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서 론

 하구역은 내륙에서 발원한 하천과 해양이 만나 형성되는 수역으로 해양에 가까운 지리적 특성으로 인해 조석의 영향을 강하게 받는 수역이다 (Allen, 1982; Ahn and Jeong, 1997; Greenwood and Hill, 2003). 육지로부터 강을 통하여 공급되는 영양염의 축적으로 생물 생산력이 높아 연안회유종과 기수종의 산란장 및 성육장으로 이용된다 (Elliott and Dewailly, 1995; Methven et al., 2001; Franco et al., 2006). 하구역에서는 담수와 해수의 혼합이 일어나며 이로 인해 담수생태계와 해양생태계의 전이지대 또는 추이대를 형성하고 하구역만의 독특한 생물상을 보유한다 (Lee, 2003; Moon et al., 2011). 그러므로 하구는 해양과 육상 수서 생태계를 연결하는 역할을 함으로써 해산종, 담수종, 기수종 및 왕복성 어종이 연결하는 공존할 뿐 아니라 어류 및 갑각류, 연체류, 패류가 서식하고 있어 어업 생산성이 높다 (Houde and Rutherford, 1993; Maes et al., 1998; Hwang et al., 2005; Hwang and Rhow, 2010).

 국내 대부분의 하천들 특히 조석의 영향을 많이 받는 서해와 남해로 유입되는 하천들은 염해방지 등을 목적으로 하구 초입에 하구언을 설치하였으며 이로 인하여 하구역 자체가 갖는 자연성을 상실하고 있다. 그러나 한강하구는 하구둑이 설치되지 않은 국내 유일의 대하천이며, 일반인의 출입이 제한되어 있어 국내 다른 하천들에 비해 자연 상태의 특성을 잘 보유하고 있으며 다양한 생물의 서식처로 이용되고 있다 (Lee, 2003; Moon et al., 2011). 한강 하구 해역에서 수행된 연구로는 한강 하구 생물자원 및 서식처 특성에 관한 연구 (Moon et al., 2011), 한강 하구역 강화 갯벌 조간대 건간망에 어획된 유영생물 군집구조 (Hwang et al., 2010), 한강 하구역 유영생물의 종조성과 계절 변동 (Hwang and Rhow, 2010) 등의 유영생물의 관한 연구와 그 외의 동식물플랑크톤의 생태에 관한 연구들이 주류를 이루고 있다. 한강 하구는 국내 유일의 자연하구역으로서 다양한 생물이 서식하고 있으므로, 보존과 관리를 위해서 연구가 필요하다. 특히 어류상 조사는 자원생물로서의 가치만을 가지는 것이 아니라, 담수와 해수가 혼합되는 해역에 서식하는 어류는 하구 서식지 특성에 영향을 받아 변동한다는 관점에서 학문적으로나 경제적으로 매우 중요하게 다뤄져야 할 것이다 (Moon et al., 2011). 본 연구에서는 한강 하구 생태계 내에서 출현하는 어류를 비롯한 모든 수산자원의 월별 출현 특성을 파악하고, 하구 해역 생태계의 해역에 따른 서식생물 분포에 관한 기초자료의 제공을 목적으로 하고 있다.

자료 및 방법

 한강 하구 해역에서는 한강 입구와 강화도를 둘러싼 해역에서 옹진군와 강화도 주변의 주요항과 조업해역을 고려하여 4개의 정점을 선정하였다. 해당 해역의 주된 어업은 개량안강망이 주류를 이루며, 더리미 주변 해역인 정점 D에서 해선망어업이 이루어지고 있다. 2010년에는 4, 6, 9, 10, 12월에 걸친 5회 조사가 이루어졌으며, 2011년에는 4, 9, 10, 11월에 걸쳐 4회 조사가 실시되었다. 조사정점은 2010년 6월까지 더리미(D), 만도리 (M), 세어도 (S)와 창후리 (C)에서 이루어졌으며, 이후는 세어도 정점 대신 장봉도 정점 (J)에서 조사가 실시되었다 (Fig. 1).

