금개구리(Pelophylax chosenicus)의 초기 성장과 발생 빈도-대체서식지를 대상으로

1. 서 론

금개구리(Pelophylax chosenicus)는 우리나라 서해안을 따라 경기도와 충청도, 전라북도의 저지대나 논, 농수로, 습지에 분포하는 한국 고유종이다(Frost, 2007). 전 세계적으로 우리나라에만 분포하는 양서류이며, 과거에는 우리나라 전 지역에 분포하는 것으로 알려졌으나, 최근 연구 결과, 서울, 경기도, 인천, 충청남도, 충청북도, 세종, 경남 합천, 대구, 전라북도 일부 지역에 서식하는 것으로 나타났다(Lee and Park, 2016).

금개구리 서식지가 파괴되는 최대 위협 요인으로는 개발에 따른 생태적 단절이며, 외래종 황소개구리에 의한 피식 등이 개체군 감소 요인으로 작용하고 있다(Ministry of Environment, 2017). 금개구리가 분포하는 서식지는 물이 항상 고이고 해발고도가 낮은 농경지와 습지 지역이다(Ra, 2010). 습지의 토양은 점토와 실트로 구성된 입자가 작고 부드러운 토양이며, 금개구리가 쉽게 표층 아래로 회피할 수 있고, 수분을 머금고 있는 펄 속에서 가뭄에도 생존이 가능한 지역이다. 활동 반경이 좁은 금개구리는 하루 평균 9.8 ± 7.4 m를 이동하고, 번식 연못과 가장 가까운 논이나 밭을 동면지로 선택하며, 습윤한 연못 주변을 크게 벗어나지 않는다(Ra et al., 2008). 또한, 금개구리 이동 거리에 대한 선행연구에 따르면 비가 오는 날에 이동 거리가 증가하는 것으로 나타났으며, 이동한 개체와 강수량, 습도는 높은 양의 상관관계를 나타내는 것으로 확인되었다(Sung et al., 2009).

금개구리를 비롯하여 멸종위기 야생생물로 지정된 양서류는 인간의 개발 활동에 가장 취약한 분류군이다(Hof et al., 2011). 서식처가 훼손되는 경우, 유사 지역으로의 회피가 어렵고, 광범위하게 습지가 훼손되면 그 지역에 분포하는 양서류의 개체군은 사멸될 수밖에 없다. 이와 같은 환경변화 영향을 저감하기 위해 인위적인 노력이 수반되고 있으며, 여러 분류군 중 이동성이 낮은 양서류를 대상으로 가장 많은 대체서식지가 조성되고 있다(Shim et al., 2018).

대체서식지는 개발사업으로 인해 기존의 생물서식지가 훼손되거나 직접적인 영향이 예상되는 경우 조성하며, 서식지를 보상하기 위해 원래의 서식지와 유사하거나 동일한 수준의 서식 환경으로 조성하는 것을 원칙으로 하고 있다(Ministry of Environment, 2013). 과거 대체서식지 조성을 위한 가이드라인은 정성적 개념으로 구체적이지 못한 기준을 제시하여 서식지에 대한 고유 기능을 하지 못하는 사례들이 발생하기도 했으며(National Institute of Ecology, 2018), 이러한 문제를 해소하기 위해 지속적인 멸종위기 야생생물의 연구와 그 대안들이 제시되고 있다.

멸종위기종 금개구리의 선행연구는, 식성에 관한 연구(Yoon et al., 1998), 금개구리 소리 유형 연구(Park et al., 1998), 금개구리 개체군의 생존분석 연구(Cheong et al., 2009), 금개구리 이동특성 연구(Ra et al., 2008), 금개구리 번식동태 연구(Sung et al., 2009), 금개구리의 난 발생 및 올챙이 성장, 생존률 분석 연구(Kim et al., 2020) 등이 이루어졌으며, 멸종위기종 금개구리에 대한 증식과 보전을 위한 방법들이 연구를 통해 모색되고 있다. 본 연구는 서식지 감소와 개발 압력으로 인해 점점 더 분포 범위가 감소하고 있는 금개구리가 기존 서식지와 유사한 대체서식지로 포획 이주 된 이후, 초기 성장과 발생 빈도를 관찰하기 위해 수행된 연구 논문이다.

