Water Environment Evaluation by Benthic Macro-Invertebrates of Industrial and Agricultural Areas in Pyeongtaek City

평택시 산업지역 및 농업지역 하천의 저서성 대형무척추동물에 의한 수환경평가

Abstract

The river ecosystems are influenced by numerous human activities such as agriculture and industrial operations, and benthic macroinvertebrates are utilized as important biological indicators. In this study, we aimed to assess the impact of land use surrounding rivers on river ecosystems in two industrial areas and two agricultural areas in Pyeongtaek city. We measured water temperature, dissolved oxygen (DO), and pH for physicochemical water quality assessment, and conducted water environment evaluation using benthic macroinvertebrates, cluster analysis, BMI, and ESB. Through water environment assessment, the environmental condition of rivers in agricultural areas was found to be more favorable compared to those in industrial areas. Consequently, it was observed that the impact on river ecosystems varied depending on the differences in anthropogenic activities.

하천 생태계는 농업 및 산업 활동 등 수많은 인간 활동에 영향을 받으며, 저서성 대형무척추동물은 중요한 생물학적 지표로 이용된다. 이에 본 연구에서는 평택시 산업지역의 2개 하천과 농업지역의 2개 하천에 대하여 하천 주변 토지 이용 현황에 따른 하천 생태계에 미치는 영향의 정도를 파악하고자 하였다. 이화학적 수질평가를 위해 수온, 용존산소(DO), 수소이온농도(pH)를 측정하였고, 저서성 대형무척추동물을 이용하여 군집분석, BMI 및 ESB를 산정하여 수환경평가를 실시하였다. 수환경평가를 통해 두 지역 하천의 환경 상태를 비교한 결과, 산업지역에 비해 농업지역 하천의 환경 상태가 보다 양호한 것으로 나타났다. 결과적으로 인위적인 활동의 차이에 따라 하천 생태계에 미치는 영향에 정도가 다른 것을 확인할 수 있었다.

1. 서론

하천 생태계는 농업 및 산업 활동 등 수많은 인간 활동에 영향을 받는다. 가축의 방목 및 경작과 같은 농업 활동은 토양 침식이나 미세 퇴적물, 영양소(질소, 인 등) 및 살충제가 대량으로 유출되어 수환경을 악화시키며(Nascimento et al., 2018), 산업 활동은 중금속, 유류, 각종 폐기물, 산업용수 및 불투수성 면적의 증가로 우수 유출에 의한 오염원 유입 등 수환경에 다양한 악영향을 미칠 수 있다.

이렇듯, 인위적인 교란에 의한 수환경의 변화는 최종적으로 하천 환경에 서식하는 생물상에 변화를 초래하기 때문에 생물군집에 대한 시·공간적 분석은 환경변화의 영향을 감지할 수 있는 주요 척도가 된다(Kim, 2003).

하천생태계의 주요 구성원이자 어류의 주요 먹이원인 저서성 대형무척추동물은 퇴적물의 유기물 함량이 높아지거나 독성물질에 의한 퇴적물 오염 등과 같은 서식처의 교란에 매우 민감하게 반응하기 때문에 종수와 개체수의 분포 등 군집구조의 차이가 뚜렷하여 중요한 생물학적 지표로 이용된다(Hynes, 1963; Kehde and Wilhm, 1972). 다양한 오염에 대한 물환경의 변화 분석에 있어서 저서성 대형무척추동물은 여러 가지 측면에서 그 유용성이 매우 높다(Metcalfe, 1996). 그 이유는 먼저, 각 분류군에 따라 반응하는 오염원의 민감성이 다르고, 다양한 오염에 대해 빠른 반응을 보인다. 둘째로는 대부분의 담수생태계, 특히 유수 생태계에서는 종이 다양하고 풍부하게 분포하기 때문에 채집에도 용이하고 보편성이 높으며, 분류가 잘 정립되어 있고, 셋째로 이동성이 비교적 작은 편이므로 서식 지역의 하천 환경을 잘 대변할 수 있다. 넷째로 환경질을 반영하기에 충분히 긴 생활사를 가지며, 마지막으로 각 분류군이 군집에서 다른 기능을 수행하고, 다양한 영양단계를 구성하고 있어, 물환경의 변화에 따라 다양한 반응을 한다는 것이다(Yoon et al., 1992). 따라서, 본 연구에서는 경기도 평택시의 산업지역 하천과 농업지역 하천에 대하여 이화학적 수질평가 및 저서성 대형무척추동물에 의한 생물평가 지수를 산정하여 수환경평가를 실시하였다. 이를 통해 하천 주변 토지이용 현황에 따른 하천 생태계에 미치는 영향의 정도를 파악하고자 하며, 추후 하천 및 생태 복원사업의 시행 시, 각 지역의 하천 현황에 맞는 효과적인 복원 및 관리 방안을 수립하는데 기초 자료를 제공하고, 하천 생태계 분석 및 생물 모니터링의 기초 자료로 활용되는 것에 목적이 있다.

