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ISSN : 1229-3857(Print)
ISSN : 2288-131X(Online)
Korean Journal of Environment and Ecology Vol.32 No.6 pp.603-617
DOI : https://doi.org/10.13047/KJEE.2018.32.6.603

Biodiversity and Characteristic Communities Structure of Freshwater Ecosystems in the Western Area of DMZ, Korea

Sang-Woo Jung2,3,Yoon-Ho Kim4,Hyun-Mac Kim5,Su-Hwan Kim6*
2DASARI Research Institute of BioResources, Daejeon 34116, Korea
3Korean Entomological Institute, Korea University, Seoul 02841, Korea
4DASARI Research Institute of BioResources, Daejeon 34116, Korea
5 Nakdong River Environment Research Center, National Institute of Envirnonmental Research, Goryeong 40138, Korea
6National Institute of Ecology, Seocheon 33657, Korea
* 교신저자 Corresponding author: Tel: +82-10-3078-9873, Fax: +82-33-811-1030, E-mail: ksh0814@nie.re.kr
14/03/2018 11/09/2018 06/12/2018

Abstract


This study surveyed the diversity and community characteristics of benthic macroinvertebrates and freshwater fish, which are the main animal classifications in a hydro ecosystem, from May to September 2017 in the western plains of the Demilitarized Zone (DMZ). The results showed a total of 125 species of benthic macroinvertebrates belonging to 66 families, 19 orders, and four phyla in the streams and wetlands. Among benthic macroinvertebrates, Coleoptera (27 spp.: 21.60%) was the largest group in terms of species richness followed by Odonata (26 spp.: 20.80%), non-Insecta (22 spp.: 17.60%), and Hemiptera (11 spp.: 8.80%) occupying in the lentic area. Of the feeding function groups (FFGs), predators (51 spp.: 56.67%) showed a relatively larger presence, indicating the dominance of hygrophilous invertebrates that usually inhabit the freshwater wetlands or ponds. Of the habitat oriented groups (HOGs), climbers (33 spp.: 24.44%) and burrowers (17 spp.: 12.59%) were the dominant groups. This observation is typical in a slow flowing habitat and can lead to the disturbance of the ecosystem due to cannibalism among predators. Cannibalism can be caused by stress induced by various population and environmental factors. For the ecosystem services benchmark (ESB) value, site 13 appeared to be the highest with 82 marks while other sites showed relatively lower rates and indices (III water quality class with α-mesosaprobic). The analysis result of stability factors showed that almost all sites were evaluated to be the I characteristic group with high resilience and resistance or the III characteristic group that was sensitive to environmental disturbance and formed uneven and unstable communities. Of the freshwater fishes, 46 species (3,405 individuals) belonging to 39 families and 18 orders were identified in all the investigated sites. Among them, Cyprinidae (30 spp.: 65.2%) was the largest group, and Zacco koreanus was identified as the dominant species (728 individuals, 21.4%). The survey of freshwater fish communities found both stable communities (sites 7 and 13) with low dominant index (0.39) and high diversity index (2.29) and unstable communities (sites 2, 3, 8, and 10) in opposite tendency. This survey found five Korean endemic species, 17 species belonging to the export controlled species, two endangered species level II (Lethocerus deyrollei and Cybister chinensis), and rare species (Dytiscus marginalis czerskii) among benthic macroinvertebrates. The survey also found an invasive species, Ampullarius insularus, which was distributed throughout the whole area and thus can continuously disturb the ecosystem in the western plain area in the DMZ. Of freshwater fish, one natural monument (Hemibarbus mylodon) and three endangered species level II (Acheilognathus signifer, Gobiobotia macrocephalus, and G. brevibarba) were observed. The survey also found four introduced species (Pomacea canaliculate, Carassius cuvieri, Lepomis macrochirus, Micropterus salmoides) in the western DMZ area, indicating the need for the protection and conservation measures.



민통선이북지역(DMZ) 서부평야 일대의 수생태계 생물다양성 및 군집 특성

정상우2,3,김윤호4,김현맥5,김수환6*
2 다살이 생물자원연구소 대표
3 고려대학교 부설 한국곤충연구소 연구교수
4 다살이 생물자원연구소 대표
5 국립환경과학원 낙동강물환경연구소 환경연구사
6 국립생태원 생태보전연구실 전임연구원

