KR20170088682A - 연안 복합생물 서식지, 및 이에 의한 생물 복원 방법 - Google Patents

연안 복합생물 서식지, 및 이에 의한 생물 복원 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 연안 복합생물 서식지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 연안에 조성되어 심미적 및 생태적 효과를 창출하는 복합생물 서식지 및 이에 의한 생물 복원 방법에 관한 것이다.

Description

연안 복합생물 서식지, 및 이에 의한 생물 복원 방법{COASTAL COMPLEX ORGANISM HABITATS, AND BIOREMEDIATION METHOD THEREOF}
본 발명은 연안 복합생물 서식지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 연안에 조성되어 심미적 및 생태적 효과를 창출하는 복합생물 서식지 및 이에 의한 생물 복원 방법에 관한 것이다.
우리나라의 서해, 남해 연안은 넓은 범위로 강도 높게 진행된 수십 년간의 간척과 연안 개발에 의해 다양한 종의 해양 생물 산란, 성육장 역할을 하는 생태적인 기능을 상실하였으며, 심미적인 기능 또한 수행하기 어렵게 되었다. 인공섬이나 쓰레기 매립장, 농지나 주택용지 조성을 위한 습지 매립으로 인해, 해안선의 많은 부분이 인공화되어 사라졌고, 조간대의 경우 많은 개발 사업의 대상이 되면서 상실되었다.
그러나 최근 연안의 생물 다양성과 휴양적 가치의 중요성은 크게 인식되고 있다. 즉, 개발 사업으로 인한 연안, 조간대 등의 훼손이 불가피하다면 이를 대체할 수 있는 서식지 조성의 필요성에 대해 논의되고 있다.
바다와 육지가 만나는 연안의 환경적 특성상, 조수의 이동에 따라 하루에 두 번씩 바닷물에 잠겼다가 노출되기를 반복한다. 따라서 연안, 조간대에 서식하는 생물들은 매일같이 주기적으로 일어나는 온도의 변화 및 바닷물의 유무에 따른 상태, 그리고 바닷물이 운반해 온 영양분의 상태 등 변화하는 환경에 적응해야 한다. 또한, 그들을 서식지로부터 떨어지게 하려는 파도와 같은 기계적인 힘에도 견뎌내야 한다. 즉, 만조 때는 바닷물에 잠기고, 간조 때는 공기에 드러나는 등 생물에 있어서 혹독한 환경적 조건을 완화하고 다양한 생물종의 서식이 가능한 서식지 환경을 조성하는 것이 요구된다.
또한, 상술한 바와 같은 생태적 기능뿐만 아니라, 주변의 심미적인 환경 조성을 위한 기능을 수행할 수 있는 서식지 조성이 함께 요구되고 있다.
본 발명은, 상기 종래 기술의 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로,
인공적으로 형성된 조수 웅덩이(tidal pool)를 포함하는 연안 복합생물 서식지를 조성함으로써, 급격한 조수 간만의 차를 완화시키고, 다양한 생물종의 성장에 유리한 환경을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 연안 복합생물 서식지에 의한 생물 복원 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은,
단차(段差)를 두고, 조상대(潮上帶)에서 조하대(潮下帶) 방향으로 염생식물 영역(halophyte zone); 자연 암반 영역(natural bedrock zone); 소나무 영역(pine zone); 및 해조류 영역(seaweed zone)이 순차적으로 포함되는 것을 특징으로 하는 연안 복합생물 서식지를 제공한다.
또한, 본 발명은
상기 소나무 영역(pine zone)에 인공 조수 웅덩이(tidal pool)를 포함하는 것을 특징으로 하는 연안 복합생물 서식지를 제공한다.
또한, 본 발명은
상기 연안 복합생물 서식지에 의한 생물 복원 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 염생식물 영역(halophyte zone); 자연 암반 영역(natural bedrock zone); 소나무 영역(pine zone); 및 해조류 영역(seaweed zone)을 포함하는 연안 복합생물 서식지는 심미적인 효과, 생물 다양성(biodiversity) 및 생물량(biomass) 증가 효과와 함께 생물 복원 효과, 항만의 리모델링 효과를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 연안 복합생물 서식지의 도면이다.