Fig. 1. Study stations in Han River Estuary.

조사에 시용한 어구는 주머니 모양의 그물 입구가 벌어지도록 한 입구일정어구류 (Bag nets)로서 그물을 닻으로 고정하여 해·조류를 따라 회유하던 대상 생물이 자루그물 속으로 들어가도록 하여 잡는다. 연안개량안강망은 정조를 전후하여 조류가 약하게 흐를 때 우현에서 닻을 투하하고 배잡이줄로 배를 조류방향에 대해 가로로 세운다. 연이어 좌현에서 조류를 따라 자루그물과 전개 장치인 범포를 투하하고 전개상태를 확인하면서 걸이줄, 고팡줄, 돋움줄을 투하한다. 투망이 완료되면 부표를 띄우고 배는 닻으로부터 분리되어 다음 어구를 투망한다. 양망은 투망의 반대 순으로 이루어지며, 조류 방향이 바뀔 때에는 어구가 조류를 따라 자동으로 회전하므로 어장을 이동할 경우를 제외하고 한 곳에 그대로 부석하여 일일 2－4회 양망한다. 해선망은 날개가 없는 긴 자루그물 입구에 상부에 수해를, 하부에 암해를 부착하여 1개 닻으로 고정시켜 대상 생물을 잡는다. 투·양망은 암해를 위아래로 조정하여 이루어지며, 조업선에 그물이 고정되므로 부력이 큰 어선을 이용해야 하므로 선수와 선미가 뭉툭한 것 즉, 상자모양으로 생긴 무동력선을 사용한다. 이것을 지방에 따라 멍텅구리배 또는 부선안강망이라고 부른다 (Fig. 2, NFRDI, 2002).

Fig. 2. The schematic diagrams of fishing gear about the stow nets (right) and the stow net on boat fisheries.

 각각 정점에서 채집하는 시료의 양은 여러 개의 어구를 동시에 사용하더라도 하나의 어구 (1틀 기준)에서 채집되는 양만을 기준으로 하였다. 연안개량안강망 및 해선망을 이용하여 채집된 어획물을 주어획종과 부수어획종에 관계없이 종 또는 과 단위로 분류하였다 (Chung, 1977; Kim et al., 1995; Cha et al., 2001; Hong et al., 2006). 어획물의 구성 중에서 많은 부분을 차지하는 어류 및 갑각류는 체장 및 체중을 측정하였으며, 해파리류 등 기타생물은 개체수와 중량을 측정하였다.미분류된 어종을 제외하고 분류된 어종의 개체수를 사용하여 종다양성 지수를 계산하였다. 종다양성 지수는 Shannon index를 사용하여 계산하였다 (Shannon, 1948). 종조성의 해역별 변동양상을 살펴보기 위해서 자기분석지도 (Self-organized map, SOM)를 사용하였다. 주성분분석 (principle component analysis, PCA)은 연도별 출현종 변동원인을 분석하기 위하여 실시하였다. 분석시 사용된 자료는 조사 기간 중 전체 출현종에 대하여 해역별 월별 출현여부에 따라 이진수 (binary)로 변환하여 입력 자료로 사용하였다.

결 과

한강 하구 해역의 종조성

 연구해역에서 2010년 4월부터 2011년 11월까지 한강하구에 개량안강망과 해선망으로 이용하여 어획한 생물은 5분류군 61과 126종이었다. 종 단위로 분류된 것은 갑각류 (Crustacea)는 18과 34종, 두족류 (Cephalopoda)는 3과 5종, 어류(Pisces)는 35과 79종이었으며, 그 외 종단위로 분류되지 않은 자포동물류 (Cnidaria)인 해파리류와 포유류 (Mammalia)에 속하는 상괭이가 어획되었다. 2010년에는 총 92종이 출현하였으며, 갑각류가 25종, 어류가 60종으로 대부분을 차지하였다. 2011년에는 총 78종이 출현하였고 그 중 갑각류가 22종, 어류가 52종을 차지하였다(Table 1). 출현한 어종의 대부분은 어류이며, 전체 출현종의 60% 이상을 차지하는 21〜31종의 어류가 채집되었고, 다음으로 갑각류가 전체 출현종의 25.0〜39.1%를 차지하여 한강하구의 출현종의 대부분은 어류와 갑각류로 구성되었다.

