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문제 정의
- 본 연구는 서해, 남해, 동해 11개 주요 항을 대상으로 여름에 수온, 염분 및 식물플랑크톤 생체량이 동물플랑크톤 군집 동태에 미치는 영향을 살펴보고자 하였다.
제안 방법
- 각기 다른 해양환경 특성을 보이는 서해, 남해, 동해 주요 항을 대상으로 여름철 동물플랑크톤 군집구조에 대하여 조사를 실시하였다. 서해 항들에서 가장 높은 수온을 보였으며, 남해, 동해로 갈수록 감소하였다.
- 동물플랑크톤의 해역별 군집 특성을 파악하기 위해서 종 동정이 가능한 요각류를 대상으로 순위를 정한 후 출현 빈도가 전체 상위 1% 이상 출현한 분류군을 선택 후 다변량 분석법인 분류법(classification)과 배열법(ordination)을 이용하여 군집분석을 실시하였다. 군집분석에 대한 분류군의 출현 개체수 자료는 조사 해역과 종 사이의 개체군 밀도차이에 의한 자료의 편중을 피하고, 대상 자료의 분포를 정규화하기 위하여 로그(logx+1) 지수로 변환한 자료를 이용하였다. 중형동물플랑크톤 군집의 정점간 유사도 측정을 위해 Bray-Curtis 유사도 지수를 토대로 비가중 산술평균(UPGMA)에 의하여 군집화하는 계보적 집괴분석(hierarchical cluster analysis)을 시행하여 nMDS(non-metric multidimensional scaling) 배열법으로 군집분석을 수행하였다.
- 동물플랑크톤은 Norpac Net (망목 220 μm, 망구 45 cm)를 사용하여 1 m s-1의 속도로 3회 수직 채집을 실시하였다.
- 종조성 및 출현개체수 파악을 위해 시료의 분할이 필요한 경우 Folsom식 분할기를 사용하여 적정량 분할한 후, UNESCO식 계수판에 옮긴 후 계수 하였다. 동물플랑크톤의 동정은 해부현미경(Nikon SMX 1000)을 사용하여 요각류를 중심으로 종 수준까지 동정하였다. 종동정을 위해 보다 세밀한 관찰이 필요한 경우 동정에 필요한 부속지를 해부하여 고배율 광학현미경(Nikon ECLIPSE 80i)에서 관찰하였다.
- 동물플랑크톤의 해역별 군집 특성을 파악하기 위해서 종 동정이 가능한 요각류를 대상으로 순위를 정한 후 출현 빈도가 전체 상위 1% 이상 출현한 분류군을 선택 후 다변량 분석법인 분류법(classification)과 배열법(ordination)을 이용하여 군집분석을 실시하였다. 군집분석에 대한 분류군의 출현 개체수 자료는 조사 해역과 종 사이의 개체군 밀도차이에 의한 자료의 편중을 피하고, 대상 자료의 분포를 정규화하기 위하여 로그(logx+1) 지수로 변환한 자료를 이용하였다.
- 의 속도로 3회 수직 채집을 실시하였다. 또한 정량분석을 위해 망구에 유수계(Hydro-Bios co.)를 부착하여 여과 해수량을 측정하였다. 채집된 시료는 선상에서 중성포르말린을 사용하여 시료의 최종농도가 5~10%가 되도록 고정하였다.
- 동물플랑크톤의 동정은 해부현미경(Nikon SMX 1000)을 사용하여 요각류를 중심으로 종 수준까지 동정하였다. 종동정을 위해 보다 세밀한 관찰이 필요한 경우 동정에 필요한 부속지를 해부하여 고배율 광학현미경(Nikon ECLIPSE 80i)에서 관찰하였다. 중형동물플랑크톤의 주요 분류군의 종 동정과 학명에 대한 분류체계는 Chihara and Murano (1997), Soh and Suh (2000), Boxshall and Halsey (2004), Ueda and Bucklin (2006)을 따랐다.
- 채집된 시료는 선상에서 중성포르말린을 사용하여 시료의 최종농도가 5~10%가 되도록 고정하였다. 종조성 및 출현개체수 파악을 위해 시료의 분할이 필요한 경우 Folsom식 분할기를 사용하여 적정량 분할한 후, UNESCO식 계수판에 옮긴 후 계수 하였다. 동물플랑크톤의 동정은 해부현미경(Nikon SMX 1000)을 사용하여 요각류를 중심으로 종 수준까지 동정하였다.
대상 데이터
- 각각 고유한 해양환경 특성을 보이는 서해, 남해 및 동해에 위치해 있는 인천항, 평택항, 대산항, 군산항, 목포항(서해 해역), 광양항, 마산항, 부산항(남해 해역), 울산항, 포항항, 동해항(동해 해역)을 대상으로 2010년 8월에 각 해역의 해황과 동물플랑크톤 채집을 실시하였다.
