Riparian Connectivity Assessment Using Species Distribution Model of Fish Assembly

어류군집의 종분포모형을 이용한 수변지역 연결성 평가

Riparian Connectivity Assessment Using Species Distribution Model of Fish Assembly

*

정승규*ㆍ이동근**ㆍ류지은***

Jeong, Seung GyuㆍLee, Dong KunㆍRyu, Ji Eun

要 旨

하천 코리더는 종의 국소적 소멸을 예방하도록 분산과 이동을 원활하게 한다. 그러나 우리나라는 수변의 치수, 친 수, 이수와 같은 기능을 중시한 결과 수중보, 댐과 같은 인공구조물 설치로 하천 코리더의 연결성을 약화시켜왔다.

본 연구는 강원도 횡성의 섬강을 대상으로 어류의 군집에 영향을 미치는 변수를 종분포모형을 이용하여 추출하고 수변지역의 연결성을 종풍부도와 희귀도로 평가하는 것이다. 현장조사 결과 출현종수는 38종 7,061개체로 나타났 으며, 연구결과는 다음과 같다. 첫째, 종분포모형 결과 어류의 종풍부도에 영향을 주는 변수는 유속과 급여울, 하천 의 폭과 수변의 면적으로 선택되었으며, 모형의 정확도 검증 결과 상관계수는 0.83, 절대평균오차는(MAPE)는 19.2%로 적합한 것으로 나타났다. 둘째, 희귀도가 낮은 지점은 수로가 직강화된 전천과 횡성군 시가화지역 인근으 로 나타났으며, 높은 지점은 하천 폭이 넓고 섬강과 전천이 합류하는 지점과 하도습지가 있는 하류지점으로 분석 되었다. 연결성이 낮은 지점은 수변의 완충림이 거의 없고 보(洑)가 설치되어 있는 지점으로 나타났으며, 높은 지 점은 하천 주변에 농경지 및 산림과 같은 자연토지피복이 우점하고 수변의 모래/자갈의 비율이 높은 곳이 연결성 이 높게 평가되었다. 본 연구에서 제시한 결과는 복원을 위한 가이드로 기존 수변 시설물을 개선하고 추가하여 연 결성을 강화시키는데 좋은 기준이 될 것으로 판단한다.

핵심용어 : 종분포모형, 어류군집, 종풍부도, 종 희귀도, 연결성 평가

Abstract

River corridors facilitate dispersal and movement and prevent local extinction of species. As a result of stream restoration projects, which include installation of waterfront and flood control structures, the number of animals, which rely on river corridor, is decreasing. For the study, factors affecting fish assembly were extracted by a species distribution model with the fish data collected from the Seom River in Hoengseong County and City of Wonju, Ganwon Province, Korea between March to October 2013. The riparian connectivity was assessed using species richness and rarity. According to result of the field survey, there were 38 species and 7,061 individuals for fish. The analysis suggests the following. Firstly, factors affecting fish richness in species distribution model results are shown to be velocity, riffle, riparian width, and water width. The accuracy of the model proves to be suitable with the correlation coefficient of 0.83 and MAPE of 19.2%. Secondly, the low rarity area is shown to be straight streams in Jeon river near to Hongseong County and the high rarity area to be streams with large width, existing alluvial area at channel junction between Jeon river and Seom river. Thirdly, according to connectivity results, areas where weirs are installed or riparian buffer area is removed showed low connectivity. The areas where farmland near riparian and forest areas showed high connectivity. The results of this study can be utilized to improve current facilities and enhance connectivity as a restoration guide.

Keywords : Species Distribution Model, Fish Assembly, Species Richness, Species Rarity, Connectivity Assesment

Received: 2015.04.13, revised: 2015.05.27, accepted: 2015.06.12

* 정회원ㆍ서울대학교 농업생명과학연구원 책임연구원(Member, Senior researcher, Research Institute of Agriculture and Life Sciences, Seoul National University, [email protected])

** 정회원ㆍ서울대학교 조경지역시스템공학부 교수(Member, Porfessor, Department of Landscape Architecture and Rural System Engineering, Seoul National University, [email protected])

*** 교신저자ㆍ서울대학교 협동과정 조경학 박사수료(Corresponding author, Interdisciplinary Program in Landscape Architecture, Seoul National University, [email protected])

17 Vol.23 No.2 June 2015 pp.17-26

연구논문

ISSN: 2287-6693(Online)

http://dx.doi.org/10.7319/kogsis.2015.23.2.017

Figure 1. Study site

1. 서 론

하천은 구조적 기능적으로 상호작용 및 연결을 담당 하는 중요한 연결경관 요소이다. 또한 코리더로서 다양 한 동식물의 생육장소이자(Ward, 1999), 주변지역의 생물사회를 풍요롭게 하는데 큰 역할을 하는 공간이다 (Cho, 1997). 하지만 전세계적으로 인간 활동에 의해 하천의 생태계의 교란 및 수질오염으로 어류의 다양성 이 감소하고 있으며, 멸종위기에 처한 종이 증가하고 있다(Dudgeon et al., 2006).