2. 재료 및 방법

2.1. 연구 배경

인천시 서구 오류동 일대 농경지는 금개구리가 분포하고 있었으며, 연구가 수행된 대체서식지를 중심으로 서측 경작지가 산업시설용지로 개발이 확정됨에 따라 금개구리의 기존 서식지 훼손이 불가피하였다. 멸종위기 야생생물 금개구리의 보전을 위해 개발 이전에 포획 및 이주가 결정되었으며, 「야생생물 보호 및 관리에 관한 법률」제14조 제1항에 따라 환경청으로부터 포획·방사 허가증을 교부받아 2022년 9월부터 10월 말까지 포획하여 연구지역인 대체서식지로 방사하였다. 방사된 금개구리는 1.0~1.9 g 202개체, 2.0~4.9 g 206개체, 5.0~9.9 g 112개체, 10.0~14.9 g 62개체, 15 g 이상 17개체, 총 599개체이다.

Fig. 1.

Study sites of alternative habitats for Gold-spotted pond frogs in Oryu-dong, Seo-gu, Incheon.

3. 결 과

3.1. 무게와 길이 변화

동면에서 깨어난 금개구리는 연못 안에서 포획되었으며, 5월 개체군(n=12)의 평균 무게는 2.67 ± 1.18 g, 평균 길이는 27.50 ± 2.72 ㎜로 나타났고, 6월 초순에 출현한 개체군(n=18)의 평균 무게는 5.76 ± 2.06 g, 평균 길이는 36.90 ± 4.04 ㎜로 5월에 출현한 개체군보다 무게와 길이가 증가한 것으로 나타났다. 7월 개체군(n=27)의 평균 무게는 5.85 ± 3.96 g, 평균 길이는 22.70 ± 10.50 ㎜로 나타났고, 채집된 금개구리 개체군이 금년에 발생한 미성숙 개체부터 성체까지 다양하게 출현하였다. 이는 금년에 발생한 금개구리가 7월에 1차 출현함에 따라 개체군의 전체 평균 길이가 감소한 결과로 판단된다(Fig. 2B). 8월 개체군(n=37)의 평균 무게는 4.43 ± 1.76 g, 평균 길이는 22.00 ± 4.49 ㎜로 나타났고, 7월에 출현한 1차 당년생이 8월에 다수 채집된 것으로 판단되었다. 9월 개체군(n=56)의 평균 무게는 2.62 ± 1.63 g, 평균 길이는 28.40 ± 5.23 ㎜로 나타났고, 9월에 2차 당년생이 출현하여 8월보다 평균 무게가 감소하였다(Table 1).

Fig. 2.

Monthly changes in body mass (A) and snout-vent length (B) of Gold-spotted pond frogs measured from May to September.

Table 1.

Summary statistic (mean, minimum and maximam) of body mass and snout-vent length of frogs by month

3.2. 금개구리 번식 빈도

조사 기간 금개구리 당년생은 7월 10일과 9월 18일에 2회 관찰되었고, 꼬리가 있는 완전변태 이전의 모습을 확인할 수 있었다. Bea(2024)의 연구에 따르면 금개구리 유생은 알에서 유생 발생까지 평균 3~4일, 뒷다리 발생까지 39일, 앞다리 발생까지는 51일, 완전한 변태까지는 55일이 소요되었다. 7월과 9월에 변태 중이거나 변태가 완료된 아성체를 관찰하였으므로, 55일 이전은 대략 5월 17일에서 21일 사이에 1차 산란이 이루어졌고, 7월 25일에서 29일 사이에 2차 산란이 이루어진 것으로 예상되었다. 월별로 계측한 50.0 ㎜ 미만 금개구리의 무게와 길이 데이터를 모두 중첩하여 표현한 결과, 두 개의 곡선이 한 그래프에 표현되었으며, 아래 곡선은 7월과 8월에 계측된 그룹이, 위의 곡선은 5월과 6월, 9월에 계측된 그룹이 형성하였다. 7월과 9월에 출현한 당년생의 무게가 1.7 g 미만일 때 7월에 출현한 1차 당년생의 길이는 12.0 ㎜ 미만으로 계측되었고(Fig. 3C), 9월에 출현한 2차 당년생의 길이는 25.0 ㎜ 미만으로 계측되었다(Fig. 3E). 초기 아성체의 크기는 발생 시기별로 다르게 나타났고, 1차 당년생과 2차 당년생이 각각의 곡선으로 나뉘어 구분되었다(Fig. 3F). 1차 당년생인 7월 개체군의 단순 선형회귀분석 결과, 2.572의 기울기로 우 상향, R²값은 93%의 설명력, 8월에 계측된 개체군은 2.419의 기울기로 우 상향, R²값은 89%의 설명력을 나타내며 유사 기울기로 그룹을 이루어 성장하는 패턴을 보였다. 2차 당년생을 포함한 5월과 6월, 9월 개체군은 각각 2.702, 1.902, 3.101의 기울기를 나타내었고, R²값은 89~93%설명력을 나타내었다.

