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인류문화의 발상지는 모두 강을 끼고 형성되었다. 강과 지류 하천을 따라 물을 이용해서 농사를 짓고 촌락을 형성하고 문화를 이뤄왔다. 그리고 물길을 통해 새로운 문화를 전달하는 전파자 역할을 해왔으며 낙동강의 상류 권역에 속해 있는 상주 또한 이와 같은 역할을 했다. 조선 시대 세종실록지리지, 연려실기술 등에는 낙동강의 어원을 상주에서 찾고 있다. 낙동강의 유래는 상주의 옛 이름인 낙양(洛陽), 즉 상락(上洛)의 동쪽에 있는 강을 뜻하며 상락에 와서야 강다운 강이 되었다는 것이다(Kim, 2014). 이는 낙동강의 풍부한 수자원을 뜻하며 상주를 가로지르며 낙동강에 유입되는 병성천을 중심으로 합류하는 북천, 외서천의 수원으로부터 오랜 세월 동안 용수로 망이 구축되어 활용도를 높여왔다. 그 결과 상주는 넓은 들과 농경지를 배경으로 3백(三白)의 고장으로 흰쌀, 하얀 곶감, 명주실 등 특산품으로 인지도를 확립하고 유구한 역사와 문화를 꽃피울 수 있는 원동력을 확보할 수 있었다.

하천 및 저수지 등 수원지 관리를 통해 농업용수의 이수, 치수에 대한 효율을 높여 작물생산량이 증가하였지만 하천환경기능의 불균형을 불러왔다. 이를 해결하기 위해 경상북도 환경보전계획에 수생태 복원을 위한 생태하천 조성, 오염･복개하천 생태복원, 옛 정취가 깃든 자연형 하천복원 및 조성 등이 계획되었다(Gyeongbuk Provincial Office, 2015). 자연형 하천 정비사업은 그동안 훼손되고 왜곡되어 온 하천의 모습을 되살리기 위한 것이지만 홍수 조절과 수로 정비를 위해 강바닥을 파내고 둑을 쌓거나 물길을 바로잡는 하천개수의 기본 방침은 변함이 없으며, 이 때문에 하천개수 사업이 진행될 하천으로부터 농업용수 공급에 차질이 없는지, 하천과 인접한 경작지의 비점오염원 유출 여부, 수질, 해당 사업 후 경관 변화 등 지역사회의 관심이 높아졌다. 이에 따라 도심 및 농지 하천이 개발되기 이전의 자연하천이 가지는 자연 생태적인 여건을 회복시키고, 하천공간이 훼손되기 전후의 변화에 대한 모니터링, 생물정보 제공 등 다양한 노력과 연구들이 시도되었다(Han et al. 2010; Hwang et al. 2020; Jeong et al. 2019; Lee et al. 2019a, 2019b; Nakdonggang National of Biological Resourced, 2018a, 2018b; Park et al. 2009, Yang, 2010).

대권역 단위의 수생 및 수변식물의 분포는 Lim의 2009년 연구에서 본류 중심의 수생식물에 대한 연구가 진행되었고, 한강(109종), 낙동강(107종), 영산강(90종), 금강(85종), 섬진강(83종) 순으로 수생식물의 분포가 높은 것으로 보고 되었다. 이후 수생태 현황조사 및 건강성 평가 방법 등에 관한 지침(National Institute of Environmental Research, 2019)과 전국내륙습지 조사지침(Ministry of Environment, 2011)을 통해 본류･대하천에서부터 습지까지 식물상 및 식생조사가 확장되면서 전국 수계에 분포하는 수생 및 수변식물이 정량평가의 기준이 되면서 재조명 받게 되었다.

과거와 달리 자연형하천정비를 수행하려면 하천환경특성 분석을 위한 객관적인 자료확보와 정량분석이 요구되고 있다(Korea Research Institute for Human Settlements, 2004). 하지만 지류･소하천을 포함하는 정량 조사는 미비하다.

