• 서 론
• 연구내용 및 방법
• 1. 연구대상지
• 1) 대상지 위치 및 면적
• 2) 기상 및 지형개황
• 2. 조사분석방법
• 결과 및 고찰
• 1. 수문 및 수질
• 1) 수문특성
• 2) 수질
• 2. 환경생태 현황
• 1) 현존식생
• 2) 수계현황
• 3) 오염원 분포현황
• 3. 공간평가 및 관리지역 설정
• 1) 비오톱 유형화 및 평가
• 2) 수계권역 평가
• 3) 환경생태현황을 고려한 관리지역 설정
• 4. 호소생태계 관리계획
• 1) 생물다양성 증진 계획
• 2) 생태계 보존 및 복원계획

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서 론

하천 및 저수지는 산업발달, 인구증가 및 고밀화, 생활수준 향상에 따른 오염물질 배출량 증가, 농업생산성 제고를 위한 농약 및 비료 사용량 증가 등으로 수질이 악화되고 있다. 1980년대 이후 하천의 환경훼손 및 오염에 관한 심각성을 인식하고 오염물질 배출량이 많은 점오염원 중심의 오염관리 방식이 진행되어 왔으나 기대한 만큼의 수질개선 효과를 거두지 못하고 있는 상태이다. 또한 수변구역을 활용한 도로건설, 택지개발 등 대규모 토목사업과 경관자원 활용을 위한 상업지역 확대 등에 의해 오염된 수질의 개선은 요원해 보인다. 

물이 정체된 담수호는 상류에서 진행되는 산업화와 인구증가에 따른 오염물질 유입 증가, 부영양화 등으로 인해 수질오염이 가속화되고 있을 뿐만 아니라, 서식지의 단편화 및 단순화로 생물다양성이 상실되고 있다(Oh et al., 2005). 계절별 수량의 변화가 심한 우리나라 강우패턴에서 댐이나 보의 상류지역 개발은 단기적인 수질오염을 유발할 뿐만 아니라 연결된 하천의 수량 부족, 자정 능력 상실 등 장기적 측면에서 수질변화에 영향을 미친다(Ryu, 2004). 산업화 이전에 농업생산력 향상을 위해 조성된 도시 주변의 저수지들은 도시 확장에 따른 농경지 감소로 용수공급 기능을 상실한 채 유원지 개발 또는 생물다양성을 위한 보전의 기로에 놓여 있다(Han et al., 2002). 수질과 주변 토지이용은 밀접한 관계가 있으며 상류 유역의 산업화와 인구증가는 수질오염의 위험성을 내재하므로 수질 및 자연자원을 배려한 관리가 필요한 시점이다(Gburek and Folmer, 1999; Bolstad and Swank, 1997). 그러나 최근 들어 저수지 상류부의 휴경지 증가에도 불구하고 수질오염을 고려하지 아니한 토지이용 및 축산농가 입지 등으로 인해 담수호의 수질오염이 심화되고 있는 것이 현실이다. 

호소의 부영양화 현상은 식물성 플랑크톤의 종다양성을 감소시킬 뿐만 아니라 오염종에 의한 수화현상을 유발함으로써 환경문제를 야기하고 있다(Ministry of Science and Technology, 1992). 저수지의 부영양화는 영양염류가 유입되는 여름과 초가을 고수온기에 주로 발생하는데 이는 상류로부터 유입되는 점 및 비점오염원과 호수내부에서 생산되는 유기물로 인한 부하이다(Lee and Park, 2005). 저수지 수질에는 체류시간, 유역면적, 토지이용현황, 수표면적, 저류량 등 여러 요인이 영향을 미칠 수 있으며 국내 인공호소는 외국의 자연호수에 비해 낮은 수심과 적은 저수용량으로 높은 생산성을 유발하는 수리․수문학적 특성을 가지고 있어 오염위험성이 높다(Lee et al., 2003). 오염된 저수지의 수질개선 대책은 크게 오염 발생원의 처리대책, 유입수로 및 저수지 내의 대책으로 나눌 수 있으며, 그 중 저수지 내에서의 대책은 수생식물에 의한 영양염류의 제거, 화학적 처리, 폭기, 저니의 준설, 피복 등의 방법이 있다(Baeg et al., 1996). 저수지의 수질은 외부에서 유입된 이후 식생에 의한 자연적 방법 또는 강제적인 방법에 의해 개선할 수 있으나 근본적인 대책은 아니다. 결국 유입되기 이전에 오염부하량을 줄이는 방법이 필요하며 이를 위해서는 유역권에 대한 이해와 함께 발생원에 대한 근본적인 대책이 필요하다. 

본 연구에서는 농업용 저수지에 직접적인 영향을 미칠 것으로 판단되는 유역권의 생태적 특성을 분석하고 이를 바탕으로 생물다양성의 선결과제인 수질관리를 위한 유역생태계 관리방안을 제안하고자 하였다. 