하천교란의 주요 인자로 댐축조와 골재채취가 있으 며, 이외의 여러 요인으로 인하여 하천이 교란 될 경우, 하천생태계 구조변화를 통해 어류 군집변화까지 영향 을 미치게 된다(Lee and Yang, 2010). 최근 국립환경 과학원의 ‘수생태계 건강성 조사평가’보고서에서는 하 천정비사업으로 인해 멸종위기야생동‧식물Ⅰ급 흰수마 자의 개체수가 급감한 것으로 보고되고 있다. 이처럼 인공구조물의 설치는 서식지의 연결성 단절로 인해서 어류상에 영향을 주는 것으로 나타났다.

변화된 경관 사이에서 고립된 서식지를 보호하고 생 물다양성 증진을 위해 하천의 제방, 보와 같은 물리적 인 영향에 대한 연결성을 높이기 위한 연구의 중요성이

더욱 커지고 있다(Ward, 1982). 미국에서는 크게 안정 적인 연결성, 역동적인 연결성, 어류의 자연적인 연결 성 증대를 위한 인위적인 연결성 등에 대하여 연구가 수행되어 왔다(Fullerton, et al., 2010). 유럽은 다양한 기후대로 인하여 세계적으로 생물다양성의 핫스팟 지 역으로 구분되고 있지만 역시 각종 개발로 인한 일부 종의 멸종의 위기로 인해 수문, 서식처와 어류 군집들 간의 관계를 이용해 가장 생물에 영향력 있는 변수를 찾아내어 어류 보호를 위한 서식지 보전계획 수립을 위 해 다양한 시공간을 포함한 연구를 진행하고 있다 (Fullerton et al., 2010).

특히, 어류 군집은 수변의 교란에 대하여 민감하게 반응하기 때문에 수변 건강성과 연결성을 평가하는 중 요한 지표로써 고려되어지고 있으나(Angermeier and Davideanu, 2004) 국내에서는 주로 생물상에 대한 기초 조사(Bae and Lee, 2001)와 개체군의 종다양도, 밀도 분석, 유량산정 연구(Lee et al, 2006; Oh, et al., 2008) 들이 주로 진행되고 있다(Lee et al., 2014). 어류를 대 상으로 한 수생태 모델링은 회귀방정식, 로지스틱 회귀방 정식, 인공신경망, 퍼지로직 등 일부 모형을 이용하여 다양성을 평가하고 있지만(Ministry of environment, 2011) 일부 멸종위기종을 중심으로 한 서식지 평가로

전체 하천의 개체군을 대표하는데 한계점을 가지고 있 었다. 따라서 수변의 물리적인 변화에 대한 미소서식지 와 서식 생물들의 종적 연결성 연구는 미흡한 실정이 다. 이처럼 아직 국내에서는 하천에 서식하는 생물의 생태적 서식지의 연결성을 고려하기 보다는 종다양성 평가와 물리적인 구조와 일부 종에 초점을 맞추어져 있 다(Jeong et al., 2015).

따라서 본 연구에서는 하천의 어류와 주변 서식지의 특성에 맞게 자연성과 종의 희귀성을 이용하여 생태적 인 특성을 파악하고 연결성에 있어 중요 지점을 선정하 는데 평가 기준을 제시하고자 한다. 평가단위 설정으로 하천의 생태적 특성을 반영한 희귀성과 종풍부도를 고 려한 연결성을 평가하였으며, 서식지 보전계획에 활용 가능성을 평가해 보고자 한다.

2. 연구 지역 및 대상종

연구대상지인 섬강은 Fig. 1과 같이 원주시와 횡성군 의 중요한 용수원일 뿐만 아니라 남한강과 합류되어 수 도권의 용수 공급원인 한강의 수질에 영향을 미치는 남 한강의 1차 지천 중 가장 큰 하천이다. 섬강은 백두대 간과 인접해 있으며 한반도생태네트워크의 수생태축 핵심지역(Ministry of environment, 2010b)으로 금강 과 섬강 등 극히 일부 지역에만 서식하는 멸종위기야생 동‧식물II급꾸구리(Gobiobotia macrocephala)의 대표적 인 서식 및 산란장소이며(Ko et al., 2012) 돌상어 (Gobiobotia brevibarba)도 서식하고 있다. 하지만 최근 완료된 4대강 사업으로 인해 수변에는 자전거도로와 수변공원, 인공제방과 보가 설치되었으며, 원주 강릉 복선 전철 계획(복선전철 및 평창 KTX 계획)과 청정녹 색산업단지 등과 같은 주변의 개발 사업에 인해 생태계 가 지속적으로 위협받고 있다.