상주시 인근 하천들에 대한 위와 같은 연구는 Daegu Regional Environmental Office (2006)에서 수행한 감천의 하천생태조사와 Jeong et al. (2019)이 병성천을 포함한 낙동강 중류 지천의 식물상 보고뿐이다. 더구나 지역사회가 요구하는 정보를 제시할 수 있는 수생 및 수변식물상 연구와 자료는 매우 부족한 실정이다. 따라서 본 연구는 첫째 조사대상 지역인 병성천, 북천, 외서천 등 3개 하천의 제외지에서 표본을 확보하고, 둘째 이를 근거로 수생 및 수변식물의 현황을 제시하며, 셋째 낙동강 지류 하천에서 자생하는 수생 및 수변에 자생하는 자원식물에 대한 정보를 지역사회에 제공하고자 한다.

재료 및 방법

조사지 개황

병성천은 낙동강의 본류 제 1지류이다. 상주시 공성면 영오리에 있는 국수봉 남쪽 기슭의 새터에서 발원한 후 북동류하여 외답동 앞에서 북천과 합류하며, 이어서 동으로 흘러 병성동에서 낙동강으로 유입하고 유로연장 49.39 ㎞ 유로면적 573.5 ㎢로 본 조사지 중에서 가장 긴 유로연장 및 면적을 가지고 있다. 도심지와 농경지가 혼합된 하천이다. 두 번째로 북천은 상주시 동면 어산리의 신의 터 고개에서 발원한 후 동으로 흘러 상주시 외답동 앞에서 병성천과 합류한다. 유로연장 27 ㎞, 유로면적은 125 ㎢이다. 병성천과 유사한 하천이지만 시민들의 문화 및 생활체육 등 지역 문화에 이바지하고 있다. 세 번째로 외서면 지역을 배수하는 외서천은 동으로 흘러 사벌면 엄암리의 사벌교에서 동천으로 유입 후 병성천과 합류하고 유로연장 13 ㎞, 유로면적은 38.7 ㎢이다. 주변에 경작지가 많은 농경지형 하천이다.

연구 방법

상주시에 흐르는 낙동강 지류 하천인 병성천, 북천, 외서천의 수생 및 수변 식물상을 확인하기 위하여 2019년 2월부터 10월까지 4회의 현지조사를 하였다. 조사지는 병성천, 북천, 외서천의 상, 중, 하류를 포함하는 유역으로 사전 예비조사 결과와 드론을 이용한 항공촬영 결과를 통해 12개 지점을 선정 후, 선정된 좌표를 기준으로 반경 200 m, 수역을 포함한 제외지를 조사하였다(Fig. 1). 현지 조사범위에서 생육하는 모든 관속식물의 화상 자료를 확보하고 정확한 동정을 위해 생식기관이 있는 개체를 채집하였고, 건조 및 액침표본을 제작한 후 국립낙동강생물자원관 식물 건조 및 액침표본 수장고에 보관하였다.

Fig. 1.

The map showing investigated area.

식물의 동정은 Lee (2003a, 2003b), Kim et al. (2018), Kim and Kim (2018) 등의 도감을 사용하였고 양치식물은 Lee and Lee (2018), Korea National Arboretum (2008) 등의 도감을 기준으로 동정하였다. 벼과와 사초과 식물은 Korea National Arboretum (2011, 2016a), Cho et al. (2016) 등의 도감을 기준으로 현미경 관찰을 통해 동정하였다. 귀화식물은 Park (2009), Korea National Arboretum (2016b)의 식물도감과 문헌에 따라 실시하였다.

종 동정 된 식물목록의 학명과 국명은 National Species List of Korea (2019)을 기준으로 작성 후 속 이하는 알파벳순으로 정리하였다. 조사된 식물목록에서 특산식물(고유종)의 분석은 Chung et al. (2017)과 National Institute of Biological Resources (2014)의 문헌을, 멸종위기야생식물과 국가적색목록에 대한 분석은 Chang et al. (2016)과 National Institute of Biological Resources (2012)의 문헌을 활용하였다. 구계학적 특정식물종에 대한 분석은 National Institute of Ecology (2018)을 기준으로 분석하였고, 식물 유용성, 귀화식물, 재배식물 등(Korea Forest Service 2014, Korea National Arboretum, 2016b; 2017, Lee et al., 2016)을 분석하였다.

수생 및 수변식물의 경우 내륙습지조사지침의 목록(Ministry of Environment, 2011)을 이용하였다.