도 2는 본 발명의 연안 복합생물 서식지에 포함되는 인공 조수 웅덩이(tidal pool)의 사시도이다.
도 3은 연안 복합생물 서식지를 설치하기 이전과 이후의 시기별 해조류의 출현종수를 비교한 도표이다.
도 4는 연안 복합생물 서식지를 설치하기 이전과 이후의 시기별 부착 생물의 출현종수를 비교한 도표이다.
이하, 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
본 발명은,
단차(段差)를 두고, 조상대(潮上帶)에서 조하대(潮下帶) 방향으로 염생식물 영역(halophyte zone); 자연 암반 영역(natural bedrock zone); 소나무 영역(pine zone); 및 해조류 영역(seaweed zone)이 순차적으로 포함되는 것을 특징으로 하는 연안 복합생물 서식지를 제공한다.
상기 염생식물 영역은 단절된 육상생태계와 해양생태계의 추이대 역할을 수행하며 동시에 해양에 부니질 먹이사슬의 고리를 연결 시켜주는 기능을 한다. 상기 자연암반영역은 부착생물과 다양한 해조류의 부착이 용이하도록 기능한다. 상기 소나무 영역은 소나무 주피의 섬유질을 이용해서 부착생물의 착생을 돕는 역할을 한다. 상기 해조류 영역은 외부파가 지속적으로 영향을 미치는 지역으로 해조류의 밀생을 유도하여 외부파를 감쇄시키고 치어 및 부착생물 등의 해양생물의 생육공간을 제공해주는 역할을 한다.
본 발명의 연안 복합생물 서식지에 포함되는 각 영역에 대해 보다 상세하게 설명하기로 한다.
상기 염생식물 영역(halophyte Zone)은, 조간대 상부에 염생식물 씨앗을 파종하여 식생을 유도하거나, 염생식물을 이식하여 생육을 유도할 수 있다. 이때 씨앗을 파종하고, 염생식물을 이식하는 배양토는 특별히 한정하지 않으나 파도에 의한 피해로부터 염생식물을 보호하고, 고사를 방지하기 모래, 마사토, 왕겨 등을 포함하는 혼합물에 토양개량제를 더 포함하는 것일 수 있다. 상기 토양개량제는 유기물, 인산, 칼슘 등을 포함하는 유기질 비료 및 제올라이트 등의 성분을 함유하는 것일 수 있다.
즉, 염생식물 영역은 인공구조물 등에 염생식물을 식재해서 녹화는 물론 해양에 부니질 먹이사슬을 공급하도록 하여 단절된 육상과 해양시스템을 연결해주는 구간의 역할을 한다. 또한, 해양에 유동하는 씨앗의 집적을 유도할 수 있다.
상기 염생식물의 종은 특별히 한정하지 않으나, 갈대, 갯잔디, 물억새, 모새달, 갯쇠보리, 천일사초, 하늘지기, 매자기, 부들, 취명아주, 갯는쟁이, 가는갯는쟁이, 칠면초, 나문재, 해홍나물, 개갓냉이, 갯개미자리, 갯완두, 갯질결, 갯메꽃, 순비기나무, 갯개미취, 갯쑥부쟁이, 사철쑥 및 큰비쑥 등으로부터 선택되는 1종 이상인 것이 바람직하다.
상기 자연 암반 영역(natural bedrock zone)은 다양한 부착생물과 해조류의 부착이 용이하도록 하여 착생을 돕고, 다양한 서식기반을 바탕으로 생물 가입종의 다양성을 높이는 역할을 한다. 상기 자연 암반 영역은 부착생물과 해조류가 착생할 수 있는 영역이며, 경관적 측면에서도 유리하다.
상기 자연 암반 영역의 암반은 비중이 2.6 이상, 수분 흡수율이 5.0% 미만, 압축강도 100.0 N/mm2 이상이고, 크기는 50~100cm×50~100cm×50~100cm(가로×세로×높이)인 것이 바람직하다. 상기와 같은 조건 범위를 만족할 경우, 다양한 해조류의 착생에 유리하다.
