동해안의 Cochlodinium polykrikoides 적조 발생에 미치는 해황의 특성 The Influence of Oceanic Conditions on the Occurrence of Cochlodinium polykrikoides Blooms in the East Sea원문보기
Harmful dinoflagellate Cochlodinium polykrikoides blooms have been frequently occurred in coastal areas of the East Sea since 1995. We compared the oceanic conditions in years 1995, 2001 and 2003 when the C. polykrikoides bloom was strong, and in years 1998 and 2004 when the C. polykrikoides bloom w...
Harmful dinoflagellate Cochlodinium polykrikoides blooms have been frequently occurred in coastal areas of the East Sea since 1995. We compared the oceanic conditions in years 1995, 2001 and 2003 when the C. polykrikoides bloom was strong, and in years 1998 and 2004 when the C. polykrikoides bloom was not appeared. We studied temporal and spatial variation of upwelling and geostrophic currents on the western channel of Korean Strait, an entrance of the East Sea. The period and occurrence area of C. polykrikoides bloom was depended on variation of upwelling in summer. In the distributions of geostrophic current, southward current was dominant near the coast in August, 1998 and 2000. Whereas northward current was dominant near and off the coast in August, 1995 and 2003 which the C. polykrikoides bloom was strong. When compared dominant phytoplankton of the coastal areas in each year, Kuroshio indicator species Proboscia alata and Chaetoceros affine were dominant, respectively, in 2001 and 2003 at every stations. However, the dominant species was variable at each coastal area in 1998 and 2000. In 2003, the abundance of Sagitta elegans which is known as the cold water indicator was low, but the abundance of S. enflata, warm water indicator, was very high in Gangneung compared to Sokcho. It seemed that the distribution of S. elegans is restricted by strong warm water current. In conclusion, it was estimated that the distribution of C. polykrikoides bloom in the coastal area of the East Sea was closely related with the strength of East Korea Warm Current and upwelling.
Harmful dinoflagellate Cochlodinium polykrikoides blooms have been frequently occurred in coastal areas of the East Sea since 1995. We compared the oceanic conditions in years 1995, 2001 and 2003 when the C. polykrikoides bloom was strong, and in years 1998 and 2004 when the C. polykrikoides bloom was not appeared. We studied temporal and spatial variation of upwelling and geostrophic currents on the western channel of Korean Strait, an entrance of the East Sea. The period and occurrence area of C. polykrikoides bloom was depended on variation of upwelling in summer. In the distributions of geostrophic current, southward current was dominant near the coast in August, 1998 and 2000. Whereas northward current was dominant near and off the coast in August, 1995 and 2003 which the C. polykrikoides bloom was strong. When compared dominant phytoplankton of the coastal areas in each year, Kuroshio indicator species Proboscia alata and Chaetoceros affine were dominant, respectively, in 2001 and 2003 at every stations. However, the dominant species was variable at each coastal area in 1998 and 2000. In 2003, the abundance of Sagitta elegans which is known as the cold water indicator was low, but the abundance of S. enflata, warm water indicator, was very high in Gangneung compared to Sokcho. It seemed that the distribution of S. elegans is restricted by strong warm water current. In conclusion, it was estimated that the distribution of C. polykrikoides bloom in the coastal area of the East Sea was closely related with the strength of East Korea Warm Current and upwelling.
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문제 정의
따라서 본 연구에서는 남해안에서 발생한 C. polykrikoides 적조가 동해안으로 유입되는 시기의 수온 분포, 해류 및 해양생물 변동 특성을 살펴봄으로써 동해안에서의 C. polykrikoides 적조 발생 시 해황 특성을 조명해 보고, 향후 동해안 적조 발생을 예측하는 기초자료를 제공하고자 한다.
제안 방법
유해성 Cochlodinium polykrikoides 적조가 동해안에 최초 발생한 해는 1995년으로 이후 발생 빈도가 증가하였다. C. polykrikoides 적조 발생 시의 해황 특성을 살펴보기 위하여 적조 발생범위가 넓었던 1995년, 2001년 및 2003년, 동해안에 발생하지 않았던 1998년과 2000년 하계에 표층 수온, 냉수대 발생 특성, 지형류 분포 및 부유생물 분포 특성을 비교 분석하였다. C.
C. polykrikoides 적조의 동해 유입과 관련하여, 우리나라 남해안에서 대한해협을 거쳐 동해로 유입되는 대마난류수와 우리나라 동해안을 따라 북상하는 대마난류수의 지류인 동한난류의 변동을 분석하였다. 대마난류수와 동한난류수의 변동은 지형류의 계산을 통해 분석하였는데, 지형류의 계산을 위하여 국립수산 과학원 동해수산연구소에서 수행하고 있는 동해 해역 정선해양조사 관측라인(Fig.