Fig. 1. Location map of Gasan reservoir and watershed area

연구내용 및 방법

1. 연구대상지

1) 대상지 위치 및 면적

본 연구는 경상남도 밀양시에 위치한 가산저수지를 대상으로 오염원 관리를 통한 수질관리방안을 제시하고자 2007년 5월부터 조사를 실시하였다. 가산저수지는 밀양시 부북면에 위치하여 중앙고속국도, 국도 24호선 및 56호선이 지나며, 지방도에 의해 대상지로의 접근이 가능하다. 우리나라에서 유역권은 백두대간 개념이 태동된 10세기 초반에 형성된 것으로 관리범위를 수계와 유역의 개념에서 접근하기 위한 것으로 국외에서도 비슷한 개념으로 댐건설과 수자원 관리를 위한 이론적 배경의 필요성에 의해 고안된 개념이다(Molle, 2009; Yang, 1997). 본 연구에서도 수질관리를 위해서는 유역권 전체인 약 1,500ha를 대상으로 하는 것이 바람직하나 산림이 대부분이므로 저수지의 유역권을 중심으로 수질과 생태계에 직접 영향을 미칠 수 있는 도시화지역, 농경지 등 일대 지역 359.5ha와 유역권 하부지역을 일부 포함하여 환경생태 현황을 조사하고, 이를 바탕으로 한 수질관리를 위한 생태계 관리방안을 수립하고자 하였다. 그림 1은 가산저수지와 저수지의 유역권, 저수지 중심수계의 유입․유출지점을 표기한 것이다. 

2) 기상 및 지형개황

밀양측후소에서 관측된 1971~2000년의 기상개황을 살펴보면 평균기온 13.0℃, 상대습도 69.7%, 평균풍속 1.5㎧이었으며 강수량은 1,233.8㎜이었다(Korea Meteorological Administration, 2001). 2005년과 비교하면 30년간 측정치에 비해 평균기온은 0.2℃ 높아졌으나 상대습도와 평균풍속은 각각 8.7%, 0.2㎧ 감소하였으며 강수량 또한 약 300㎜ 감소하였다. 지형구조에 있어서 경사도는 10° 미만 지역이 75.7%(399.3ha)로 가장 넓었으며 저수지를 중심으로 인근에 위치하였고 경사도 10~20° 13.3%, 경사도 20~30° 8.6%의 비율이었다. 향은 평지가 34.5%(182.7㎡)로 가장 넓었고 북동향 16.9%, 남동향 14.9%, 동향 13.4%, 남향 7.4% 등이 주요 유형이었다. 해발고는 50~100m가 74.8%로 대부분이었고 해발고 0~50m 12.9%, 해발고 100~150m 8.9%이었다. 지형분석 결과 저수지를 중심으로 해발 100m 이하인 평지가 광범위하게 분포하고 있었으며 이들 지역은 대부분 농경지였다. 저수지를 중심으로 남측과 동측에 높은 산림이 분포하였고 유역상부인 서측을 따라 농경지가 넓게 분포하여 농약 및 비료 살포에 의한 오염이 우려되었다. 

2. 조사분석방법

유역권 생태계 관리방안 연구는 환경생태현황 조사․분석, 유역생태계 평가, 생태계 관리방안 도출 단계로 구분하였다. 환경생태현황 조사․분석 중 수자원현황은 가지야마 월유출고 공식을 이용하여 월별유출량을 산정하여 수문특성을 파악하였다(Yoon, 2007). 가지야마 공식은 공식 자체의 간편성으로 인해 우리나라 수자원 실무에서 전통적으로 사용되고 있는 방식이다. 가지야마공식의 월별 유출량 공식은 아래와 같다.

수질은 봄, 여름, 가을 3회에 걸쳐 현장에서 시료를 채취하여 진주산업대학교 수질검사센터에 분석을 의뢰하였다. 분석은 화학적산소요구량(COD)(㎎/L)은 과망간산칼륨 일정과량을 넣고 30분간 수욕상에서 가열반응 시킨 다음 소비된 과망간산칼륨량으로부터 산소의 양을 측정하였으며, 생물학적 산소요구량(BOD)(㎎/L)은 시료를 20 ℃에서 5일간 저장하여 두었을 때 시료중의 호기성 미생물의 증식과 호흡작용에 의하여 소비되는 용존산소의 양을 측정하였다. 부유 물질량(SS)(㎎/L)은 정제수를 유리섬유여과지에 여과시켜 무게차를, 용존 산소량(DO)(㎎/L)은 시료에 의해 유리된 요오드를 티오황산나트륨으로 적정하여 정량하는 방법을 활용하였다. 총인 T-P(㎎/L)은 UV/Visible Spectrometry법을, 총질소 T-N(㎎/L)는 UV/Visible Spectrometry-Oxidation Method을 활용하였다. 클로로필 a는 아세톤 용액을 이용하여 시료를 여과한 여과지로부터 클로로필 색소를 추출하고, 추출액의 흡광도를 663, 645, 630 및 750nm에서 측정하여 계산하였다. 

