서 론

국립공원 공원자원조사는 자연공원법 제36조 및 동법 시 행령 제27조에 의거한 법정조사이며, 국립공원의 현황(자 연생태계, 경관 및 문화자원, 지속가능한 이용 등)을 조사․평 가하여 법정계획, 공원정책 수립 등 공원관리 기초자료를 제공하고자 2019년부터 매 5년마다 시행되고 있다(NPRI, 2019). 2020년 국립공원 공원자원조사는 그 두 번째 조사이 며, 월악산국립공원을 포함하여 설악산국립공원, 덕유산국 립공원, 한려해상국립공원 등 4개 국립공원이 해당된다.

월악산국립공원은 1984년 12월 31일 치악산과 함께 지 정된 국립공원으로서, 소백산국립공원을 지나 속리산국립 공원으로 연결되는 백두대간의 중간에 위치하며 행정구역 상 충청북도 충주시, 제천시, 충주시, 단양군, 그리고 경상북 도 문경시 일부에 걸쳐 있고 공원면적은 287.571㎢이다 (KNPS, 2020). 하천유역은 거의 대부분 한강 수계에 속해 있으며, 백두대간을 경계로 남쪽에 일부 낙동강 수계에 속 해 있으나, 그 규모가 매우 작다. 한편 월악산국립공원 동북 쪽에는 남한강 본류가 지나는데 충주댐 축조로 형성된 충주 호 일부가 위치해 있다. 이와 같이 계곡과 하천, 호수 등 월악산국립공원은 다양한 어류가 서식할 수 있는 많은 조건 을 가지고 있다고 볼 수 있다.

담수어류는 지형변화와 같은 물리적 변경이 없는 한, 제 한된 수역에 서식하기 때문에 서로 다른 환경 조건에 적응 하는 과정에서 지역 고유종이 나타나며 이와 같은 고유종의 존재는 국내 담수어류의 유래와 분포구계 및 어류의 종 다 양성을 이해하는 데 매우 중요하다고 할 수 있다(Kim, 1997). 따라서 어류의 서식지 환경 및 어류상의 주기적인 조사‧연구는 담수어류의 변화를 파악하고 수생태계 복원에 필요한 기초자료를 제공할 수 있으므로 매우 중요하다고 생각된다.

본 연구는 월악산국립공원 내 주요 서식지의 환경 및 어 류조사를 통하여 서식환경에 따른 어류군집의 특성을 파악 하고자 하였으며, 체계적이고 과학적인 공원관리 등을 위한 기초자료를 마련하고자 실시하였다.

연구방법

1. 조사기간 및 조사지점

월악산국립공원의 어류조사는 2020년 6월부터 11월까 지 계절별로 3회에 걸쳐 실시하였다.

조사대상 지점은 월악산국립공원 내 전체 수계에 대하여 공간균등계층추출법(Spatially Balanced Sampling) 중 하 나인 계층적 비균등확률 추출방법을 이용하였다(Stevens and Olsen 2004). 다양성은 정밀식생도를, 접근성은 탐방로 정보를 이용하여 정량화하여 250×250m 크기의 격자로 선 정하였다(Kim et al., 2020). 이와 같은 방법을 통하여 월악 산국립공원의 조사대상 지점수는 모두 20개가 선정되었으 며 각 조사지점별 위치정보는 Table 1 및 Figure 1과 같다.

2. 조사 및 분석방법

1) 현지조사

(1) 서식지 환경

월악산국립공원의 서식지 환경은 유폭과 수심, 하천차수, 하천형, 하상구조, 주변 환경 등을 측정 ․ 기록하였다. 유폭 은 50m 줄자 또는 레이저거리측정기를 이용하였으며, 수심 은 1m 직자를 이용하였다. 하천차수는 국립공원공단 하천 차수(KNPS STREAM ORDER 5181)를 이용하여 산출하 였다. 하천형은 상류형(Aa), 중상류형(Aa-Bb), 중류형(Bb), 중하류형(Bb-Bc), 그리고 하류형(Bc)로 각각 구분하였다 (Kani, 1944). 하상구조는 Cummins (1962)의 분류법을 응 용하여 큰돌(>256㎜), 작은돌(64~256㎜), 조약돌(16~64 ㎜), 자갈(2~16㎜), 모래(0.1~2㎜), 진흙(<0.1㎜)으로 구분 하였으며 그 비율을 %로 표시하였다. 고도는 GPS를 이용 하여 현지조사 시 해당 위치좌표의 고도값을 측정하였으며, 이밖에도 주변환경, 교란요인, 기타 특이사항 등을 기록하 였다.