결과 및 고찰

관속식물 현황

조사대상 3개 하천에서 생육하는 관속식물의 종조성은 78과 203속 300종 5아종 15변종 1품종 등 총 321분류군으로 조사되었다. 이 중 양치식물은 3과 3속 7종으로 7분류군, 나자식물은 1과 2속 3종으로 3분류군, 쌍자엽식물 60과 148속 212종 5아종 12변종 1품종 등 230분류군, 단자엽식물 14과 50속 78종 3변종 등 81분류군으로 나타났다(Table 1).

조사된 관속식물 중 다양성이 높은 과로는 국화과와 벼과가 각각 33분류군으로 10.2%, 사초과와 콩과가 각각 22분류군 6.8%, 장미과 19분류군 5.9%, 십자화과 17분류군 5.2%, 마디풀과 12분류군 3.7% 등의 순으로 이 7개 과가 차지하는 비중은 전체 322분류군의 49%를 차지하는 것으로 나타났다. 본 조사에서 벼과, 사초과 및 국화과의 비중이 높게 나타난 것은 하천 지역의 개방된 공간특성과 주기별 하천개수에 따른 입지환경 변화에 벼과, 사초과, 국화과 식물의 이입이 유리했기 때문으로 생각된다.

하천별 종조성은 병성천 46과 93속 124종 3아종 6변종 등 133분류군, 북천 65과 155속 207종 4아종 12변종 등 223분류군, 외서천 48과 104속 126종 2아종 4변종 등 132분류군 등으로 나타났다(Table 2). 위 결과는 조사 지점 수 차이에 의한 것이며 하천의 상, 중, 하류만을 비교했을 때 큰 차이가 없었다.

Jeong et al. (2019)의 연구에서 병성천은 32과 84속 97종 11변종 등 108분류군으로 보고된 바 있다. 본 연구에서 병성천에서 확인된 출현종은 14과 9속 27종 3아종 5변종의 35분류군이 추가되었다. 이는 정량 조사범위 차이에 의한 것으로 판단된다. 선행연구에서 하천의 규모(연장, 하폭)와 비례하여 식물종 다양성이 높아지는 것으로 추정하였으나 지류 하천의 경우 하천개수 등 인간의 인위적인 간섭으로 식물종 다양성이 달라지며 그 영향이 크다.

낙동강권역의 병성천의 경우 하천 개수율이 81% 이상이다(Water resources Management Infomation System, 2019). 하천정비 기본계획에 따른 하천정비사업 진행유무에 따라 수생 및 수환경 조사지점의 식물상과 식생의 1차 변화가 발생하고 장마철 집중호우에 의한 하천 하상의 침식과 퇴적에 의해 2차 변화가 발생하기 때문이다.

수생 및 수변식물

수생 및 수변식물은 지역의 자연환경과 인공구조물에 적응하여 분포하고 하천의 수질정화에 기여해 왔다. 3개 하천에 자생하는 수생식물들은 하천의 상․중류의 유속이 느린 가장자리와 퇴적지의 배후습지에 주로 분포하였다. 전국내륙습지 조사지침 기준, 상주시를 흐르는 병성천, 북천, 외서천에서 출현한 수생 및 수변식물은 138분류군으로 그중 수생식물은 20분류군으로 확인되었고, 수변식물은 118분류군으로 확인되었다.

생활형태별로 살펴볼 때 상주시 3개 하천에서 출현한 정수식물은 13분류군, 부엽식물은 1분류군, 침수식물은 6분류군, 수변식물은 118분류군의 출현이 확인되었다(Appendix 1). 생육형태별로 수생 및 수변식물을 분류하면 1년생이 43분류군, 2년생이 24분류군으로 확인되었으며, 다년생이 71분류군으로 대부분을 차지하였다(Table 3).

Lim의 2009년 연구에서 낙동강수계에서만 분포가 보고된 새우말, 굽은뿔마름, 낙동나사말, 물상추, 유전마름, 포평마름 등 6종은 조사지에서 확인되지 않았다.

Jeong et al. (2019)의 선행연구에서 낙동강 중류 5개 지천, 66개 조사지점을 대상으로 474분류군을 보고하였다. 위 연구에서 수생식물 32분류군, 수변식물은 130분류군으로 총 162분류군을 제외한 312분류군은 육상식물에 해당한다. 이는 하천 내 구역을 조사하는 범위와 기준의 차이로 판단된다.

