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ISSN : 2288-1115(Print)
ISSN : 2288-1123(Online)
Korean Journal of Ecology and Environment Vol.55 No.1 pp.49-59
DOI : https://doi.org/10.11614/KSL.2022.55.1.049

Impact of Sluice Gates at Stream Mouth on Fish Community

Jun-Wan Kim, Kyu-Jin Kim, Beom-Myeong Choi, Ju-Duk Yoon1, Bae-Kyung Park2, Jong-Hak Kim2, Min-Ho Jang*
Department of Biology Education, Kongju National University, Gongju 32588, Republic of Korea
1Research Center for Endangered Species, National Institute of Ecology, Yeongyang 36531, Republic of Korea
2Water Environmental Engineering Research Division, National Institute of Environmental Research, Incheon 22689, Republic of Korea
* Corresponding author: Tel: +82-41-850-8285, Fax: +82-41-850-8842 E-mail: jangmino@kongju.ac.kr
14/03/2022 20/03/2022 21/03/2022

Abstract


Total of 325 estuaries in Korea were surveyed to analyze the effect of presence of sluice gate on the estuary environment and fish community from 2016 to 2018. Fish community in closed and open estuaries showed differences generally, and the relative abundance (RA) of primary freshwater species in the closed and migratory species in the open estuaries were high. The result of classifying species by habitat characteristics in closed and open estuaries showed similar tendencies at the estuaries of south sea and west sea. The relative abundances of primary freshwater species in the closed estuaries at the estuaries of south sea and west sea were the highest, but estuarine and migratory species were high in both closed and open estuaries at the estuaries of east sea. Primary freshwater species showed higher abundances in the closed estuaries with reduced salinity due to blocking of seawater since they are not resistant to salt. However, primary freshwater species in open estuaries at east sea was higher than that of the closed estuaries, which is considered to be the result of reflecting the characteristics (tide, sand bar, etc.) of the east sea. Korea Estuary Fish Assessment Index (KEFAI) was showed to be higher at open estuaries than closed in all sea areas (T-test, P<0.001), the highest KEFAI was observed in closed estuaries at south sea, and open estuaries in east sea. Fish community of closed and open estuaries in each sea areas showed statistically significant differences (PERMANOVA, East, Pseudo-F=3.0198, P=0.002; South, Pseudo-F=22.00, P=0.001; West, Pseudo-F=14.067, P=0.001). Fish assemblage similarity by sea areas showed a significant differences on fish community in closed and open estuaries at east sea, south sea, and west sea (SIMPER, Group dissimilarity, 85.85%, 88.36%, and 88.05%). This study provided information on the characteristics and distribution of fish community according to the types of estuaries. The results of this study can be used as a reference for establishing appropriate management plans according to the sea areas and type in the management and restoration of estuaries for future.



하구의 배수갑문 설치 유무가 어류군집에 미치는 영향

김 준완, 김 규진, 최 범명, 윤 주덕1, 박 배경2, 김 종학2, 장 민호*
공주대학교 생물교육과
1국립생태원 멸종위기종복원센터
2국립환경과학원 물환경공학연구과

초록


    서 론

    하구 수역은 바다와 강이 만나는 전이 지대이며 조수의 영향으로 염분, 온도, 산소, 탁도의 변화가 급격하게 발생하 는 지역이다. 또한 강 상류로부터 내려온 유기물과 영양소가 집중되어 있기 때문에 먹이 생물이 풍부하며 그에 따라 어 류뿐만 아닌 많은 동·식물의 서식처와 산란장이 된다. 특히 하구 수역은 어류에게 있어서 해수종, 기수어종 및 담수어종 이 섞여 다양한 어류군집과 풍부성을 보여주는 매우 역동적 이며 생산성이 높은 장소이다 (Day et al., 1989;Elliott and McLusky, 2002;Akin et al., 2005;Montagna et al., 2011). 이와 같이 생태적으로 보전가치가 높은 하구에 최근 수십 년 동안 댐 및 하굿둑 건설, 산업화로 인한 도시 발달 등으 로 하구 수생태계에 많은 변화가 일어났다. 이러한 인위적인 개발은 홍수 제어, 용수 확보, 발전 등인 긍정적인 기능을 가 지고 왔지만, 한편으로는 하구 수질 및 하구에 서식하는 생 물들에게 부정적인 영향을 나타낸다 (Abrahim and Parker, 2002;Rafael et al., 2010;Zarfl et al., 2015).

