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문제 정의
- 이 결과를 독도 연안의 3정점에서 실시된 연구 결과들과 비교하여 향후 독도와 주변 해양생태계에 대한 고찰과 추이를 설명하는 데 수계 생태계를 파악할 수 있는 유용한 기초자료로 이용하고자 한다.
제안 방법
- 부착 조류의 광합성 색소는 시료를 WhatmanGF/C (Whatman International Ltd Maidstone, England)로여과한 후, Chl-a와 불활성 색소를 동시에 측정할 수 있는 Lorenzen(1967)의 방법으로 정량하였다. AFDMe 시료를 GF/C에 여과한 후, 105℃에서 무게 변화가 없을 때까지 건조시켰고, 550℃ 전기로에서 2-4시간 태웠을 때 그 감량으로 계산하였다(APHA etal. 1995). 부착 조류 현존량은 단위면적 (cm2)당 Chl-a, pheopigment 색소 함량으로 총생물량을, AFDM으로 유기물양을 측정하였다.
- 식물플랑크톤의 현 존량은 단위 부피당 세포수(cells L-1)로 계산하였다. 규조류 동정을 위하여 농축한 시료의 10mL에 동량의 질산으로 혼합하여 끓여 탈염한 후에 소량의 중 크롬산 칼륨을 첨가하여 산처리하였다(APHA etal. 1995).원심분리기를 이용하여 수회에 걸쳐 증류수로 산 처리 후, Pleurax 봉입제로 영구표본을 만들었고 광학현미경 하에서 검경하여 동정하였다.
- 1)에서 몽돌, 고둥 및 해조류의 기질을 중심으로 조사하였고, DOK1은 암벽 부근까지 수심이 깊고, 너울이 활발하여 해조류 기질만 채집하였다. 독도의 현장 조사는 2003년 8월 19-21일 동안 1회 수행하였다.
- 원심분리기를 이용하여 수회에 걸쳐 증류수로 산 처리 후, Pleurax 봉입제로 영구표본을 만들었고 광학현미경 하에서 검경하여 동정하였다. 또한, 농축시료의 일부 중 1 mL Sedgwick-Rafter counting chamber에 골고루 분산시킨 뒤 S-R chamber의 line을 따라 zigzag형으로 광학현미경(x200) 하에서 식물플랑크톤을 검경하면서 종별 세포수를 계수하였다. 종의 동정은 X400 또는 x1,000배의 고배율로 관찰하였고, Jensen (1984), Fukuyo et al.
- 본 연구는 독도 생태계의 연안에서 주요 수환경 요인, 식물플랑크톤 및 부착 조류를 중심으로 1회의 case study로 조사하였다. 이 결과를 독도 연안의 3정점에서 실시된 연구 결과들과 비교하여 향후 독도와 주변 해양생태계에 대한 고찰과 추이를 설명하는 데 수계 생태계를 파악할 수 있는 유용한 기초자료로 이용하고자 한다.
- 1995). 부착 조류 현존량은 단위면적 (cm2)당 Chl-a, pheopigment 색소 함량으로 총생물량을, AFDM으로 유기물양을 측정하였다.
- 수환경 항목 중 수온과 DO는 YSI-59 DO meter로, pH와 전기전도도는 각각 Orion 230A meter 및 ConductometerLF191-WTW로 현장에서 각각 측정하였고, 염분(psu) 값으로도 보정하여 표시하였다. 영양염 분석을 위한 시료는 van Dorn 채수기로 표증(1 m 수심)에서 채수하였다.
- 식물플랑크톤 정성시료는 식물플랑크톤네트(망목 10 um)를 이용하여 표층과 저층에서 10회 예인 채집하였고, 광학현미경에서 편모와 같은 부속지 등의 식물플랑크톤의 형태적 특성을 비교적 뚜렷하게 구분할 수 있고, 장기적으로 보관해 주는 formaldehyde(10%)로 즉시 고정하였다. 정량시료는 현장에서 2 L 채수한 후, 식물플랑크톤을 진하게 염색 시켜 세포의 biomass 측정 이 용이한 Lugol 용액으로 고정하였고(APHA et al.
- 실험실에서 1주일 이상 충분히 침강시킨 뒤 상등액은 Siphon으로 제거하고 20배로 농축시켰다. 식물플랑크톤의 현 존량은 단위 부피당 세포수(cells L-1)로 계산하였다. 규조류 동정을 위하여 농축한 시료의 10mL에 동량의 질산으로 혼합하여 끓여 탈염한 후에 소량의 중 크롬산 칼륨을 첨가하여 산처리하였다(APHA etal.
