1. 서 론
2. 연구 방법
2.1 조사지 개황
2.2 무선추적
2.3 자료 분석
3. 결과 및 고찰
3.1 금개구리 체형 비교
3.2 개체 이동거리 및 MCP 분석
3.3 지역별 개체군 서식영역 크기 분석
4. 결론 및 제안
1. 서 론
양서류의 절멸은 빠른 속도로 진행되고 있고 (Blaustein et al. 1994, Houlahan et al. 2000), 양서류의 40%는 절멸 위기에 처해 있다. 이는 조류의 14%와 포유류의 25%가 절멸 위기에 처한 것에 비해 높은 수치라고 할 수 있다 (IUCN 2019). 양서류는 척추동물 중 인간의 서식지 훼손 및 단절과 같은 개발활동에 가장 취약한 분류군이다 (Hof et al. 2011). 특히 1990년대부터 양서류의 감소는 전 세계적인 추세로 인식되었다 (Wake 1991).
현재 우리나라에서는 포유류나 조류에 비해 이동성 및 회피성이 떨어지는 것으로 알려진 양서류를 대상으로 가장 높은 비율로 대체서식지를 조성하고 있다 (Shim et al. 2018). 대체서식지는 개발 사업으로 인하여 서식지가 심각하게 파괴되거나 훼손이 불가피할 때 조성되며, 개발에 의한 피해를 최소화하기 위한 저감방안 중 하나이다. 대체서식지 조성을 위해서는 서식조건, 입지선정 평가 항목, 규격에 대한 연구를 바탕으로 조성되어야 하지만 (ME 2013), 현재 멸종위기종에 대한 연구가 미비한 실정이다 (Shim et al. 2018).
금개구리 (Pelophylax chosenicus)에 대한 연구는 분류학적 연구 (Yang et al. 1988), 이동경향과 음성행동 (Cha 2008), 유생의 먹이 (Ra et al. 2007), 행동권 (Ra et al. 2008, Park et al. 2018), 울음소리 특징 (Park et al. 1998) 등과 같은 생물학적 연구가 주를 이루었지만, 최근 금개구리 서식지 분석 및 조성 (Cheong et al. 2009, Ra et al. 2010, Yang and Koo 2016)에 관한 연구도 진행되고 있다.
무선추적연구는 대상종의 생태를 파악하는데 유용한 연구 방법이고, 양서류의 경우에도 행동 생태 연구를 위해 무선추적 (radio-tracking) 법이 많이 사용되고 있다 (Van Gelder et al. 1986, Richards et al. 1994, Bartelt and Peterson 2000, Bull 2000). 무선추적법은 양서류 위치 추적을 위해 가장 많이 사용되고 있으며, 대상종의 지점 정보를 정확하게 확인할 수 있다 (Well 2007). 하지만 소요되는 비용이 비싸고, 한 연구에서 많은 개체들을 추적하기 어렵다는 단점도 가지고 있다 (Iwai 2013). 국내 서식하는 양서류는 체중이 적고, 피부가 약하며, 주로 물에서 생활하기 때문에 행동권 분석을 위한 무선발신기 부착이 어렵다. 그로 인해 국내 개구리목 13종 중 (KSH 2019) 행동권 조사가 연구된 종은 금개구리 (Ra et al. 2008, Park et al. 2018), 두꺼비 (Lee et al. 2013), 청개구리 (Borzée et al. 2019) 단 3종이다.
멸종위기야생생물 Ⅱ급인 금개구리는 근연종인 참개구리 (P. nigromaculatus)와 비슷한 크기와 외형을 가지지만, 등 바깥쪽으로 돌출되어 있는 금색 융기 두 줄이 가장 큰 특징이다 (Lee and Park 2016). 금개구리는 서식지 파괴와 황소개구리 (Lithobates catesbeianus)의 유입으로 개체수가 급격히 감소하여 세계자연보전연맹 (IUCN) 적색목록 (Red list)에 취약종 (vulnerable species)으로도 등록되었다 (Ra et al. 2010). 특히 금개구리의 주서식지인 습지는 인간의 개발행위가 많이 발생하여 계속 줄어들고 있으며, 지난 20여년 동안 61%가 줄어든 것으로 보고되었다 (ME 2014).
