서 론

부소천은 산지에서 발원하는 원류성 계류 (溪流)로 써 경기도 포천의 한탄강 (댐) 상류에 유입되는 지천이다 (MOLIT, 2012; Jeon et al., 2017). 일반적으로 산림구역에 인접한 계류는 인위적 오염원 또는 교란이 거의 없는 청 정지역에 속하며, 수질은 삼림과 지역적 특수성 (예, 지질 과 대기질)을 제외하고 빈영양의 자연수 수준을 보이게 된 다 (Kim, 2004a). 수온이 비교적 차고 연중 유수환경이 유 지되어 1차 생산자 중 식물플랑크톤보다 부착조류 생태 계가 우세하다 (Shin and Cho, 1998; Kim, 2004a). 부착조 류는 하천을 서식지로 이용하는 가장 성공적인 생물군이 며 (Stevenson et al., 1996), 무기 영양염을 흡수하여 수질 정화기능이 탁월하나, 물리적 안정성과 화학적 과영양 조 건에 의해 크게 번성하게 되면 수생태계를 악화시키는 생 물학적 요인이 되기도 한다 (Stock and Ward, 1991; Biggs, 1996; Warnaars et al., 2007). 그리고 하천 환경변화에 민감 하게 반응하여 이화학 또는 총체적 수질의 생물지표로 활 용되기도 한다 (Allan and Castillo, 2007).

포천은 온천 (溫泉, hot spring)이 넓게 발달한 지역으로 써 계류 또는 하천들은 그 영향에 직·간접적으로 노출되 어 있으며 (Kim, 2007a), 부소천 유역의 상류도 온천 리조 트가 개발되어 온배수에 취약한 조건을 가지고 있다 (Kim, 2005; Jeon et al., 2017). 온천은 지중의 샘물로서 그 지역 의 연평균 기온보다 >5℃의 지하수를 지칭하며, 특정 광 물 성분을 함유하고 있는 지하수도 온도에 관계없이 광천 (鑛泉, mineral spring)이라 하여 온천수에 포함시키고 있 다 (Kim, 2007a). 온천수는 자연 용출 또는 인공 취수가 가 능하여 온도 기준은 국가마다 다를 수 있다. 우리나라는 >25℃ 지하 온수를 온천으로 정의하고 있다 (1981년 제 정, 법률 제 3377호 참고). 그리고 땅 속 마그마 (magma) 또는 화산 (volcano) 활동 기원의 화산성과 그렇지 않는 비 화산성 온천으로 구분하는데 백두산 지역을 제외하고 모 두 후자에 포함된다 (Kim, 2007a). 또한, 수온이 >40℃이 면 고온형, <40℃이면 중온형에 해당하는데 남한의 온 천은 소수를 제외하고 대부분 중·저온형에 속한다 (Kim, 2007a). 그리고 온천은 과거부터 주로 요양 (療養) 목적이 었으나 최근 들어 레저공간 활용으로 그 개발 요구도가 점 점 높아지고 있다. 따라서 그 영향으로 온배수량이 증가하 고 있을 뿐만 아니라 특히 이용 후 미처리된 폐수량도 동 시에 늘어나는 실정에 있다 (Jeon et al., 2017).

국내외에서 온배수는 발전 및 제철 산업체의 각종 냉 각수, 하·폐수처리장 방류수 및 온천 배출수가 주로 관 심의 대상이 되어왔다 (USEPA, 1992; MOE, 2014, 2016). 이 중에서 온천수는 내륙의 소하천과 강 수역에서 열 오 염 (thermal pollution) 또는 부영양화 (eutrophication) 현상 으로써 수질문제를 야기하였다 (Lamberti and Resh, 1983, 1985b; Stevenson et al., 1996; Jeon et al., 2017). 온도는 수 중과 수변에, 영양염은 수체와 하상토양에서 다양한 미 소 동·식물, 미생물 및 고등식물의 생리생태에 급·만성 적 교란 (예, 열 충격 및 내성)을 가하게 된다 (Stevenson et al., 1996). 특히, 온천배수는 열뿐만 아니라 영양염 과부하 도 관련성이 있어 연중 수생태계의 생물 구조와 물질대사 기능을 시공간적으로 변화시키는 주요 요인으로 작용하기 도 한다 (Wilde and Tilly, 1981; Lamberti and Resh, 1985a). 또한, 피해 또는 누적영향은 배수 온도, 유량 및 지속성 (빈 도)의 양과 질적 크기에 의존적이다 (Brock, 1967b, 1970). 따라서 국외의 경우, 다양한 배출 대상에 따라 규정 (예, National Pollutant Discharge Elimination System: NPDES) 또는 지침 (예, Canadian Water Quality Guideline: CWQG) 을 엄격하게 갖추고 있으며 (USEPA, 1992; ENCA, 2014), 국내는 ^「수질 및 수생태계 보전에 관한 법률_」에서 온도 (<40℃, 1991년에 제정)와 오염방지 차원의 비교적 느슨 하고 단순한 규칙을 포함하고 있다 (MOE, 2016).

하천의 수질과 부착조류 생태에 대한 온천의 온배수 연 구는 국외에서 과거부터 꾸준히 이루어졌으며 (Waring, 1965; Brock, 1967a, 1967b; Stockner, 1968; Brock, 1970; Kullberg, 1971; Wiegert and Fraleigh, 1972; Ward, 1978; Kullberg, 1982; Lamberti and Resh, 1983; Lamberti and Resh, 1985b; Sompong et al., 2005; Owen et al., 2008; Vijver and Cocquyt, 2009; Cox et al., 2011; Nikulina and Kociolek, 2011; Zivic et al., 2013), 그에 대한 각종 문제점 의 대책수립 및 실행력에 많은 기여를 해왔다. 우리나라는 1941년에 함북 경성 주을온천에서 조사한 것이 효시이었 고 (Jung, 1986), 이후 40년 뒤에 Chung (1981)은 경남 창 녕 부곡온천에서 그 일대의 담수조류 현황을 보고하였다. Choi et al. (1997), Choi and Yu (1998), Jeong et al. (1999) 및 Jeon et al. (2001)은 전북 고창 석정온천에서 수질과 주변 토양에 대한 온배수 영향을 조사하면서 부착조류 61~153종을 제시하였고, Kim (1998, 1999)은 전북 익산 왕궁온천에서 사상체 남조류의 번성 (>95% Oscillatoria terebriformis)에 대한 생태연구를 수행하였다. 이들 결과 에서 수온, 영양염 및 부착조류 생물량은 온배수 방류구로 부터 거리가 멀어질수록 급격하게 감소하나 생산성은 다 소 증가함을 기술하였고, 하류로 유하하면서 지천의 희석 효과 영향도 언급되었다. 또한, Kil and Yoo (1999)는 전북 지역의 3개 온천 (고창 석정, 완주 죽림 및 익산 왕궁)에 서 수생식물 분포에 관한 연구가 있었고, 그 외 Her et al. (1998)은 충북 중원 수안보온천에서 남한강 지류 달천에 미치는 수질 영향을 조사하였는데 본류 중심으로 평가되 어 온도 구배를 찾아 보기는 쉽지 않았다.

