2.1. 조사지 개황

경인 아라뱃길의 근원인 굴포천은 한강 하류부에 위치한 하천으로서 인천광역시 부평구 철마산(201 m)에서 발원하 여 계양구 도심지를 거쳐 경기도 김포시 고촌읍 태리 신곡 양·배수장에 이르는 총 유역면적 134 km², 유로연장 21 km 의 지방하천이다(^{K-water, 2015}). 굴포천 유역은 홍수발생시 한강 수위가 굴포천 수위 보다 약 4 m 이상 높아 자연배수 가 불가능한 홍수 취약지역이었다(^{An and Shin, 2010}; ^{Ji, 2012}). 이에 따라 홍수피해를 방지하고자 1992년 굴포천 물 을 서해로 배제하는 방수로 사업이 착수되었고, 굴포천 방 수로를 한강과 연결하여 국토를 좀 더 효율적으로 활용하 고자 시작된 사업이 경인 아라뱃길이다(^{An and Shin, 2010}). 주요 시설물은 방수로를 겸한 주운수로, 갑문, 항만과 교량, 친수공간으로서의 터미널, 생태공원, 파크웨이, 수향 8경 등 친환경 문화공간을 함께 조성하여 수변공간을 다양한 형태 로 이용하는 내륙운하이다(^{An and Shin, 2010}; ^{Ji, 2012}; ^{Yin, 2013}). 이처럼 홍수 방재기능과 효율적인 공간 활용 등의 이 점이 있는 반면에 직강화된 콘크리트 인공제방으로 이루어 져 있어 우리나라의 전형적인 도심하천의 모습이 보여 지고, 관행적인 하천 정비 방식으로 생물서식처로서의 기능은 약 화되어 생물다양성 감소를 초래하는 요인이 되었다(^{Ji, 2012}).

본 연구대상지는 우리나라 최초의 내륙운하로서 다양한 유형의 토지이용 형태가 나타난다. 특히 항만, 물류단지, 여객터미널, 쇼핑몰, 요트 계류시설 등이 입지할 뿐만 아니 라 인천~김포간 고속도로 개설, 호텔, 물류창고 등의 공사 가 현재 진행중 이거나 계획시설에 포함되어 있어 인위적 교란이 지속적으로 가해지고 있는 실정이다. 또한 수도권쓰 레기매립지와 전용수송도로, 드림파크(골프장) 등이 인근에 위치하여 그 시설물을 이용하는 운송차량의 왕래가 빈번하 다. 이와 같이 인간간섭에 의한 인위적 교란과 급변하는 생육환경은 상대적으로 정착이 용이한 외래식물의 이입을 가속화 시킨다(^{Lee et al., 2010}).

2.2. 연구 방법

외래식물 조사는 여객터미널, 교량, 항만, 물류단지, 생태 공원 등을 중심으로 13개의 지점을 선정하여 2012년 9월부 터 2015년 6월까지 수행하였다(Fig. 1). 분포 식물은 ^{Lee (1980)}, Park (¹⁹⁹⁵; ²⁰⁰¹; ²⁰⁰⁹) 등의 도감에 의거하여 동 정하였으며, 확증된 증거표본을 바탕으로 소산식물목록을 작성하였다. 학명과 국명은 ^{Lee, Nam et al. (2011)}에 따라 표기하였고 채집된 외래식물은 압착·건조 후, 표본으로 제 작하여 국립생물자원관 관속식물수장고(KB)에 보관하였다. 관속식물의 목록은 ^{Cronquist (1981)}의 분류체계에 따라 작 성하고 속 이하의 계급은 알파벳 순으로 정리하였다. 조사 된 외래식물의 생활형, 귀화도, 원산지, 이입시기는 ^{Lee, Park et al. (2011)}, 생태계교란식물은 ^{NIER (2012)}을 기준 으로 분석하였다.

Fig. 1. A map of the sites at which vegetation surveys were conducted from 2012 to 2016 (● alien plants survey area, — vegetation stratification survey section).

식생단면도 조사는 경인 아라뱃길을 대표할 수 있는 4개 구간을 선정하여 2016년 7월에 수행하였다(Fig. 1). 수로에 서부터 제방에 이르는 구간까지 출현하는 식생의 단면을 도식화하여 작성하였다. 현장 식생의 종조성으로 구분되는 미지형마다 거리를 측정하고, 그 구간에 출현하는 주요 종 과 그 피복범위를 표현하여 작성하였다. 작성된 단면도는 식생단면도 평가 기준(^{An et al., 2016}; ^{Lee and You, 2001}; Table 1)에 근거하여 자연도를 평가하였다.

