서언
황지천은 낙동강 상류에서 유입되는 하천으로 강원도 태백시 화전동에서 발원하며 유로연장 29.1 ㎞, 하천연장 27.8 ㎞, 유역면적 204.1 ㎢인 하천으로 황지동, 문곡동, 장성동, 동점동 내를 관통하여 흐른다(Ministry of Land, Transport and Maritime Affairs, 2003). 황지천 인근은 구(舊)연화광업소, 함태탄광, 어룡광업소 등이 위치하여 상류 방향에 광산폐수정화시설이 위치하며 하천 일부에서는 적화현상이 관찰된다(Nakdonggang National Institute of Biological Resources, 2017). 태백시와 한국광해관리공단에서는 중금속 오염 및 수질환경을 개선하기 위해 2015년 12월부터 2019년 6월까지 성원탄광 자연정화시설 개보수사업을 진행하였고, 2017년부터는 황지천 생태하천 복원공사가 진행 중이다.
하천과 그 주변을 서식하는 수변·수생식물의 경우 수서 무척추동물과 어류에 서식처를 제공하는 중요한 거점이 된다. 담수생물다양성은 다양한 인위적 교란으로 인해 육상 및 해양생물다양성 감소보다 더 큰 위협을 받는 것으로 알려져 있다. 2014년 세계자연기금(WWF)이 발표한 ‘지구생명보고서 2012’에 의하면 1970년부터 2010년까지 조사된 담수생명지수(Freshwater LPI)는 평균 76%의 감소를 해 다른 생물군과 비교 시 가장 많이 감소한 것으로 보고되었다(Nakdonggang National Institute of Biological Resources, 2017).
최근 강과 하천 유역에 있는 인공구조물에 의한 수위 변화와 강우에 의한 하상 구조 교란으로 수변·수생식물의 자생지 파악이 어렵다. 때문에 담수서식지를 대상으로 수행되고 있는 연구는 단순 분포조사에 그치고 있으며 하천 유역을 중심으로 정밀한 담수생물다양성 뿐만 아니라 서식환경 조사는 부족한 실정이다(Nakdonggang National Institute of Biological Resources, 2018).
폐탄광 지역과 하천복원에 대한 국내 연구는 태백시를 중심으로 Kim et al. (2000)은 폐탄광 식생 복원을 위한 식물군집 조사 분석을 수행하였고 Min et al. (2004)은 폐탄광지의 식생구조를 분석하여 산림훼손지의 복구사업과 식생복원에 과한 기초연구가 수행되었다. 하천 복원 연구에서 You et al. (2006)이 생태적 하천복원을 위한 식생 및 식물상 분석을 수행하였고 도심하천을 중심으로 한 연구에서는 Kim et al. (2006)이 청계천 복원공사 전, 중, 후의 수질과 식물 및 식생의 변화, Cho et al. (2008)이 양재천의 복원 후 하안 식생의 변화, Choe et al. (2010)이 수원천 생태하천 복원사업 이후 식생변화 연구 등을 수행하였다.
위 언급한 연구들에서는 폐탄광지의 산림 식생복원과 도심 하천의 식물상과 식생의 변화에 초점을 맞춘 연구들이다. 본 연구의 조사지 황지천의 경우 성원탄광 자연정화시설이 포함된 상류 지역과 폐광산 폐수가 유입되는 중류 지역 그리고 도심지를 포함하는 하류 지역까지 종합적인 모니터링과 관리가 필요한 곳이다. 더불어 자연정화시설로 인해 감소한 중금속이 황지천의 식물상과 식생에 어떤 변화를 줄지 확인할 척도가 필요하다. 이에 따라 황지천의 현존 식물상을 파악하고 보전을 위한 관리방안 제시 및 장기모니터링 계획 수립을 위한 기초자료를 제공하고자 한다.
