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ISSN : 2288-1115(Print)
ISSN : 2288-1123(Online)
Korean Journal of Ecology and Environment Vol.54 No.2 pp.87-95
DOI : https://doi.org/10.11614/KSL.2021.54.2.087

Comparison of Benthic Macroinvertebrate Communities at Two Headwater Streams Located with Different Temperature Regions in South Korea

Da-Yeong Lee, Dae-Seong Lee, Chanwoo Park1, Soon Jin Yun1, Jong-Hwan Lim1, Young-Seuk Park*
Department of Biology, Kyung Hee University, Dongdaemun, Seoul 02447, Republic of Korea
1Division of Forest Ecology, National Institute of Forest Science, Dongdaemun, Seoul 02455, Republic of Korea
* Corresponding author: Tel: +82-2-961-0946, Fax: +82-2-961-0244 E-mail: parkys@khu.ac.kr
04/06/2021 16/06/2021 17/06/2021

Abstract


Macroinvertebrates in forest streams affect the overall health of other streams in the same water system. In this study, we compared differences in the benthic macroinvertebrate community at two headwater streams located at different latitudes in the southern and northern parts of South Korea. We calculated the community temperature index (CTI), which represents the thermal preferences of the benthic communities. Hierarchical cluster analyses (HCA) were conducted to compare the similarities among sampling sites. In addition, we analyzed the relationship between community composition and environmental and community characteristics using non-metric multidimensional scaling (NMDS). Our results showed that CTI was significantly different between the two regions, indicating that these benthic macroinvertebrate communities have different thermal preferences. These two regions were clearly distinguished from each other in the HCA; furthermore, seasonal differences in benthic community composition were observed within each region. The functional feeding groups present in the benthic macroinvertebrate communities were different even though their habitat was similar.



온도 분포가 다른 두 산림 하천의 저서성대형무척추동물 군집 특성 비교

이 다영, 이 대성, 박 찬우1, 윤 순진1, 임 종환1, 박 영석*
경희대학교 생물학과
1국립산림과학원 산림생태연구과

초록


    서 론

    산림 하천은 대부분 상류에 위치하며 하천 차수가 낮고 하류와는 다른 환경 특성을 가지며, 이들 지역에서 서식하 는 생물은 하류지역의 생물 군집에 영향을 미친다. 특히 산 림 하천의 주요 서식 생물인 저서성대형무척추동물은 하류 의 동일 수계 전반의 생물다양성에 영향을 미치므로 담수생 태계의 보전 및 관리에서 중요한 위치를 가지고 있다 (Meyer et al., 2007;Wipfli et al., 2007). 저서성대형무척추동물은 1 차 생산자, 유기물 등을 섭식하고 최상위 포식자의 주요한 먹이원으로 하천 내 에너지 흐름에 중요한 연결고리 역할 을 한다 (Malmqvist, 2002;Boulton, 2003). 산림 하천으로 대 표되는 상류 하천에는 어류의 포식압이 적어 저서성대형무 척추동물은 중간자로서의 역할뿐 아니라 최상위 포식자의 역할도 하므로 중요성이 상대적으로 크다 (Richardson and Danehy, 2007). 저서성대형무척추동물은 상대적으로 행동 권이 좁아 경쟁적 배제 등의 상호작용이 상대적으로 적으므 로 다양한 종이 공존할 수 있으며 (Heino et al., 2003b), 상 류 하천에서의 저서성대형무척추동물 군집은 중류에 비해 지역 내 다양성은 상대적으로 낮으나 조사지역 간의 이질성 이 크므로 각각의 상류 하천의 고유의 생물학적 과정을 연 구하는 데 적합하다 (Richardson and Danehy, 2007).