본 연구에서는 무선추적법을 이용하여 논과 생태공원에서 금개구리의 이동거리 및 행동권을 파악하였다. 본 연구에서 획득된 결과는 금개구리 서식지 개선 및 복원을 위한 중요한 근거 자료가 될 것이다.
2. 연구 방법
2.1 조사지 개황
본 연구는 현재 경작이 이루어지고 있는 ‘논’과 ‘생태공원’이라는 두 가지 형태의 서식지에서 수행되었다. ‘논’은 서울특별시 강서구 개화동에 위치하며, 김포공항 측면의 경작지로서 오랫동안 논으로 유지된 곳이다 (Fig. 1 (a)). 논 주변에는 폭 3.5 m, 길이 202 m 정도의 농로가 남동-북서 방향으로 뻗어 있고, 양쪽으로 재래식 (흙) 농수로가 형성되었다. 좌측엔 폭이 3 m, 우측엔 폭이 10 m 정도의 수로가 형성되어 있으며, 폭의 넓이는 수변부도 포함하였다. 좌측 수로 하단부는 사람들이 이용하여 땅으로 메워져 있어 우측의 수로보다 15 m정도 짧다. 좌측 중간부터 하단부까지는 사람들이 이용하는 경작시설 (비닐하우스)이 설치되어 있고. 우측 수로는 논과 맞닿아 있다. 수로 사이에 있는 농로는 농기계와 주민의 운행 차량이 주로 이용하였다. 농수로는 시기에 따라 건천화가 진행되어 수생식물이 빈약하였고, 농수로 양사면에는 환삼덩굴 (Humulus japonicus), 칡 (Pueraria lobata), 망초 (Conyza canadensis) 등 중건생식물이 우점하였다. ‘생태공원’은 경기도 광주시 광주시 퇴촌면 정지리에 위치한 경안천습지생태공원이며, 2015년까지 논과 습지인 곳을 ‘2016년 생태계보전-협력금 반환 사업’ 대상지로서 성토와 습지조성이 진행되었다 (Fig. 1 (b)). 경안천습지생태공원에서 가장 규모가 큰 연못에서 남쪽으로 5개의 작은 연못으로 구성되어 있고, 각 연못들은 7 - 50 m 정도 거리로 떨어져 있다. 연못들 사이에는 수로가 연결되어 금개구리가 물길을 따라서 자유롭게 이동할 수 있는 형태이다. 인위적으로 식재된 연 (Nelumbo nucifera), 갈대 (Phragmites communis), 애기부들 (Typha angustifolia) 등 수생식물이 우점하고, 수심이 깊은 곳에 침수식물 및 부엽식물과 정수식물의 식피율이 매우 높았다.
2.2 무선추적
연구는 2017년 7월부터 시작하여 동면에 들어가는 11월까지 수행하였다. 무선추적에 사용된 수신기는 IC - R20 (Icom Inc. Jpn.)와 SIKA (Biotrack Co. UK)이었고, 안테나는 Yagi antenna (Biotrack Co. UK)를 사용하였다. 무선발신기는 BD - 2 (Hologhil Systems Ltd, Can.) 모델 중 ‘tube’ 타입을 사용하였다. 크기는 14 × 6.5 × 3.5 mm와 16 × 8.0 × 3.5 mm, 무게는 0.62 g과 1.2 g, 배터리 수명은 1개월과 2개월이었으며, 각각 작은 것은 수컷에, 큰 것은 암컷에 부착하였다. 무선발신기를 금개구리의 허리에 감을 수 있도록 벨트 타입으로 제작하였다. 배터리팩의 무게 범위는 수컷의 경우 0.7 - 1.2 g, 평균은 0.8 ± 0.1 (mean ± SE), 암컷의 경우 1.3 - 2.1 g, 평균은 1.7 ± 0.3 g이었다. 일반적으로 양서류는 개체 무게의 10% 미만으로 무선발신기 등을 부착할 수 있다 (HACC 2004). 금개구리 성체 평균 무게를 고려하여 암컷은 20 g, 수컷은 10 g 이상의 개체들을 무작위 포획하였고, 몸무게와 몸길이를 측정한 후 발신기를 부착하였다. 개체에 부착한 무선발신기는 수명이 끝나기 전에 개체에게서 제거하였다. 무선발신기팩을 부착한 금개구리는 약 1 - 2일간 안정 및 적응기를 보낸 후 서식지에 방사하였다. 야행성인 금개구리의 생태적 특징을 고려하여 해질 무렵에 조사를 수행하였다. 만약 개체를 직접 관찰하지 못 할 경우에는 야간 및 다음 날 오전까지 조사를 수행하였다. 무선 추적 연구는 기상 상태 및 특별한 사유가 없는 한 7일 주기 (수요일)에 맞춰 연구를 수행하였다.