2. 연구방법

2.1 조사시기 및 조사지점

현장 조사는 하천의 수온이 낮아 저서성 대형무척추동물의 활동성이 저하되는 겨울철을 제외한 봄, 여름(우기시 전·후 2회) 및 가을 등 총 4회에 걸쳐 실시하였다.

조사지점은 경기도 평택시의 산업지역 및 농업지역에 위치하는 하천인 서정리천, 도일천, 사후천, 산하천 4개의 하천에 대하여 현장 조사를 실시하였으며, 각각 하천에 3개씩 총 12개의 조사지점을 선정하였다(Table 1, 2 Fig. 1).

Table 1. Detailed locations of each survey point

Table 2. Survey period

Fig. 1. Locations of study sites

2.2 현장조사 및 수환경평가 방법

다항목수질측정기(YSI-Proplus, YSI, US)를 이용하여 수온(℃), 용존산소(㎎/L), 수소이온농도(pH) 등의 기초 수질항목을 측정하였다. 저서성 대형무척추동물의 채집은 Surber net (30×30cm, mesh size: 500㎛) 및 드렛지(폭 40cm, 망목 0.5mm)를 이용하여 정량적 조사를 실시하였다.

2.2.1 군집분석

1) 우점도 지수 (Dominance Index) : 제 1 우점종과 제 2 우점종의 개체수 비율을 나타낸다(McNaughton, 1967).

\(\begin{align}DI=\frac{N_{1}+N_{2}}{N}\end{align}\)

N₁ : 제1 우점종 개체수, N₂ : 제2 우점종 개체수

N : 출현 종의 총 개체수

2) 다양도 지수 (Diversity Index) : 군집의 개체수와 종수 사이의 상대적인 균형을 나타낸다(Shannon and Weaver, 1949).

\(\begin{align}H^{\prime}=-\sum_{i=1}^{S} p_{i} \log _{2} p_{i} \cdot p_{i}=\frac{N_{i}}{N}\end{align}\)

N_i : i종의 개체수, N : 총 출현 개체수

3) 풍부도 지수 (Richness Index) : 군집의 상태를 표현하는 지수이며, 총 종수 및 개체수를 이용하여 산출하고, 종이 풍부하거나 환경의 상태가 양호할수록 높은 값을 나타낸다(Margalef, 1958).

\(\begin{align}RI=\frac{S-1}{1nN}\end{align}\)

S : 총 출현 종수, N : 총 출현 개체수

4) 균등도 지수 (Evenness Index,) : 군집 내 종 조성의 균등한 정도를 나타내며, 1에 가까울수록 안정적인 군집을 의미한다(Pielou, 1975).

\(\begin{align}J'=\frac{H'}{log_{2}S}\end{align}\)

S : 총 출현 종수, H′ : 다양도 지수

2.2.2 저서성 대형무척추동물 평가지수(BMI)

저서성 대형무척추동물 평가지수 (Benthic Macroinvertebrate Index ; BMI) : 국립환경과학원에서 시행하는 “하천 수생태계 현황 조사 및 건강성 평가” 지침에서 시행하고 있는 BMI 지수를 적용하였다(Kong et al., 2018).

출현한 생물 지표종의 출현도, 오탁치 및 지표가중치를 적용하여 산정하며, 평가 지수에 따라 5단계인 매우좋음(Excellent) “A”, 좋음(Good) “B”, 보통(Fair) “C”, 나쁨(Poor) “D”, 매우나쁨(Very bad) “E” 등급으로 평가한다.