    저서성대형무척추동물은 담수생태계에서는 수질 지표 (Ab Hamid and Rawi, 2017), 수리수문학적 요소 (Dunbar et al., 2010;Herbst et al., 2018), 하상 구조 (Radwell and Brown, 2008)와 주변 토지이용 (Moore and Palmer, 2005;Kim et al., 2016) 등 다양한 자연적 변수에 따라 다양한 군 집 구조를 보인다. 또한 미소서식지 환경과 더불어 고도와 위도는 기온 및 수온과 밀접한 관련이 있으며, 온도는 생물 의 생리적 기능에 영향을 미쳐 서식 가능한 종을 제한하여 군집 구조를 결정한다 (Jacobsen et al., 1997;Heino et al., 2003a;Pörtner and Farrell, 2008;Day et al., 2018). 한편 우 리나라에서는 전국 규모에서 조사된 주요 수서 곤충을 이용 하여 다양한 환경 특성이 수서 곤충의 분포에 마치는 영향 을 평가하였고 (Li et al., 2012), 온도 변화가 이들의 분포에 미치는 영향에 대해 평가하고 미래기후 변화 시나리오에 따 른 변화를 예측하였다 (Li et al., 2014).

    한편, 국내 산림 하천의 위도에 따른 저서성대형무척추 동물 군집의 차이를 비교한 연구는 제한적이다. Lee et al. (2018)는 평창에서 산맥을 두고 나누어진 위도가 거의 같은 두 지역의 군집 구성의 차이를 비교하여 위도 외의 환경 조 건에 따른 군집 변화를 연구하였으며, 두 하천 사이에는 명 확한 군집 구조 차이가 있었으며 조사지역 내에서는 계절적 영향이 크다고 밝혔다. Bae et al. (2016)은 4년에 걸쳐 서로 다른 연도에 조사된 4개 지역 군집 구조의 시공간적 차이 를 비교하였으며, 각 지역 간 공간적 차이가 가장 지대한 영 향을 미쳤고 계절적인 영향에 따라서도 지역 내에서의 군집 구조가 달라짐을 밝혔다.

    이 연구는 위도 차이에 따른 온도가 다른 두 산림 하천에 서 저서성대형무척추동물 군집의 특성을 분석하고 이러한 결과에 미치는 환경 특성을 비교 분석하였다. 이러한 결과는 산림 하천의 저서성대형무척추동물 다양성 보전과 온전한 수생태계 관리에 기여할 수 있을 것이다.

    재료 및 방 법

    1. 연구대상지

    야외 조사는 위도 및 연평균 기온이 다른 두 지역 (강원도 평창군 중왕산 및 전라남도 완도군 완도수목원)에서 실시하 였다 (Fig. 1). 평창군 중왕산에서는 하안미천 상류에서, 완도 군 완도수목원에서는 군외천 상류에서 각각 3개 지점을 선 정하여 저서성대형무척추동물 및 환경 특성을 조사하였다. 평창 조사지점은 고도 700~1100 m에 위치하며 연평균 기 온 7.27℃를 보이며, 유역에는 들메나무, 가래나무, 복장나 무, 개벚지 나무 등으로 구성된 숲이 발달되어 있다 (Lee et al., 2004) (Table 1) 한편 완도 조사지점은 고도 100~200 m에 위치하며, 연평균 기온 13.00℃를 보이며, 식생은 온 대성 식물부터 난대성 식물까지 다양한 식생 분포를 보이 고 (Oh et al., 2013) 울창한 혼효림으로 둘러싸여 있다. 두 지역의 연간 강수량은 인근 기상 관측소 기준으로, 평창이 1731.4 mm, 완도가 1431.4 mm이다 (Korea Meteorological Administration, 2018). 두 지역 모두 일반인들의 접근이 제 한적이며 인위적 교란이 적은 곳이다.

