2006년 하계 가막만의 환경요인 변동에 따른 중형동물플랑크톤 군집의 단기 변동 Short-term Variations of Mesozooplankton Related to the Environmental Factors in Gamak Bay during Summer, 2006원문보기
The short-term variations of the mesozooplankton community structure were investigated in Gamak Bay during summer season, 2006. The study was based on a comprehensive survey constituting from 12 stations on June 19, July 28, August 4, and August 29, respectively. Mean of temperature and chlorophyll ...
The short-term variations of the mesozooplankton community structure were investigated in Gamak Bay during summer season, 2006. The study was based on a comprehensive survey constituting from 12 stations on June 19, July 28, August 4, and August 29, respectively. Mean of temperature and chlorophyll ${\alpha}$ concentrations in the surface layer were significantly higher than those in bottom layer, and those concentrations were significantly higher in the inner bay than those in the outer bay. A total of 40 taxa including 19 copepods were observed in Gamak Bay during summer season. Mean abundance of total mesozooplankton varied from 1,859 to 26,111 indiv. $m^{-3}$. The dominant species were Noctiluca scintillans, Penilia avirostris, Evadne tergestina, Paracalanus parvus s. 1., Acartia omorii and Cirriped nauplii and cyprii in Gamak Bay, and they contributed 90% of mean abundance of total mesozooplankton. Noctiluca scintillans was high after the rainfall. Cluster analysis showed that the mesozooplankton community could be divided into 4 distinct groups, indicating rapid change of the community in the short-term of this survey. The relative contribution of each group of the N. scintillans, P. avirostris, E. tergestina, and P. parvus s. 1. showed differences during the phytoplankton bloom period. The mesozooplankton community compositions were highly associated with water temperature, and salinity in physical conditions, and food organisms affect short-term variations in mesozooplankton composition. Interestingly, protozoa N. scintillans, and Cladocera appeared to be one of the key organisms to extinguish the phytoplankton bloom. Therefore, this study suggests that N. scintillans, and Cladocera could be a key player to control the mesozooplankton community structure during summer season, 2006.
The short-term variations of the mesozooplankton community structure were investigated in Gamak Bay during summer season, 2006. The study was based on a comprehensive survey constituting from 12 stations on June 19, July 28, August 4, and August 29, respectively. Mean of temperature and chlorophyll ${\alpha}$ concentrations in the surface layer were significantly higher than those in bottom layer, and those concentrations were significantly higher in the inner bay than those in the outer bay. A total of 40 taxa including 19 copepods were observed in Gamak Bay during summer season. Mean abundance of total mesozooplankton varied from 1,859 to 26,111 indiv. $m^{-3}$. The dominant species were Noctiluca scintillans, Penilia avirostris, Evadne tergestina, Paracalanus parvus s. 1., Acartia omorii and Cirriped nauplii and cyprii in Gamak Bay, and they contributed 90% of mean abundance of total mesozooplankton. Noctiluca scintillans was high after the rainfall. Cluster analysis showed that the mesozooplankton community could be divided into 4 distinct groups, indicating rapid change of the community in the short-term of this survey. The relative contribution of each group of the N. scintillans, P. avirostris, E. tergestina, and P. parvus s. 1. showed differences during the phytoplankton bloom period. The mesozooplankton community compositions were highly associated with water temperature, and salinity in physical conditions, and food organisms affect short-term variations in mesozooplankton composition. Interestingly, protozoa N. scintillans, and Cladocera appeared to be one of the key organisms to extinguish the phytoplankton bloom. Therefore, this study suggests that N. scintillans, and Cladocera could be a key player to control the mesozooplankton community structure during summer season, 2006.