이에 본 연구는 생물다양성이 높고 멸종위기종의 주 요서식처이나 4대강 공사와 개발로 인해 지속적으로 서식처가 위협받고 있는 섬강을 수변의 연결성 평가를 위한 대상지로 선정하였다. 본 연구에서는 예비조사와 문헌조사에서 환경영향 변화에 취약하여 수생태계의 건강성을 나타내는 대표적인 지표종으로 사용 되는 어 류를 대상으로 하였다.

3. 연구방법 3.1 현장조사

어류조사 및 채집 방법은 Ministry of environment (2013)의 어류조사 방법에 의거(Wading method에 기

초)하여 여울, 소, 흐르는 곳 등 생물의 서식처의 지리 학적/수리학적인 특성을 반영하여 구간을 선정하였으 며 빈도를 균등하게 조사하여 종풍부도 지수를 산출하 였다. 조사기간은 2013년 4월~10월까지이며, 조사는 투망(망목 10x10mm)과 족대(망목 5x5mm)를 이용하 여 직접 채집하였다. 투망은 10회 내외, 족대는 40분 동안 채집하였으며 소요시간은 50분, 조사 시기는 봄(4 월)여름(6월 중순) 가을(10월) 로 해당 지점 조사 생물 의 서식처의 특성을 반영하여 총 27구간을 선정하였다.

채집한 어류는 현장에서 직접 동정하고, 학명은 Kim et al.,(2005)을 참고하고, 분류체계는 Nelson(2006)을 참 고하여 기록하였다.

3.2 서식지 환경변수 선정 및 구축

야생동물의 서식환경은 축척에 따라 상이한 반응을 보이기 때문에 이에 적합한 물리적 환경변수를 확보해 야 한다(Ministry of environment, 2010a). 그러나 기존 의 분석 자료는 대부분 광역서식지 차원에서 이루어져 있기 때문에 중소서식지나 미소서식지 단위의 물리적 환경변수에 적용하기에는 부적합하여 본 연구에서는 하천수변조사(River corridor survey)에 대한 현장조사 를 통해 서식환경변수를 직접 수집하여 종분포 모형에 적용한다.

본 연구에서는 수변의 서식환경에 적합하게 하천 수 변조사방법을 이용하여 어류의 서식환경변수를 기존 연구논문과 도감을 참고하여 Table 1처럼 구축하였으며 (Lawrence et al., 1998; Bae et al., 2003; Environment canada, 2005) 이 데이터는 전문가의 현장조사를 통해 어류와 관련성이 높게 평가된 현장의 서식 환경에 기반 하였다. 모형에 입력변수의 유의성 검증을 위해서 비모 수 검정 방법 중 하나인 Wilcoxon rank sum test

¹⁾

1) 정규분포가 아니거나 표본의 수가 적을 때 적용할 수 있는

방법이다(Lee and Nho 2012).

Variable group Variable type Variables description Data source

Land cover Continuous

Riparian land cover area (㎡)

RCS

(River corridor survey) Riparian land cover percent (%)

Land cover area in adjacent areas (㎡) Land cover percent in adjacent areas (%) Distance Continuous Built-up areas, Farmland areas, Vegetation cover

Bare soil, Alluvial deposit, Embankment 1:5,000 Digital map

River and

Facility Categorical

Flow velocity RCS(River corridor survey)

Irrigation channel

RCS(River corridor survey) Culvert type (Drainage, Floodgate)

Alluvial deposit

Embankment type(gabion, vegetated, concrete) Table 1. Environmental variables for fish assembly habitat modeling

0 250 m

Figure 2. Assessment unit

3.3 연결성 분석

생물다양성 지수는 생태계와 종의 환경적 변화에 대 한 서식지 관리, 보호지역 계획, 복원과 관련하여 활발 하게 활용되고 있다. 자연에 대한 인위적인 교란은 생 물다양성과 종풍부도에 영향을 미치는 가장 중요한 요 소 중 하나로 종풍부도 생물다양성 지수 중 서식처 단 편화에 대한 영향을 측정하는데 오랫동안 사용해왔다.

종풍부도는 단위면적 내에 서식하는 생물종의 합계로 넓은 분포지역을 가지며 많은 지역에서 출현하는 생물 종으로 일반종의 분포에 영향을 받을 수 있다. 종의 서 식 범위는 보전을 위한 희귀성을 평가하는 지표로서 활 용되어 왔다(Arita et al., 1997; Baquero and Telleria, 2001; Kim et al., 2014).

