Journal Search Engine
Search Advanced Search Adode Reader(link)
Download PDF Export Citaion korean bibliography PMC previewer
ISSN : 2288-1115(Print)
ISSN : 2288-1123(Online)
Korean Journal of Ecology and Environment Vol.32 No.4 pp.331-340
DOI :

Water Quality and Phytoplankton Community Dynamics in a Weir Reach of the Yangsan Stream (1993~1996)

Sung- Bae Park, Ji-Young Lee, Min-Ho Jang, Hyun-Woo Kim, Jong-Moon Jeong, Jong-Won Kim, Gea-Jae Joo*
Dept. of Biology, Pusan National University, Pusan, 609-735, Korea
*Corresponding Author: Tel: 051) 510-2258, Fax: 051) 583-0172, E-mail: gjjoo@hyowon.pusan.ac.kr

Abstract


Physico-chemical characteristics and phytoplankton community dynamics in a weir reach of the lower Yangsan Stream were investigated from February 1993 to December 1996. The Yangsan Stream is a typical 4th-order agricultural/urban stream and it’s hydrology is strongly controlled by series of weirs. The weir reach was in the range of eutrophic state (chl. a, 37±73 μg/l). The physico-chemical parameters at the weir reach were highly fluctuating by the loading of industrial wastewater and agricultural runoff (water temperature, 4~32°C; turbidity, 4.4~28.1 NTU; DO, 4~14.9 mg/l; conductivity, 82~1820 μS/cm; alkalinity, 11~222 mg/l; pH, 6.3~9.0; TP, 54~1155 μg/l; TN, 2.0~18.3 mg/l). There was a strong periodicity of phytoplankton during the study period; cryptomonads, small centric diatom and euglenoids were co-dominant in winter whereas green algae was dominant species in summer. High loading of organic pollutants and sediment-water interaction possibly caused green algae and euglenoids dominance. In this stream, characteristics of water quality and phytoplankton community dynamics tended to be the mixed type between lotic and lentic ecosystem.



보 구간(양산천)에서의 수질과 식물플랑크톤 군집에 관한 연구(1993~1996)

박 성배, 이 지영, 장 민호, 김 현우, 정 종문, 김 종원, 주 기재*
부산대학교 자연과학대학 생물학과

초록


양산천 하류부에 위치하고 있는 보에서 1993년 2월부 터 1996년 12까지 월 2회 간격으로 하천의 이화학적 특성 및 식물플랑크톤의 군집에 관해 조사하였다. 양산 천은 전형적인 4차의 산지/농경지 하천이며 유량은 보 에 의해 조절되어지고 있으며, 본 하천의 보가 있는 구 간은 부영양화상태였다 (chl. a, 37.0±72.6 μg/l). 이화학 적 요인의 계절적인 변화는 강우나 인위적인 교란에 의 해 크게 변화하는 것으로 나타났다(수온, 4~31.7°C; 탁 도, 4.4~28.1 NTU; 용존산소, 4~14.9 mg/l; 전기전도도, 82~1820 μS/cm; 알칼리도, 11~222 mg/l; pH, 6.3~9.0; 총인, 54~1155 μg/l; 총질소, 2.0~18.3 mg/l). 또한 식물 플랑크톤 군집은 일정한 주기성을 나타내었는데 동계에 는 유글레나류와 황색편모조류, 그리고 우상형 규조류 군집의 우점양상이 뚜렷하였으며, 하계에는 녹조류와 규 조류의 비율이 상대적으로 높게 나타났다. 이 결과를 통 하여 본 조사지점에서는 봄과 가을에 높은 생체량을 보 이며, 겨울에는 정체된 수계에서 우점하는 Euglena가 나타나는 것으로 보아 정체(lentic)수역의 성향이 강하 였으며, 하계에는 장마에 의한 유량의 증가로 유수 (lotic)역의 성향이 강한 것으로 나타났다.



우리 나라 중소하천에서의 보의 생태적 역할은 앞으 로 규명되어야 할 중요한 연구분야의 하나이다. 특히 보 의 물리적 특성과 저서 및 유영 생물의 이동, 갈수기 수 중생물의 피난처로서의 역할, 부분적인 퇴적으로 인한 하천 내 물질순환의 변화 등 보가 하천생태계의 구조와 기능에 미치는 영향은 시급히 연구되어야 한다.



    서 론

    우리 나라 하천은 유역의 토지 이용 형태에 따라 산 지 하천, 농경지 하천, 준 도시하천, 공단 하천, 도심 하천 등으로 구분할 수 있다. 현재 대부분의 3~4차 하천은 소규모 댐, 보 등의 건설과 직강화, 준설, 하천변 정비 등 의 물리적인 변형으로 유량과 유속의 변화가 초래되어 하천 생태계 내의 화학∙생물학적 요인이 변화되었다 (주 등, 1997). 인위적 요인에 의한 하천 생태계의 구조 및 기능상의 특성 변화를 파악하는 것은 효율적인 하천 관리에 있어 매우 중요한 요소로 인식되고 있다.

