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문제 정의
- 본 연구는 장기간에 걸쳐 통영바다목장 해역에서 식물플랑크톤 군집에 우점종이 차지하는 중요성을 규명하고 계절적 천이양상을 밝히며, 현존량과 생체량의 관계를 파악하여 조사해역의 생태계의 구조를 이해하는데 그 목적이 있다.
제안 방법
- 식물플랑크톤의 채집은 표층과 저층에서 van Dorn 채수기를 이용하여 시수 1 L를 채수한 다음 선상에서 각 식물플랑크톤 분류군의 특성에 따라 각 500 mL씩 4% 중성 포르말린 및 2% 글루타알데하이드로 따로 고정한 후 실험실로 운반하였다. 시료는 24시간 이상 침전시킨 후 상등액을 siphon으로 버리고 150-200 mL로 농축하였다.
- 생체량(탄소량)은 Sun and Liu(2003)가 제안한 공식에 의해 각 종들의 부피를 측정하여 Strathmann(1967)에 의해 탄소량을 구한 후, 전체 현존량에 대입하여 ㎍C L-1 단위의 생체량을 구하였다. 이렇게 측정된 생체량을 가지고 현존량의 우점종 선정 방법에 의거, 전체 평균 5% 이상 차지한 종들을 우점종으로 선정하였다. 각 우점종들의 현존량과 생체량에 따른 관계는 선형 회귀분석 (linear regression) 및 상관분석 (Pearson correlation)을 실시하였으며 , 이때 통계는 SPSS(v.
- 정량분석은 농축된 시료를 균일하게 섞은 후 1 mL을 취하여 Palmer-Maloney Counting Chamber에 넣고 광학현미경 (Zeiss Axioskop 40) X400배 하에서 3회 계수한 후 cells L-1의 단위로 환산하였다. 정성분석은 농축된 시료 적당량을 슬라이드 글라스 위에 놓고 광학현미경의 400-1000배 하에서 동정 및 크기를 측정 하였으며, 크기가 작은 미 소식물플랑크톤은 주사전자현미경 (Jeol, 5600LV)으로 동정 및 그 크기를 측정하였다. 우점종의 선정 기준은 조사기간 동안 전체 출현한 현존량에서 평균 5% 이상 출현한 종으로 하였으며, 우점종의 선정 기준에 속하지 않더라도 계절 특이적으로 높은 현존량으로 출현한 종 들은 추가적으로 선정하였다.
대상 데이터
- 본 조사는 2000년 4월부터 2007년 1월까지 계절별로 총 24 회에 걸쳐 통영바다목장 해역 10개 정점의 표 . 저층에서 실시되었다 (Fig.
- 본 조사해역인 통영바다목장 해역은 남해안 다도해 초입에 위치하며(위도 34°45’N, 경도 128°23’E), 해안선의 굴곡이 심한 리아시스식 해안으로서 쓰시마 난류의 지류가 통과하며, 평균 수심이 약 10-40 m로 비교적 얕고 어획되는 수산물이 약 100여 종으로 우리나라에서 가장 풍부한 자원을 갖춘 곳 중의 하나이다.
데이터처리
- 이렇게 측정된 생체량을 가지고 현존량의 우점종 선정 방법에 의거, 전체 평균 5% 이상 차지한 종들을 우점종으로 선정하였다. 각 우점종들의 현존량과 생체량에 따른 관계는 선형 회귀분석 (linear regression) 및 상관분석 (Pearson correlation)을 실시하였으며 , 이때 통계는 SPSS(v.10.0)를 이용하여 분석하였다.
이론/모형
- 생체량(탄소량)은 Sun and Liu(2003)가 제안한 공식에 의해 각 종들의 부피를 측정하여 Strathmann(1967)에 의해 탄소량을 구한 후, 전체 현존량에 대입하여 ㎍C L-1 단위의 생체량을 구하였다. 이렇게 측정된 생체량을 가지고 현존량의 우점종 선정 방법에 의거, 전체 평균 5% 이상 차지한 종들을 우점종으로 선정하였다.
성능/효과
- 54%)로 우점을 보였다. Paralia sulcata는 2005년 1월에 평균 20.03%로 조사기간 중 가장 높았으나 그 외 계절에서는 1% 미만의 낮은 출현빈도를 보였으며, 표층에서 평균 3.47 X104 cells L-1(0.48%) 를, 저층에서 4.64X104 cells L-1(1.17%)로 저층에서 상대적으로 높은 출현을 하였다. Thalassionema nitzschioides는 겨울철에 평균 1.
- 15X105 cells L-1의 최우점을 기록하였다. 계절별로는 Skeletonema costatem의 변동과 같이 가을철에 평균 3.11 X 104 cells L-1 로 가장 높은 현존량을 보였으며, 가을철(6.71%) 과 겨울철(5.13%)에 높은 우점율을 보였다.
- 시 . 공간적인 출현종의 양상은 표층(251종)과 저층(243종)이 큰 차이를 보이지 않았으며, 봄철에 133종, 여름철에 187종, 가을철에 173종, 겨울철에 117종으로 여름철에 가장 다양하게 출현하였다 (Table 2).