\(\begin{align}B M I=\left(4-\frac{\sum_{i=1}^{n} s_{i} h_{i} g_{i}}{\sum_{i=1}^{n} h_{i} g_{i}}\right) \times 25\end{align}\)

BMI : 저서성 대형무척추동물 평가 지수

i : 지표생물종의 지정된 일련번호

n : 지표생물종의 총 종수

s_i : 지표생물종의 오탁치

h_i : 지표생물종의 출현도

g_i : 지표생물종의 지표가중치

2.2.3 ESB 지수

ESB (Ecological score of benthic macro invertebrate community) 환경질 평가 : Kong (1997)이 제안한 환경질 평가기법인 ESB (Ecological score of benthic macro-invertebrate community)를 이용하였다(Table 3).

Table 3. Classification scheme of ESB and the recommendation of area control according to the environmental status

\(\begin{align}E S B=\sum_{i=1}^{s} Q i\end{align}\)

Qi : Environmental quality score of i specie (i종에 대한 환경질 점수)

S : Total number of species(총 종수)

3. 결과 및 고찰

3.1 산업지역의 하천(서정리천, 도일천)

3.1.1 하천 환경

서정리천(W-1∼3)은 안성천 수계의 지방하천이며 안성천의 제 2지류이다. 주변지역은 대부분 주거지, 산업단지 등으로 구성되어 있으며, 고덕국제신도시 계획지구 개발공사로 인해 지속적인 교란인 발생하고 있는 것으로 파악되었다. 조사지점별 미소서식처 및 하상구조 현황은 W-1에서 주로 흐름(Run) 구간이 분포하는 것으로 확인되었고, 하상은 모래(Sand), 자갈(Gravel), 큰 돌(Large rocks)로 이루어져 있는 것으로 조사되었다. W-2는 주로 소(Pool) 구간이 분포하는 것으로 확인되었으며, 하상은 모래, 자갈로 이루어져 있었다. W-3은 일부 유속이 다소 빠른 흐름 구간을 형성하고 있었으며, 하상은 모래, 자갈, 큰 돌로 이루어져 있는 것으로 조사되었다.

도일천(W-4∼6)은 안성천의 제 1지류인 지방하천으로, 주변지역은 대부분 물류단지 및 산업단지 등으로 구성되어 있고, 일부 구간에서는 농경지로 이용되고 있는 것으로 조사되었다. 조사지점별 미소서식처 및 하상구조 현황은 W-4에서 흐름 구간이 다수 분포하고, 하상은 대부분 모래로 이루어져 있었다. W-5는 모래, 자갈, 큰 돌 등으로 구성된 하상과 흐름 구간이 분포하는 것으로 조사되었다. W-6은 하상은 대부분 모래로 구성되어 있었으며, 소 구간이 다수 분포하였다.

3.1.2 수질 현황

서정리천의 수온 측정결과, 12.1∼34.2℃의 범위로 측정되었으며, W-1 및 W-2에서 1차(10월), 2차(3∼4월) 조사 시 12.1∼13.5℃, 3차(6월), 4차(8월) 조사시 25.8∼29.4℃의 범위로, 계절 변화에 의한 일반적인 수온 차를 보였고, W-3의 경우, 1∼4차 조사시 29.9∼34.2℃의 범위로 상대적으로 높은 수치가 측정되었는데, 이는 인근 산업단지에서 방출되는 냉각수에 의한 영향으로 비교적 수온이 높게 측정된 것으로 판단된다. 용존산소(DO)는 5.23∼9.71㎎/L의 범위로 측정되었으며, W-2에서 2차 조사시 가장 높은 수치(9.71㎎/L)로, W-3에서 3차 조사시 가장 낮은 수치(5.23㎎/L)로 측정되었다. 수소이온농도(pH)의 경우, 7.32∼9.06의 범위로 나타났으며, W-1에서 3차 조사시 가장 높은 수치(9.06), W-3에서 1차 조사시 가장 낮은 수치(7.32)로 측정되었다(Fig. 2a). 도일천의 수온 측정결과, 10.4∼29.6℃의 범위로 측정되었으며, 모든 조사지점(W-4∼W-6)에서 1차(10월), 2차(3∼4월) 조사시 10.4∼15. 8℃, 3차(6월), 4차(8월) 조사시 26.0∼29.6℃의 범위로, 계절 변화에 의한 일반적인 수온 차를 보였다. 용존산소는 5.94∼9.58㎎/L의 범위로 측정되었으며, W-6에서 2차 조사시 가장 높은 수치(9.58㎎/L)로, W-4에서 4차 조사시 가장 낮은 수치(5.94㎎/L)로 측정되었다. 수소이온농도(pH)의 경우, 7.11∼8.82의 범위로 나타났으며, W-6에서 3차 조사시 가장 높은 수치(8.82), W-5에서 4차 조사시 가장 낮은 수치(7.11)로 측정되었다(Fig. 2b).

