연재_김범철 교수의 호수의 과학 46
소양호 수생태계의 특성
폭우 뒤 흙탕물이 쉽게 가라앉는 이유는?
김범철 강원대학교 환경학부 교수
호수는 유역의 토지 이용도와 호수의 모양에 따라 생태학적 특성들이 크게 달라지며 이를 연구하는 것이 호수생태학자의 주요 임무이다. 필자는 30여 년간 소양호의 수질과 플랑크톤을 조사 연구하였는데, 소양호는 우리나라에서 가장 저수량이 크고 수심이 깊은 호수이며 대형댐의 대표적인 사례로서 의미가 있기 때문에 주요 연구대상지로 선택하였다.
소양호는 우리나라에서 맑은 물을 가진 호수로서 잘 알려져 있고, 일반인들은 아주 좋은 수생태계를 가지고 있을 것으로 생각한다. 그러나 소양호에도 생태계 건강성에 유리한 조건뿐 아니라 생태계를 악화시키는 불리한 요인들이 많이 있다. 소양호 생태계에서 긍정적인 조건은 맑은 물과 수체가 크다는 점을 들 수 있다. 소양호의 표수층 수질은 수질등급으로 판별할 때 1등급에 속하며, 빈영양호와 부영양호의 중간에 있는 양호한 상태이다. 따라서 수질 악화로 인한 산소 고갈, 탁수로 인한 동물 감소, 유독성 녹조현상, 유해물질 오염 등의 부정적 요인은 없다.
또 하나의 소양호의 장점은 수체가 크다는 것이다. 수면적은 약 50km2(1500만평)으로 보통 저수지의 100배 이상이며, 최대저수량은 29억톤으로서 우리나라 저수지 가운에 가장 크다. 소양강 외에도 여러 소하천이 유입하며 호수와 연결되어 있어 호수와 하천을 오르내리는 여러 종의 어류들이 생존하기에 유리한 조건을 가지고 있다. 수체가 크기 때문에 많은 미소서식지가 존재하고 그에 적합한 다양한 어류가 생존하는 데에 유리한 조건을 가지고 있다.
수체가 크면 어류의 집단이 크기 때문에 유전자 다양성도 커지는데 이는 종의 생존과 적응에 유리한 조건이다. 집단이 작아서 유전자가 균질하면 환경이 급변하였을 때 일시에 궤멸될 수 있지만 다양한 형질을 가지고 있다면 일부 생존이 가능하다. 큰 호수나 큰 강의 생물종이 많고 고유종도 많은 것은 바로 다양한 서식지 조건에 맞추어 다양한 종이 적응하고 진화하기 때문이다.
▲수위 변동이 커서 식물이 살 수 없는 소양호의 가파른 불모지 수변. 수변식생과 저생동물의 다양성이 낮아지는 중요한 요인이다.
▲소양호의 중층 탁수대 형성. 흙탕물이 유입하더라도 중층으로 방류되고 표수층은 맑은 상태를 유지하여 소양호 수생태계는 피해를
적게 받는다.
연간 30미터나 오르내리는 급격한 수위 변동
한편 불리한 조건들도 많다. 가장 심각한 것은 수위 변동이 크다는 점이다. 소양호의 저수량은 홍수기에 20억톤이고 갈수기에 10억톤으로서 약 10억톤의 물을 갈수기에 수도권에 공급하고 있다. 그러다 보니 수위가 연간 30미터나 오르내린다. 홍수 시 물을 가두면 일시에 수위가 상승하고 이후 일 년 동안 서서히 수위가 내려간다. 수위 변동이 크기 때문에 수변식생이 살 수 없다는 것이 생태학적으로 큰 단점이다. 수위가 내려가면서 수변식물은 말라 죽고, 수위가 급상승할 때는 물에 잠겨서 죽는다. 수변식생은 새우, 수생곤충, 치어 등의 서식지인데 식생이 없다는 것은 이들 미소동물의 서식지가 없다는 뜻이며, 수초에 산란하는 어류에게는 산란장이 없다는 뜻이다. 이 때문에 소양호의 수질이 양호함에도 불구하고 식물과 저생동물의 양과 다양성은 낮은 편이다.