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제안 방법
2006년 6월.19일, 7월 28일, 8월 4일, 8월 29일까지 총 4회에 걸쳐 만조 시 정조에 정점 별 3회씩 원추형 네트(망목 200 ㎛, 망구 45 cm)를 이용하여 중형 동물플 랑크톤을 수직 으로 채 집 하였으며 , 중성 포르말린을 사용하여 최종농도가 5%가 되도록 고정하였다. 정량 분석을 위하여 유속계(Hydro-Bios model 438115, Germany)를 부착하여 여과 해수량을 측정하였다.
따라서 가막만에서, 호우, 태풍 등 기상변화가 급격한 하계에 환경 변화에 따른 중형동물플랑크톤의 분포를 살펴보았고, 수괴 특성을 달리하는 12개의 정점을 선정하여 가막만 해역의 환경요인의 단기변동이 중형동물플랑크톤 분포 자료에 영향을 미칠수 있는 가능성을 제시하고 이들 환경요인들과 동물플랑크톤 군집에 어떠한 영향을 미치는지를 조사하였다.
수질 환경요인으로는 표층과 저층을 대상으로 다항목수질측정기(YSI 6920, USA)을 이용하여 가막만의 12개 정점에서(Fig. 1) 수온, 염분, 용존산소를 측정하였다. Chlorophyll a (엽록소 a) 농도는 현장에서 취한 해수 500 ml를 공경 0.
19일, 7월 28일, 8월 4일, 8월 29일까지 총 4회에 걸쳐 만조 시 정조에 정점 별 3회씩 원추형 네트(망목 200 ㎛, 망구 45 cm)를 이용하여 중형 동물플 랑크톤을 수직 으로 채 집 하였으며 , 중성 포르말린을 사용하여 최종농도가 5%가 되도록 고정하였다. 정량 분석을 위하여 유속계(Hydro-Bios model 438115, Germany)를 부착하여 여과 해수량을 측정하였다. 종 조성 및 출현 개체수의 조사에 시료의 분할이 필요할 때는 Folsom식 부차시료기를 이용하여 분할한 후, Bogorov 계수판에서 해부현미 경(Olympus SZ40)을 사용하여 가능한 종 수준까지 동정하였으며 동정되지 않은 종들은 목(order)수준까지 분류하여 계수한 후 단위 체적(1 必)당 출현 개체수로 환산하였다.
정량 분석을 위하여 유속계(Hydro-Bios model 438115, Germany)를 부착하여 여과 해수량을 측정하였다. 종 조성 및 출현 개체수의 조사에 시료의 분할이 필요할 때는 Folsom식 부차시료기를 이용하여 분할한 후, Bogorov 계수판에서 해부현미 경(Olympus SZ40)을 사용하여 가능한 종 수준까지 동정하였으며 동정되지 않은 종들은 목(order)수준까지 분류하여 계수한 후 단위 체적(1 必)당 출현 개체수로 환산하였다. 중형동물플랑크톤을 동정할 때보다 세밀한 관찰이 필요한 경우는 동정에 필요한 부속지를 해부하여 고배율 광학현미경(Nikon Axiophot) 하에서 관찰하였다.
종 조성 및 출현 개체수의 조사에 시료의 분할이 필요할 때는 Folsom식 부차시료기를 이용하여 분할한 후, Bogorov 계수판에서 해부현미 경(Olympus SZ40)을 사용하여 가능한 종 수준까지 동정하였으며 동정되지 않은 종들은 목(order)수준까지 분류하여 계수한 후 단위 체적(1 必)당 출현 개체수로 환산하였다. 중형동물플랑크톤을 동정할 때보다 세밀한 관찰이 필요한 경우는 동정에 필요한 부속지를 해부하여 고배율 광학현미경(Nikon Axiophot) 하에서 관찰하였다.
대상 데이터
분석에 대한 각 대상의 출현 개체수 자료는 조사시기별, 종간의 심한 개체군 밀도차이에 의한 자료의 편중을 피하고 대상 자료의 분포를 정규화하기 위하여 대수변환[(loge(x+l)]한 자료를 사용하였다. 중형동물플랑크톤 군집의 정점 간 유사도 측정을 위해 Baiy-Curtis 유사도 지수를 토대로 비가중 산술평균(UPGMA)에 의하여 정점간 수지도(dendrogram)를 작성하여 군집 화하는 계보적 집괴분석(hierarchical cluster analysis)을 수행하였다.