 월별 출현종수는 미분류 종을 제외하고 2010년 12월에 가장 적은 24종이 어획되었으며, 2010년 4월에 가장 많은 47종이 어획되었다. 균등도(Evenness)는 2011년 9월에 가장 낮은 0.244로 나타났으며, 2010년 4월에 가장 높은 1.331의 값을 나타내었다. 종다양성을 나타내는 Shannon index는 균등도와는 반대로 2010년 4월에 가장 낮은 0.588로 나타났으며, 2011년 9월에 2.292로 가장 높은 값을 나타내었다 (Fig. 3).

 조사기간 동안의 출현개체수는 2010년 4월과 2011년 4월에 높았으며, 2010년 12월이 가장 적은 개체수가 출현하였다. 어획량은 2010년 10월이 월등히 높은 어획량을 나타내었으며, 2010년 12월에 가장 낮은 어획량을 나타냈다. 한강 하구해역에서 갑각류는 어류에 비하여 종 수가 적었지만, 갑각류가 출현개체수와 어획량에서 차지하는 비율이 월등히 높은 것으로 나타났다. 어획량이 가장 낮은 시기였던 2010년 12월만이 어류의 출현비율이 갑각류보다 높았다 (Fig. 4).

우점종 및 우점종의 체장조성

 한강 하구 해역에서의 출현개체수 및 어획량을 모두 고려한 주요 우점분류군은 갑각류며, 다음으로 어류가 우점하였다. 연별로 살펴보면 2010년은 그라비새우 (Palaemon gravieri), 꽃게(Portunus trituberculatus), 밀새우 (Exopalaemon carinicauda), 싱어 (Coilia mystus), 참복 (Takifugu chinensis), 큰손딱총새우 (Alpheus digitalis), 애기동남참게 (Eriocheir leptognathus), 갯가재(Oratosquilla oratoria), 웅어 (Coilia nasus), 반지(Setipinna tenuifilis) 등이었으며, 2011년에는 밀새우, 꽃게, 그라비새우, 웅어, 그물무늬금게(Matuta planipes), 갯가재, 황강달이 (Collichthys lucidus), 돗대기새우 (Leptochela gracilis), 싱어, 쉬쉬망둑 (Chaeturichthys stigmatias) 등이었다. 따라서 조사 전 기간에 걸쳐 주요 우점종은 그라비새우, 꽃게, 밀새우, 갯가재 등이었으며, 어류로는 웅어와 싱어가 우점하였다.

 주요 우점종인 6종에 대한 체장조성 및 평균 체장을 살펴보면, 밀새우를 제외한 5종이 하나 이상의 체장모드를 가지는 것으로 나타났다. 먼저 그라비새우 (P. gravieri)의 두흉갑장 범위는 8〜19mm, 평균갑장은 14.07mm이었으며, 11mm 와 17mm에서 각 모드의 최빈값을 나타내었다. 꽃게 (P. trituberculatus)의 갑폭 범위는 2〜18cm 평균갑폭은 10.13cm, 6cm과 15cm에서 각 모드의 최빈값을 나타내었다. 밀새우 (E. carinicauda)의 두흉갑장 범위는 8〜22mm, 평균갑장은 13.80mm이었으며, 15mm의 최빈값을 가지는 하나의 모드가 나타났다. 웅어 (C. nasus)의 체장 범위는5〜41cm, 평균체장 12.64cm, 최빈값 9cm의 우측꼬리가 긴 형태의 체장조성을 나타내었다. 싱어(C. mystus)는 체장범위 5〜28cm, 평균체장은 12.97cm, 체장조성에서 10cm와 14〜15cm에서 최빈값을 나타내었다. 마지막으로 갯가재 (O.oratoria)의 두흉갑장 범위는 8〜40mm, 평균갑장은 26.05mm, 갑장 13mm와 29〜31mm에서 각 모드의 최빈값을 나타내었다 (Fig. 5).