수변이 가파르다는 것도 수생식물이 살기에 불리한 조건이다. 가파른 수변에서는 파도에 토양이 모두 침식되어 씻겨 나가기 때문에 암반이 노출된다. 상류의 완경사 지역에서는 봄에 식물이 자라기 시작하여 홍수 이전까지는 성장이 가능하고 홍수 후에 물에 잠겨 사멸하는데, 가파른 수변에서는 이마저도 가능하지 않아 불모지가 형성된다.
수생식물이 없다는 것은 수초에 알을 낳아 붙이는 동물에게는 치명적이다. 뻘바닥에 낳은 알은 쉽게 토양에 덮여 산소 부족으로 죽기 쉽기 때문에 아무 곳에나 산란을 할 수는 없다. 그러다 보니 소양호의 붕어는 여름 오름수위에 육초가 물에 잠기면 주로 그 때에 산란을 하는 방향으로 적응진화를 하고 있는 것이다. 수위가 일정한 자연호에서는 얕은 물가에 알을 낳거나 서식하는 동물들을 볼 수 있는데 이렇게 수위변동이 큰 호수에서는 생존할 수 없다. 수위가 계속 내려가는 봄에는 얕은 곳에 낳은 알이 곧 노출되어 말라 죽기 때문이다.
흙탕물은 수심 20미터 이하 깊은 곳으로 잠입
수질이 좋은 것이 장점이라고 했지만 상류의 고랭지 채소 재배지역에서 흙탕물이 많이 발생한다는 문제점도 있다. 여름에 채소 재배를 위해 기온이 낮은 높은 고도에서 경작하는 곳이 많이 있는데, 대부분 경사가 가파르기 때문에 폭우 시 토양 침식이 심하고 흙탕물이 많이 발생한다. 이 흙탕물에는 토사뿐 아니라 많은 퇴비와 비료 성분이 함유되어 있으므로 호수에서 녹조현상을 일으키기에 충분한 많은 인이 함유되어 있다. 홍수 시 소양강을 통하여 소양호로 유입하는 강물은 탁도가 매우 높아 동식물의 서식에 매우 나쁜 물이지만 다행히 소양호는 이 흙탕물의 영향을 별로 받지 않는다.
그 이유는 흙탕물이 호수의 표수층으로 확산되지 않고 수심 20미터 이하의 깊은 곳으로 잠입하기 때문이다. 한여름일지라도 강우 시에는 소양강의 수온이 15도 정도로 낮아지는데 호수 표수층의 수온은 25도이므로 탁수의 밀도가 표수층보다 크다. 그러므로 탁수는 호수바닥으로 흐르다가 밀도가 동일한 수심 20미터에 이르면 수평으로 이동하여 호수 중층에 탁수대를 형성한다. 그 결과 홍수 후에 소양호의 표수층은 맑은 상태를 유지하고 있지만 수심 20~40미터의 중층에는 탁수가 저류되어 있는데, 대부분의 어류와 저생동물은 얕은 가장자리에 살기 때문에 영향을 별로 받지 않는 것이다. 중층의 탁수는 발전방류구를 통하여 하류로 배출되어 하류에 위치한 의암호와 청평호, 팔당호가 탁수로 인한 생태계 파괴를 겪고 있지만 소양호 자체는 영향을 받지 않는 특이한 현상이 나타나고 있다.
수생태계의 건강성에 불리한 또 하나의 조건은 외래어종의 유입이다. 댐 건설 초기에 방류한 블루길이 과잉번성하여 우점종의 위치를 차지하고 토종어류, 저생동물, 곤충 등에 큰 악영향을 미치고 있는 것으로 보인다. 또한 아직도 어업허가가 많이 존재하고 있어 쏘가리, 붕어 등의 상업성 어류를 남획하고 비상업성 어류로 군집을 왜곡시키는 실태도 생태계 건강성을 악화시키는 불리한 점이다.