우리나라에서는 2020년에 생태계 건강성 측면에서 어류의 상하류 간 종적연결성 평가법에 대한 연구개발에 착수하였다. 본 연구는 최근 어류이동을 위한 아이스하버식 어도의 횡단구조물 개선이 이루어진 연곡천 송림보에서 2015~2020년 장기간 동안 보의 상하류 회유성 어종 이동성, 어류분포 특성, 섭식길드, 내성도 길드 및 종조성 변화를 분석하였다. 어류는 총 36종 5,136개체가 채집되었으며, 주요 회유성 어류는 황어 (Tribolodon hakonensis), 은어 (Plecoglossus altivelis altivelis), 연어 (Oncorhynchus keta) 로 3종이 확인되었다. 어도의 개선 이전 (Pre-I)과 이후 (Post-I) 비교분석에 따르면, 상류구간에서 일차담수어의 상대풍부도는 증가한 반면, 회유성 어종은 감소하였다. 송림보의 상/하류구간에서 어도 (Fishway)를 이용하는 어류는 황어 (58.4%), 은어 (11.8%)로 나타났고, 상/하류 구간의 Wilcoxon Signed-Rank Test에 따르면, 회유성 어류는 통계학적으로 유의한 차이를 보여 (p<0.05), 횡단구조물 에 대한 생물학적 개선효과를 보였다. 한편, Mann-Kendall trend test 기반의 회유성 어류의 연별 변화는 유의한 수준 (p>0.05)의 증가 혹은 감소의 경향은 확인되지 않았다. 따라서 어도의 개선 사업 시에는 물리적, 수리수문학적, 구조적 테스트뿐만 아니라 사전 및 사후의 어도이용 및 개선 효과에 대한 생물학적 시험도 반드시 필요할 것으로 사료 된다.

최근, 우리나라에서는 하천에 중소형 보 (Weir) 및 각종 구조물 (어도) 건설이 건설되면서 수생태계의 단절 및 훼손이 보고되고 있고, 이들은 수생태계 건강도에 직접적으로 영향을 주면서 수생태계의 종적 연결성 평가가 중요한 이슈가 되었다. 본 연구에서는 수생태 건강성 확보를 위한 일환으로 수생태계 종적 연결성 평가를 위한 국내외 연구 현황, 선진국의 어류 기반 종적 연속성 평가모델 개발 및 현장 적용성에 대한 분석을 실시하였다. 이를 위해, 우리나라에서 하천의 종적 연결성 현황 및 구조적 문제점, 어류 모 니터링 기법 및 현황, 종적 측면의 어류 이동성 단절 및 종 다양성 영향에 대한 현황분석을 하였다. 또한, 물리적 서식지 적합도 평가, 환경생태유량 평가 및 어류 서식처 모의를 위한 생태-수리모델링의 기술적 한계 등에 대한 연구 현황 을 분석하였다. 또한, 어류 유영력 기반 이동성 분석 및 행위자 기반(ABM) 어류행동예측 프로그램개발에 대한 현재 기술의 한계성도 제시하였다. 전 세계에서 적용된 하천 종적 연결성 평가모델 및 기법 (프로토콜)에 대해 문헌, 자료 및 다양한 모델을 종합적으로 검토한 결과에 따르면, 첫째, 하천 구조물과 어류 유영속도, 점프력 등의 지표 기반 평가 기법, 둘째, 직접 현장 어류조사 및 모니터링 기법, 셋째, 하천지형학적 접근방식 평가 기법 및 구조물 기반 DB 구축 기법 및 넷째, 하천 연계성 지수 평가법 등으로 분석되었다. 종적 연결성 평가모델의 조사방법론 및 적용성 평가 결과에 따르면, 유럽권의 ICE 모델 (Information sur la Continuite Ecologique)과 ICF 모델 (Index de Connectivitat Fluvial)을 우리나라에 수정보완하여 적용할 경우 적절할 것으로 평가되었다.

SOW-0010의 어도 개보수 전·후 자원량을 분석한 결과 개보수 이후 평균자원량은 약 4.6배 증가한 것으로 나타났다. 경제적 가치는 어도 개보수 전 2014년 약 5.3백만원에서 어도 개보수 후 2015년 약 23.9백만원, 2016년 약 3.0백만원, 2017년 약 10.4백만원, 2018년 약 22.4백만원, 2019년 약 27.1백만원으로 매년 증감패턴이 다르게 나타났다. 2016년을 제외하고 전체적으로 개보수 이후 경제적 가치는 증가한 것으로 나타났다. 이는 다양한 회유성어종의 유입과 담수어류의 국지적 이동이 증가했기 때문으로 판단한다. 자원량 변화에 따른 경제적 가치변동을 지수함수를 적용하여 분석한 결과 모델계수는 0.582였으며, 이에 따른 최대 경제적 가치는 30.4백만원인 것으로 추정되었다. 군집 내 경제성어종의 비율과 점유율이 높을수록 계수값이 증가하고 이에 따라 경제적 가치가 높아질 것으로 예상한다.