초록


본 연구는 2017년 5월부터 9월까지 민통선이북지역 서부평야 일대에서 수생태계의 주요 분류군인 저서무척추동물과 담수어류의 다양성 및 군집특성을 조사하였다. 조사결과 저서무척추동물은 총 4문 19목 66과 108속 125종이 확인되었 다. 저서무척추동물의 분류군별 출현종수는 딱정벌레목이 27종(21.60%)으로 가장 높은 다양성을 나타냈고, 잠자리목 26종(20.80%), 비곤충류가 22종(17.60%), 노린재목 11종(8.80%)이 채집되어 정수성 저서무척추동물의 분류군들이 우점하였다. 섭식기능군은 잡아먹는 무리(51종, 56.67%)가 높게 나타나 습지성 형태의 무리들이 우점하고 있는 것으로 나타났으며, 서식기능군은 기어오르는 무리(33종, 24.44%)가 높게 나타났으며, 단순한 하상에서 나타나는 굴파는 무리 (17종, 12.59%)도 다소 높게 출현하였다. 이는 유속이 느린 서식처에서 나타나는 특징으로 분류군간에 동종포식을 유발하여 생태계의 교란이 심각해 질 것으로 평가되었다. 수환경평가의 ESB 값은 S13지점에서 82점으로 최우선보호수 역으로 평가되었으며, 대부분 지역에서 수질 III등급의 α-중부수성으로 오염이 심각한 환경상태로 나타났다. 군집안정 성분석결과 회복력과 저항력이 높은 Ⅰ특성군과 교란에 민감한 Ⅲ특성군으로 평가되었으며, 전체적으로 균일하지 못하고 불안한 군집을 형성하였다. 어류는 잉어과에서 30종(65.2%)으로 가장 높게 나타났으며, 계류에 서식하는 참갈겨 니가 728개체(21.4%)로 우점 하였다. 어류 조사결과 총 18목 39과 46종(3,405개체)이 출현하였으며, 군집분석 결과 우점도지수가 낮고(0.39) 다양도지수가 높은(2.29) 안정된 지점(S7, S13)과 반대성향의 불안정한 지점(S2-3, S8, S10) 이 복합적으로 평가되었다. 본 조사에서 출현한 저서무척추동물의 법정보호종은 한반도고유종 5종, 국외반출승인종 17종, 멸종위기야생생물 Ⅱ급인 물장군과 물방개 2종이 출현하였다. 그 외 희귀종인 배물방개붙이의 서식처가 확인되 었으며, 생물 위해외래종인 왕우렁이가 전지역에 분포하여 민통선이북 서부평야지대의 생태계 교란이 끊임없이 발생할 것으로 판단되었다. 어류에서는 천연기념물 1종(어름치)와 멸종위기야생생물 Ⅱ급 3종(묵납자루, 꾸구리, 돌상어)의 서식처가 확인되어 보호 및 보전대책이 마련되어야 할 것으로 판단되었다.



    서 론

    우리나라 민통선지역은 1954년에 최초로 설정되었으며, 1983년에 군사 분계선을 포함하여 민통선의 범위를 국내법 에 명시하였다. 현재 군사분계선을 기준으로 북방한계선과 남방한계선이 각각 2km 범위로 나뉘어져 민간인출입통제 구역, 민간인통제선, 접경지역의 5개의 범위로 구분되어 있 다. 비무장지대(DMZ)는 60여 년 동안 군사 활동을 제외하 고 인간의 간섭이 통제되어 한반도의 대표적인 생물다양성 의 보고로 세계적인 희귀종, 멸종위기종 뿐 만 아니라 아직 까지 미발굴된 생물들이 밝혀지고 있으며, 북방한계선이라 는 특징으로 기후변화에 민감한 지표종 및 북한 서식 지역 의 생물 분포 연구 등 세계적인 연구지로 그 가치를 주목받 고 있다. 국내에서는 2002년 한반도 비무장지대 및 인접지 역에 대해서 접경생물권보전지역(TBR: Transboundary Biosphere Reserve)으로 지정하려는 방안으로 비무장지대 에 서식하고 있는 생물상의 조사와 연구를 수행하였으며, 다양한 분류군의 기초자료를 확보하고 정리하였다. 최근 2016년 국립생태원에서는 환경부에서 수행한 민통선이북 지역의 자료를 정리한 민통선 총서가 발간되었으며, 동부에 서부터 서부까지의 다양한 분류군의 자료가 수록되어 제공 되었다(Ministry of Environment and National Institute of Ecology, 2016). 하천생태계는 호수나 습지 같은 정수생태 계와 하천과 강과 같은 유수생태계로로 구별되며, 물의 흐 름에 따라 환경을 대변하는 복잡한 생태계의 특징을 가지고 있다. 즉 하천의 흐름에 따라 바닥물질, 유기물, 온도 등 환경요인의 변화에 따라 적응하는 생물상도 연속적으로 변 화한다(Allan, 1995;Horne and Goldman, 1994). 이런 하 천생태계는 다양성이 풍부한 저서무척추동물과 어류와 같 은 소비자 뿐 만 아니라 조류(algae)와 대형식물과 같은 생 산자 등 각 영양단계가 서로 연결되어 먹이사슬을 이루고 하천생태계의 기능을 규명하기 위한 환경평가의 지표가 된 다(Allan, 1995;Cheimonopoulou et al., 2011;Jung et al., 2016a;Rosenberg and Resh, 1993). 저서무척추동물은 하 천생태계에서 이동량이 적고 포식자의 주요 먹이원으로 중 요한 생태적 위치에 있으며, 자연적 환경변화에 민감하여 장기적인 수질변화를 측정할 수 있는 생물학적 분류군으로 활용되고 있다(Choe et al., 2016;Tiemann et al., 2004;Ward, 1992). 담수어류는 하천 생태계 먹이사슬의 최상위 포식자로 담수생태계의 구조와 기능을 조절하며, 생태계의 건강성을 나타내는 주요한 지표로 활용되고 있다(Lee and An, 2016).