재료 및 방법
식물상
황지천의 식물상 및 식생을 확인하기 위하여 2017년 2월부터 2019년 10월까지 10회의 현지조사를 실시하였다(Fig. 1, Tables 1 and 2). 조사지역 내에 생육하는 모든 관속식물을 대상으로 화상 자료를 확보하거나 채집하여 건조표본을 제작한 후 국립낙동강생물자원관 식물수장고에 보관하였다. 조사지는 황지천의 상, 중, 하류를 포함하는 8개 지점으로 좌표 기준 반경 200 m 제외지를 조사하였으며, 식물의 동정은 Lee (2003a, 2003b), Korea Fern Society (2005), Lee and Lee (2018), Korea National Arboretum (2008, 2011, 2016a), Park (2009), Cho et al. (2016), Kim et al. (2018), Kim and Kim (2018) 등의 식물도감과 문헌에 따라 실시하였다. 조사된 식물목록의 학명과 국명은 National species list of Korea (2018)을 기준으로 작성하였으며, 속 이하는 알파벳순으로 정리하였다. 또한 조사된 식물을 대상으로 특산식물(Chung et al., 2017; National Institute of Biological Resources, 2014), 희귀식물(Chang et al., 2016), 멸종위기야생식물과 국가적색목록(National Institute of Biological Resources, 2012), 구계학적 특정식물종(National Institute of Ecology, 2018), 기후변화 적응대상식물(Oh et al., 2010), 식물유용성(Korea Forest Service, 2014), 귀화식물(Korea National Arboretum, 2016b), 재배식물(Korea National Arboretum, 2017; Lee et al., 2016)을 분석하였다.
Table 1. The research site information
Table 2. The investigation dates and routes of Hwangjicheon stream
수생 및 수변식물의 경우 내륙습지조사지침의 목록과 한국과학기술정보연구원의 수생관속식물 Dtatabase를 참고하였다(Ministry of Environment, 2011; KISTI, 2019).
결과 및 고찰
관속식물 현황
황지천의 관속식물은 65과 158속 203종 2아종 18변종으로 총 223분류군으로 확인되었다. 양치식물은 3과 3속 3종으로 3분류군(1.3%), 나자식물은 1과 1속 1종(0.4%), 피자식물은 61과 154속 199종 2아종 17변종으로 총 219분류군이다. 피자식물 중 쌍자엽식물은 53과 130속 169종 2아종 17변종으로 총 188분류군(84.3%), 단자엽식물은 8과 24속 30종 1변종 31분류군(13. 9%)이다(Table 3, Appendix 1). 이는 한반도 관속식물 4,552 분류군(National species list of Korea, 2018)의 4.9%에 해당한다.
Table 3. The number of vascular plants in Hwangjicheon stream
Appendix 1. List of the vascular plants of Hwangjicheon stream
증거표본에 의한 식물목록을 바탕으로 종 수가 많은 과는 국화과(30분류군), 벼과(19분류군), 장미과(15분류군), 콩과(12분류군), 십자화과(11분류군), 마디풀과(10분류군), 꿀풀과(9분류군), 미나리과(8분류군), 석죽과(8분류군), 버드나무과(7분류), 미나리아재비과(7분류군), 사초과(6분류군), 단풍나무과(4분류군) 순이며, 이는 본 조사에서 확인한 전체 관속식물 223분류군의 65.4%에 해당된다. 조사지에서 멸종위기 및 적색목록종은 확인되지 않았다. 하천의 제외지를 중심으로 채집한 증거표본을 기준으로 집계하였기 때문에 이를 고려하면 보다 많은 분류군이 황지천에 생육할 것으로 생각 된다.