- 심과 신(1989)은 미소식물플랑크톤 군집 변화에서 현존량 과 생체량 사이에 상관관계가 나타나지 않으며 , 일부시기에 높은 우점을 보인 소형식물플랑크톤은 생체량과 상관관계가 있다는 것을 보고하였다. 그러나 본 연구에서는 각 크기별 식물플랑크톤 군집의 현존량과 생체량의 상관관계는 크기에 따라 중형>소형>미소식물플랑크톤 순으로 나타났고, 이는 식물플랑크톤 군집의 크기가 생체량과 현존량에 영향을 미 친다는 것을 알 수 있다. 그러나 미소식물플랑크톤인Chaetocerossocialist 50% 이상의 우점을 보였던 2001년 10월에 현존량과 생체량 상관관계가 r = 0.
- 639로 높은 상관관계를 보였다. 따라서 Chaetoceros socialist Leptocylindrus danicus와 같이 계절특이적으로 높은 우점을 보일 시에는 미소식물플랑크톤도 현존량과 생체량의 상관성에 높게 기여하고 있었다. 또한 미소식 물플랑크톤인 Skeletonema costatume 현존량 및 생체량 에서 높은 우점과 높은 상관성(r = 0.
- 3%를 차지하고 있음을 보고하였다. 따라서 각 식물플랑크톤 군집의 출현양상은 그 해양환경에 특성에 따라 차이를 보이고 있으며, 통영바다목장해역은 소형 및 미소식물플랑크톤이 전체 식물플랑크톤 군집에 미치는 영향이 절대적이었다.
- 와 군체를 형 성 하는 미소 및 소형식물플랑크톤인 Guinardia striata, Skeletonema costatum이었다. 따라서 본 해역에서 개체수 및 생체량에 따른 우점종들은 크기에 따라 구분이 되었으며, 이는 생태계를 이해하는데 있어 큰 의미를 가지고 있다. 현재까지는 식물플 랑크톤 현존량에 따른 우점종에 의한 생태학적 변화를 연구 하는 논문이 대다수였으나, 개체수와 생체량의 정량적 연구를 동시에 수행한다면 군집 생태학 연구에 있어서 더 정확한 의미를 파악할 수 있으며, 장기간 생태계 조사는 앞으로 발생할 식물플랑크톤의 변동을 이해하고 및 정확한 예측이 가능할 것으로 판단된다.
- 따라서, 통영바다목장 해역에서는 현존량과 생체량에 따른 우점종이 크기에 의하여 다르게 나타났다. 현존량에서는Chaetoceros curvisetus, Chaetoceros socialis 등 소형 및 미소식물플랑크톤이 우점을 하였고, 생체량에서는 Ditylum brightwellii, Rhizosolenia spp.
- 조사기간 동안 출현한 식물플랑크톤 군집은 돌말류가 2목 7아목 20과 46속 201종 7변종 9품종으로 총 217종, 와편모조 류가 5목 8과 12속 44종 2품종으로 46종이 출현하였다. 또한 규질편모조류가 1목 1과 2속 4종이 출현하였고, 유글레나조류가 1종으로 전체 268종이 출현하였다(Table 1). 이렇게 출현한 분류군에 따라 돌말류가 가장 높은 점유율을 보였으며 (84.
- 따라서 Chaetoceros socialist Leptocylindrus danicus와 같이 계절특이적으로 높은 우점을 보일 시에는 미소식물플랑크톤도 현존량과 생체량의 상관성에 높게 기여하고 있었다. 또한 미소식 물플랑크톤인 Skeletonema costatume 현존량 및 생체량 에서 높은 우점과 높은 상관성(r = 0.820, p < 0.05)으로 본 해 역에서 식물플랑크톤 군집에 영향을 미치는 주요 종으로 파 악되었다.
- 등 중형식물플랑크톤이 우점을 하였다. 또한, 전체 식물플랑크톤 군집 중 현존량과 생체량 에서 높은 비율을 차지하는 군집은 소형식물플랑크톤으로 나타나 본 해역에서 가장 중요한 식물플랑크톤 군집으로 판단된다.
- 신 등(1990)에 의하면, 서해 천수만에서 미소식물플랑크톤이 전체 개체수의 평균 66%를 차지하며 , chlorophyll a의 농도는 평균 64%를 차지하고 있었다. 본 연구에서도 2 ㎛ 이상의 식물플랑크톤이 전체 현존량의 80% 이상을 차지하고 있었으며 , 식물플랑크톤 크기별 chlorophyll a 농도를 측정한 결과, 각 계절별 차이를 보이고 있었으나, 평균 소형 식물플랑크톤의 chlorophyll a 농도가 79.90%를 차지하였고, 미소식물플 랑크톤의 농도가 18.15%로, 위 두 농도가 98.05%이었다(미발표 자료). Ansotegui et al.
