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ISSN : 2288-1115(Print)
ISSN : 2288-1123(Online)
Korean Journal of Ecology and Environment Vol.54 No.2 pp.96-101
DOI : https://doi.org/10.11614/KSL.2021.54.2.096

Effect of Invasive Species on Reservoir Fish Communities: For Joongchosan and Bukchosan

Cheol Woo Park, Su-Hyang Yoo1, Yun Jeong Cho, Jong Wook Kim, Eue tae Kang2, Jae Goo Kim*, Su Hwan Kim1*
Alpha Research Ecology Institute, Gunsan 54151, Republic of Korea
1National Institute of Ecology, Seocheon 33657, Republic of Korea
2Rural Research Institute, Korea Rural Community Corporation, Naju 58327, Republic of Korea
* Corresponding author: Tel: +82-41-950-5830, Fax: +82-70-8280-5800 E-mail: jgkim0909@jbnu.ac.kr Tel: +82-41-950-5805, Fax: +82-41-950-6103 E-mail: ksh0814@nie.re.kr
28/05/2021 14/06/2021 14/06/2021

Abstract


In this study, we wanted to obtain the information of the ecological impact of alien species on native fish communities. The Ichthyofauna and fish community in Joongchosan Reservoir and Bukchosan Reservoir in Gunsan-si Korea were investigated over the period from March to October 2020. During the survey period, a total of 1,895 individuals representing eight species, five families, and four orders were caught in the Joongchosan Reservoir. In the Bukchosan Reservoir, a total of 171 individuals were caught, representing seven species, five families, and three orders. The dominant species and subdominant species of Joongchosan Reservoir were Pseudorasvora parva (661 individuals, RA: 34.7%), and Rhodeus ocellatus (660 individuals, RA: 34.7%). Conversely, Micropterus salmoides (77 individuals, RA: 45.0%), and Carassius auratus (60 individuals, RA: 35.1%), were the two most common species in the Bukchosan Reservoir. The community indices showed a dominance of 0.697, diversity of 1.483, evenness of 0.713, and species richness of 0.928 in the Joongchosan Reservoir. In comparison, the community indices in the Bukchosan Reservoir showed a dominance of 0.801, diversity of 1.304, evenness of 0.670, and species richness of 1.167. This study confirms that the number of native fishes and the associated community diversity have decreased due to the influence of Micropterus salmoides. This highlights the need for removal of alien species from reservoirs, while simultaneously preventing future introductions.



외래종 배스가 저수지 어류군집에 미치는 영향: 중초산과 북초산 저수지를 대상으로

박 철우, 유 수향1, 조 윤정, 김 종욱, 강 의태2, 김 재구*, 김 수환1*
알파생태연구원
1국립생태원 생태안전연구실
2한국농어촌공사 농어촌연구원

초록


    서 론

    외래종은 원래 서식한 적이 없는 지리 범위 이외에 출현 하는 모든 생물 종을 뜻하며 최근 무역, 교통, 해외 여행 및 인구 증가 등의 원인으로 외래종이 의도적 또는 비의도적으 로 침입 위협이 커지고 있다 (CBD, 2010). 이러한 외래종은 새로운 환경에 적응하지 못해 영향을 미치지 못하기도 하지 만, 성공적으로 적응하여 기존에 서식했던 종에 영향을 주 고 개체군 감소 또는 멸종과 같은 직접적 피해를 입히고 장 기간에 걸쳐 개체군 및 생태계 구조를 변동시키는 등 생물 다양성의 감소를 가져오는 것으로 알려져 있다 (Smith and Smith, 2007). 국내 전체 외래종은 총 2,162종으로 이 중 어 류는 885종으로 전체 외래종의 40.9%를 차지한다 (NIE, 2019). 특히, 60~70년대 단백질 공급원으로 도입된 떡붕 어 Carassius cuvieri, 배스 Micropterus salmoides와 블루길 Lepomis macrochirus 등의 외래도입 어종들이 대형 댐호, 하천 및 저수지에 유입되면서 국내 전역에 서식하고 있다 (ME, 2006;Lee et al., 2009;NFRDI, 2009). 북미가 원산지 인 배스는 유속이 느린 정수역에 주로 서식하는 육식어종으 로 어류, 수서곤충, 갑각류뿐만 아니라 양서류까지 포식하고 최대 10만 개 이상 산란하여 번식력이 매우 높은 것으로 알 려져 있다 (Wheeler and Allen, 2003;Hill and Cichra, 2005;Almeida et al., 2012). 배스의 유입 이후 하천생태계의 건강 상태가 악화되었다는 연구가 지속적으로 보고되고 있으며 (Latini and Petrere Jr, 2004;NFRDI, 2009;Strayer, 2010), 이러한 영향으로 1998년 생태계 교란생물로 지정되어 관리 및 감독되고 있다.