종풍부도나 희귀도를 측정하기 위해서 개별 종을 모 형화 하여 합산하거나 Shannon index, Simpsons index (Simpson, 1949; Zahl, 1977) 등을 적용하여 나타내기 도 한다. 모형의 합산을 통한 방법은 종풍부도에 영향 을 미치는 요인을 밝혀낼 수 있는 장점이 있으나 개별 종의 수가 많아지면 시간과 비용 소모가 증가하는 단점 이 있다(Kwon, 2011).

본 연구에서는 생물다양성을 평가하기 위한 평가

지표로 희귀도와 종풍부도 도출하였다(Cincotta et al., 2000; Cellabos et al., 2005). 어류의 개체수가 많기 때 문에 다중선형회귀분석을 이용하여 서식지에 영향을 미치는 변수를 추출하고 종분포모형을 통해서 종풍부 도 지도를 구축하였다. 종풍부도 모형의 종속변수는 조 사된 종수와 개체수에 기초하였으며, 이 데이터는 Shannon index

²⁾

    

_

여기서 a와 b는 회귀계수(regression coefficient)라고 하고 기울기를 나타내고, a는 상수항(절편)으로 x=0일 때 값을 나타낸다. c는 오차를 나타내며 x가 설명해주 지 못한 y의 오차부분이다. 선형회귀분석은 표본을 통 해 수집된 데이터로부터 회귀계수를 산출하여 알려지 지 않은 모수를 추론하는 것이다.

희귀성을 모형화 하는 대부분의 연구들은 RWRI (Rarity-Weight Richness Index)를 적용하고 있다. 희 귀도는 멸종위기야생동‧식물Ⅰ,Ⅱ급에 해당하는 어류로 선정하였으며 종데이터에 기반하여 RWRI 지수를 적 용‧평가하였다. 희귀종이나 멸종위기종의 가중치는 서 식지 예측 모형의 0과 1값에 개수의 역수를 취해서 가 중치를 적용하며, 그 식은 다음 (2)와 같다.

2) Shannon index 또는 Shannon-Wiener index라고도 하며 (Simpson, 1949), 종다양도 지수는 각 조사지의 종 구성 상 태의 다양도를 나타내는 척도로서 다음 식으로 평가할 수 있다. s는 종의 수, pi는 I번째 종의 개체수를 총 개체수로 나눈 비율을 말한다.

 ′ 



^

^{ }

Habitat variable Unstandardized Coefficients Standardized Coefficients

t Sig.

B Std. Error Beta

Flow Velocity 0.491 0.133 0.470 2.165 0.02

Riffle 0.620 0.152 0.335 3.224 0.03

Water width -0.026 0.034 -0.128 -1.664 0.05

Riparian area 0.392 0.45 0.442 2.313 0.04

Table 3. Results of model





  





 _

  

 _

  

 _

  

 _

 ⋯ 

 _

 (2)

RWRI는 희귀종의 출현 자료로부터 계산되어지며, 종의 풍부도와 그 종의 희귀성을 측정하는 것이다. 식 에서 S는 단위지역에서의 희귀종의 수 N은 종의 출현 한 면적 또는 폴리곤의 수, 1은 가중치를 주기위한 해 당 종의 출현지점의 역수이다. 만약 종이 연구지역의 분석단위에서 한 곳만 나왔다면 가중치는 1/1 또는 1.0 이 되고 20곳에서 나왔다면 1/20 또는 0.05이다. 여기 서 지수의 점수가 높을수록 상대적으로 많은 종이 보호 되어야 하는 경향을 보여준다. 구축된 모형의 다중선형 회귀분석에서 도출된 종풍부도 지수와 실제 기반의 종 풍부도지수의 정확도를 측정하기 위해 총 27개 조사지 점에서 9개 지점을 제외한 18 지점을 모형으로 사용하 였고, 나머지는 정확도 검증을 위한 자료로 사용하였다.

예측 정확도는 계량적 모형 간에 예측오차의 비교가 용 이하고, 그 신뢰도가 높아 자주 사용하는 절대평균오차 비율(Mean Absolute Percentage Error)을 이용하였다 (Lewis, 1982). 이는 사용 단위나 관찰 자료의 수가 다 른 경우에도 관계없이 서로 비교할 수 있는 장점이 있 다. 이에 대한 식은 (3)과 같다.



 

  









×  (3)

식에서 Yi 는 실제 관측된 값이며 yi는 예측된 값으 로 본 연구에서는 Yi는 Shannon index에서 구해진 지 수이며 yi는 모형을 통해서 구축된 지수이다. 두 값의 차이 값은 해석 기준에 의하여 10%이내인 경우에 매우 정확하고, 10%~20%이내일 경우도 정확하다고 판단한 다(Lewis, 1982).