    일반적으로 하구는 횡단구조물이 없어서 담수와 해수가 혼합되어 해수의 순환이 지속되는 열린하구와 하천 횡단구 조물 설치, 자연적인 환경변화에 의해 담수와 해수의 혼합 이 차단되어 해수의 순환이 없는 닫힌하구로 구분되어진다 (Harrison et al., 2000). 어류는 특히 하굿둑, 댐, 방조제, 배 수갑문 등 대형 토목공사와 같이 인위적인 요소에 따른 물 리적 환경변화에 영향을 크게 받으며 (Methven et al., 2001;Patrick and Thomas, 2013;Yoon et al., 2017), 이러한 닫힌 하구의 특징을 지닌 하구들은 어류 이동에 있어서 직접적 인 교란을 야기한다 (Vorwerk et al., 2000;Fukushima et al., 2007;Yujin et al., 2010;Potter et al., 2016). 횡단구조물 설 치로 자연적인 해수의 순환이 차단되면 단순한 물리적 교 란뿐만이 아닌 하천의 호소화, 담수화, 수질악화 (Connell et al., 1981;Leentvaar and Nijiboer, 1986) 및 염도 변화 등의 화학적 교란요인을 발생시키게 되어 하구역에 서식하는 어 류의 군집 및 종 조성 변화를 초래할 수 있다 (Loneragan et al., 1986;Thiel et al., 1995;Foss et al., 2001;Yoon et al., 2016). Chícharo et al. (2006)는 하구 유역에 댐 건설로 인한 담수 유입의 감소가 하구 유역의 염분을 증가시켜 어류군집 풍부도와 분포에 영향을 주며, 부영양화 발달, 독성 녹조의 발생 등 환경변화를 일으켜 어류뿐만 아니라 전반적인 하구 의 생태계를 불안정하게 한다고 밝혔으며, Shan et al. (2013) 는 하구 인근에 횡단구조물 건설, 간척 등과 같은 인간에 의 한 교란이 수질에 영향을 미치기 때문에 하구역의 어류군집 에 있어서 심각한 문제인 것으로 보고하였다.

    이와 같이 하구 수생태계는 물리적 - 화학적 환경변화에 매우 취약하기 때문에 많은 국가가 하구지역을 보호구역으 로 설정하고 하구보전 프로그램 (Humphries and Robinson, 1995;Pomeroy, 1995;Poole, 1996;TEP, 1999) 등을 토 대로 관리 및 보호하고 있다. 우리나라도 ‘낙동강 하구 보 호지역설정’ (MOE, 1999), ‘한강하구 습지보호지역 설정’ (MOE, 2006) 및 ‘하구 수생태계 건강성 평가’ (MOE/NIER, 2008~2018) 등의 다양한 프로그램들을 통하여 하구 가치를 평가하고 보존하기 위해 노력하고 있다. 하지만 현재 한반도 하구역에는 간척사업을 통한 간척지와 집중된 개발사업으 로 인해 많은 배수갑문과 댐이 설치되면서 닫힌하구가 형성 되어 (Rho and Lee, 2014), 심각한 훼손이 발생하고 있으나, 일부 지역에서만 닫힌하구에 대한 연구가 수행되어 (Kawk and Huh, 2003;Park et al., 2013;Park and Gwak, 2019), 닫 힌하구에 대한 영향 평가가 시급한 실정이다. 따라서, 본 연 구는 국내에 분포하고 있는 하구에 대한 국가 단위 조사를 통해 배수갑문의 설치가 하구 환경 및 어류군집에 미치는 영향을 파악하였으며, 이 결과를 토대로 향후 하구의 관리와 복원 및 생태적 영향을 고찰하였다.

    재료 및 방 법

    1. 조사지점 및 시기

    본 연구는 국내 460여 개 하구 중, 대하구와 현장 조사가 불가능한 하구 (공사 중, 건천 등) 등을 제외한 총 325개의 하구를 대상으로 수행하였다 (Fig. 1). 조사는 닫힌하구와 열 린하구로 구분하여 수행하였으며, 닫힌하구는 배수갑문을 기준으로 내측 지역, 열린하구의 경우 해안선을 기준으로 내 측 설치가 가능한 지역을 대상으로 지점을 선정하였다. 전 체 지점 중 동해로 유입되는 하천은 87개이며, 닫힌하구는 7 개, 열린하구는 80개이고, 남해로 유입되는 하천은 151개로 닫힌하구가 49개, 열린하구가 102개, 서해로 유입되는 하천 은 87개, 닫힌하구는 68개, 열린하구는 19개이다. 조사시기 는 2016년부터 2018년까지로 연도별 상반기 (4~5월)와 하 반기 (9~10월)에 걸쳐 2회씩 조사하였다. 2016년에 총 95개 (동해: 11개, 남해: 36개, 서해: 48개) 하구를 조사하였으며, 2017년에는 총 108개 (동해: 47개, 남해: 44개, 서해: 17개), 2018년에는 총 122개 (동해: 29개, 남해: 71개, 서해: 22개) 하구를 조사하였다.