    지금까지 배스에 대한 연구는 식성과 분포에 관한 연구가 주로 진행되었으며, 소형 농업용 저수지에서 개체군 및 군집 에 미치는 영향에 대한 연구는 미비한 실정이다 (Ko et al., 2008;Lee et al., 2009;Kim et al., 2013;Park et al., 2019). 따라서 본 연구는 인접한 두 저수지의 배스 서식 여부에 따 른 군집생태계를 분석하여 수생태계 내 어류군집에 미치는 영향을 분석하였다.

    재료 및 방 법

    본 연구는 전북 군산시 대야면 보덕리에 있는 북초산제와 중초산제에서 수행되었다. 두 저수지는 만경강으로 흐르는 고척천으로 합수되는 최상류에 위치한 저수지로, 기존 연구 에서 북초산 저수지의 경우 외래어종인 배스의 서식이 확인 되었으나, 중초산 저수지는 서식하지 않은 것으로 보고되었 다 (NIE, 2019~20). 조사기간은 2020년 3월부터 10월까지 3회에 걸쳐 실시하였다.

    각 저수지의 어류 서식에 영향을 주는 이화학적 요소인 수온, DO, pH, Conductivity, 탁도 등은 다항목수질측정기 (YSI, 556MPS; USA)를 이용하여 측정하였다. 어류의 채집 은 투망 (망목, 7×7 mm)과 족대 (망목, 4×4 mm)로 1시간 동안 정량 조사하였으며, 정치망 (망목 6×6 mm)을 48시간 정치 후 개체를 채집하였다. 채집된 어류는 Kim (1997)Kim and Park (2002)에 따라 현장에서 동정 및 계수한 후 즉 시 재방류하였으며, 외래종인 배스는 10% formalin에 고정 하여 실험실 내에서 분석하였다.

    채집한 어류를 대상으로, 어류목록, 개체수 및 상대풍부도 등을 분석하고, 군집분석을 위하여 우점도는 McNaughton (1967), 다양도는 Pielou (1969), 균등도는 Pielou (1975), 풍 부도는 Margalef (1958)의 방법을 이용하여 분석하였으며, 하상의 구조는 Cummins (1962)의 방법에 따라 분석하였다.

    결과 및 고 찰

    중초산 저수지는 총 저수량 254,000 m3, 유역면적 60 ha, 만수 면적 1 ha, 수혜 면적은 29 ha이다. 제방 길이는 100 m, 제방 높이는 7 m이다 (KRC, 2021). 유속은 거의 없었고 수 심은 0.1~7 m를 보였으며, 하상은 큰돌, 작은돌, 자갈, 잔자 갈, 모래, 펄이 각각 10, 10, 10, 10, 30, 30%의 비율로 주로 모래와 펄로 구성되었다 (Table 1). 수온 20.11~23.46℃, 전 기전도도 (conductivity) 198~211 μS cm-1, 염도 0.10 ppt, 용 존산소량 5.58~5.74 mg L-1, pH 8.34~8.65, 탁도 (turbidity) 7.5~7.7 NTU로 시기별 큰 차이는 없었다 (Table 2).