    2. 저서성대형무척추동물 군집 조사

    저서성대형무척추동물은 서버넷 (Surber-net) (30×30 cm2, 망목 크기 100 μm)을 이용하여 각 조사지점에서 봄과 여름 2 회 채집되었다. 봄과 여름의 군집 특성을 비교분석하기 위하 여 계절에 따른 조사를 하였다. 여름 조사시기에는 강수 후 일주일 이상의 간격을 두어 하천이 안정된 시기에 조사를 진 행하였다. 각 조사지점 내에서는 1~3 m 간격으로 여울지역 에서 5개 지점을 선정하여 반복 채집하였다. 생물 시료는 채 집 즉시 95% 에탄올에 고정되었으며 이후 실험실에서 70% 알코올로 교체하여 보관하였다 (Bae et al., 2016). 채집한 생 물은 300 μm 이상인 개체를 대상으로 분류 동정하였다. 저 서성대형무척추동물의 분류는 대부분 종 수준으로 이루어졌 으나 깔따구류 등 일부 분류 동정이 어려운 분류군은 과 수 준에서 분류하였다 (Pennak, 1953;Brinkhurst and Jamieson, 1971;Quigley, 1977;Brigham et al., 1982;Yoon, 1988;Merritt and Cummins, 1996).

    저서성대형무척추동물 채집과 함께 각 조사지점에 대한 환경 특성을 조사하였다. 수리수문학적 요소, 이화학적 수질 및 하상 구조는 채집과 동시에 조사되었다. 수리수문학적 요 소 중 수심과 하폭은 줄자를 이용하였으며, 유속은 유속계 (KENEK VE20)를 사용하여 측정하였다. 이화학적 수질인 자는 다항목수질측정기 (Orion® StarA223)를 이용하여 전기 전도도, 용존산소 (DO), pH 등을 측정하였다. 생물화학적 산 소 요구량 (BOD5)은 20℃의 암실에서 5일간 보관한 후 측 정되었다. 하상 구조는 하상 구성 입자의 평균 지름에 따라 7개 단계로 나누어 조사하였다. 하상 입자는 작은 자갈 이 하 (D<8 mm), 중간 크기 자갈 (8≤D<16 mm), 거친 자갈 (16≤D<32 mm), 매우 거친 자갈 (32≤D<64 mm), 작은 호 박돌 (64≤D<128 mm), 큰 호박돌 (128≤D<256 mm), 바 위 (D≥256 mm)로 분류하였다 (Cummins and Lauff, 1969;Lee et al., 2018).

    3. 자료 분석

    채집한 저서성대형무척추동물 군집에 대하여 조사지 및 조사시기에 따라 군집지수를 산출하였다. 군집지수는 종풍부 도 (richness), 개체수 (abundance), EPT 분류군 (하루살이목, 강도래목, 날도래목)의 개체수 비율, Shannon 다양도 지수 (Shannon and Weaver, 1949), 균등도, 우점도를 계산하였다. 우점종 산출에는 깔따구류는 제외하였다.

    각 조사시기와 조사지점에 따른 군집의 시공간적 특성을 분석하기 위하여 집괴분석 (Cluster analysis, CA)을 수행하 였다. 집괴분석은 군집 구성의 이질성에 따라 Bray-Curtis 거 리를 산출한 후 Ward 연결 방법을 이용하여 수행하였다. 개 체수의 변이를 줄이기 위하여 로그변환을 한 후 분석하였다. 이때, 로그 0의 불능을 피하고자 개체수에 1을 더하여 로그 변환하였다.

    시공간적인 군집 구성의 차이를 대표하는 종을 선정하 기 위해 지표종 분석을 하였다. 지표종 선정은 Dufrêne and Legendre (1997)의 방법에 따라 각 종의 상대적인 개체수와 상대 빈도를 곱한 지표값 (IndVal)을 이용하였다 (Lee et al., 2018). 지표종 분석에서는 2개 지점 또는 2개의 조사시기 이 상에서 나타난 종만 대상으로 하였으며, 로그 변환하여 사용 하였다.