Fig. 3.

Monthly measurements of body mass and snout-vent length (A–E). Overlapping measurement data of Gold-spotted pond frogs from May to September (F), showing two curves.

1차 당년생(1st : 7월, 8월) 그룹과 2차 당년생을 포함한 그룹의(2nd : 5월, 6월, 9월) 무게와 길이간의 유의미한 차이를 검증하기 위해 t-검정을 수행한 결과, 평균 무게는 1st 그룹이 5.03 g, 2nd 그룹이 3.25 g으로 유의미한 차이를 나타내었고(t-test, t=4.12, p<0.001), 길이는 2nd 그룹이 30.06 ㎜, 1st 그룹이 22.27 ㎜로 평균 길이 또한 유의미한 차이를 나타내었다(t=-6.84, p<0.001)(Fig. 4).

Fig. 4.

Independent Samples t-test comparisons of body mass (BM) and snout-vent length (SVL) between the 1st-spawn cohort (Jul–Aug) and the cohort including 2nd-spawn individuals (May, Jun, Sep) revealed significant differences.

3.3. 발생 시기별 금개구리 아성체의 크기 차이

7월과 9월, 금개구리 초기 아성체의 크기 차이를 비교하기 위해, 계측된 개체군 중 가장 어린 개체를 선정하여 무게와 길이를 비교하였다(Fig. 5). 가장 어린 개체임을 알 수 있는 기준은 앞다리와 뒷다리가 나와 있으나, 꼬리가 사라지지 않은 개체와 앞다리 발생 이후 꼬리가 대부분 사라져 성체의 모습을 이룬 개체 간의 크기 비교를 통해 아성체 초기 단계임을 확인하였다. 7월에 출현한 당년생 개체(n=8) 중 가장 크기가 작은 개체는 무게 0.5 g, 길이는 5.76 ㎜이며, 9월은(n=17) 무게 0.9 g, 길이는 20.9 ㎜로 계측되었고, 7월에 출현한 당년생이 가장 작은 것으로 나타났다(Table 2). 1차 출현한 당년생과 2차 출현한 당년생의 평균 무게와 길이 또한 차이가 있었으며, 아성체의 무게가 1.7 g 미만일 때 평균 무게는 7월 0.9 g, 9월은 1.28 g, 길이는 7월 7.99 ㎜, 9월은 23.79 ㎜로 나타나 무게와 길이에서 유의미한 차이가 있는 것으로 확인되었다(p<0.001, p=0.006) (Table 3).

Fig. 5.

Comparison of body mass (BM) and snout-vent length (SVL) of juvenile Gold-spotted pond frogs appearing in July and September, shown as boxplots.

Table 2.

Statistical comparison of average, maximum, and minimum body mass (BM) and snout-vent length (SVL) of juvenile Gold-spotted pond frog populations in July and September

Table 3.