포천지역에서 Jeong et al. (2009)은 온천수의 수질화학 적 특성을 설명하였고, Kim (2001)은 동두천시를 관류하는 신천의 상·하류 구간에서 기초수질과 부착규조 조사를 통해 74종을 보고하면서 DAIpo (diatom assemblage index to organic water pollution)에 의한 오염도를 평가하였다. 신천은 전기전도도 값에서 전 구간이 극심한 오염 상태 이었고, 그로 인한 저서 규조류 Nitzschia palea, Navicula saprophila 및 N. subminuscula의 비교적 단순한 우점종의 분포실태를 언급하였다. 또한, Kim (2004b, 2007b)은 한탄 강과 주요 지천 (포천천, 영평천)에서 돌 부착조류 군집의 계절적 분포 특성을 조사하여 141~301종을 보고하였다. 한탄강에서 11월~2월에 규조류, 5월~8월에 남조류가 많 았고, 시공간적으로 동일한 분류군에서 우점종을 달리하는 것으로 설명하였다. 그리고 포천천과 영평천에서 도시·산 업화의 정도에 따른 수질과 부착조류 종조성의 변동성을 비교하였다. 반면에, 포천은 6개의 온천이 분산되어 국내에 서 단일지역으로 최대 온천지구를 이루고 있음에도 불구 하고 (Kim, 2007a), 이에 대한 하천수질 및 수생태계 영향 에 대한 체계적인 조사연구는 거의 전무한 상태에 있다.

본 연구는 2015년 12월부터 2016년의 9월 동안 인공온 천 배수의 영향을 받는 경기도 포천에 위치한 한탄강 지류 의 부소천 최상류 구간에서 환경요인 및 부착조류 군집을 매월 모니터링하였고, 계류의 물환경에 대한 온천폐수와 부착조류 생태의 상호 관계를 파악하고자 하였다.

재료 및 방 법

1.조사지 개황

본 연구의 대상 하천인 부소천 (釜沼川, Buso Stream, 일 명, 가마소천)은 경기도 포천에 위치 (38°04′12″N~127° 19′30″E)해 있고 (Fig. 1), 한탄강의 상류에 유입되는 작은 지류 중 하나이다 (MOLIT, 2012). 유역면적은 39.9 km²이 고, 유로연장은 13.4 km이며, 하폭은 30~90 m로써 시험유 역 수준의 규모이다 (MOLIT, 2012; Jeon et al., 2017). 그리 고 하류로 가면서 용암대지가 형성되어 있고, 현무암의 침 식하천 구조를 보이고 있다 (http://www.pcmh.or.kr). 부소 천은 상류의 자연암반지형 산정폭포 (30 (H)×15 (W) m)에 서 월류되는 물로써 평소 하천 유량을 유지하고 있다. 온 천수 시설용량은 4,750 m³ d^-1이고, 지하 700 m 깊이에서 취수한 지하수 (42~43℃)는 대부분 수영과 온천욕 용도로 사용되며 (MOE, 2016), 온배수는 H 리조트 단지로부터 매 일 일정 시간대 (10시~12시)에 대량 방류 (평균 20.0×10³ m³ d^-1)되고 있다 (Jeon et al., 2017).

본 연구 하천 구간의 해발 고도는 EL. 164~178 m 범 위이고, 하류로 가면서 경사가 급하며, 거리는 약 1.5 km 로써 전형적인 산간 계류형 하천이다 (Fig. 1). 조사지점은 온배수 배출지점 (HSW, hot-spring wastewater)을 기준으 로 상류 (BSU, upstream of the Buso Stream)와 하류 (BSD, downstream of the Buso Stream)로 구분하였다. 이 중 BSU 는 하폭 (5.5 m)이 좁고, 유속이 빠르며, 큰 돌 (51%), 작은 돌 및 자갈 등이 혼재된 하상 구조이었다 (Table 1). HSW 는 상류 하천수의 영향을 직접적으로 받지 않으며, 방류관 (직경 0.6 m, 콘크리트 박스형)을 통해 온배수가 배출 (평균 0.5 m³ s^-1)되고 있다. BSD1은 하폭 (10.0 m)이 넓고 (Table 1), 하도 사면은 콘크리트로써 직강화 되었다 (Jeon et al., 2017). 또한, 이 구간은 하도의 말단을 돌로써 보 (weir) 형 태의 소형 물막이를 해 놓았다. 그래서 갈수기에 유속이 거의 없는 반정체 수역을 이루고, 작은 돌 (31%)과 자갈이 혼재되었다. BSD2는 BSU와 비슷한 하상구조를 이루고 있다.

2.기상·수문자료 조사 및 현장 모니터링

기온과 강수 (설)량은 기상청의 지역 측후소에서 관측 한 일 자료를 사용하였으며, 기온과 적설량 측정은 매 월 현장조사 시기에 병행하였다. 수집한 기초자료는 요인 별로 결측 또는 이상치를 검토하였고, 최종적으로 확인 된 자료를 이용하였다. 하상단면, 하도구조, 유속 및 유량 은 각 지점에서 실측하였다. 이때 해발고도는 GPSmap- 62s meter (Garmin, USA), 유속은 M3000 meter (Swoffer Instruments, USA)를 사용하였다.

3.수질 및 부착조류 조사분석

현장조사는 2015년 12월부터 2016년 9월까지 매월 초 순에 1회씩 수행하였고, 몬순홍수 시기 (7월)는 3회 시도하 였으나 매번 계속되는 풍수량으로 인해 수심과 유속을 고 려하여 접근성과 안전 문제로 불가피하게 생략하였다. 조 사지점은 산정호수로부터 하류 0.8 km 지점 (BSU), 온배 수 방류지점 (HSW), BSU~HSW 합류점에서 하류 10 m (BSD1) 및 300 m (BSD2) 지점에 각 1개 지점씩을 선정하 여 총 4개이었다 (Fig. 1). 수온, DO, pH 및 Conductivity는 다항목 수질측정기 (Horiba U-52, Japan)를 이용하여 현장 에서 직접 측정하였다. 수질분석을 위한 시료는 각 지점의 중앙에서 채수하였다. 시료는 아이스박스에 담아 보관한 후 차량을 이용하여 12시간 이내에 실험실로 옮겼고, 즉시 전처리한 후 분석하였다 (APHA, 2012).