중형동물플랑크톤의 출현빈도에 대한 자료는 다변량 분석법 인 분류법 (classification)과 배열법 (ordination) 을 이용하여 분석하였으며, 사용된 자료는 전체 출현 개체수에 순위를 정한 후 총 출현 개체수 중 상위 1% 이상 출현한 종의 자료를 이용하였다. 분석에 대한 각 대상의 출현 개체수 자료는 조사시기별, 종간의 심한 개체군 밀도차이에 의한 자료의 편중을 피하고 대상 자료의 분포를 정규화하기 위하여 대수변환[(loge(x+l)]한 자료를 사용하였다.
하계 가막만의 중형동물플랑크톤의 단기군집 구조를 파악하기 위해 2006년 6월 19일, 7월 28일, 8월 4일 및 8월 29일 4차례에 걸쳐 12개 정점을 대상으로 실시하였다. 표층의 수온과 엽록소 a 농도는 저층보다 유의하게 높았으며, 만 입구보다 북서부 내만에서 높게 나타났다.
데이터처리
조사시 기 에 따른 환경요인과 중형 동물플랑크톤종 조성과 출현 개체수의 변동을 조사하기 위하여 일원배치분산분석(one-way ANOVA test)을 수행하여 환경 요인들의 평균값 사이의 차이를 검정하였으며, 유의한 차이가 있는 환경요인들은 Turkey의 사후 분석(Post-Hoc analysis)을 실시하여 차이를 검정하였다. 각 조사에 이용된 통계 유의성은 p<0.
분석에 대한 각 대상의 출현 개체수 자료는 조사시기별, 종간의 심한 개체군 밀도차이에 의한 자료의 편중을 피하고 대상 자료의 분포를 정규화하기 위하여 대수변환[(loge(x+l)]한 자료를 사용하였다. 중형동물플랑크톤 군집의 정점 간 유사도 측정을 위해 Baiy-Curtis 유사도 지수를 토대로 비가중 산술평균(UPGMA)에 의하여 정점간 수지도(dendrogram)를 작성하여 군집 화하는 계보적 집괴분석(hierarchical cluster analysis)을 수행하였다.
이론/모형
1) 수온, 염분, 용존산소를 측정하였다. Chlorophyll a (엽록소 a) 농도는 현장에서 취한 해수 500 ml를 공경 0.45 ㎛인 Millipore membrane filter 여과지로 거른 후 Parsons")의 방법으로 측정하였다.
성능/효과
parvus s. 1., Acartia omorii, Acartia er-ythraea, Corycaeus affinis, 그리고 Cirriped nauplii and cyprii (따개비 유생) 등 이었으며, 이들이 전체동물플랑크톤 출현 개체수의 90% 이상을 차지하는 우점분류군이었다. 주요 우점 분류군인 N.
우점 분류군은 원생동물 Noctiluca scintillans, 지각류 Penilia avirostris, Evadne tergestina, 요각류 Paracalanus parvus s. L, Acartia omorii, 그리고 따개비 유생으로 전체 중형동물플랑크톤의 90%를 차지하였고, 강우 후에 N. scintillans기 「대량 증식하였다. 중형동물플랑크톤 군집 분석 결과 조사시 기에 따라 크게 4개의 그룹으로 구분되는 것으로 나타나 시간의 경과에 따른 단기변동을 잘 나타냈다.
5℃ 범위에서 출현 개체수가 30, 000 indiv. m-3 이상으로 나타난다는 결과에서 알 수 있듯이 N. scintillanse 성장 조건 중 수온과 먹이 환경이 알맞게 조성되면 높은 성장률로 짧은 기간에 출현 개체수가 증가한다는 기존의 연구결과를 잘 반영해 주고 있다
정점별출현에서는 7월 28일에 북서부 해 역(정점 2)과 중앙부 해 역(정점 7)에서 약 30, 000 indiv. m」로 가장 높은 출현 개체수를 보였으며, 만 입구로 갈수록 급격히 감소하는 것으로 나타났다. 지각류 E.
