■인공산란장 개요
인공산란장이란 갈수기 때 농업용수 사용, 장마시기 대비 용수조절 등으로 댐·호의 수위가 급격하게 낮아져 수초나 나무뿌리 등에 자연산란된 물고기의 난이 대기중에 노출돼 말라죽거나 유실되는 것을 방지하기 위해 자연산란 서식지와 유사한 형태로 인공산란시설을 인위적으로 만들어 줌으로써 물고기의 산란 및 부화효과를 극대화하기위한 생태계 복원시설이다. 인공산란장의 궁극적인 목적은 대형호소에서는 유용 수산생물자원의 산란처 및 자·치어의 은신처를 제공하는데 있지만 소형저수지의 경우 부착기질에 기생하는 유용 미생물이 활성화돼 각종 유기물, 영양염류의 흡착 및 분해작용으로 이어져 수질개선은 물론 수변 친수공간을 제공해 최근에는 청소년 생태학습장으로서의 호응이 높아 생태 탐방 체험장으로도 많이 활용되고 있다.
■인공산란장 구조
인공산란장의 몸체는 코코넛 화이버로 구성된 기반재에 발포성 부력재(Poly Ethylene Form)를 부착하고 HDPE(High Density Poly Ethylene)망체로 구성됐으며 산란효과극대화를 위해 친환경어소를 부착하고 산란장의 보호를 위해 외곽보호틀을 부착한다.
토양과 같은 역할을 하는 기반재는 Fiber형 코코넛 매트이며 우수한 보습력, 강한 통풍성 및 투수성을 가진다. 또한 섬유자체가 cellulose와 lignin으로 구성돼 수중에서 거의 분해되지 않는다. 풍부한 탄력성과 코코넛 섬유 조직내부에 포집돼 있는 수많은 공극의 완충 작용으로 복원력이 우수하고, 모든 하중을 분산시켜 식생이 활착될 동안 적절한 식생기반재 깊이를 제공할 수 있다. 천연 섬유질의 특성상 무수히 많은 공극이 존재하며, 3차원의 입체적 망상 구조로 되어 있기 때문에 식물의 뿌리가 잘 퍼져나간다.
또한 미생물이 서식할 수 있는 공간이 많으므로 미생물에 의한 수질 오염물질 제거를 통해 수질개선이 가능하다. 특히, 매트의 외부와 내부는 호기성, 혐기성, 임의성 상태가 혼재하여 유기물뿐만 아니라, 부영양화로 인한 수질 악화의 원인이 되는 질소, 인의 저감에도 효과가 있다.
부력재는 식생기반재와 수생식물을 띄우고 고정시키는 역할을 하며, 재질로는 부력성이 좋고 내부식성을 가진 평판형 가교결합 폴리에틸렌폼을 사용했다. 유연성을 갖는 평판형 가교결합 폴리에틸렌폼 부체는 파랑 및 유속 등의 지속적인 외부 충격에 대해 파손 및 유실의 우려가 적다.
망체는 부체와 식생기반재를 와이어로프로 고정하는 역할을 한다. 망전제가 일체형으로 취약부분이 없어 견고하며, 중량이 가벼워 이용이 용이하다.
알부착효율을 극대화하기위해 사용되는 친환경어소는 천연소재인 코코넛줄을 이용해 어란부착면적이 방대하고 어란부착성능이 우수하며 어류의 서식처 및 치어의 은신처를 제공한다.
기존의 어소에 문제점이었던 물흐름 및 산소전달부분을 개선해 수류소통이 원활해 부착란의 부화가 용이하고 다회성으로 탈부착이 용이해 어소에 이물질 부착 시 청소 후 재부착 가능할 수 있도록 했다.
홍수시 증가된 유속으로 각종 이물질들이 떠내려 오게 되는데 이로 인해 산란장 파손이나 쓰레기들이 넘쳐 유입되지 않도록 외곽 보호틀을 설치한다.
