잘피(Zostera marina)서식지 복원을 위한 최적 이식방법 및 시기 선정에 관한 연구 Selection of the Optimal Transplanting Method and Time for Restoration of Zostera marina Habitats원문보기
Seagrass bed is an important component in coastal and estuarine ecosystems, providing food and shelter to a wide variety of fauna. Recently, seagrass coverage has declined significantly due to anthropogenic influences such as reclamation, dredging, and eutrophication and consequently, necessity of s...
Seagrass bed is an important component in coastal and estuarine ecosystems, providing food and shelter to a wide variety of fauna. Recently, seagrass coverage has declined significantly due to anthropogenic influences such as reclamation, dredging, and eutrophication and consequently, necessity of seagrass habitat restoration is rising. Transplantation experiments with Zostera marina using TERFS, staple method, and shell method have been conducted at Dadae Bay, Kosung Bay and Jindong Bay on the south coast of Korea to select an optimal transplanting method for restoration of Z. marina habitat. Three experimental sites located at the vicinity of natural Z. marina beds with an average water depth of about 4m. Z. marina plants, which were collected from donor bed in Koje Bay were also transplanted at 7 different time from October 2003 to July 2004 to find appropriate transplanting time. Density of Z. marina was monitored monthly at both transplanted areas and natural beds. Transplantation using the staple method showed the highest survival rate of transplant. Shell method was also an effective transplanting method at muddy areas in Kosung Bay and Jindong Bay, but not suitable at sandy areas in Dadae Bay. These results suggest that sediment composition of transplanting areas should be considered for the selection of the optimal transplanting method. Z. marina transplanted during fall usually showed the highest survival rate, while most Z. marina plants transplanted in summer died due to high lethal temperature during this period.
Seagrass bed is an important component in coastal and estuarine ecosystems, providing food and shelter to a wide variety of fauna. Recently, seagrass coverage has declined significantly due to anthropogenic influences such as reclamation, dredging, and eutrophication and consequently, necessity of seagrass habitat restoration is rising. Transplantation experiments with Zostera marina using TERFS, staple method, and shell method have been conducted at Dadae Bay, Kosung Bay and Jindong Bay on the south coast of Korea to select an optimal transplanting method for restoration of Z. marina habitat. Three experimental sites located at the vicinity of natural Z. marina beds with an average water depth of about 4m. Z. marina plants, which were collected from donor bed in Koje Bay were also transplanted at 7 different time from October 2003 to July 2004 to find appropriate transplanting time. Density of Z. marina was monitored monthly at both transplanted areas and natural beds. Transplantation using the staple method showed the highest survival rate of transplant. Shell method was also an effective transplanting method at muddy areas in Kosung Bay and Jindong Bay, but not suitable at sandy areas in Dadae Bay. These results suggest that sediment composition of transplanting areas should be considered for the selection of the optimal transplanting method. Z. marina transplanted during fall usually showed the highest survival rate, while most Z. marina plants transplanted in summer died due to high lethal temperature during this period.
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문제 정의
2003), 최적의 이식시기를 알아보기 위해 동일 지역에서 여러 시기에 걸쳐 이식이 진행된 사례는 거의 없다. 따라서 본 연구는 한반도 남부 연안의 세 이식장소에서 최적의 이식시기를 선정하기 위해서 사계절에 걸쳐 잘피 이식을수행하였으며 , 각 이식 시기별 생존율의 차이를 측정하였다. 본 연구에서는 퇴적물의 조성이 서로 다른 이식장소에서 각장소에 적합한 이식방법과 최적의 이식시기를 선정하는 것이 그 목적이다.
따라서 본 연구는 한반도 남부 연안의 세 이식장소에서 최적의 이식시기를 선정하기 위해서 사계절에 걸쳐 잘피 이식을수행하였으며 , 각 이식 시기별 생존율의 차이를 측정하였다. 본 연구에서는 퇴적물의 조성이 서로 다른 이식장소에서 각장소에 적합한 이식방법과 최적의 이식시기를 선정하는 것이 그 목적이다.
제안 방법
15분마다 수중 광량을 측정하였다. HOBO 조도계로 측정된 수치 (lumens . ft-2)는 동 시간에 광측정기 (LI-1400, LI- COR, Inc)를 이용하여 측정된 수치와의 회귀분석을 통하여 photon flux density (PFD, mol photons m-2 . sec-1)로 변환하였다. 이렇게 변환된 수치를 하루 동안의 총 광량인 일광량(mol photons m-2 .
이식망은 잘피의 뿌리가퇴적물속에 정착 되는 2개월 후 회수하였다. Shell method는패각에 잘피를 고정시키는 방법으로 하나의 패각에 2개체씩을 고정 하여 50 x 50 cm 면적 에 15개씩 (120 shoots m-2) 투하하였다. Staple method는 staple에 잘피를 고정하여 이식하는방법으로 한 staple당 두 개체씩 고정하여 , 50 x 50 cm 면적에 10개의 staples를(80 shoots m-2) 설치하였다.