    북초산 저수지는 저수량 21,000 m3, 유역 면적 15 ha, 만 수 면적 1.03 ha, 수혜 면적 4.0 ha이다. 제방 길이는 110 m, 제방 높이는 5 m이다 (KRC, 2021). 유속은 거의 없었고, 수 심은 0.1~5 m를 보였으며, 하상은 큰돌, 작은돌, 자갈, 잔자 갈, 모래, 펄이 각각 10, 10, 10, 10, 10, 50%의 비율로 주로 펄이 우세하게 확인되었다 (Table 1). 수온 20.76~23.22℃, 염도 0.05~0.10 ppt, 용존산소량 5.59~5.92 mg L-1, pH 8.29~8.44, 탁도 (turbidity) 6.5~6.9 NTU로 조사시기별 큰 차이가 없었으나, 전기전도도 (conductivity)는 3월 221 μS cm-1, 6월 208 μS cm-1로 유사하였으나 10월 조사에서 급격 히 낮아져 115 μS cm-1를 보였다 (Table 2).

    본 연구 기간 동안 채집된 어류는 중초산 저수지에서 총 4목 5과 8종 1,895개체가 채집되었다 (Table 3). 1차 조 사에서 8종 958개체, 2차 조사에서 8종 549개체, 3차 조 사에서 8종 388개체가 출현하여, 조사시기별 종수의 변 화는 없었으나 개체수는 점차 감소하였다. 출현한 어류 중 잉어과 (Cyprinidae)가 4종, 동자개과 (Bagridae), 송사 리과 (Adrianichthyidae), 망둑어과 (Gobiidae), 가물치과 (Channidae)가 각각 1종씩 채집되어 잉어과 어종이 전체 출 현 어종 중 50.0%의 비율을 차지하였다 (Table 3). 우점종은 참붕어 Pseudorasbora parva (661개체, 상대풍부도: 34.7%), 아우점종은 흰줄납줄개 Rhodeus ocellatus (660개체, 34.7%) 였으며, 조사시기별로 2차 조사에 흰줄납줄개가 우점한 것을 제외하고는 모든 조사에서 참붕어가 우점하였다.

    북초산 저수지에서는 총 3목 5과 7종 171개체가 채집되었 다 (Table 4). 1차 조사에서 5종 27개체, 2차 조사에서 5종 67 개체, 3차 조사에서 7종 77개체가 출현하여, 3차 조사에서 7 종으로 가장 많은 종이 출현하였고 개체수는 점차 증가하였 다. 출현한 어류 중 잉어과와 망둑어과 2종, 동자개과, 검정 우럭과 (Centrarchidae), 가물치과가 1종씩 채집되어 잉어과 와 망둑어과 어류가 전체 출현 어종 중 각각 28.6%의 비율 을 차지하였다. 우점종은 배스 Micropterus salmoides (77개 체, 상대풍부도: 45.3%), 아우점종은 붕어 Carassius auratus (60개체, 35.3%)였으며, 조사시기별로 1차 조사에서 붕어가 우점한 것을 제외하고 모든 조사에서 배스가 우점하였다.

    Yoon et al. (2006)에 의하면 국내 농업용 저수지의 평균 출현종수가 6.5±4.2종으로 알려져, 본 연구에서 중초산 저 수지 8종, 북초산 저수지 7종으로 기존의 보고와 일치하였 다. 국내 서·남해로 흐르는 하천은 잉어과 어류가 우점하는 것으로 보고되어 (Jeon, 1980;Hur et al., 2011;Han and An, 2013;Chae et al., 2015), 중초산 저수지는 잉어과가 87.8% 로 기존 연구와 일치하였으나, 북초산 저수지는 검정우럭과 가 45.0% 우세하게 나타났다.

