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문제 정의
- 따라서 본 연구는 한시기이지만 우리나라에서 자료 접근이 용이하지 않은 동중국해 남서해역인 대륙 연안부의 표층해수를 대상으로 해역에 따른 수괴 변화와 식물플랑크톤 군집의 변화 및 출현 특성을 고찰하여 동중국해의 수산자원 이용에 필요한 기초자료를 제공하고자 한다.
제안 방법
- 0㎖, 직경이 47mm인 박막여과지가 장착된 여과기를 이용하여, 자연낙하방법에 의하여 최종농도가 5㎖되도록 농축하여 검경시료로 제공하였다(飯塚, 1986). 검경은 농축된 시료 0.1를 마이크로피펫을 이용하여 정확히 계수판에 취하고, 광학 현미경(Olympus, BX 50)을 이용하여 100X~400X하에서 종의 동정과 출현 세포수에 의한 식물플랑크톤의 현존량을 파악하였다(千原와 村野 1997; Tomas 1997). 그리고 Chl-a 농도의 보정은 채수된 해수 500㎕를 현장에서 박막여과지(pore size; 0.
- 식물플랑크톤 군집과 식물플랑크톤 생물량인 Chlorophyll a (Chi-a) 농도 파악을 위한 시료는 3시간에서 4시간 간격으로 공급되는 해수를 채수하였다. 식물플랑크톤 검경을 위한 시료는 해수 500 ㎖를 폴리에칠렌 표본병에 채집하여 중성포르마린으로 최종농도가 0.
- 실험은 선박의 해수펌프를 이용하여 항주하면서 연속적으로 해수(약 해수면에서 5m 수심)가 공급되도록 선상에 대형플라스틱용기(약 500L)를 설치하였다. 측정은 수온, 염분 및 형광센서에 의해 엽록소(Chl-a)가 측정되는 Submersible Fluorometer(Alec Co., ACL 1151-D)를 고정하고, 관측기에 연결된 모니터에 Note Book computer를 연결하여 연속적인 기록을 실시하였다. 자료해석은 얻어진 자료를 5분 단위로 산술평균하여 측정값으로 사용하였다.
대상 데이터
- 식물플랑크톤 군집과 식물플랑크톤 생물량인 Chlorophyll a (Chi-a) 농도 파악을 위한 시료는 3시간에서 4시간 간격으로 공급되는 해수를 채수하였다. 식물플랑크톤 검경을 위한 시료는 해수 500 ㎖를 폴리에칠렌 표본병에 채집하여 중성포르마린으로 최종농도가 0.4%되도록 고정하였다(Throndsen 1978). 고정한 해수는 실험실에서 500㎖를 취해 공경(pore size)이 5.
- 제주 서남방 해역에서 중국대륙을 따라 대만 북부해역에 이르는 동중국해 남서 표층해역의 해양환경과 식물플랑크톤 군집의 분포특성을 파악하기 위한 현장조사는 2004년 6월 27일에서 동년 6월 29일까지 여수대학교실습선 동백호(GTl,057tons)를 이용하여 Fig. 1의 관측라인을 따라 실시하였다. 실험은 선박의 해수펌프를 이용하여 항주하면서 연속적으로 해수(약 해수면에서 5m 수심)가 공급되도록 선상에 대형플라스틱용기(약 500L)를 설치하였다.
데이터처리
- 수온, 염분 및 Chl-a 농도의 자료를 이용하여 동 중국해 표층해수 중의 식물플랑크톤 생물량의 분포에 영향을 미치는 환경요인을 파악하기 위해 회귀 분석을 실시하였다. 결과 Chl-a 농도에 대한 수온, 염분의 회귀식에서 모두 완만한 기울기로 음의 상관을 나타내었다(Fig.
- , ACL 1151-D)를 고정하고, 관측기에 연결된 모니터에 Note Book computer를 연결하여 연속적인 기록을 실시하였다. 자료해석은 얻어진 자료를 5분 단위로 산술평균하여 측정값으로 사용하였다.
이론/모형
- 1를 마이크로피펫을 이용하여 정확히 계수판에 취하고, 광학 현미경(Olympus, BX 50)을 이용하여 100X~400X하에서 종의 동정과 출현 세포수에 의한 식물플랑크톤의 현존량을 파악하였다(千原와 村野 1997; Tomas 1997). 그리고 Chl-a 농도의 보정은 채수된 해수 500㎕를 현장에서 박막여과지(pore size; 0.45㎛, diameter; 47mm)가 장착된 여과기를 이용하여 흡인 여과 시킨 후, 여과 포집된 박막여과지를 -20℃에서 냉동보관 시킨 후에 실험 실에서 90%(v/v)의 아세톤을 용매로 추출시킨 다음, 원심분리기로 분리 (3,000rpm, 15min)된 상등액을 UV Spectrophotometer(Mecasys Co., Optizen 2120UV 에 의해 비색 측정하는 분광광도법(SCOR-unesco, 1966)에 의해 얻어진 값으로 보정하여 측정값으로 하였다.