데이터처리
- 중형동물플랑크톤 군집의 정점간 유사도 측정을 위해 Bray-Curtis 유사도 지수를 토대로 비가중 산술평균(UPGMA)에 의하여 군집화하는 계보적 집괴분석(hierarchical cluster analysis)을 시행하여 nMDS(non-metric multidimensional scaling) 배열법으로 군집분석을 수행하였다. 군집분석의 결과로 구분된 각 군집에 영향을 미치는 분류군을 파악하기 위해 SIMPER (similarity-percentages procedure) 분석을 수행하였다(Clarke and Warwick 2001). 중형동물플랑크톤과 환경요인 사이에 상호 관계를 파악하기 위하여 각 해역에 우점 출현한 요각류를 대상으로 정준상관분석(Canonical correspondence analysis: CCA)을 CANOCO ver.
- 군집분석의 결과로 구분된 각 군집에 영향을 미치는 분류군을 파악하기 위해 SIMPER (similarity-percentages procedure) 분석을 수행하였다(Clarke and Warwick 2001). 중형동물플랑크톤과 환경요인 사이에 상호 관계를 파악하기 위하여 각 해역에 우점 출현한 요각류를 대상으로 정준상관분석(Canonical correspondence analysis: CCA)을 CANOCO ver. 4.5 software를 이용하여 분석하였다(ter Braak and Verdonschot 1995).
이론/모형
- 동물플랑크톤의 해역 별 종 다양성을 파악하기 위해 종 다양성 지수 (H′)를 Shannon-Weaver (1963)의 다음 식에 의하여 구하였다.
- 동물플랑크톤 정량분석은 동물 분류군 별 개체수와 출현 빈도, 그리고 정점 별 개체수로 표현하였다. 수온과 염분은 다항목 수질측정기(YSI-6500)를 사용하여 측정하였으며, 동물플랑크톤 먹이의 척도인 식물플랑크톤 생체량은 Parsons et al. (1984)에 따라 해수를 500 mL 채수한 후, Whatman GF/F로 여과하였으며, 여과된 필터들은 chl-a 추출용액인 아세톤 90% 10 mL가 담긴 차광 시험관에 넣고 12시간이 지난 후 24시간 내로 Flurometer (Turner Designs 10-AU)를 사용하여 측정하였다.
- 군집분석에 대한 분류군의 출현 개체수 자료는 조사 해역과 종 사이의 개체군 밀도차이에 의한 자료의 편중을 피하고, 대상 자료의 분포를 정규화하기 위하여 로그(logx+1) 지수로 변환한 자료를 이용하였다. 중형동물플랑크톤 군집의 정점간 유사도 측정을 위해 Bray-Curtis 유사도 지수를 토대로 비가중 산술평균(UPGMA)에 의하여 군집화하는 계보적 집괴분석(hierarchical cluster analysis)을 시행하여 nMDS(non-metric multidimensional scaling) 배열법으로 군집분석을 수행하였다. 군집분석의 결과로 구분된 각 군집에 영향을 미치는 분류군을 파악하기 위해 SIMPER (similarity-percentages procedure) 분석을 수행하였다(Clarke and Warwick 2001).
- 종동정을 위해 보다 세밀한 관찰이 필요한 경우 동정에 필요한 부속지를 해부하여 고배율 광학현미경(Nikon ECLIPSE 80i)에서 관찰하였다. 중형동물플랑크톤의 주요 분류군의 종 동정과 학명에 대한 분류체계는 Chihara and Murano (1997), Soh and Suh (2000), Boxshall and Halsey (2004), Ueda and Bucklin (2006)을 따랐다. 동물플랑크톤 정량분석은 동물 분류군 별 개체수와 출현 빈도, 그리고 정점 별 개체수로 표현하였다.
성능/효과
- l., P. crassirostris가 30% 이상의 높은 출현을 보였으며, Acartia hongi, Acartia ohtsukai 또한 5% 이상의 출현을 보였다. 이외에 Cyclopoida에 속하는 Corycaeys affinis가 우점종을 형성하였다.
- 지각류인 Penilia avirostris, Evadne tergestina는 서해에서는 낮은 출현을 보였으나, 남해의 마산항에서 출현 밀도가 높아졌으며, 동해로 갈수록 점차 감소하였다. N. scintillans은 서해 대산항에서 낮은 출현 밀도를 보인 반면, 남해와 동해로 갈수록 점차 출현 밀도가 높아졌다. 종 다양도 지수는 서해가 0.