결과적으로 식물플랑크톤의 대량 발생시기에 중형동물플랑크톤 군집은 N. scintillans와 지각류에 의해서 변동하였으며, 조사기간 동안 N. scintillans 와 지각류는 식물플랑크톤 대량 발생의 소멸과 관련된 중요한 섭식자로서 하계 가막만의 중형동물플랑크톤 군집을 조절하는데 중요한 역할을 담당하는 것으로 판단되었다.
결론적으로 이번 연구결과를 놓고 볼 때, 중형동물플랑크톤의 종 조성 차이는 나타나지 않았지만 우점 분류군 출현 개체수 변동은 뚜렷하게 관찰되었다. 하계에 장마 기간 동안 내렸던 강우는 가막만내의 담수의 유입으로 이어져 지속적인 영양염 공급과 수온 및 염분성층을 일으켜 엽록소 a 농도의 상승과 저층의 빈산소 수괴를 일으키는 주된 요인으로 작용하는 것으로 나타났지만, 빈산소 수괴가 중형동물플랑크톤 출현 종수와 출현 개체수에 미치는 영향은 미약했다.
하계 가막만에서 출현한 Acartia속 요각류들의 시 . 공간적 분포 특징은 만의 중앙부 해역을 중심으로 선소 해역까지 출현하는 것으로 나타났다. Uye”)의 연구에 따르면, 4 omoriie 수온이 25℃ 이상으로 한 달간 지 속되면 요각류 개 체 군의 가입량을 결정하는데 중요한 난 생산력이 급격히 감소한다.
의 시 . 공간적 분포는 6월 19일에 만의 북쪽인 나진 인근 해역과 대경도 인근 해역, 그리고 소호 인근 해역에서 출현 개체수가 평균 2,000 indiv. m」로 우점하였으며, 수온이 25℃ 이상이었던 8월 29일에도 중앙부 해역에서 출현 개체수가 평균 1, 000 indiv.
8월 29일에는 출현 개체수가 30 indiv. 미만으로 감소하였으며, 정점별 출현에서는 대부분 만 입구에서 출현 개체수가 높게 나타난 반면, 만 입구로 갈수록 출현 개체수가 감소하였다';
부영 양화된 연안역에서 중형동물플랑크톤 군집에 대한 출현 빈도가 높은 Acartia속 요각류는 A. omorii, A. erythraea, A. pacifica, Acartia sinjiensise-4종이 출현하였다. 먼저 6월 19일는 4 omorii?} 만중앙부 해역에서 1,000 indiv.
연구 해역에서 출현한 중형동물플랑크톤은 원생동물 1종, 해파리류, 모악동물 2종, 지각류 3종, 요각류는 미성숙체를 포함하여 10속 19개 분류군, 미충류 1종, 기타 분류군을 포함하여 총 44개 분류군이 동정되었으며, 이들 가운데 12개 분류군이 전체 출현 개체수의 90%의 출현 빈도를 나타냈다. 조사 시기에 따른 출현 종수와 평균 출현 개체수 변동에서는 유의한 차이를 나타내지 않았다(p>0.
omorii 개체군의, 출현 개체수 감소에 영향을 미치는 것으로 사료된다. 연안 하구역에서 낮은 염분과 식물플랑크톤 현존량이 높은 해역에서 집중적으로 서식하는 A. siejiemis는 7월 28일과 8월 4일에 선소 해역을 중심으로 대경도 해역(정점 1~6)까지 출현하는 것으로 나타났다. Uye 등26)의 연구결과에 의하면, 이 종은 일본의 Miho 만 상부에 위치하고있는 Ohasih 강과 Nakaumi 호수에서 수온이 높고 염분이 낮은 9월에 출현한 중형동물플랑크톤 중 출현빈도가 §0%를 차지하는 것으로 나타났다.