    2. 현장 조사

    어류의 채집은 하구의 유형 (닫힌하구, 열린하구)에 따라 채집 도구와 방법을 다르게 적용하였다. 모든 지점에서 투망 (망목: 7×7 mm), 족대 (망목: 5×5 mm), 일각망 (유도망 길 이: 6 m, 망목: 4×4 mm)이 공통적으로 적용되었으며 닫힌 하구는 물의 흐름이 없는 관계로 자망 (삼중자망: 30 m 이상) 을 추가로 설치하여 어류를 채집하였다. 조사구간에서 투망 은 10회, 족대는 30분 동안 수행하였으며, 일각망과 자망은 밀물과 썰물이 1회씩 포함될 수 있도록 (간조 시 설치 후 다 음 간조 시 회수) 12시간 이상 설치 후 회수되었다. 채집된 어류는 현장에서 즉시 동정 및 개체수 확인 후 방류하였으 며, 현장에서 동정이 불가능한 경우 포르말린에 고정하고 연 구실로 운반하여 동정하였다. 채집된 어류는 Kim and Park (2002), Kim et al. (2005)을 이용해 동정하였으며, 채집된 종 수 및 개체수를 기록하고 Nelson (2016)의 분류체계에 따라 분류하였다.

    환경요인은 어류 조사와 함께 동일한 장소에서 수행 되었으며, 현장에서 다항목수질측정기 (YSI Professional Plus, YSI Incorporated, USA)를 이용하여 수온, 용존산소 (dissolved oxygen, DO), pH, 전기전도도 (conductivity), 탁 도 (turbidity), 염도 (salinity)를 조사하였다. 화학적산소요구 량 (chemical oxygen demand, COD), 총질소 (total nitrogen, T-N), 총인 (total phosphorus, T-P)은 “수질오염공정시험기 준 (MOE, 2017)”의 일반항목의 측정 방법에 따라 현장에서 채수 후 분석되었다.

    3. 하구어류평가지수 (KEFAI, Korea Estuary Fish Assessment Index)

    조사지역에서 출현한 어류를 평가하여 하구의 건강성을 평가하기 위하여 하구어류평가지수 (KEFAI, Korea Estuary Fish Assessment Index)를 산출하였다. 지점별 조사된 어류 군집 자료를 바탕으로 하구의 건강성 평가는 출현 어류종의 생태특성을 적용하여 8개의 건강성 평가 항목 (M1, 다양도 지수; M2, 출현 총 종수; M3, 회유성 어류 출현 종수; M4, 기수성 어류 출현 종수; M5, 해양어류 출현 종수; M6, 내성 종 출현 비율; M7, 저서종 출현 비율; M8, 비정상종 개체수 비율)으로 구분되어 각 항목별 점수의 합으로 계산되며, 건 강성 등급은 매우 좋음 (≥80~≤100, A), 좋음 (≥60~<80, B), 보통 (≥40~<60, C), 나쁨 (≥20~<40, D), 매우 나쁨 (≥0~<20, E)의 5단계로 구분하여 산출하였다. 분석 방법 은 ‘수생태계 현황 조사 및 건강성 평가 방법 등에 관한 지 침 -하구편- (NIER, 2019)’에 따랐다.