    민통선이북지역 서부평야지대의 수생태계 생물상 조사 는 2013년, 2014년 국립환경과학원과 국립생태원에서 서 부지역 일부를 포함하여 수행되어 졌으며, 다양한 분류군 의 출현으로 보전되고 있다. 하지만 민통선 서부평야지대 는 다양한 농경생활과 농경생활의 편의를 위해 하천을 인 공적으로 훼손시키고 있다. 또한 하천의 수량이 적고, 기후 변화의 영향에 따라 가뭄이 빈번하게 발생하는 지역이다. 이에 따라 일부 종들은 사라져가고 다양한 외래종의 침입 으로 수생태계는 심각하게 교란되고 있는 상황이다. 따라 서 이번 민통선이북지역 서부평야 조사는 민간인들이 출입 할 수 없는 지대의 수생태계에서 주요 분류군인 저서무척 추동물과 어류의 분포 및 군집구조를 밝혀 생물다양성의 변화 양상 및 보전대책 수립을 위한 기초 자료를 제공하고 자 하였다.

    연구방법

    1. 조사기간 및 조사지점

    민통선이북지역 서부평야 지대의 저서무척추동물과 어 류 조사는 군부대의 통제 아래 총 13지점을 선정하였으며, 지뢰 위험지대 및 수서생물의 서식처, 계절적 변화 양상에 따라 2017년 5월 28일~6월 2일(1차), 7월 16일~7월 21일(2 차), 9월 17일~9월 22일(3차)에 실시하였다. 조사지점의 수 생태계는 유수지역은 계곡천과 평지천, 정수지역은 논, 습 지, 저수지로 구성되어 있었으며, 분류군의 특성에 맞도록 조사방법을 선정하여 수행하였다. 민통선 인근 지역의 특성 상 저서무척추동물 중에서 가장 다양하게 분포하는 수서곤 충의 주요종 확인을 위해 야간조사를 추가하여 수행하였으 며, 연천군의 특정지역인 S14 지점의 연못에서는 저서무척 추동물 조사만 수행하였다. 각 조사지점(Figure 1)의 명칭 과 GPS는 다음과 같다.

    • S1: 경기도 연천군 신서면 도밀리 1541(N 38°16′13.2″, E 127°06′38.0″)

    • S2: 경기도 연천군 중면 마거리 101(N 38°11′03.5″, E 127°02′28.5″)

    • S3: 경기도 연천군 신서면 신현리 232(N 38°13′45.0″, E 127°02′40.4″)

    • S4: 강원도 철원군 갈말읍 정연리 453-11(N 38°17′48.7″, E 127°21′13.3″)

    • S5: 강원도 철원군 철원읍 외촌리 967(N 38°16′22.6″, E 127°12′22.7″)

    • S6: 강원도 철원군 철원읍 산명리 1475-1(N 38°16′48.0″, E 127°10′55.5″)

    • S7: 강원도 철원군 동송읍 관우리 1315-1(N 38°16′53.7″, E 127°13′4.3″)

    • S8: 강원도 철원군 철원읍 홍원리 704(N 38°18′27.9″, E 127°13′45.9″)

    • S9: 강원도 철원군 동송읍 강산리 635(N 38°17′38.3″, E 127°16′27.9″)

    • S10: 강원도 철원군 동송읍 이길리 786(N 38°17′30.0″, E 127°17′50.0″)

    • S11: 경기도 연천군 중면 횡산리 230-1(N 38°06′59.0″, E 126°59′25.1″)

    • S12: 경기도 연천군 중면 중사리 172(N 38°09′04.2″, E 126°59′45.7″)

