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문제 정의
- 이에 본 연구에서는 가막만 소호 해역의 저산소화 현상에 따른 동물플랑크톤의 수층별 분포 양상을 밝혀 용존산소 농도가 동물플랑크톤의 종조성과 출현량에 미치는 영향을 파악하여 하계 소호 주변해역의 동물플랑크톤 군집 동태에 대한 기초 자료로 활용하고자 한다.
제안 방법
- 네트로 여과한 시료는 동물플랑크톤 크기에 따라 다소 차이가 있는 점을 감안하여 중성 포르말린으로 최종농도가 3%가 되도록 고정하였다 (UNESCO 1968). 고정된 동물플랑크톤 시료는 Folsom식부차시료기를 이용하여 출현량에 따라서 1/16〜1/64를취한 후 Bogorov counting chamber에 넣고 해부현미경 (Leica model MS 125)을 사용하여 가능한 종 수준까지 분류 계수하였다. 계수된 생물량은 정량 분석을 위해 여과량을 환산한 후, 단위 체적당 개체수(inds.
- 3 m, 2 m, 4 m, 저층을 대상으로 수중모터펌프(150LminT)를 이용하여 수층별로 5분 동안 채수를 한 후, 표준네트(망구 직경, 35 cm; 망목, 70 卩m) 인 원추형 네트를 사용하여 거르는 방법으로 수층별로 3회씩 채집하였다. 네트로 여과한 시료는 동물플랑크톤 크기에 따라 다소 차이가 있는 점을 감안하여 중성 포르말린으로 최종농도가 3%가 되도록 고정하였다 (UNESCO 1968). 고정된 동물플랑크톤 시료는 Folsom식부차시료기를 이용하여 출현량에 따라서 1/16〜1/64를취한 후 Bogorov counting chamber에 넣고 해부현미경 (Leica model MS 125)을 사용하여 가능한 종 수준까지 분류 계수하였다.
- 동물플랑크톤의 채집은 수층에 따른 종조성과 출현량을 파악하기 위해서 수심 0.3 m, 2 m, 4 m, 저층을 대상으로 수중모터펌프(150LminT)를 이용하여 수층별로 5분 동안 채수를 한 후, 표준네트(망구 직경, 35 cm; 망목, 70 卩m) 인 원추형 네트를 사용하여 거르는 방법으로 수층별로 3회씩 채집하였다. 네트로 여과한 시료는 동물플랑크톤 크기에 따라 다소 차이가 있는 점을 감안하여 중성 포르말린으로 최종농도가 3%가 되도록 고정하였다 (UNESCO 1968).
- 45 卩m여 과지 (Membrane filter, Whatman)로 여 과하고, 여과가 끝나기 직전 1% 탄산마그네슘 ImL를 여과지에 주입한 후 분석시까지 냉동 보관하였다. 분석을 위해서 여과지를 90% 아세톤 10n丄를 냉암소에서 24시간 동안 색소를 추출한 후, 10분간 원심분리시켜 상등액만을 취하여 UV-spectrophotometer (Varian Cary 300)를 이용하여 흡광도를 측정 하여 엽록소 4 농도를 계산하였 (Parsons et al. 1984).
- 연구 기간 동안 강수량 자료는 가막만 해역에 근접한 여수에서 측정 된 여 수지 방기 상대 의 자료를 인용하였다 (KMA 2005). 환경 요인으로는 수온, 염분, 용존산소는 현장에서다 항목 수질측정기 (6920, YSI)로 측정하였으며, 화학적 산소요구량 (COD)은 알칼리성 과망간산 칼륨법으로 적정하여 정 량하였다. 엽록소 a (Chlorophyll a) 는 Niskin 채수기로 수심에 따라서 채수한 다음 시료수 250 mL를공경 0.
대상 데이터
- 가막만 소호 인근해역의 용존산소 농도에 따른 동물플랑크톤 군집 동태를 연구하기 위해 2005년 8월 22일부터 9월 15일까지 연구를 실시하였다. 본 연구결과 저층의 용존산소 농도가 3 mg L-' 이하일 때는 동물플랑크톤 출현 개체수는 현저히 낮게 나타나거나 전혀 나타나지 않았다.
- 본 연구해역은 저산소화 현상이 빈번하게 발생하는 소호 인근해역에서 (Fig. 1), 2005년 8월 22일부터 9월 16 일까지 3일에서 5일 간격으로 빈산소 수괴가 사라질 때까지 대조기 (최저 453〜최고 625 cm)에 연구하였고, 모든 연구는 0.3 m, 2m, 4m, 저층에서 이루어졌다. 연구 기간 동안 강수량 자료는 가막만 해역에 근접한 여수에서 측정 된 여 수지 방기 상대 의 자료를 인용하였다 (KMA 2005).