    4. 분석 방법

    동해와 남해, 서해 지역에 서식하는 해양 및 기수성 어류 군집에는 차이가 있기 때문에 모든 분석은 동해, 남해, 서해 로 구분하여 열린하구와 닫힌하구의 어류군집 및 환경요인 차이를 비교하였다. 환경요인 자료 (수온, DO, pH, 전기전도 도, 탁도, 염도, COD, T-N, T-P)는 닫힌하구와 열린하구의 차이를 분석하기 위해 정규성 검정 후 T-test와 비모수통계 방식인 Mann-Whitney U test를 수행하여 통계적 차이를 확 인하였다 (SPSS Inc., Chicago, IL, USA). 어류군집 자료는 분석을 위해 하구 말단부에 위치한 지점의 자료를 선별하 여 활용하였다. 해역별로 닫힌하구와 열린하구에서 어류군 집의 차이를 확인하기 위해 PERMANOVA (Permutational multivariate analysis) 분석을 수행하였으며, 해역별 닫힌 하구와 열린하구의 어류군집 유사도와 어류군집에 큰 영 향을 미치는 주요종을 파악하기 위해 SIMPER (Similarity percentage) 분석을 수행하였다. 또한, 하구의 어류군집 특성 을 비교하기 위해 해역별로 닫힌하구와 열린하구의 일차담 수어류, 기수성 어류, 회유성 어류, 해양어류의 비율을 확인 하였다. 해역별 닫힌하구와 열린하구 지점에서 하구어류평 가지수의 차이를 분석하기 위해 T-test를 수행하였으며, 통계 적 차이를 확인하였다. 본 연구에서 수행한 PERMANOVA 와 SIMPER 분석은 모두 Primer 7 (Primer-E Ltd. Plymouth. UK)을 이용하였다.

    결 과

    해역별 열린하구와 닫힌하구의 환경요인을 통계 분석한 결과 일부 환경요인에서 유의한 차이가 나타났다. 동해에서 는 탁도, T-N, T-P 남해에서는 용존산소, pH, 전기전도도, 탁 도, 염도, COD, T-N, T-P, 서해에서는 용존산소, 전기전도도, 탁도, 염도에서 통계적으로 차이가 나타났다 (T-test, Mann- Whitney U test, P<0.05, Table 1).

    어류군집은 전반적으로 닫힌하구에서는 일차담수어류, 열린하구에서는 기수성 어류와 회유성 어류의 상대풍부도 가 높게 나타나 닫힌하구와 열린하구에서 차이가 있는 것으 로 확인되었다 (Table 2, Fig. 2). 동해에 위치하고 있는 하구 중 닫힌하구에서 우점종은 숭어 (Relative abundance, RA, 20.63%), 아우점종은 전어 (RA, 18.02%), 열린하구에서 우 점종은 황어 (RA, 20.38%), 아우점종은 숭어 (RA, 12.80%) 로 나타났으며, 기수성 어류 또는 회유성 어류로 나타났다. 남해의 닫힌하구에서 우점종은 치리 (RA, 9.98%), 아우점종 은 붕어 (RA, 9.96%), 열린하구에서 우점종은 가숭어 (RA, 15.40%), 아우점종은 숭어 (RA, 14.29%)로 나타났으며, 닫 힌하구에서는 일차담수어류, 열린하구에서는 기수성 어류 로 확인되었다. 서해의 닫힌하구에서 우점종은 치리 (RA, 17.48%), 아우점종은 붕어 (RA, 16.35%), 열린하구에서 우 점종은 가숭어 (RA, 29.37%), 아우점종은 풀반댕이 (RA, 17.57%)로 나타났으며, 닫힌하구에서는 일차담수어류, 열린 하구에서는 기수성 어류와 해양어류로 확인되었다. 또한, 특 이종 (외래종, 고유종, 멸종위기종) 구성 비교에서 외래종은 남해와 서해의 닫힌하구에서 각각 4종 (떡붕어, 배스, 블루 길, 이스라엘잉어; RA, 2.92%), 5종 (나일틸라피아, 떡붕어, 배스, 블루길, 이스라엘잉어; RA, 3.65%)으로 열린하구에 비해 많이 확인되었으나, 동해의 경우 열린하구에서 2종 (배 스, 블루길; RA, 1.09%)으로 닫힌하구보다 더 많이 확인되 었다. 고유종도 남해와 서해의 닫힌하구에서 각각 7종 (RA, 1.16%), 10종 (RA, 2.35%)으로 열린하구에 비해 더 많은 종 이 확인되었으나, 동해의 경우 열린하구가 닫힌하구보다 12 종 (RA, 3.38%)으로 더 많이 나타났다. 또한, 멸종위기종 은 동해에서만 확인되었다. 열린하구에서는 총 2종으로 가 시고기 (RA, 4.11%)와 큰줄납자루 (RA, 0.03%)가 확인되었 고, 닫힌하구에서는 총 1종으로 가시고기 (RA, 1.18%)가 확 인되었다. 내성종 비율도 닫힌하구에서 높게 나타났으며, 특 히, 서해에 위치한 하구지역에서 77.1%로 가장 높은 것으로 확인되었다. 열린하구에서도 서해 하구지역에서 내성종 출 현 비율이 높게 나타났다.