    하천의 물리적 구조물 중 보(weir)는 우리 나라에서 뿐만 아니라 일본, 독일, 스위스 등에서도 농∙공업 용수 의 공급을 목적으로 설치되어 있다(환경부, 1997). 하천 에 설치되는 이러한 구조물은 자유롭게 하류로 유하하 는 토사를 차단할 뿐 아니라, 유속이 보 상류에서는 감 소하고 하류부는 급속히 증가하여 기존에 서식하던 생 물의 서식환경이 변화되며, 생물 이동 통로가 단절되는 문제를 야기하는 등의 하천생태계에 많은 영향을 미칠 것으로 예상된다. 그러나 보의 건설이 생물 군집구조와 생태계에 미치는 영향에 대한 연구는 봇둑 상∙하에서 대형무척추동물의 서식 차이에 대해서 밝힌 오와 전 (1991)의 연구를 제외하면 미진한 상태이다.

    낙동강 하류역의 지류 중 하나인 양산천은, 지난 20여 년 간 유역의 토지이용 형태의 변화(공단 및 주거지 조 성)와 인구증가 등으로 용수공급원으로서의 중요성이 높아지고 있다. 특히, 용수의 확보를 위해 하천 내에 많 은 수의 보가 설치되어 하천의 흐름이 조절되고 있다. 양산천의 생태학적 연구는 김 등(1992)정 등(1992) 의 부착조류 군집에 한정되어있다. 더욱이 보에서의 생 물상 및 수질에 대한 중∙장기적인 평가는 매우 미흡한 실정이다.

    따라서 본 연구는 수자원의 확보를 위해서 설치된 보 가 생태계 및 생물 군집구조에 미치는 영향을 파악하기 위하여 하류지점의 보를 대상으로 수질 및 식물플랑크 톤의 군집 동태를 4년에 걸쳐 조사하여 보의 생태 특성 규명은 물론 체계적인 수질관리를 위한 기초자료로 활 용하고자 했다.

    재료 및 방법

    1. 조사지 개황

    양산천은 지리적으로 동경 128°58′~129°9′, 북위 35°16′~35°30′에 위치하며, 낙동강 수계의 하류부로 유입되는 하천이다(Fig. 1). 경상남도 하북면 지산리 취 서산에서 발원하여 상류부인 통도사 유역을 지나 하류 부인 양산시를 관통하는 하천으로 유역면적은 243.7 km2, 유로 연장 34.3 km이다(한국수자원공사, 1997). 주 요 지류로는 상리천, 용연천, 내석천, 호계천, 대석천 등 이 있다.

    양산시의 인구는 70년대 초반에 5만 여명에서 70년대 중반이후 13만 여명으로 크게 증가했고 양산공단 입주 후, 80년대 말에는 20여만 명으로 증가했으며 현재 약 17만 여명에 이르고 있다. 과거에 농업을 기반으로 형성 된 취락이 발달하였으나 현재 도시화로 인하여 농지면 적이나 농가 가구수는 계속 감소하는 추세임에 반해 주 택지 및 공단부지 등이 증가하고 있는 실정이다. 토지 자원 243.7km2 중 경작지가 35.1km2 (14.5%)을 차지하 며 임야면적은 178.3km2 (73.2%)으로 가장 넓은 범위를 차지하는 것으로 나타났다(양산상공회의소, 1991). 대지 및 공장지역은 3.3 km2 (1.4%)으로 전체 토지이용 면적 비로 볼 때 매우 낮은 점유율을 차지하나, 계속적인 공 단 및 주거지 등의 증가로(1983년 157업체, 1988년 372 업체; 양산상공회의소, 1991) 지속적인 하천오염이 예상 되는 지역이다.

    양산천은 전형적인 농경지/도시하천으로 하천주변 및 하천 내에서 인공적인 구조물(제방, 교량, 보 등)이 많이 설치되어 있다. 본류에 설치된 하천 구조물로는 교량 약 30여 개, 보 약 20여 개가 확인되었으며, 하천변의 인공 제방은 최상류역부터 나타나기 시작해서 하천과 보와 이면도로, 주택지, 교량을 중심으로 제방이 조성되어 있 었고 하류역에서는 거의 대부분의 구간에서 하천변에 제방이 설치되어 있다. 하상을 가로질러 설치된 보는 1 개의 보가 1단에서 3단의 다양한 양식으로 설치되어 있 었다. 보의 평균 높이는 107±60 cm (n=19)였고, 최대높 이는 약 250 cm 최소는 약 30 cm였다. 상류에서 하류로 갈수록 보의 규모는 커지고 높이도 높아지는 경향이 있 었으며 별도의 어도가 설치된 보는 없었다. 수심은 보에 따라 10 cm에서 200 cm로 큰 차이를 보였고 중∙상류의 오래된 보에서는 일부 구간이 파손되었거나 보의 상부 가 토사와 자갈로 보의 기능이 상실된 경우도 상당수 있었다. 실제 많은 하천들에서 보가 설치되어 있고 설치 되고 있으나 보가 가지는 생태적인 기능이나 수환경에 미치는 영향 등에 대한 연구는 미진한 실정이다.

