우리나라에는 6속 17종의 미꾸리과 어류가 서식하고 있으며 이 가운데 8종은 한국고유종이다(Nalbant, 1963; Kim and Lee, 1990; Kim et al., 2003). 미꾸리류는 가늘고 긴체형과 장호흡으로 인해 수심이 얕고 수위변화가 빈번한 논에 서식하기 적합하며(Nam, 2007; Kim et al., 2011), 습지 조류인 백로, 왜가리와 같은 섭금류의 주요 먹이가 된다. 미꾸리류는 다른 어류에 비해 논에 머무는 시간이 길고 논에서 산란하기 때문에 논 생태계의 환경변화에 매우 민감하게 반응한다(Saitoh et al., 1988).

미꾸라지의 경우, 1980년대에만 해도 우리나라 전역의 늪이나 농수로에서 관찰할 수 있었으며, 그 양도 풍부하여 식용 및 낚시 미끼용 등으로 수출하기도 하였다(Kim and Lee, 1985). 그러나 경지정리와 논 면적의 감소와 같은 농업환경변화 그리고 화학비료와 농약의 사용에 따른 수질변화 등으로 인하여 논 생태계에 적응성이 높은 미꾸리류 마저도 감소하고 있으며, 이로 인해 섭금류의 먹이원 확보에도 위협을 주고 있다.

한편, 저서무척추동물은 하천바닥의 돌이나 모래 등에 서식하며 이동능력이 낮고 서식환경과 수질오염정도에 따라 독특한 분포를 보여 수질오염을 평가하는 지표생물로 이용되고 있다(Surdick and Gaufin, 1978). 또한 어류와 같은 수서척추동물의 먹이원이 되는 등 1차 또는 2차 소비자로서 역할을 하기 때문에 수중생태계의 먹이사슬을 유지하는데 중요한 역할을 한다(Uchida, 1990). 논 생태계의 주요 어류종인 미꾸라지는 패갑류, 깔다구류, 지각류 및 요각류와 같은 동물성 수서생물을 많이 섭식하는 것으로 알려져 있다(Kim et al., 2011; Oh, 2012).

국내 미꾸라지에 관한 연구는 형태 및 유전학적 특성(Lim et al., 1996; Shin, 2012), 호흡체계(Oh, 2012), 장호흡 및 산소소비량(Nam, 2007), 영양성분과 이용(Kim and Lee, 1985)에 대한 연구가 이루어져 있으며, 생태적 연구로는 서식지의 환경특성 대한 연구(Jeong, 2010; Kim et al., 2011)가 이루어져 있다. 한편, 국내 논 생태계에서 수서생물에 관한 연구는 거의 이루어져 있지 않으며, Han 등(2008)에 의한 수서무척추동물에 관한 조사가 일부 이루어져 있다(Oh, 2012). 논 생태계의 생태적 안정성을 확인하기 위해서는 먹이사슬의 상위에 위치한 미꾸라지개체군을 파악하는 것이 중요하며, 또한 이들 미꾸라지개체군 유지에 영향을 주는 요인에 대한 원 인 구명이 필요할 것으로 판단된다.

따라서, 본 연구에서는 논 생태계 유지를 위해 중요한 지표가 되는 미꾸라지의 개체수를 유기재배 논과 관행재배 논에서 조사함으로써, 영농방법에 따른 미꾸라지와 미꾸라지의 먹이원이 되는 저서무척추동물의 차이와 함께 이들 상호간의 상관성을 밝히고, 나아가서 미꾸라지개체군의 크기에 영향을 주는 요인을 알아보고자 하였다.

본 연구는 2009년 7월부터 2009년 9월까지 경기도 안성시와 수원시, 충청남도 청양군, 전라북도 군산시와 김제시, 전라남도 화순군, 경상남도 함양군, 경상북도 문경시에 위치한 조사지역을 대상으로 각 지역별로 인접하고 있는 유기재배 논과 관행재배 논 2지점에서 미꾸라지의 개체수와 저서무척추동물의 종조성을 조사하였다(Fig. 1). 조사지역의 영농방법을 살펴보면 유기재배 논에서는 유기질비료를 연 2회 살포하고 살충제와 제초제는 사용하지 않았으며, 본답을 제초하기 위하여 지역별로 손 제초(수원시), 왕우렁이(안성시, 청양군, 군산시, 김제시, 화순군), 긴꼬리투구새우(문경시) 및 쌀겨(함양군)를 이용하는 것으로 확인되었다. 반면, 관행재배 논에서는 연 2회 정도 화학비료를 사용하고 연 3-4회 정도의 살충제를 이용하며, 본답 제초를 위하여 제초제를 사용하는 것으로 나타났다.