    중초산 저수지와 북초산 저수지 모두 한국고유종과 법적 보호종은 발견되지 않았으며, 일반적으로 국내 평균 고유 종 출현비율이 25.9%인 기존 연구와는 차이가 있었다 (Kim, 1995). 고유종은 물이 맑은 하천의 중·상류에 주로 분포하 고, 수환경 변화에 민감하게 반응하여 서식환경이 악화될수 록 급격하게 개체수가 감소하는 경향을 보이는데 (Choi et al., 2000), 중초산 저수지와 북초산 저수지는 하천의 최상류 에 위치하고 상하류 하천으로부터의 어류 유입이 거의 없으 며, 서식처의 다양성 (수변식생, 유속의 변화, 하상구조의 다 양성 등)이 취약하여 종의 다양성이 떨어지는 호소의 전형 적인 특징을 보여주고 있었다. 또한 주변에 농경지와 축사 가 있어 오염원의 유입이 많아 고유종의 서식에 영향을 주 었을 것으로 생각된다. 기존의 많은 연구에서 외래어종에 의한 국내 토착어종의 감소와 교란 및 피해사례가 보고 되 고 있으며, 외래어종의 개체수가 증가할수록 출현 어류의 종수와 개체수가 감소하는 것으로 알려져 있다 (Jang et al., 2006;KEI, 2007;Ko et al., 2008;Lee et al., 2013;Lee et al., 2020). 북초산 저수지의 경우 외래어종인 배스가 우점하 여 서식하고 있어 중초산 저수지에 비해 출현종수와 개체수 가 모두 적은 것으로 생각된다.

    저수지별 군집분석을 위해 우점도, 다양도, 균등도, 종 풍 부도를 산출한 결과는 다음과 같다 (Figs. 2, 3). 중초산 저수 지에서 우점도는 0.697, 다양도는 1.483, 균등도는 0.713, 종 풍부도는 0.928로 나타났다. 북초산 저수지에서 우점도는 0.801, 다양도는 1.304, 균등도는 0.670, 종 풍부도는 1.167 을 보였다. 우점도는 특정종이 우세한 정도를 나타내며, 균등 도는 군집 내 종 구성의 균일한 정도를 보여주는 값으로 우 점도가 높을수록 균등도가 낮아진다. 북초산 저수지는 우점 종과 아우점종인 배스와 붕어의 상대풍부도가 80.1%로 매 우 큰 값을 보여 중초산 저수지보다 우점도는 높게 다양도는 낮게 확인되었다. 다양도는 군집에서 종의 풍부한 정도와 개 체수의 상대적 균형성을 의미하여, 종수와 개체수가 더 많은 중초산 저수지가 더 높게 나타났다. Lee et al. (2020)에 의하 면 외래어종이 출현한 지점은 비출현지점 대비 다양도가 높 게 나타났는데, 본 조사에서는 배스가 서식하지 않았던 중초 산제가 더 높게 나타나 다른 결과를 보였다. 이는 호소 특성 상 어류의 이동성이 적고, 어종의 유입이 거의 없으며, 서식 처 또한 제한되어 있어 배스에 의한 생태계 교란 작용 중 하 나인 군집의 단순화가 빠르게 진행된 것으로 보인다. 종 풍부 도는 군집 내 개체수와 종수의 균형을 의미하며, 채집 개체수 가 더 적은 북초산 저수지의 종 풍부도가 높게 나타났다.