    이 연구에서는 채집된 분류군의 섭식기능군 (functional feeding groups, FFGs)을 조사하여 조사지역 간의 기능적 군 집의 차이를 비교하고자 하였다. 기능적 군집은 분류학적인 군집 구성이 포착하기 어려운 군집의 특성을 파악할 수 있도 록 한다 (Filippi-Codaccioni et al., 2010). 섭식기능군은 썰어 먹는 무리 (Shredder), 긁어먹는 무리 (Scraper), 주워먹는 무 리 (Gatherer-collector), 걸러먹는 무리 (Filterer-collector), 포 식자 (Predator)로, 총 5가지로 분류하였다. 분류는 Barbour et al. (1999)을 따랐다.

    또한 군집 구성원들의 온도 선호를 축약해서 보여줄 수 있 는 군집 온도 지수 (Community temperature index, CTI)를 계 산하였다 (Devictor et al., 2008;Bowler and Böhning-Gaese, 2017). CTI는 기후 변화에 따른 군집 변화를 추적하는 등 온 도의 변화에 대한 연구에 주로 이용되고 있다. 이를 이용하면 낮은 기온에 적응한 종으로부터 높은 기온에 적응한 종으로 군집 구성이 변화하는 흐름을 기온으로서 수치화하여 추적 할 수 있어 기존의 군집지수가 포착하지 못한 군집의 변화를 포착할 수 있다 (Filippi-Codaccioni et al., 2010).

    CTI는 군집에 속하는 각각의 종이 선호하는 온도를 상대 적 개체수로 가중하거나 채집 여부 (0 또는 1)에 따라 산출할 수 있다. 각각의 종의 선호 온도는 Species temperature index (STI)로 표현된다. STI는 2008~2020년까지 이용된 하천 수생태계건강성평가 (Minister of Environment and National Institute of Environmental Research, 2015)와 평년 연평균 기 온 자료를 이용하여 상대적 개체수를 가중하여 계산하였다. 여기서 구한 각 종의 STI를 이용하여 CTI를 구하는 식은 다 음과 같다 (Devictor et al., 2008;Bowler and Böhning-Gaese, 2017).

    CTI =  s = 1 n O p t i m a l T e m p e r a t u r e s × R e l a t i v e a b u n d a n c e s

    여기서 s는 각각의 종을 나타내며 n은 군집 내 종풍부도를 의미한다. 최적 온도는 STI를 의미하고, 상대 개체수 (relative abundance)는 군집 내에서 종 s의 개체수를 전체 개체수로 나눈 값이다. 이 중 과 단위로 분류되어 STI를 계산할 수 없 었던 깔따구류를 제외하고 CTI를 산출하였다. Mann-Whitney U test를 이용하여 조사지역 간의 차이를 평가하였다.

    마지막으로, 생물 군집의 시공간적 변이와 군집지수 및 서 식지 환경과의 관계를 분석하기 위하여 Non-metric multidimensional scaling (NMDS)를 수행하였다 (McCune et al., 2002). NMDS는 집괴분석에 사용한 자료와 동일한 자료를 적용하였으며, 변이를 줄이기 위하여 모든 지점 및 계절을 통 틀어 한 번만 출현한 10개 분류군은 제외하고 분석하였다. 또한 시공간 단위로 분류된 NMDS 좌표값과 군집지수, 섭식 기능군, CTI, 환경인자들 사이의 상관관계를 조사하였다. 상 관관계는 환경변수를 종속변수로 두고 NMDS 축에 대한 다 중 선형 회귀식을 세운 후 이를 기반으로 통계적 유의성을 검증하였다 (Zelený and Schaffers, 2012).

    모든 분석은 R (https://www.r-project.org/) (R Core Team, 2019)에서 관련 package를 이용하여 수행되었다. 지표종 분 석은 indicspecies package (De Caceres and Jansen, 2016)를 이용하였고, 집괴분석과 NMDS는 vegan package (Oksanen et al., 2019)를 이용하였다. Mann-Whitney U test는 stats package (R Core Team, 2019)를 이용하였다.

