서 론
담수어류는 하천생태계의 먹이피라미드에서 상위소비자 로서 하천생태계의 안정성과 지속성을 대표하고(Kim, 1997;Kim and Park, 2007), 과거에서부터 현재까지의 지질학적 역사와 생태계의 상호작용, 종분화 등에 따라 다양한 분포 양상을 보이고 있다(Nishimura, 1974;Kim, 1997;NIER, 2016;Yoo et al., 2016). 우리나라의 담수어류는 대형 댐과 하굿둑의 건설, 하천 준설 및 하천 정비 공사, 외래종의 도 입, 수질오염 등의 인위적 요인에 영향을 받아 종수와 생물 다양성이 감소하고 있다(Kwater, 2007;Lee et al., 2009;MAFRA, 2010;Ko et al., 2017). 이로 인해 어류의 개체수 와 종수가 감소하여 종 다양성이 낮아지고, 일부 종의 경우 멸종위기에 처해있거나 멸종되었다고 보고되었다(ISK, 2003, Yeom et al., 2007;NIBR, 2011;An and Lee, 2018). 이러 한 의미에서 국립공원과 백두대간, DMZ 일대는 인간의 간 섭이 최소화된 지역으로 자연생태계가 잘 유지되고 있는 것으로 보고되고 있다(NPRI, 2019;ME and NIE, 2021a;2021b).
방태천은 강원도 인제군 기린면의 점봉산(1,424m)에서 발원하여, 내린천으로 유입되는 한강수계의 지방 2급하천 이다. 방태천은 본류와 5개의 소하천 등으로 이루어져 있고, 한석산(1,119m), 매봉산(1,268m), 점봉산(1,424m) 등의 고 도가 높은 산들로 둘러싸여 있어 유역경사가 급해 유속이 빠른 산지 하천의 특징을 보이고, 하천연장은 23.53㎞, 유로 연장은 226㎞, 유역면적은 195.㎢이며, 주변은 대부분 임야 와 일부 농경지, 민가가 있다(Kwater, 2007). 방태천 상류부 는 백두대간보호지역에 포함되며(NIE, 2021a), 이중 점봉 산 일부는 최근 설악산국립공원으로 편입되어 관리되고 있 다(KNPS, 2022).
방태천의 어류상에 관한 연구로는 제2차 전국자연환경조 사(Byeon and Byeon, 1997;Byeon and Choi, 1997;Cha and Yoon, 1997)와 제3차 전국자연환경조사(Choi and Jeong, 2007a;2007b), 제4차 전국자연환경조사(Byeon et al., 2013), 설악산국립공원(점봉산) 자연자원조사(KNPS, 2012) 등의 단편적 보고만 있다. 그 외에 방태천은 기후변화 민감종이며 환경부지정 멸종위기 야생생물 II급으로 알려 진 열목어(Brachymystax lenok tsinlingensis)의 집단서식지 로 보고된 바 있으며(Ko et al., 2021), 냉수성 어류인 열목 어와 둑중개(Cottus koreanus), 금강모치(Rhynchocypris kumgangensis), 새미(Ladislavia taczanowskii)가 많이 서 식하는 것으로 보고되었다(ME and NIE, 2019;KNPS, 2020).
따라서, 본 연구에서는 방태천의 어류상을 조사하여 어류 군집 특성 및 냉수성 어류의 서식양상, 하천건강성을 평가 하여 파악하고 선행연구와 비교하여 변화양상을 추정하며 나아가 어류 보존방안을 제시하고자 하였다.