조사지역에 서식하는 미꾸라지는 시판하는 길이 28㎝, 지름 13㎝의 미꾸리망 안에 유인제(어분)를 넣고 각 지점별로 3개씩 설치하여 지역별로 3-4회에 조사하였고, 회당 9일에서 21일 동안 설치해 놓았다가 포획하였다(Fig. 2). 개체군밀도는 지역별 미꾸리망의 설치기간이 다소 차이가 있어 조사지점별로 설치기간 1일당 포획된 개체수로 표기하였다.

저서무척추동물은 각 조사지점별로 미꾸라지망의 설치 및 회수 시 동일 논 내에서 3번 반복하여 채집하였고 총 5회 조사하여 그 평균값으로 종별 개체수를 산정하였다. 저서무척추동물의 채집은 아래위가 트인 사각방형구(50×20×20㎝)를 이용하여 벼 포기사이에 고정한 후 그 안에 물 2L를 담아 망목 150㎛의 망(30×30㎝)으로 거른 후 얼음상자에 담아 실험실로 이동하였다. 채집된 수서생물의 샘플은 실험실에서 분리하여 동정이 끝날 때 까지 70% 에탄올에 고정하였다. 고정된 샘플은 해부현미경(DE/MZ 7.5 Leica)을 이용하여 동정하 였고 Han 등(2008)과 Yoon(1995)의 도감을 참고하여 기재하였다. 분류된 종과 개체수를 이용하여 지역별 다양도지수(Shannon and Wiever, 1949)를 산출하였다. 다양도지수가 낮다는 것은 조사지역을 구성하는 종수가 적거나 단지 몇 종에 의해 우점되어 있음을 의미하고 다양도지수가 높다는 것은 조사지역에 다양한 종들이 높은 우점도를 나타내고 있음을 의미하며 이는 종간상호작용이 다양하게 이루어지고 있음을 나타낸다(Choi, 2007).

조사지역에서 포획된 미꾸라지는 총 1,882개체였으며, 영농방법별로 유기 재배 논에서 1,333개체(평균 14.8), 관행 재배 논에서 549개체(평균 6.1)가 조사되어, 유기재배 논이 관행재배 논보다 2.4배 높게 나타났다(Table 1). 동일 지역 내 비교에서도 관행재배 논보다 유기재배 논에서 약 1.7-4.8배 정도 많은 개체가 채집되었고, 함양군에서는 약 4.8배 정도로 큰 차이가 나타났다. 이는 관행재배 논에 투입된 화학비료, 제초제 등의 사용이 미꾸라지의 서식에 영향을 주었기 때문인 것으로 사료된다.

지역별로 설치기간 1일당 가장 많은 미꾸라지가 포획된 곳은 문경시로 유기재배 논에서 23.1개체, 관행재배 논에서 12.0개체가 채집되었고, 다음으로 안성시(유기논: 17.3개체, 관행논: 5.5개체), 화순군(유기논: 15.4개체, 관행논: 5.9개체)순으로 나타났다. 한편, 설치기간 1일당 가장 많은 수의 개체가 채집된 문경시와 가장 적은 수의 개체가 채집된 함양군과는 약 8.5배(유기논 6.8배, 관행논 16.8배) 차이가 확인되었다. 개체수가 높게 나타난 문경시와 안성시는 조사지점 주변이 인위적인 간섭빈도가 높은 시가지 비율이 낮고, 산으로 둘러싸여져 다른 지역과 비교하여 주변 자연환경조건이 양호한 것으로 나타났다. 이는 영농방법뿐만 아니라 주변 자연환경이 논 생태계 내의 미꾸라지 개체수에 영향을 미친다는 것을 의미한다. 특히 문경시 조사지역의 주변은 미꾸라지의 서식에 영향을 줄 수 있는 농업지역, 산림지역, 초지, 습지, 나지, 수역 등이 다양하게 산재하고 있었다.

조사지역에서 채집된 저서무척추동물은 3문 6강 19목 46과 68속 74종으로 조사되었다. 영농방법별로는 유기재배 논에서 3문 6강 17목 41과 62속 66종이 조사되었고, 관행재배논에서 3문 6강 18목 42과 60속 66종이 확인되었다(Table 2). 영농밥법에 따른 저서무척추동물의 종수를 비교한 결과, 79.7%(59종)가 일치하였고, 유기재배 논과 관행재배 논 모두 정수역의 서식환경을 선호하는 깔다구류(Chironomidae sp.)가 우점하고 있었다. 그리고 그 외에는 새각류(Branchiopoda sp.), 패형류(Copepoda sp.), 요각류(Ostracoda sp.) 등이 우점하고 있어 영농방법별로 우점종의 차이는 크지 않은 것으로 확인되었다(Table 3).