BOD₅ (biological oxygen demand), COD_Mn (chemical oxygen demand), T-N (total nitrogen) 및 T-P (total phosphorus) 는 원수를 그대로 사용하였고, Ammonium (NH₄), Nitrate (NO₃) 및 Soluble reactive phosphorus (SRP, PO₄)의 무기 영양염 분석은 GF/F filter (Whatman, UK)로 여과한 후 사용하였다 (Rump and Krist, 1988; APHA, 2012). Chlorophyll-a (Chl-a) 농도는 일정량의 시료를 Whatman GF/ F filter에 여과한 후, 90% Acetone 용매로 광합성 색소를 추출하였고, UV/VIS spectrophotometer (Model OPTIZEN 3220UV, Mecasys, Korea)의 630 nm, 645 nm, 663 nm 및 750 nm 파장에서 측정한 흡광도 값으로 계산하였다 (Lorenzen, 1967; APHA, 2012).

부착조류 채집은 각 지점의 여울 (riffle, 유속 10~50 cm s^-1)에서 상부면이 편평한 돌 (기질)을 선택하였고, 일정 면 적 (>5×5 cm²)을 도구 (솔)를 이용하여 깨끗하게 긁었으 며, 50 mL이상의 양으로 정용하였다. 시료를 취한 기질 면 적은 플라스틱 투명 방안지와 자를 이용하여 동시에 측정 하였다. Chl-a와 AFDM (ash-free dry matter) 함량을 분석 하기 위한 시료는 냉장 상태 (4℃)를 유지하여 실험실로 운반하였고, 종조성 검경과 세포밀도 (현존량) 계수를 위한 시료는 현장에서 Lugol’s 또는 4% 중성 formalin 용액으로 고정하였다. 부착성 Chl-a (periphytic Chl-a)는 부유성 Chla와 동일한 방법으로 분석하였고, 최종 단위 면적 (cm²) 당 함량으로 산정하였다 (Lorenzen, 1967; APHA, 2012). AFDM은 105℃ dry oven (Model VS-1202D3, Vision Scientific Co. Ltd., Korea)에서 전 처리한 Whatman GF/ F filter에 일정량의 시료를 여과한 후 건조시킨 무게 (DW, dry weight)와 500℃ 전기로 (Model HY-8000S, Yuyu Scientific, Korea)에서 2시간 태운 후 무게 (AW, ash-free dry weight)의 차이 (DW-AW)로 계산하였다 (APHA, 2012).

규조류는 질산 (HNO₃)과 중크롬산칼륨 (K₂Cr₂O₇)을 이 용하여 산처리 과정을 거친 후 (Patrick and Reimer, 1966), 봉입제 (Naphrax)로 영구표본을 제작하였다 (Barbour et al., 1999). 광학현미경 (Zeiss Axioskop2, Germany)의 ×1,000 배율하에서 표본당 500개 이상 피각을 계수한 후 출현 종 별 상대도수 (%)를 계산하였다. 또한, 분류군별 현존량은 도립현미경 (Zeiss Axiovert-A1, Germany)의 ×200~400 배율하에서 Sedgwick-Rafter chamber를 이용하여 시 료 당 세포수가 500개 이상이 되도록 계수한 후 단위 면 적당 세포수 (cells cm^-2)를 산정하였다. 규조류는 Patrick and Reimer (1966, 1975), Krammer and Lange-Bertalot (1986, 1988, 1991a, b) 및 Watanabe (2005)를, 그 외 분류 군은 Mizuno (1964)와 Hirose (1977) 및 Chung (1993)의 도감문헌을 참고하여 동정하였다. 군집의 우점종은 조사 시기별 각 지점에서 최대 현존량을 가지는 분류군으로 선 정하였다. 실험분석 및 조사자료의 시공간적 차이 분석 을 위해 ANOVA의 사후분석법 (host-hoc Tukey’s HSD test)을 이용하였으며, 요인별 상관분석은 Pearson’s Rank Correlation의 분석법으로 수행하였다. 전체 자료의 통계 처리는 SYSTAT® 8.0 프로그램을 이용하였으며 (SPSS, 1998), 유의성은 p<0.05로 확인하였다. 또한, 환경요인과 부착조류의 상호 관련 특성을 파악하기 위하여 정준상관 분석 (canonical correspondence analysis, CCA)을 하였다 (ter Braak, 1986, 1987). 부착조류의 생물요인은 >10% 분 류군 (31종)만 포함시켰고, 상대도수 값 (%)을 사용하였다. PC-ORD® 4.0 프로그램을 이용하였고, Monte Carlo permutations을 통해 유의성 (p<0.05)을 확인하였다 (McCune and Mefford, 1999).

결과 및 고 찰

1.기온, 강수량 및 유량의 월 변동성

2015년 12월부터 2016년 9월까지 부소천에서 관측된 기 온, 강수량 및 유량 변동을 나타낸 것은 Fig. 2와 같다. 기 온의 분포는 - 19.2~34.9℃ 범위이었고, 평균값은 12.2℃ 이었다 (Table 1). 12월~2월 사이에 영하의 일수는 64일로 써 94.1%를 차지하여 편중되었다 (Fig. 2). 또한, >25℃를 보인 기간은 7월 초순~8월 하순이었다. 일교차가 >10℃ 는 12월~6월에, >15℃는 2월, 4월~5월에 많았다 (Fig. 2). 강수량의 범위 (평균값)와 총강수량은 각각 0.0~161.0 mm (16.0 mm), 1,051.0 mm이었다 (Fig. 2, Table 1). 강우빈도와 양은 4월~5월과 7월~8월에 각각 16일, 278.5 mm와 26 일, 562.5 mm로써 비교적 풍부하였고 (Fig. 2), 그 합은 전 체의 80.0%를 차지하여 비교되었다. 그리고 강설 (降雪) 기 간은 12월~2월이었고 (Fig. 2), 이때 누적 최심 신 적설량 은 >15.4 cm (12월 7.5 cm, 1월 1.4 cm, 2월 6.5 cm)이었다. 유량의 범위와 평균값은 각각 0.1~5.5 m³ s^-1, 1.1 m³ s^-1이 었다 (Table 1). BSU와 BSD2에서 유량은 1월~2월에 빈약 하였고, 8월~9월에 풍부하였으며 (Fig. 2), 특히 7월은 장마 (홍수) 영향이 장기간 (약 1개월) 유지되었다.

2.수질 환경요인 특성

수온 범위와 평균값은 각각 1.7~28.8℃, 15.0℃이었다 (Table 2). 수온은 동계에 낮고, 하계에 높은 계절적 영향이 컸다. 조사지점 중에서 BSU의 수온은 매월 가장 낮은 값 을 유지하다가 8월에 최고값으로 전환되었고, HSW의 온 배수 영향은 12월~6월까지 지속되었으며, 8월~9월에 하 천수와 큰 차이가 없었다. BSD1~2 구간의 수온은 BSU와 HSW의 중간 정도이었고 (Table 2), 상류 유입수와 온배수 의 혼합 특성에 의해 불규칙한 증감 영향을 보였으며, 그 변동성은 하류로 갈수록 약화되었다 (p<0.001). 12월과 2 월~4월에 기온이 낮았음에도 불구하고 온배수의 유입에 의해 BSD1 하류의 수온은 높았고, 방류패턴 (예, 2시간 집 중배출)과 돌 보 (weir)에 의한 일시적 저류작용에도 다소 관련성이 있었다 (Jeon et al., 2017). BSU는 1월~3월에 완 전 결빙되어 계절성이 현저하였고, 4월~5월에 급격하게 증가하다가 6월에 갑자기 감소하였는데 연속되는 강우에 의해 유량이 증가하면서 생긴 현상이었으며 (Winston and Criss, 2002), 이후 8월에 다시 높아졌다.