(2) 어류의 채집

어류의 채집은 서식지 환경에 적합하도록 투망(7×7㎜)과 족대(4×4㎜)를 이용하여 직접 채집을 하였으며, 유량이 매 우 적어 채집도구의 사용이 어려운 경우 뜰채와 직접 관찰 을 통하여 확인하기도 하였다. 포획횟수 및 조사시간은 유 량에 따라 적절히 안배하였으나, 지점 간 편차가 크지 않은 범위(투망 7±3회, 족대 40±20분) 내에서 정량적으로 수행 하였다.

(3) 분류 및 동정

채집된 어류는 현장에서 동정 및 방류를 원칙으로 하지만 일부 동정이 어려운 개체 또는 표본이 필요한 경우 10% 포르말린 용액에 고정한 다음 실험실로 운반하여 동정하였 다. 현장에서 동정된 어류는 개체수를 기록하고 사진촬영 후 방류하였으며 실험실에서 동정한 개체는 확증표본을 제 작, 국립공원연구원 표본실에 보관하였다.

어류의 동정 및 분포 구분은 국내에 발표된 검색표(Kim, 1997;Kim and Park, 2002;Kim et al., 2005;Choi et al., 2002)에 따랐으며, 학명은 국립생물자원관(NBRI, 2020)의 국가생물종목록(2019. 12. 31. 기준)을 적용하였고 어류목 록의 배열은 Nelson(2006)의 분류체계를 참고하였다.

2) 서식지 환경 및 어류군집 분석

(1) 서식지 환경 분석

서식지별로 수집된 환경자료를 바탕으로 서식지 간 특성을 비교하고자 주성분 분석(principal components analysis, PCA)을 실시하였다. 자료의 분석은 ‘R console (ver. 3.6.1)’ 상에서 분석하였으며(R core team, 2012), ‘vegan’ package 의 ‘rda’ 함수를 이용하였다(Oksanen et al., 2012).

(2) 어류군집 분석

각 서식지에서 출현한 어류를 대상으로 ordination 분석 을 하였다. 먼저 서식지별 어류군집구조를 분석하고자 출현 종의 종수와 개체수를 이용하여 다양도지수(Shannon and Weaver, 1963)를 산출하였으며 ‘vegan’ package의 ‘radfit’ 함수(Oksanen, 2011)를 사용하여 순위풍부도곡선(rank abundance curve, RAC)을 분석하였다(Whittaker, 1965;Wilson, 1991). 순위풍부도 곡선의 유형은 무효(Null), 대수 정규(Lognormal)(Preston, 1948), Mendelbrot(Mendelbrot, 1965), 선점(Preemption)(Motomura, 1932), 그리고 Zipf (Zipf, 1949)의 5개의 모델 중에서 Akaike 정보기준(Akaike’s information criteria, AIC)이 가장 낮은 것을 최적 모델로 선정하였다. 또한 순위풍부도 곡선의 평균 기울기(average slope, AS)는 다음의 식을 이용하여 산출하였다(Kim et al., 2013).

(3) 서식지 환경에 따른 어류군집 상관성 분석

어류군집 결과를 토대로 서식지 환경과의 상관성을 파악 하기 위하여 어류군집의 개체수를 바탕으로 정준상관분석 (canonical correspondence analysis, CCA)을 실시하였다 (ter Braak, 1986;ter Braak and Verdonschot, 1995). 또한 CCA 축과 환경요인간의 상관관계는 ‘vegan’ package의 함 수 ‘envfit’으로 분석하였다(Oksanen, 2011).