    2. 조사 및 시료의 분석방법

    본 조사는 1993년 2월부터 1996년 12월까지 월 2회 간격으로 양산천 하류부에 위치하고 있는 영대교(낙동 강 합류지점으로부터 약 7 km 상류지점)에 위치한 보에 서 하천의 물리∙화학적 특성과 식물플랑크톤의 군집동 태를 분석하였다. 물리(기온, 강수량, 수온, 수위, 탁도)∙ 화학적 (전기전도도, 알칼리도, 용존산소, pH, 영양염류 등), 생물학적(클로로필 함량, 식물플랑크톤 종조성) 요인 등을 분석하였다.

    양산시의 강수량 및 기온은 부산지방기상대(1993~ 1996)의 관측자료를 이용하였다. 수위는 영대교에서 측 정된 일일 수위(부산 홍수통제소, 1993~1996) 자료를 이용하였다. 수온은 용존산소측정기 (YSI, model 58)로 측정하였고, 탁도는 탁도계(Shaban, model 20052)로 6 회 측정한 평균값을 구하였다. 용존산소는 YSI 용존산소 측정기 (Model 58)와 Winkler Method (APHA, 1995)를 사용하였고, 전기전도도는 전기전도도계 (Fisher, model 152), 알칼리도는 중화적정법(Wetzel and Likens, 1991) 을 이용하여 측정하였다. pH는 pH meter (Orion 407A) 로 측정하였다. 영양염류 항목 중 SiO2, PO4-P는 Whatman GF/F 유리여과지 (직경; 0.45 μm)여과 한 원수를, TN과 TP는 원수를 이용하여 측정하였다. 영양염류 등 은 Wetzel and Likens (1991)에 제시된 방법과 Lachat Ion Analyzer (PO4-P; 10-115-01-1-B, TN; 10-107- 06-2-E, TP; 10-115-01-1-E, SiO2; 10-114-27-1-A) 를 이용하여 분석하였다.

    식물플랑크톤의 생체량 (chl. a)은 Monochromatic Method에 따라 측정하였다(Wetzel and Likens, 1991). 식물플랑크톤의 종조성 및 개체수를 파악하기 위해서는 채수한 시료 100 ml을 Lugol’s 용액으로 고정시킨 후, 이 중 10 ml를 24시간 동안 settling chamber (체적; 5 ml, 직 경; 2.5 cm)에 침전시켜 두었다가, Zeiss IM 도립현미경 (×400)하에서 20회 이상 계수하였다. 세포수는 1ml당 총 개체수로 나타내었으며, 조사된 식물플랑크톤은 모두 생체체적 (μm3/ml)을 구하였으며 (Wetzel and Likens, 1991), 해당 연도의 계절별 총 생체체적의 0.5% 이상을 차지하는 종을 우점종으로 선정하였다. 식물플랑크톤 분 류는 Foged (1978), Cassie (1989), Conforti (1986) 등의 도감을 참고하였다. 식물플랑크톤 군집 분석을 위해서 우점도 지수(McNaughton, 1967), 종다양성 지수(Shannon and Weaver, 1949), 균등도 지수(Pielou, 1966)를 구 하였다.

    결과 및 고찰

    1. 물리적 요인

    양산천 집수역에서는 하계(6, 7, 8월)에 연 강우량의 53%가 집중되었으며, 기온은 월 평균 최고 27.9°C (1994년 7월)까지 상승하였다. 동계(12, 1, 2월)에는 강우 량이 극히 적었으며, 기온은 월 평균 최저 2.9°C(1995년 1월)로 떨어졌다(Fig. 2a). 기온, 수온, 수위, 탁도 등의 물 리적 요인들의 연간변화는 강우에 영향을 크게 받았다 (Table 1). 조사기간 중 최고 강수량을 기록한 1993년 (1425±147 mm/yr)은 1994년 (893±58 mm/yr)에 비해 기온과 수온은 낮았으며 수위와 탁도는 높았다.