Independent Samples t-test comparisons of body mass (BM) and snout-vent length (SVL) in juvenile Gold-spotted pond frogs between July and September

3.4. 금개구리의 초기 성장

월별로 계측된 금개구리의 무게와 길이를 히스토그램으로 비교한 결과, 5월과 9월 개체군이 동일 범위 내에서 정규분포를 이루는 것으로 나타났다(Fig. 6). 반면 6월, 7월, 8월은 무게와 길이가 동일 범위에서 정규분포를 이루지 않았다. 계측된 금개구리의 길이(SVL)가 연중 가장 작은 시기는 7월에 1차로 발생한 당년생(5.76 ㎜)이었고, 그다음으로 8월(11.38 ㎜), 그다음으로 9월에 2차 발생한 당년생(20.92 ㎜), 그다음으로 동면에서 깨어난 직후인 5월(23.57 ㎜)과 6월(32.88 ㎜) 순으로 나타났다(Fig. 7A). 가장 작은 개체들의 길이 성장 변화 순서는 7월, 8월, 9월, 5월, 6월 순이었고, 7월부터 9월까지는 같은 해에 태어난 당년생 개체군, 5월과 6월은 전년도에 태어난 아성체 개체군이다. 월별 평균 길이는 8월과 7월(22.00~22.70 ㎜), 5월과 9월(27.50~28.40 ㎜), 6월(36.90 ㎜) 순이었으며(Fig. 7B), 5월과 9월의 최소 길이와 평균 길이가 큰 차이를 보이지 않았다.

Fig. 6.

Monthly histograms of body mass (BM), snout-vent length (SVL) of Gold-spotted pond frogs measured from May to September. The population in May and September appeared to follow a normal distribution within the same range.

Fig. 7.

Monthly changes in minimum and mean snout-vent length (SVL) of Gold-spotted pond frogs during early occurrence stages. In May and September, the minimum and mean SVL values were within a similar range.

4. 고 찰

인공적으로 조성된 연못에서 금개구리가 포획되기 시작한 것은 5월 초순부터 9월 중순까지이며, 전년도에 발생하여 크기가 작은 미성숙 개체들이 가장 먼저 출현하였다. 이는 이전의 Sung(2009)이 수행한 연구 결과와 일치하였으며, 동면에서 깨어나면 작은 개체부터 습지로 먼저 유입되는 금개구리의 습성이 반영된 것으로 보였다(Fig. 2A). 6월에 출현한 개체군은 5월보다 평균 무게와 길이가 증가하였으며, 동면에서 깨어난 직후 왕성한 먹이활동으로 빠르게 성장한 것으로 판단되었다. 7월에 발생한 아성체 그룹은 한 달 동안 성장하여 8월에 무게와 길이가 증가한 그룹을 형성하였고, 9월에 발생한 2차 아성체 그룹은 8월에 계측된 그룹의 평균 무게보다 가볍고, 평균 길이는 더 긴 것으로 나타났다.

모니터링 기간 금개구리의 산란은 5월과 7월에 두 차례 이루어졌으며, 7월에 1차 아성체, 9월에 2차 아성체가 수면 위에서 관찰되었다. 1차 출현한 7월 아성체와 8월 개체군은 유사 기울기로 하나의 그룹을 형성하였고, 2차 출현한 9월 아성체는 5월과 6월 개체군과 하나의 그룹을 이루어 한 해 동안 두 개의 성장 패턴을 보여주었다. 두 그룹의 무게와 길이간의 유의미한 차이를 검증하기 위해 t-검정을 수행하였으며, 무게와 길이가 그룹별로 각각 유의미하게 차이를 나타내었다. 1차 발생한 아성체 그룹은 선형 회귀분석 결과, 7월과 8월에 유사한 기울기로 성장하는 패턴을 보여주었으며, 5월과 6월, 9월은 기울기 값이 유사하지 않았다. 이는 시기적으로 동면에 이르기 직전인 개체군(9월), 동면 이후 번식을 준비하는 개체군(5월), 1차 산란이 이루어진 이후의 개체군(6월)간의 차이에 따른 것으로 판단된다.