하천이나 호소 등 수질오염과 관련한 연구에서 토지이용유형의 분류는 National Institute of Environmental Research (2008), Bae and Ha(2006) 등의 연구에 의해 활용되었는데, 이 때 유형분류의 내용이 6개 유형, 23개 유형으로 호소 인접지역의 복잡한 토지이용현황을 설명하기 어려운 것으로 판단되었다. 이에 본 연구에서는 생태적 도시관리를 위한 Choi(2009), Lee and Kim(2009)의 기준을 바탕으로 식생이 분포하지 않는 지역은 토지이용유형을, 식생이 분포하는 지역은 교목층 우점종의 식생상관(vegetational physiognomy)에 의하여 유형을 구분하였다. 오염원 분포현황은 토지이용 조사 자료를 활용하여 축사, 농경지, 공장, 시가화지역 등 오염원 분포위치 및 규모를 파악하였고 각 오염원별 1일 물사용량과 오염원단위를 산정하여 오염정도를 평가하였다. 수환경은 유역권 내에서 가산저수지로 흘러드는 수계 및 소규모 저류지의 위치를 도면화하였다.

유역생태계 평가는 비오톱 유형화 및 평가와 수계권역 평가를 실시하였다. 비오톱유형화는 현존식생과 토지이용현황을 바탕으로 오염원 발생정도에 의해 대분류하고 세분류는 오염원 배출정도를 기초로 세분하였다. 세분류 기준으로 경작지비오톱은 생육지 특성(습도) 및 시설물 설치 여부에 따라, 초지 및 습지비오톱은 우점종의 자생성과 생육지 특성에 따라, 산림비오톱은 우점종의 자생성 및 식재여부, 생육지 특성에 따라 세분하였다(Lee, 2008; Lee and Kim, 2009). 비오톱유형 평가는 Kwon(2003)의 평가내용을 근거로, 호소생태계의 특성을 고려하여 오염강도는 오염물질 배출강도를, 잠재성은 수원함양의 잠재성과 강우시 우수배출정도를, 정화성은 오염물질의 정화정도를, 자연성은 우점종의 자생성을 평가하여 각각 1~5점까지 점수를 부여하였다. 비오톱 유형 종합평가는 등급의 객관적 기준판단이 어려워 합산한 점수의 분포정도, 각 점수별 면적, 각 점수대별 생태적 특성을 고려한 후, 4~6점은 등급 Ⅰ(생태계우수지역), 7~9점은 등급 Ⅱ(생태계양호지역), 10~14점은 등급 Ⅲ(생태계훼손지역), 15~17점은 등급 Ⅳ(오염원유발지역), 18~20점은 등급 Ⅴ(오염원집중유발지역)로 구분하였다. 

호소 관리는 수면에 가까운 오염원의 관리가 우선시 되어야 하므로 거리를 고려하여 수계권역을 평가하였다. 기존연구 중 USDA(1998)는 보호해야할 자원의 가치, 대상과 유역의 특성, 인접토지이용유형, 수질 또는 서식처 기능요구도에 따라 완충지역의 거리를 결정하고 있었으며 본류의 경우 폭 30m 내외를, 일반 권고치는 100m로 제시였고, Nakdong River Valley Ministry of Environment(2006)에서는 토지매수시 수변으로부터 50m이내 지역은 가산점을 주는 등 직접적인 영향권으로 분석하고 있다. 이를 반영하여 수질절대보전지역으로, 50~100m이내 권역은 수질정화 및 수원함양을 위한 녹지조성우선지역으로, 100~500m이내 권역은 수원함양을 위한 배후산림지역으로 설정하였다.

유역생태계 관리방안에서는 비오톱 평가와 수계권역평가 자료를 바탕으로 유역권내 관리지역을 설정하고, 직접적인 영향을 미칠 것으로 판단되는 지역은 생태적 특성을 정밀하게 분석하였다. 이를 바탕으로 생물다양성의 선결과제인 수질관리를 위한 저수지 유역생태계 관리방안을 제안하고자 하였다. 