연구방법
1. 조사 시기 및 지점
조사는 2020년 봄(4월 18~19일), 여름(6월 15~16일), 가 을(10월 26~27일)로 구분하여 어류 서식 현황과 서식지 환 경을 조사하였다. 조사지점은 강원도 인제군 기린면에 위치 한 방태천의 상류부터 하류까지 3~5㎞ 간격으로 11개 지점 을 선정하였고, 지점별 위치 정보는 다음과 같다(Figure 1)
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St. 1: 강원도 인제군 기린면 진동리(38° 1'58.54"N 128°27'26.17"E)
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St. 2: 강원도 인제군 기린면 진동리 설피교 하방(38° 2'3.32"N 128°28'24.37"E)
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St. 3: 강원도 인제군 기린면 진동리(38° 1'26.03"N 128° 28'19.82"E)
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St. 4: 강원도 인제군 기린면 진동리 돌보(38° 0'17.97"N 128°28'51.74"E)
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St. 5: 강원도 인제군 기린면 진동리(37°59'36.85"N 128° 29'36.59"E)
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St. 6: 강원도 인제군 기린면 진동리(37°58'43.69"N 128°29'10.56"E)
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St. 7: 강원도 인제군 기린면 진동리 진흙교 하방 (37°58'44.25"N 128°27'12.26"E)
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St. 8: 강원도 인제군 기린면 진동리(37°57'49.95"N 128°24'28.14"E)
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St. 9: 강원도 인제군 기린면 방동리 방동2교(37°56'58. 92"N 128°22'57.83"E)
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St. 10: 강원도 인제군 기린면 방동리 방동교(37°57'11. 13"N 128°21'2.77"E)
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St. 11: 강원도 인제군 기린면 현리 보(37°56'51.13"N 128°19'17.94"E)
2. 채집 및 조사방법
채집은 조사 정점을 기준으로 상·하 약 200m 구간에서 족대(망목 4×4㎜, 30분)와 투망(망목 6×6㎜, 10회)을 이용 하여 실시하였고, 채집된 개체는 현장에서 육안으로 동정 및 개수한 후 방류하였다. 어류의 동정은 Kim(1997), Kim et al.(2005)Kim and Park(2007) 등에 따랐으며 분류체계 는 Nelson(2006)에 따라 목록을 정리하였다. 서식지 환경은 하천형과 하상구조, 하천차수, 하폭, 유폭, 수심, 고도 등을 조사하였는데, 하천형은 Kani(1944), 하상구조는 Cummins (1962)에 따라 현장에서 육안으로 구분하였다. 하폭과 유 폭, 수심은 거리 측정용 망원경(Yardage pro Tour XL, BUSHNELL, Japan)과 줄자를 이용하여 측정하였고, 하천 차수(Stream order)는 축척 1: 120,000 기준으로 계산하였 으며, 고도는 Google Earth(Google earth Pro, USA)의 지점 별 고도를 사용하였다.
3. 군집 분석
군집 분석은 조사지점별 출현 종과 개체수를 바탕으로 우점도(dominance index)와 다양도(Diversity index), 균등 도(Evenness index), 풍부도(Richness index) 지수를 산출 하였고(Margalef, 1958;McNaughton, 1967;Pielou, 1966;1975), 군집구조는 Primer 5.0(PRIMER E Ltd, UK)을 이용 하여 Bray–Curtis 유사도를 계산한 후 도식화하였다.
4. 하천 건강성 평가
하천 건강성은 우리나라 하천의 건강성을 평가하기 위해 개발된 모델(IBI)을 이용하여, 하천 차수(Stream order)에 따라 8개의 매트릭(M1: 국내종의 총 종수, M2: 여울성 저서 종수, M3: 민감종수, M4: 내성종의 개체수 비율, M5: 잡식 종(Omnivores)의 개체수 비율, M6: 국내종의 충식종 (Insectivores)의 개체수 비율, M7: 국내종의 총 개체수, M8: 비정상종(Anormalities)의 개체수 비율)의 값을 계산 후 합 산하여 어류생물지수(FAI)를 산출하였다. 산출된 어류생물 지수에 따라 5단계인 매우 좋음(A), 좋음(B), 보통(C), 나쁨 (D), 매우 나쁨(E) 등급으로 평가하였다(NIER, 2019).