    수위변화 정도는 강우량에 영향을 받아 증감이 뚜렷 하게 변화하는 것이 관찰되는데, 강우가 가장 많았던 1993년 8월의 경우 최고 수위가 2m로 연평균보다 약 5 배 이상 높았다. 계절별 수위변화 양상은 3월부터 증가 하기 시작하여 5월~10월 사이 높게 유지되다가 11월 부터 감소하는 경향을 보였다(Fig. 2b). 인위적으로 유량 및 수위가 조절되는 우리 나라의 강과 습지들에서는 하 계에 집중되는 강우로 인해 수위의 증감 폭이 매우 크 며, 갈수기인 동계에는 유량 유지를 위하여 수위의 변동 폭이 다소 낮게 유지되다가 5, 6월 이후 점차 증가하는 경향을 나타내고 있다(김 등, 1997). 양산천에서는 전체 하천구간 34 km 내 최상류역에서부터 약 20여 개의 보 가 설치되어 있어 유량 유지를 위한 수위 변화정도가 우리 나라의 일반적인 특성과 매우 유사한 것으로 나타 났다.

    수온의 연변화 범위는 4.0~31.7°C였으며, 평균 수온 은 17.1±7.8°C였다. 3월부터 수온이 상승하기 시작하여 7, 8월에는 30°C 이상까지 상승했다가 10월 이후 급격히 감소하는 경향을 보였으며, 겨울에는 부분적인 결빙도 나타났다(Table 1). 하계의 수온은 강우의 빈도와 양에 따라 크게 달라졌다. 1993년 8월의 수온은 22°C로 지속 된 강우에 의해 비교적 낮았으나, 1994년 8월은 비가 오 지 않아 수온이 계속 증가하여 낮 시간동안 30°C 이상 을 유지하였다. 이 시기 낙동강 하류(물금)유역도 유사 한 수온분포를 보여 강우가 수온에 직접적인 영향을 나 타낸 것으로 사료된다(Kim, 1996;Ha, 1996).

    탁도는 연평균 9.0±4.6 NTU이었으며 특히 하계 (6~8월)에 변화폭(3.6~28.1 NTU)은 상당히 컸다(Fig. 2d). 집중 강우가 있었던 시기에 탁도는 크게 상승하였 으나 다시 안정화되는 양상을 보였으며, 이 시기의 값을 제외하면 변화폭은 2~10 NTU였다. 1996년 10월의 경 우 강우에 의한 영향이 없었음에도 17 NTU까지 높은 값을 나타내었다. 이 때의 조류 생체량(chl. a)은 125 μg/l로 아주 높아 강우로 인한 하상 교란과 같은 물리적 요인 이외에도 생물적인 요인도 높은 탁도를 유발하였 다. 조류에 의한 탁도 증가 현상은 낙동강 하류(물금)에 서 남조류의 번성으로 최고 406 NTU까지 증가된 현상 이 조사된 바 있다(Ha et al., 1999)

    2. 화학적 요인

    조사기간동안 양산천 영대교 아래 보에서의 수질 중 용존산소량이 평균 8.5±3.6 mg/l (90±42%)이었으며 (Fig. 3a), 하계 평균은 8.5±3.5 mg/l (106±47%)였고 동 계 평균은 8.4±4.9 mg/l (81±41%) 였다. 일반적으로 용 존산소는 수온이 낮은 동계에 높고 수온이 높은 하계에 낮은 경향(Horne and Goldman, 1983)이 나타나지만 양 산천에서는 하계가 동계보다 높게 나타났으며, 이 결과 는 김 등(1992)의 연구와도 유사하였다. 이는 강우에 의 해 유량과 유속이 증가하면서 용존산소가 일시적으로 증가한 경우와 식물플랑크톤 현존량의 증가로 인한 활 발한 광합성의 결과로 사료된다.

    전기전도도와 알칼리도는 각각 평균 805±508 μS/cm, 83±43 mg/l로 나타났으며 계절적인 변화양상은 유사했 다(Fig. 3b, c). 계절적 특징으로 하계에는 강우에 의한 용존물질의 희석으로 연평균에 비해 비교적 낮았고 (600±542 μS/cm, 63±44 mg/l), 동계에는 유량 및 수위 변동이 적어 수괴 정체에 따라 전기전도도 및 알칼리도 가 상대적으로 증가하였다 (1021±490 μS/cm, 108±31 mg/l). 이러한 높은 수치와 변화 양상은 낙동강으로 유 입되는 지류의 하나인 금호강의 변화와 유사한 경향을 나타내었다 (박과 정, 1996;Kim, 1996). 인위적인 교란 요인이나 오염물질 유입이 거의 없는 양산천의 최 상류 지점(본 조사지점으로부터 약 20여 km 상류지점)의 경 우 평균 전기전도도 값이 35±5 μS/cm로 하류지점인 본 조사지점보다 매우 낮은 것으로 보고된 바 있다(하 등, 1997). 이는 하류로 갈수록 생활하수, 공단 오폐수 등 오 염물질의 유입증가에 원인이 있는 것으로 사료된다. pH 는 7.1~8.8의 범위로, 연평균 7.6±0.5이었고(Fig. 3d), 동계의 평균은 7.7, 하계는 7.4로 큰 차이가 없었다. 조 사기간 중 최고 값은 1994년 4월의 9.0으로 기록되었 다. 이 때의 chl. a가 498 μg/l으로 측정되어 식물플랑크 톤의 활발한 광합성이 pH에 영향을 미쳤다.