    해역별로 닫힌하구와 열린하구의 어류를 서식특성별로 구분하여 비교한 결과는 Fig. 2와 같이 나타났다. 남해와 서 해는 서식특성별 출현 어류가 유사한 경향성을 나타냈으며, 닫힌하구에서는 일차담수어류의 비율이 가장 높고, 기수성 어류의 순이었으나, 열린하구에서는 일차담수어류보다 기수 성 어류의 비율이 가장 높고, 해양어류의 순이었다. 이와 비 교하여 동해에서는 열린하구와 닫힌하구 모두에서 일차담 수어류보다는 기수성 어류의 비율이 높았고 특히, 회유성 어 류의 비율도 높은 것으로 확인되었다.

    해역별 회유성 어류의 종수와 출현지점의 비율을 비교한 결과 동해의 열린하구에서 7종 (황어, 은어, 연어, 빙어, 대황 어, 뱀장어, 큰가시고기 등)으로 가장 많았으며, 서해의 닫힌 하구와 열린하구에서 각각 2종 (닫힌하구: 뱀장어, 웅어; 열 린하구: 뱀장어, 은어)으로 가장 적었다. 회유성 어류 출현지 점 비율은 서해를 제외하고 동해와 남해의 닫힌하구보다 열 린하구에서 더 높았다 (Fig. 3).

    해역별 닫힌하구와 열린하구의 하구어류평가지수는 모 든 해역의 열린하구에서 더 높은 것으로 확인되었다 (T-test, P<0.001, Table 2, Fig. 4). 해역별로 구분하여 산출한 하구 어류평가지수는 동해의 경우 닫힌하구와 열린하구에서 각 각 평균 32.4 (±15.4), 평균 60.6 (±17.1), 남해의 경우 평균 47.8 (±15.6), 평균 58.5 (±13.9), 서해에서는 평균 39.8 (± 15.8), 평균 51.8 (±16.2)로 분석되어 닫힌하구는 남해가 가 장 높았으며, 열린하구는 동해가 가장 높은 것으로 나타났 다. 하구어류평가지수에 따라 등급을 산출한 결과 해역별 닫 힌하구와 열린하구는 뚜렷한 차이를 보였다 (Fig. 5). 모든 해 역에서 닫힌하구는 D, E등급의 지점이 다수 분포하며, 열린 하구는 A, B등급의 지점이 다수 분포하는 경향을 보였다. C 등급 지점의 비율은 닫힌하구와 열린하구가 유사하게 나타 났다. 해역별로 가장 높은 비율의 등급은 동해의 닫힌하구 에서 D등급 (35.7%, 14지점 중 5지점), 열린하구에서 B등 급 (38.1%, 160지점 (조사불가 5지점) 중 59지점), 남해의 닫 힌하구에서 C등급 (45.9%, 98지점 중 45지점), 열린하구에 서 C등급 (42.6%, 204지점 중 87지점), 서해의 닫힌하구에 서 C등급 (39.0%, 136지점 중 53지점), 열린하구에서 B등급 (42.1%, 38지점 중 16지점)으로 나타났다.

    해역별 닫힌하구와 열린하구를 구성하는 어류군집은 동 해, 남해, 서해에서 모두 통계적으로 유의한 차이를 보였다 (PERMANOVA, East, Pseudo-F=3.0198, P=0.002; South, Pseudo-F=22.00, P=0.001; West, Pseudo-F=14.067, P=0.001). 또한, 해역별 닫힌하구와 열린하구에서 어류군 집의 유사도와 어류군집 차이에 기여하는 종을 확인하기 위 해 SIMPER 분석을 수행하여 비교한 결과 동해, 남해, 서해 에서 그룹별 비유사도가 각각 85.85%, 88.36%, 88.05%로 닫힌하구와 열린하구의 어류군집이 뚜렷하게 차이남을 확 인할 수 있다. 동해에서는 숭어 (Species contribution, SC, 11.25%), 황어 (SC, 9.36%), 남해에서는 숭어 (SC, 7.94%), 민물검정망둑 (SC, 6.85%), 서해에서는 붕어 (SC, 9.45%), 가숭어 (SC, 9.26%)가 해역별 닫힌하구와 열린하구의 어류 군집 차이에 가장 큰 기여를 하는 것으로 확인되었다 (Table 3).