식물플랑크톤 시료는 표층 해수 1 L를 채취후 Lugol's액을 1-2% 첨가하여 고정시킨 후 실험실로 옮겨 최소한 48시간 동안 편평한 곳에 정치하여 침전시켰으며, 사이펀으로 20 mL가 될 때까지 상등액을 제거하였다. 농축 시료는 일정량(1 mL/100 mL 또는 0.1 mL/20 mL)을 분취하여 Sedgewick Rafter Chamber 계수판에 떨어뜨린 다음, 200～400배에서 광학현미경(Axiolab, Zeiss, Germany)으로 동정, 계수하였다. 수괴지표종인 모악류(Chaetognaths)는 2003년 8월 동해 중부해역에서 동해 해양정선 조사(Fig.
동해안으로 C. polykrikoides 적조가 동해 전역에 광범위하게 발생하였던 해(1995년, 2001년, 2003년)와 발생하지 않았던 해(1998년, 2000년)에서 C. polykrikoides 적조 발생 전·후의 해황 특성을 분석하였다.
식물플랑크톤 시료는 표층 해수 1 L를 채취후 Lugol's액을 1-2% 첨가하여 고정시킨 후 실험실로 옮겨 최소한 48시간 동안 편평한 곳에 정치하여 침전시켰으며, 사이펀으로 20 mL가 될 때까지 상등액을 제거하였다.
1) 중 NORPAC 넷트(망목 330 ㎛, 망구 직경 45 ㎝)를 이용하여 수직 채집 후 현장에서 5% 중성포르말린으로 고정하였다. 채취한 동물플랑크톤 중 모악류만을 재분류하여 해부현미경(SZ40, Olympus, Japan)을 사용하여 계수하여 단위체적당 개체수(개체수/10 ㎥)로 환산하였다.
대상 데이터
C. polykrikoides 적조 발생시점인 9월 동해 연안의 해황을 간접적으로 보여주는 식물플랑크톤 우점종 자료는 국립수산과학원에서 수행하고 있는 “동해 해양 환경 연구” 과제의 적조조사 정점(Fig. 1)의 분석 결과를 이용하였다.
동해 남부 연안의 적조발생 전·후의 수온 자료는 NOAA 위성 적외선 영상자료(국립수산과학원)를 사용하였으며, 적조의 시공간적 확산과 연안 수온 변동 간의 관계를 비교하기 위해 국립수산과학원이 구룡포 연안에 대해 관측한 일일 연안수온자료(1965∼2003년)를 이용하였다.
1 mL/20 mL)을 분취하여 Sedgewick Rafter Chamber 계수판에 떨어뜨린 다음, 200～400배에서 광학현미경(Axiolab, Zeiss, Germany)으로 동정, 계수하였다. 수괴지표종인 모악류(Chaetognaths)는 2003년 8월 동해 중부해역에서 동해 해양정선 조사(Fig. 1) 중 NORPAC 넷트(망목 330 ㎛, 망구 직경 45 ㎝)를 이용하여 수직 채집 후 현장에서 5% 중성포르말린으로 고정하였다. 채취한 동물플랑크톤 중 모악류만을 재분류하여 해부현미경(SZ40, Olympus, Japan)을 사용하여 계수하여 단위체적당 개체수(개체수/10 ㎥)로 환산하였다.
이론/모형
polykrikoides 적조의 동해 유입과 관련하여, 우리나라 남해안에서 대한해협을 거쳐 동해로 유입되는 대마난류수와 우리나라 동해안을 따라 북상하는 대마난류수의 지류인 동한난류의 변동을 분석하였다. 대마난류수와 동한난류수의 변동은 지형류의 계산을 통해 분석하였는데, 지형류의 계산을 위하여 국립수산 과학원 동해수산연구소에서 수행하고 있는 동해 해역 정선해양조사 관측라인(Fig. 1) 중 대한해협 서수도 인근 관측 라인인 208선(울기)과 경북 울진군 죽변 항로표지관리소를 기점으로 동쪽으로 울릉도 남부해역까지 관측하는 104선(죽변)에 대해 표준 수층별 수온과 염분 값을 이용하여 식(1)과 같은 방정식을 사용하여 구하였다(Pond와 Pickard, 1983).
성능/효과
C. polykrikoides 적조 발생 전·후의 동해 연안환경을 분석한 결과 하계의 동해 남부 연안에서의 수온 분포, 냉수대의 발생시기와 지속기간 등이 적조의 확산에 영향을 미친 것으로 추정되었다.
또한 동해 연안별 식물플랑크톤의 종조성을 비교한 결과 2001년과 2003년에는 쿠로시오 난류 지표종인 Proboscia alata와 Chaetoceros affine가 동해 전 연안에 각각 우점하였으나 1998년과 2000년에는 연안별로 다른 우점종 분포를 보였다. C. polykrikoides 적조 발생시기의 동해 중부 해역의 화살 벌레류 분포를 보면 한류지표종인 Sagitta elegans보다 쿠류시오 난류지표종인 S. enflata의 현존량이 더 높은 것으로 나타났다. 따라서 동해안에서의 C.