DO 농도의 범위와 평균값은 각각 6.5~16.7 mg O₂ L^-1, 10.9 mg O₂ L^-1이었다 (Table 2). BSU의 경우, 수온과 달리 겨울철에 높고 여름철에 낮은 경향을 보였으나, BSD1~2 구간은 HSW의 직·간접적 영향으로 증감을 반복하였다. pH의 범위와 평균값은 각각 5.1~8.4, 6.9이었다 (Table 2). 전 지점에서 중성 (pH 7.0) 이상을 보인 시기는 1월과 5월이 었고, 지점 간에 차이는 크지 않았다 (p>0.05). 또한, 2월~ 3월과 8월~9월에 급감하였고, 8월에 전 지점에서 <6.0까 지 하강하였는데 이것은 다름 아닌 대기질 (산성비) 영향으 로써 일시적인 산성화에 의한 것이었다 (Jeon et al., 2017). Conductivity의 범위와 평균값은 각각 60.0~444.0 μS cm^-1, 167.6 μS cm^-1이었다 (Table 2). BSU에서 가장 낮은 값으로 유하 하다가 HSW와 합류하면서 다소 큰 폭으로 증가하 기 시작하였고, 하류로 가면서 감소하는 양상이 현저하였 다 (Table 2) (p<0.05). BSD1~2 구간은 HSW의 영향이 절 대적이었고, BSD1에서 증감이 컸던 것은 HSW의 방류패 턴에 의한 차이였으며, 그 영향은 BSD2까지 미미하게 반 영되었다. 또한, 이러한 결과는 8월~9월에도 관찰되었는 데 유량이 클 때 그 값은 작았고, 반대로 작을 때 커지는 형태이었으며, HSW로부터 유하 거리가 멀어질수록 BSU 의 수준에 가까웠다. Conductivity가 <96.5, 96.5~188.5 및 >188.5 μS cm^-1이면 각각 빈영양, 중영양 및 부영양으 로 분류하는 기준 (Biggs, 1996)에 평균값을 적용한 결과, BSU는 빈영양, BSD2는 중영양 그리고 HSW, BSD1은 부 영양 상태로 볼 수 있었다.

Turbidity의 범위와 평균값은 각각 0.0~12.0 NTU, 2.3 NTU이었다 (Table 2). 조사기간 동안 5 NTU를 초과한 것 은 총 8회로써 12월~2월과 5월이었으며, 부착조류의 물질 생산에 영향을 줄 수 있는 >10 NTU (Wilcock et al., 2007) 는 5월에 BSU와 BSD1에서 관찰되었는데, 공간적으로 유 의한 차이가 있는 것으로 보기는 어려웠다 (p>0.05). 4월 과 8월에 전 지점에서 0.6 NTU로써 급감하였고, 6월과 9월 에 더 낮아져 0.2 NTU를 기록하였다. 시간대에 따라 HSW 의 온배수 방류량이 많을수록 본류와 만나는 합류점 주변 에서 하천수와 혼합되면서 일시적으로 혼탁한 수질 상태 를 형성하였다. TSS의 범위와 평균값은 0.3~22.0 mg dw L^-1, 4.6 mg dw L^-1이었다 (Table 2). TSS가 >10 mg dw L^-1 를 보인 것은 총 5회 관찰되었는데, BSU와 BSD1에서 5 월에 각각 1회씩, BSD1에서 12월, 2월 및 6월에 1회씩 있 었다. 그리고 전 지점에서 <5 mg dw L^-1를 보인 시기는 4 월, 6월 및 9월만 해당하였다. TSS는 강수량, 유량 및 탁도 (r=0.792, p<0.01)와 관련성이 컸으며, 다른 시기에 비해 5월에 더욱 밀접한 양상을 보였다.

BOD₅의 범위와 평균값은 각각 0.4~4.3 mg O₂ L^-1, 1.2 mg O₂ L^-1이었다 (Table 2). BSU와 BSD 구간은 시공간적으 로 차이가 크지 않았다 (p=0.000). 그러나 BSD1은 HSW 의 유량이 클 때 그 영향으로 다소 높은 농도를 보였는데 1월, 3월 및 8월에 각각 0.4 mg O₂ L^-1, 1.7 mg O₂ L^-1 및 2.3 mg O₂ L^-1를 나타냈다. 그리고 3월에 BSD1 이외에 BSU, BSD2~3 구간에서 동시에 증가하였는데 겨울철 갈수기 에 축적되었던 유기물이 기온 상승과 봄 강우에 의해 유입 되었던 것으로 사료되었다. 또한, 8월에 HSW에서 4.3 mg O₂ L^-1로써 크게 증가하였는데 이는 여름철에 잦은 강우 와 유량 증가에 의한 기상·수문요인 영향으로 볼 수 있었 다. COD_Mn의 범위와 평균값은 각각 0.9~7.9 mg O₂ L^-1, 3.2 mg O₂ L^-1 이었다 (Table 2). 12월에서 6월로 이행하면서 증 가하는 양상이었는데, BSU와 HSW는 12월~4월 또는 6 월까지 점진적으로 증가하였으나 BSD1~3은 증감을 반복 하였다. 또한, 8월~9월은 감소하는 형태로써 BSD1~2 구 간에서 HSW와 BSU의 복합적 영향이 반영되었으며 지점 간 농도 구배도 현저하였다 (p<0.01).