    양산천의 영양단계는 OECD (1982)의 기준에 의하면 부-과영양 단계에 속하는 것으로 조사되었다. 총인(TP) 은 483±263 μg/l, 총질소(TN)는 9.5±4.8 mg/l, 인산인 (PO43--P)은 59±43 μg/l의 농도분포를 보여 변화폭은 컸으나 뚜렷한 계절성은 보이지 않았다(Fig. 4). 비슷한 시기에 조사된 하 등(1997)의 연구에서 양산천 최상류 지점(본 조사지점으로부터 20여 km 상류지점)의 영양염 농도는 총인 6.4~312 μg/l, 총질소(TN) 0.5~2.1 mg/l, 인 산(PO43--P) 21~49 μg/l의 분포를 보였고 계절적 변화 도 크지 않은 것으로 조사되어 하천의 차수가 커지고 집수역의 면적이 증가함에 따라 영양염도 크게 증가하 는 것으로 사료된다. 규산(silica)의 경우 하계와 동계의 계절적 차이는 크지 않았다(하계 평균; 8.7 mg/l, 동계 평 균; 8.5 mg/l). 이 하천의 보 구간은 수심이 낮아 저층과 수괴가 빈번하게 혼합되어 규산이 전체적으로 높게 유 지되는 것으로 사료된다.

    3. 식물플랑크톤

    조사기간동안 동정된 식물플랑크톤은 녹조강(Chlorophyceae) 이 13종 (구성비율: 31.2%), 규조강 (Bacillariophyceae) 76종 (55.0%), 남조강 (Cyanophyceae) 7종 (5.0%), 유글레나강(Euglenophyceae) 11종(8.0%), 갈색편 모조강 (Cryptophyceae)이 1종(0.7%)을 차지하는 것으 로 나타났다. 국내에서 조사된 하천 및 강의 경우(신 등, 1996;Ha et al., 1999) 규조강에 속한 종이 전체 분류군 중에서 가장 큰 비율을 차지하는 것으로 나타났으나, 본 조사가 수행된 보에서는 규조류 외에 녹조류 또한 높은 우점율을 보였다.

    식물플랑크톤 주요 군집의 변화는 뚜렷한 계절성을 나타내었다 (Fig. 5). 녹조강의 경우 봄부터 출현빈도가 높아져 가을까지 우점군집을 형성하였으며, 녹색소구체 목(Chlorococcales)과 볼복스목(Volvocales)이 주요 분류 군으로 나타나, 온대지방의 호수나 강에서의 우점군과 일치하였다 (Roeder, 1997). 본 조사에서는 여름철에도 규조류의 출현 빈도가 높게 나타났는데(40~80%), 4년 에 걸쳐 7~8월에 크게 증가하여 8월에는 천제의 70~ 80%를 차지하였다. 이는 대체로 이 시기에 유량의 변화 가 심하여 규조류가 다른 분류군에 비해 서식하기에 용 이하였던 것으로 사료된다. 가을에는 녹조류와 규조류의 비율이 상대적으로 높았고, 수괴의 정체가 심하고 영양 염이 풍부한 동계에는 유글레나류와 갈색편모조류의 수 가 크게 증가하였다. 유글레나류와 갈색편모조류 군집들 이 우점하는 원인은 수심이 얕고 정체된 수계에서 영양 염, 철(Fe), 망간(Mn), 규산(Si) 등이 풍부하기 때문으로 보고되었다 (Munawar, 1972;심과 최, 1978;Conforti and Joo, 1994). 특히, 양산천의 경우 보로 인하여 유량 및 수위가 조절되고 있으며, 수심이 얕고 수체가 전체적 으로 교란되는 경우가 많아 다른 하천수계와 식물플랑 크톤 군집구조에 차이를 보였다.

    조사지점에서의 식물플랑크톤 생체량(chl. a) 평균농도 는 65±72 μg/l (n=91)로 강우시 약 10~20 μg/l로 감소 하는 경우를 제외하면 40 μg/l 이상의 생체량을 보여 과 영양단계에 이르러 있음을 나타내었다 (Fig. 5). 낙동강 본류의 하류역인 물금에서의 식물플랑크톤 생체량과 매 우 유사한 값으로(Kim et al., 1998), 전반적으로 오염이 심한 하천의 중∙하류에 위치한 보에서의 식물플랑크톤 생체량 범주 내에 속하는 것으로 사료된다.