C. polykrikoides 적조 발생시기인 9월에 강원도 강릉에서 경상북도 감포까지 9개 주요 연안별 식물플랑크톤 종조성을 비교한 결과 주요 우점종 분포에서 확연한 차이를 나타내었다(Table 2). 2001년 9월에는 동해전 연안에 쿠로시오 지표종인 Proboscia alata와 Dactyliosolen fragilissimus 등이 우점 출현하였다.
polykrikoides 적조 발생 시의 해황 특성을 살펴보기 위하여 적조 발생범위가 넓었던 1995년, 2001년 및 2003년, 동해안에 발생하지 않았던 1998년과 2000년 하계에 표층 수온, 냉수대 발생 특성, 지형류 분포 및 부유생물 분포 특성을 비교 분석하였다. C. polykrikoides 적조 발생은 표층 수온의 분포 양상, 냉수대의 발생시기와 지속기간, 동한난류의 세기 등에 직접적으로 영향을 받는 것으로 나타났다. 대한해협서수도 인근 관측 라인인 208선(울기)와 104선(죽변)에서 연도별 8월의 지형류 분석 결과 1995년에는 북향류가 우세한 반면, 1998년에는 남향류가 연안에 우세하게 나타났다.
polykrikoides 적조 발생 전·후의 동해 연안환경을 분석한 결과 하계의 동해 남부 연안에서의 수온 분포, 냉수대의 발생시기와 지속기간 등이 적조의 확산에 영향을 미친 것으로 추정되었다. C. polykrikoides 적조가 동해 연안에 최초 발생한 1995년 동해 연안의 표층수온은 7월 초순부터 8월 하순까지 평년보다 3～6℃ 낮은 저수온 현상을 보였으며, 9월 14일까지는 20℃이하의 수온분포로 적조생물이 연안으로 유입되지 못하였다(Fig. 2). 그러나 9월 하순이 되면서 21℃ 정도로 수온이 상승하여 남해에서 발생한 C.
C. polykrikoides 적조가 발생했던 해와 발생하지 않았던 해의 대한해협 서수도 인근 관측 라인인 208선(울기)과 104선(죽변)에서 8월 지형류는 주축이 형성되는 수심에서 차이를 보였다(Fig. 4). 또한 유속과 방향에 있어서도 연도별 차이를 보여 동한난류의 변동이 C.
동물플랑크톤 분류군 중 수온, 염분 등 환경요인에 민감하게 반응하는 수괴 지표종으로 잘 알려진(박, 1973; 박 등 1990; 유와 김, 1997) 화살벌레(Sagitta)류의 분포를 분석한 결과 C. polykrikoides 적조가 강릉까지 북상하였던 2003년 8월에는 한류지표종인 Sagitta elegans와 쿠류시오 난류지표종인 S. enflata의 현존량 분포가 해역별로 차이를 나타내었다(Fig. 5). 한류지표종인 S.
동해 남부해역에서 지형류의 변동 특성과 C. polykrikoides 적조 발생 규모를 비교 분석한 결과 적조가 동해안에 확산되었던 해에는 강한 동한난류가 동해 연안을 따라 강하게 형성된 반면, 확산되지 않았던 해에는 동한난류 성분이 이안되어 북상하는 것으로 관측되었다. 이와 같은 동한난류의 변동 양상은 C.
enflata의 현존량이 더 높은 것으로 나타났다. 따라서 동해안에서의 C. polykrikoides 적조발생 규모는 냉수대 발생과 동한난류의 세기에 영향을 받는 것으로 나타났으며, 적조발생시 동·식물플랑크톤의 분포 특성은 C. polykrikoides의 발생 범위를 추정하는 요인이 될 수 있을 것으로 사료된다.
수온변동에 직접적인 영향을 받는 식물플랑크톤의 분포는 수괴 특성을 간접적으로 보여주는 지표인데, 식물플랑크톤 종조성 등의 군집 특성을 분석한 결과 수괴에 따라 다른 군집분포를 보여준다고 알려져 있다(Pemberton 등, 2004). 따라서 동해전 연안에 식물플랑크톤의 우점종이 동일하다는 사실은 동일한 수괴가 분포한다는 환경 특성을 보여주며, 또한 C. polykrikoides 적조가 발생했던 당시 동해 전 연안이 동한난류의 영향을 받았음을 추정하게 된다.