결 과
1. 서식지 특성
하천의 상류는 산림으로 둘러싸여 있는 자연형 하천의 특징을 보이고, 하류로 갈수록 민가와 농경지로 이루어진 하천의 특징을 보이고 있었다. 하폭은 10~130m, 유폭은 5~110m로 상류에서 하류로 갈수록 넓어졌고, 고도는 300~ 787m로 비교적 높은 곳에 위치해 있었다. 하천 차수는 3~5 차 하천이고, 하천형은 계류형(Aa)과 상류형(Aa-Bb), 평지 형(Bb), 하상은 큰돌(Boulder)과, 돌(Cobble), 자갈(Pebble), 잔자갈(Graverl)로 구성되어 있었으며, 큰돌과 돌의 비율이 높았다. 일부 지점(St. 5, 9, 11)에서는 보가 형성되어 있었 고, St. 3은 제방공사가 진행되고 있었으며, St. 4는 홍수로 인한 수해복구공사가 이루어졌다(Table 1).
2. 어류상
방태천 어류상 조사 결과 11개 지점에서 채집된 어류는 총 9과 26종 4,640개체였다. 우점종은 금강모치 (Rhynchocypris kumgangensis, 31.5%)였고, 아우점종은 참갈겨니(Zacco koreanus, 27.8%), 그 다음으로는 새미 (Ladislavia taczanowskii, 15.9%), 돌고기(Pungtungia herzi, 4.0%), 열목어(Brachymystax lenok tsinlingensis, 3.7%), 배 가사리(Microphysogobio longidorsalis, 2.4%), 피라미(Z. platypus, 2.3%), 퉁가리(Liobagrus andersoni, 2.3%) 등의 순으로 우세하게 출현하였다(Figure 2). 출현종 중 한국고 유종으로 묵납자루(Acheilognathus signifer), 가는돌고기 (Pseudopungtungia tenuicorpa), 쉬리(Coreoleuciscus splendidus), 긴몰개(Squalidus gracilis majimae), 어름치 (Hemibarbus mylodon), 돌상어(Gobiobotia brevibarba), 돌마자(Microphysogobio yaluensis), 배가사리, 금강모치, 참갈겨니, 새코미꾸리(Koreocobitis rotundicaudata), 참종 개(Iksookimia koreensis), 미유기(Silurus microdorsalis), 퉁가리, 둑중개(Cottus koreanus), 꺽지(Coreoperca herzi), 동사리(Odontobutis platycephala) 등 17종(65.4%)이었다. 법정보호종은 천연기념물인 어름치 1종과 환경부지정 멸종 위기 야생생물 II급에 해당하는 묵납자루, 가는돌고기, 돌상 어, 열목어 4종 등 5종이 채집되었다(Table 2).
3. 냉수성 어류의 서식현황
본 조사에서 냉수성 어류는 금강모치, 열목어, 둑중개, 새미 4종이 출현하였다(Table 2). 냉수성 어종들은 종에 따라 약간씩 다른 서식 양상을 보였는데, 금강모치는 주로 St. 2~7(서식범위 St. 1~7, 9)에 서식하였고 St. 4에서 정점 을 보였으며, 새미는 주로 St. 3~4(서식범위 St. 2~7)에 서식 하였고 St. 4에서 정점을 보였다. 열목어는 상류부인 St. 1~4(서식범위 St. 1~9)에 많은 개체가 서식하고 있었고 하 류로 갈수로 개체수가 급격히 감소하였으며, 둑중개는 St. 1~6에 서식하고 비교적 균등하게 서식하고 있었으나 St. 7이하의 중·하류에는 서식하지 않았다(Figure 3).