결과 및 고찰

1. 수문 및 수질

1) 수문특성

연구대상지는 가산리, 퇴로리를 유역으로 하는 농업용 저수지로 유역면적은 1,500ha, 저류량은 360㎥로 상류유역은 대부분 산지로, 하천을 따라 농지와 주거지가 입지해 있다. 저수지 수질에 영향을 미치는 퇴로리, 가산리 일대의 주요산업은 농업과 축산업이며, 2007년 12월 현재 인구 255명, 농지면적 331㎡, 돼지 사육두수 약 1,500마리이다(http:// miryang.go.kr/06miryang/02-01-02.php). 수자원현황은 유역 내 수문관측소가 없어 강우량 산정을 위하여 밀양관측소의 10년 월평균 강우량을 이용하여 가지야마 공식에 따라 월유출고를 산정하였다(Table 1). 월별유입량은 우리나라 기후특성과 같이 우기인 6~9월에 집중적으로 이루어짐을 알 수 있었다. 저수지의 수질은 체류시간과 깊은 관련이 있다. 유입량이 작고 저수량이 큰 경우에는 지체시간이 증가하여 수질이 오염되기 쉬운 반면에, 유입량이 크고 저수량이 작은 경우에는 지체시간이 짧아 수질오염이 덜 일어난다. 저수량(360㎥)에 비해 모든 월의 저수지 유입량이 작으므로 체류시간은 1달을 초과함을 알 수 있다. 특히 건기인 10월부터 익년 3월까지는 체류시간이 10달을 초과하므로 오염된 물이 유입되거나, 이미 오염된 저수지로 유입되면 체류시간이 길수록 저수지는 심하게 오염될 가능성이 높아 오염원관리 및 수질정화를 위한 생태계 관리의 필요성이 있다. 

Table 1.Runoff and detention time of Gasan reservoir

2) 수질

수질에 영향을 미치는 요인으로는 생활오수와 축산폐수 및 농업용수로 인한 회수수 등이 있을 수 있다. 조사는 봄, 여름, 가을의 계절적 변화를 알아보기 위해 5월 25일, 8월 16일, 11월 7일에 시행하였다. 체류시간이 길어 수질에 차이를 보일 수 있으므로 유입구와 유출구를 구분하였으나 분석결과 저수지의 긴 체류시간으로 인한 수질의 오염심화현상은 발생하지 않았다(Table 2). 수질조사 결과 육안으로 관찰된 수질상태는 3번의 측정시마다 심한 녹조가 분포하였고 BOD는 계절별 오염변동이 대단히 심한 편으로 가을과 봄에는 2급수 및 3급수에 해당하는 정도의 오염도를 보였으나, 여름에는 4급수 또는 등외의 오염정도를 나타냈다. 체류시간은 건기동안 유입된 물이 우기가 되어서야 저수지를 빠져나가는 것을 의미하므로 수질이 악화될 것으로 판단되었으나 오히려 우기동안의 수질오염이 심각함을 알 수 있었다. COD, SS, T-N, T-P, 클로로필 a 등이 우기에 악화되고 있었는데, 이는 유역권 내 별도의 오염원이 없는 상태에서 발생하는 현상으로 상류 주민들에 의한 생활오수 및 돼지사육에 따른 축산폐수 유입이 영향을 미친 것으로 판단할 수 있었다. 수질의 오염정도에 비하여 DO가 높았는데 이는 녹조류의 광합성 작용에 의하여 배출된 산소가 물에 용해된 결과로 판단된다. 결국 가산저수지의 수질은 유역 상류의 오염원을 관리해야만 양호해질 수 있으며 이를 통해 건강한 호소생태계 유지가 가능할 것으로 판단된다.

Table 2.Analysis result of water quality in Gasan reservoir

2. 환경생태 현황

1) 현존식생

Table 3은 현존식생 유형별 면적 및 비율을 산정한 것이며, Figure 2는 현존식생도이다. 분석결과 산림, 초지 및 경작지, 시가화지역으로 대분류되었고 초지 및 경작지가 전체의 65.3% 대부분이었으며, 산림지역 28.1%, 시가화지역 6.4% 등이었다. 산림지역에서는 소나무림이 923,932㎡(23.4%)로 가장 넓었고 굴참나무림(2.1%), 상수리나무림, 밤나무림, 대나무림, 아까시나무림이 출현하였다. 초지 및 경작지는 토지이용유형 및 생육환경에 따라 조경수식재지, 묘포장, 과수원, 초본식생지, 묵논형습지, 논, 밭 등으로 분류되었다. 논경작지가 205.5ha(30.7%)로 가장 넓었고 저수지(17.0%), 밭경작지(7.2%)가 주요 유형이었으나 생태적으로 양호한 초본식생지와 묵논형습지는 각각 1.3%, 0.4%로 협소하였다. 저수지와 인접하여 분포하는 시가화지역은 나지, 도로, 단독주택, 공장 등으로 면적은 협소하였으나 우사, 돈사, 양계장 등 축사가 유역권 상부에 입지해 있을 뿐만 아니라 저지대를 중심으로 자연림 벌채 후 감나무, 배나무 등 과수원으로 활용하고 있어 수질오염이 우려되었다.