군집구조

 한강 하구 해역에서 출현한 종들에 대하여 자가분석지도 SOM을 이용하여 정점별 출현어종 지도와 정점별 지도를 통합시켜 그룹핑하여 어종별 그룹이 나타난 U-matrix를 나타내었다. 각 어종 그룹은 18개로 구분되었으며, 전 정점에서 공통적으로 출현한 그룹은 오른쪽 아래에 위치한 세 그룹이다. 주꾸미 (Octopus ocellatus)를 비롯한 갑각류 8종, 어류 19종이 공통적으로 출현하는 종이었다. 그 외 어종은 일부 정점에서만 출현하는 어종들의 그룹이다. 정점 D에서만 출현하는 종은 오른쪽 위에 위치한 2번 그룹이고, 정점 M에만 출현하는 종은 5번 그룹이었으며, 정점 S에서만 출현하는 종 그룹은 없었으며, 정점 J는 왼쪽 위에 위치한 1번 그룹이었다. 마지막으로 정점 C는 4번 그룹이 각 정점에만 출현하는 종이었다 (Fig. 6).

 연도별 정점별 군집구조 분석은 주성분분석을 이용하여 분석하였다. 정점 및 조사시기별 관계를 살펴보면, 2010년은 PC 1에서 정점별 차이를 나타내었으며, PC 2에서는 조사시기별 차이를 나타내었다. 2011년은 2010년과 반대로 PC 1에서 조사시기별 차이를 나타내었고, PC 2에서 정점별 차이를 나타내었다. 조사시기는 2010년은 4월, 9〜12월, 그리고 6월로 구분되었고, 2011년은 4월과 9〜11월로 구분되었다. 정점은 북쪽에 위치한 두 정점인 C와 D와, 남쪽에 위치한 M, J와 S로 나뉘어 크게 2개의 그룹으로 구분되었다 (Fig. 7).

고 찰

 2010년 4월부터 2011년 11월까지 한강 하구 해역에서 총 126종이 어획되었고, 어류 35과 79종, 갑각류 18과 34종, 두족류 3과 5종으로 분류되었으며, 그 외 종단위로 분류되지 않은 자포동 물류인 해파리류와 포유류에 속하는 상괭이가 출현하였다. 2010년에는 총 92종 중 어류 60종, 갑각류 25종, 그리고 2011년에는 총 78종 중 어류 52종, 갑각류 22종으로 출현종의 대부분을 차지하였다. 한강 하구 해역에서 수행된 이전 연구들과 출현종수를 비교하여 보면, 동일한 해역(정점 C)에서 동일한 어구를 사용하였던 Hwang and Rhow (2010)의 연구에서는 총 86종 중 어류54종, 갑각류 28종, 두족류 3종과 해파리 1종이 채집되어 본 연구에서 연간 채집된 종의 수와 유사한 결과를 나타냈다. 하지만 연간 한 정점만을 비교하면 Hwang and Rhow (2010)의 연구의 절반 수준인 41－54종으로 적게 출현하였다. 조사횟수의 차이는 생태계 생물종 파악 시에 주요한 변수로 작용하므로 (Lee et al., 2009), 계절조사를 실시한 본 연구에서는 매월 조사를 실시한Hwang and Rhow (2010)의 연구와 차이를 나타내는 것으로 보여진다.