4. 군집구조 및 특징
조사지점별 출현 종수와 개체수로 군집분석을 한 결과 (Table 3), 우점도는 0.59~0.94의 범위로 St. 10에서 0.59로 가장 낮았고, St. 4에서 0.94로 가장 높은 값을 보였으며, 다양도는 0.95~1.92의 범위로 St. 4에서 0.95로 가장 낮고, St. 10에서 1.92로 가장 높은 값을 보였다. 균등도는 0.49~ 0.92의 범위로 St. 4에서 0.49로 가장 낮고, St. 1에서 가장 높았으며, 종풍부도는 0.50~2.72의 범위로 St. 1에서 0.5로 가장 낮은 값, St. 10에서 2.72로 가장 높은 값을 나타냈다. 우점도와 균등도는 상류에서 하류로 갈수록 낮아지는 경향 을 보였고, 다양도와 풍부도는 상류에서 하류로 갈수록 높 아지는 특징을 보였다(Table 3). 군집구조는 Primer 5.0을 이용하여 군집별 유사도를 계산한 후 그림으로 도식한 결 과, 하천 상류(St. 1~6)와 하류(St. 7~11)로 크게 2개의 그룹 으로 구분되었다(Figure 3).
5. 하천 건강성 평가
방태천의 하천 건강성은 매우 좋음(A) 9개 지점, 좋음(B) 2개 지점으로 하천 건강성은 양호한 것으로 나타났다. St. 5, 6, 7, 10, 11에서 모든 매트릭 값이 최고점으로 100점(매 우 좋음)이었고, St. 4, 8, 9에서는 국내종의 총 종수(M1)를 제외한 나머지 매트릭에서 최고점을 받아 93.8점(매우 좋 음), St. 3은 국내종의 총 종수(M1)와 여울성 저서종수(M2) 를 제외한 매트릭에서 최고점을 받아 87.5점(매우 좋음)이 었다. 좋음(B)으로 평가된 지점은 St. 1과 2였는데, St. 1은 국내종의 총 종수와 여울성 저서종수, 민감종수(M3), 국내 종의 총 개체수(M7)가 부족하여 75점(좋음)이었고, St. 2는 국내종의 총 종수가 0점, 여울성 저서종수와 민감종수가 부 족하여 75점(좋음)으로 나타났다(Table. 4).
고 찰
방태천의 선행연구는 환경부 제2차, 제3차, 제4차 전국자 연환경조사가 있었는데, 본 조사와 비교해보면, 제2차 전국 자연환경조사에서는 7과 19종 782개체가 채집되었고(Byeon and Byeon, 1997;Byeon and Choi, 1997;Cha and Yoon, 1997), 제3차 전국자연환경조사에서는 8과 20종 291개체가 채집되었으며(Choi and Jeong, 2007a;2007b), 제4차 전국자 연환경조사에서는 6과 22종 865개체가 채집되어(Byeon et al., 2013) 본 조사결과(9과 26종 4,640개체)와 차이가 있었다 (Table 5). 본 조사결과는 제2차, 제3차, 4차 전국자연환경조 사보다 개체수와 종수가 많이 채집되었는데, 이는 선행연구 보다 지점 수와 조사횟수가 많아 더 많이 채집된 것으로 판단되었다. 선행연구에서는 채집되었지만 본 조사에서 채 집되지 않은 종은 대농갱이(Leiocassis ussuriensis), 쏘가리 (Siniperca scherzeri), 붕어(Carassius auratus) 3종이었다. 이 3종 모두 방태천의 최하류 지점과 내린천 합수부 지점에서 출현한 것으로, 본 조사지점에 포함되지 않았기때문에 채집 되지 않은 것으로 판단된다. 선행연구에서는 출현하지 않았 지만, 본 조사에서 출현한 종은 끄리(Opsariichthys uncirostris amurensis), 대륙종개(Orthrias nudus) 2종이었다. 이중 우리 나라 종개속(Othrias) 어류는 종개와 대륙종개가 있는데, An et al.(2021)의 형태 및 분포양상에 따라 대륙종개 (Orthrias nudus)로 정리하였다. 2종 모두 본 조사에서 매우 적은 개체가 채집된 것으로 보아 소수의 개체가 서식하고 있어 선행연구에서 출현하지 않은 것으로 추정된다. 선행연 구의 우세종은 제2차 전국자연환경조사에서 금강모치(R. kumgangensis, 30.