    고 찰

    하구는 담수와 해수가 교차되면서 담수에서 바다로 또는 그 역으로 물리적, 생물학적 및 이화학적 요소의 교환이 일 어나는 중요한 생태계로 (Pinckney et al., 2001;Nixon et al., 2004), 해수의 영향으로 일정 수준의 염분농도가 유지되고, 담수로부터 유입된 다양한 유기물로 인해 영양물질의 농도 가 높은 지역이다. 하지만 하구지역의 활용을 위해 건설된 배수갑문 등 횡구조물의 건설은 해수의 유통을 방지하여 하 구지역을 담수와 해수지역으로 완전히 구분하고 수류를 정 체시켜 기존 하구 환경을 변화를 초래하고, 어류의 이동을 방해하는 등 기수지역 어류생태계의 심각한 변화를 초래한 다. 어류는 종별 생태적 특성에 따라 선호하는 서식환경이 다르며, 내성의 정도에 따라 분포할 수 있는 범위가 차이가 난다 (Menni et al., 1996;Blanck et al., 2007;Alberto and Adolfo, 2011;Solomon, 2016). 담수지역에서 주로 서식하 는 일차담수어류는 염분에 대한 내성이 없거나 낮은 염도 내성 범위를 가지는 것으로 알려져 있어 염분이 존재하는 지역을 서식처로 이용하기에 어려움이 있다 (Nazneen and Begum, 1981). 하지만 본 연구 결과에서 동해 지역의 하구 를 제외하고 남해와 서해에 위치한 닫힌하구에서는 일차담 수어류의 비율이 가장 높은 것으로 확인되었다. 이는 남해와 서해의 닫힌하구에 일차담수어류가 서식할 수 있는 환경이 조성되었음을 의미하며 이 결과는 닫힌하구의 염분농도가 일차담수어류가 서식할 수 있을 만큼 낮아졌고, 해수의 유통 이 없음을 의미하였다.

    또한, 갑문의 건설로 인해 갑문 내측 담수지역이 정수역화 (호소화)되고 상류에서 유입된 영양물질이 외부로 배출되지 않으면서, T-N이나 COD의 농도가 높아짐에 따라 (서해지역 제외) 열린하구에 비해 이화학적 수질이 나쁜 것으로 판단 되었다. 서해지역은 동해와 남해보다 인간활동이 많고 농경 지가 많기 때문에 다량의 오염물질이 유임됨에 따라 영양염 의 농도가 높아 닫힌하구와 열린하구의 영양염 농도가 유사 하게 나타난 것으로 판단된다 (Lee et al., 2009). 이러한 수질 의 악화는 닫힌하구지역에서 내성종 (치리, 붕어 등)의 비율 증가와 하구어류평가지수의 악화를 초래하였을 것으로 사 료된다. 또한, 외래종은 닫힌하구와 열린하구에서 모두 출현 하였는데 열린하구는 닫힌하구에 비해 미미한 수준이었다. 닫힌하구에서는 나일틸라피아, 떡붕어, 배스, 블루길, 이스 라엘잉어로 총 5종, 열린하구에서는 배스, 블루길로 총 2종 이 확인되었으며, 외래종 개체수 비율도 닫힌하구에서 91% (3,401개체 중 3,093개체)가 확인되었다. 닫힌하구지역이 해 수 유입의 차단으로 정수화되면서 외래종의 종수와 개체수 가 늘어난 것으로 판단되며 횡구조물 건설로 인한 수리수문 학적 단절로 인해 해수의 유입이 차단되어 염도가 낮게 유 지되는 닫힌하구에서 외래종의 풍부도를 증가시킬 수 있다 는 Kim et al. (2019)의 연구 결과와 일치하였다.