본 연구에서 국내 어류 분류군별 체형비 (Fineness Ratios; FR)를 분석한 결과 일부 잉어과와 납자루아과, 꺽지과, 검정우럭과 등의 어류 체형비가 상대적으로 낮았고, 그 외 분류군별 어류의 체형비는 4.5 이상으로 대부분 유영력이 뛰어난 것으로 나타났다. 유영성 어류를 대상으로 체장-체고 비에 따른 서식지 선호를 분석한 결과 크게 3가지 어종타입은 구분되었다. 유영력이 낮은 납자루-붕어형은 체형비는 2.1∼3.3 범위이며, 유선형의 비율을 가지는 피라미-참 갈겨니형은 체형비가 3.7∼5.2 범위였다. 은어-누치형은 체장이 체고의 5배 이상으로 유영력이 뛰어난 형태를 가지고 있었다. 어류 체형비에 따른 서식지 유형을 구분하면 붕어- 납자루형은 흐름이 완만한 소 (Pool habitat)형태의 서식지를 선호하는 어종 우세하였고, 반면 피라미-참갈겨니형, 은어-누치형의 경우 유속이 빠른 여울형서식지 (Riffle habitat) 를 선호하는 어종들로 구성되었다. 조사기간 동안 어도를 이용한 어류의 상대풍부도를 분석한 결과, 대부분의 어종들이 피라미-참갈겨니, 은어-누치형에 속하는 유영성이 높은 어류들로 확인되었다. 어도 내 유속이 0.5∼1.0 m s-1 범위에서 이용 어종의 FRs는 4.5∼5.0 범위로 나타나 대부분 유영성 어종들이 어도를 주로 이용하는 것으로 나타났다.

금강수계 백곡천 상류에 서식하는 미호종개(국가 천연 기념물)를 대상으로 형광물질 주입에 의한 다중표지-재포 획법(졸리-시바모델적용)으로 개체군 크기를 추정하였다. 총 어류조사지점은 335개였고, 그 중 미호종개가 출현 지 점은 217개 였다. 본 연구에서 추정한 미호종개 평균 개 체군 크기는 6,143개체였다. 이는 2009년 환경부에서 수행한 미호종개 개체군 규모와 비교 했을때보다 41% 감 소된 것이다. 백곡천에서 본 종의 감소는 미소서식지 훼 손, 퇴적물, 서식환경의 악화 등의 영향으로 판단된다. 따 라서 백곡천 본 종의 개체군 회복 미소서식지 보호를 위 해 서식지복원 프로그램이 요구된다.

본 연구에서는 탁수농도에 따라 생물서식지에 영향을 주는 스트레스 지수를 활용하여 탁수에 대한 어류영향실 험을 수행하였다. 국내 하천에서 우점비율이 가장 높은 피라미를 대상으로 발생단계별로 탁수에 대한 모의실험 을 수행한 결과 발생 초기단계에서는 탁수에 대한 반응 이 민감하게 나타났지만 성체단계에 이르면서 고탁수에 대한 적응하는 것으로 나타났다. 그 외 어종에 대한 탁수 반응은 어종별 내성도에 따라 다르게 나타난다. 따라서 본 연구결과는 향후 수생태 건강성평가와 연계하여 하천 의 건강성상태를 결정한 후, 평가등급에 따라 탁수에 대 한 농도와 배출 허용기간을 적용하는데 유용한 지표가 될 것으로 기대한다.

본 연구는 2005~2007년까지 3년에 걸쳐 폐광산 수계 의 유출수에 의해 직접적으로 영향 받는 하천 및 대조군 (Control, Co) 하천에서 이∙화학적 수질특성, 수질 내성 도 및 트로픽 길드 특성, 다변수 생태모형(Multimetric Health Model)을 이용한 생태 건강도 평가 및 물리적 건 강도 평가 모형(QHEI model)을 이용한 생물 서식지 평 가를 실시하였다. 또한, 폐광산의 유출수에 대한 생태독 성 평가를 위해 버들치(Rhynchocypris oxycephalus)를 이용하여 현장 Enclosure 노출시험(In situ Enclosure Bioassay) 을 실시하였고, 해부학적 장기 조직의 평가지수 모 형(Necropy-based Health Assessment Index, Nb-HAI)을 이용하여 대조군(Co)과 처리군(T)의 광산폐수의 영향을 평가하였다. 이들에 대한 장기 조직의 영향평가는 각 Enclosure에 10 개체씩 투입하여 지라(Spleen), 신장(Kidney), 아가미(Gill), 간(Liver), 눈(Eyes), 지느러미(Fins) 의 조직분석(Tissue analysis)을 실시하였다. 대조군과의 비교평가에 따르면, 폐광산의 유출수는 하천수를 pH 3.2 까지 떨어뜨려 강한 산성폐수와 유사한 특성을 보였고, 급격한 수소이온 증가 및 총용존물질(Total Dissolved Solid, TDS)의 증가를 가져왔다. 서식지 평가의 QHEI 모 델 값은 지점별 유의한 차이(p¤0.05)를 보이지 않은 반 면, 다변수 생태모형(Multimetric Health Model)을 이용 한 생태 건강도는 3년 동안 대조군(Co)에서 Mm-EH 모델 값은 16~20, 처리군(Mw)에서는 0으로 폐광 유출수의 영 향을 받는 지점에서는 “악화상태(P)”로 나타났다. 또한, Enclosure 노출평가 따르면, Nb-HAI 모델값은 3년 기간 동안 대조군에서 0~3으로 나타나 “최적~양호상태” (Ex~ G)로 나타난 반면, 폐광 유출수의 Enclosure에 포함된 처 리군(Treatment)에서 모델값은 모두 100 이상(범위: 100 ~137)을 상회하여 “악화상태(P)”로 평가되었으며, 크게 손상된 장기조직은 간(Liver), 신장(Kidney), 아가미(Gill) 로 나타나 향후 폐광산 유출지역의 수질 및 생태관리가 시급한 것으로 사료되었다.