상기 소나무 영역(pine zone)은, 소나무 주피의 섬유질을 이용해서 부착생물의 착생을 돕는 영역으로 소나무 가지를 일정 길이로 절단하고 묶어서 서로 고정시킨 영역이다. 상기 소나무 영역은, 간조 때 해면 위로 노출되고 만조 때 해면 밑으로 잠기는 조간대(Intertidal Zone)에 위치하며, 수직 및 수평으로 배향된 소나무(pine)를 포함한다. 또한, 상기 소나무 영역은 추가로 해양 반대편 안쪽에 인공 조수 웅덩이(tidal pool)를 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이, 상기 소나무 영역에 수직 및 수평으로 배향된 소나무(pine)를 포함하면 수직 배향의 소나무는 외부파를 감쇄시켜 해양 반대편 안쪽에 부착생물 및 해조류의 안정적인 착생을 유도하는 역할을 한다. 또한, 수평 배향 소나무는 소나무 사이의 공간에 부착생물 및 해조류를 유도하기에 유리하여 포함하는 것이 바람직하다. 특히 수직 배향 소나무 뒤쪽에 위치하는 수평 배향 소나무의 배치로 인해, 조수 웅덩이는 해양의 수분 스트레스로 인해 분포하지 못하는 고둥류, 게 등의 갑각류, 해조류 등의 다양한 해양 생물의 안정적 가입유도를 가능하도록 하며, 조수 웅덩이를 더 포함하는 경우 조수웅덩이 자체 보호는 물론 조수웅덩이에 생육 유도한 생물 안정화에도 중요한 기능을 수행한다.
상기 소나무의 화학적 조성은 셀룰로오스 49~58%, α-셀룰로오스 36~44%, 펜토산 10~12%, 만난 2~8% 등이다. 상기와 같이 셀룰로오스의 비중이 높은 조성으로 인해 고강도의 특성을 나타내어 해풍을 견디기에 유리하고, 해수에 대한 내성이 강한 장점이 있어 다른 종에 비해 혹독한 해안 환경에 적응하기 유리하다.
상기 소나무 영역에 인공 조수 웅덩이를 포함하게 되면, 인공 조수 웅덩이와 인접한 소나무가 외부의 파랑을 잡아주고, 부착생물의 서식 기질을 다양화함으로써 건강한 해양생물서식공간 시스템을 형성할 수 있도록 기능한다.
상기 소나무 영역에 포함되는 인공 조수 웅덩이(tidal pool)는 그 크기 및 형태를 특별히 한정하지 않으며, 파랑(wave), 조위(tide level) 및 조류(tidal current) 등의 해수 조건 및 지형적인 조건을 고려하여 적절한 크기 및 형태로 형성할 수 있다. 상기 조수 웅덩이(tidal pool)는 일례로서, 사각형, 원형 등의 형태일 수 있으나 이에 한정하는 것은 아니다. 일례로서, 사각형 형태일 경우 가로 5 내지 30 m, 세로 5 내지 10 m, 및 높이 0.1 내지 5 m일 수 있다. 또한, 본 발명에서는 형성된 조수 웅덩이 각각의 벽면 두께는 특별히 한정하지는 않으며 목적에 따라 적절하게 조절 가능하고, 약 20 내지 50 cm의 두께일 수 있다.
상기 인공 조수 웅덩이(tidal pool) 내부에는 자갈(gravel), 모래(sand), 진흙(clay), 실트(silt) 등으로부터 선택되는 1종 이상을 채울 수 있으며, 그 종류나 크기를 특별히 제한하는 것은 아니며, 목표로 하는 식물종 혹은 저서무척추동물의 특성을 감안하여 토성을 결정한다. 또한, 상기 인공 조수 웅덩이(tidal pool) 내부에는 패각(shell)을 추가로 포함하는 것도 가능하다. 상기 패각은 통상적인 조개껍데기를 비롯하여 굴, 전복, 가리비, 오분자기 등 일반적으로 칼슘성분을 다량 포함하고 있는 자연 기질일 수 있다. 이러한 패각을 더 포함할 경우 저서 생물 어린 개체의 가입을 증가시킬 수 있다는 측면에서 보다 바람직할 수 있다.