    동고서저인 지형특성에 기반한 우리나라 하천의 특성과 조석차 등 해양 물리적 특성이 해역별 열린하구와 닫힌하구 의 환경 및 어류군집에 영향을 준 것으로 판단된다. 동해로 유입되는 하천은 비교적 짧고 경사가 급하며, 서해안과 남해 안으로 흐르는 하천은 경사가 완만하고 상대적으로 길이가 길다. 또한 서해안과 남해안은 조차가 크게 나타나면서 남해 와 서해의 하천은 조석의 영향을 많이 받는다. 동해의 하구 는 서해와 남해에 비해 다른 특성을 나타냈다. 일차담수어류 의 종수가 닫힌하구에 비해 열린하구에서 많았고, 특히, 회 유성 어류의 비율이 높은 것으로 확인되었다. 이는 동해안 지역의 특성이 반영된 결과로, 동해 지역의 경우 평균 조차 가 36.2 cm (2016~2018년 평균)로 크지 않아 열린하구의 경 우도 해수의 침투가 제한적이고 대부분의 열린하구가 입구 에 조성된 모래 사주 (sand bar)로 인해 자연적으로 막혀있 기 때문에 해수에 의한 영향이 없어 일차담수어류의 분포가 하구 부근까지 나타난 것으로 판단된다. 동해안 지역의 하천 은 대표적인 회유성 어류의 산란지역으로 연어, 은어, 황어, 칠성장어, 뱀장어 등 다양한 회유성 어류가 시기별로 출현 함에 따라 회유성 어류의 비율이 서해, 남해 지역에 비해 높 게 나타났으며 이런 특성이 전반적으로 반영되어 동해의 열 린하구에서 가장 많은 종 (90종)이 확인된 것으로 사료된다. 또한, 닫힌하구에서 오히려 숭어, 전어 등이 우점적으로 출 현하였는데, 이는 동해안 지역에 설치된 갑문의 경우 서해나 남해에 설치된 갑문과는 달리 용수 사용 목적이 아닌 홍수 관리용으로 지속적으로 해수유통을 하기 때문으로 판단된 다.

    서해와 남해의 닫힌하구는 대부분 농경을 위한 용수활용 을 위한 갑문의 설치로 (Lee et al., 2009), 닫힌하구 상류에 는 일반적으로 농경지가 위치하고 있고, 하상구조가 세립질 로 조성되어 있다. 따라서, 해양측 저수위시 담수를 배출하 기 위한 일부 개방시기를 제외하고 해수의 유입을 원천적으 로 방지하고 있어 닫힌하구 내에서 회유성 어류의 출현은 거의 확인할 수 없었다 (서해 닫힌하구 0.4%, 남해 닫힌하구 0.2%). 비록, 동해안에 비해 서해나 남해로 회유하는 회유성 어류의 종수가 많지는 않지만 뱀장어와 같은 경제성 어종은 기수역 및 담수지역을 자유롭게 이동하면서 생활하는 종이 다. 또한, 일부 기수성 어류들은 담수지역에서 산란을 하는 것으로 알려져 있어 갑문 설치로 인한 어류의 이동 저해는 장기적인 관점에서 서해와 남해 지역의 어류군집 건강성을 저해하는 원인이 될 것으로 판단된다.

    Duque et al. (2020)의 연구에서 염분 범위가 넓은 것이 특 징인 열린하구는 비교적 중간 정도 (10 psu 이상)의 염분을 나타내고 있고 이는 해수와 담수에 사는 어류들에게 있어 견딜 만한 환경이며, 어종 풍부도 또한 매우 높다고 보고하 였다. 하지만 우리나라는 과거부터 농경사회였으며, 이로 인 해 다수의 갑문이 염해방지를 위해 설치되면서 기수역을 파 괴하였다. 기수지역은 다수의 종의 산란장, 이동 통로, 생육 장의 역할을 하는 중요한 전이지대이다. 하지만 하구지역의 구조물 건설은 환경을 변화를 초래하였으며, 어류생태계의 변화를 초래하였다. 본 결과에서도 확인되었듯이 닫힌하구 는 열린하구와 비교하여 내성종의 비율이 높으며, 하구어류 평가지수 (KEFAI)가 낮게 산출되어 횡구조물의 건설은 수 중 어류군집에 전반적으로 좋지 않은 영향을 끼치는 것으로 파악되었다.

    본 연구는 전국 325개 하구를 대상으로 이루어졌으며, 하 구의 유형에 따른 어류군집 특성 및 분포에 대한 정보를 제 공하였다. 본 연구 결과를 통해 향후 하구의 관리와 복원에 있어 하구의 유형 (닫힌하구, 열린하구) 및 하구 해역 (동해, 남해, 서해)에 따라 접근방법을 달리는 것이 바람직하다고 판단된다. 하구의 유형에 있어서 열린하구의 경우 하구순환 을 통해 다양한 하구서식지를 보유하고 있기 때문에 보전방 안이 필요하며, 닫힌하구의 경우 하구의 목적, 서식종, 하구 의 규모 및 면적을 고려한 하천별 복원방안이 필요하다. 또 한, 동해, 남해, 서해는 물리적 환경조건이 다르기 때문에 각 해역에 적절한 관리방안이 필요하며, 닫힌하구가 많은 서해 의 경우 점차적으로 닫힌하구의 수를 줄이고 열린하구의 수 를 증가시키는 장기적인 방안이 필요한 것으로 판단된다. 이 를 통해 장기적으로 하구 생태계의 건강성을 높일 수 있을 것으로 사료된다.