- 3 m, 2m, 4m, 저층에서 이루어졌다. 연구 기간 동안 강수량 자료는 가막만 해역에 근접한 여수에서 측정 된 여 수지 방기 상대 의 자료를 인용하였다 (KMA 2005). 환경 요인으로는 수온, 염분, 용존산소는 현장에서다 항목 수질측정기 (6920, YSI)로 측정하였으며, 화학적 산소요구량 (COD)은 알칼리성 과망간산 칼륨법으로 적정하여 정 량하였다.
데이터처리
- 연구기간 동안에 수층별 출현 개체수의 차이를 파악하기 위해 분산분석 (ANOVA-test)을 실시하여 유의 수준 P<0.05에서 검정하였으며, 동물플랑크톤 군집에 미치는 환경요인을 규명하기 위해 용존산소에 빈감한 반응을 나타낸 분류군을 선정하여 Pearson 상관계수를 분석하였고, 이를 바탕으로 용존산소와 동물플랑크톤 출현 개체 수의 상호관계를 단순회귀분석 (simple regression)을실시하였다. 통계처리에 따른 모든 분석은 SPSS (Ver.
성능/효과
- 이들 중 우점 분류군인 요각류 유생 (nauplii)과 미성숙체 (copepodite), Oithona sp., 유종 섬모충류 (tintinnids)와 같은 소형 동물플랑크톤이 전체 출현 개체 수의 70% 이상을 차지하였다. 반면, 우점 분류군을 제외한 동물플랑크톤 중 수층별 분포에서는 큰 차이를 나타내 지 는 않았지 만 Acartia erythraea, Acartia pacifica, Centropages abdominalis, Centropages dorsispinatus, Corycaeus affinis, Pseudodiaptimus marinus, Paracalanus parvus s.
- 4%의 점유율을 차지하였지만, 유종섬모충류가 평균 37, 732inds. tn-가 출현하여 44.2%로 가장 점유율이 높게 나타나 상대적으로 요각류 유생의 출현 개체수가 낮게 나타났다. 또한, 요각류 미성숙 체는 평균 2, 657inds.
- 가막만 소호해역에서 수층에 따른 용존산소의 농도와 동물플랑크톤의 출현 개체수의 상관분석 결과에는 양의 상관관계가 나타났으며, 수층별 전체 출현 개체 수에서도 뚜렷한 차이를 나타냈다. 만과 같은 연안역에서 저산소층이 형성되면 동물플랑크톤의 출현 종수와 출현 개체 수는 저층의 용존산소 농도에 영향을 받는다고 보고하였으며 (Howell and Simpson 1994; Keister et al.
- , 그리고 유종섬모충류가 용존산소 농도가 3 mg L-1 이 하인 수층에서 낮게 나타났다. 결과적으로, 이러한 환경 조건은 가막만 소호 인근해역의 동물플랑크톤 수층 분포에 영향을 주는 환경요인으로 용존산소 농도에 의해서 조절되고 있음을 확인할 수 있다.
- 결론적으로 가막만 소호 인근해역에서는 저층의 저 산 소화 현상이 발생했을 시에 동물플랑크톤 출현 종수와 출현 개체수의 직접적인 영향을 미치고 있음을 확인할 수 있다. 이러한 저산소화 현상은 반폐쇄적인 연구해역의 특성을 미루어 볼 때, 매년 하계에 주기적으로 발생할 가능성이 높으며, 발생 해역의 범위도 점차 확대되어져 저층에는 무생물화 현상이 발생할 가능성이 높은 것으로 나타났다.
- 9월 15일까지 연구를 실시하였다. 본 연구결과 저층의 용존산소 농도가 3 mg L-' 이하일 때는 동물플랑크톤 출현 개체수는 현저히 낮게 나타나거나 전혀 나타나지 않았다. 수층별 분포와 출현 개체수에 대한 저층의 저 산 소화 영향을 연구한 결과, 용존산소 농도는 저층으로 갈수록 낮게 나타났으며, 연구해역의 동물플랑크톤 출현 개체수는 대부분 표층에서 많게 나타났다.
- 본 연구에서 채집된 동물플랑크톤의 출현 개체수는 1, 088〜360, 12&园』1官3의 범위로 수층과 연구 시기에 따라 다르게 나타났으며 (Fig. 4), 연구기간 동안 출현한 동물플랑크톤은 총 32개 분류군으로서 요각류는 7속 9 종이 동정되었다. 이들 중 우점 분류군인 요각류 유생 (nauplii)과 미성숙체 (copepodite), Oithona sp.