3.1. 외래식물상

3.1.1. 현황

경인 아라뱃길에서 확인된 외래식물은 한반도에 분포하 는 321분류군(^{Lee, Park et al., 2011})의 25.5%에 해당하 는 17과 63속 80종 2변종으로 총 82분류군이 확인되었다 (Tables 2, 3). 이는 ^{Ji (2012)}가 보고한 42분류군 보다 두 배 가량 늘었으며, 우리나라 중부지방 하천에 분포하는 귀 화식물 57분류군(^{Han et al., 2007}) 보다 높은 분포를 나타 내었다.

Table 2. Number of alien plants distributed in the Gyeong-In Ara Waterway

Taxa	Fam.	Gen.	Sp.	Var.	Total
Pteridophyta	-	-	-	-	-
Gymnospermae	-	-	-	-	-
Angiospermae	17	63	80	2	82
Dicotyledoneae	16	54	71	1	72
Monocotyledoneae	1	9	9	1	10
Total	17	63	80	2	82

Table 3. List of alien plants in the Gyeong-In Ara Waterway

^{Ji (2012)}의 자료와 종합하면, 경인 아라뱃길에 분포하는 외 래식물은 총 94분류군으로 집계되는데, 본 조사에서만 새로이 분포가 확인된 외래식물은 달맞이장구채(Silene alba), 자주비 수리(Lespedeza lichiyuniae), 우단담배풀(Verbascum thapsus), 쇠채아재비(Tragopogon dubius), 처진미꾸리광이(Puccinellia distans) 등 55분류군이었다. 단기간에 외래식물이 증가된 원인으로는 토목공사 중 토사에 유입되었거나 조경수 식재, 화단조성 시 종자가 이입되어 정착된 것으로 추정된다.

조사지역에서 확인된 외래식물 중에 과별 분류로는 국화 과가 26분류군(31.7%)으로 가장 높은 비율을 차지하였고, 콩과 12분류군, 화본과 10분류군, 십자화과 5분류군의 순으로 나타났다. 조사구간 내 여객터미널 주변, 교량 밑, 중고차 수 출단지 및 인근 나대지에서 많은 종류의 외래식물이 관찰되 었다. 한편 생태계교란식물은 돼지풀(Ambrosia artemisiifolia), 단풍잎돼지풀(Ambrosia trifida), 미국쑥부쟁이(Aster pilosus) 및 가시상추(Lactuca scariola) 4분류군이 확인되었다. 특히, 돼지풀, 미국쑥부쟁이는 일부 구간을 제외한 전 지역에서 확인됨에 따라 이들에 대한 관리가 요구된다.

조사 지역을 상류, 중류 및 하류로 구분하여 연도별 외래 식물 출현 비율의 변화를 살펴본 결과(Fig. 2), 상류 및 하류 지역의 외래식물 출현 비율은 증감을 반복하였고, 중류지역 의 경우 점차 감소하였다. 4개년 모니터링을 바탕으로 한 외 래식물의 비율은 하류지역에서 가장 높게 나타났고, 중류, 상류지역 순으로 나타났다. 이러한 결과는 하류지역에서 상 대적으로 나대지 면적이 넓게 분포하고, 인근에 수출입항과 수도권쓰레기매립지가 위치해 지속적인 인위적 교란이 외 래식물의 침입에 용이한 환경조건을 제공하였기 때문으로 판단된다(^{Han et al., 2007}).

Fig. 2. Changes of percentage of alien plants from 2012 to 2015 in the upstream, midstream, and downstream of the Gyeong-In Ara waterway.

3.2. 식생분포

경인 아라뱃길을 대표하는 4개 구간을 선정하여 식생분 포 정보를 수집한 결과, 모든 조사구간의 수로 변은 인공 제방으로 이루어져 식생이 분포하지 않았다.

청운교 구간(AR1)의 관목 식생대는 영산홍(Rhododendron indicum), 벚나무(Prunus jamasakura), 복자기(Acer triflorum), 족제비싸리(Amorpha fruiticosa) 등으로 이루어지고, 그 하층에는 토끼풀(Trifolium repens), 자주개자리(Medicago sativa), 큰김의털(Festuca arundinacea), 잔디(Zoysia japonica) 등이 주로 출현하였다. 제방에는 아까시나무(Robinia pseudoacacia)가 성립해 있고, 그 하층에는 서양벌노랑이 (Lotus corniculatus), 큰금계국(Coreopsis lanceolata), 가시 상추 등이 우점하였다. 범람원 중앙에는 넓은 폭의 자전거 도로가 조성되어 있다(Fig. 3). 단면도 평가 결과는 초본, 관목 및 교목식생대가 모두 출현하였다. 그 가운데 교목식 생대에서 아까시나무 등 외래식물이 우점하는 식생이 성립 하여 4등급으로 평가되었다.