2.3 자료 분석
무선추적은 방사 후 서식지 내에서 개체가 안정된 서식지로 이동한 1주일 후를 첫 발견지점을 시작점으로 시작하였기 때문에 이동거리 (line)는 2주 후부터, 이동면적 (polygon)은 3주 후부터 산출되었다. ArcView 3.2 (Esri Inc. USA)의 Animal movement 확장 프로그램을 이용하여 MCP (Minimum Convex Polygon)로 각 개체 행동권 크기를, Kernnel density (50%, 95%)로 각 지역 금개구리 개체군 서식영역을 산출하였다. 두 개체군 간의 차이는 정규분포가 이루어지는 경우는 t-검정을, 그렇지 않는 개체군 간에는 Mann-whitney U 검정을 사용하였고, 통계프로그램은 SPSS 22.0 (IBM SPSS Inc. USA)를 사용하였다.
3. 결과 및 고찰
3.1 금개구리 체형 비교
총 39개체 (수컷: 20개체, 암컷: 19개체)의 금개구리를 대상으로 무선 추적을 수행하였다 (Table 1). 본 연구에 사용된 금개구리 수컷의 몸길이는 46.4 ± 0.8 mm (n = 20), 암컷은 61.0 ± 1.3 mm (n = 19)이었고, 암･수간의 몸길이는 유의하게 차이가 있었다 (t-검정, p < 0.05). 본 연구에서는 암컷이 수컷보다 1.3배 컸다. 일반적으로 개구리류는 암컷이 수컷보다 큰 성적이형을 가지고 있고 (Katsikaros and Shine 1997, Blanckenhorn 2005), 금개구리에 대한 이전 연구에서도 암컷이 수컷보다 각각 1.6배와 1.3배 컸다 (Cheong et al. 2007, Sung et al. 2007). 한편 본 연구에서 금개구리 수컷의 몸무게는 10.0 ± 0.4 g, 암컷은 23.9 ± 1.7 g이었고, 암·수간의 몸무게는 암컷이 컸다 (Mann-whitney U 검정, p < 0.05). 본 연구에서 암컷과 수컷의 몸무게는 암컷이 수컷보다 2.4배 무거웠다. 지역적으로는 강서구 개체군 16개체와 광주시 개체군 23개체를 대상으로 연구를 수행하였으며, 수컷의 몸길이만 강서구 개체군이 더 컸고 (t-검정, p < 0.05), 나머지 수컷 몸무게, 암컷 몸길이, 암컷 몸무게 차이는 없었다 (t-검정, p > 0.05). 이러한 결과는 두 지역이 과거부터 강 유역에 위치한 습지로써 안정적인 서식 조건을 가지고 있었고, 또한 두 지역 사이에 거리가 가깝기 때문에 (직선거리: 약 46 km) 개체군 특성에서도 크게 차이가 나지 않은 것으로 생각된다.