    결 과

    평창과 완도 조사지역에서 총 4목 6강 13목 49과 79분류 군에서 21,929개체가 채집되었다. 이 중 평창에서는 3문 5 강 12목 44과 69분류군 13,042개체, 완도에서는 4문 5강 12 목 37과 52분류군 8,887개체가 채집되었다. 종수와 개체수 는 평창이 완도보다 많았고, 봄철보다는 여름철에 감소하였 다 (Table 2). EPT 비율도 평창이 완도보다 높게 나타났으나, 두 조사지역은 계절에 따라 다른 경향성을 보였다. 평창의 경 우 여름철 조사에서 깔따구류의 감소로 EPT 비율이 증가한 반면, 완도는 봄철 51.6%에서 여름철 조사에는 31.4%로 감 소하였다. Shannon 다양도 지수와 균등도는 평창이 더 높고 우점도는 완도가 더 높게 나타나 완도보다는 평창이 다양성 이 높고 균등한 군집 구조를 가진 것으로 나타났다.

    각 조사지점 및 조사시기에서 깔따구류를 제외하면 우점 종은 평창에서는 두점하루살이 (Ecdyonurus kibunensis), 완 도에서는 길쭉하루살이 (Alanites muticus)로 나타났다 (Table 2). 평창의 경우 봄과 여름 조사 모두 두점하루살이가 우점종 이었으며, 제2우점종은 봄과 여름 조사에서 각각 두갈래하루 살이와 감초하루살이였다. 조사시기에 무관하게 최우점종이 같았던 평창과는 달리 완도에서는 봄 조사시기에서는 길쭉 하루살이가 최우점종이었으나 여름 조사시기에는 옆새우류 (Gammarus sp.)가 가장 우점하고 길쭉하루살이는 제2우점 종으로 나타났다.

    집괴 분석 결과 평창과 완도 지역으로 크게 두 부분으로 나눌 수 있었다 (Fig. 2). 평창 내에서는 가장 상류에 위치한 지점인 GWW1은 계절적 영향보다 공간적인 유사성이 더 두 드러진 반면, GWW2과 GWW3은 계절에 따른 차이가 우세 하였다. 완도 지역 또한 계절에 따른 차이가 두드러졌으며 지 점 간의 유사성은 계절마다 달라지는 것으로 나타났다. 평 창 지역은 여름 표본인 GWW2_SU 및 GWW3_SU을 하나 의 그룹으로 묶을 수 있었고 (그룹 A), 봄 및 일부 여름 표본 (GWW_SP 및 GWW1_SU)을 하나의 그룹으로 묶을 수 있었 다 (그룹 B). 완도 조사지점은 봄 조사 (그룹 C)와 여름 조사 (그룹 D)로 나눌 수 있었다.

    각 조사지역 및 조사시기의 지표종을 분석한 결과 총 4종 이 선정되었다 (Table 3). 평창의 GWW1 지점에서 조사된 봄 및 여름의 표본으로 구성된 그룹 B에서는 봄처녀하루살 이 (Cinygmula sp. 1)와 넓은가슴강도래 (Yoraperla sp. 1)로 두 종이 지표종으로 나타났다. 완도 지역 봄 조사를 나타내 는 그룹 C에서는 등딱지하루살이 (Caenis nishinoae)가, 여름 조사를 나타내는 그룹 D에서는 총채하루살이 (Heptagenia kyotoensis)가 지표종으로 나타났다. 그룹 A에서는 지표종이 나타나지 않았다.