■인공산란장 어족자원 증대
◇인공산란장 뿌리부 치어서식 및 산란효과=식생형 인공산란장은 식재식물의 뿌리 발육상태에 따라 물고기의 산란·부착 효과는 밀접한 연관이 있다. 즉 식재식물의 발육이 잘 돼야 산란장 기저부에 있는 뿌리가 왕성하게 발달 될 수가 있다. 따라서 잘 발달 된 뿌리는 표면적이 넓게 퍼져 물고기의 산란, 부착기질은 물론, 부화 후 자·치어의 서식, 먹이섭식 장소로 활용되기 때문에 가장 이상적인 인공산란장으로 볼 수 있다. 이상의 효과를 검증하기 위해 다음과 같이 시험을 실시했다.
뿌리의 성장도를 측정하기위해 인공산란장을 뒤집었을 때 뿌리 주위부근에 치어들이 출현했다. 이는 인공산란장이 서식처 및 은신처 역할도 한다는 사실을 알 수 있다.
뿌리 역시 잎과 마찬가지로 부피의 증가가 확실히 나타났으며 이는 어류의 서식처나 은신처 역할에 도움을 줄 뿐만 아니라 어류의 산란 부착에도 많은 도움을 줄 것으로 판단된다. 인공산란장의 핵심인 식생기반재는 코코넛섬유의 재질이며 이는 비표면적이 넓고 표면이 거칠어 어란부착효율이 우수하며 노랑꽃창포의 뿌리부는 시간이 경과할수록 방대해져 어란부착면적은 지속적으로 증가한다.
◇인공산란장 어류 출현빈도=춘천호에 설치한 인공산란장에서 어류위집효과를 조사한 결과 생체량이 가장 높았던 종이 붕어였으며 이는 인공산란장이 잉어과 어류가 산란, 부착기질로 이용되고 있음을 확인함으로써 산란효과를 검증했다.
◇인공산란장 어족자원 증대효과=인공산란장을 설치한 후 대상 수역에 어족자원이 얼마나 증대됐는지를 정량화하기위해 ㈜아썸의 인공산란장을 실제 지속적으로 이용하는 어민들을 대상으로 설문조사를 실시했다.
전체응답 중 어족자원이 ‘증대(62.5%)’됐거, ‘매우 증대(37.5%)’됐다는 답변이 100%를 차지했으며 감소됐다는 의견이 없는 것으로 볼 때 인공산란장의 어족자원 증대효과가 있는 것으로 분석됐다.
■인공산란장의 효과
◇생태복원=동물플랑크톤은 생태복원에 매우 중요한 먹이연쇄의 최종단계 미생물이며 어류산란장의 뿌리부에서 안정하게 은신하고 유해한 식물플랑크톤을 섭취해 개체수가 증가한다. 이 때문에 동물플랑크톤을 먹이로 하는 어류가 모이게 되고 어류산란장하부의 뿌리부와 어초에 산란을 하게 된다. 알에서 부화한 치어가 성장해 어족자원이 증대하게 되고 양서류, 파충류, 조류가 서식하게 돼 건강한 생태계가 유지된다.
◇수질정화=어류산란장의 수질정화 기능은 식물에 의한 흡수와 부착 미생물에 의한 오염물질 제거에 의해 진행된다. 미생물은 부착할 수 있는 면적이 넓을수록 다량서식하고 오염물질 제거효율이 높아진다. 식물의 뿌리부와 코코넛화이버로 제작된 식생기반재는 방대한 비표면적을 제공한다.
◇저탄소화=수면위에 조성되는 어류산란장의 상부에는 밀집 식재된 다양한 수생식물은 광합성을 하며 대기중의 CO2를 흡수한다.
◇환경친화성=어류산란장은 호안옆의 수면위에 조성되므로 부지가 소요되지 않는다. 따라서 녹지를 훼손할 필요가 없이 생태가 복원된다. 기존의 물리·화학적 처리시설은 수질정화를 하기위해 화학약품이 지속적으로 소요돼 유지관리비가 고가이며 2차오염의 우려가 있으나 어류산란장은 현장에 적응된 다량의 식물 및 미생물에 의해 수질이 정화되므로 경제적이며 환경친화적이다.