- 630을 보였다. 생체량에 의한 현존량의 선형회귀분석 결과, 식물플랑크톤의 크기가 클수록 현존량에 낮은 기여도를 보였고, 반면, 크기가 작을수록 높은 기여를 하였다. 특히 미소식물플랑크톤인Chaetoceros socialis는 생체량이 현존량의 변동에 가장 큰 영향을 미쳤다(SC = 85.
- 476으로 상대적으로 낮은 값을 보였다(Table 4). 우점종들의 상관계수는 Asterionellopsis glacialis가 0.974, Guinardia striata가 0.902, Ditylum brightwellii가 0.821로 높았으며, Chaetoceros socialis 가 0.636와 Rhizosolenia spp.가 0.
- 조사기간 동안 출현한 식물플랑크톤 군집은 돌말류가 2목 7아목 20과 46속 201종 7변종 9품종으로 총 217종, 와편모조 류가 5목 8과 12속 44종 2품종으로 46종이 출현하였다. 또한 규질편모조류가 1목 1과 2속 4종이 출현하였고, 유글레나조류가 1종으로 전체 268종이 출현하였다(Table 1).
- 주요 우점종은 Chaetoceros curvisetus(18.01%), Chaetoceros socialis(12, 95%), Skeletonema costatum(8.39%), Chaetoceros compressus(6.87%), Asterionellopsis glacialis(5.02%)로 모두 돌말류가 차지하였고, 크기별로는 20-200 ㎛ 의 소형식물플랑크톤과 2-20 ㎛ 의 미소식물플랑크톤이 었다(Fig. 2).
- 22%로 좋은 대조를 보였다(Table 3).크기별 식물플랑크톤 및 우점종간의 현존량 및 생체량에 따른 상관계수는(p < 0.05) 소형 및 중형식물플랑크톤이 각각 0.516 및 0.529를 보였고, 미소식물플랑크톤이 0.476으로 상대적으로 낮은 값을 보였다(Table 4). 우점종들의 상관계수는 Asterionellopsis glacialis가 0.
- 통영바다목장 해역에서 출현한 우점 분류군은 모두 돌말류며 , 우점종들은 주로 북 온대 해역의 연안성의 소형 및 미소식물플랑크톤이었다. 현존량에 따른 상위 5% 이상의 주요우점종은 Chaetoceros curvisetus, Chaetoceros socialis , Chaetoceros compressus, Skeletonema costatum, Asterionellopsisglacialis로 주로 가을철에 높은 출현양상을 보였으며, 일부 종들은 계절에 상관없이 상시 출현하였다.
- 83%의 와편모조류가 출현하였다. 특히 돌말류에서 중심목(Centrales)이 152종으로 70.05%를, 우상목(Pennales)이 65종으로 29.95%를 차지하여 본 해역에서는 중심목 돌말류가 가장 높은 출현빈도를 나타내었다. 시 .
- 생체량에 의한 현존량의 선형회귀분석 결과, 식물플랑크톤의 크기가 클수록 현존량에 낮은 기여도를 보였고, 반면, 크기가 작을수록 높은 기여를 하였다. 특히 미소식물플랑크톤인Chaetoceros socialis는 생체량이 현존량의 변동에 가장 큰 영향을 미쳤다(SC = 85.52BM + 0.03).
- 통영바다목장 해역에서 출현한 우점 분류군은 모두 돌말류며 , 우점종들은 주로 북 온대 해역의 연안성의 소형 및 미소식물플랑크톤이었다. 현존량에 따른 상위 5% 이상의 주요우점종은 Chaetoceros curvisetus, Chaetoceros socialis , Chaetoceros compressus, Skeletonema costatum, Asterionellopsisglacialis로 주로 가을철에 높은 출현양상을 보였으며, 일부 종들은 계절에 상관없이 상시 출현하였다. 생체량에 따른 우 점종들은 비록 출현빈도는 낮으나 크기가 중형식물플랑크톤인 Ditylum brightwellii, Rhizosolenia spp.
- 현존량에 따른 우점종은 소형 및 미소식물플랑크톤인Chaetoceros curvisetus, Chaetoceros socialis, Chaetoceros compressus, Skeletonema costatum, Asterionellopsis glacialis로전체 51.25%를 차지하였으나, 생체량에서 10.17%를 나타내었다. 이와는 달리 생체량에 따른 우점종인 Ditylumbrightwellii, Guinardia striata, Rhizosolenia spp.
후속연구
- 따라서 본 해역에서 개체수 및 생체량에 따른 우점종들은 크기에 따라 구분이 되었으며, 이는 생태계를 이해하는데 있어 큰 의미를 가지고 있다. 현재까지는 식물플 랑크톤 현존량에 따른 우점종에 의한 생태학적 변화를 연구 하는 논문이 대다수였으나, 개체수와 생체량의 정량적 연구를 동시에 수행한다면 군집 생태학 연구에 있어서 더 정확한 의미를 파악할 수 있으며, 장기간 생태계 조사는 앞으로 발생할 식물플랑크톤의 변동을 이해하고 및 정확한 예측이 가능할 것으로 판단된다.
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