결과 및 고찰

1. 서식지 환경 및 분석

월악산국립공원 20개 지점의 물리적 환경을 파악한 결 과, 모두 남한강으로 유입되는 하천이었으며 동달천 3개 지 점, 광천 6개 지점, 그리고 단양천 10개 지점으로 확인되었 다. 하천형의 대부분은 산간계류형(Aa) 또는 중상류역 (Aa-Ab)의 형태를 나타내었다. 서식지가 위치한 각 지점의 고도는 181~473m였으며, 평균 304.2m였다. 또한 유폭은 1.5~26.8m의 범위로 나타났고 평균 10m로 규모가 크지 않 았다. 수심은 13.3~78.3㎝였고 평균 43.1㎝로 나타났으며, 하천차수는 3차 하천 13지점, 4차 하천 3지점, 5차 하천 4지점으로 각각 확인되었다. 하상구조는 대부분 큰돌과 작 은돌로 구성되어 있었으며, 조약돌과 자갈이 산재해 있는 형태로 일부 지점에서는 모래와 진흙이 분포하였다(Table 2). 이는 하천의 유량 및 유속과 관계가 있는데 하천의 유량 이 많지 않고 유속이 빠를 경우 호우와 같은 유량이 급격히 증가하여 입자가 작은 흙과 모래, 잔자갈 등은 하천에 쉽게 침식되어 하류로 이동하게 되기 때문으로 생각된다.

월악산국립공원 서식지별 물리적 환경요인인 고도, 유수 폭, 수심, 하천차수, 그리고 7종류의 하상물질 등의 대표값 을 산출한 다음, 11개 항목의 주성분 분석을 실시하였다. 그 결과 하상물질 중 모래와 진흙을 제외한 9개 항목에서 유의수준이 높은 것으로 나타났다. 특히 암반, 자갈, 잔자갈 에서 매우 높게 나타났으며, 그밖에 물리적 환경요인인 고 도, 유수폭, 수심, 하천차수에서 0.001로 높게 나타났다 (Table 3).

주성분 분석 결과에서 각각의 물리적 환경요인의 상관관 계를 분석한 결과 제1축의 고유값(eigenvalue, EV)은 3.534, 제2축의 고유값은 3.012로 나타나 전체의 약 60%를 반영하였다(Figure 2). 먼저 제1축을 기준으로 보았을 때, 하상물질과 유수폭, 하천차수, 수심, 고도에 의해 좌우로 위 치하였다. 한편 제2축을 기준으로는 역시 고도와 자갈, 모 래, 진흙의 하상물질에 의해 상하로 분포하였다. 이는 고도 별 위치에 따른 하상물질 구조의 차이와 관련 있을 것으로 판단되는데, 즉 고도가 높은 상류역일수록 하천차수와 유수 폭이 작고, 하상은 주로 암반과 큰돌이 분포하며, 고도가 낮아짐에 따라 하천차수와 유수폭이 증가하고 하상물질은 주로 자갈, 모래, 진흙 등이 분포하는 것으로 볼 수 있다.

2. 어류상 및 군집분석

월악산국립공원에서 서식이 확인된 어류는 총 7과 16종 이 2,183개체가 확인되었다(Table 4). 먼저 과별 어종을 살 펴보면 잉어과 어류가 56.3%(9종)으로 가장 많았으며, 미 꾸리과 어류가 12.5%(2종)이었다. 그밖에 메기과, 퉁가리 과, 바다빙어과, 꺽지과, 그리고 동사리과 어류는 각각 6.3%(1종)으로 확인되었다(Figure 3). 이와 같이 잉어과와 미꾸리과 어류가 높은 비율을 차지하는 것은 한반도의 서 ․ 남 해안으로 유입되는 하천에서 공통적으로 나타나는 현상으 로, 우리나라의 주된 어류군집이 중국대륙으로부터 유래했 음을 보여주는 근거가 된다(Jeon, 1980). 또한 출현한 어종 별로 살펴보면 참갈겨니가 86.2%(1,881개체)로 우점종, 버 들치가 3.8%(84개체)로 아우점종을 각각 차지하였으며 이 밖에도 돌고기 2.9%(63개체), 쉬리 1.6%(36개체), 동사리 1.5%(33개체) 등의 순으로 나타났다. 이와 반대로 개체수 가 10개체 미만으로 희소하게 출현한 어종으로는 배가사리, 어름치, 참종개, 퉁가리, 가는돌고기, 은어, 돌마자 등 7종이 었다(Figure 4).