대한해협서수도 인근 관측 라인인 208선(울기)와 104선(죽변)에서 연도별 8월의 지형류 분석 결과 1995년에는 북향류가 우세한 반면, 1998년에는 남향류가 연안에 우세하게 나타났다. 또한 동해 연안별 식물플랑크톤의 종조성을 비교한 결과 2001년과 2003년에는 쿠로시오 난류 지표종인 Proboscia alata와 Chaetoceros affine가 동해 전 연안에 각각 우점하였으나 1998년과 2000년에는 연안별로 다른 우점종 분포를 보였다. C.
4). 또한 유속과 방향에 있어서도 연도별 차이를 보여 동한난류의 변동이 C. polykrikoides 발생에 다소 영향을 미치는 것으로 나타났다. C.
멕시코 Yucatan 연안의 적조 확산을 추정하기 위해장단기 풍향, 풍속 및 지형류의 영향을 분석한결과 지형류가 식물플랑크톤의 이동에 영향을 미치는 것으로 밝혀졌다(Enriquez 등, 2009). 본 연구에서도 동해안에서의 C. polykrikoides 적조 발생과 지형류 변동은 연도별 차이는 있지만 다소의 상관관계가 있는 것으로 나타났다. 전반적으로 C.
polykrikoides 적조가 최초 발생한 1995년 8월에 남해안의 동물플랑크톤 현존량은 150㎎/㎥이상으로 평년(1965-1998) 평균에 비해 다소 많았는데, 이는 난류세력의 확장과 동시에 발생한 용승의 영향으로 생물생산력이 높았던 것으로 나타났다(Kang 등 2002). 이와 같은 결과로 볼 때 동한난류 세기의 강약에 따라 동해안에서의 C. polykrikoides 적조 발생 규모가 달라지며, 또한 동물플랑크톤 등 부유생물의 분포 특성도 차이를 보이는 것으로 추정되었다.
polykrikoides 적조 발생의 규모를 결정짓는 주요 원인 중의 하나로 보고있다(서 등, 2003). 이와 같은 결과로 볼 때 용승으로 인한 저층의 풍부한 영양염 용출이 C. polykrikoides 의 성장에 영향을 준 것으로 추정된다.
적조발생 중 연안 수온분포 뿐만 아니라 적조발생전 냉수대 발생 또한 C. polykrikoides 적조의 확산에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 동해 남부 구룡포 연안의 표층 수온변동을 연도별로 비교한 결과(Fig.
5). 한류지표종인 S. elegans의 출현량은 속초연안에서 42.8 개체수/10㎥이었던 반면, 강릉과 묵호연안에서는 5 개체수/10 ㎥ 로 속초연안에 비해 훨씬 낮은 분포를 보였다. 한류지표 종의 낮은 출현량은 난류세력의 확산 영향으로 한류의 남하가 억제된 결과로 볼 수 있다.
후속연구
polykrikoides 적조 발생과 지형류 변동은 연도별 차이는 있지만 다소의 상관관계가 있는 것으로 나타났다. 전반적으로 C. polykrikoides 적조 발생과 해류와의 관계에 관한 연구가 미흡한 실정이므로 금후 해류와 적조의 이동에 관한 연구가 더 필요할 것으로 보인다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
우리나라 연안에서 발생하는 C. polykrikoides 적조의 발생 기원으로 생각되어 지는것은?
우리나라 연안에서 발생하고 있는 C. polykrikoides 적조의 발생 기원에 대해서는 쿠로시오 난류에 의한 유입 가능성과 휴면포자 형성 및 발아에 의한 남해연안 해역 자체 발생 가능성 등이 제기되고 있다(임과이, 2004; Park 등, 2009). 특히 남해안에서의 C.
C. polykrikoides 적조 발생에 직접적인 영향을 준 요인은?
C. polykrikoides 적조 발생은 표층 수온의 분포 양상, 냉수대의 발생시기와 지속기간, 동한난류의 세기 등에 직접적으로 영향을 받는 것으로 나타났다. 대한해협서수도 인근 관측 라인인 208선(울기)와 104선(죽변)에서 연도별 8월의 지형류 분석 결과 1995년에는 북향류가 우세한 반면, 1998년에는 남향류가 연안에 우세하게 나타났다.
동해안 동물플랑크톤 분류를 조사하는데 화살벌레류 분포를 확인하는 이유는?
한류지표 종의 낮은 출현량은 난류세력의 확산 영향으로 한류의 남하가 억제된 결과로 볼 수 있다. Sagitta속은 수온에 따른 종의 분포 특성이 뚜렷하여 해수의 유동과 수괴의 기원을 밝히는데 좋은 지표로 알려져 있다(Ulloa, 2004). 동해안에서 C.
참고문헌 (40)
강양순, 박영태, 임월애, 조은섭, 이창규, 강영실, 2009, Cochlodinium polykrikoides 적조발생규모에 대한 비교 연구, 한국해양학회지 바다, 14(4), 229-239.
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