- 아질산성 질소(NO2-N)는 sulfanilamide와 NED 시약으로 발색시켜 정량하였다. 인산성 인(PO4-P)은 ammoniummolybdate와 potassium antimonyl tartrate를 처리하여 Sbphosphomolybdate 복합체로 환원시키고, ascorbic acid로 비색 정량하였다.
- 시료 용기는 산(acid) 세척된 4L 플라스틱 병을 사용하였고, 아이스박스에 담아 12시간 이내에 실험실로 옮겼다. 운반한 시료는 즉시 전처리 후 분석하였다. 수중 N .
- 1995).원심분리기를 이용하여 수회에 걸쳐 증류수로 산 처리 후, Pleurax 봉입제로 영구표본을 만들었고 광학현미경 하에서 검경하여 동정하였다. 또한, 농축시료의 일부 중 1 mL Sedgwick-Rafter counting chamber에 골고루 분산시킨 뒤 S-R chamber의 line을 따라 zigzag형으로 광학현미경(x200) 하에서 식물플랑크톤을 검경하면서 종별 세포수를 계수하였다.
- 규산성 규소(SiO2-Si)는 ammonium paramolybdate로 silicomolybdate를 형성시킨 후, oxalic acid를 첨가하여 측정하는 sodium molybdate법으로 정 량하였다. 총무기질소(total inorganic nitrogen, TIN)는 NH4-N + NO3-N + NO2-N의 총량으로 계산하였다. Chl-a 농도는 시료를 GF/F 여과지 (Whatman International Ltd Maidstone, England)로 여과한 후, 90%에탄올을 용매로 사용하여 비 등 추출하였고, 분광광도계로 665 nm와 750 nm에서 흡광도를 측정하여 정 량하였다.
대상 데이터
- DOK1 과 DOK3은 파도에 의한 연안수의 교환이 원활한 개방 수역인 반면에, DOK2는 수심이 얕을 뿐만 아니라 선박 접안시설구조물의 영향으로 인해 DOK1과 DOK3에 비해 다소 안정된 반 폐쇄 수역으로 볼 수 있었다. 부착 조류는 정점 DOK1, DOK2, DOK3 및 MUL의 4개 지점과 섬 주변의 자갈이 노출된 3개 지점(Fig. 1)에서 몽돌, 고둥 및 해조류의 기질을 중심으로 조사하였고, DOK1은 암벽 부근까지 수심이 깊고, 너울이 활발하여 해조류 기질만 채집하였다. 독도의 현장 조사는 2003년 8월 19-21일 동안 1회 수행하였다.
- 서도(DOK3)의 연안해역에서 동 . 서도의 중간지점(DOK2)에서 각 1개 정점으로 하였고, 수심은 DOK1 과 DOK3에서 20 m이었고, DOK2에서 6 m이었다. DOK1 과 DOK3은 파도에 의한 연안수의 교환이 원활한 개방 수역인 반면에, DOK2는 수심이 얕을 뿐만 아니라 선박 접안시설구조물의 영향으로 인해 DOK1과 DOK3에 비해 다소 안정된 반 폐쇄 수역으로 볼 수 있었다.
- 부착 조류는 패류 및 해조류의 표면을 솔로 긁어내어 정량하였다. 시료는 Chl-a, pheopigment 광합성 색소와 유기물 (ash-free dry matter, AFDM) 함량을 정량하는 데 사용하였고, 일부는 formalin 용액으로 고정하여 조류를 검경하는데 사용하였다. 부착 조류의 광합성 색소는 시료를 WhatmanGF/C (Whatman International Ltd Maidstone, England)로여과한 후, Chl-a와 불활성 색소를 동시에 측정할 수 있는 Lorenzen(1967)의 방법으로 정량하였다.
- 보정하여 표시하였다. 영양염 분석을 위한 시료는 van Dorn 채수기로 표증(1 m 수심)에서 채수하였다. 시료 용기는 산(acid) 세척된 4L 플라스틱 병을 사용하였고, 아이스박스에 담아 12시간 이내에 실험실로 옮겼다.