    전 세계적으로 외래종의 유입으로 인한 생태적, 경제적으 로 막대한 피해가 일어나고 있다 (Yodo and Kimura, 1998;Lovell et al., 2006;Shine, 2010;Lee et al., 2019;Lee and Park, 2019). 국내에서는 외래생물 관리 및 확산 방지를 위 해 ‘제2차 외래생물 관리계획’을 수립하여 대응하고 있다 (ME, 2019). 본 연구 결과 외래어종의 영향으로 토착어종의 개체수와 군집의 다양도가 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 특히 하천의 상류인 소형 저수지의 경우 새로운 개체 및 종 의 유입이 없고, 배스에 의해 치어의 생존율 및 성장이 거의 없어 군집과 종의 단순화가 매우 빠르게 진행되는 것을 확 인할 수 있었다. 비교적 큰 저수지의 경우 토종붕어와 동자 개 같은 ‘종자 방류사업’이 지속적으로 행해지고 있으나 배 스와 블루길 같은 외래어종에 의해 사업의 효율성이 떨어질 가능성이 높아 관리가 필요한 실정이다. 중초산 저수지는 외 래어종이 서식하지 않는 것으로 확인되었지만, 추후 외래종 의 유입이 발생한다면 북초산 저수지와 마찬가지로 토착종 의 감소와 같은 수생태계의 교란이 빠르게 일어날 것으로 생각된다. 따라서 외래어종의 지속적인 제거뿐만 아니라 외 래어종의 유입을 막는 관리 또한 요구된다.

    적 요

    2020년 3월부터 10월까지 군산시의 중초산 저수지와 북 초산 저수지의 어류상 및 군집분석을 하였다. 조사기간 동안 채집된 어류는 중초산 저수지에서 4목 5과 8종 1,895개체, 북초산 저수지에서 3목 5과 7종 171개체였다. 중초산 저수 지의 우점종은 참붕어 (661개체, 상대풍부도: 34.7%) 아우점 종은 흰줄납줄개 (660개체, 상대풍부도: 34.7%), 북초산 저 수지는 배스 (77개체, 45.0%)와 붕어 (60개체, 35.1%) 순으 로 나타났다. 군집분석 결과 중초산 저수지는 우점도 0.697, 다양도 1.483, 균등도 0.713, 종 풍부도 0.928, 북초산 저수 지는 우점도 0.801, 다양도 1.304, 균등도 0.670, 종 풍부도 1.167을 보였다. 본 연구 결과를 통해 생태계 교란생물인 배 스의 영향으로 토착어종의 개체수와 군집의 다양도가 감소 한 것을 확인할 수 있었다. 따라서 외래어종의 지속적인 제 거와 유입을 막는 관리가 요구된다.

    저자정보

    박철우 (㈜알파생태연구원 연구원), 유수향 (국립 생태원 생태안전연구실 연구원), 조윤정 (㈜알파생태연구원 연구원), 김종욱 (㈜알파생태연구원 연구원), 강의태 (한국농 어촌공사 농어촌연구원 과장), 김재구 (㈜알파생태연구원 대 표이사), 김수환 (국립생태원 생태안전연구실 선임연구원)

    저자기여도

    연구설계: 박철우, 김재구, 김수환, 현장조사 및 자료수집: 박철우, 유수향, 김종욱, 조윤정, 김재구, 원고작성: 박철우, 김재구, 김수환, 원고 수정 및 검토: 모든저자

    이해관계

    본 연구 논문의 모든 저자는 이해관계에 충돌이 없음을 밝혀드립니다.

    연구비

    본 조사는 국립생태원의 외래생물 안전관리 연구사 업에 의해 수행되었으며, 특히 생태계교란 생물 모니터링 NIE-법정연구-2021-09의 사업지원에 의해 수행되었습니다.

    Figure

    KSL-54-2-96_F1.gif

    A map showing the study sites at Daeya-myeon, Gunsan-si, Jeollabuk-do, Korea. A: Bukchosan Reservoir, B: Joongchosan Reservoir. Bar indicate 400 m.

    KSL-54-2-96_F2.gif

    The community indices in Joongchosan Reservoir from March to October.

    KSL-54-2-96_F3.gif

    The community indices in Bukchosan Reservoir from March to October.

    Table

    The environmental condition in Bukchosan and Joongchosan Reservoir in Gunsan-si, Korea.

    Water chemistry in Bukchosan and Joongchosan reservoir from March to October 2020.

    The list and individual numbers of collected fishes in Joongchosan Reservoir from March to October 2020.

    The list and individual numbers of collected fishes in Bukchosan Reservoir from March to October 2020.

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