상기 인공 조수 웅덩이(tidal pool)의 내부 충진 자연석은 크기가 30 내지 70 mm인 것을 포함함으로써, 다양한 크기별로 다공성을 확보할 수 있도록 하는 것이 바람직할 수 있다. 이에 따라 다양한 부착생물이 가입될 수 있도록 하여 부착생물 다양성을 높이고, 계절 변화 또는 수온변화 등에 따른 변동성을 완충할 수 있어 보다 바람직할 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.
예를 들어, 상기 자연석의 크기가 30 mm 미만일 경우 갑각류가 우점종이 될 수 있으며, 70 mm를 초과하는 경우 전복, 달팽이 등과 같은 복족류가 우세할 수 있다. 즉, 다양한 종의 공존을 위해서 30 내지 70 mm 사이인 것이 좋으며, 특정종을 목적하지 않는다면, 혼합된 다공성 확보를 통한 부착 면적 증가 및 수위 조절 기능 수행에 있어서도 보다 바람직할 수 있다.
상기와 같이 형성된 인공 조수 웅덩이 내부 입자의 조성은 해수의 유입과 유출에 따른 입자의 이동으로 인해 해역 특성에 맞도록 입자의 크기 및 깊이 등의 변화 또한 가능하다. 다만, 진흙(clay), 실트(silt) 등의 세립한 자연석만을 포함할 경우 착저한 생물종이 해류에 의해 재부유되어 생존 가능성이 낮아지게 될 수 있으며, 입자 내 원활한 산소 공급을 위해서도 입자가 조립(粗粒)한 자연석을 포함하는 것이 보다 바람직할 수 있다.
상기 자갈, 모래, 진흙 또는 실트(silt) 등의 인공 조수 웅덩이 내부 충진 자연석은 인공 조수 웅덩이(tidal pool) 높이의 5 내지 9부, 보다 바람직하게는 7 내지 8부로 채우는 것이 생물 가입을 위한 기질 안정적 측면에서 보다 바람직할 수 있다.
또한, 상기 인공 조수 웅덩이(tidal pool)는 추가로 수위 조절용 홈을 포함하는 것도 가능하다 (도 2). 수위조절용 홈은 인공 조수 웅덩이 높이에 대하여 적게는 1부, 많게는 9부 정도의 높이로 조절이 가능하며, 해역의 특징에 따라 적절히 조절할 수 있다. 추가로 수위 조절용 홈을 포함할 경우, 방파제로서의 역할을 수행하고, 유생의 유실을 방지, 치패(稚貝)의 착저에 도움이 되는 환경을 조성하기에 보다 유리하다.
상기 인공 조수 웅덩이(tidal pool)는 콘크리트, 시멘트, 패각 시멘트 등으로 형성하는 것이 가능하나 이에 한정하는 것은 아니다.
상기 해조류 영역(seaweed zone)은 조간대 하부, 상시 침수되는 지역을 중심으로 해조류를 식재하여 치어의 산란장 및 성육장, 부착생물의 먹이원 공급 등의 생태적 기능을 부가시키는 영역이다. 상기 해조류 영역에 서식하는 해조류는 분류상 녹조식물, 갈조식물, 홍조식물 및 남조식물 중 바다에 사는 종류를 포함한다. 해조류는 일반적으로 환경 조건의 변화에 대응하여 형태를 변화시키면서 살아가는 적응력이 강하고, 이 때문에 같은 종류라도 수명이나 계절적인 소장(消長)이 생육지의 환경 조건에 따라 달라지는 경우가 많다.
상기 해조류 영역에 서식하는 해조류의 종류는 특별히 한정하지 않으나, 구체적인 예로서 대황, 곰피, 뜸부기, 풀가사리, 불등풀가사리, 우뭇가사리, 지누아리, 까막살, 진두발, 석묵, 패, 옥덩굴, 비단풀, 개서실, 김, 톳, 다시마, 미역, 쇠미역, 꼬시래기, 감태 및 모자반 등을 들 수 있다.