- 수온과 용존산소는 양의 상관관계 (r=0.697, n=30, P<0.01)를, 동물플랑크톤 총 출현 개체수는 수온과 용존산소에서 각각 r=0.524(n=30, P<0.01), r=0.457(n= 30, P<0.05)의 양의 상관관계를 나타냈다. 요각류 나우플리우스 유생은 수온과의 상관분석 결과, 양의 상관관계 r=0.
- 본 연구결과 저층의 용존산소 농도가 3 mg L-' 이하일 때는 동물플랑크톤 출현 개체수는 현저히 낮게 나타나거나 전혀 나타나지 않았다. 수층별 분포와 출현 개체수에 대한 저층의 저 산 소화 영향을 연구한 결과, 용존산소 농도는 저층으로 갈수록 낮게 나타났으며, 연구해역의 동물플랑크톤 출현 개체수는 대부분 표층에서 많게 나타났다. 연구 해역의 수층별 동물플랑크톤 총 출현 개체수를 분산분석 (ANOVA-test)을실시한 결과 유의한 차이를 나타냈다 (P<0.
- 수층의 용존산소 농도에 민감한 반응을 나타낸 동물플랑크톤 중 우점 분류군의 출현 개체수는 저 산 소화가 진행되는 기간과 저산소화가 사라지는 기간에서 서로 다르게 양상이 나타났다 (Fig. 4). 요각류 유생은 저산소 화가 진행되는 시기인 8월 22일의 수층별 출현 개체 수를 살펴보면, 수층 0.
- 수층별 분포와 출현 개체수에 대한 저층의 저 산 소화 영향을 연구한 결과, 용존산소 농도는 저층으로 갈수록 낮게 나타났으며, 연구해역의 동물플랑크톤 출현 개체수는 대부분 표층에서 많게 나타났다. 연구 해역의 수층별 동물플랑크톤 총 출현 개체수를 분산분석 (ANOVA-test)을실시한 결과 유의한 차이를 나타냈다 (P<0.05). 동물플랑크톤의 전체적인 출현 개체 수에서는 요각류 유생 , Oithona sp.
- 05)의 양의 상관관계를 나타냈다. 요각류 나우플리우스 유생은 수온과의 상관분석 결과, 양의 상관관계 r=0.462(n=30, P<0.05)를 나타냈으며, 용존산소와 양의 상관관계 (r=0.462, n=30, P<0.05)를 나타냈다. 소형 요각류 Oitnona sp.
- 05)를 나타냈다. 유종섬 모충류 (tintinnids)는 수온 (r=0.542, n=30, P<0.01)과 용존산소 (r=0.549, n=30, P< 0.01)에서 각각 양의 상관관계를 보였으며, 엽록소 a 와 r=0.375(n=30, P<0.05)의 양의 상관관계를 보였다. 결과적으로, 동물플랑크톤의 수심별 분포 자료에 미치는 환경요인 중 수온과 용존산소는 총 출현 개체수와 우점종과 양의 상관관계를 보였으며, 엽록소 a는 소형 요각류。沥cwa sp.
- 미국의 Chesapeake 만에서는 요각류들의 사망에 기 인하는 근본적인 환경요인이 빈산소 수괴라고 보고된 바 있다(St alder and Marcus 1997). 이 연구 결과에서도 이러한 결과를 잘 반영하고 있는데, 요각류 성체의 출현 개체 수에서 저층에 저산소화가 나타난 시기에는 많은 차이를 보이지 않았지만, 소형 요각류와 요각류 유생 및 미성숙체의 출현 개체수는 민감한 반응을 나타냈다. Roman” M.
- 이 연구해역에서 수층별 동물플랑크톤 출현 개체 수변 동에 영향을 미치는 용존산소의 영향을 파악하기 위하여 단순 회귀분석 (simple regression analysis)# 실시한 결과 연구기간 중 용존산소 농도는 동물플랑크톤 총출현 개체수 감소에 20.9%(F=7.39, P=0.011) 미치는 것으로 나타났으며, 요각류 유생의 출현 개체수 감소에 18.6%(F=6.394, P=0.017)를 미치는 것으로 나타났다. 또한, 소형 동물플랑크톤인 Oithona sp.
- 002) 기여하는 것으로 나타났다. 이러한 결과에서 용존산소 농도는 연구해역의 수층별 동물플랑크톤의 종수와 출현 개체수 분포에 환경요인으로 작용하는 것으로 나타났다.