성능/효과
- , Ceratium fusus 및 Prorocentrum triestinunfi} 우점하였다. B 해역은 와편모조류인 Gymnodinium brevet와 Scrippsiella trochoidea에 의해 45.7%가 점유되었으며, C 해역도 와편모조류인 S. trochoidea에 의해 24.5 %, 다음으로 중심목 규조류 Leptocylindrus danicus에 의해 18.8%의 우점율을 나타내었다(Table 2). 여름 동중국해 남서해역의 표층에서 관찰된 식물플랑크톤 우점종은 한국내만이나 연안에서 일반적으로 관찰되거나, 우점종을 출현하는 종들이나, 부영양화 해역의 대표적인 규조류인 Skeletonema costatum Taiwan 난류해역에서 우점종으로 출현하였다.
- 수온, 염분 및 Chl-a 농도의 자료를 이용하여 동 중국해 표층해수 중의 식물플랑크톤 생물량의 분포에 영향을 미치는 환경요인을 파악하기 위해 회귀 분석을 실시하였다. 결과 Chl-a 농도에 대한 수온, 염분의 회귀식에서 모두 완만한 기울기로 음의 상관을 나타내었다(Fig. 10). Fig.
- 식물플랑크톤 군집에서 각 해열별 정점 평균으로 5% 이상의 우점율로 출현하는 종을 Table 2에 나타내었다. 결과 전체적으로 내만해역과 같이 극우점 하는 종은 없었으나, 해역에 따라 우점하는 종과 순위는 매우 다르게 나타났다. 즉, A 해역에서는 우상목 규조류와 중심목 규조류인 Pseudonitzschia pungens와 Chaetoceros lorenzianus가: 18.
- 여름 동중국해 남서해역의 표층에서 관찰된 식물플랑크톤 우점종은 한국내만이나 연안에서 일반적으로 관찰되거나, 우점종을 출현하는 종들이나, 부영양화 해역의 대표적인 규조류인 Skeletonema costatum Taiwan 난류해역에서 우점종으로 출현하였다. 그리고 휴면포자를 형성하는 와편모조류, Scrippsiella trochoidea에 의한 우점은 본 해역의 대표종으로서 seed population의 역할을 수행하고 있다고 할 수 있다. 특히 미대륙 동안인 Gulf of Mexico 등에서 해류를 타고 유입되어 대규모의 유해적조를 발생시키는 와편모조류, Gymnodinium breve(Geesey and Tester, 1993)의 우점종 출현은 매우 이례적이며, 향후 한국 연안해역으로의 유입 등에 대해서도 관심을 필요로 하는 내용이다.
- 2). 단, 연속 관측된 그림의 표현은 광역해역의 변동범위가 해역에 따라 매우 크게 나타나기에, 하나의 통일된 색인으로 표현하면 변동 양상을 정확히 표현할 수 없어 전체조사 영역을 3개로 구분하여 표현하였으며, 그림마다 세로 색인 범위가 달라지는 것에 주의가 필요하다. 그리고 염분, 현장밀도 및 엽록소항의 그림에 대해서도 동일하다.
- 2004년 6월 제주 남서해역에서 타이완 북부 연안까지의 표층해수에서 관찰이 확인된 식물플랑크톤 종을 Tomas (1997)의 분류체계에 따라 정리하면 31속 56종으로 비교적 단순하였다. 분류군별로는 규조류가 16속 20종, 와편모조류가 13속 33종, 규질편모조류가 1속 2종 및 유글레나조류가 1속 1종 이었다. 해역별로는 A 해역에서 39종(규조류 16종, 와편모조류 21종 및 규질편모조류 2종), B 해역에서 37종(규조류 12종, 와편모조류 23종 및 규질편 모조류와 유글레나조류가 각각 1종), 그리고 C 해 역에서 28종(규조류 11종, 와편모조류 17종 및 규실편모조류 1종)으로 남쪽으로 갈수록 종다양성 및 규조류에 의한 점유율은 감소하지만, 와편모조류에 의한 점유율은 다소 증가하는 경향을 나타내었다 (Fig.