T-N의 범위와 평균값은 각각 1,294.3~9,411.2 μg N L^-1, 3,642.6 μg N L^-1이었다 (Table 2). BSU는 시간적으로 큰 차 이가 없었으나, BSD1은 HSW와 근접하여 그 영향이 컸으 며, BSD2는 HSW와 BSU의 복합적 영향이 작용한 것으 로 볼 수 있었다. 그리고 T-N 농도 (평균값)에 의한 영양단 계는 전 지점에서 부영양 (>1,500 μg N L^-1) 수준을 초과한 상태이었다 (USEPA, 2000; Dodds, 2006; Dodds and Smith, 2016). NH₄의 범위와 평균값은 각각 7.4~2,172.2 μg N L^-1, 132.1 μg N L^-1이었고 (Table 2), 8월을 제외하고 높은 농도 는 아니었다. 1월~4월에 BSU의 평균 농도가 99.5 μg N L^-1로써 다른 지점에 비해 높은 값을 유지하였으나, 8월은 HSW와 BSD1에서 각각 2,172.2 μg N L^-1, 1,722.9 μg N L^-1 로써 급증하였다. 그리고 전 지점에서 가장 낮은 값을 보 인 시기는 6월에 9.9 μg N L^-1이었고, 그 다음은 9월에 13.0 μg N L^-1이었다. NO₃의 범위와 평균값은 각각 1,066.0~ 8,003.1 μg N L^-1, 3,130.8 μg N L^-1이었다 (Table 2). NO₃ 의 변동성은 T-N과 유사하여 (r=0.948, p<0.01) BSU에 서 증감 폭 (변동량)이 크지 않았으나, HSW는 매우 컸다 (Table 2). BSD1~2 구간은 HSW의 영향이 컸고, BSU와 HSW가 합류한 이후 하류로 가면서 감소하였다. T-N 중 에서 NH₄, NO₃가 차지하는 비율의 평균값 (범위)은 각각 3.1% (0.1~32.8%), 85.7% (43.8~98.7%)로써 2월에 HSW 에서 높았고, 6월에 BSD1에서 낮았다. 또한, DIN 중에서 NH₄, NO₃가 차지하는 비율의 평균값 (범위)은 각각 3.8% (0.2~41.0%), 96.2% (59.0~99.8%)로써 4월과 6월 및 9월 에 HSW와 BSD1에서 높았고, 8월에 BSD1에서 낮았다. N 계열 영양염은 수온, Conductivity, BOD 및 COD 항목과 높은 양의 상관성을 나타냈다 (p<0.01).

T-P의 범위와 평균값은 각각 4.5~900.0 μg P L^-1, 200.9 μg P L^-1이었다 (Table 2). 조사기간 동안 BSU는 큰 차이를 보이지 않았지만, BSD1~2 구간은 HSW의 영향으로 증감 이 컸다. HSW는 12월~1월에 243.9 μg P L^-1로써 낮았고, 2월부터 시작하여 3월~4월에 841.9 μg P L^-1로써 큰 폭으 로 증가하였으며, 5월에 감소 (292.7 μg P L^-1)하였다가 6월 에 다시 증가 (543.9 μg P L^-1)한 후 9월까지 (900.0 μg P L^-1) 상승세를 유지하였다. BSD1~2 구간은 12월~1월에 비해 2월~4월에 크게 증가하였고, 5월~6월에는 31.8 μg P L^-1 수준으로 감소하였다가 8월~9월에 BSD1은 다시 급증하 였으나 BSD2는 낮은 농도를 기록하였다. T-P 농도 (평균 값)에 의한 영양단계는 BSU에서 빈영양 (<25 μg P L^-1)이 었고, HSW와 BSD에서 부영양 (>75 μg P L^-1)을 초과한 수준이었다 (USEPA, 2000; Dodds, 2006; Dodds and Smith, 2016). SRP의 범위와 평균값은 1.3~856.5 μg P L^-1, 170.6 μg P L^-1이었다 (Table 2). 조사기간 동안 T-P와 마찬가지로 BSU는 차이가 크지 않았으나 BSD1~2는 HSW의 영향이 지배적이었다. 12월~6월 사이에 T-P는 4월에 가장 높았으 나 SRP는 3월에 높았고, 그 외 시공간적 경향은 유사하였 다 (r=0.991, p<0.01). T-P 중에서 SRP가 차지하는 비율의 평균값 (범위)은 72.1% (16.5~98.5%)로써 3월에 HSW에 서 컸고, 1월에 BSD2에서 작았다. 또한, TN/TP 비의 평균 값은 66.5이었고, DIN/SRP 비는 125.6이었다 (Table 2). N/ P 비는 BSU에서 높았고, BSD에서 낮았는데 이것은 HSW 의 고농도 P 부하에 의한 상·하류 간 차이였다. P 계열 영 양염은 수온, Conductivity, BOD 및 COD 이외에 T-N, NO₃ 와 높은 양의 상관성을 나타냈다 (p<0.01).

Chl-a의 범위와 평균값은 0.0~17.1 mg m^-3, 2.6 mg m^-3 이었다 (Table 2). Chl-a는 1월~3월과 6월에 다소 높은 농 도를 보였다. 그리고 Chl-a 농도가 5 mg m^-3을 초과한 것은 총 8회이었고, BSD1~2 구간에서만 관찰되었으며, >10 mg m^-3은 2월에 BSD1에서 유일하였다. BSD1에서 상대 적으로 높은 농도를 보인 것은 HSW가 본류에 유입할 때 로써 낙수에 의해 하상이 간헐적으로 교란되었고, 이에 의 한 부착조류의 탈리가 강화되었기 때문이었다 (Shin et al., 2016). 그리고 몬순 우기에는 전 지점에서 낮은 값 (평균 1.6 mg m^-3)을 보였다. 부소천에서 부유성 Chl-a 농도 (평균 값)에 의한 영양단계는 빈영양 (<10 mg m^-3) 수준으로 평 가되었다 (USEPA, 2000; Dodds, 2006; Dodds and Smith, 2016).

3.부착조류 생물량의 공간적 비교

부착조류 Chl-a 함량의 범위는 0.3~55.2 μg cm^-2 (평균 값 10.0 μg cm^-2)로서 차이가 매우 컸다 (Fig. 3). 온배수가 유입되는 지점 (HSW)을 기준으로 BSU (상류)와 BSD1 및 BSD2 (하류)에서 범위와 평균값은 각각 0.3~4.3 μg cm^-2, 2.1 μg cm^-2, 4.3~15.8 μg cm^-2, 8.5 μg cm^-2 및 0.6~12.5 μg cm^-2, 4.6 μg cm^-2이었고, HSW는 9.4~55.2 μg cm^-2, 24.8 μg cm^-2로서 BSU와 BSD에 비해 5배 높은 수준을 보였다 (Fig. 3). 그리고 BSD는 BSU와 비교할 떄 3배 높았고, 증 감 폭 (편차)도 다소 컸다. 또한, 유기물 (AFDM)의 범위와 평균값은 각각 0.1~16.2 mg cm^-2, 2.4 mg cm^-2이었고, 그 경향은 Chlorophyll-a와 유사하였다 (Fig. 3). Chl-a 함량에 서 <2 μg cm^-2 (빈영양, oligotrophic), 2~6 μg cm^-2 (중영 양, mesotrophic) 및 >6 μg cm^-2 (부영양, eutrophic)으로 구 분하는 기준 (Biggs, 1996; Dodds et al., 1998; Biggs, 2000) 을 적용할 때 BSU와 BSD2는 빈영양~중영양 상태에 해 당하였으나 HSW와 BSD1은 부영양 또는 그 이상 수준 이었다. 부착조류 Chl-a는 수온, Conductivity, 유기물 및 N·P 영양염과 양의 상관성을, DO와 음의 상관성을 보였 다 (p<0.01).