4. 결과 및 고찰

어류의 종풍부도에 영향을 주는 변수를 선택하기 위 해서 Wilcoxn 검증 후 상관분석을 통해 변수 간의 자

기상관을 검증 후 다중선형회귀 모형을 적용하였다. 선 형 다중회귀모형의 결과적합도 검증 항목인 조정결정 계수(Adjusted R2)와 유의확률(P-Value)과 변수간의 공선성을 나타내는 Durbin-Watson의 값의 결과를 보 여준다. 모형의 결과 Table 2에서는 조정결정계수는 0.62로 모형 예측력은 62%를 설명할 수 있는 것으로 나타났으며 유의수준 0.05 이하에 유의확률 P값은 0.01 미만으로 분석되어 매우 적합한 것으로 나타났다. 모형 에서 유의미하게 선택된 변수는 Table 3와 같이 유속, 급여울, 하천 폭, 수변의 면적 등으로 나타났다. 선택된 변수의 결과를 살펴보면 유속은 양(+)의 값을 나타났는 데 유속이 상대적으로 빠르면 다양한 급여울 및 바위와 같은 다양한 지형적인 요소로 미소서식지가 발달되어 풍부도 지수가 높아진다(Kang and Hur, 2012). 또한, 수변 면적이 넓은 지역은 어류의 산란과 서식처를 제공 하는 그늘 등 서식조건의 유리한 장점을 가지고 있으 며, 하천 폭이 좁으면 다양한 서식처 유형이 나타나 종 풍부도가 높은 것으로 볼 수 있었다. 본 연구에서의 종 분포모형은 어류의 서식지의 특징을 잘 반영하는 것으 로 판단할 수 있었다.

어류의 종풍부도를 Y 값으로 모형에서 선택된 변수 Flow velocity(X1), Riffle(X2), stream width(X3), Riparian area(X4) 를 독립변수로 하여 식(4)와 같은 다중 선형회귀식(4)으로 도출되었다.



 _

 _

 _

 _

R R² Adjusted

R²

Std. Error of the Estimate

Durbin- Watson

0.76 0.67 0.62 0.17 1.72

Table 2. Results of multiple linear regression analysis

Figure 3. Richness map

Figure 4. RWRI map 식의 결과를 이용하여 Fig. 3와 같은 연구대상지 전

체의 종풍부도 지도를 도출하였다.

어류 종풍부도가 높은 지점은 Table 3에서와 같이 선택변수의 특징을 가지는 하천의 폭과 수변의 면적이 넓은 곳으로 Fig. 3에서는 주로 A지점과 같이 수변의 면적이 넓고 사행 하천으로 자유곡류가 잘 발달되었는 데 이러한 지점은 다양한 수심, 유속, 하상 물질에 의해

서 수생생물의 다양한 서식환경을 제공해 준다. 이곳은 종풍부도가 높은 지역이며, 사이트 B는 낮은 지역으로 도출되었다.

어류 희귀도 분석결과에서는 Fig. 4처럼 하천정비공 사로 인해 수로가 직강화된 전천과 시가화지역 인근지 역의 희귀성이 가장 낮았다(Fig. 4, Site B). 반면, 하천 폭이 넓고 섬강과 전천이 합류하는 지점과 하도습지가

Figure 5. The result of connectivity assessment

Figure 6. Connectivity assessment map

있는 하류지점에서는 희귀성이 높게 평가되었다(Fig. 4, Site A). 희귀도가 높은 지점들은 현장조사 결과 고유종 인 줄납자루(Acheilognathus yamatsutae), 멸종위기동‧

식물II급 꾸구리, 대륙종게(Orthrias nudus), 새코미꾸리 (Cobitis rotundicaudata), 쏘가리(Siniperca scherzeri) 종들의 주요서식처였다. 이러한 종들은 물이 맑고 큰 자갈이나 바위가 많으며(Kim et al,. 2005), 하천의 중 상류에 분포하는 특징이 있다. 본 연구 결과에서는 이 러한 서식처의 특징을 반영한 것으로 추정된다.

수변의 종적 연결성평가의 최종 결과는 어류의 종풍 부도, 희귀도를 중첩하여 연결성 평가 결과를 Fig. 5과 같이 도출하였다.

종적연결성이 높은 지점은 인접지역의 농경지 및 산 림과 같은 자연토지피복이 우점하고 수변의 모래/자갈 의 비율이 높은 것이 특징이었다(Fig. 6). 수면 위로 노 출된 바위가 많고 지류가 인접해 있으며, 하천의 양안 이 자연제방으로 둘러싸여 있는 경우도 다수 있었다. 하 천 폭이 좁고 자갈과 모래 면적이 높은데 이러한 지점 은 다양한 미소서식환경을 가지고 있어 어류의 종풍부 도가 높은 지역이다(Lee et al., 2009). 이러한 다양한 생물의 환경특징을 포함하고 밀도가 높은 곳이 환경 조 건이 가장 좋은 지점으로 분류된 것으로 볼 수 있다.