Shell method는패각에 잘피를 고정시키는 방법으로 하나의 패각에 2개체씩을 고정 하여 50 x 50 cm 면적 에 15개씩 (120 shoots m-2) 투하하였다. Staple method는 staple에 잘피를 고정하여 이식하는방법으로 한 staple당 두 개체씩 고정하여 , 50 x 50 cm 면적에 10개의 staples를(80 shoots m-2) 설치하였다. 모든 실험은 4 반복으로 수행되었다.
이식 실험을 수행하였다. TERFS method는 이식망(60 x 60 x 15 cm)에 잘피 72개체 (200 shoots . m-2)를 고정한 후, 각 이식 장소에 4개씩 투하하였다. 이식망은 잘피의 뿌리가퇴적물속에 정착 되는 2개월 후 회수하였다.
각 조사 장소에서 잘피 잎이 위치하는 수심에 조도계(HOBO-Light Intensity, Onset Computer, USA)를 설치하여 매 15분마다 수중 광량을 측정하였다. HOBO 조도계로 측정된 수치 (lumens .
매월 각 장소에서 이식 방법 및 이식 시기를 달리하여 이식된 잘피의 서식밀도를 영구 방형구를 설치하여 측정하였으며 , 자연서식지의 밀도는 35 x 35 cm 방형구를 이용하여 조사하였다. 이식된 개체의 생존율은 이식 개체의 지하부가퇴적물에 완전히 착생되어 안정화되는 3개월 후에 생존하고있는 개체수를 측정하여 백분율(%)로 나타내었다.
이식방법 및 장소에 따른 생존율의 차이를 twoway ANOVA를 이용해서 분석하였으며, 각 이식장소에서이식시기별 차이는 one-way ANOVA를 이용하여 분석하였다. 분석 값이 유의 할 경우, Turkey HSD(Honestly Significant Difference)를 이용하여 각 자료의 유의성을 검정하였다. 모든 분석은 SAS(version 8.
HOBO 측정치의 PFD로의 변환은 HOBO 조도계를 수중에서 사용할경우 PAR (photosynthetically active radiation) 이외의 파장이 수층에 의해 대부분 흡수되어 두 값 사이에 높은 상관관계를보이므로 현재 널리 사용되고 있다. 수온은 각 조사장소에 수온계(HOBO RH Temp Light External, Onset Computer, USA)를 설치하여 매 15분 간격으로 측정하였다. 측정된 수온은 일평 균수온으로 나타내었다.
최적의 이식시기를 선정하기 위하여 다대만에서 2003년 12월, 2004년 1월, 2월과 7월에 , 고성만에서 2003년 10, 11 그리고 12월, 2004년 1, 2 그리고 7월에, 진동만에서는 2003년 11, 12월, 2004년 1, 2, 3 그리고 7월에 위의 3가지 이식 방법으로 실험을 수행하였다.
퇴적물 조성의 차이에 따른 적정 이식방법을 선정하기 위하여 다대만, 고성만, 진동만에 위치한 이식장소에서 2003년 12월에 TERFS, shell method, staple method 세 가지 방법으로 이식 실험을 수행하였다. TERFS method는 이식망(60 x 60 x 15 cm)에 잘피 72개체 (200 shoots .
Table 1. Sediment compositions at the study sites in Dadae Bay, Kosung Bay and Jindong Bay on the south coast of Korea. Values are mean ± SE (n = 4)
1. Study sites in Dadae Bay, Kosung Bay and Jindong Bay on the south coast of Korea.
이식에 필요한 잘피 개체는 거제만에서 채취하였으며 기존 서식지의 훼손을 최소화하기위해 일정한 간격을 유지하면서 채집하였다. 채취된 개체는 지하부에 붙어 있는 퇴적물을 해수로 제거한 후, 플라스틱용기에 해수를 담고 공기를공급하여 보관하였으며 , 채집 후 2일 이내에 각 장소에 이식하였다.
데이터처리
통계분석 전 모든 자료의 normality와 homogeneity of variance를 검정하였다. 이식방법 및 장소에 따른 생존율의 차이를 twoway ANOVA를 이용해서 분석하였으며, 각 이식장소에서이식시기별 차이는 one-way ANOVA를 이용하여 분석하였다. 분석 값이 유의 할 경우, Turkey HSD(Honestly Significant Difference)를 이용하여 각 자료의 유의성을 검정하였다.
통계분석 전 모든 자료의 normality와 homogeneity of variance를 검정하였다. 이식방법 및 장소에 따른 생존율의 차이를 twoway ANOVA를 이용해서 분석하였으며, 각 이식장소에서이식시기별 차이는 one-way ANOVA를 이용하여 분석하였다.
이론/모형
나타내었다. Staple method는 지하경을 고정하는 방법에 따라 다양하나, 이번 실험에서는 지하경을 서로 교차해서 이식하는 지하경교차방법 (The horizontal rhizome method)을 사용하였다. 이 방법은 생장점이 서로 교차되어 두 방향으로 성장할 수 있어, 생존율과 밀도를 높일 수 있다(Davis and Short, 1997).