유하거리에 따른 단위 면적당 세포수에 의한 현존량은 생물량의 변동 양상과 유사하였으나, 분류군에 따라 지점 별 양적 차이가 다소 관찰되었다 (Fig. 3). BSU, HSW 및 BSD는 각각 규조류 (평균값 115.2×10³ cells cm^-2), 녹조류 (224.4×10³ cells cm^-2) 및 남조류 (160.9×10³ cells cm^-2)가 상대적으로 많았고, 특히 BSD1에서 남조류의 세포수가 다 른 분류군에 비해 큰 폭으로 증가하였다 (Fig. 3).

4.군집 구조, 세포밀도 (상대도수) 및 주요 종의 분포특성

2016년 7월 (장마 홍수기)을 제외한 기간 (12월~6월, 8 월~9월)에 부소천 상류역에서 관찰된 부착조류 군집은 총 59속 143종으로 최종 정리되었다 (Appendix 2). 이 중 에서 규조류가 21속 83종 (58.0%), 남조류가 9속 21종 (14.7%), 녹조류가 25속 32종 (22.4%) 및 유글레나류 등 기타조류가 4속 7종 (4.9%)이었다. 규조류는 Achnanthes (7종), Cocconeis (4종), Cyclotella (4종), Cymbella (6종), Fragilaria (10종), Gomphonema (11종), Navicula (16 종) 및 Nitzschia (8종)속이 비교적 다수의 종을 포함하였 고, 그 외는 1~2종이었다. 남조류는 Aphanothece (3종), Lyngbya (3종) 및 Oscillatoria (6종)속이 풍부하였고, 나머 지는 <2종이었다. 녹조류는 Scenedesmus (3종)속을 중심 으로 Chlorella, Cosmarium, Stigeoclonium, Tribonema 및 Ulothrix속이 각각 2종씩이었고, 그 외 분류군은 Euglena (2종)와 Trachelomonas (3종)속이었다 (Appendix 2).

조사시기 월별 총세포수의 평균값은 399.9×10³ cells cm^-2이었고, 규조류, 남조류 및 녹조류의 평균 현존량은 각각 153.4×10³ cells cm^-2 (38.4%), 146.3×10³ cells cm^-2 (36.6%) 및 98.6×10³ cells cm^-2 (24.7%)이었다 (Fig. 4). 규 조류는 3월을 중심으로 좌우가 증감하는 형태이었으나, 2 월에 HSW는 12.0×10³ cells cm^-2 (2.2%)으로 급감하였다 가 회복되었다 (Fig. 4). 8월과 9월에 평균값은 각각 78.0× 10³ cells cm^-2, 12.5×10³ cells cm^-2로써 다른 시기에 비해 전 지점에서 낮은 값을 나타냈다. 남조류의 증감은 반복 적이었으나, 4월에 BSD1은 감소되지 않았고 190.0×10³ cells cm^-2 (44.5%)를 유지하였다 (Fig. 4). 또한, 6월에 BSU 와 HSW, 9월에 HSW와 BSD1~2는 다른 지점과 달리 증 가하는 양상이었다. 녹조류는 다른 분류군과 달리 지점별 로 복잡하였다 (Fig. 4). BSU에서 12월, 2월~5월에 밀도 (평 균 75.1×10³ cells cm^-2)가 높았고, 그 외 시기는 <5,000 cells cm^-2로써 낮았다. HSW는 8월 (706.0×10³ cells cm^-2, 75.6%)까지 증가하다가 9월에 급감하였다 (Fig. 4). BSD 는 5월 (평균 6.2×10³ cells cm^-2)까지 감소하다가 6월에 일 시적으로 증가하였고, 몬순강우 후 감소하였으나 BSD1 만 조금 증가하는 양상이었다. 총세포수의 현존량을 구성 하는 각 지점의 분류군별 종조성은 BSU에서 총 41속 89 종, HSW에서 34속 67종, BSD1에서 48속 119종 및 BSD2 에서 41속 94종이었고, 전 지점에서 규조류가 차지하는 비 중이 가장 많았으며, BSU에 비해 남조류와 녹조류는 각각 HSW와 BSD에서 증가하였다 (Fig. 4).

부착조류 군집에서 상대도수가 >10%인 분류군은 총 24속 31종이었고, 시공간적 분포를 나타낸 것은 Fig. 5와 같 다. 규조류는 6속 8종이었고, BSU에서 6종, HSW와 BSD1 에서 각 2종 및 BSD2에서 3종이었다 (Fig. 5, Appendix 2). 이 중에서 BSU에서만 관찰된 것으로서 Achnanthes convergens가 3월~5월에 평균 15.2% (53.5×10³ cells cm^-2) 이었고, A. minutissima가 3월과 6월에 16.6% (105.9×10³ cells cm^-2)이었으며, Reimeria sinuata가 8월에 27.6% (8.1× 10³ cells cm^-2)이었다 (Fig. 5). Cymbella minuta는 BSU (4 월), BSD1~2 (3월, 9월)에서 11.5% (45.6×10³ cells cm^-2) 를 보였고, Hannaea arcus var. recta와 Meridion circulare 는 각각 BSU와 BSD2에서 4월에 12.1% (29.4×10³ cells cm^-2), 1월~2월에 22.9% (43.1×10³ cells cm^-2)이었다 (Fig. 5). HSW에서만 관찰된 것으로서 Navicula confervacea 가 12월~1월에 56.4% (288.0×10³ cells cm^-2), 3월~4월에 59.0% (639.2×10³ cells cm^-2)이었고, A. subhudsonis는 4월 ~6월에 HSW (15.4%, 101.2×10³ cells cm^-2)뿐만 아니라 1 월에 BSD1 (10.9%, 23.5×10³ cells cm^-2)에서도 출현하였 다 (Fig. 5).

남조류는 8속 12종이었고, BSU에서 7종, HSW 2종, BSD1 6종 및 BSD2에서 8종이었다 (Fig. 5, Appendix 2). Chroococcus minutus, Gloeotrichia echinulate는 BSU에서 만 각각 12월 (19.7%, 56.2×10³ cells cm^-2)과 2월 (20.7%, 57.6×10³ cells cm^-2)에 관찰되었고, Aphanothece castagnei 는 9월에 BSU와 BSD2에서 평균 38.2% (22.7×10³ cells cm^-2)이었다 (Fig. 5). C. turgidus와 Lyngbya putealis는 8월 에 BSD1~2 (13.6%, 15.2×10³ cells cm^-2) 구간에서만 출 현하였다. Oscillatoria 계열은 총 3종이었고, 이 중에서 O. geminata는 12월에 BSD1 (16.5%, 131.2×10³ cells cm^-2) 에서, O. iwanoffiana는 2월~9월에 BSU (25.1%, 75.9×10³ cells cm^-2)와 BSD1~2 (18.7%, 42.1×10³ cells cm^-2)에서 분포하였으며, O. tenuis는 12월~3월, 6월 및 8월에 평균 22.0% (99.5×10³ cells cm^-2)로서 BSU, BSD뿐만 아니라 HSW에서도 높은 상대도수 (40.7%, 218.1×10³ cells cm^-2) 를 보였다 (Fig. 5). Phormidium favosum은 3월에 BSD1에 서 1회 관찰되었고, Rivularia bullata는 5월과 8월에 BSU 와 BSD2에서 관찰되었는데 하류에서 급증하는 양상이었 다 (Fig. 5). Synechocystis aquatilis는 12월과 5월에 BSD2 에서만 보였고, S. pervalekii는 4월 이후에 전 지점에서 높 게 관찰되었으나 HSW와 BSD1에서 조금 더 높은 도수를 기록하였다.