    식물플랑크톤의 현존량은 1.2×104~1.5×108 μm2/ml 로 변화의 폭이 컸다(Fig. 5). 일반적으로 온대지방의 담 수역에서는 식물플랑크톤의 현존량이 춘계에 높고 하계 에는 낮은 수준으로 유지되다가 추계에 다시 높아지는 bimodal형 또는 추계에만 높아지는 unimodal형의 현존 량 변화곡선이 나타나는데(Round, 1981), 양산천의 경우 이러한 식물플랑크톤의 연중 분포와 달리 매우 불안정 하게 나타났다. 이는 건기와 우기의 교차 및 각종 인위 적인 이화학적 요인의 간섭 때문으로 사료된다.

    식물플랑크톤의 우점종은 계절적으로 뚜렷한 주기성 을 보였다 (Table 2). 1993년 봄에는 Chlamydomonas globosaNitzschia palea, 여름에는 Cyclotella comtaCyclotella meneghiniana가 우점하였다. 가을에는 녹조 류인 Scenedesmus quadricauda가 증가하였으나, 겨울에 는 뚜렷한 우점종이 관찰되지 않았다. 1994년의 경우 3, 4월을 제외하고 Chlamydomonas globosa가 연중 우점 하였다. 1, 2월에는 Euglena gracilis의 종 구성비율이 매 우 높았고, 11, 12월에는 Stephanodiscus hantzschii의 우점양상이 관찰되었다. 이 해의 가을 역시 Cyclotella comtaCyclotella meneghiniana의 출현이 빈번하였다. 1995년에도 연중 Chlamydomonas globosa가 우점하였 으며 봄부터 시작하여 가을에 걸쳐 Cyclotella comtaCyclotella meneghiniana, 그리고 Nitzschia palea의 비 율이 높았다. 1, 2월에는 Stephanodiscus hantzschii가 우점하였으나 11, 12월에는 Cryptomonas erosa가 우점 하였다. 1996년에는 Scenedesmus quadricauda가 연중 우점하였으며 Cyclotella comtaCyclotella meneghinianaNitzschia palea의 비율도 높게 나타났다.

    양산천의 식물플랑크톤의 연평균 우점도는 0.59이었 다(Fig. 5). 최대 우점도 지수는 1993년 4월에 1.00이었 으며, 최소 우점도 지수는 1996년 5월로 0.29 이었다. 연 평균 다양도 지수는 0.64 이었으며 균등도 지수는 0.68 이었다. 각각의 지수가 최대로 증가한 것은 1995년 11 월(0.96)과 1993년 12월(1.00)로 기록되었다. 계절별로 다양도 지수를 산출한 결과 하계가 0.65, 동계는 0.54로 하계가 다소 높았는데, 이는 동계의 경우 단일종의 우점 현상이 하계보다 두드러졌기 때문이다. 균등도 지수는 하계가 0.64, 동계가 0.67로 큰 차이는 없었으나 출현종 수가 비교적 적었던 동계가 조금 더 높았다.

    양산천의 전 구간은 보로 조절되는 하천으로 정체역 (lentic)과 유수역(lotic)의 성향이 혼합되어 나타났다. 34 km에 이르는 전 구간에 설치되어 있는 보는 20여 개이 며, 하나의 보는 하천 구간 300~400 m에 수문학적인 영향을 주고 있다. 따라서 물리적인 변형이 없는 하천에 서 나타나는 특징인 하천연속 개념 (River Continum Concept: RCC)의 적용은 어려우며, 구간별로 체류시간 연장되는 등 독특한 하천 생태계를 유지하고 있는 것으 로 사료된다. 이러한 결과는 보로 조절되는 하천이 연속 적인 하천 개념(RCC)의 생태적 특성을 나타내는 것보 다는 부분적인 정체 및 체류시간 연장에 따른 강 및 저 수지의 복합적인 생태 특성을 나타내는 것으로 사료된 다. 중∙소하천 이외에 6차 이상의 강(예: 낙동강)에서도 상부지역의 다목적 댐 및 하구둑 등으로 인하여 연중 정체역과 유수역의 특성을 혼합적으로 나타내고 있어 (Kim et al., 1998;주 등, 1997), 우리 나라 대부분의 유수 생태계 내에서 빈번히 발생하는 현상이라고 할 수 있다.