    • S13: 경기도 연천군 군남면 선곡리 868(N 38°05′32.8″, E 127°00′34.7″)

    • S14: 경기도 연천군 연천읍 동막리 (N 38°06′01.5″, E 127°06′45.13″)

    2. 조사방법 및 분석

    1) 저서무척추동물

    민통선이북지역 서부평야지역에 서식하는 저서무척추동 물의 다양성을 파악하기 위해 환경부 제 4차 전국자연환경 조사 지침(Ministry of Environment, 2012)에 준하여 정성 채집을 하였으며, 정량채집은 하천의 지뢰 위험도에 따라 병행하지 못하였다. 정성채집은 둥근뜰채(hand net, mesh size = 0.5 mm)와 핀셋(forceps)을 이용하여 여울(riffle), 평여울(run), 정수(pool) 및 수초지역의 다양한 서식처에서 채집하였으며, 일부 깊은 인공 습지의 정수지역에서는 사각 뜰채(aquatic kick net, mesh size = 0.2 mm)를 이용하여 채집하였다. 채집된 표본은 현장에서 96% Ethanol로 고정 하여, 실험실로 운반하여 해부현미경 및 광학현미경을 이용 하여 동정(identification)하였다. 채집된 모든 저서무척추동 물은 Yoon(1988, 1995), Kwon(1990), Won et al.(2005), Park et al.(2008), Jung(2011), Kim et al.(2013), Kwon et al.(2013)을 참조하여 동정하였으며, 형태동정이 어려운 일부 분류군은 과(family) 또는 속(genus) 수준의 sp.로 처리하여 분석에 이용하였다. 최소한의 경향성을 분석하기 위하여 채 집된 저서무척추동물에 대한 섭식기능군(Functional feeding groups: FFGs)과 서식기능군(Habitat orientation groups: HOGs)을 분석하였으며(Ro, 2002;Merrit et al., 2008), 저서 무척추동물 중 가장 풍부한 수서곤충을 이용하여 군집 안정 성을 제공하였다(Ro and Chun, 2004). 또한 저서무척추동 물생태점수(Ecological score of benthic macroinvertebrate community: ESB)(Kong, 1997)를 통하여 민통선이북지역 의 수생태계를 평가하였다. 법종보호종인 멸종위기종, 한국 고유종, 국외반출승인종, 기후변화지표종을 제시하였으며, 2013년 국립환경과학원에서 전국자연환경조사를 바탕으 로 지정된 분포특이종(NIER종)을 확인하였다.

    2) 어류

    어류의 채집은 투망(Casting net, 망목: 7×7 mm)과 족대 (Kick net, 망목: 4×4 mm)를 이용하였으며, 각 지점은 유폭 이 3m 이상인 지점을 선정하여 수행하였다. 투망 조사는 균질한 어류군집의 대표값을 구하기 위하여 총 5회, 족대 조사는 수심이 얕고 수초지역으로 투망조사가 어려운 지점 에서 수행하였다. 민통선의 특성상 일부 지뢰위험 지역에서 는 조사자의 안전을 위해 유수역 접근을 제한하였으며, 이 러한 지역은 육안관찰, 뜰채를 이용한 조사로 대체하였다. 채집된 어류는 현장에서 Kim and Park(2002) 및 Kim et al.(2005)에 의거해 동정 및 계수 후 풀어주는 것을 원칙으 로 하였으며, 현장 동정이 모호한 종은 10% 포르말린 용액 으로 고정하여 실험실로 옮긴 후 동정 하였다. 관찰된 어종 은 수질 오염도에 따라 민감종(SS: Sensitive Species), 내성 종(TS: Tolerant Species), 민감종과 내성종 범주 사이에 적 용되는 중간종(IS: Intermediate Species)으로 구분하여 분 석하였다. 어류의 분류체계는 Nelson(2006)의 분류체계에 준하였으며, 출현종과 개체수의 결과를 근거로 하여 우점 도, 종다양도, 균등도 및 종풍부도를 Primer 5.0 program를 이용하여 분석하였다(Simpson, 1949;Margalef, 1958;Shannon and Weaver, 1963;Pielou, 1975).