    섭식기능군 중에는 썰어먹는 무리 11 분류군, 긁어먹는 무 리 20 분류군, 주워먹는 무리 17 분류군, 걸러먹는 무리 7 분 류군, 포식자 24 분류군으로 나타났다 (Table 4). 개체수의 비 율로는 평창과 완도 모두 주워먹는 무리가 가장 많았는데 이 는 깔따구류 때문으로 보였다. 긁어먹는 무리의 비율은 대체 로 평창이 완도 지역보다 높았다 (Fig. 3a). 평창에서는 긁어 먹는 무리가 주워먹는 무리 다음으로 높은 비율을 차지하였 다. 반면 완도에서는 긁어먹는 무리와 썰어먹는 무리의 비율 이 유사하게 나타났다. 깔따구류를 제외한 경우, 평창에서는 긁어먹는 무리가 가장 높은 비율을 차지한 데 반해 완도에서 는 여전히 주워먹는 무리의 비율이 가장 높았다 (Fig. 3b). 두 조사지역 모두에서 걸러먹는 무리의 비율이 가장 낮았으나 완도 조사지역이 평창 조사지역보다는 높은 비율을 보였다.

    군집 온도 지수는 평창 조사지점이 완도 조사지점보다 높았다. 평창 조사지점의 평균 CTI는 9.8 (±0.45)℃, 완 도 조사지점은 11.0 (±0.24)℃로 나타났다 (Fig. 4). Mann- Whitney U test의 결과 평창과 완도의 CTI 값은 유의미한 차 이가 있었다 (p=0.002).

    NMDS 분석에서는 NMDS 축에 따라 각각 조사지점 및 조사시기에 따라 나누어졌다 (Fig. 5). 상관관계 분석은 환경, 군집지수, 섭식기능군 중 시공간적인 군집 변화와 유의미하 게 상관관계가 있는 변수만을 나타냈다. 지표종으로 선정된 분류군들의 경향성은 지표종 분석 결과를 잘 반영해주었다 (Fig. 5a). 그룹 B에서는 봄처녀하루살이가 평창 봄 조사에서 두드러지는 것으로 나타났고, 그룹 C에서는 등딱지하루살이, 그룹 D에서 총채하루살이의 경향성이 유의미하게 나타났다 (p<0.05). 그룹 B의 지표종 중 넓은가슴강도래는 해당 지역 및 공간에서 주로 분포하는 경향성은 나타났으나 통계적으 로 유의하지 않았다.

    고도는 완도보다 평창이 높은 경향성이 나타났으며, 수온 의 경우 완도 여름 조사에서 높은 경향성을 보였다 (Fig. 5b). 전기전도도는 고도와 반대 경향성을 보였으며, 탁도는 봄철 보다 여름철에 더 높은 경향성을 보였다. 수심은 완도 봄 조 사가 높은 경향성을 보였다. 조사항목 중 하상 구조는 지점 간 큰 차이가 없었다.

    군집지수는 종수와 개체수는 평창 지역 봄 조사, 다양도 와 균등도는 평창 지역 여름 조사에서 높은 경향성을 보였다 (Fig. 5c). 고도와 위도를 고려하였을 때 CTI는 고도와 위도 가 모두 낮은 완도에서 더 높은 값을 보였다. 섭식기능군에 서도 앞선 분석을 지지해 주었다. 평창에서 긁어먹는 무리의 비율이 높으며, 완도 WD3 지점 여름 (WD3_SU) 조사에서는 걸러먹는 무리가 높은 경향성을 보였는데 이는 먹파리류의 증가 때문이다. 또한 완도 봄 조사시기에서 긁어먹는 무리의 비율이 높은 경향성을 보였다.

    고 찰

    이 연구에서는 2019년 평창과 완도 조사지역에서 이루어 진 저서성대형무척추동물 군집 조사를 바탕으로 시공간적 군집의 변화를 분석하였다. 지표종 분석, 군집 분석을 수행하 였으며 섭식기능군에 따른 기능적 군집 구조와 CTI를 구하 였다. 마지막으로 NMDS 분석을 통해 시공간적 군집 변동과 군집지수, 환경의 변이 등의 관계를 분석하고자 하였다. 평창 과 완도 조사지역의 산림 하천은 유사한 미소서식지 환경에 도 불구하고 상이한 군집 구조를 보였다. 또한 위도와 고도가 더 높은 평창 조사지점의 군집 온도 지수가 완도 조사지점보 다 유의미하게 낮았다.