 한강 하구 해역에서의 주요 우점분류군은 갑각류였으며, 다음으로 어류가 우점했다. 2010년과 2011년의 공통된 주 우점종은 그라비새우, 꽃게, 밀새우, 갯가재였으며, 어류로는 웅어와 싱어가 우점했다. 상위 10종의 우점종은 2010년에는 전체출현개체의 90%, 전체 어획량의 92%를 차지하였으며, 2011년에는 전체출현종의 89%, 전체어획량은 74%를 차지하여 일부 종이 한강하구 해역 전체를 대표 하는 것으로 생각되어진다. 이러한 결과는 한강 하구 해역의 특정 우점종의 높은 비율로 인하여 0.244〜1.331으로 낮은균등도를 나타내었으며, 종다양성 지수도 0.588〜2.292로 Hwang and Rhow (2010)보다 낮았다. 한강 하구 해역에서 우점한 종들은 여러 체급의 개체들이 다양하게 출현하여 하나 이상의 체장모드를 가지는 것이 특징적이었다. 이는 이전 연구에서와 같이 한강 해역에 출현하는 종들이 일정시기 또는 일생동안 한강 하구 해역을 산란장 또는 성육장으로 이용하고 있음을 시사한다고 판단된다 (Lee and Seok, 1984; Shim and Lee, 1999; Huh and Chung, 1999; Hwang et al., 2003). 특히 새우류가 어류보다 양적으로 우점하는 특징을 가지는 한강 하구 해역은 하구둑이 건설되어 있지 않아서 육지로부터 유입되는 퇴적물이 많아 바닥이 갯벌과 같은 연성지질로 되어있어 새우류가 펄을 서식처로 이용하기 때문인 것으로 생각된다 (Hwang and Rhow, 2010).

 한강 하구 해역에서 한강의 본류와 가장 가까운 정점인 더리미 해역 (정점 D)은 하천에서만 서식하는 붕어 (Carassius auratus), 떡붕어(Carassius cuvieri), 강준치 (Erythroculter erythropterus), 누치 (Hemibarbus labeo), 긴몰개(Squalidusgracilis majimae)가 출현하였다. 이러한 민물어류의 출현 시기는 2010년 12월을 제외한 4회의 조사에서 모두 출현하였다. 특히 9월에 가장 높은 출현빈도를 나타냈다. 2010년 3월과 5월에는 평년보다 강수량이 많았으며, 8월에는 태풍의 영향으로 전국적으로 많은 비가 내렸으며, 9월에는 태풍의 직접 영향과 북태평양고기압 사이의 정체전선으로 기압골이 통과하면서 전국적으로 많은 비가 내렸으며, 특히 한강이 통과하는 서울 지역은 9월 일강수량 최고 순위를 기록하였다 (Fig. 8, KMA, 2010). Hwang and Rhow (2010)와 Hwang et al. (2010)의 연구에서는 민물어류가 채집되지 않았는데, 그 연구와 동일한 정점인 창후리 해역 (정점 C)은 민물어류가 출현하지 않는 동일한 결과를 나타내었다. 하구 해역에서 민물어류가 출현하는 것은 Hwang et al. (2005)이 금강 하구에 수행한 연구였으며, 금강의 담수 대량 방류시기에 하구둑 아래 해역에서 채집되었다. 민물어류의 채집시기가 홍수 등 담수의 대량 방류 시기와 일치하는 경우에 하구 해역에서 일반적으로 민물어류가 출현하는 것으로 사료된다 (Hwang et al., 2005). 그러므로 한강과 가장 가까운 해역의 민물어류의 출현은 강 하구의 하천의 유출량의 변화가 큰 시기에 민물어류가 서식처를 벗어나 하구 해역까지 흘러오는 것으로 판단된다. 2011년에는 7월과 8월의 집중호우가 있었으나 (KMA, 2011), 민물어류가 출현하지 않은 것은 2010년보다 조사 간격이 넓어서 집중호우로 인한 하구 해역의 민물어류 유입효과가 사라진 것으로 생각된다 (Fig. 8).