Figure 7. Connectivity assessment map

연결성 평가 결과값이 낮은 지점의 특징은 Fig. 7처럼 수변림이 거의 없으며, 제방의 경사가 급하거나 인공적 인 보의 설치, 하천의 사행화를 한 지점이다. 제방공사 로 인해 수변의 완충지(Riparian buffer)가 거의 없고 있거나 수변 쪽으로 산책로나 농로 및 자전거도로가 있 는 것이 특징으로 나타나는 경향이 보였다.

이 지역은 인공구조물의 설치로 인하여 생태계가 교 란되는 지점으로 이러한 인공구조물 설치에 따른 생태 계 교란에 대한 연구들도 진행되고 있다. Christine weber(2009) 는 인간의 인위적인 교란으로 인한 수온 상승은 어류군집의 감소를 유발한다고 하였다. Lizhu Wang(2010)은 댐과 같은 인간의 영향에 의한 인위적 인 수변의 교란은 어류의 군집 및 서식처의 구조에 영 향을 준다고 하였다. 이처럼 인공 구조물은 생태계 교 란의 주요 원인으로 연결성이 높은 지역과는 반대로 자 갈 및 모래, 수초 등이 인위적으로 조성되어 기존의 수 생태계에 적응해 있던 어류들의 개체수 감소를 초래하 게 된다.

따라서 추후 대상 지역의 수변 지역의 서식지 보전계 획의 수립 시에 실제 생물종의 연결성을 고려하여 어류 의 서식환경을 고려할 필요가 있다.

5. 결 론

본 연구에서는 4대강 정비공사가 완료된 섬강을 대 상으로 수생태계의 건강성의 지표생물인 어류군집을 대상으로 수변의 종적 연결성을 종분포모형을 이용하 여 종풍부도 지도와 희귀도 지수를 이용하여 정량적으 로 평가하였다. 모형을 이용한 서식지분석에서 개별 종 의 수가 많아지면 시간과 비용 소모가 증가하였다. 본 연구에서는 이러한 단점을 보완하고 서식에 영향을 미 치는 요인을 정량적으로 밝혀낼 수 있는 방법을 적용하 여 기존의 모형을 이용한 서식지 분석의 단점을 극복하 고 수변의 미소서식지의 특성을 반영하고자 하였다.

결과에서는 종풍부도에 영향을 주는 요인으로는 유 속과 급여울, 하천 및 수변의 폭이 주요 요인으로 나타 났다. 본 연구에서 적용한 모형을 통해 다양한 수심, 유 속, 하상물질은 다양한 생물이 서식할 수 있는 환경이 라는 것을 확인할 수 있었다. 희귀도 분석에서는 하도 습지가 있는 하류지점에서 희귀성이 높게 나왔으며, 꾸 구리(Gobiobotia macrocephala), 대륙종게(Orthrias nudus), 새코미꾸(Cobitis rotundicaudata),와 같은 멸종 위기 종의 서식처의 특징을 반영하는 것으로 나타났다.

이러한 연구결과는 생물다양성에서 다양성을 유지하 기 위해서 연결성 평가가 필요하며, 실제 종풍부도와

희귀도에 영향을 주는 유속, 급여울, 하천 및 수변의 폭 을 고려해야 하고, 하도습지가 존재하는 지역을 보전하 기 위한 노력이 필요하다는 결과를 의미한다.

서식지 예측 모형의 정확도는 현장조사결과와 비교 했을 때 절대 평균오차는 19.6%로 비교적 합리적인 예 측이 이루어진 것으로 나타났다. 두 지수를 이용한 연 결성 평가에서 높게 나온 지점들의 특징은 현장조사결 과 수변 인접지역의 농경지 및 산림과 같은 자연토지피 복이 우점하고 있었으며, 수변의 모래/자갈의 비율이 높은 것처럼 다양한 미소서식지가 형성된 곳이었다. 반 면, 낮게 평가된 지점들은 대부분 제방공사로 인해 수 변의 완충지(Riparian buffer)가 거의 없고 보(洑)가 설 치되어 있거나 수변 쪽으로 산책로나 농로 및 자전거도 로와 같이 인위적인 요소들이 설치되어 있는 것이 특징 이었다.

본 연구에서는 수변의 어류군집과 주변 서식지의 특 성을 이용하여 종의 풍부도와 희귀성을 이용하여 서식의 생태적인 특성을 파악하였으며, 수변의 연결성 확인함에 있어 중요 지점을 선정하는 평가 기준을 제시하였다.