- 정량시료는 현장에서 2 L 채수한 후, 식물플랑크톤을 진하게 염색 시켜 세포의 biomass 측정 이 용이한 Lugol 용액으로 고정하였고(APHA et al. 1995), 아이스박스에 담아 실험실로 운반하였다. 실험실에서 1주일 이상 충분히 침강시킨 뒤 상등액은 Siphon으로 제거하고 20배로 농축시켰다.
이론/모형
- 수중 N . P 및 Si 무기영양염은 시료를 GF/F 여과지 (Whatman International Ltd Maidstone, England)에 여과한 후, Strickland and Parsons (1972)와 APHA et2.(1995)의 분석법에 따라 중복으로 측정하였다. 암모니아성 질소(NH4-N)는 phenol-alcohol 용액,sodium nitroprusside , sodium citrate 및 sodiumhypochlorite을 혼합한 시약으로 비색 정량하였다.
- 인산성 인(PO4-P)은 ammoniummolybdate와 potassium antimonyl tartrate를 처리하여 Sbphosphomolybdate 복합체로 환원시키고, ascorbic acid로 비색 정량하였다. 규산성 규소(SiO2-Si)는 ammonium paramolybdate로 silicomolybdate를 형성시킨 후, oxalic acid를 첨가하여 측정하는 sodium molybdate법으로 정 량하였다. 총무기질소(total inorganic nitrogen, TIN)는 NH4-N + NO3-N + NO2-N의 총량으로 계산하였다.
- 시료는 Chl-a, pheopigment 광합성 색소와 유기물 (ash-free dry matter, AFDM) 함량을 정량하는 데 사용하였고, 일부는 formalin 용액으로 고정하여 조류를 검경하는데 사용하였다. 부착 조류의 광합성 색소는 시료를 WhatmanGF/C (Whatman International Ltd Maidstone, England)로여과한 후, Chl-a와 불활성 색소를 동시에 측정할 수 있는 Lorenzen(1967)의 방법으로 정량하였다. AFDMe 시료를 GF/C에 여과한 후, 105℃에서 무게 변화가 없을 때까지 건조시켰고, 550℃ 전기로에서 2-4시간 태웠을 때 그 감량으로 계산하였다(APHA etal.
- 또한, 농축시료의 일부 중 1 mL Sedgwick-Rafter counting chamber에 골고루 분산시킨 뒤 S-R chamber의 line을 따라 zigzag형으로 광학현미경(x200) 하에서 식물플랑크톤을 검경하면서 종별 세포수를 계수하였다. 종의 동정은 X400 또는 x1,000배의 고배율로 관찰하였고, Jensen (1984), Fukuyo et al. (1990), Hallegraeff(1991), 심(1994),Lee(1994)의 문헌을 참고하여 규조류와 와 편모조류를 중심으로 동정하였다.
성능/효과
- 0 mg cm-2 이었다. Chl-a와 phaeopigment는 총광 합성 색소량에 대해 각각 19.1%, 80.9%를 차지하여 연안부착생태계와 마찬가지로 불활성 색소의 함량이 4.2배 더 많았다(Table 4). 물골 유출 부에서 부착 조류의 생물량은 연안의 다양한 기질에 비해 축적량이 매우 많아 대비가 되었다.
- 서도의 중간지점(DOK2)에서 각 1개 정점으로 하였고, 수심은 DOK1 과 DOK3에서 20 m이었고, DOK2에서 6 m이었다. DOK1 과 DOK3은 파도에 의한 연안수의 교환이 원활한 개방 수역인 반면에, DOK2는 수심이 얕을 뿐만 아니라 선박 접안시설구조물의 영향으로 인해 DOK1과 DOK3에 비해 다소 안정된 반 폐쇄 수역으로 볼 수 있었다. 부착 조류는 정점 DOK1, DOK2, DOK3 및 MUL의 4개 지점과 섬 주변의 자갈이 노출된 3개 지점(Fig.
- 0 X102 cells L-1 로 출현하였다. Rhizosolenia속과는 달리 Chaetoceros 속과 Thalassiosira속 규조류는 정점 DOK-2의 표층에서 관찰 빈도뿐만 아니라 현존량이 적었다(Table 3).와편모조류 중Ceratium 속은 C.