녹조류는 10속 11종이었고, BSU, HSW, BSD1 및 BSD2 에서 각각 4종, 5종, 2종 및 5종이었다 (Fig. 5, Appendix 2). BSU에서 유일하게 관찰된 분류군은 Microspora pachyderma (4월~5월, 34.6%, 49.2×10³ cells cm^-2), Westella botryoides (8월, 10.9%, 3.2×10³ cells cm^-2)이었고, HSW 는 Cosmarium sp. (8월, 13.3%, 124.0×10³ cells cm^-2), Eustigmatos vischeri (3월, 15.5%, 241.3×10³ cells cm^-2), Stigeoclonium subsecundum (1월, 11.8%, 78.7×10³ cells cm^-2), BSD1은 Protoderma viride (6월, 22.2%, 20.3×10³ cells cm^-2) 및 BSD2는 Botryococcus braunii (12월, 28.1%, 104.9×10³ cells cm^-2), Radiosphaera minuta (3월, 14.1%, 78.5×10³ cells cm^-2)가 해당하였다. 그 외 Chlorella ellipsoidea는 4월, 6월 및 9월에 BSU (28.9%, 36.2×10³ cells cm^-2)와 BSD1~2 (40.1%, 48.3×10³ cells cm^-2)에서, Protococcus viridis는 2월, 4월 및 8월에 HSW (17.0%, 120.5× 10³ cells cm^-2)와 BSD2 (31.3%, 34.3×10³ cells cm^-2)에서 분포하였고, Stigeoclonium lubricum은 12월에 상·하류와 지류에서 14.6% (49.3×10³ cells cm^-2) 수준으로 관찰되었 으나, 5월~8월에 HSW (28.5%, 217.3×10³ cells cm^-2)에서 만 출현하였다.

수온과 유속에 기초하여 이상의 내용을 정리한 것은 Fig. 6과 같으며, 수온은 5℃와 15℃, 유속은 0.2 m s^-1, 0.8 m s^-1에서 크게 4개의 그룹으로 구분되었다. 수온 <5℃, 유속 <0.2 m s^-1 구간 (Ⅰ)에서 CHMI, MECI 및 GLEC의 3종이 해당하였고, 이것은 온배수가 유입되기 전 지점 (BSU)에서 주로 관찰되는 분류군이었다. 온배수가 배출 되는 지점 (HSW)으로서 >15℃, <0.8 m s^-1 구간 (Ⅳ)은 ACSU, EUVI, NACO, STLU, STSU 및 SYPE의 6종이 포 함되었는데, 이 중에서 NACO가 가장 높은 밀도를 기록하 였다. 그 외 구간 (Ⅱ~Ⅲ)은 BSD에서 우점한 주요 분류군 (22종)으로서 강우·수문학적 요인에 의한 유량 증감 변동 과 BSU와 HSW의 혼재된 영향을 받는 것으로 분석되었 다.

CCA를 통해 환경요인과 부착조류 군집의 관계를 분석 한 결과는 Fig. 7과 같다. 시공간적 환경요인 분포에서 1 축과 2축의 고유치 (eigenvalue)는 각각 0.795, 0.742이었 고, 총 변동의 6.8%와 6.4%를 각각 차지하여 13.2%의 분 산이 설명되었다 (Table 3). 주요 환경요인과 부착조류 (종) 간의 분포에서 1축 (0.971, p<0.05)과 2축 (0.965, p<0.05) 은 높은 유의성을 나타냈다. I 구간은 WTE를 중심으로 EC, BOD, COD, TN, NO₃, TP 및 SRP에서 상관성이 컸고, HSW에서 2월과 6월을 제외한 전 시기에 COSM을 포함 하여 3종이 주종을 이루었다 (Fig. 7). II 구간은 1축을 중심 으로 유량 (DIS)에 의존되었고, 6월~9월의 여름철 홍수기 에 BSU와 BSD2에서 ACCO 외 12종이 집락되었다. 반면 에, IV 구간은 12월~2월의 겨울철 갈수기에 ACSU 외 6종 이 분포하였으며, IV 구간에서 II 구간으로 점근할수록 동 계에서 하계로의 계절성이 엿보였다. III 구간은 I 구간과 역상관 관계로서 CHL_w와 DO에 유의한 상관성을 보였으 며, 봄철~여름철에 BSU와 BSD에서 CHMI 외 3종이 관 찰되었다.

5.계류 (부소천) 환경요인과 부착조류의 생태학적 특성

부소천에서 시공간적으로 매번 광범위하게 관찰된 분류 군은 규조류 Achnanthes속 (평균 9.2%, A. convergens, A. exigua, A. lanceolata, A. minutissima)이 유일하였다. 그리 고 온배수가 유입되기 전 상류 (BSU)에서 지속적으로 관 찰된 속은 Achnanthes (17.5%), Cymbella (2.5%) 및 Gomphonema (5.3%)이었고, 하류 (BSD)는 Achnanthes (2.7~ 11.1%), Cocconeis (1.8%), Cyclotella (1.2%), Cymbella (3.7~4.5%), Fragilaria (1.4%), Gomphonema (2.0~3.6%), Melosira (1.9%), Navicula (0.4~5.5%) 및 Nitzschia (2.7%) 가 해당하여 우상형 규조류가 대부분을 차지하였으며, 하 류로 갈수록 종수가 다소 증가하였다. 반면에, 연중 온배 수를 유지하는 HSW는 Achnanthes (5.7%)와 Navicula (32.2%, N. confervacea)만 조사기간 내내 관찰되었는데, 이들 분류군은 일반적으로 하·폐수처리수가 유입되는 하 천에서 풍부한 것으로 잘 알려져 있고, 특히 Navicula의 조 성이 큰 폭으로 증가하는 특성을 보였다 (Lewis, 1986). 또 한, 온배수가 유입되는 BSD1에서 남조류 Oscillatoria속의 우점 (28.0%, O. tenuis)이 장기간 지속되었는데, 이는 수중 P·N 영양염이 풍부한 환경에서 높은 수온이 유지될 수 있 었기 때문이었다 (Davis et al., 1990).

