은 지역이며 저녁 8시경부터 새벽 5시까지 가로등이 녹지를 밤새 비추고 있었 다. 따라서 빛에 민감한 참매미는 아파트 단지 야간조명의 영향을 받아 우는 것으로 야간에 판단되었다(Table 2, Figure 4).

4.고찰

이상의 연구결과를 종합해 보면 다음과 같다. 첫 번째, 참매미는 아침 여명기에 울음을 시작하고 이른 아침에 울음 의 피크를 이루며, 말매미는 오전과 오후에 울음의 피크를 형성하고 저녁 여명기에 울음을 멈추어 두 종간 울음 패턴 의 차이가 있었다. 두 번째, 참매미는 말매미가 본격적으로 울기 시작하면 울음 빈도가 낮아져 종간 영향을 미치는 것 으로 나타났다. 세 번째, 참매미와 말매미 울음과 기상요인 과의 상관관계 분석결과, 두 종 모두 기온이 높을수록 많이 울고 비가 오는 날은 적게 우는 경향을 나타내었다. 네 번째, 야간으로 한정해 보았을 때, 말매미는 야간의 온도가 높을 때 우는 경향을 나타내었고, 참매미는 기상요인과는 상관관 계를 나타내지 않으면서 빛공해가 있는 지역에서만 야간에 울고 있어 빛공해에 의해 울음을 우는 것으로 판단되었다.

기존 연구에서 Kang(2014)은 말매미의 합창은 주로 온 도가 높은 낮에 많이 하고, 참매미의 활동은 주로 온도가 낮은 아침이나 밤에 이루어진다고 하였다. 또한 말매미의 밀도가 높을 경우 참매미의 합창활동이 방해를 받는 것으로 예상하였으며, 매미 울음은 생물적 요소와 더불어 비생물적 요소 또한 중요하였는데 본 연구결과는 이와 유사하였다.

특히 본 연구에서 야간 말매미가 울음을 내는 온도 분포 범위(24℃~30℃, 평균 27℃)를 구체적으로 제시한 것과 말 매미와 달리 참매미의 야간 울음은 온도보다는 빛에 의존적 이라는 것은 중요한 의미를 지니는 것으로 판단된다. 왜냐 하면 여름철 열대야와 관련한 기상예보를 근거로 야간의 말매미 울음 유무를 예측할 수 있는 근거 자료로 활용이 가능하기 때문이다. 또한 야간에 참매미 울음이 극심한 지 역의 경우 야간 조명의 관리를 통해 울음을 제어할 수 있는 가능성에 대해서도 고려해 볼 가치가 있다.

매미는 여름철 생태계 먹이사슬에서 먹이공급원인 만큼 매미를 소음원으로 인식하기보다는 여름철 중요한 생태자 원으로 여기는 인식의 전환과 관리노력이 필요하다. 이를 위해서는 향후 도시지역에서의 매미 울음과 관련해서는 야 간 조명의 강도 및 유형에 따라서 매미울음이 영향을 받는 지와 이를 통해 야간 매미 울음 저감을 위한 조명관리방안 에 대한 연구가 필요할 것으로 판단된다. 또한 장기적으로 도심지의 녹지량 확보를 통해 도심 내 온도를 낮추는 노력 이 진행되어야 한다.