종간 상호작용을 판단할 수 있는 종다양도지수는 유기재배논이 1.55, 관행재배 논이 1.71로 관행재배 논이 좀 더 높게 분석되었으나 큰 차이는 확인되지 않았다. 영농방법별 수서곤충의 생태분석에서도 다양도지수의 차이(유기재배 논 2.41, 관행재배 논 2.70)는 거의 없으며(Kim et al., 2007), 논의 저서 무척추동물의 다양성분석에서도 영농방법별 군집지수의 차이(유기재배 논 0.71-2.61, 관행재배 논 1.53-2.74)도 없는 것으로 보고되고 있어(Kim et al., 2009), 본 연구와 유사한 결과를 나타내었다.

영농방법별로 저서무척추동물 종다양성의 차이가 나지 않음에도 불구하고 미꾸라지 개체수에서 큰 차이를 나타내는 원인을 구명하기 위해서 미꾸라지의 주요 먹이원인 깔다구류, 요각류 그리고 분류학적으로 패갑류와 지각류를 포함하는 새각류와 미꾸라지 개체수의 상관성을 살펴보았다. Kim 등(2011)에 의하면 논에 사는 미꾸라지는 동⋅식물성플랑크톤과 저서 생물을 주 먹이원으로 하며, 저서생물 중에서는 깔다구류, 지각류(Cladocera sp.), 요각류가 먹이원으로서 높은 빈도를 차지한다고 하였다. 또한 Oh(2012)는 미꾸라지의 주요 먹이생물로서 패갑류(Conchostraca sp.), 깔다구류, 요각류를 보고하였다.

본 연구 조사지에서 미꾸라지의 먹이원이 되는 깔다구류, 요각류, 새각류 모두 관행재배 논보다 유기재배 논에서 더 많은 개체수가 서식하고 있으며 통계적으로도 유의한 차이가 확인되었다(Fig. 3). 이들 먹이원에 의해서 미꾸라지개체군의 크기가 결정되는지 여부를 확인하기 위하여, 각 조사지점 및 시기별 미꾸라지 개체수와 먹이원(깔다구류, 요각류, 새각류) 의 상관관계를 확인하였다. 그 결과 미꾸라지의 먹이원인 깔다구류, 요각류, 새각류의 개체수가 증가함에 따라 모든 경우에서 미꾸라지 개체수가 증가하는 양상을 나타냈다(Fig. 4). 그 중에서 깔다구류가 통계적으로 가장 유의한 상관성을 나타냈으며, 새각류는 통계적으로는 유의하지 않게 나타났다. 이러한 결과는 논 생태계 내에서 미꾸라지 개체수는 주로 먹 이원이 되는 깔다구류와 요각류에 의해 영향을 받는다는 것을 의미한다. 다른 연구에서도 미꾸라지는 당년생 초기에는 패갑류를 주로 섭식하다가 성체가 될수록 깔다구류를 섭식하는 식성변화가 일어나며(Oh, 2012), 미꾸리과(Cobitidae)에 속하는 얼룩새코미꾸리(Koreocobitis naktongensis), 줄종개(Cobitis koreensis), 북방종개(Cobitis pacifica), 새코미꾸리(Koreocobitis rotundicaudata), 참종개(Iksookimia koreensis), 왕종개(Iksookimia longicorpa), 남방종개(Iksookimia hugowolfeldi) 등의 미꾸리류 모두 깔다구류를 주요 먹이생 물로 이용하는 것으로 보고되어 있다(Choi, 2003; Kim and Ko, 2005; Kim et al., 2006; Byeon, 2007; Choi and Byeon, 2009; Ko et al., 2009; Hong et al., 2011).

결론적으로 논 생태계 주변의 자연환경조건이 일차적으로 미꾸라지개체군의 분포에 영향을 주며, 이차적으로 영농방법의 차이가 미꾸라지 먹이원이 되는 저서무척추동물군집에 영향을 주고, 마지막으로 먹이원의 양적 상태에 의해서 미꾸라지개체군의 크기가 결정되는 것으로 판단된다. 본 연구와 같은 어류의 식성과 먹이생물과의 관계에 대한 연구는 대상 어류의 먹이선호도 및 섭식습성을 이해 할 수 있을 뿐만 아니라 서식경쟁에서 중요한 요인으로 작용하는 먹이생물에 의한 서식지분리, 서식지특성 등을 파악하는데 많은 도움이 되며 미꾸라지를 포함한 논 생태계의 생물다양성 증진을 위한 기초 자료가 될 것으로 기대된다.