    평창과 완도의 개체수와 종풍부도, 다양도, 균등도와 같은 군집지수의 비교와 집괴 분석을 통해서 저서성대형무척추동 물의 군집 구조는 대체로 시간적 차이보다 고도 및 위도의 영향이 군집 구성에 더 지대한 영향을 주는 것으로 나타났다. 이는 상류 하천에서의 군집 구성은 지역에 따라 변동이 크다 는 Clarke et al. (2008)의 연구 결과를 지지했다. 같은 조사지 역 내에서 변이가 적은 이유는 조사지점 간 거리가 상대적으 로 가깝기 때문으로 보인다. 단, 평창 지역의 최상류 조사지 점인 GWW1는 계절적인 차이보다는 공간적인 영향이 더 큰 것으로 나타나 조사지점에 따른 차이가 있었다.

    평창과 완도 두 조사지역 모두 인위적 교란이 최소화된 환경이라는 점에서 두 지역 간의 군집 구조의 차이는 온도 (Heino et al., 2003a), 식생구성 (Townsend et al., 2003) 등 서식지 환경의 자연적 차이 때문으로 보인다. 각 지역의 군집 구성을 바탕으로 산출한 CTI는 평창이 완도보다 더 낮았다. 이는 평창은 완도보다 위도와 고도가 더 높은 점을 고려하였 을 때, 위도와 고도의 특성을 반영한 온도가 중요하게 작용한 것으로 볼 수 있었다 (Jacobsen et al., 1997).

    NMDS 분석에서도 평창과 완도의 수온, 탁도, 전기전도도, 수심의 차이가 반영되었다. 그러나 수질 및 수리수문학적인 요소는 산림에 위치한 상류 하천이라는 특성을 고려했을 때 절대적인 차이는 크지 않았다. 이는 이 연구에서는 고려하지 않았던 경쟁 등과 같은 생물 간의 상호작용 (Lounibos et al., 1997) 등이 영향을 미쳤을 것으로 예상된다.

    이 연구에서 분석된 지표종 중 봄처녀하루살이가 속한 납 작하루살이과 (Heptageniidae)와 넓은가슴강도래가 속한 넓 은가슴강도래과 (Peltoperlidae)는 기온이 낮은 지역에 적 응한 종으로, 세계적으로 봄철 상류 하천에서 자주 관찰되 는 종으로 알려져 있다 (Sun et al., 2019). 한편, 완도지역 여 름 조사의 지표종으로 나타난 총채하루살이 또한 납작하루 살이과에 속한다. 봄처녀하루살이와 총채하루살이의 차이 는 STI 값으로 비교할 수 있었다. 봄처녀하루살이는 7℃에 서 8℃ 범위에서 적응하였으나 총채하루살이는 약 9.4℃로 STI 값의 차이가 2℃가량 났다. NMDS상에서도 총채하루 살이는 수온의 경향성과 유사했으나 봄처녀하루살이는 총 채하루살이와 반대 경향을 나타냄을 볼 수 있었다. 같은 납 작하루살이과에 속하더라도 지표종의 STI의 차이로 평창 조사지점과 완도 조사지점의 기온 차이를 다시 한번 확인할 수 있었다.