수생태계 현황 조사 및 건강성 평가 방법에 준하여 조사를 수행하지 않을 경우 육상식물의 반영 확률이 높을 수 있다. 이처럼 일반적인 식물상 조사방법을 적용할 경우 수생 및 수변식물들의 입지환경 및 분포 특성에 대한 분석은 같은 척도를 적용한 자료가 아니기 때문에 정확한 비교와 정량분석에 한계가 있다. 4대강 사업 이후 보의 수문 개방에 따른 수생태계 변화와 이에 따른 지류 하천의 수질에 영향을 주는 수생 및 수변식물의 분포현황과 수변식생지수에 대한 기초자료가 요구되고 있다.

우리나라에서 자생하는 수생식물은 174분류군으로 정수식물 94종, 부엽식물 31종, 부유식물 11종, 침수식물 38종으로 정리한 바 있다(Sin, 2006). 한국과학기술정보연구원(KISTI, 2020)에서는 Muenscher (1944)의 수생관속식물에 대한 정의와 수생식물을 판정하는 기준으로 따랐으며, 그 범위는 Sculthorpe (1967)가 제시한 대로 유관속이 있는 초본성인 수생 관속식물로 한정하여 부엽식물 34종, 부유식물 5종, 침수식물 21종을 반영하였다. 전국내륙습지 조사지침(Ministry of Environment, 2011)의 우리나라의 주요 수생식물 목록에서는 정수식물 75종, 부엽식물 27종, 부유식물 6종, 침수식물 28종과 수변식물을 포함하여 329분류군이 수록되었다. 최근 국립환경과학원의 수생태계 현황 조사 및 건강성 평가 방법 등에 관한 지침 하천편(National Institute Of Environmental Research, 2019)의 수변식생 종목록은 더 확장된 개념으로 2081분류군이 수록되어 있으며 부레옥잠(Eichhorina crassipes), 물냉이(Nasturtium officinale), 노랑꽃창포(Iris pseudoacorus), 어항마름(Cabomba croliniana) 등 외래식물과 육상식물들이 다수 포함되어 있다.

본 연구에서 강과 하천, 호소의 수변을 중심으로 연구할 때 필요한 기준 목록의 한계와 보완의 필요성을 확인할 수 있었다. 이를 보완하기 위해서는 수생태계 현황 조사 및 건강성 평가 방법 등에 관한 지침에 명시된 수변식생 종 목록을 반영하여 취합 후 정량분석이 가능한 분포 및 입지환경 data를 GIS상에서 중첩하여 하천 제외지의 생육범위상에서 대상종의 출현빈도를 검토하면 해결할 수 있다고 판단된다.

고유식물

특산식물목록(Chung et al., 2017)을 근거로 상주시에 흐르는 낙동강의 3개 지류 하천에서 확인된 종은 병꽃나무, 백운산원추리, 은사시나무, 키버들, 오동나무 등 총 5분류군이 확인되었다. 은사시나무의 하천의 상류부에 식재된 것으로 생각된다(Table 4).

적색목록종

국가적색목록에 해당하는 종은 3종으로 병성천에서 낙지다리, 흑삼릉이 확인되었고, 외서천에서 올챙이솔이 확인되었다. 흑삼릉의 경우 병성천의 중류에 개체군을 형성하고 있지만, 하천개수 사업이 진행되는 곳에 위치하고 있어 개체군 존속 확률이 낮다. 낙지다리의 경우 병성천 하류의 배후습지에서 어린 개체군을 발견하였지만 강우에 의한 침수와 퇴적토에 영향을 받는 위치에 있어 2종에 대한 지속적인 모니터링이 필요하다고 생각된다(Table 5).

식물구계학적 특정식물

환경부에서 지정한 식물구계학적 특정식물은 15분류군이 확인되었고, 정밀조사 종에 해당하는 Ⅳ등급 종은 산복사 1분류군, Ⅲ등급은 단풍나무, 새우가래, 흑삼릉 등 4분류군이 확인되었다. 그 외 Ⅱ등급 종은 낙지다리, 바늘사초, 붉은병꽃나무, 진저리고사리, 물질경이 등 5분류군, Ⅰ등급 종은 쥐방울덩굴, 덩굴별꽃, 왕버들, 말발도리, 큰엉겅퀴, 일월비비추 등 6분류군으로 총 16분류군으로 확인되었다(Table 6).