Table 1. Movement distance and minimum convex polygon (MCP) with the different types of sexuality and Kernnel density (50% and 95%) of Pelophylax chosenicus surveyed by radio-tracking in the rice paddy and the ecological park. The value of p means the significant probability of the difference between the habitat types or sexualities by t-test or Mann-Whitney U test (Mean±SE)
3.2 개체 이동거리 및 MCP 분석
2017년 7월 7일부터 11월 22일까지 총 139일 동안 42개체에 행동권 추적을 수행하였으나, 이 중 31개체에서 1번 이상의 이동거리 (73.8%)와 21개체 (50%)의 행동권을 산출하였다. 논 개체군의 평균 이동거리는 11.7 ± 1.9 m (n = 64), 생태공원 개체군 24.7 ± 4.3 m (n = 39)은 이었고, 성별을 기준으로 수컷은 15.5 ± 2.4 m (n = 24), 암컷은 20.4 ± 3.8 m (n = 82)이었다. 성별을 기준으로 수컷 (n = 24)과 암컷 (n = 82)간에 이동거리 차이는 없었지만 (t-검정, p > 0.05), 지역 간의 평균 이동거리는 논 개체군과 생태공원 개체군 사이에 차이가 있었다 (Mann-Whitney U 검정, p < 0.05). 개체 행동권 및 서식영역 분석은 42개체 중 21개체에서 산출되었고, 다양한 행동권을 보였다 (Fig. 2). 강서구 개체군의 평균 MCP는 181.2 ± 110.8 m2 (n = 11), 광주시 개체군은 416.1 ± 276.2 m2 (n = 10)이었고, 지역 간의 MCP는 차이가 없었다 (t-검정, p > 0.05). 성별로는 수컷은 50.1 ± 22.9 m2 (n = 6), 암컷은 390.2 ± 195.1 m2 (n = 15)이었고, 암컷의 MCP가 수컷보다 컸다 (Mann-Whitney U 검정, p < 0.05). 그러나 Ra et al. (2008)의 금개구리 수컷과 암컷간의 행동면적은 수컷이 암컷보다 크게 나와 본 연구와는 상반된 결과를 나타내었다. 개체들 사이에 광범위한 편차 (Bishir et al. 2018)와 적은 표본 수로 인한 결과일 수도 있지만, 서식지 간 차이 (Ra et al. 2008: 논, 저수지, 본 연구: 논, 생태공원)일 수도 있다. 행동권은 먹이활동, 번식활동, 양육과 같은 활동을 하는 동안 움직이는 범위 (Burt 1943)를 뜻하기 때문에 행동권을 이해하기 위해 그 종의 생태를 파악하는 것은 매우 중요하다. 몸크기나 생태적인 차이로 수컷과 암컷의 행동권이 대부분 차이를 보이지만 (Regosin et al. 2003, Rittenhouse and Semlitsch 2007, Bishir et al. 2018), 수컷의 양육활동과 같은 독특한 생태 특징 때문에 차이가 나지 않는 경우도 있다 (Werner et al. 2010).
3.3 지역별 개체군 서식영역 크기 분석
논 개체군의 핵심 서식영역 (Kernel density 50%) 크기는 736 m2이었고 수로와 거의 일치한 형태였으며, 서식영역 (Kernel density 95%) 크기는 5,391 m2이었고 양쪽 수로와 그 사이 농로를 포함한 형태였다 (Fig. 3 (a)). 생태공원의 개체군의 핵심 서식영역은 1,080 m2이었고, 경안천습지생태공원 내부에 위치한 연못을 중심으로 형성되었으며, 서식영역은 4,160 m2이었고, 핵심영역을 중심으로 수로, 초지 등을 포함하였다. 