- 규질 편모조류에는 Dictyocha fibula가 유일하였다. 규조류는 Chaetoc或os속이 7종으로 가장 많았고, Rhizosolenia속 6종, Thalassiosira속 4종, Eacteriastrum속과 Thalassiothrix속이 각각 3종, Achnanthes속과 Nitzschia속이 각각 2종씩 관찰되었으며, 나머지 다른 16속은 각각 1종씩 출현하였다. 또한, 독도 연안에서 규질 편모조류, 규조류 및 와 편모조류 외에 2-3 昭m 크기의 소형 미세 남조류와 편모조류가 전수심의 정성분석에서 다수 관찰되었다.
- 독도 연안에서 관찰된 식물플랑크톤은 총 33속 59종으로 분류되었다(Table 2).이 중에서 규질편모조류는 1속 1종 (1.
- 독도 연안에서 돌 부착조류(epilithic algae, ELA), 고동 부착조류(epizooic algae, EZA) 및 해조 식물 부착조류 (epiphytic algae, EPA)의 생물량은 기질의 종류에 따라 조금 차이가 있었다(Table 4). 부착 조류의 Chl-a는 정점 DOK1, DOK2 및 DOK3에서 각각 0.
- 규조류는 Chaetoc或os속이 7종으로 가장 많았고, Rhizosolenia속 6종, Thalassiosira속 4종, Eacteriastrum속과 Thalassiothrix속이 각각 3종, Achnanthes속과 Nitzschia속이 각각 2종씩 관찰되었으며, 나머지 다른 16속은 각각 1종씩 출현하였다. 또한, 독도 연안에서 규질 편모조류, 규조류 및 와 편모조류 외에 2-3 昭m 크기의 소형 미세 남조류와 편모조류가 전수심의 정성분석에서 다수 관찰되었다.
- 현장의 투명도는 연안 해역의 수중 바닥층까지 측정되어 수체에 입자물질이 매우 적은 것이 확인되었고, 인위적 오염의 영향이 매우 적은 것으로 평가될 수 있었다. 또한, 식물플랑크톤의 생물량 (Chl-a)과 현존량도 매우 적어서 내륙의 연안해역에 비해빈영 양환경으로 볼 수 있었다. 특히, 표층 염분도 가 전형적인 해양에서 보다 조금 낮은 것은 여름철은 대한해협으로부터 담수 유입이 큰 시기로서 이에 의한 영향(독도 연구보전협회 , 1998)과 더불어 2003년은 빈번한 강우로 인해 강수량이 매우 풍부하였던 영향이 작용하였을 것으로 추정된다.
- 8 mg O2 L-1 이었다. 수중DO는 수온과 반대 경향을 나타내었고, pH는 7.9-8.2 범위이었고, 전기전도도는 연안 수에서 43.9-44.9 mS cm-1 범위(평균값 44.3 mS cm-1)였다. 총용 존 물질은 연안 수에서 평균값이 30.
- 식물플랑크톤의 정량분석 에서 계수된 분류군별 현존량은 규조류에서 Chaetoceros속, Rhizosolenia속 및 Thalassiosira 속 주종을 이루었고, 와편모 조류는 Ceratium 속과 Prorocentrum속이 대부분을 차지하였다(Table 3). 규조류 중 Chaetoceros속의 C.
- 2).이 중에서 규질편모조류는 1속 1종 (1.7%), 규조류는 23속 43종(72.9%)이었고, 와편모조류는 9 속 15종(25.4%)이었다. 정점 DOK1 에서는 규질편모조류 1 종, 규조류 23종 및 와 편모조류 9종이었고, 정점 DOK3에는규질편모조류 1종, 규조류 20종 및 와편모조류 10종으로 서정점 DOK1 에서는 규조류가, 정점 DOK3에서는 와편모조류의 종수가 조금 많았다.
- 저층에서 관찰되는 종수가 매우 많았는데 이것은 수층이 매우 투명하여 유광대의 깊이가 크고, 중. 저층으로 갈수록 영양염이 풍부하기 때문으로 볼 수 있었으며, 표층에서 Si 영양염이 적은 것도 대부분 식물플랑크톤에 의해 흡수 이용되었던 결과의 가능성이 높은 것으로 볼 수 있었다.
- 4%)이었다. 정점 DOK1 에서는 규질편모조류 1 종, 규조류 23종 및 와 편모조류 9종이었고, 정점 DOK3에는규질편모조류 1종, 규조류 20종 및 와편모조류 10종으로 서정점 DOK1 에서는 규조류가, 정점 DOK3에서는 와편모조류의 종수가 조금 많았다. 정점 DOK1과 3과는 달리 정점 DOK2에서는 규조류 15종과 와편모조류 4종만이 관찰되었다.