- 출현종의 공간적 분포는 A와 B 해역에서는 정점에 따라 다소 차이는 있으나, 비교적 다양한 종조성을 보였으며 C 해역에서는 출현종수가 매우 낮게 나타났다. 분류군별로도 정점에 따라 다소 차이는 있지만 전체적으로 와편모조류 등 식물성 편모조류에 의한 점유율이 매우 높게 나타났다(Fig. 8)
- 식물플랑크톤 현존량은 O.lcells/㎖에서 56.6cells/㎖ 범위로 변화하여 매우 큰 공간적 차이를 나타내었다. 해역별로는 A 해역에서 6.
- 이른 여름 동중국해에서 관찰된 식물플랑크톤 현존량은 매우 낮았으며, 특히 Taiwan 난류역의 102 cells/L 단위의 현존량은 대상해역의 빈영양 상태를 표현하는 것으로 보인다. 그러나 동중국해 와 같이 개방되고 투명도 조건이 좋은 해역의 최대 생물량이나 현존량은 표층보다 성장 광 조건이 좋은 아표층인 수온약층 부근에서 보인다는 사실(윤과 김, 1994; 윤 등, 2002, 2003)과 여름 동중국해 식물플랑크톤 대부분이 미약하나마, 운동력을 가진 와편모조류에 의해 점유되고 있어, 와편 모조류의 일주연직이동(Kamykowski 1981)의 영향에 의해 표층해수 중의 식물플랑크톤 현존량 및 출현 종조성에 차이에 차이를 나타낼 수도 있지만 환경요인 등의 미비로 정확한 고찰은 이루어질 수 없었다.
- 20범위로 변화하여 표층해수는 매우 가벼운 특성을 보였다. 즉, 여름 제주 서남해역에서 타이완북부해역의 해수밀도는 해역에 따라 변동요인을 달리하여 양자강 하구역에서는 염분, Kuroshio 해역에서는 수온에 의해 현장밀도가 지배되어 전체적인 표층해수는 매우 낮은 밀도를 나타내었다. 해역별로는 A 해역에서 19.
- 출현종의 공간적 분포는 A와 B 해역에서는 정점에 따라 다소 차이는 있으나, 비교적 다양한 종조성을 보였으며 C 해역에서는 출현종수가 매우 낮게 나타났다. 분류군별로도 정점에 따라 다소 차이는 있지만 전체적으로 와편모조류 등 식물성 편모조류에 의한 점유율이 매우 높게 나타났다(Fig.
- 분류군별로는 규조류가 16속 20종, 와편모조류가 13속 33종, 규질편모조류가 1속 2종 및 유글레나조류가 1속 1종 이었다. 해역별로는 A 해역에서 39종(규조류 16종, 와편모조류 21종 및 규질편모조류 2종), B 해역에서 37종(규조류 12종, 와편모조류 23종 및 규질편 모조류와 유글레나조류가 각각 1종), 그리고 C 해 역에서 28종(규조류 11종, 와편모조류 17종 및 규실편모조류 1종)으로 남쪽으로 갈수록 종다양성 및 규조류에 의한 점유율은 감소하지만, 와편모조류에 의한 점유율은 다소 증가하는 경향을 나타내었다 (Fig. 7), 그러나 전체적으로 양자강 유역의 영향이 가장 강한 B 해역에서만 유글레나조류 출현이 보이는 것을 제외하고는 해역에 따른 종 출현 특성은 크게 차이가 없었다.
- 현장밀도는 19.20에서 22.20범위로 변화하여 표층해수는 매우 가벼운 특성을 보였다. 즉, 여름 제주 서남해역에서 타이완북부해역의 해수밀도는 해역에 따라 변동요인을 달리하여 양자강 하구역에서는 염분, Kuroshio 해역에서는 수온에 의해 현장밀도가 지배되어 전체적인 표층해수는 매우 낮은 밀도를 나타내었다.
후속연구
- , 2002, 유 등 2003)나 동중국해 여름철 대표종으로 보고되는 남조류 Trichodesmium (永澤와丸茂, 1967)등의 대규모 출현은 관찰되지 않았다. 이와 같은 우점종 출현의 변화 및 연구자에 의한 차이는 대상해역의 장기적인 해양환경변화에서 유래하는 것인지 또는 조사시점의 이례적 환경차이에 의한 것인지 등에 대해서는 비교할만한 환경자료들 이 충분하지 않아 정확한 고찰은 어렵지만 앞으로 동중국해의 장기적인 해황변동과 함께 검토해야할 과제라 할 수 있다.
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