    강의 연속성 개념에 따르면 3~4차 하천에서 부착조 류가 주요 일차생산자로 설명되어지나, 양산천의 경우 보로 인하여 부착 조류는 물론, 부유성 식물플랑크톤도 일차생산자로서 중요한 역할을 할 것으로 사료된다. 따 라서, 일반적인 RCC 이론을 한국의 하천(특히 보가 많 은 3~4차 중∙소하천)에 적용하는 것은 다소 무리가 있다. 양산천은 인위적 구조물인 보에 의해 부분적으로 하천이 구획화되고 물리적으로 변형되어 흐름이 자연적 인 하천과 다른 구조를 보이는 한국형 중∙소하천이다.

    적 요

    양산천 하류부에 위치하고 있는 보에서 1993년 2월부 터 1996년 12까지 월 2회 간격으로 하천의 이화학적 특성 및 식물플랑크톤의 군집에 관해 조사하였다. 양산 천은 전형적인 4차의 산지/농경지 하천이며 유량은 보 에 의해 조절되어지고 있으며, 본 하천의 보가 있는 구 간은 부영양화상태였다 (chl. a, 37.0±72.6 μg/l). 이화학 적 요인의 계절적인 변화는 강우나 인위적인 교란에 의 해 크게 변화하는 것으로 나타났다(수온, 4~31.7°C; 탁 도, 4.4~28.1 NTU; 용존산소, 4~14.9 mg/l; 전기전도도, 82~1820 μS/cm; 알칼리도, 11~222 mg/l; pH, 6.3~9.0; 총인, 54~1155 μg/l; 총질소, 2.0~18.3 mg/l). 또한 식물 플랑크톤 군집은 일정한 주기성을 나타내었는데 동계에 는 유글레나류와 황색편모조류, 그리고 우상형 규조류 군집의 우점양상이 뚜렷하였으며, 하계에는 녹조류와 규 조류의 비율이 상대적으로 높게 나타났다. 이 결과를 통 하여 본 조사지점에서는 봄과 가을에 높은 생체량을 보 이며, 겨울에는 정체된 수계에서 우점하는 Euglena가 나타나는 것으로 보아 정체(lentic)수역의 성향이 강하 였으며, 하계에는 장마에 의한 유량의 증가로 유수 (lotic)역의 성향이 강한 것으로 나타났다.

    우리 나라 중소하천에서의 보의 생태적 역할은 앞으 로 규명되어야 할 중요한 연구분야의 하나이다. 특히 보 의 물리적 특성과 저서 및 유영 생물의 이동, 갈수기 수 중생물의 피난처로서의 역할, 부분적인 퇴적으로 인한 하천 내 물질순환의 변화 등 보가 하천생태계의 구조와 기능에 미치는 영향은 시급히 연구되어야 한다.

    사 사

    이 연구는 1995년도 부산대학교 학술연구 조성비를 지원 받아 수행된 연구임.

    Figure

    KJL-32-4-331_F1.gif

    Map showing the study sites (─ : weir).

    KJL-32-4-331_F2.gif

    Seasonal changes of physical parameters in the Yangsan Stream.

    KJL-32-4-331_F3.gif

    Seasonal changes of chemical parameters in the Yangsan Stream.

    KJL-32-4-331_F4.gif

    Seasonal changes of nutrients concentration in the Yangsan Stream.

    KJL-32-4-331_F5.gif

    a. Seasonal changes of phytoplankton biomass (chl. a) in the Yangsan Stream. b. Relative abundance of the total biovolume of major algal group in the Yangsan Stream (green=Chlorophyceae, Diatom=Bacillariophyceae, Cryptomonad=Cryptophyceae). c. Seasonal changes of biovolume of phytoplankton in the Yangsan Stream. d. Seasonal changes of dominance, diversity, and evenness indices in the Yangsan Stream.

    Table

    Annual mean of water quality parameters in a weir reach of the Yangsan Stream (1993. 2~1996. 12).

    Dominant species of phytoplankton during the study period in the Yangsan Stream.