성능/효과
5). TERFS는 사질로 구성된 다대만에서는 shell method에 비해 유의하게 높은 생존율을 나타내었으나(P < 0.001), 니질의 고성만과 사니질의 진동만에서는 shell method가 TERFS 보다 더 높은 생존율을 보여 주었다(Table 2). Shell method 는 사질의 다대만에서는 5%의 매우 낮은 생존율을 나타내었다.
001; Table 2, 3). 가장 높은 생존율을 나타낸 이식 방법은 staple method이 었 으며 (Table 2), 세 장소 모두에서 이 식 6개월 후에는 무성생식을 통하여 개체수가 증가하였다(Fig. 5). TERFS는 사질로 구성된 다대만에서는 shell method에 비해 유의하게 높은 생존율을 나타내었으나(P < 0.
고성만에서 TERFS를 이용한 경우 10, 11 그리고 12월에이식된 개체들이 가장 높은 생존율을 보였으며 , 1월과 2월에이식된 개체들도 약 60% 정도의 생존율을 보였다(Table 4). Shell method를 이용한 경우는 11월에 이식된 개체들이, 그리고 staple method의 경우는 12월에 이식된 개체들이 가장높은 생존율을 나타내었다.
퇴적물의 퇴적밀도에 따라 정착되는 시간이 달라질 수 있는데 모래로 구성된 퇴적물은 미사나 점토를 구성된 퇴적물보다 지하부 조직이 퇴적물 속으로 정착하기가 매우 어렵다. 또한 조류나 파도도 패각에 고정된 이식묘가 퇴적물에 정착되는 것을 방해하였는데, TERFS에 비해 위에서 눌러주는 힘이 약해 조류나 파도에 의해 이식묘들이 쉽게 움직였다.
본 연구에서 사용된 세 가지 이식 방법 중 staple method로이식된 잘피 이식묘들이 가장 높은 생존율을 나타내었다. Staple method는 지하경을 고정하는 방법에 따라 다양하나, 이번 실험에서는 지하경을 서로 교차해서 이식하는 지하경교차방법 (The horizontal rhizome method)을 사용하였다.
2003; Lee 2004). 본 연구에서도 기존의 결과와 유사하게 나타났는데 적정 이식 시기 선정을 위한 실험의 결과, 최적의 이식 시기는 가을 및 겨울인 것으로 나타났다. 한반도 연안에 서식하는 잘피 개체군들은 주로 수온에 많은 영향을 받는 것으로 보고되었으며, 잘피의 생산성은 여름동안 급격하게 감소하였다(Lee 2004; Lee etal.
세 이식지역 인근의 자연 서식지내 잘피 밀도는 계절과 지역적인 영향을 받는 것으로 나타났다(Fig. 4). 일반적으로 봄에 가장 높은 서식밀도를 보였으며 , 가을과 겨울에 낮은 서식 밀도를 보였다.
구성에 의해 성공 여부가 좌우되었다. 세 지역에서 진행된 shell method에 의한 이식은 퇴적물의 구성성분이 점토와미사가 우세한 고성만과 진동만에서는 70% 이상의 높은 생존율을 보였으나, 사질의 다대만에서는 5% 정도의 매우 낮은 생존율을 나타내었다. 패각에 고정되어 투하된 이식 개체는 TERFS와 같이 퇴적물 위에 놓이게 되며, 지하부 조직이퇴적물에 정착하기 위해서는 패각 위로 지하부가 성장하여퇴적물 속으로 파묻혀야 한다.
2). 조사기간 중 세 지역의 수온은 계절적인 경향을 나타내었으며, 다대만, 고성만, 진동만의 연평균 수온은 각각 16.2. 14.
진동만에서 TERFS를 이용한 경우 가을과 겨울에 이식된 개체들은 60% 이상의 생존을 나타내었으며, 7월에 이식된 개체들은 3% 이하의 낮은 생존율을 보였다(Table 4). Shell method 를 이용한 경우는 11월에 , staple method를 이용한 경우에는 12월에 이식된 개체들이 가장 높은 생존율을 나타내었다.
후속연구
또한, shell method는 이식 후추가적인 비용이 들지 않는데, TERFS는 일정기간 후, 구조물을 제거해야 하는 번거로움이 있으나, 본 방법은 패각을투하한 즉시 모든 작업이 종료되며 , 어업 활동이 활발한 장소나 잠수가 불가능한 장소에서도 쉽게 이식할 수 있다. 따라서 shell method가 우리 연안의 잘피 서식지의 복원 사업에 매우 유용하게 사용될 수 있을 것으로 보인다.
본 연구에서도 여름철에 이식한 개체는 세지역 모두에서 3개월 이내에 거의 모두 사망하였다. 본 연구는 연안 생태계 복원 및 정화를 위하여 한반도 연안에 적합한 잘피 이식방법을 개발하고 최적의 이식시기를 선정할 수있게 함으로써 앞으로 진행될 잘피 서식지 복원 사업에 매우중요한 자료를 제공할 것으로 여겨진다.
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