국외반출 승인대상 식물

국외반출 승인대상 생물자원은 생물 다양성의 보전을 위하여 보호할 가치가 높아 국외로 반출할 경우 환경부령이 정하는 바에 따라 환경부 장관의 승인을 얻어야 하는 생물자원을 말한다. 살아있는 생물체와 그 부속체(종자, 구근, 인경, 주아, 괴경, 뿌리, 표본 등을 포함하며 환경부에서 지정한 국외반출 승인대상 식물자원(환경부고시 제2016-184호)은 947분류군이며 병성천, 북천, 외서천 3개 하천에서 20과 27속 31분류군(3%)이 확인되었다(Appendix 1).

식물유용성

산림청에서는 과학적 기능과 분포의 희소성 및 고유성 등에 따라 자원식물의 평가 및 용도의 재분류를 수행하였다(Korea Forest Service, 2014). 이를 기준으로 과학적 기능에 따른 식물의 유용성 구분을 참고한 결과 조사지에서 확인된 전체 분류군에서 식용 213분류군 (66%), 약용 244분류군 (76%), 향료용 10분류군 (3%), 산업용 136분류군 (42%), 관상용 137분류군 (43%), 복원용117분류군 (36%), 사료/퇴비용 155분류군 (48%), 용도 미상 24분류군 (7%)으로 확인되었다(Table 7, Appendix 1).

귀화식물

국립수목원은 침입외래식물을 321분류군으로 정리하였는데 본 연구의 3개 하천에서 확인된 귀화식물은 16과 40속 52분류군으로 정리되었고, 이중 생태계 교란종은 돼지풀, 환삼덩굴, 애기수영, 가시박 등 4종 확인되었다(Appendix 1). 귀화율(NI: Naturalized Index, 외래식물의 분류군 수/관속식물의 총 분류군수 × 100)은 16.1%, 도시화지수(UI: Urbanization Index, 외래식물의 분류군 수/한반도 외래식물의 총 분류군 수 × 100)는 16.2%로 나타났다. 산림지역의 평균 귀화율(4.72%) (NamGung et al., 2019)에 비해 높게 나타났는데, 이는 하천의 개방된 구조와 접근성과 하천개수에 의한 것으로 판단된다. 생태계교란식물 중 환삼덩굴은 하천 도로와 인접한 상류부 산지에서, 가시박은 하천의 중 상류부에서 넓게 분포하는 것으로 확인되었다.

적 요

본 연구는 경상북도 상주시를 흐르는 병성천, 북천, 외서천의 수생 및 수변 식물상을 밝히고, 생활형을 파악하여 지역 자원식물에 대한 정보를 제공하기 위해 수행되었다. 2019년 2월부터 10월까지 병성천, 북천, 외서천 등 3개 하천에서 실시하였고, 관속식물의 종조성은 78과 203속 300종 5아종 15변종 1품종 등 총 321분류군으로 조사되었다. 병성천은 46과 93속 124종 3아종 6변종 등 133분류군, 북천은 65과 155속 207종 4아종 12변종 등 223분류군, 외서천은 48과 104속 126종 2아종 4변종 등 132분류군 등으로 확인되었다. 수생 및 수변식물은 138분류군으로 그중 수생식물은 20분류군으로 확인되었고, 수변식물은 118분류군으로 확인되었다. 생활 형태별로 3개 하천에서 출현한 정수식물은 13분류군, 부엽식물은 1분류군, 침수식물은 6분류군이 확인되었다. 생육 형태별로 분류하면 1년생이 43분류군, 2년생이 24분류군, 다년생이 71분류군으로 확인되었다. 특산식물은 5분류군이 확인되었고, 국가적색목록 대상 종은 3분류군이다. 식물구계학적 특정식물은 15분류군이 학인되었고 3급 이상은 5분류군이다. 국외반출승인종은 31분류군이 확인되었고, 귀화식물은 52분류군이 확인되었으며, 그중 생태계 교란종은 4분류군이 포함되었다. 귀화율은 16.1%, 도시화지수는 16.2%로 나타났다. 식물유용성에서는 213분류군 (66%), 약용 244분류군 (76%), 향료용 10분류군 (3%), 산업용 136분류군 (42%), 관상용 137분류군 (43%), 복원용 117분류군 (36%), 사료/퇴비용 155분류군 (48%), 용도 미상 24분류군 (7%)으로 확인되었다.