Table 3.Area and ratio of actual vegetation and landuse type in Gasan reservoir and around

Fig. 2. Actual vegetation and landuse map in Gasan reservoir and around

2) 수계현황

가산저수지로 흘러드는 하천은 4개소, 유출하천은 1개소였으나 대부분 소규모로 물은 흐르지 않았고 위량지, 동쪽못, 신위량지, 서쪽못 등 5개소의 소류지가 상부에 입지하고 있었다(Figure 3). 유입 및 유출하천은 폭이 좁은 농수로가 대부분이었고 축사, 농경지 내부를 지나고 있어 우기 시 오염가능성을 내재하고 있었다. 소류지는 유역상부에 위치하나 농업용수로 활용하기 위한 것으로 오염은 없었으며, 가산저수지로 유입되는 물을 일시적으로 저장할 수 있어 토사퇴적, 식생에 의한 오염물질 정화가 가능할 것으로 판단되었다. 수질관리는 수계를 통해 유입될 수 있는 점오염원 관리이므로 정화시설 설치 의무화와 유입된 오염물질의 1차침전 및 자연정화를 활성화하기 위한 소규모 습지조성이 필요할 것이다.

Fig. 3. Map of watershed state within Gasan reservoir basin

3) 오염원 분포현황

Table 4는 유역권에 분포하는 오염원의 유형 및 면적을 나타낸 것이다. 토지이용을 기초로 분류한 결과, 수질에 부정적 영향을 미치는 오염원의 전체면적은 316.0ha로 유역권면적의 약 59.7%를 차지하였고, 시가화지역이 전체 오염원의 14.0%, 녹지 및 오픈스페이스 지역이 86.0%이었다. 토지지목별 연평균 발생부하량에 있어서 BOD는 대지(85.9㎏/㎢․일), 답, 전, 임야, T-N은 대지(13.7㎏/㎢․일), 전, 답, 임야, T-P는 대지(12.1㎏/㎢․일), 답, 전, 임야 순으로 제시하고 있어(National Institute of Environmental Research, 2008) 시가화지역(14.0%)에 의한 오염가능성이 가장 높았다. 시가화지역 중 도로가 포함된 도로 및 관련시설이 1.9%이었고 면적은 협소하나 오염물질 집중유발지역인 상업업무시설지(0.7%), 공업지(0.5%), 축사(1.3%) 등에서 발생하는 오염물질의 유입이 우려되었다. 대지 다음으로 오염원 발생부하량이 많은 경작지는 상류에 대면적으로 분포하였고 그 중 논이 65.0%, 밭이 11.3%이었으며, 이 중 과다 농약살포 및 비료사용으로 수질오염강도가 높은 과수원(3.9%), 시설경작지(5.7%)가 분포하였다. 한편, 산림은 빗물이 숲을 통과할 때 포함된 질소, 인의 농도를 낮추는 기능과 함께 pH를 중성에 가깝게 하므로(Oh et al., 1987) 수질에 미치는 영향을 완화할 것이다.

Table 4.Area and ratio of each Pollutant source type

3. 공간평가 및 관리지역 설정

1) 비오톱 유형화 및 평가

비오톱 유형은 우선 생물서식 가능성에 의해 중분류하여 5개 유형으로, 이를 생육지 특성, 우점종의 자생성, 오염원 발생가능성 등에 의해 소분류하여 총 30개 세부유형으로 구분하였다(Table 5, Figure 4). 분석결과, 녹지 및 오픈스페이스가 전체의 93.5%이었으며 이 중 습지성 경작지 30.7%, 건조지성 경작지 7.2%, 시설경작지 1.0% 등 경작지비오톱(44.3%)의 면적이 넓었다. 습지비오톱에서는 수면이 노출된 저수지 16.2%, 하천 1.3%이었고 산림비오톱은 자연림이 26.6%로, 건조지성 침엽수 자연림이 23.6%, 하층 훼손된 자연림이 1.9%로 생태적 측면의 개선이 필요하였다. 저수지 수질에 악영향을 미칠 것으로 예상되는 시가화지역은 전체면적의 6.2%를 차지하였고 그 중 단독주택지는 2.4%, 도로 및 철도 관련시설 1.2%로 다소 넓었으며, 오염강도가 높은 축사(1.1%), 공업지(0.3%), 상업업무시설지(0.1%) 등이 수변에 산재해 있어 관리대책이 시급하였다.

Table 5.Evaluation result of biotope types

비오톱 유형화에 의한 유형평가결과(Table 6, Figure 5) 생태계 우수지역인 등급 Ⅰ은 전체면적의 44.6%를 차지하였고 생태계 양호지역인 등급 Ⅱ는 4.9%을 차지하여 전체 49.5%가 보존가치가 높은 지역으로 분석되었다. 생태계 훼손지역인 등급 Ⅲ 지역이 43.1%로 대상지 전역에 분포하여 복원이필요하였고 오염물질 유발지역인 등급 Ⅳ 지역이 3.1%, 오염물질 집중유발지역인 등급 Ⅴ 지역이 4.3%로 자연마을과 도시화지역 주변에 넓게 분포하여 이 지역에 대한 오염원 관리가 필요한 것으로 사료되었다.

