무심천의 시·공간적 수질, 어류 생태길드 및 종적연결성 변화 분석 = Spatiotemporal Variation Analyses of Water Quality, Fish Ecological Guilds, and the Longitudinal Connectivity in Musim Stream

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는 미호강 지류하천인 무심천을 대상으로 44개 지점에서 어류조사, 인공구조물 분석 및 3개 지점에서 이화학적 수질 분석을 통해 하천의 종적연결성 분석을 수행하였다. 봄과 가을에 어류를 채집하여, 지점간섭식길드, 생태길드 및 어류평가지수를 분석하였으며, 총 33종이 출현하였다. 우점종은 피라미(Zacco platypus)와긴몰개(Squalidus qracilis majimae)로 나타났다. 이화학적 수질 분석 결과, 유기물 오염 지표인 생물학적 산소 요구량과 화학적 산소 요구량의 평균 값은 봄철(장마전)에 가장 높았고, 가을철(장마후)에 가장 낮게 나타났다. 또한 총인과 총유기탄소의 경우 BOD와 COD의 값과 유사한 경향을 보인 것으로 나타났다. 지점별 어류 조성에 기반한계층적 군집분석 결과 3개의 그룹(상류, 중류, 하류)으로 구분되었다. 어류 상대풍부도에 기반한 지점별 NMDS분석결과, S1-S5지점간 유사도가 높게 나와 계층적군집분석 결과와 일치하였다. 어류 생태길드의 경우, 상류지점의경우 충식종과 민감종과 유사도가 높은 것으로 나타났으며, 중류와 하류 지점의 경우 잡식종과 중간종과의 유사도가 높은 것으로 나타났다. 보의 수리학적 특성에 따른 종적 연결성 평가 결과, 봄철의 S15지점을 제외한 모든 보가단절된 것으로 나타났다. FAI값에 기반한 하천 생태 건강도는 상단수심과 유의한 (p < 0.05, n=37) 관계를 갖는 것으로 나타났다. 보의 수리학적 특성에 기반한 수생태계 종적 연속성을 평가한 결과, 봄철 S15 지점을 제외한 전지점에서 단절로 평가되었으며, 각 지점별 인공구조물의 특성과 어류평가지수(Fish Assessment Index)와의 상관관계를 분석한 결과 Hu1(Sp)에서 통계적으로 유의한 양의 상관관계가 나타났다. 종합적으로, 이 연구는 어류의 유영능력 및 도약 능력에 기초한 종적 연결성이 보 구조 때문에 단절되었다는 것을 나타내며, 이러한 결과는 하천 건강을 평가하고, 하천 관리 방안을 확보하며, 종적 연결성을 확보하기 위한 기초 데이터로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The main objectives of this study were to analyze the spatiotemporal variations of water quality, fish ecological guilds and longitudinal connectivity in the weirs of Musim Stream. Fish were collected at 44 sites during spring and fall seasons for the analysis of trophic guilds, tolerance guilds, and the ecological stream health, based on FAI model. Total 33 species were observed in the stream and the dominant species were <i>Zacco platypus</i> and <i>Squalidus qracilis majimae</i>. Mean values of BOD and COD, as an indicator of organic matter pollution, showed high in the drought spring and low in fall (post-monsoon season). Also, TP showed same pattern with the BOD and COD pattern. The hierarchical clustering, based on the fish compositions, classified as three groups (up-stream, mid-stream and the down-stream). Based on the NMDS (Non-metric Multidimensional Scaling) analysis of fish abundance, high similarity was observed between S1-S5 sites, which were consistent with the results of hierarchical cluster analysis. Fish ecological guilds in the upper stream showed a high similarity between the insectivore and sensitive species, while in the middle and lower reaches, high similarity was found between the omnivore and intermediate species. Evaluations of longitudinal connectivity, based on the structural and hydrological characteristics of the weir, indicated all disconnections by the weirs, except for S15, in the spring. Stream ecological health, based on the FAI model, was significantly (<i>p</i> < 0.05, n=37) influenced by the height of overflow (<i>Hu1</i>). Overall, our study suggests that the longitudinal connectivity, based on the weir structures, flow regime and fish swimming capacity, were blocked off by the weirs in the stream. The results provide valuable insights for securing river management strategies and served as the fundamental data for stream restoration in the future.