연구기간 동안 연못에서 발생한 금개구리 아성체는 출현 시기별로 평균 무게와 크기가 다르게 나타났다. 선행된 금개구리 유생 성장 연구에 따르면(Bea, 2024), 용존산소량(DO)과 대기습도, 수온은 유생 성장률과 양의 상관관계를 갖으며, 용존산소량이 높고 수온이 낮을 때 금개구리 유생의 길이(Total length, Body length)가 상대적으로 길었다. Smith-gill and Berven(1979)은 수온이 높으면 양서류 유생이 성체로 변태하는데 소요되는 시간이 짧고, 수온이 낮으면 성체가 되는데 더 많은 시간이 소요되며, 늦게 변태한 개체의 크기가 더 크다는 연구 결과를 제시하였다. Berven and Gill(1983)은 양서류 유생의 변태가 빠르면 개체의 크기가 작을 수 있으며, 작은 개체는 생존 확률과 번식력이 낮아진다고 서술하였다. 이러한 사실을 뒷받침하기 위해 국가수자원 종합시스템을 통하여 2019년부터 2022년까지 4년간 인천시에 위치한 하천(아라천 귤현나루)의 수온과 용존산소량 변화를 확인한 결과, 5월부터 7월은 수온이 높아지는 추세, 8월부터 9월은 수온이 점차 낮아지는 추세를 보였다. 용존산소량은 5월에서 6월 감소 이후, 다시 증가하여 7월에 가장 높았고, 9월까지 점차 감소하는 추세를 보였다(Fig. 8). 수온이 높아지는 7월에 변태가 이루어진 유생과 수온이 감소하는 9월에 변태한 금개구리 유생은 수온 변화 양상에 따라 초기 아성체의 크기가 달라질 수 있음을 가장 작은 아성체의 크기 비교를 통해 알 수 있었다.

Fig. 8.

Water temperature (A) and dissolved oxygen (B) measurements in the Ara Stream, Incheon, from 2019 to 2022.

한 해 동안 금개구리 아성체를 계측하여 초기 성장을 추론할 수 있었다. 5월에 관찰되는 아성체는 발생 초기에 피식되거나 동절기 동사하지 않고 생존에 성공하여 초기 성장을 이룬 개체이며, 9월 아성체는 동면에 이르기 직전인 개체군이다. 동면 기간 금개구리의 길이 변화가 나타나지 않음에 따라 두 개체군의 길이가 유사한 범위를 보인 것으로 판단되었다. 지난해에 발생하여 5월 초에 관찰된 아성체와 당해 년에 발생한 개체들의 크기를 기준으로, 5월부터 9월 말까지 금개구리가 안정적으로 대체서식지 내에서 성장할 경우, 금개구리는 월동 이전까지 초기 평균 무게는 약 2.40~2.60 g, 초기 평균 길이는 약 27.50~28.40 ㎜를 성장할 것으로 추정하였다.

5. 결 론

기존 서식처와 유사한 대체서식지 내에서 금개구리의 초기 성장과 발생빈도를 관찰한 결과, 아성체 개체는 7월과 9월에 관찰되었으며, 첫 번째 산란은 5월 17일부터 21일 사이, 두 번째 산란은 7월 25일부터 29일 사이에 이루어진 것으로 추정된다. 무게가 1.7 g 미만인 당년생 개체의 경우, 7월에 출현한 개체는 길이가 12.0 ㎜ 미만이었고, 9월에 출현한 개체는 25.0 ㎜ 미만이었다. 길이가 50.0 ㎜ 이하인 개체들의 무게와 길이 데이터를 함께 분석한 결과, 두 개의 뚜렷한 성장 곡선이 관찰되었으며, 이는 첫 번째와 두 번째 당년생 개체군에 해당한다. 두 집단 간에는 평균 무게와 길이에서 유의한 차이가 있었는데, 7월의 평균 무게는 0.9 g, 9월은 1.28 g이었으며, 각각의 평균 길이는 7.99 ㎜, 23.79 ㎜였다. 7월부터 9월 말까지 안정적인 성장이 지속될 경우, 당년생 개체는 월동 전 평균 무게 약 2.40~2.60 g, 길이는 약 27.50~28.40 ㎜까지 도달할 수 있을 것으로 추정된다. 이러한 결과는 대체 서식지 내에서 금개구리의 성장 잠재력과 번식 전략에 대한 기초 자료를 제공한다.

Acknowledgments

본 연구는 (주)에코캠프, 신검단개발사업주식회사의 지원을 받아 수행된 연구입니다.

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