Table 6.Area and ratio of each biotope evaluation grade

2) 수계권역 평가

Table 7은 수변거리에 따라 수계권역을 평가한 결과로, 저수지 수변에서 50m이내 지역인 등급 A지역(수질절대보전지역)이 전체면적의 4.9%, 50~100m 지역인 등급 B지역(녹지조성우선지역)이 4.5%를 차지하였고 100~500m 지역인 등급 C지역(배후산림지역)이 73.2%로 가장 넓은 면적으로 분포하였다.

Table 7.Gasan reservoir water system basin's area and ratio by rating

3) 환경생태현황을 고려한 관리지역 설정

관리지역 설정은 수질에 영향을 미치는 정도를 평가한 비오톱 유형평가 등급과 오염원 관리 우선정도를 평가한 수계권역 평가를 고려하여 5개 유형으로 구분하였다. 오염원집중관리지역은 수계권역평가 등급 A 지역 중 비오톱유형평가 등급 Ⅳ, Ⅴ 지역과 수계권역평가 등급 B 지역 중 비오톱 유형 평가 등급 Ⅴ 지역으로 설정하였다. 오염원관리지역은 수계권역평가 등급 B 지역 중 비오톱유형평가 등급 Ⅳ 지역과, 수계권역평가 등급 C 지역 중 비오톱유형평가 등급 Ⅳ, Ⅴ 지역이 해당하였다. 생태계복원지역은 비오톱유형평가 등급 Ⅲ에 해당하는 지역으로 설정하였으며 생태계보전지역과 생태계절대보존지역은 비오톱유형평가 등급 Ⅱ지역과 등급 Ⅰ지역으로 설정하였다.

관리지역별 면적 및 비율을 살펴보면(Table 8, Figure 7) 수변에 인접한 오염원집중관리지역이 0.6%, 오염물질을 유발하고 있으나 수변에서 떨어져 있는 오염원관리지역이 6.8%로 총 7.4%가 오염원에 대한 관리가 필요하였다. 수변구역 내 훼손된 생태계로 복원이 필요한 생태계복원지역은 42.8%이었으며, 생태계보존지역(4.9%)과 생태계절대보존지역(44.8%)은 양호한 생태현황을 지니고 있어 보존의 필요성이 있었다.

Table 8.The water system basin management area's area and ratio in Gasan reservoir

4. 호소생태계 관리계획

1) 생물다양성 증진 계획

수변구역에서 종다양성은 유기물함량과 전질소함량과 부의 상관관계를 갖는 것으로 연구되고 있다(Lee et al., 2003). 농촌지역 저수지의 오염물질은 도시지역과 달리 유기물과 전질소가 대부분을 차지하는 상태에서 이들 함량의 저감은 생물다양성 증진을 위해 우선적으로 고려해야 할 것이다. 이에 저수지 생물다양성 증진은 오염원집중유발지역 관리를 통한 오염원 관리와 함께 대규모 오염원의 오염물질 정화기반 구축이 필요하다. 수로에서 하천으로의 직접적인 오염물질 유입을 막기 위해 도로변 녹지조성을 통해 수생태계 개선을 도모하였다. 오염원 집중 관리를 위한 지역 중 오염원집중관리지역은 저수지와 인접하여 분포하는 오염원으로 축사, 상업지 등과 녹지지역 내 과수원, 시설경작지 등이 해당된다. 축사, 상업지 등 이주가 가능한 오염원에 대해서는 자체 오염물질 정화시스템을 구축하거나 이 후 조성예정인 지역에 대해서는 집단화하여 오염물질 정화시스템을 구축하면 효율적인 오염물질 관리와 수생태계 개선효과가 있을 것이다. 녹지지역 중 하천과 인접하여 수생태계를 훼손시키는 과수원, 시설경작지 등 녹지지역은 친환경농법 적용을 통해 오염물질 유입을 저감시켜야 한다. 수생태계 관리를 위한 오염원 집중 관리지역 면적은 63.3ha이었다. 그 중 환경생태평가를 통해 수변과 인접하여 우선적인 집중관리가 필요한 오염원집중관리지역은 60.0ha이었으며, 점진적 관리가 필요한 오염원관리지역이 3.3ha이었다.