본 조사에서 출현한 법정보호종으로는 환경부지정 멸종 위기 야생생물 Ⅱ급으로 지정된 가는돌고기 1종과 문화재 청지정 천연기념물 제259호 어름치 1종 등 모두 2종이 확인 되었다. 가는돌고기는 1개 지점(R9) 3개체, 어름치는 2개 지점(R9, R19)에서 8개체만이 출현하여 그 분포지역과 개 체수가 빈약한 실정이다. 월악산국립공원 일대에서 출현한 16종의 어류 중 한국고유종은 돌마자, 가는돌고기, 퉁가리, 참종개, 어름치, 배가사리, 새코미꾸리, 미유기, 꺽지, 동사 리, 쉬리, 참갈겨니 등 12종으로 전체 75.0%를 차지하여 우리나라 평균 고유화 빈도인 28.8%(Kim et al., 2005)보다 약 2.5배 이상 높은 것으로 나타났다. 이와 같이 고유종의 빈도가 높게 나타난 것은 현재 월악산국립공원 내 하천 서 식지의 물리적인 변화가 매우 적고 수환경 보전이 양호하다 는 것을 의미한다고 볼 수 있다.

한편 조사된 서식지별로 출현한 어류를 살펴보면 R9에서 10종으로 가장 많은 어종이 확인되었으며, R19에서 9종이 출현하였다. 이밖에도 R13, R10, R20에서 각각 5종, R4, R11, R7, R18에서 각각 4종, R14, R17, R5에서 각각 3종, R16, R15, R3, R2에서 각각 2종, R6, R1, R8, R12에서 각각 1종씩 확인되었고 어류가 출현하지 않은 지점은 없었 다. 그리고 하천의 수계별 어류군집을 비교한 결과 먼저 동 달천 3지점에서 출현한 어종은 모두 3과 5종 560개체였으 며, 광천 6지점에서는 5과 8종 525개체, 그리고 단양천 11 지점에서는 7과 15종 1,098개체로 단양천에서 종수와 개체 수가 가장 많았으며, 동달천에서 종수가 가장 적었고 광천 에서 개체수가 가장 적은 것으로 확인되었는데 이는 조사된 서식지 지점의 수와 하천의 길이, 규모 등에서 차이가 나는 것으로 생각된다(Table 5).

월악산국립공원 서식지별 순위풍부도 곡선에 대한 모형 의 적합성 판단여부를 위한 Akaike의 정보기준 값과 그에 따라 유도된 순위풍부도와 다양도지수 및 곡선의 평균기울 기는 Table 6 및 Figure 5과 같다. 순위풍부도 곡선 또는 순위 수도 분포는 종 다양성을 의미하는 구성요소 중 풍부 도와 균등도를 동시에 표현할 수 있는 방법이다(Kim et al., 2013;Whittaker, 1965;Magurran, 2004). 서식지별 어류군 집의 순위풍부도 곡선의 모형을 비교 ․ 분석한 결과 먼저 1 종만이 출현하여 분석이 불가능한 서식지는 R1, R12, R6, R8이었다. 또한 2종이 출현한 지점은 R15, R16, R2, R3이 었으며 이중 R15, R16, R3의 경우 대수정규(Lognormal) 모형, R2은 선점(Preemption) 모형이 적합한 것으로 나타났 다. 그밖에도 선점 모형이 적합한 지점은 R17, R20, R5으로, 출현종이 3종인 지점이었다. 그밖에 9개 지점에서는 Zipf 모형이 적합한 것으로 나타났다. 대수정규 모형은 종간 경 쟁에서 특별히 우세 또는 열세한 개체군이 많지 않고 군집 내 생태적 지위(ecological niche)에 적절히 서식하고있다는 것을 의미한다(Wilson et al., 1996). 각 조사지점의 출현종 을 살펴보면 R15에서는 참갈겨니와 쉬리, R16에서는 버들 치와 참갈겨니, R3에서는 참갈겨니와 꺽지가 출현하였는 데, 각 종간에는 서식지 또는 먹이와 같은 종간 경쟁이 적은 집단인 것을 알 수 있다. 또한 선점 모형은 직선형으로서 단순한 환경 또는 표본의 크기가 작은 것으로 설명된다 (Whittaker, 1965;Wilson, 1991). 따라서 본 조사 지역들은 빈약한 어류상을 나타내거나 서식환경이 상대적으로 단순 하기 때문으로 생각된다. 다만 R2의 경우 서식환경을 고려 했을 때 다양한 어류가 서식할 수 있는 조건임에도 참갈겨 니와 동사리 2종만이 출현하였는데, 향후 면밀한 조사가 요 구된다. 그밖에 Zipf 모형은 일반적으로 다양한 종들이 서 식하고 있다는 것으로 설명할 수 있으며(Wilson, 1996), 선 점 모형과는 상반되는 개념이다. 따라서 다양한 어류군집을 보인다고 볼 수 있으나, 참갈겨니가 다른 어종들보다 우세 한 정도가 큰 것으로 보인다.