황지천의 상류에 해당하는 NHJ001~3번 지점은 일본잎갈나무, 신갈나무, 당단풍나무, 생강나무, 고추나무, 산조팝나무 등 산지에 출현하는 목본이 주로 확인되었다. 중류에 해당하는 NHJ004~6번 지점은 아까시나무, 버드나무, 물오리나무, 족제비싸리, 갈풀, 달뿌리풀 등이 확인되었다. 도심지 옆을 흐르고 인위적인 간섭을 받는 곳에 있어, 하천정비에서 살아남을 수 있는 맹아력과 근경을 통해 증식 가능하고 현지 적응력이 높은 목본과 초본이 주로 나타난 것으로 판단된다. NHJ007~8번은 하류지점으로 키버들, 갯버들, 달뿌리풀 등이 주로 확인 되었다. NHJ002~4번 지점은 탄광폐수 유입에 의한 중금속 오염이 있으며 성원탄광 자연정화시설이 이 지점들의 수생 및 수변식물상에 어떤 변화를 줄지 장기모니터링 지점으로 중요하다. 추후 누적된 수질, 토양, 중금속 등 분석 결과를 통해 황지천 8개 지점에 대한 식물상뿐만 아니라 식생, 저서성대형무척추동물 등의 조사 결과를 중첩하면 황지천의 변화와 자연정화시설에 대한 효과를 파악할 수 있는 기초데이터가 확보 될 거라 생각된다.
고유식물
고유식물(또는 특산식물; Endemic plant)은 국가 단위로 한정된 지역에서만 생육하는 식물을 말한다. 특산식물목록(Chung et al., 2017)을 근거로 황지천에 생육하는 고유종은 개나리(Forsythia koreana (Rehder) Nakai), 벌개미취(Aster koraiensis Nakai), 청괴불나무(Lonicera subsessilis Rehder), 키버들(Salix koriyanagi Kimura ex Goerz) 등 총 4분류군이 확인되었다. 벌개미취는 NHJ005 지점, 청괴불나무는 NHJ006 지점에서 확인 되었다. 키버들의 경우 NHJ001~2 지점을 제외하고 모두 출현 하였다. 확인된 고유식물 중 개나리는 NHJ007 지점에서 발견되었으나 식재된 분류군으로 여겨진다(Table 4).
Table 4. The list of Korea Endemic Species in Hwangjicheon stream
식물구계학적 특정식물
식물구계(floristics)는 지역별로 식물상 고유성이 유사하면 같은 식물지리학적 범주로, 다르면 다른 식물지리학적 범주로 구분한 지역이다. 일반적으로 한반도의 식물구계는 총8개의 아구로 분류하며, 식물의 분포 범위에 따라 5개의 등급으로 구분된다(NamGung et al., 2019). 식물구계학적 특정종은 22분류군(Table 5)으로, Ⅳ등급에 개버무리(Clematis serratifolia Rehder), 비술나무(Ulmus pumila L.), 산겨릅나무(Acer tegmentosum Maxim.) 3분류군, Ⅲ등급에 매발톱(Aquilegia buergeriana var. oxysepala (Trautv. & C. A. Mey.) Kitam.), 병조희풀(Clematis heracleifolia DC.), 분버들(Salix rorida Laksch.), 벌사상자(Cnidium monnieri (L.) Cusson) 등 총 4분류군, Ⅱ등급에 청괴불나무(Lonicera subsessilis Rehder), 등칡(Aristolochia manshuriensis Kom.), 동자꽃(Lychnis cognata Maxim.), 피나무(Tilia amurensis Rupr.), 돌단풍(Mukdenia rossii (Oliv.) Koidz.), 나래회나무(Euonymus macropterus Rupr.), 붉은병꽃나무(Weigela florida (Bunge) A. DC.) 등 총 7분류군과 Ⅰ등급의 홀아비꽃대(Chloranthus japonicus Siebold), 흰진범(Aconitum longecassidatum Nakai), 노란장대(Sisymbrium luteum (Maxim) O. E. Schulz), 말발도리(Deutzia parviflora Bunge), 산조팝나무(Spiraea blumei G. Don), 노랑물봉선(Impatiens nolitangere L.), 여우오줌(Carpesium macrocephalum Franch. & Sav.), 큰엉겅퀴(Cirsium pendulum Fisch. ex DC.) 등 총 8분류군이다.