(30.1%), 참갈겨니(24.0%), 쉬리(6.4%), 꺽 지(5.6%), 가는돌고기(4.1%), 배가사리(4.1%) 등의 순이었고, 제3차 전국자연환경조사에서는 참갈겨니(34.0%), 꺽지 (13.1%), 돌고기(8.9%), 참종개8.6%), 새코미꾸리(6.9%), 쉬리(5.2%), 제4차 전국자연환경조사에서는 참갈겨니(46.7%), 금강모치(20.2%), 피라미(8.6%), 꺽지(3.2%), 돌고기(3.1%), 참마자(Hemibarbus longirostris, 2.5%) 등으로 순으로 우세 하게 출현하였다. 본 조사는 금강모치(31.5%), 참갈겨니 (27.8%), 새미(15.9%), 돌고기(4.0%), 열목어( 3.7%) 등의 순으로 우세하게 출현하여 선행조사와 우세종 및 상대풍부도 에 차이를 보였다. 이는 제3차 전국자연환경조사에서는 방태 천의 하류부를 조사하였고, 제2차와 제4차 전국자연환경조 사에서는 전체적으로 조사하였지만, 본 조사에서 상류에 비 교적 많은 지점(6개 지점)을 선정하여, 하천의 상류에 주로 서식하는 어종(금강모치, 새미, 열목어 등)이 많이 채집되었 기 때문으로 판단되었다.
방태천은 상류에서 하류로 갈수록 우점도는 감소하고, 풍 부도와 다양도는 증가하는 경향을 보였는데, 이는 우리나라 의 소형하천에서 일반적으로 일어나는 현상으로(Chae et al., 2014;2015;Ko et al., 2014, 2019), 하류로 갈수록 합류되는 지류하천이 많아지고, 하천 차수가 증가하며, 유 폭이 넓어져서 서식지가 다양해지기 때문으로 판단된다. 또 한, 하천 건강성등급도 좋음에서 매우 좋음으로 하류로 갈 수록 하천 건강성이 좋은 것으로 나타났고, 하류에서는 환 경부지정 멸종위기 야생생물 II급인 가는돌고기, 돌상어, 묵 납자루 3종과 천연기념물인 어름치(H. mylodon) 1종이 출 현하였다.
천연기념물 제259호로 지정된 어름치는 하천의 중·상류 의 물이 맑고 자갈이 있는 곳에 주로 서식한다고 보고되었 고(Kim, 1997;Kim and Park, 2007), 본 조사에서는 하천의 하류(St. 9~11)에서 소수가 채집되었는데, 이는 내린천에서 서식하는 개체가 소상한 것으로 추정되었다. 환경부지정 멸 종위기 야생생물 II급 중 열목어는 한강의 상류와 낙동강 상류에 분포하는 냉수성어류로 고도가 높고(400m 이상) 유 폭은 좁으며 큰돌의 비율이 높은 곳에서 서식한다고 보고되 었으며(Kim, 1997;Kim and Park, 2007;Ko et al., 2021), 특히 내린천 상류부와 내린천 지류 방태천은 우리나라 최대 서식지로 보고된 바 있다(Ko et al., 2021). 본 조사에서도 고도가 375~787m로 높은 방태천 중상류의 큰돌과 바위가 많으며 수심이 비교적 깊은 곳에 많은 개체가 서식하고 있 어 주목되었다. 가는돌고기는 하천 상류의 맑은 물이 흐르 고 자갈이 깔린 여울부에 서식하는 종으로 수질오염, 하천 정비공사와 댐 건설로 인해 서식지가 감소하고 있다고 보고 되었다(Kim, 1997;Kim and Park, 2007). 본 조사에서는 방태천의 중·하류(St. 7~11)에서 다수의 개체가 서식하고 있었다. 돌상어는 유속이 빠르고 자갈과 돌의 비율이 높은 여울에 주로 서식하는 저서성 소형어류 보고되었으나(Kim, 1997;Kim and Park, 2007;NIBR, 2019), Ko et al.(2011) 에서는 큰돌과 돌의 비율이 높고 빠른 여울에서 서식한다고 보고한 바 있어 하상에 차이를 보였는데, 본 조사에서는 큰 돌과 돌의 비율이 높은 여울(St. 7, 8, 10, 11)에서 출현하여 Ko et al.(2011)과 좀더 일치하였다. 묵납자루는 하천의 중· 상류의 유속이 느리며, 큰돌과 돌로 구성된 곳에 주로 서식 하고, 담수산 작은말조개(Unio douglasiae sinuolatus)와 곳 체두드럭조개(Lamprotula leai)에 산란하는 것으로 보고된 바 있다(Beak, 2005;Kim, 2014). 본 조사에서는 방태천 하류(St. 10, 11)의 유속이 느리고 큰돌과 돌의 비율이 높은 곳에서 소수 채집되었으며 조개는 작은말조개만이 서식하 고 있어 Beak(2005)의 결과와 유사하였다.