다양도지수는 0.05~1.07로 나타났으며 R15에서 가장 낮 았고, R20에서 가장 높았고 전체 평균은 0.45로 확인되었다. 또한 각 모형의 평균기울기는 0.06~1.03의 범위를 나타내었 으며 R16에서 가장 낮았고 R15에서 가장 높았으며, 전체 평균은 0.41로 확인되었다. 특히 R20의 다양도가 가장 높게 나타났는데, 다른 지점의 경우 참갈겨니의 우점율이 매우 높아 특정종이 우세한 정도와 반비례하는 다양도지수가 낮 았기 때문에 상대적으로 높게 나타난 것으로 판단된다.

3. 환경요인에 따른 어류군집 분석

월악산국립공원 서식지별 어류군집과 환경요인 사이 의 관계를 분석하기 위하여 20개 지점을 대상으로 정준상 관분석(CCA)을 실시한 결과, 제1축과 제2축의 고유값 (eigenvalue)은 각각 0.3266, 0.0729였으며, 두 축은 전체의 약 31%를 반영하였다(Figure 6). 서식지와 전체 16종의 어종의 배열을 살펴보면 제1축을 기준으로 크게 두 그룹 으로 나누어졌다. 이는 크게 서식지의 고도와 유수폭, 하 상물질 중 암반과 잔자갈, 모래 등에 따라 나누어진 것으 로 나타났다. 반면 좌측에는 이와 반대의 서식지에 속하 며 버들치와 같은 계류역의 어종만이 분포하는 빈약한 어류상을 나타내었다. 한편 제2축을 기준으로는 R20 하 나의 그룹만이 분류되었는데 두 그룹과 또 다른 서식환경 과 어류상을 나타내고 있었다. 즉 제1축을 기준으로 우측 에는 고도와 암반의 영향을 많이 받고 있는 상류역으로서 대부분의 서식지가 해당되며 참갈겨니, 돌고기, 피라미, 가 는돌고기, 어름치 등 상류와 중상류까지 분포하는 어종들이 출현하였다. 이와 같이 월악산국립공원 내 서식지별 어류군 집에 영향을 끼치는 주요 환경요인은 고도, 유수폭, 그리고 하상물질인 것으로 확인되었는데 이는 고도에 따른 하천의 규모와 하상물질이 변화하기 때문인 것으로 판단된다. 즉 고도가 높고 유량이 적은 상류역일수록 하천의 수환경과 어류군집이 빈약해지고 고도가 낮은 하류쪽으로 갈수록 유 량이 풍부해지고 어류의 서식처와 군집이 다양해지는 것으 로 생각된다. 또한 유수역인 하천과 정수역인 저수지의 서 식지에 따른 어류군집의 차이도 명확히 구분되는 것으로 나타나 서식지에 따른 어류군집 역시 다른 양상을 보이는 것으로 확인되었다. 따라서 향후 고도에 따른 서식지의 환 경과 어류군집에 대한 면밀한 조사를 실시한다면 국립공원 내 서식지에 따른 어류군집의 특성을 파악할 수 있을 것으 로 판단되며, 물리적 환경요인뿐만 아니라 다양한 환경요인 조사를 통하여 비교 ․ 분석한다면 더욱 구체적이고 명확한 결과를 도출할 수 있을 것으로 사료된다.