- 나타냈다. 질소 성분 중에서 NO3-N와 NO2-N는 NH4-N보다 농도가 낮았고, SiO2-Si는 전수역에서 거의 고갈되었다. 이것은 수중 영양염의 분포가 해양의 표층에서 낮고, 저층으로 갈수록 급격하게 증가하는 경향의 결과와 유사하였다(심 등 1992; 독도연구 보전협회 1999a, b; 한국해양연구소 2000).
- 총 광합성 색소, Chl-a 및 phaeopigment는 각각 135.4 ig cm-2, 25.9 ig cm-2, 109.5 ig cm-2이었고, AFDMe 6.0 mg cm-2 이었다. Chl-a와 phaeopigment는 총광 합성 색소량에 대해 각각 19.
- 5X 102 cells L-1 로서 정점 DOK1에서 조금 풍부하였고, 정점 DOK-2에서 상대적으로 빈약하였다(Table 3). 총 세포수에 대한 규조류와 와편모 조류의 분류군별 세포수는 각각 정 점 DOK1 에서 76.5%, 23.5%, 정점 DOK2에서 66.7%, 33.3% 및 정점 DOK3에서 86.7%, 13.3%를 차지하였다.
- 4 ig cm-2 범위) 이었다. 총광 합성 색소에 대한 Chl-a 및 phaeopigment는 정점 DOK1에서 0%, 100%, 정점 DOK2에서 47.6%, 52.4% 및 정점 DOK3에서 4.8%, 95.2%로서 활성 색소보다 불 활성 색소가 더욱 많았다. AFDM(ash-free dry matter)으로 본 유기물 함량은 정점 DOK1에서 0.
- 0 ug-at L-1 이었다(Table 1). 총무기질소 중에서 NH4-N, NO3-N 및 NO2-N이 차지하는 비율은 연안 수에서 각각 80.7%, 18.2%, 1.1%이었고, 물골 유출수에서 각각 78.2%, 17.8%, 4.0%로서저농도이긴 하나 다른 무기질 소성분에 비해 NH4-N의 비중이 높았다(Table 1). PO4-Pe 연안 수에서 0.
- 8 mg L-1 이었다. 총부 유물질 중 수중 유기물은 연안 수와 물골 유출수에서 각각 22.5%(20.2-24.0% 범위), 100%를 차지하였고, 탁도와 관련성이 큼을 알 수 있었다. Chl-a는 연안 수에서 0.
- 다소 이질적인 양상을 나타냈다. 해역의 연안 수와 비교할 때 수온, pH, 전기전도도 및 염분도는 낮았고, DO 는 높았다. 특히 수중 영양염 중에서 PO4-P과 SiO2-Si는 매우 높은 수준을 보여 이에 대한 연구결과는 처음으로 보고된 바가 있다(Shin et al.
- 정점 DOK2에서 탁도가 조금 높은 것은 수심이 정점 DOK1과 정점 DOK3보다 얕아 약한 파도에 의해 재부유되는 물질이 다소 증가하였기 때문인 것으로 사료된다. 현장의 투명도는 연안 해역의 수중 바닥층까지 측정되어 수체에 입자물질이 매우 적은 것이 확인되었고, 인위적 오염의 영향이 매우 적은 것으로 평가될 수 있었다. 또한, 식물플랑크톤의 생물량 (Chl-a)과 현존량도 매우 적어서 내륙의 연안해역에 비해빈영 양환경으로 볼 수 있었다.
후속연구
- 2003). Si가 높은 것은 토양 암반을 통해 유출되므로 지질학적 영향으로 볼 수 있으나, P의 농도가 높은 것은 인위적인 저류지의 특성과 물골 유출부에서 부착조류 생물량이 매우 높은 것을 통해 영양염이 풍부한 환경이라는 것 외에는 본 연구를 통해 완전한 규명은 어려웠으며 이 에 대한 후속 연구가 필요하였다.
- 본 연구 수행 결과에서 독도생태계는 수환경 전반에 걸쳐 청정한 것으로 볼 수 있었고, 기후변화 등에 따른 향후 지속적인 해양생태학적 연구의 중. 장기적 모니터링이 유지되어 자연환경의 보호가 필요할 것으로 예상되었다.
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