    결과 및 고찰

    1. 저서무척추동물상

    민통선 서부평야지대에서 관찰된 저서무척추동물은 총 4문 8강 20목 66과 108속 125종(Table 1, Appendix 1)이 조사되었으며, 저서무척추동물 중 가장 다양성이 높은 수서 곤충은 103종(82.40%)으로 나타났다. 이 중 정수 지역에서 우점하여 서식하는 딱정벌레목(Coleoptera)이 27종(21.60%) 으로 가장 높은 다양성을 나타냈고, 육식성인 잠자리목 (Odonata)이 26종(20.80%)으로 아우점하였다. 그 다음으로 유수지역에서 주로 출현하는 하루살이목(Odonata)과 날도래 목(Trichoptera)이 각각 15종(12.00%), 노린재목(Hemiptera) 11종(8.80%), 파리목(Diptera) 6종(4.80%) 순으로 출현하였 다. 청정지역의 지표종인 강도래목(Plecoptera)은 2종(1.60%) 으로 매우 낮게 출현하하여 민통선 서부평야지대의 수생태 환경상태를 대변하였으며, 여울 지역의 육식성 종류인 뱀잠 자리목(Megaloptera)은 1종(0.80%)이 출현하였다. 비곤충류 는 22종(17.60%)으로 연체동물문(Mollusca)이 12종(9.60%) 으로 높게 출현하였으며, 갑각류 5종(4.00%), 환형동물문 (Annelida) 4종(3.20%), 편형동물문(Platyhelminthes) 1종 (0.80%) 순으로 나타났다. 이는 전체적인 서부평야지대의 수생태계 조사지점이 유수지역 보다는 정체되어 있는 서식 처가 다양하게 분포하여 나타나는 특성으로 판단되며, 오염 물질 유입과 하천 주변의 인위적인 교란으로 나타나는 현상 으로 판단된다.

    출현 구성비는 한탄강과 임진강의 흐름에도 불구하고 하 천과는 다르게 정수성 저서무척추동물의 분류군들이 우점 하였으며, 유수지역에서 매우 풍부하게 나타나는 하루살이, 날도래, 강도래류 역시 부유물이 많은 곳에서 출현하는 종 들과 내성이 강한 분류군들 위주로 구성되었다. 또한 서식 처의 먹이자원에 따라 이동 폭이 크게 나타나는 딱정벌레목 과 잠자리목의 구성비가 높게 나타났다. 이는 하천에서의 먹이자원이 고갈되거나 오염되면, 주변의 안전한 서식처로 이동하여 서식하는 습성을 가지고 있는 분류군의 특성이다 (Jung et al., 2016b;Ohba, 2009). 또한 이런 분류군은 폭식 성이 강하여 먹이자원이 고갈되면 동종포식(Cannibalism) 이 빈번히 발생한다. 동종포식의 원인으로 저서무척추동물 의 군집은 안정화 될 수 없으며, 계속되는 다양성 감소 현상 을 초래할 뿐 만 아니라 하천생태계의 경제적인 손실을 야 기할 것으로 판된단다(Król and Zieliński, 2015;Qin et al., 2004). 하천과는 다르게 친환경 농법에 이용되어 도입된 왕 우렁이(Pomacea canaliculata) 역시 전체적으로 퍼져있는 것으로 나타났다. 1983년에 도입된 왕우렁이는 외래종으로 주변에 약한 수초들을 대량으로 먹으며, 3,000개의 알을 낳 는 번식력으로 생태계를 위협하고 있다고 보고되고 있다 (Ministry of Environment, 2007). 아직까지 뚜렷한 방지법 이 마련되고 있지 않으며, 추가적인 대책방법과 연구 활동 이 이루어져야 할 것으로 판단된다.

    2. 어류상

    민통선 서부평야지대의 13개 지역의 어류 조사 결과 총 18목 39과 46종 3,405개체가 조사 되었으며(Appendix 2), 이 중 잉어과(Cyprinidae)에 속하는 어류는 30종(65.2%)으로 가장 높은 다양성을 나타냈다. 그 다음으로는 미꾸리과 (Cobitidae) 5종(10.9%), 동자개과(Bagridae) 3종(6.5%), 꺽 지과(Centropomidae)와 검정우럭과(Centrarchidae)가 각각 2종(4.3%) 순으로 나타났다. 퉁가리과(Amblycipitidae), 송 사리과(Adrianichthyidae), 동사리과(Odontobutidae), 망둑 어과(Gobiidae)는 조사지점에서 모두 1종(2.2%)으로 가장 낮게 출현하였다(Table 2, Appendix 2). 조사된 어종 중 참갈 겨니(Zacco koreanus)의 상대풍부도가 21.4%로 우점하여 나타났으며, 피라미(Z. platypus)가 18.4%로 아우점하여 나 타났다. 각 지점별로는 돌고기(Pungtungia herzi), 참갈겨니, 붕어(Carassius auratus), 피라미, 대륙송사리(Oryzias sinensis), 큰입배스(Micropterus salmoides), 버들치(Rhynchocypris oxycephalus)의 어종이 우점하여 출현하였다(Table 2). 산림 으로 둘러싸여 있으며 산간 계류의 특징을 보이는 S2 지점과, 하천의 상류부로 하상이 암반과, 큰 돌, 모래 등으로 구성된 S3, S7 지점에서는 주로 물이 맑은 하천의 상류부에 주로 서식하는 참갈겨니가 우점하여 나타났다. 한탄강 본류이며 대형보가 설치되어 있는 S4 지점에서도 참갈겨니가 우점하여 출현하였으나, 지뢰 폭발 위험으로 수변의 제한된 지점에서 최소한의 투망만으로 조사한 결과이기에 이에 대해서는 추가 적인 조사가 필요하다. S8 지점은 대륙송사리가 우점종으로 조사되었으며, 이는 인위적으로 조성된 인공습지에 연꽃, 갈대, 줄과 같은 습지식물이 전체적으로 퍼져있어 대륙송사 리의 서식에 적합한 환경이 조성되어 있었다.