또한, 상기 해조류 영역에는 로프(rope)를 형성하여 해조류의 양식에 이용할 수 있다. 상기 로프(rope)의 재질은 통상적으로 사용되는 것이면 특별히 한정하지 않으며, 구체적인 예로서 폴리에틸렌(PE), 폴리카보네이트(PC), 코코넛 재질의 로프 등을 들 수 있다.
본 발명에서 각 영역이 순차적으로 포함되는 상기 연안 복합생물 서식지는, 그 경사도가 지나치게 가파를 경우 생물가입 및 생물 착저에 문제가 있어 바람직하지 않다. 이러한 측면에서 연안 복합생물 서식지 단차의 지면에 대한 경사도는 5 내지 45°인 것이 바람직하며, 5 내지 30°인 것이 보다 바람직할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 연안 복합생물 서식지에 의한 생물 복원 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 생물 복원 방법은 자연 가입 방법 및 인위적 가입 방법으로 구분하는 것이 가능한데, 본 발명에서는 자연가입을 최대한 유도함으로써 비용과 소모 시간을 줄일 수 있는 효과적인 방법을 제공할 수 있다.
상기 연안 복합생물 서식지에 의한 생물 복원 방법에 있어서, 상기 연안 복합생물 서식지의 염생식물 영역은 단절된 육상과 해양시스템을 연결해 생물 복원을 유도하고, 자연 암반 영역은 부착생물 및 해조류의 복원을 유도하고, 소나무 영역은 부착생물, 해조류, 고둥류, 게 등의 갑각류의 복원을 유도하고, 해조류 영역은 치어 및 부착생물의 복원을 유도하며, 소나무 영역의 인공 조수 웅덩이에서는 갑각류 및 복족류의 복원을 유도하는 것을 특징으로 하는 생물 복원 방법을 제공한다.
이하, 본 발명의 연안 복합생물 서식지 및 이에 의한 생물 복원 방법에 대해 실시예 및 결과를 들어 보다 상세히 설명하나, 하기의 실시예는 설명의 목적을 위한 것으로 본 발명을 제한하기 위한 것은 아니다. 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해질 것이다.
실시예 1: 연안 복합생물 서식지의 형성
하기 표 1에 기재된 높이, 형태 및 구성으로 연안 복합생물 서식지를 형성하였다. 이때, 인공 조수 웅덩이는 모두 사각형 형태로 제조하였으며, 굴패각 및 시멘트 혼합물을 사용하여 형성하였다. 또한, 인공 조수 웅덩이는 단차를 두어 상단부와 하단부를 인접하여 설치하였으며, 내부 충진 자연석의 구성은 상단부의 경우 입자크기가 40 내지 100mm인 자갈 및 0.001~0.03m3/ea 사석이고, 하단부의 경우 1.0m 이하에서는 0.001~0.03m3/ea 사석, 1.0m 이상에서는 입자 크기가 40mm 이내의 자갈 및 모래, 니질 갯벌을 혼합하여 구성하였다.
구분 염생식물영역 자연암반
영역		 소나무영역 인공 조수웅덩이
(tidal pool)		 해조류
영역		 지면에 대한 경사도
(°)
종류 위치 종류 위치 종류 위치 형태 수위
조절용 홈 유무		 가로X세로X높이
(m)		 종류 위치
실시예 1 (상단부) 갯메꽃 최상층 자연석 Tidal line 소나무 Tidal line 사각 무 4.3X6.0X3.2 파래, 지충이 최하층 5°
(하단부) 순비기나무 최상층 자연석 Tidal line 소나무, 코코넛 매트 Tidal line 사각 무 5.1X5.5X3.2 파래, 지충이 최하층 5°
< 시험예 : 연안 복합생물 서식지의 성능 평가>
성능 평가 지역
성능평가지역은 영흥도였으며, 조간대 생물이 다양하게 분포하는 곳은 아니다. 상기 실시예 1에 따라 조성된 연안 복합생물 서식지에 대한 환경 변화를 평가하였다.