Fig. 3. A stratification of riparian vegetation established on AR1 site in 2016. Mi.s:Miscanthus sacchariflorus, G.s:Glycine soja, Z.j:zoysia japonica, A.t:Acer triflorum, L.c:Lotus corniculatus, P.j:Prunus jamasakura, F.a:Festuca arundinacea, C.l:Coreopsis lanceolate, R.i:Rhododendron indicum, A.f:Amorpha fruiticosa, M.s:Medicago sativa, L.s:Lactuca scariolaR.p:Robina pseudoacacia

백석교 구간(AR2)의 초본 식생대는 환삼덩굴(Humulus japonicus), 서양벌노랑이, 큰금계국, 망초(Conyza canadensis) 등이 우점하였다. 관목 식생대는 메타세쿼이아(Metasequoia glyptostroboides), 회화나무(Sophora japonica) 등으로 이 루어지고, 그 하층식생으로는 달맞이꽃(Oenothera biennis), 산국(Dendranthema boreale), 강아지풀(Setaria viridis) 등이 주로 출현하였다. 제방에는 족제비싸리, 개나리(Forsythia koreana)가 성립해 있고, 그 하층에는 쑥(Artemisia indica), 개망초(Erigeron annuus), 큰금계국 등이 우점하였다. 범람 원 중앙에는 넓은 폭의 자전거도로와 산책길이 조성되어 있다(Fig. 4). 단면도 평가 결과는 초본 및 관목식생대만 출 현하여 3등급으로 평가되었다.

Fig. 4. A stratification of riparian vegetation established on AR2 site in 2016. S.j:Sophora japonica, S.v:Setaria viridis, D.b:Dendranthema boreale, M.g:Metasequoia glyptostroboides, C.c:Contza canadensis, H.j:Humulus japonica, A.o:Arternisia orthobotrys, S.b:Sonhus brachyotus, S.k:Salix koreensis.

목상교 구간(AR3)의 초본 식생대는 환삼덩굴, 큰김의털, 갈대(Phragmites communis) 등이 우점하였다. 관목식생 대는 은사시나무(Populus × tomentiglandulosa), 붉나무(Rhus javanica) 등으로 이루어지고, 그 하층식생으로는 큰낭아초 (Indigofera bungeana), 자주개자리, 가시상추 등이 주로 출 현하였다. 제방에는 붉나무가 성립해 있고, 그 하층에는 달 맞이꽃, 산국, 강아지풀 등이 우점하였다. 수로 변에 자전 거도로가 조성되어 있다(Fig. 5). 단면도 평가 결과는 초본 및 관목식생대만 출현하여 3등급으로 평가되었다.

Fig. 5. A stratification of riparian vegetation established on AR3 site in 2016. A.t:Ambrosia trifida, P.t:Populus tomentiglandulosa, I.b:Indigofera bungeana, P.j:Phus japonica, P.c:Phragmites communis, Ab.t:Abutilon theophrasti, E.c:Echinochloa crusgalli, Co.c:Commelina comununis, A.c:Artemisia capillaris, O.b:Oenothera biennis.

두리생태공원 구간(AR4)은 범람원에서 제방 쪽으로 이동하 면, 초본 식생대는 서양벌노랑이, 사데풀(Sonchus brachyotus), 가시상추 등이 우점하였다. 관목 식생대는 소나무(Pinus densiflora), 국수나무(Stephanandra incisa), 이팝나무(Chionanthus retusus) 등으로 이루어지고, 그 하층식생으로는 돌콩(Glycine soja), 단풍잎돼지풀, 토끼풀 등이 주로 출현하였다. 제방 변 에는 넓은 폭의 자전거도로가 조성되어 있다(Fig. 6). 단면 도 평가 결과는 초본 및 관목식생대만 출현하여 3등급으로 평가되었다.

Fig. 6. A stratification of riparian vegetation established on AR4 site in 2016. P.d:Pinus densiflora, S.i:stephanandra incisa, D.c:Deutzia crenata, C.r:Chionanthus retusus, Ag.c:Agropyron ciliarevar.hackehianum, P.c:Phragmites communis, L.j:Leonurus japonica, Pu.l:Pueraria lobota, P.l:Plantago lanceolata, E.r:Elymus repensvar.aristatum.

3.3. 강변식생 실태 진단 및 개선방안

식생 단면도는 수로로부터의 거리에 따라 지하수위, 토양 습도, 식생구조 등의 다양한 변화를 나타내고, 하천의 평면 적 특성과 비교를 통해 구조적인 환경정보를 제공한다(^{Lee, 2005}). 4개 구간의 식생 단면도를 분석한 결과, 수로 변은 인공제방으로 이루어져 식생이 분포하지 않고, 복단면의 구 조를 가지고 있으며 범람원에 자전거도로나 산책길과 같은 친수공간이 조성되어 있다.