    각 조사지역 중 임진강 본류 지점인 S13에서 23종의 어류 가 확인되어 가장 다양한 종이 확인되었으며, S10의 토교저 수지에서 3종으로 가장 적은 종이 확인되었다. 조사된 종은 큰입배스, 파랑볼우럭(Lepomis macrochirus), 떡붕어(C. cuvieri)로 모두 외래종으로 임진강의 외래종 확산이 빠르게 정착되어가고 있는 것으로 조사되었다. 각 조사지점에서 확 인된 담수어류의 개체수는 S7 지점에서 712개체로 가장 많 은 개체수가 조사되었고, S10 지점에서 33개체로 가장 적은 개체수가 조사되었다. S7 지점에서 우점하는 참갈겨니와 묵납자루(Acheilognathus signifer), 납지리(A. rhombeus)가 100개체 이상 출현하여 아우점하여 높은 밀도로 서식하는 것이 확인되었다.

    3. 기능군 및 군집분석

    민통선 서부평야지대의 저서무척추동물 섭식기능군(FFGs) 과 서식기능군(HOGs)의 분포는 민통선내의 서식처와 먹이 활동을 반영하여 나타나는 결과이다. 섭식기능군에서는 하천 과 유수역에서 풍부하게 나타나는 주어먹는 무리(Gathering- Collectors), 걸러먹는 무리(Filtering-Collectors), 썰어먹는 무리(Shredders)가 매우 적게 나타나는 반면, 잡아먹는 무리 (Predators)가 51종(56.67%)으로 매우 높게 나타나 전형적인 습지성 형태의 섭식기능군 무리들이 우점하고 있는 것으로 나타났다(Figure 2). 이러한 특징은 하천의 인위적이 교란이 심하고 수량이 적으며, 상류로부터의 하천변 식생이 단순하 게 분포하여 낙엽과 같은 굵은입자 유기물을 주요 섭식원으로 하는 무리들이 빈약한 것과 일치하였다(Chun et al., 2015;Ro and Chun, 2004). 뿐 만 아니라 농경지와 인위적인 물 가둠 현상으로 특정한 육식성 먹이자원들이 증가한 것으로 판단된다(Choe et al., 2016). 서식기능군 분석결과, 잠자리목 과 같은 기어오르는 무리(Climbers)가 33종(24.44%)으로 우점하였고, 하상이 단순하며 모래와 같은 기질에서 우점하 여 나타나는 굴파는 무리(Burrowers)도 17종(12.59%)이 출 현하였다. 이와 같은 결과는 민통선이북지역의 동부산악권역 의 서식처와는 전혀 다른 양상으로 분석되어 나타나며 (Ministry of Environment and National Institute of Ecology, 2015), 하천의 유속이 느린 곳에서 나타나는 전형적인 특징으 로 판단된다(Yoon et al., 1992). Table 3

    저서무척추동물을 이용하여 수환경을 평가한 결과(Table 4) 조사지점 S13지점에서 ESB 지수 82점으로 수질등급 I등급 인 최우선보호수역으로 나타났다. 조사지점 S2와 S11에서 다소 양호한 수환경을 나타냈으며, 그 외의 전 지역에서는 대부분에서는 수질 III등급에 α-중부수성으로 오염이 심각 하여 물속에서 호흡하는 다양한 분류군들의 서식이 어려운 환경상태를 나타냈다.