- 있다. 이러한 저산소화 현상은 반폐쇄적인 연구해역의 특성을 미루어 볼 때, 매년 하계에 주기적으로 발생할 가능성이 높으며, 발생 해역의 범위도 점차 확대되어져 저층에는 무생물화 현상이 발생할 가능성이 높은 것으로 나타났다. 이에 가막만 소호 인근해역의 저산소 화가 동물플랑크톤 분포에 미치는 모니터링을 위한 자료로서 이 연구와 같은 현장 연구를 실시함과 동시에 동물플랑크톤 주요 구성종과 용존산소 농도에 대한 배양실험을 병행한 자료 확보를 통해서 보안해야 할 부분이라고 판단된다.
- and Lim 1997). 이번 연구 해 역에서 발생한 저 산 소화 현상은 주로 소호 해역을 중심으로 저층에서 형성되었으며, 연구기간 동안 강우가 내린 2〜3일 후에 저 산 소화 현상이 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 이와 같은 결과는 연구해역이 반폐쇄적 해역임을 감안해 볼 때, 강수량이 많을 경우 염분의 저하와 함께 높은 일사량에 의한 표층과 저층간의 수온성층 현상과 함께 연등천과 같은 주변 하천에서 유입되는 유기물의 증가로 인하여 식물플랑크톤의 광합성 이 활발하게 이루어져 (윤 2000), 수온성층 현상과 함께 표층에서 생산된 식물플랑크톤의 사멸로 발생하는 유기물이 저층으로 침강하여 분해하는 과정에서 수중의 산소가 소비되어 나타날 가능성이 높지만(과학기술부 2000), 이와 같은 결과에 대한 해석을 높이기 위해서는 저산소 형성 기작에 대한 집중적이고 지속적인 현장 연구가 필요하다고 판단된다.
- 채집 기간 중 동물플랑크톤의 우점 분류군의 수층별 출현 개 체수 자료를 이용하여 분산분석 (ANOVA-test)을실시한 결과, 요각류 유생은 수층에 따라서 상이한 분포를 나타내 유의한 차이를 보였지만(F=6.837, P<0.05), 요각류는 수층별 출현 개체수에서 유의한 차이를 보이지 않았다 (F= 1.081, P>0.
후속연구
- 이번 연구에서도 저산소화 현상이 발생한 시기에 나타난 요각류。沥。w sp.의 출현 개체 수는 Acarfia ery而wea의 출현 개체수와 많은 차이를 보인 것은 분명한 사실이지만, 이러한 결과들은 종의 차이에 있어서 직접적인 비교는 어려운 부분이며, 이러한 결과의 신뢰성을 높이기 위해서는 현장 자료와 함께 용존산소 농도에 따른 두 종에 대한 배양 실험을 통하여 보완하여야 할 부분이라고 판단된다.
- 이러한 저산소화 현상은 반폐쇄적인 연구해역의 특성을 미루어 볼 때, 매년 하계에 주기적으로 발생할 가능성이 높으며, 발생 해역의 범위도 점차 확대되어져 저층에는 무생물화 현상이 발생할 가능성이 높은 것으로 나타났다. 이에 가막만 소호 인근해역의 저산소 화가 동물플랑크톤 분포에 미치는 모니터링을 위한 자료로서 이 연구와 같은 현장 연구를 실시함과 동시에 동물플랑크톤 주요 구성종과 용존산소 농도에 대한 배양실험을 병행한 자료 확보를 통해서 보안해야 할 부분이라고 판단된다.
- 이번 연구 해 역에서 발생한 저 산 소화 현상은 주로 소호 해역을 중심으로 저층에서 형성되었으며, 연구기간 동안 강우가 내린 2〜3일 후에 저 산 소화 현상이 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 이와 같은 결과는 연구해역이 반폐쇄적 해역임을 감안해 볼 때, 강수량이 많을 경우 염분의 저하와 함께 높은 일사량에 의한 표층과 저층간의 수온성층 현상과 함께 연등천과 같은 주변 하천에서 유입되는 유기물의 증가로 인하여 식물플랑크톤의 광합성 이 활발하게 이루어져 (윤 2000), 수온성층 현상과 함께 표층에서 생산된 식물플랑크톤의 사멸로 발생하는 유기물이 저층으로 침강하여 분해하는 과정에서 수중의 산소가 소비되어 나타날 가능성이 높지만(과학기술부 2000), 이와 같은 결과에 대한 해석을 높이기 위해서는 저산소 형성 기작에 대한 집중적이고 지속적인 현장 연구가 필요하다고 판단된다.
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