이러한 결과는 수변의 서식처 복원을 위한 가이드로 기존 수변 시설물을 개선하고 추가하여 연결성을 강화 시키는데 좋은 기준이 될 것으로 판단한다. 특히, 어류 의 군집은 앞선 연구나 본 연구에서처럼 보(洑)구조 개 선을 통한 어류의 이동 및 다양한 미소 서식처 조성이 필요해 보였으며, 수변림을 조성하여 다양한 미소서식 지 조성을 고려해야 할 것이다. 추후 하천정비공사 진 행할 때 보호하고 보전해야할 지점을 사전에 알고 계획 한다면 훼손 후 복원하는 것보다 경제적 및 시간적으로 많은 이점이 있을 것이다.

References

1. Angemeier, P. L. and Davideanu, G. 2004, Using fish communities to assess streams in Romania: initial development of an index of biotic integrity.

Hydrobiologia, Vol. 511, pp. 65-78.

2. Artia, H. T., Figueroa, F., Frisch, A., Rodriguez, P., Santos-del-Prado, K. 1997, Geographical range size and the conservation of Mexican mammals.

Conservation biology, Vol. 11, No. 1, pp. 92-100.

3. Bae, Y. J. and Lee, B. H. 2001, Human impacts on stream ecosystems and freshwater arthropods in Korea. Korean journal of entomology, Vol. 31, No. 2, pp. 63-73.

4. Bae, Y. J., Won, D. H., Lee, W. J., and Weung, H.

W. 2003, Development of environment assessment

technique and biodiversity management system and their application to stream ecosystems in Korea, The Korean Journal of Environment Biology, Vol. 31, No.

3. pp. 223-233.

5. Baquero, R. A., and Teller, J. L. 2001, Species richness, rarity and endemicity of European mammals: a biogeographical approach, Biodiversity and Conservation, Vol. 10, pp. 29-44.

6. Ceballos, G., Ehrlich, P. R., Soberon, J., Salazar, I., and Fay, J. P. 2005, Global mammal conservation:

what must we manage? Science, Vol. 309, pp.

603-607.

7. Cho, Y. H. 1997, A study on evaluation method of stream naturalness for ecological restoration of stream corridors. Journal of the Korean Institute of landscape architecture, Vol. 25, No. 2, pp. 73-81.

8. Cincotta, R. P., Wisnewski, J., and Engelman, R.

2000, Human population in the biodiversity hotspots, nature, Vol. 404, pp. 990-992.

9. Dudgeon, D., Arthington, A. H., Gessner, M. O., Kawabata, Z. I., Knowler, D. J., Naiman R. J., Prieur-Richard, A. H., Soto D., and Sullivan C. A.

2006, Freshwater biodiversity: importance, threats, status and conservation challenges. Biological reviews, Vol. 081, No. 2, pp. 163-182.

10. Environment Canada, 2005, Quebec biodiversity atlas: Threatened or vulnerable species.

11. Fullerton A. H., Burnett, K. M., Steel, E. A., Flitcroft R. L., Pess, G. R., Feist, B. E., Torgersen, C. E., Miller D. J. and B. L. Sanderson, 2010, Hydrological connectivity for riverine fish: measurement challenges and research opportunities. Freshwater biology, Vol.

55, pp. 2215-2237.

12. Jeong, S. G., Lee, H. S., Park, J. H., Lee, D. K . Park, C. H., and Seo, C. W. 2015, Selecting suitable riparian wildlife passage locations for Water deer based on Maxent model and wildlife crossing analysis, Journal of the Korean society for geospatial information science, Vol. 23, No. 1, pp. 101-111.

13. Kang, H. and Hur, J. W. 2012, Aquatic ecosystem assessment and habitat improvement alternative in Hongcheon river using fish community. Journal of The Korean Society of Civil Engineers Magazine, Vol.

32, No. 5B, pp. 331-343.

14. Kim, I. S., Choi, Y., Lee, C. L., Lee, Y. J., Kim, B.

J., and Kim, J. H. 2005, Korean illustrated fish book.

Hyohak, pp. 43-515.

15. Kim J. Y., Kwon H. S., Seo C. W. and Kim M. J.

2014, A nationwide analysis of mammalian biodiversity hotspots in South Korea. Journal of environmental impact assessment, Vol. 23, No. 6, pp. 453-465.

16. Kim, I. S. and Yang, H. 2001, Fish community changes of the Buan Dam, Korea, The korean journal of ecology, Vol. 24, No. 1. pp. 45-50.

17. Ko, M. H., Bang, I. C., Moon, S. J., and Lee, S. J.

2012, Community structure of fish and inhabiting status of endangered species, Cobitis choii and Gobiobotia naktongensis in the Ji stream, a Tributary of the Geum River Drainage system of Korea, Korean journal of ecology and environment, Vol. 45, No. 4, pp. 356-367.