    하천의 군집 안정성 분석 결과, 하천생태계의 상대적 회 복력과 저항력이 모두 높은Ⅰ특성군이 대부분을 차지하고 있었으며, 양극화된 특성으로 회복력과 저항력이 모두 약한 Ⅲ 특성군도 많이 분포하고 있는 것으로 나타났다(Figure 3). Ⅰ특성군은 대부분 이동력이 뛰어나고 육식성인 분류군인 물방개과(Dytiscidae), 물땡땡이과(Hydrophilidae), 측범잠 자리과(Gomphidae)의 비율이 높아 수환경의 변화에 내성 의 범위가 넓은 분류군이 광범위하게 분포하고 있음을 나타 내며, 상대적인 저항력과 회복력이 매우 낮은 Ⅲ특성군 (Potamantidae, Perlidae, Belostomatidae, Psephenidae)의 비율은 주변의 인위적인 간섭이나 작은 교란에도 매우 민감 하게 반응하는 분류군으로 언제든지 다양성이 큰 폭으로 떨어질 수 있음을 나타냈다.

    민통선이북지역 서부평야지역의 수계에 대한 어류 군집 구조를 분석한 결과, 우점도지수는 0.40, 종다양도지수는 2.83, 종풍부도지수는 5.53, 종균등도지수는 0.74로 분석되 었다(Table 5). 조사 지점 중에서 우점도 지수는 S7, S13 지점에서 0.39로 가장 낮게 분석되어 특정 어종의 우점화경 향이 나타나지 않았고, 종다양도지수와 종균등도지수 역시 각각 2.29와 0.74로 분석되어 안정된 군집구조를 나타내고 있는 것으로 판단되었다. 하지만 S2, S3, S8, S10지점은 군 집 우점도가 0.9 이상으로 높게 분석되었고 이중 S2, S3은 하천의 상류지역으로 참갈겨니가 70.6%, 86.4%로 매우 높 은 비율로 출현하고 있었다. S8은 인공적으로 조성된 습지 로 습지나 농수로에 무리를 지어 서식하는 대륙송사리가 89.3%의 비율로 조사되어 우점도가 매우 높게 나타났다. S10은 토교저수지 지점으로 총 3종의 어류가 조사되었고, 떡붕어 1개체 이외에는 큰입배스와 파랑볼우럭이 각각 2종 (54.5%, 42.4%)으로 조사되어 우점도가 높게 나타나 구간 별 특정종이 우점하는 현상이 나타났다. 하지만 민통선 이 북지역의 조사 특성상 독립적인 하천이나 수계의 일부 구역 만이 조사가 가능하여 일반적인 하천과는 상의한 결과가 나타난 것으로 보인다. 하천의 본류구간의 경우 지뢰 유실 의 위험 등으로 접근이 불가하고, 정량적인 조사가 불가하 여 정확한 군집구조 분석에는 뚜렷한 한계가 있으며, 보다 장기적이고 세분화된 조사방법으로 하천을 평가할 수 있는 연구방법이 모색되어야 할 것으로 판단된다.

    어류의 섭식길드(Trophic guilds) 분석 결과(Table 3), 곤 충류를 우선 섭식하는 충식종(Insectivore)은 전체 50.8% 였고, 잡식종(Omnivore)의 비율은 44.8%로 충식종의 비율 이 비교적 높게 나타났다. 특히 산악지역(S5, S6)에서 높게 나타났으며, 토교저수지 등의 정수지역(S8, S11)에서는 잡 식종의 비율이 극단적으로 높게 나타났다. 내성도 길드 (Tolerance guilds) 분석 결과 민감종(Sensitive species)의 비율이 33.6%였고, 내성종(Tolerant species)의 비율은 14.7% 였다. 충식종의 비율과 민감종의 비율은 기존 보고들 과 동일하게 비슷한 경향을 나타냈다. 조사 구간에 포함된 정수지역들은 대부분 농업용 저수지로서, 청정 지역임에도 불구하고, 부영양화된 일반적 저수지의 내성도 길드 특성을 나타냈다. 조사 지역의 생물다양성 보존을 위하여 오염원의 영향이 없는 정수지역의 전략적 보존이 필요할 것으로 판단 된다.