◇환경지속성=어류산란장은 자연정화능력을 극대화시켜 생태복원 및 수질정화를 실시한다. 따라서 건강한 생태계를 조성하는 미생물 및 식물이 안정적으로 서식할 수 있는 공간과 영양분을 제공해 효과가 발생하며 현장에 적응한 자연그대로의 생물에 의해 기능이 발생하기 때문에 스스로 증식하며 우점해 지속적으로 기능을 발휘한다.
◇수면부유기술=어류산란장의 하부에는 다공성 부력판이 설치돼 13.9kg/m2의 안정적인 부력을 가지며 수면에 부유한다.
◇수면고정기술=국내의 대형저수지는 계절적 강우량 및 용수사용 편중으로 저수위와 만수위의 차가 크게는 약 40〜50m정도 된다. 어류산란장은 설치된 위치에 그대로 있어야 하며 수위높이대로 올라갔다 내려감을 반복해야하므로 현장특성을 고려하여 수중앙카와 와이어를 이용한 유동성 고정장치를 설치한다.
◇식물배양기술=어류산란장의 식생기반재는 식물이 안정적으로 활착할 수 있도록 식물을 식재할 수 있는 pot가 있고 코코넛화이버에 의해 안정하게 지지된다. 파로호와 같은 1급수의 빈영양호에서는 영양분 농도가 낮아 수면에서 식물이 성장할 수 없으나 어류산란장의 식생기반재는 수중의 영양분을 고농도로 흡착 저장해 식물이 이용할 수 있도록 한다.
◇자연환경에 강한 내구성=저수지에서는 연속적으로 파랑이 충격을 주기 때문에 일체형의 판으로 산란장을 조성할 경우 단시간 내에 파손되며 식물이 물에 휩쓸려 유출되는 현상이 발생한다. 따라서 아썸의 어류산란장은 단위유닛으로 조립돼 파랑의 크기에 상관없이 물결을 따라 유연하게 대처하여 파손되지 않는다.
◇다양한 디자인을 적용한 경관창출=어류산란장은 단위유닛으로 조립되기 때문에 지역의 상징, 새, 어류 등 다양한 형태로 제작해 경관가치를 상승시키며 관광자원화 할 수 있다.
■결론
인공산란장설치의 궁극적인 목적은 식생의 파괴로 생태계 변화가 예상되는 대형댐의 호소나 강, 하천 등에 자연산란 서식지와 유사한 형태로 인공산란장 시설을 인위적으로 설치함으로서 수산자원의 산란 및 부화 효과를 극대화해 수산자원의 증강을 유도 하며 안정적인 먹이연쇄를 통해 건강한 수생태계를 유지하는 것이다. 인공산란장주변에는 다량의 동물플랑크톤이 서식하며 이를 먹이로 하는 어류가 모여든다. 5〜7월에 인공산란장 주변에는 자·치어가 군집하는 경우를 종종 관찰하게 되는데 이러한 결과는 본 시설물이 산란장과 서식처 역할을 일부 하고 있음을 증명한 결과라 판단된다. 2009년에 설치한 산란장에서는 잉어, 붕어의 산란 흔적이 대량으로 확인돼 산란장으로 인한 효과는 충분한 것으로 나타났다. 향후 지속적인 모니터링이 필요한 것으로 판단된다.
최근에는 소형 저수지의 인공산란장 시설에서는 부착기질에 기생하는 유용 미생물이 활성화되어 각종 유기물, 영양염류의 흡착 및 분해작용으로 이어져 수질개선은 물론, 수변 친수공간을 제공할 수 있어 청소년 생태학습장, 여가 및 휴식공간등으로 활용될 수 있으므로 추가적인 간접효과를 얻을 수 있다.