Fig. 2. Water quality current state of rivers in industrial areas.

3.1.3 출현 종 현황

산업지역 하천에서 저서성 대형무척추동물은 총 3문 6강 16목 34과 45종 1,418개체가 동정 및 분류되었다(Table 4).

Table 4. Current status of benthic macroinvertebrates at rivers in industrial areas

서정리천(W-1∼W-3)에서 저서성 대형무척추동물은 총 3문 5강 12목 19과 22종 634개체가 동정 및 분류되었으며, 도일천(W-4∼W-6)에서 저서성 대형무척추동물은 총 3문 6강 14목 28과 39종 784개체가 동정 및 분류되었다.

3.1.4 수환경평가

1) 우점종 현황 및 군집분석

산업지역 하천에서 우점종은 깔다구류(Chironominae spp.), 개똥하루살이(Baetis fuscatus) 등으로 확인되었으며, 전반적으로 오염에 대한 내성 강한 종이 주로 확인되었다. 군집지수의 경우, 각 조사지점별로 우점도 지수는 0.49∼1.00의 범위로, 특정 종이 차지하는 비율이 높아 전반적으로 다소 높은 수치가 산정되었다. 다양도 지수는 0.92∼3.15, 풍부도 지수는 0.56∼3.40, 균등도 지수는 0.49∼0.92로 산정되었다(Table 5).

Table 5. Current state of dominant cluster and community analysis state of rivers in industrial areas

2) BMI 지수

BMI 지수 산정결과, 각 조사지점별로 27.50∼61.35의 범위로 나타났으며, 환경상태는 불량∼양호, D∼B등급으로 확인되었다. 조사지점 중 비교적 다양한 종 조성을 보인 서정리천의 W-1에서 4차 조사시 가장 높은 수치(61.35)로 산정되어, 환경상태는 양호, B등급으로 나타났으며, 반면, 서정리천의 W-3에서 2차 조사시 가장 낮은 수치(27.50)로 환경상태는 불량, D등급으로 나타났다. 산업지역 하천의 환경상태는 대부분 불량∼보통, D∼C등급으로 확인되었다(Table 6).

Table 6. Result of Benthic Macroinvertebrate Index(BMI) analysis at rivers in industrial areas

3) ESB 지수

ESB 지수 산정결과, 각 조사지점별로 ESB 지수는 2∼33의 범위로 나타났으며, 환경상태는 매우불량(Very bad)∼다소불량(Moderately bad), 지역구분은 최우개선수역(Top priority restoration)∼개선수역(Restoration), 수질등급은 IV-V∼II등급으로 확인되었다. 조사지점 중 상대적으로 다양한 종 조성을 보인 도일천의 W-5에서 4차 조사시 33의 수치로 가장 높게 산정되었으며, 환경상태는 다소불량으로 나타났고, 지역구분은 개선수역, 수질등급은 II등급으로 확인되었다. 가장 빈약한 종 조성을 보인 서정리천의 W-3에서 3차 조사시 2의 수치로, 환경상태는 매우불량으로 나타났으며, 지역구분은 최우선개선수역, 수질등급은 IV-V등급으로 확인되었다(Table 7).