시험예 1. 인공 조수 웅덩이(tidal pool)의 환경 변화
1) 해조류
연안 복합생물 서식지를 설치하기 이전과 설치한 이후 시기별 해조류의 출현종수를 비교하였을 때(도 3), 서식지를 조성한 이후 다양한 해조류가 출현하였다. 해조군집 초기 해조종 등이 번식한 것은 군집군성에 긍정적인 영향이 미치는 것으로 보이며, 인공 조수 웅덩이(tidal pool)가 해조류의 탈수스트레스를 저감시킨 결과로 다양한 종이 출현한 것으로 판단할 수 있다.
2) 부착생물
연안 복합생물 서식지를 설치하기 이전과 설치한 이후 시기별 부착생물의 출현종수를 비교하였을 때(도 4), 계절적 영향과 군집구성 초기 단계임을 감안하여도 설치 이전과 비교해 부착생물 출현종수가 유의미하게 증가하였으며, 지속적으로 종 조성이 풍부해질 것으로 예측되는 것을 확인하였다. 즉, 본 발명의 복합생물 서식지는 생물환경의 다변화와 부착기질의 다양도를 제공한 것을 확인하였다.
상술한 바와 같이 연안 복합생물 서식지 조성 초기부터 시간이 지남에 따라 가입 생물군은 부착생물군(periphyton), 갑각생물군(crustacea), 저서생물군(benthic organism), 해조류(seaweed) 등의 순으로 가입이 증대되는 것을 확인할 수 있었다. 단, 지역에 따른 특색이 있을 수 있으며 간조 정선(low water line) 근처의 인공 조수 웅덩이(tidal pool)가 먼 쪽에 비해 부착 생물의 종류가 많아지는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 인공 조수 웅덩이의 위치에 관계 없이 유속이 강할수록 부착생물 종의 수가 증가하는 것을 확인하였다.
10: 염생식물 영역(halophyte zone)
20: 자연 암반 영역(natural bedrock zone)
30: 소나무 영역(pine zone)
40: 해조류 영역(seaweed zone)
100: 수위 조절용 홈

Claims (8)

  1. 단차를 두고, 조상대에서 조하대 방향으로 염생식물 영역(halophyte zone); 자연 암반 영역(natural bedrock zone); 소나무 영역(pine zone); 및 해조류 영역(seaweed zone)이 순차적으로 포함되는 것을 특징으로 하는 연안 복합생물 서식지.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 소나무 영역(pine zone)은 인공 조수 웅덩이(tidal pool)를 포함하는 것을 특징으로 하는 연안 복합생물 서식지.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 단차의 지면에 대한 경사도가 5 내지 45°인 것을 특징으로 하는 연안 복합생물 서식지.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 인공 조수 웅덩이(tidal pool)는 사각형 형태이며, 가로 5 내지 30 m, 세로 5 내지 10 m, 및 높이 0.1 내지 5 m인 것을 특징으로 하는 연안 복합생물 서식지.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 인공 조수 웅덩이(tidal pool)은 추가로 수위 조절용 홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 연안 복합생물 서식지.
  6. 청구항 2에 있어서,
    상기 인공 조수 웅덩이(tidal pool) 내부에는 자갈(gravel), 모래(sand), 진흙(clay) 및 실트(silt)로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 연안 복합생물 서식지.
  7. 청구항 1의 연안 복합생물 서식지에 의한 생물 복원 방법.
  8. 상기 연안 복합생물 서식지의 염생식물 영역은 단절된 육상과 해양시스템을 연결해 생물 복원을 유도하고, 자연 암반 영역은 부착생물 및 해조류의 복원을 유도하고, 소나무 영역은 부착생물, 해조류, 고둥류, 게 등의 갑각류의 복원을 유도하고, 해조류 영역은 치어 및 부착생물의 복원을 유도하며, 소나무 영역의 인공 조수 웅덩이에서는 갑각류 및 복족류의 복원을 유도하는 것을 특징으로 하는 생물 복원 방법.
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