    Reference

    1. 김맹기, 김종원, 이학영. 1992. 양산천의 부착조류군집에 대한 연구, 한국육수학회지 25: 9-19.
    2. 김현주, 윤해순, 김진수, 김현우, 주기재. 1997. 산지하천에서의 빛과 초식에 의한 부착조류의 생체량변화, 한국육수학회 지 30: 356-392.
    3. 박정원, 정 준. 1996. 금호강의 Scenedesmus (녹조강, 녹색소 구체목)속의 개체군 변화. 한국육수학회지 29: 29-37.
    4. 신윤근. 1996. 섬강 상류의 식물플랑크톤상 연구. 한국육수학 회지 29: 143-157.
    5. 심재형, 최중기. 1978. 한강 하류에 있어서 부유성 조류 군집 의 구조 및 기능 변화에 관한 연구. 해양학회지 13: 31-41.
    6. 양산상공회의소. 1991. 양산군 2000년 개발기본계획. 양산상 공회의소. 332pp.
    7. 양성호, 강선태, 귄오억. 1990. 금호강안의 토양 중 중금속 분 포 특성. 한국환경위생학회지 11: 83-87.
    8. 오용남, 전태수. 1991. 배내천 중류의 저서성 대형무척추동물 에 대한 연구. II. 봇독 상하에서의 군집 및 환경 비교. 한 국생태학회지 14: 399-413.
    9. 이정호, 정 준. 1992. 금호강의 오탁도에 따른 부착규조의 정 점별 변화. 한국 육수학회지 25: 31-40.
    10. 정준, 최재신, 이정호. 1992. 부착규조에 의한 양산천의 수질 평가. 한국환경위생학회지 10: 9-23.
    11. 주기재, 김현우, 하 경. 1997. 하천 생태학의 발전과 우리 나 라 하천 연구의 현황. 한국생태학회지 20: 69-78.
    12. 하 경, 박성배, 김현우, 김진수, 주기재. 1997. 부산∙경상남도 의 상류하천의 물리∙화학적 특성과 부착조류 생체량의 분포. 한국육수학회지 30: 393-403.
    13. 한국수자원공사. 1997. 낙동강 하구둑 상류 하천(양산천)유량 측정에 관한 보고서. 한국수자원공사 부산사무소. 237pp.
    14. 환경부. 1997. 국내 여건에 맞는 자연형 하천 공법의 개발. Vol. 2. 584pp
    15. APHA, AWWA, WPCCF. 1995. Standard Methods for the examination of water and wastewater. 16th ed. APHA, 1268pp.
    16. Cassie, V. 1989. A Contribution to the Study of New Zealand Diatoms. J. Cramer. 266pp.
    17. Conforti, V. 1986. Euglenophyta Pigmentadas de la Argentina. J. Cramer. 301pp.
    18. Conforti, V. and G.J. Joo. 1994. Taxonomic and ultrastructural study of Trachelomonas HER. and Strombomonas Defl. (Euglenophyta) from Oxbow lake in Alabama and Indiana (U.S.A) Cryptogamie Algol. 15: 267-320
    19. Foged, E. 1978. Diatoms in Eastern Australia. J. Cramer. 243pp.
    20. Golterman, H.L. 1975. Physiological Limnology. Scientific Publishing Co. 489pp.
    21. Ha, K. 1996. The mechanism of phytoplankton succession in the lower part of Nakdong River. M.S. thesis. Pusan National Univ. 86pp.
    22. Ha, K., E.A. Cho, H.W. Kim and G.J. Joo. 1999. Microcystis bloom formation in the lower Nakdong River, South Korea: importance of hydrodynamics and nutrient loading. Mar. Freshwater Res. 50: 89-94.
    23. Ha, K. 1999. Phytoplankton community dynamics and Microcystis bloom development in a zooplankton in a hypertrophic river (Nakdong River, Korea). Ph. D dissertation. Pusan National Univ. 139pp.
    24. Horne, A.J. and C.R. Goldman. 1983. Limnology. 2nd ed. McGraw-Hill, Co. 576pp.
    25. Hutchinson, G.E. 1967. A Treatise on Limnology. Vol. 2. John Wiley and Sons. Inc., New York. 1115pp.
    26. Kim, H.W. 1996. Characteristics of physico-chemical parameters and zooplankton dynamics in the Nakdong River. M.S. thesis. Pusan National Univ. 87pp.
    27. Kim, H.W., K. Ha and G.J. Joo. 1998. Eurtophication of the lower Nakdong River after the construction of an estuarine dam in 1987. Int. Rev. Hydrobiologia 83: 65-72.
    28. McNaugton, S.J. 1967. Relationship among functional properties of Calirornia Grassland. Nature 216: 168-169.
    29. Munawar, M. 1972. Ecological studies of Euglenieae in certain polluted and unpolluted environments. Hydrobiologia 39: 307-320.
    30. OECD. 1982. Eutrophication of waters. Monitoring, assessment and control. Paris. 154pp.
    31. Pielou, E.C. 1966. The measurement of diversity in different types biological collections. J. Theoretical Biol. 13: 131-144.
    32. Roedor, D.R. 1997. Relationship between phytoplankton and periphyton communities in a central Iowa Stream. Hydrobiologia 56: 145-151.
    33. Round, F.E. 1981. The ecology of algae. Cambridge Univ. Press, Cambridge. 653pp.
    34. Shannon, C.E. and W. Weaver. 1949. The mathemetical theory of communication. Illinois Univ. Press, Urbana. 117pp.
    35. Wetzel, R.G. and G.E. Likens. 1991. Limonlogical Analyses. 2nd ed. Springer-Verlag. New York. 91pp.