방태천에는 냉수성 어종으로 금강모치, 열목어, 둑중개, 새미가 출현하였는데, 냉수성 어종은 지구온난화에 따라 서 식지가 축소되는 것을 확인할 수 있는 지표종으로 수온이 낮은 하천에 서식한다(Hong, 2018). 본 조사에서 냉수성 어종들은 지점에 따라 다른 서식 양상을 보였는데, 주로 금 강모치는 St. 2~7, 새미 St. 3~6, 열목어 St. 1~7, 둑중개 St. 1~6에 서식하고 있었다(Figure. 4, Table 2). 지점별로 냉수성 어종이 다르게 출현한 이유는 어종별 온도에 대한 내성도 및 적정 수온, 미소서식지가이 다르기 때문으로 판 단된다. 냉수성 어종의 서식수온은 열목어와 둑중개가 여름 철 수온이 20℃이하인 곳에서 주로 서식하고(Choi et al., 2002;NIBR, 2019), 둑중개의 최대 내성 온도는 25℃, 새미 는 26℃, 금강모치는 27℃로 보고되었다(Chung et al., 2011). 따라서 하천의 하류로 갈수록 수온이 높아지기 때문 에(Table 6), 하류에서는 서식 개체가 적거나 없었던 것으로 추정되었으나 이화학적 환경요인에 대한 보다 정밀한 조사 도 필요하다고 생각된다. 최상류의 경우 수온이 낮지만, 금 강모치와 새미는 많은 개체가 채집되지 않았는데, 이는 하 천 규모가 작아 이들 어류의 선호 미소서식지가 없거나, 작 은 물고기를 포식하는 열목어(Byeon, 1995et al.; Kim, 1997;Kim and Park, 2007)가 서식하고 있어, 피식자인 금 강모치와 새미가 적게 서식하는 것으로 추정되었다.
방태천은 물이 맑고 서식지가 잘 보존되어 어류가 안정적 으로 서식하고 있었고 하천 건강성도 매우좋음과 좋음으로 양호하게 평가되었으며 법정보호종인 환경부지정 멸종위 기 야생생물 4종과 천연기념물 1종이 서식하고 있었다. 특 히 방태천 상류부는 환경부지정 멸종위기 야생생물 II급인 열목어의 우리나라 최대 서식지 중 하나이고(Ko et al., 2021), 냉수성 어류인 열목어와 금강모치, 새미, 둑중개 4종 이 집단으로 서식하고 있어 보존가치가 매우 높았다. 하지 만 이 지역은 최근 점봉산 최상부가 설악산국립공원으로 추가 지정되고 탐방객이 증가하면서 팬션 및 식당 등이 지 속적으로 증가하고 있으며 도로공사 및 하천정비공사가 진 행되면서 하천생태계가 교란되고 있었다. 따라서 환경부지 정 멸종위기 야생생물인 열목어와 냉수성 어류의 집단서식 지를 보호하기 위해서는 천연기념물 또는 생태계보전지구 지정 등 적극적인 보호방안이 필요하다고 판단되며, 지속적 인 관심과 체계적인 보존방안 마련이 요구된다.