조사기간 동안 전 지점에서 연속적으로 관찰된 분류군의 종조성은 공간적으로 다소 차이를 보였다. 온천폐수가 유 입되기 전 BSU (상류)에서 A. convergens만 풍부하였으나, BSD (하류)에서 A. exigua, A. lanceolata, A. minutissima가 추가되었고, HSW에서 N. confervacea가 절대 우점한 반면 에, BSD에서 N. capitata와 N. cryptocephala가 비교적 많 았다. 이러한 결과는 비오염 (unpolluted), 오염 (polluted) 및 혼합 (mixed) 수역에서 온도와 영양염 오염의 내성 정도를 잘 반영하는 것으로 볼 수 있었다 (Lewis, 1986). Watanabe and Asai (1990)가 제시한 호청수종, 호오탁종 및 광적응종 의 오염도 구분과도 일치하였고, 그 풍부성은 각각 BSU, HWS 및 BSD의 순서로 연관되었다. 또한, 부소천에서 관 찰된 주요 우점종들은 연중 높은 수온을 유지하는 환경 기 반에서 수중의 PO₄에 친화력이 크거나, NO₃-PO₄가 풍부한 하천 서식처를 선호하는 분류군에 해당하였다 (Stevenson et al., 1996).

1979년~2016년 동안에 우리나라 전국을 대상으로 부 착조류 생물량, 현존량 및 Conductivity 수질의 선행연구 를 정리한 결과, 총 49개 (소하천 29개, 강 11개, 하·폐수 5개 및 기타 4개)지역에서 수행되었다 (Table 4). 소하천, 강 및 하·폐수의 Chl-a 평균값 (범위)은 각각 21.1 μg cm^-2 (0.1~651.5 μg cm^-2), 23.8 μg cm^-2 (0.1~381.0 μg cm^-2) 및 9.5 μg cm^-2 (0.3~31.8 μg cm^-2)이었다. 그 결과를 시스템별 로 비교할 때, 하수처리수<소하천<강의 순으로 증가되 는 경향이 현저하였으며 (p<0.01), 이를 통해 오염원으로 부터 유수 생태계에 미치는 부영양화 경로와 부착조류 성 장 가능 수역을 판단할 수 있었다. 그리고 AFDM의 평균 값 (범위)은 2.5 mg cm^-2 (0.1~8.7), 1.5 mg cm^-2 (0.6~6.6) 및 5.3 mg cm^-2 (1.2~16.2)로서 Chl-a와 상반되는 경향 을 보였다. Conductivity는 하·폐수에서 680.4 μS cm^-1로 서 가장 높았으며, 소하천과 강은 비슷하였다. AFDM이 Chl-a와 다른 양상을 보인 것은 소하천과 하·폐수에서 조류 기원성 이외의 유기물이 많았기 때문으로 사료되었 다 (Stevenson et al., 1996; Allan and Castillo, 2007). 국내 수생태계의 영양상태를 부착조류 생물량으로 평가한 결 과, 부영양이 52.8%, 중영양이 20.8% 및 빈영양이 26.4% 를 차지하였다 (Table 4). 이 중에서 빈영양 수역은 하천의 최상류 (산간계류) 또는 모래하상 성향이 강한 하천에 해 당하였고, 중영양과 부영양 수역은 우선적으로 하·폐수 의 직·간접 영향 유무에 구분되어지나 수문학적으로 하 천 유량이 많은 시기에 영양상태가 낮아질 수도 있었다 (Stevenson et al., 1996).

일반적으로, 하·폐수처리수가 배출되는 방류구 주변과 그 하류 혼합 수역은 상류에 비해 부착조류 생물량이 높으 나, 수리·수문과 광 및 영양염 이용성의 환경 조건에 따 라 반드시 그렇지 않을 수도 있다 (Stevenson et al., 1996). 온배수의 유입 전·후의 상·하류 구간에서 생물량은 여 름철에 높고 겨울철에 낮은 계절성을 보이며, 군집 조성의 차이는 작거나 없을 수도 있는데 하천 유량이 클수록 그 영향은 작아지게 된다 (Murdock, 2002). 부소천은 연중 과 영양의 온배수에 의해 질소 (N)와 인 (P)의 영양염이 풍부 하게 공급될 뿐만 아니라 열 오염까지 가중되었다. 국내의 선행 연구결과 (Table 4)와 비교할 때, 부소천에서 부착조류 Chl-a의 평균 함량은 >27% 더 높았고, 최대값도 42.4% 정도 커서 오염이 심한 수준 (부영양 이상)으로 평가되었 으며, 온배수로 인해 상·하류 간에 동질성 (하계~추계)과 이질성 (동계~춘계)이 공존하는 역동적인 생태계로 볼 수 있었다.

적 요

온천의 온배수는 오래 전부터 전 세계를 통해 지질학, 육수학 및 수생태학에서 온도구배와 담수조류의 관계에서 많은 관심을 갖게 한 분야이었다. 반면에, 우리나라는 인 공온천이 전국적으로 개발되었으나 아직까지 이에 대한 연구가 미진한 실정에 있다. 본 연구는 2015년 12월부터 2016년 9월까지 경기도 포천에 위치한 계류 (부소천)의 최 상류 구간 4개 지점 (BSU (상류), HSW (온천폐수 방류구), BSD1~2 (하류))에서 부착조류 생태에 온배수의 시공간적 영향을 파악하고자 매월 조사하였다. 조사기간 동안 온배 수의 수온 영향권은 <1.0 km이었고, 동시에 N·P 영양염 의 주요 공급원으로 작용하였다. 그 영향은 저온·갈수기 (12월~3월)에 우세하였고, 고온·풍수기 (7월~9월)에 약 세를 보여 다소 계절적인 특성을 반영하였다. 이러한 환경 에서 부착조류 군집은 총 59속 143종으로 구성되었다. 이 중에서 규조류가 21속 83종 (58.0%), 남조류가 9속 21종 (14.7%) 및 녹조류가 25속 32종 (22.4%)을 차지하였다. 또 한, 상대도수가 >10%인 분류군은 총 24속 31종이었으며, 시공간적 분포는 수온 (5℃와 15℃) 및 유속 (0.2 m s^-1와 0.8 m s^-1)과 밀접한 관련성을 가졌다. 그리고 연중 높은 수 온을 유지하는 기초 환경에서 수중의 PO₄에 친화력이 크 거나, NO₃-PO₄가 풍부한 하천 서식처를 선호하는 분류군 이 우점하였다. 결과적으로, 부소천은 온배수에 의해 연중 과영양 및 과열 오염이 지속되어 국내에서 조사된 선행 부 착조류 생태연구의 결과와 비교할 때 오염이 심한 상태로 평가되었고, 상·하류 간에 계절적으로 동질성 (하계~추 계)과 이질성 (동계~춘계)이 반복되는 역동적인 생태계로 볼 수 있었다.