Table 5. The list of floristic regional indicator plants in Hwangjicheon stream
식물유용성
산림청(2014)에서는 과학적 기능과 분포의 희소성 및 고유성 등에 따라 자원식물의 평가 및 용도의 재분류를 수행하였다. 이를 기준으로 과학적 기능에 따른 식물의 유용성 구분을 참고한 결과 조사지에서 확인된 전체 분류군에서 식용(74.4%), 약용(83.8%), 향료용(4.0%), 산업용(44.3%), 관상용(47.5%), 복원용(37.6%), 사료/퇴비용(50.2%) 이며, 용도 미상(2.2%)으로 확인되었다(Table 6). 현재 수생·수변 식물에 대한 자원평가 및 기초연구는 미비하다. 이에 대한 기초연구는 담수생물전문연구기관인 낙동강생물자원관에서 이루어질 것으로 사료 된다.
Table 6. The list of usage of vascular plants in Hwangjicheon stream (Korea Forest Service, 2014)
| Usez | E | M | F | I | O | R | C | U |
| No of Taxa | 166 | 187 | 9 | 99 | 106 | 84 | 112 | 5 |
| Ratio (%) | 74.4 | 83.8 | 4.0 | 44.3 | 47.5 | 37.6 | 50.2 | 2.2 |
귀화식물
국립수목원(2016)은 국내에 의도 또는 비의도적으로 유입되어 야생화 된 외래식물을 “침입외래식물”로 정의하였으며 이 중 자연생태계에 적응하여 지속해서 개체군을 형성하고, 10년 이상 생육, 번식, 확산을 통해 자생종과 구분 없이 융화되어 자라는 종을 “귀화식물”로 정의하였다(Korea National Arboretum, 2016b, NamGung et al., 2019). 국립수목원은 침입외래식물을 321분류군으로 정리하였는데, 황지천에서 확인된 침입외래식물은 돼지풀(Ambrosia artemisiifolia L.), 컴프리(Symphytum officinale L.), 털빕새귀리(Bromus tectorum L.) 등 28분류군으로 확인되었다(Table 7). 황지천의 귀화율(NI: Naturalized Index, 외래식물의 분류군 수/관속식물의 총 분류군수 × 100)은 12.5%, 도시화지수(UI: Urbanization Index, 외래식물의 분류군 수/한반도 외래식물의 총 분류군 수 × 100)는 8.7%로 나타났다. 산림지역의 평균 귀화율(4.72%) (NamGung et al., 2019)에 비해 높게 나타났다. 이는 하천의 개방된 구조와 접근성에 의한 것으로 판단된다. 생태계교란식물은 돼지풀과 미국쑥부쟁이가 확인되었으며, 하천 도로와 인접한 하천 제외지에서 소산 분포하였다.
Table 7. The list of naturalized plants in Hwangjicheon stream
적요
본 연구는 강원도 태백시에 위치한 황지천의 장기모니터링을 위한 수변식물상 조사를 수행한 결과 65과 158속 203종 2아종 18변종으로 총 223분류군으로 확인되었다. 과별로 보면 국화과(30분류군), 벼과(19분류군), 장미과(15분류군), 콩과(12분류군) 순으로 높게 나타난다. 이 중 특산식물은 4분류군이다. 멸종위기 및 적색목록종은 출현하지 않았다. 식물구계학적 특정식물은 Ⅳ등급 3분류군, Ⅲ등급 4분류군, Ⅱ등급 7분류군, Ⅰ등급 8분류군으로 총 22분류군이다. 귀화식물은 28분류군으로 귀화율 12.5%, 도시화지수 8.7%를 나타났다. 용도에 따른 분류는 식용 166종(74.4%), 약용 187종(83.8%), 향료용 9종(4.0%), 산업용 99종(44.3%), 관상용 106종(47.5%), 복원용 84종(37.6%), 사료/퇴비용 112종(50.2%), 용도 미상 5종(2.2%) 등으로 구분되었다. 이러한 조사 연구를 통해 하천정화시설의 설치 전과 후의 식물상 및 식생변화에 대한 척도를 확보하고 종합적인 관리를 위한 장기 모니터링 기초자료로 활용하고자 한다.