 한강 하구 해역에서 PCA를 통한 군집구조 분석을 이용하여 조사시기와 정점 간의 어종 변화에 대한 결과를 도출하였다. 2010년에는 PC 1의 성분에서 정점 차이와 PC 2 성분에서 조사시기에 따른 종조성의 차이를 나타내었다. 2011년에는 2010년과 반대로 PC 1 성분에서 조사시기 차에 따른 종조성의 변화가 나타났으며, PC 2 성분에서 정점 차이를 나타내었다. 조사시기는 2010년은 4월, 9〜12월, 그리고 6월로 구분되었고, 2011년은 4월과 9〜11월로 구분되어 조사시기가 가을에 편중되어 뚜렷한 4계절 변동을 보이지 않았으나, 크게 봄과 가을로 나눌 수 있었다. 정점별 차이는 북쪽에 위치한 두 정점인 C와 D와, 남쪽에 위치한 M, J와 S로 나뉘어 크게 2개의 그룹으로 구분되었다. 이러한 결과는 종조성의 변화가 봄－여름과 가을－겨울이 유사한 것으로 나타난 낙동강 하구 해역에서 수행된 Lee et al. (2009)의 연구와 유사하였다. 그러나 황해중부해역에서 수행한 조사에서는 4계절의 변동이 나타나며, 크게 여름과 가을－겨울－봄으로 종조성이 유사하게 변화하는 것으로 나타나(Lee et al., 2010), 본 연구와 다른 결과를 보여주었다. 남북의 정점별 분포 따른 종조성의 차는 황해 중부해역에 수행된 결과와 유사하였다(Lee et al., 2010). 이러한 한강 하구 해역의 종조성의 변화 원인을 정확하게 파악하기 위하여 월별 또는 계절별 일정한 간격의 조사가 이루어져야 할 것으로 생각된다. 게다가 공간적인 종조성차이를 분석하기 위해서는 종조성 변화와 함께 수온 등 해양환경 조사가 동시에 수행되는 종합적인 조사가 요구된다.

요 약

 한강 하구 해역에서 2010년 4월부터 2011년 11월까지 총 9회에 걸쳐 출현한 생물은 5 분류군 61과 126종이었다. 갑각류는 18과 34종, 두족류는 3과 5종, 어류는 35과 79종으로 분류되었으며, 그 외 종단위로 분류되지 않은 자포동물류인 해파리류와 포유류에 속하는 상괭이가 출현하였다. 한강 하구 해역의 출현종의 대부분은 어류와 갑각류로 구성되었다. 연구기간동안 주된 우점 종은 그라비새우, 꽃게, 밀새우, 갯가재 등이 었으며, 어류로는 웅어와 싱어이었다. 우점한 6종에 대한 체장조성 및 평균체장을 살펴보면, 하나 이상의 체장모드를 가지는 것으로 나타났다. 하나 이상의 모드를 가지는 것은 한강 해역에 출현하는 종들이 일정시기 또는 일생동안 한강 하구 해역에서 서식하며, 산란장 또는 성육장으로 이용하고 있다는 것을 반영한다. 한강 하구 해역중 강과 가장 가까운 정점인 더리미에서는 민물어류가 출현하였으며, 홍수 등 담수의 대량 방류 시기와 조사 시기가 일치하는 경우에 민물어류가 하구 해역에서 채집되는 것으로 생각된다. 연도별 정점별 종조성을 이용하여 주성분분석을 실시하였다. 그 결과 종조성은 조사시기별 정점별 차이를 나타내었다.

사 사

 본 연구는 국립수산과학원 연구과제인 하구어장 실효성 평가 및 관리 전략 개발 (RP-2012-FR-052)의 지원으로 수행되었습니다.