염분의 변화는 강우량에 따른 영향으로 인하여 7월 28일에는 표층과 저층간에 2~4 psu 차이가 나타나 강한 염분성층이 형성되었다. 용존산소는 표층에서 5.84-10.06 mg F1, 저층에서는 0.68-9.89 mg「의 범위를 나타냈으며(Fig. 4), 8월 4일에 정점 7과 대경도 인근 정점 5에서 빈산소 수괴가 진행되는 것을 확인할 수 있었다. 엽록소 a는 표층에서 1.
m-3 이상으로 폭발적인 증식이 관찰되었다. 이러한 결과로 보아 두 종의 분포 범위가 서로 상이하지만 해수 유동이 적고 식물플랑크톤이 대량 증식했던 해역의 특성을 고려하면 종은 서로 다르지만 이들의 개체군이 유지될 수 있는 알맞은 서식환경이 조성되었다고 볼 수 있다.
Uye 등26)의 연구결과에 의하면, 이 종은 일본의 Miho 만 상부에 위치하고있는 Ohasih 강과 Nakaumi 호수에서 수온이 높고 염분이 낮은 9월에 출현한 중형동물플랑크톤 중 출현빈도가 §0%를 차지하는 것으로 나타났다. 이러한 결과에서 A. sinjiensis7\ 출현하는 환경특성을 고려할 때 하계 장마기간 동안 반폐쇄적이고 해수 유동이 적으며 주변에 크고 작은 하천을 통하여 시가지의 생활하수가 유입된 결과, 선소 해역의 부영양화를 초래시켜 표영생태계를 불안정하게 만들 수 있다는 것을 보여주고 있다.
Uye”)의 연구에 따르면, 4 omoriie 수온이 25℃ 이상으로 한 달간 지 속되면 요각류 개 체 군의 가입량을 결정하는데 중요한 난 생산력이 급격히 감소한다. 이번 연구에서도 수온이 25℃ 이상을 보였던 7월 28일부터 출현하지 않아 이 시기에 내만 해역에서 발생한 난 생산력 감소에 따른 자연 사망률 증가가 A. omorii 개체군의, 출현 개체수 감소에 영향을 미치는 것으로 사료된다. 연안 하구역에서 낮은 염분과 식물플랑크톤 현존량이 높은 해역에서 집중적으로 서식하는 A.
이와 같이 북서부 해역과 같은 정체된 수괴에서 성층화와 식물플랑크톤 이상증식은 빈산소 수괴 형성과 확장에 매우 중요한 영향을 미치게 된다如分. 이번 연구에서도 장마기인 6월 19일과 7월 2일에 육상으로부터 담수가 지속적으로 유입되어 표층과 저층간의 수온차가 3.0~4.0℃ 로 수온약층이 형성되어 용존산소가 표층에서는 5.84-10.06 mg「', 저층에서는 0.68-9.89 mg「'의농도 분포를 보여 북서부 해역의 오목한 지형적인 조건을 가지는 정점 4와 나진 해역의 정점 3에서 빈산소 수괴가 형성되는 것으로 나타났다. 그러나, 조사기간 동안 엽록소 a는 6월 19일의 일부 정점(6과 7)에서 20.
조사 기간 동안 얻어진 환경 자료를 one way-ANOVA test를 수행한 결과를 살펴보면(Table 1), 표층에서는 수온, 염분, 용존산소는 조사 시기에 따라 유의한 차이를 보였지만(p<0.05), 엽록소 a는 유의한 차이를 보이지 않았다(p>0.05).
m'3 범위로 8월 29일에 가장 낮고 8월 4일에 가장 높게 나타났다. 조사기간 동안 가장 우점 하였던 N. scintillans는 6월 19일과 8월 29일의 일부 해역을 제외한 시기에 소호 해역(정점 1)과 나진 해역(정점 7)에서 대량 증식하였으며, 엽록소 a 농도가 증가하는 시기에 매우 높은 출현 빈도를 나타냈다. 국내 전연안역에서 봄철과 가을철에 우점 하여 출현하는 N.