    적 요

    배수갑문의 설치가 하구 환경 및 어류군집에 미치는 영향 을 파악하고 분석하기 위해 국내에 위치한 총 325개의 하 구를 대상으로 2016년부터 2018년까지 조사를 실시하였 다. 닫힌하구와 열린하구의 전반적인 어류군집은 차이가 있 는 것으로 확인되었으며, 닫힌하구에서는 일차담수어류, 열 린하구에서는 기수성 어류와 회유성 어류의 상대풍부도가 높게 나타났다. 해역별로 닫힌하구와 열린하구의 어류를 서 식특성별로 구분한 결과에서 남해와 서해는 유사한 경향성 을 나타냈으며, 닫힌하구에서 일차담수어류 비율이 가장 높 고 열린하구에서는 기수성 어류의 비율이 가장 높으나, 동해 에서는 닫힌하구와 열린하구 모두에서 기수성 어류와 회유 성 어류의 비율이 높았다. 일차담수어류의 경우 염분에 대한 내성이 없거나 낮은 염분 내성 범위를 가지기 때문에 해수 의 순환이 차단되어 염분농도가 낮아진 닫힌하구에서 높은 비율로 나타난다. 그러나, 동해의 경우 닫힌하구보다 열린하 구에서 일차담수어류의 비율이 높았으며, 이는 동해안 지역 의 특성 (조차, 모래사주 등)이 반영된 결과로 판단된다. 또 한, 하구어류평가지수 (KEFAI)는 모든 해역별 열린하구에서 높은 것으로 확인되었으며 (T-test, P<0.001), 닫힌하구는 남 해, 열린하구는 동해에서 가장 높은 것으로 확인되었다. 해 역별로 닫힌하구와 열린하구를 구성하는 어류군집은 모두 통계적으로 유의한 차이를 보였으며 (PERMANOVA, East, Pseudo-F=3.0198, P=0.002; South, Pseudo-F=22.00, P=0.001; West, Pseudo-F=14.067, P=0.001), 해역별 어 류군집 유사도에서도 동해, 남해, 서해의 닫힌하구와 열린하 구의 어류군집이 뚜렷하게 차이남을 확인하였다 (SIMPER, Group dissimilarity, 85.85%, 88.36%, 88.05%). 본 연구는 전국 하구의 유형에 따른 어류군집 특성 및 분포에 대한 정 보를 제공하였다. 본 연구 결과는 향후 하구의 관리와 복원 에 있어 해역 및 유형에 따라 적절한 관리방안을 수립하는 데에 활용될 수 있다.

    연구비

    본 논문은 환경부의 재원으로 국립환경과학원의 지 원을 받아 수행하였습니다 (NIER 2020-04-02-009). This work was supported by a grant from the National Institute of Environmental Research (NIER), funded by the Ministry of Environment (ME) of the Republic of Korea (NIER-2020-03- 02-001).

    Figure

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    Map of study sites in Korea. A total of 325 estuaries were investigated (East sea, 87; South sea, 151; West sea, 87; ●, Closed estuaries; ○, Open estuaries).

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    Fish classification in Closed estuaries and Open estuaries by sea areas. Fishes are classified into 4 categories depend on ecological characteristics of each species (E, East sea; S, South sea; W, West sea; C, Closed; O, Open).

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    Percentage of migratory species in Closed estuaries and Open estuaries by sea areas (a, East sea; b, South sea; c, West sea).

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    KEFAI box-plots in Closed estuaries and Open estuaries by sea areas. Bar indicated the standard error of each site (E, East sea; S, South sea; W, West sea; C, Closed; O, Open).

    KSL-55-1-49_F5.gif

    Health assessment in Closed estuaries and Open estuaries by sea areas.

    Table

    Environment factor in Closed estuaries and Open estuaries by sea areas (T-test, Mann-Whitney u test; SD, standard deviation).

    Fish assemblage structure in Closed estuaries and Open estuaries by sea areas (n, number of estuaries; RA, relative abundance; KEFAI, Korea Estuary Fish Assessment Index).

    Fish assemblage dissimilarity in Closed estuaries and Open estuaries of each sea areas top 5 major species of each sea areas according to species contribution from SIMPER analysis.

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