Table 9.Pollution Intensive Management Area's area and ratio

도로변 오염정화 녹지조성은 저수지 유역권내 교통량이 많은 2차선 이상의 모든 도로를 조사하여 수생태계를 직접적으로 훼손시키는 수변인접도로를 파악하였고 오염물질 정화녹지를 조성하고자 하였다. 하천통로의 식생대는 주변으로부터 유입되는 인의 양에서 75~99%를, 질소는 10~60%가량을 제거할 수 있으며(Lowrance et al., 1985; Kim et al., 2007) 산림지역을 천연림으로 유지하는 것은 오염물질 배출억제 뿐 아니라 타 지역으로부터 유입되는 과도한 영양분, 퇴적물 등을 여과하는 기능을 가지므로(Kang, 2006) 도로변 오염물질 정화를 위한 녹지는 낙엽활엽수림 조성으로 설정하였다(Figure 8). 수변과 인접해 있는 도로 중 저수지와의 사이 공간이 사면, 농경지 또는 나지로 노출되어 있는 경우 도로로부터의 오염물질이 직접 하천으로 유입되어 수질을 악화시키므로 적극적인 관리를 통해 오염물질을 정화해야 하며 습윤지성의 다층구조 수림대를 조성해야 할 것이다. 

Table 10.The area and ratio of forest management area for increasing the biodiversity

토사유출은 토양유기물의 저수지 유입을 초래하며 무립목지에 비해 입목지가 연간 200배 이상 낮으며 수질정화에 영향을 미치는 토양공극, 점토성분, 부식성분에 영향을 미치는 것은 낙엽, 낙지, 초본 등 층위구조와 밀접한 관련이 있다고 하였다(Kim et al., 2006). 따라서, 수질정화와 생물다양성 증진을 위한 숲 관리는 재선충 피해림을 개선하기 위하여 낙엽활엽수림의 면적을 넓히고자 재선충 피해로 벌채된 침엽수 자연림, 인공림을 낙엽활엽수 자연림으로 천이를 유도하고자 하였다. 생물다양성 증진을 위한 숲 관리지역은 총 95.6ha이었다. 이 중 산림 내 인공림 간벌을 통한 낙엽활엽수 자연림으로 천이유도지역은 3.9ha, 산림 내 하층 훼손지 복원을 통한 다양성 증진 유도지역은 7.0ha㎡, 재선충 피해 침엽수림을 낙엽활엽수 자연림으로의 천이유도지역은 84.7ha이었다.

곰솔림과 소나무림은 재선충 피해로 인해 쇠퇴현상이 뚜렷하고 아교목층과 관목층에 천이를 주도하는 교목성상의 수종이 출현하지 않아 쇠퇴 현상이 가속화 될 것으로 우려되고 있다. 생물서식처 및 경관개선을 위해서는 피해목 제거와 동시에 교목성상의 낙엽활엽수를 식재하여 생물다양성 증진 및 경관개선을 유도해야 할 것이다. 1단계에서는 재선충 피해로 제거되는 소나무림, 곰솔림 분포지역을 파악한 후, 2단계에서는 교목층과 아교목층에 제거되는 수목을 대체할 수 있는 교목성상의 수목을 식재한다. 주변에 굴참나무, 상수리나무가 우점하므로 흉고직경 8cm 정도의 수목을 제거목 인근에 식재하고 아교목과 관목성상의 수종은 묘목을 랜덤하게 식재한다. 3단계에서는 식재한 상수리나무, 굴참나무의 생장정도를 파악한 후 적절한 관리를 통해 때죽나무, 팥배나무, 생강나무, 진달래 등의 수목이 생육하는 다층구조의 낙엽활엽수 자연림을 유지하도록 하였다. 생물다양성 증진을 위한 숲 관리 지역은 유역권 전체를 대상으로 면적을 산정해 다소 넓은 경향이 있으므로 차후 저수지와의 연관성 및 경관적인 측면을 고려할 필요가 있다.

2) 생태계 보존 및 복원계획

생태계 보존 및 복원은 생물다양성을 증진시키고자 우수생태계 보존과 훼손된 생태계에 대해서는 생물서식처 복원계획을 제시하였다. 호소는 수면과 산림, 경작지(육상생태계)의 전이지역인 주연부(ecotone)로 생태적인 중요성이 높아 이를 유지․발전시키기 위하여 호소생태계 보존 및 주연부 복원계획을 제안하였다. 생물다양성 증진을 위한 우수생태계 보존은 유역권 내에서 생태적 가치가 높은 지역으로 낙엽활엽수 및 상록침엽수 자연림, 습지로 변화된 묵논 및 버드나무군락지를 보존하고자 하였다(Choi, 2009). 우수생태계는 호소 및 주변 지역의 생물다양성 증진을 위한 우수생태계 보존지역은 95.0ha이었다. 이 중 산림 내 자연림 보존지역은 88.7ha이며, 천이 진행 중인 경작지 보존지역은 1.3ha, 하천변 습지성 초지 보존지역은 5.0ha이었다.