    지표종 분석에서 나온 종들은 대부분 각 그룹에 속하는 지 점에서만 나온 종으로, 다소 단순한 결과로 나타났다. 이는 일부 종은 계절과 공간에 따른 분포가 명확함을 나타낸다. 그 러나 이 연구는 단일 연도를 대상으로 하였으므로 해당 연도 의 특수성에 의한 왜곡의 가능성이 있다. 해당 조사지역에 대 한 장기적인 연구를 통해 시공간적 차이를 더 명확히 판단 할 수 있을 것으로 보인다. 또한 이 연구에서는 단일 연도의 CTI만을 구하였으나 장기적으로 모니터링하면 기후 변화 등 환경 변화에 따른 군집 변화를 추적하여 하천관리에 도움이 될 것으로 보인다. 수계 내 생물다양성에 영향을 미치는 산림 하천의 장기적인 연구는 수계 전반의 건강성과도 관련이 있 으므로 하천 생물다양성 유지 및 관리를 위해서는 꾸준한 모 니터링이 필요할 것이다.

    적 요

    유사한 시기에 조사된 다른 위도의 저서성대형무척추동 물 군집 구조의 시공간적 차이를 비교한 결과, 평창 조사지 역에서는 3문 5강 12목 44과 69분류군 13,042개체, 완도 조 사지역에서는 4문 5강 12목 37과 52분류군 8,887개체가 채 집되었다. 평창이 완도보다 다양도와 균등도 또한 높게 나타 났다. 우점종은 평창에서는 두점하루살이로 나타났고, 완도 에서는 길쭉하루살이로 서로 달랐다. 집괴 분석 결과 평창과 완도 조사지역의 군집 특성이 명확하게 나누어졌으며 지역 내에서는 대체로 계절성의 영향이 컸다. 지표종 분석에서는 총 4종의 지표종이 선정되었으며 대체로 해당 조사시기 및 지점에만 나타난 종이 선정되었다. 기능적 군집으로는 주워 먹는 무리인 깔따구류를 제외하였을 때 평창 조사지점에서 는 긁어먹는 무리가 가장 많았다. 완도 조사지점에서는 주워 먹는 무리가 가장 많았으며 평창 조사지역에 비해 걸러먹는 무리의 비율이 더 높았다. 군집 온도지수 산출 결과 평창이 9.8℃, 완도가 11.0℃으로 평창의 군집이 더 낮은 온도를 선 호하는 것으로 나타났다. 이는 서식지 온도 특성이 저서성대 형무척추동물 군집 구성에 크게 영향을 미치고 있음을 반영 해 주었다.

    사사

    연구를 충실하게 수행할 수 있도록 지원해 주신 국립산 림과학원 연구자분들께 감사드립니다.

    Figure

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    The map of the study sites in South Korea.

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    Classification of samples collected at two different regions in spring and summer. The dendrogram of hierarchical cluster analysis was built with Ward linkage methods using Bray-Curtis distance. GWW: Pyeongchang, WD: Wando, SP: Spring, SU: Summer.

    KSL-54-2-87_F3.gif

    Proportion of functional feeding groups at two different study regions (GWW: Pyeongchang, and WD: Wando). (a) With all taxa, (b) without Chironomidae. FC: filterer-collector, GC: gatherer- collector, PR: predator, SC: scraper, SH: shredder.

    KSL-54-2-87_F4.gif

    Differences in community temperature index (CTI) at two different study regions (GWW: Pyeongchang and WD: Wando). Error bar indicate the standard error of CTI value.

    KSL-54-2-87_F5.gif

    (a) NMDS ordination of samples collected at two different regions (stress value for the first two axes: 0.049), (b) biplot of environmental variables on the NMDS, and (c) biplot of community indices on the NMDS. Indicator species were visualized in the plot a. Groups defined in the hierarchical cluster analysis were visualized as A-D. Sample names are presented in Figure 2. Temp: Mean average temperature; CTI: community temperature index; %SC: proportion of scraper; %GC: proportion of gatherer-collector; %FC: proportion of filterer-collector.

    Table

    Environmental condition of two study areas.

    Community indices and dominant species at each study region.

    Indicator species in each group defined in the hierarchical cluster analysis.

    Species richness (%) of functional feeding groups at two different study regions.

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