Table 7. Evaluation of ESB index at rivers in industrial areas

3.2 농업지역의 하천(사후천, 산하천)

3.2.1 하천 환경

사후천(W-7∼9)은 안성천 수계의 지방하천이며 진위천의 제1지류이다. 주변지역은 대부분 산림 및 농경지로 이용되고 있으며, 일부지역에서 주거지, 도로 등으로 조사되었다. 조사지점별 미소서식처 및 하상구조 현황은 W-7에서 주로 흐름 구간이하였으며, 하상은 대부분 모래로 구성되어 있으나 일부 자갈, 큰 돌로 구성된 것으로 나타냈다. W-8은 하상이 진흙(Silt), 모래, 자갈 및 큰 돌 등으로 다양했으며, 흐름 구간이 주로 분포하는 것으로 조사되었다. W-9는 주로 흐름 구간이 분포하고, 하상은 모래, 자갈, 큰 돌 등으로 구성된 것으로 조사되었다.

산하천(W-10∼12)은 안성천 수계의 제2지류이며 주변 지역은 대부분 농경지로 이용되는 것으로 조사되었다. 조사 지점별 미소서식처 및 하상구조 현황은 W-10에서 주로 모래, 자갈, 큰 돌 등으로 다양한 하상구조를 이루고 있으며, 흐름 구간이 다수 분포하는 것으로 조사되었다. W-11은 소구간이 다수 분포하였으며, 하상은 주로 모래로 구성되어 있었다. W-12는 소 구간이 다수 분포하는 것으로 조사되었으며, 하상은 주로 진흙, 모래, 자갈로 구성되어 있었다.

3.2.2 수질 현황

사후천의 수온 측정결과, 10.0∼25.9℃의 범위로 측정되었으며, W-8, W-9에서 1차(10월), 2차(3∼4월) 조사시 10.8∼16.0℃, 3차(6월), 4차(8월) 조사시 23.7∼25.9℃의 범위로, 계절 변화에 의한 일반적인 수온 차를 보였으나, W-7에서는 1∼4차 조사시 10.0∼15.6℃의 범위로 측정되어 조사시기별로 큰 차이를 보이지 않았다. 용존산소는 6.60∼11.74㎎/L의 범위로 측정되었으며, W-8에서 2차 조사시 가장 높은 수치(11.74㎎/L)로 측정되었고 아울러, 3차 조사시 가장 낮은 수치(6.60㎎/L)로 측정되었다. pH의 경우, 7.01∼8.60의 범위로 나타났으며, W-9에서 3차 조사시 가장 높은 수치(9.60), W-7에서 3차 조사시 가장 낮은 수치(7.01)로 측정되었다. 용존산소의 경우, W-7을 제외한 그 외 조사지점에서 전반적으로 수온이 높은 여름철 3∼4차 조사시 용해도가 낮아, 비교적 낮은 수치로 측정되었으며, pH는 대체로 유사하게 확인되었다(Fig. 3a). 산하천의 수온 측정결과, 10.5∼31.6℃의 범위로 측정되었으며, 모든 조사지점(W-10∼W-12)에서 1차(10월), 2차(3∼4월) 조사 시 10.5∼16.9℃, 3차(6월), 4차(8월) 조사시 21.1∼31.6℃의 범위로, 계절 변화에 의한 일반적인 수온 차를 보였다. 용존 산소는 5.86∼12.53㎎/L의 범위로 측정되었으며, W-11에서 2차 조사시 가장 높은 수치(12.53㎎/L)로, W-10에서 4차 조사시 가장 낮은 수치(5.86㎎/L)로 측정되었다. pH의 경우, 6.91∼8.55의 범위로 나타났으며, W-11에서 2차 조사시 가장 높은 수치(8.55)로, 아울러 1차 조사시 가장 낮은 수치(6.91)로 측정되었다. 용존산소의 경우, 전반적으로 수온이 높은 여름철 3∼4차 조사시 비교적 낮은 수치로 측정되었으며, pH는 대체로 유사하게 확인되었다(Fig. 3b).

Fig. 3. Water quality current state of rivers in agricultural areas

3.2.3 출현 종 현황

농업지역 하천에서 저서성 대형무척추동물은 총 4문 7강 16목 37과 59종 2,707개체가 동정 및 분류되었다(Table 8).

Table 8. Current status of benthic macroinvertebrates at rivers in agricultural areas.

사후천(W-7∼W-9)에서 저서성 대형무척추동물은 총 4문 7강 15목 31과 49종 1,340개체가 동정 및 분류되었으며, 산하천(W-10∼W-12)에서 저서성 대형무척추동물은 총 4문 6강 14목 29과 42종 1,367개체가 동정 및 분류되었다.