조사시 기에 따른 중형동물플랑크톤의 정점간 출현빈도에 기초한 Bary-Curtis 유사도 지수를 이용한 결과, 중형동물플랑크톤 군집이 크게 두 개의 상위그룹(A와 B)과 이들 두 개의 상위그룹은 다시 2개의 subgroup (하위그룹)으로 구분되 었다(Fig. 7). 하위 그룹 A1은 6월 19일의 모든 조사정점을 포함하였으며, A2는 7월 28일의 대부분 정점과 8월 4일의 일부정점들이 포함되었다.
scintillans기 「대량 증식하였다. 중형동물플랑크톤 군집 분석 결과 조사시 기에 따라 크게 4개의 그룹으로 구분되는 것으로 나타나 시간의 경과에 따른 단기변동을 잘 나타냈다. 조사기간 동안 N.
중형동물플랑크톤의 높은 출현 개체수와 수온, 염분과 같은 물리적인 요인들에 따른 먹이환경의 급격한 변화가 하계 가막만의 중형동물플랑크톤 단기군집 변동에 큰 영향을 미칠 수 있다는 것을 의미한다. 결과적으로 식물플랑크톤의 대량 발생시기에 중형동물플랑크톤 군집은 N.
실시하였다. 표층의 수온과 엽록소 a 농도는 저층보다 유의하게 높았으며, 만 입구보다 북서부 내만에서 높게 나타났다. 하계 장마기간 동안 가막만에서 출현한 동물플랑크톤은 요각류 19개 분류군을 포함하여 총 44개 분류군이 동정 되었다.
하계 가막만 동물플랑크톤 군집은 조사시기에 따라 다소 차이는 보이 지만 N. scinmians왁 지각류 P. avirostris, E. tergestina, 그리고 일부 부유성 요각류들에 의해 주도되는 것으로 나타났다. 문 등淄은 하계에 출현한 중형 동물플랑크톤 군집은 지각류가 요각류보다 상대적으로 높은 출현빈도를 보인다고 하였다.
표층의 수온과 엽록소 a 농도는 저층보다 유의하게 높았으며, 만 입구보다 북서부 내만에서 높게 나타났다. 하계 장마기간 동안 가막만에서 출현한 동물플랑크톤은 요각류 19개 분류군을 포함하여 총 44개 분류군이 동정 되었다. 조사기 간동안 출현한 동물플랑크톤 평균 출현 개체수는 1, 859-26, 111 indiv.
후속연구
그러나, 하계 가막만의 중형동물플랑크톤 시 . 공간 분포는 수온상승과 담수 유입에 따른 영양염의 지속적인 유입으로 엽록소 a 농도가 상승하면서 N. scintillans 와 지각류와 같은 우점분류군들의 출현 개체수가 높아지면서 군집이 조절되는 것으로 보아 향후 N. scintillam왁 요각류의 출현동태에 관한 재고찰이 필요할 것으로 판단된다.
다시 말해서 연안역에서 저층에 빈산소 수괴가 형성되면 요각류의 도피 행동을 일으켜 출현 개체수가 감소된다는 기존의 결과들은 자명한 사실이지만°, 이번 연구에서는 빈산소 수괴 해역을 대상으로 수층별 채집을 실시하지 않아 쉽게 판단하기는 어렵다. 따라서, 이러한 결과들의 신뢰도를 높이기 위해서는 추후 빈산소 수괴 형성 시기와 해역을 대상으로 하여 단기적인 수층별 채집과 함께 각 구성 종들을 대상으로 용존산소 농도에 대한 사육실험을 통하여 보완되어야할 필요성이 있다고 판단된다.
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