    4. 법적보호종 및 특이종

    민통선이북지역 서부평야지역 지점에서 출현한 저서무 척추동물 중 고유종은 주름다슬기를 포함하여 5종, 국외반 출승인대상종은 곳체다슬기를 포함하여 17종, 분포특이 종(NIER종)은 풍년새우를 포함하여 9종, 멸종위기 야생생 물 범주에 속한 5종이 확인되었다(Appendix 1). 이중 멸종 위기 야생생물 II급으로는 물장군(Lethocerus deyrolli)과 2018년도에 새롭게 추가된 물방개(Cybister chinensis)가 분포하고 있는 것으로 나타났다. 물장군은 토교저수지 인근 에서 날아온 것으로 추정되며, 물방개는 야간 불빛과 조성 된 습지에서 발견되었다. 뿐만 아니라 세계자연보전연맹 (IUCN)에서 멸종우려(threatened)에 해당하는 취약(VU, Vulnerable)한 3종 “왕등줄실잠자리(Paracercion sieboldii), 노란배측범잠자리(Asiagomphus coreanus), 배물방개붙이 (Dytiscus marginalis czerskii)” 이 서식하고 있었으며, 가 까운 장래에 야생에서 멸종 위기에 처할 가능성이 높은 준 위협(NT, Near Threatened)의 아담스물방개(Graphoderus adamsii) 1종이 서식하고 있는 것으로 확인되었다. 특히 배 물방개붙이는 2018년도에 멸종위기 야생생물 II급으로 지정 된 물방개 보다 희귀종에 속하며, 국내에서도 이북지역 근방 의 강원도 인제군과 경기도 연천군에서만 서식하는 것으로 알려져 있어 특별한 서식처 보호 대책이 필요할 것으로 사료 된다. 분포특이종의 풍년새우(Branchinella kugenumaensis) 와 긴꼬리투구새우(Triops longicaudatus) 역시 국내에서는 농약의 사용으로 점차 사라져가는 분류군으로 농업생태계의 건강성과 생태계의 안정적인 먹이사슬을 유지하기 위하여 보전 및 보호 대책이 마련되어야 할 것으로 판단된다.

    민통선이북지역 서부평야 지점에서 출현한 어류 중 법정보 호종으로는 천연기념물 1종(어름치, Hemibarbus mylodon) 과 멸종위기야생생물 II급 3종(묵납자루, 꾸구리(Gobiobotia macrocephalus), 돌상어(G. brevibarba))이 확인되었다. 어 름치는 S1과 S4의 지점에서 총 4개체가 확인되었으며 (Appendix 2), 모두 접근이 제한되는 수역으로 투망을 이용 한 포획시 투척 횟수를 최소화하였기 때문에 본 조사결과 보다 더 큰 어름치 개체군이 서식하고 있을 것으로 판단된 다. 멸종위기야생생물 II급인 묵납자루는 S6과 S7의 2개 지점에서 총 140개체가 확인되었으며, 특히 S7지점에서 상 대풍부도가 18.0%로 아우점종으로 확인되었다. 묵납자루 는 산지의 계곡보다는 유속이 빠르지 않고, 수변식생이 발 달한 평지 지역을 선호하는 어종으로 조사지점의 서식지 특성을 잘 반영해주고 있었다. 꾸구리(3개체)와 돌상어(1개 체)는 S13의 1개 지역에서 확인되었다. S13 지점은 임진강 본류 지점으로 빠른 여울과 소가 반복되어 나타나며, 하상 은 대부분 자갈로 덮여 있어, 꾸구리와 돌상어가 서식 할 수 있는 조건을 갖추고 있었다. 다양한 서식환경이 존재하 는 S13지점은 민통선이북지역 서부평야지역의 조사 지점 중 가장 다양한 담수어류가 확인된 지점이기도 하다. 하지 만 조사지점 인근에서 행락시설이 확인되었으며, 사람들의 왕래가 갖은 지역으로 다양한 교란 요인이 확인되어 담수어 류 가체군의 보존을 위한 장기적인 대안이 마련되어야 할 것으로 판단된다.

    감사의 글

    본 조사를 위해서 협력해주신 경기도 연천군과 강원도 철원군 군관계자 분들과 환경부 국립생태원 생태보전연구 실 연구원들에게 감사드리며, 본 연구는 특정지역 정밀 생태 계 조사 구역인 민통선 생태계조사 및 생태계교란 생물 모니 터링(NIE-법정연구-2018-09) 조사 일원으로 수행되었다.

    Figure

    KJEE-32-603_F1.gif

    A map of study sites in the western DMZ, Korea.

    KJEE-32-603_F2.gif

    Composition of functional feeding groups (FFGs) and habitat orientation groups (HOGs) of benthic macroinvertebrates in the western DMZ

    KJEE-32-603_F3.gif

    Analysis of stability factors with resistance and resilience for aquatic insects in the western DMZ

    Table

    Individual number of benthic macroinvertebrates from May to September, 2017 in the western DMZ

    Taxonomic list of benthic macroinvertebrates from May to Nobemver 2017 in the western DMZ, Korea

    Taxonomic list of freshwater fish from May to Nobemver 2017 in the western DMZ, Korea

    Analysis of freshwater fish survey result by collecting site from May to September, 2017 in the western DMZ

    Tolerance guilds and trophic guilds in the 13 sampling site of western DMZ

    ESB(Ecological Score of Benthic macroinvertebrate community) index of species at each survey sites

    Biotic indices on freshwater fish by collecting site from May to September, 2017 in the western DMZ

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