3.2.4 수환경평가

1) 우점종 현황 및 군집분석

농업지역 하천에서 우점종은 하루살이목의 개똥하루살이(Baetis fuscatus), 꼬마줄날도래(Cheumatopsyche brevilineata), 깔따구류(Chironominae spp.) 등 각 조사지점별로 서식지 특성에 따라 비교적 다양하게 확인되었다. 군집지수의 경우, 우점도 지수는 0.37∼0.79의 범위로 나타났으며, 일부 조사지점을 제외하고 전반적으로 낮은 수치가 산정된 바, 비교적 특정종이 차지하는 비율이 다소 낮은 것으로 나타났나, 다양도 지수는 2.11∼3.47, 풍부도 지수는 1.76∼4.15의 범위로 나타났으며, 균등도 지수는 0.61∼0.94의 수치로 산정되었다(Table 9).

Table 9. Current state of dominant cluster and community analysis state of rivers in agricultural areas.

2) BMI 지수

BMI 지수 산정결과, 각 조사지점별로 51.53∼85.39의 범위로 나타났으며, 환경상태는 보통∼최상, C∼A등급으로 확인되었다. 조사지점 중 비교적 다양한 종 조성을 보인 사후천의 W-7에서 2차 조사시 가장 높은 수치(85.39)로 산정되어, 환경상태는 최상, A등급으로 나타났으며, 반면, 산하천의 W-11에서 4차 조사시 가장 낮은 수치(51.53)로 환경상태는 보통, C등급으로 나타났다. 농업지역 하천의 환경상태는 보통∼최상, C∼A등급으로 확인되었다(Table 10).

Table 10. Result of Benthic Macroinvertebrate Index(BMI) analysis at rivers in agricultural areas.

3) ESB 지수

ESB 지수 산정결과, 각 조사지점별로 ESB 지수는 15∼52의 범위로 나타났으며, 환경상태는 불량(Bad)∼다소양호(Moderately good), 지역구분은 우개선수역(Priority restoration)∼보호수역(Protection), 수질등급은 III∼II등급으로 확인되었다. 조사지점 중 상대적으로 다양한 종 조성을 보인 사후천의 W-8에서 1차 조사시 52로 가장 높은 수치가 산정되었으며, 환경상태는 다소양호로 나타났고, 지역 구분은 보호수역, 수질등급은 II등급으로 확인되었다. 가장 빈약한 종 조성을 보인 산하천의 W-11에서 2차 조사시 15의 수치로, 환경상태는 불량, 지역구분은 우선개선수역, 수질등급은 III등급으로 확인되었다. 농업지역 하천의 환경 상태는 전반적으로 불량∼다소양호로 확인되었다(Table 11).

Table 11. Evaluation of ESB index at rivers in agricultural areas.

3.3 고찰

경기도 평택시에 위치하는 산업지역 하천(서정리천, 도일천) 및 농업지역 하천(사후천, 산하천)에서 총 4회의 걸친 조사를 통해 확인된 저서성 대형무척추동물을 이용하여 수환경평가를 실시하였으며, 이를 통해 하천 주변 토지이용 현황에 따른 하천 생태계에 미치는 영향의 정도를 파악하고자 하였다.

저서성 대형무척추동물은 하천 내 미소 서식처, 하상구조 등 하천 서식환경에 영향을 많이 받는 분류군임에 따라, 본 연구에서는 토지이용 현황에 따른 하천에 미치는 영향을 최대한 파악하기 위해 각 하천별로 미소 서식처는 흐름 및 소 구간, 하상 구조는 주로 모래, 자갈, 큰 돌로 구성된 유사한 하천 서식환경에 대하여 조사지점을 선정하였다.

산업지역 및 농업지역 하천의 수질측정 현황은 산업지역 하천에서 수온 10.4∼34.2℃, 용존산소 5.23∼9.71㎎/L, pH 7.11∼9.06이며, 농업지역 하천에서 수온 10.0∼31.6℃, 용존산소 5.86∼12.53㎎/L, pH 6.91∼8.60으로 나타났다. 수온의 경우 계절 변화에 따른 일반적인 수온 차를 보이나, 농업지역 하천에서 상대적으로 낮게 확인되었다. 수온에 따른 용해도 차이에 따라, 상대적으로 낮은 수온이 측정된 농업지역의 하천에서 용존산소 또한 비교적 높게 확인되었고, pH는 큰 차이 없이 유사하게 확인되었다.