Table 11.The area and ratio of Outstanding Ecosystem Conservation Area for increasing the biodiversity

훼손된 생물서식처 복원을 위해 수변 중 제방 제거가 가능한 곳은 범람원 습지를 복원하고 하천 인접 논경작지는 습지로 복원하여 야생동․식물 서식처로서의 기능 회복을 제안하였다. 생물다양성 증진을 위한 생물서식처 조성에서는 산림생태계와 연결되는 지역(주연부)의 생태계 복원과 더불어 저수지변 논경작지 및 묵논형 습지에 생물이 서식할 수 있는 습지를 조성함으로써 생물다양성을 증진시키도록 하였다. Table 12는 생물다양성 증진을 위한 생물서식처 조성 가능지역의 면적으로 수변구역내 논경작지의 습지 복원 지역은 7.0ha이며, 천이 진행중인 또는 습윤지성 초지로 보완이 필요한 지역은 0.3ha이었다.

Table 12.The schematic map of removing the banks for restoring the wetland in floodplains paddy rice field

습지는 갈대, 부들 등의 식물과 기반인 토양, 자갈 등으로 인해 오염물질 분해 등 수질정화에 가장 중요한 역할을 하므로(EPA, 1988) 제방 또는 사면 지역 변에 논경작지로 이용하고 있는 지역 및 묵논 중 현장확인을 통해 사면 및 제방 제거가 가능한 지역을 선별하여 범람형 습지로 복원하는 것을 제안하였다(Figure 9). 제방 제거를 통한 수변 지역 복원은 수원함양기능과 수질개선효과를 동시에 높일 것이며 단절된 저수지와 산림생태계를 연결하여 풍부한 생물서식처를 제공할 것이다. 저수지변에 논이 분포하는 지역은 모식도와 같이 제방 옹벽의 일부를 제거하여 강우시 물이 유입되어 논경작지에 저류될 수 있도록 제안하였다. 이처럼 논경작지를 범람원 습지로 조성할 경우 수생식물의 생육이 가능하며 더불어 다양한 야생동물의 서식처로 복원될 것이다. 습지조성 시에는 논토양을 활용하고 지반은 논에서 활용할 수 있는 뻘을 50㎝이상 포설하도록 하며 내부에는 정수식물을 식재하는 것이 바람직하다고 하였으며(Lee and Kang, 2008), 부들 습지의 경우 영양염류 뿐만 아니라 철을 제외한 중금속 및 비금속 물질의 제거에도 상당히 높은 효율을 나타낸 것으로 나타났다(Chon et al., 2008). 또한 수생식물은 오염물질의 직접적인 흡수, 미생물이 부착할 수 있는 매체 역할 등을 수행하므로(Yang, 2005) 가능한 다양한 수심을 조성하여 여러 종류의 식물이 분포할 수 있는 여지를 두는 것이 좋을 것이다. 결국 습지생태계 복원 시 자유수면 습지는 정수식물이 성장하는 수심 약 0.2~0.3m 정도의 폐수부(closed water)와 정수식물이 분포할 수 있는 최대분포수심이 95~100㎝이므로 성장하지 못하는 수심 약 1~1.5m의 개수부(open water)로 구성하는 것이 바람직하므로(Lee et al., 2002; Kwon et al., 2006; Yang, 2003) 가능한 0.2~1.5m 정도 수심이 유지되도록 조성해야 할 것이다. 

과거 농경지에 물을 공급하기 위하여 조성된 저수지는 유역권 하부의 논경작지에 물을 공급하는 역할을 수행하였으나 상류의 도시조성 및 도시확장, 수변의 축사, 상업시설 등 오염원의 미관리로 수질오염은 심각해지고 있다. 또한 도시지역내 여가공간의 부족은 무분별한 이용을 초래하고 있어 생태계 훼손의 위험성은 항시 내재되어 있다. 다양한 생태계가 접하는 저수지는 생물다양성이 높은 지역으로 서식․분포하는 동․식물상을 파악하지 못한 상태에서의 이용은 결국 생물종의 감소와 더불어 지역 고유의 생태계 훼손이 우려되는 바이다. 이러한 문제를 해결하고자 본 연구는 저수지 자체의 생물상과 주변의 토지이용특성을 고려한 관리지역 설정, 수변 녹지대 조성방안 제안 등 공간계획 관점에서 접근하였다. 본 연구는 첫째, 호소내 서식․분포하는 생물상의 정확한 파악은 지역 고유의 중요한 생물자원 보호와 지역자원에 대한 데이터 축적에 의미가 있다. 둘째, 향후 호소를 포함한 지역의 생태계획 및 공원녹지기본계획 수립시에 체계적인 보존 및 관리를 위한 공간계획과 정책 수립에 있어 기초자료로 활용할 수 있다. 셋째, 여가장소 조성계획시 지역 고유의 생물종과 생물서식처를 고려한 계획을 수립함으로써 친환경적인 이용을 도모할 수 있을 것이다. 다만 수변지역에 실질적인 녹지조성을 통해 녹지대와 생물서식처 등에 대한 객관적인 효용성 검증에 관한 연구가 다양하게 진행되어야 할 것이다.