18. Kwon, H. S. 2011, Integrated evaluation model of biodiversity for conservation planning : focused on Mt. Jiri, Mt. Deokyu and Mt. Gaya regions, Doctoral dissertation. Seoul National University, Korea.

19. Lawrence, L., M., Flack, S. and Bruce, A., S. 1998, Rivers of life (Critical watersheds for protecting freshwater diversity). A Natureserve, 1994.

20. Lee, H. Y. and Nho, S. C. 2012, Advanced statistical analytics. Moonwoo.

21. Lee, J. H., Joeong, S. M., Lee, M. H. and Lee, Y.

S. 2006, Estimation of instream flow for fish habitat using instream flow incremental methodology(IFIM) for Major Tributaries in Han River Basin, Journal of the Korean society of civil engineers, Vol. 26, No.

2B, 153-16.

22. Lee, S. H. and Yang, D. C., 2010. A Study on the Disturbance and the Rehabilitation of Stream by Using Evaluation of Ichthyofauna to Disturbed Ecosystem. Korean Journal of Ecology and Environment, Vol. 43, No. 2, pp. 242-254.

23. Lewis, C. D. 1982, Industrial and business forecasting methods: A Radical guide to exponential smoothing and curve fitting. Colin David.

24. Ministry of environment. 2010a, Management and establishment of eco-network connecting mountain- river-ocean of the Korean peninsula.

25. Ministry of environment. 2010b, A framework for incorporating wildlife habitat survey and conservation measures in environmental assessment.

26. Ministry of environment. 2011, A study on suitability assessment on threatened species affected by development projects.

27. Ministry of environment. 2013, Guideline on survey and assessment of estuary aqua-ecosystem healthiness.

Site The number of species

Total species

Scientific name of dominant species

The number of Dominant species

Dominant species relative richness

index(%)

st.1 12 183 Zacco platypus 95 51.9

st.2 16 272 Zacco platypus 129 47.4

st.3 21 347 Zacco platypus 154 44.4

st.4 16 338 Zacco platypus 97 28.7

st.5 14 301 Zacco platypus 126 41.9

st.6 11 186 Zacco platypus 103 55.4

st7 13 194 Zacco koreanus 64 33.0

st8 13 203 Zacco platypus 91 44.8

st9 13 151 Coreoleuciscus splendidus 45 29.8

st10 15 221 Coreoleuciscus splendidus 103 46.6

st11 17 164 Coreoleuciscus splendidus 60 36.6

st12 11 223 Zacco platypus 133 59.6

st13 14 440 Zacco platypus 280 63.6

st14 20 332 Zacco platypus 165 49.7

st15 15 194 Zacco platypus 85 43.8

st16 12 231 Zacco platypus 111 48.1

st17 13 217 Zacco platypus 75 34.6

st18 14 212 Zacco platypus 107 50.5

st19 15 258 Zacco platypus 148 57.4

st20 14 324 Zacco platypus 145 44.8

st21 14 253 Zacco platypus 106 41.9

st22 11 226 Zacco platypus 93 41.2

st23 15 336 Zacco koreanus 115 34.2

st24 18 258 Zacco platypus 95 36.8

st25 18 358 Zacco platypus 174 48.6

st26 12 269 Zacco koreanus 81 30.1

st27 20 370 Zacco koreanus 109 29.5

Total 38 7061 Zacco platypus 2941 41.7

Appendix

28. Nelson, J. S. 2006, Fishes of the world (4th ed).

John Wiely and Sons, NewYork.

29. Simpson, E. H., 1979, Measurement of species diversity. Nature 163: 688.

30. Wang, L., Infante, D., Lyons, J., Stewart, J., and Cooper, A. 2010, Effects of dams in river networks on fish assemblages in non-impoundment sections of rivers in Michigan and Wisconsin, USA. River research and application. DOI: 10.1002/rra1356.

31. Ward, A. L. 1982, Mule deer behavior in relation to fencing and underpasses on Interstate 80 in Wyoming. Transportation research Record. Vol. 859, pp. 8-13.

32. Ward, J. V., Tockner, K. and Schiemer, F. 1999, Biodiversity of floodplain river ecosystems: ecotones and connectivity, R. Regulated rivers: Research &

Management, Vol. 15, pp. 125-139.

33. Weber, C., Schager, E. and Peter, A. 2009, Habitat diversity and fish assemblage structure in local river widenings: A case study on a Swiss river. River research and applications. Vol. 25, pp. 687-701.

34. Zahl, S. 1977, Jackknifing An Index of Diversity.

Ecology. Vol. 58, No. 4. pp. 907-913.