저서성 대형무척추동물의 출현 현황을 살펴보면, 산업지역의 하천에서 총 3문 6강 16목 34과 45종 1,418개체, 농업지역의 하천에서 총 4문 7강 16목 37과 59종 2,707개체로 농업지역 하천에서 보다 많은 종수가 출현한 것을 확인할 수 있었다.

우점종 및 군집분석 결과, 산업지역의 하천에서 우점종은 대부분이 오염 내성종인 깔따구류(Chironominae spp.), 개똥하루살이(Baetis fuscatus)로 확인되었으며, 군집지수는 우점도 지수 0.49∼1.00, 다양도 지수 0.92∼3.15, 풍부도지수 0.56∼3.40, 균등도 지수 0.49∼0.92의 범위로 산정되었다. 농업지역의 하천에서는 우점종은 개똥하루살이(Baetis fuscatus), 꼬마줄날도래(Cheumatopsyche brevilineata), 깔따구류(Chironominae spp.) 등 비교적 다양하게 확인되었으며, 군집지수는 우점도 지수 0.37∼0.79, 다양도 지수 2.11∼3.47, 풍부도 지수 1.76∼4.15, 균등도 지수 0.61∼0.94의 범위로 산정되었다. 산업지역의 하천에서 오염 내성종의 출현 비율이 상대적으로 높은 것으로 나타났으며, 다양도 지수 및 풍부도 지수를 비교해 볼 때, 농업지역 하천에서 비교적 높은 수치의 범위로 산정되었다.

BMI 지수는 산업지역 하천에서 27.50∼61.35로, 환경상태는 불량∼양호, D∼B등급으로 나타났고, 농업지역 하천에서는 51.53∼86.83으로, 환경상태는 보통∼최상, C∼A 등급으로 나타났다.

ESB 지수 산정 결과, 산업지역 하천에서 ESB 지수 2∼33으로, 환경상태는 매우불량∼다소불량, 지역구분은 최우선개선수역∼개선수역, 수질등급은 IV-V∼II등급으로 나타났고, 농업지역 하천에서는 15∼52로, 환경상태는 불량∼다소양호, 지역구분은 우선개선수역∼보호수역, 수질등급은 III∼II등급으로 나타났다(Table 12). 산업지역 및 농업 지역 하천의 BMI 및 ESB 지수 산정 결과를 비교해 볼 때, 상대적으로 농업지역의 하천에서 보다 양호한 환경상태를 보이는 것으로 확인되었다.

Table 12. Comparative analysis table of rivers in industrial and agricultural Areas.

4. 결론

본 연구는 경기도 평택시의 산업지역 하천인 서정리천, 도일천 및 농업지역 하천인 사후천, 산하천 등 4개의 하천에서 출현하는 저서성 대형무척추동물을 이용한 수환경평가 및 분석을 통해 두 지역 하천의 환경상태를 파악하고자 하였다. 종합해 보면, 하천 환경은 농업지역 하천이 산업지역 하천에 비해 상대적으로 양호한 것으로 나타났다. 한편, 유사 연구인 Nascimento et al., (2018) 연구 사례를 살펴보면, 토지 이용 현황에 따라 저서성 대형무척추동물의 군집 다양성 및 수질 현황이 큰 차이를 보이는 것으로 나타났다. 해당 유사 연구사례와 본 연구 결과를 비교하여 볼 때, 유사한 결과를 나타내는 것으로 확인되었다. 결과적으로 하천 주변 토지 이용 현황에 따른 인위적인 활동의 차이에 따라 하천 생태계에 미치는 영향 정도가 다른 것을 확인할 수 있었다. 현재 우리나라는 토지 개발 및 산업화 등으로 인해 하천 주변 지역으로 도심지와 산업지역이 점차 늘어나고 있으며, 그에 따라 하천 생태계에 미치는 악영향 또한 증가하고 있다. 따라서, 하천 생태계 보전을 위해 추후, 보다 큰 시·공간적 범위의 지속적인 연구와 관리가 필요할 것으로 판단되는 바이다.