- 6). 그 결과 P. parvus s. l.
- 한반도 주변해역에 출현하는 동물플랑크톤 분류군 수는 동해에서 가장 다양한 것으로 알려져 있다. 그러나 본 연구에서는 서해에서 동해로 갈수록 분류군 수가 감소하는 현상을 보였다. 이와 같은 현상은 본 조사지역이 내만에 국한되어 있어 외양종의 출현보다는 연안 기수종의 출현이 분류군수 증가에 상대적으로 크게 작용한 결과일 수 있다.
- 동물플랑크톤 분류군 수는 종 동정이 가능한 요각류 24종을 포함하여 총 54 분류군이 출현하였다. 서해 해역은 44 분류군이 출현하였으며, 남해 해역은 35 분류군이, 동해 해역은 32 분류군이 출현하였다.
- 여름철 한국 주요 항은 지역에 따라 확실히 구분되었다. 동물플랑크톤의 군집 특성은 수온, 염분 이외에 식물플랑크톤 생체량 차이에 영향을 받는 것으로 나타났다.
- 7)로 나타났다. 동물플랑크톤의 출현 개체수와 같이 남해에서 높게 나타났으며, 동∙서해로 갈수록 종 다양도 지수는 감소하였다. 이는 남해 해역이 다른 해역보다 환경이 안정되어 있으며 높은 번식률이 수반되는 해역이라 할 수 있다(Table 1).
- 9%를 나타냈다(Table 2). 또한 제1, 2축에서 환경 요인(수온, 염분, 식물플랑크톤 생체량)이 조사기간 출현한 동물플랑크톤 변화의 99.4%의 변화를 설명하였다(Fig. 6). 그 결과 P.
- 이는 동물플랑크톤의 먹이인 식물플랑크톤의 생체량의 결과와 유사하다. 식물플랑크톤의 생체량이 높은 남해 해역에서 동물플랑크톤의 출현 개체수는 증가하였으며, 동해로 갈수록 식물플랑크톤 생체량의 감소에 따라 동물플랑크톤의 출현 개체수 또한 감소하였다(Fig. 4).
- 의 출현이 점차 증가 하였다. 정준 분석결과 제1축(Axis 1)과 2축 (Axis 2)의 고유치 (Eigenvalues)는 각각 0.17, 0.01로 나타났으며, 1축과 2축의 전체 자료에 대한 누적 기여율은 21.9%를 나타냈다(Table 2). 또한 제1, 2축에서 환경 요인(수온, 염분, 식물플랑크톤 생체량)이 조사기간 출현한 동물플랑크톤 변화의 99.
- 주요 분류군으로는 야광충, 지각류, 요각류, 따개비류, 이매패류, 십각류, 크릴류, 복족류, 불가사리류, 환형 동물 류의 유생들이 출현하였으며, 해파리류, 개형류, 화살벌레류, 미충류, 담수성 동물플랑크톤은 기타 분류군으로 구분되었다. 서해에서는 요각류가 평균 79.
- Pavocalanus crassirostris는 서해 해역에서 높은 출현을 보였으나, 남해와 동해에서는 출현하지 않았다. 지각류인 Penilia avirostris, Evadne tergestina는 서해에서는 낮은 출현을 보였으나, 남해의 마산항에서 출현 밀도가 높아졌으며, 동해로 갈수록 점차 감소하였다. N.
- 집괴분석 결과 연구지역은 서해와 동해 두 지역으로 뚜렷이 구분되었으며, 남해는 동해와 보다 유사한 특징을 보였다(Fig. 5). SIMPER분석을 통해 기여율 5% 이상인 요각류를 살펴 본 결과 서해의 경우 P.
- 가 주요 우점종이었다. 집괴분석 결과는 이들 출현 특성을 반영하여 서해와 동해가 뚜렷이 구분되었으며, 남해는 이 두 지역의 중간적인 특성을 보여, 한국 연안에 영향을 미치는 해류 특성과 잘 일치하였다.
- scintillans과 지각류는 서해에서는 극히 적은 출현 비율을 보였으나, 남해와 동해에서는 높은 출현을 보였다. 출현 개체수는 식물플랑크톤 현존량이 가장 낮게 나타난 동해에서 가장 낮은 반면(평균 1,537.9 ind.m-3), 식물플랑크톤 현존량이 가장 높게 나타난 남해에서 가장 높았다(평균 4,778.5 ind.m-3). 이는 식물플랑크톤 현존량의 증감과 동물플랑크톤의 개체수 변화 사이에는 서로 밀접한 관계가 있다는 기존의 연구결과(Jhon 1965; Soh and Suh 1993; Irigoien et al.
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