경안천습지생태공원을 넘어 만경강쪽으로 움직인 1개체로 인해 좌측 작은 타원부분까지 서식영역이 확장되었다 (Fig. 3 (b)). 논 개체군은 현재 경작 중인 논에 서식하고 있고, 생태공원 개체군은 금개구리를 대상으로 조성된 경안천습지생태공원에 서식하고 있다. 강서구의 논에는 경작으로 인한 인간의 끊임없는 간섭이 일어나고, 논과 논 사이에 콘크리트 농로가 형성되어 있으며, 그 위로 농기계 및 차가 수시로 이동하고 있었다. 그러나 광주시 경안천습지생태공원에는 큰 연못을 중심으로 작은 연못들이 수로로 연결되어 있고, 초지, 관목, 교목들도 잘 관리되고 있으며, 특정 관람로로 일정 시간만 이동하는 인간의 간섭 외에는 특별한 위해 요인이 없었다. 크고 작은 연못과 수로가 형성되어 있고, 그 사이를 초본류가 자라고 있어 서식지 내 연결성이 높은 생태공원 개체들이 콘크리트 농로의 단절과 인간의 경작활동으로 수로로 밀려난 논 개체보다 서식영역이 넓은 것으로 판단된다. 과거 영흥도 개체군의 연중 서식영역 (Kernel density 95%)은 농경지형습지 (묵논형)에서 8,765.0 m2, 웅덩이 (수로형)에서 3,700.9 m2이었고, 서식지 형태에 따른 행동권 차이가 나타났다 (Ra et al. 2008). 서식지 훼손, 변형, 단편화가 양서류 감소에 가장 큰 영향을 끼치는 요인 (Fisher and Shaffer 1996, 11, Marsh and Trenham 2001)이기 때문에 인간의 영향에 의한 서식환경 차이가 금개구리의 행동권에도 영향을 주었을 것으로 생각된다.
4. 결론 및 제안
금개구리는 주서식지인 습지가 계속 줄어들고, 외래종인 황소개구리의 유입으로 개체수가 급감하고 있어 보호가 필요한 종이다. 금개구리 대체서식지의 면적 및 입지에 대해 무선추적법 연구결과를 바탕으로 제안하고자 한다. 현재까지 야생의 금개구리를 대상으로 행동면적을 연구하여 발표한 결과는 본 연구 (논: 4,160 m2, 생태공원: 5,391 m2)와 Ra et al. (2008) (농경지형 습지: 8,765.0 m2, 웅덩이: 3,700.9 m2) 두 사례 뿐이다. Cheong et al. (2009)이 금개구리 밀도를 0.7마리/100 m2, 야생개체군 크기를 100마리라고 설정한 생존분석 결과에서 100마리가 서식하는데 요구되는 면적은 14,300 m2이란 결과도 있었지만 확률적 모형이어서 제외하였고, 단편적인 이동 거리를 보고한 Park et al. (2018)도 제외하였다. 본 연구와 Ra et al. (2008)의 금개구리 행동권 결과를 야생의 개체들이 움직일 수 있는 최소한의 면적으로 설정한다면, 금개구리의 대체서식지 최소 면적은 약 0.9 h로 산출되었다. 여기에 서식지 면적에 습지 주변의 약 30 - 40 m 범위의 육상 지역을 포함하여야 한다는 Ra et al. (2008)의 제안을 반영하면 최소 1.33 ha의 대체서식지 면적이 필요할 것으로 판단된다. 그러나 이 수치는 추후 수행되는 금개구리 행동권 연구 결과에 따라 변동될 수 있을 것이다.
서식지 이주를 포함한 금개구리 대체서식지는 대부분 논이나 생태공원을 대상으로 선정되고 있다. 경작 중인 논은 농기계 사용과 같은 직접적인 인간의 간섭과 논 사이에 조성된 콘크리트 농로로 인한 단절에 의한 영향을 받고, 금개구리가 서식하기 적당한 자연형 수로를 직각화된 콘크리트 수로로 교체하여 서식조건이 계속 나빠지고 있다. 또한 대부분 사유재산이어서 법적 분쟁이 발생할 수 있고, 개발압도 비교적 높다. 생태공원도 인간의 잦은 방문과 관리를 위한 농약 등을 사용하지만, 개발압이 낮고 서식지 내 연결성이 높아 금개구리가 서식하기 적합한 것으로 판단된다. 그러나 묵논과 같은 형태나 농기계와 농약의 사용 자제하는 전통 농법을 사용한 논이라면 금개구리 대체서식지로 활용할 수 있을 것이며, 환경 여건 및 양서류 전문가의 의견에 따라 유동적으로 대처해야 할 것이다.