하천에서는 횡단지형에 의해 결정된 환경구배(특히 수분 구배)에 따라 식생이 분포한다. 그 분포는 대체로 부착조류 및 플랑크톤 구역, 초본식물대, 관목림대, 연목림대 및 경 목림대의 순서를 보인다(^{Lee et al., 2013}). 그러나 본 조사 구간의 단면도 평가 결과, 식생 배열은 하천의 자연적 교 란체제를 반영하지 않았고, 식생유형은 하천식생이 아닌 외 래식물이나 육상식물이 우점하여 3, 4등급으로 평가되었다.

이러한 결과는 하천 복원사업이 체계적인 연구와 절차를 거치지 않아 생태적 의미의 하천 복원이기 보다는 조경 차 원의 하천공원 조성사업에 초점을 두었기 때문이다. 또한, 어메니티(amenity)를 위한 자전거도로, 산책길 및 운동시설 등 인공구조물의 비율이 높고, 단조로운 단면구조를 가지고 있는 등 생태적인 기능 보다는 이용 및 편의, 치수기능이 강조되는 경향이 나타난다(^{An et al., 2014}). 하천의 수변 공간 확충 및 물리적 구조의 훼손, 친수 공간 이용에 의한 지속적인 교란, 인공 녹지 조성으로 원식생에 대한 간섭 등 하천 고유의 자연성 훼손은 외래식물의 발생과 직결되 기 때문에 부정적인 영향을 나타낸다(^{Choi and Heo, 2013}; ^{Chun, 2013}; ^{You et al., 2014}). 외래식물 번성에 의한 식물 군락의 조성과 변화는 생태계 기능을 악화시키고, 외래식물 의 생물량 증가는 식생에 의한 물 흡수가 증가되어 하천유 량을 감소시키며, 수리 조도가 증가되어 유사가 퇴적되고 하도의 하상 상승을 유발 시킨다(^{Richardson et al., 2007}; ^{Van Lill et al., 1980}; ^{Zavaleta et al., 2001}).

이러한 문제점을 해결하기 위해서는 생태적 진단결과에 기초하여 복원의 수준과 방법을 결정하고, 대조하천 정보를 통해 수집된 복원 모델을 기초하여 생태적 기능을 향상시 킬 수 있는 개선방안을 제시하여야 한다(^{An et al., 2014}; ^{An et al., 2015}; ^{Lee, Jeong et al., 2011}). 따라서 복단면의 구조를 가지고 있는 경인 아라뱃길의 경우 횡단면은 웅덩 이 형의 자연스러운 단면으로 개선할 필요가 있다. 또한 수변에서 홍수터를 거쳐 제방에 이르기까지 대조하천 정보 에 근거하여 지소의 교란 및 침수체제를 반영한 자생종을 도입하도록 한다. 교란이 빈번한 범람원에 성립하는 초본 식생대는 자연의 과정에 맡겨 자연정착을 유도하고, 관목 식생대는 범람원과 제방이 만나는 부분 그리고 교목 식생 대는 제방 사면에 도입하도록 한다(^{An et al., 2016}).

대부분의 외래식물은 인위적인 간섭을 받은 나지에서 1 차 천이를 이루고, 자연식생에서는 거의 나타나지 않기 때 문에 무조건적인 제거보다는 자생종을 도입한 자연식생 복 원차원에서 관리하는 것이 중요하다(^{Lim and Hwang, 2006}; ^{Lim et al., 2009}). 자생종 식재를 통한 하천식생의 복원은 외래식물의 성장을 억제하고, 하천생태계의 안정성 과 다양성을 증가시켜 준다. 특히, 버드나무류(Salix spp.)의 식재는 높은 광량, 온도, 토양 수분 등의 물리적 환경을 개 선함으로서 다른 하층 식생의 정착을 촉진시켜주는 간호식 물(nurse plant) 역할을 수행하고, 나아가 자생종의 생물다 양성이 증가하여 외래종의 침입과 확산을 억제시킨다(^{Lee et al., 2010}).

지속적인 인위적 교란으로 외래식물의 이입이 가속화 될 것으로 예상되기 때문에, 이들의 침입에 대한 정량적 조사 와 분포역의 변화에 대한 지속적인 모니터링이 필요하다고 판단된다. 모니터링 내용에는 분포역의 현황과 각 외래식물 의 개체수 및 분포율을 작성하고, 새로이 출현한 외래식물 은 개체군의 크기와 위치, 분포범위를 상세히 기록한다. 이 러한 모니터링 결과는 추후 외래식물의 밀도가 작고 쉽게 제거되는 곳을 우선관리 지역으로 선정하여 해당지역의 관 리 또는 제거활동을 촉진하고, 나아가 외래식물 침입에 대 한 초기 대응 및 관리방안 마련에 활용될 수 있다(^{MOE, 2006}).