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문제 정의
- 그러나 살아있는 현생 부유성 유공충에 대한 연구나 이를 이용하여 해양환경변화를 파악하는 연구는 전혀 이루어지고 있지 않았다. 이 연구는 지금까지 다루어지지 않았던 제주 주변해역에서 현재 출현하는 현생 부유성 유공충의 종류를 살펴보고 이들의 계절변화를 파악할 목적으로 수행하였다.
제안 방법
- 유공충은 유량계를 장착하지 않은 기간(2011년 10월~2012년 3월)인 6개월간은 플랑크톤네트를 이용해 표층 밑 2미터 수심에서 직접 채취되었다. 2012년 4월부터는 플랑크톤 네트에 유량계를 장착하여 채집하였으며 유공충을 채집할 때는 유공충 출현과 현장 해수의 물리적 특성과 어떠한 관계가 있는지를 조사하기 위해 CTD를 이용하여 수온과 염분 변화를 동시에 측정하였다. 전체 종수를 계수한 후 다음과 같은 방법으로 정량적 산출양(개체수/m3)을 계산하였다.
- 50 µm 네트로 유공충을 채집했기 때문에 전체 출현 개체수를 파악하기 위해 출현한 유공충 전체를 선별했으며 이들 종은 다시 스미어 슬라이드(smear slide) 위에서 Saito at al. (1981)와 Ujiie and Ujiie (2000), Ujiie et al. (2003)의 방법을 이용하여 동정이 가능한 종만을 현미경하에서 동정하였다.
- 실험실로 옮긴 시료는 채수병 위에 있는 해수를 반 이상 버린 후에 남아있는 해수시료를 조금씩 뽑아내어 패트리 디시에 옮긴 후 실체 현미경을 보면서 파스텔 피펫으로 유공충만을 선별하였다. 50 µm 네트로 유공충을 채집했기 때문에 전체 출현 개체수를 파악하기 위해 출현한 유공충 전체를 선별했으며 이들 종은 다시 스미어 슬라이드(smear slide) 위에서 Saito at al.
- 유공충 개체수의 증감과 수계의 물리적 특성과의 관계를 알아보기 위해 유공충 시료가 얻어진 2011년 10월부터 2013년 1월까지 CTD를 이용하여 수온, 염분 자료를 측정했다(Table 1). 부유성 유공충은 플랑크톤 네트로 표층 2미터 정도에서 채취했음으로 수온, 염분 자료도 표층 2미터에 해당하는 부분에서 측정되었다.
- 2006). 이들 연구에서 아열대 종이 증가하는 현상은 그 지역에서 해양환경이 좀 더 온난해지는 것으로 해석된바 있으며 짧은 기간에 온난화 되는 현상은 일찍이 관찰되지 않았기 때문에 인위기원에 기인한 영향으로 해석하였다. 이미 기술한 바와 같이 현생유공충을 이용하는 최근의 연구경향은 현재 진행되고 있는 기후변화나 해양 산성화와 관련된 집중적인 연구를 포함하고 있다.
대상 데이터
- 선상에서 50 µm 플랑크톤 네트를 이용하여 약 2미터 수심까지 수직으로 내린 다음 조류에 네트를 흘려보내고 5분정도 시간이 경과한 후 네트를 끌어올리고 일반 해수로 포집병에 유공충을 채집했다.
- 약 해수 1리터가 될 때까지 수 회 반복하여 채집했으며 알코올로 고정하고 봉인한 후 시료를 실험실로 운반했다. 유공충은 유량계를 장착하지 않은 기간(2011년 10월~2012년 3월)인 6개월간은 플랑크톤네트를 이용해 표층 밑 2미터 수심에서 직접 채취되었다. 2012년 4월부터는 플랑크톤 네트에 유량계를 장착하여 채집하였으며 유공충을 채집할 때는 유공충 출현과 현장 해수의 물리적 특성과 어떠한 관계가 있는지를 조사하기 위해 CTD를 이용하여 수온과 염분 변화를 동시에 측정하였다.
- 제주 인근해역에서 유공충을 이용한 연구는 극히 빈약하며 특히 현생 유공충의 출현종과 출현양상에 대한 연구는 전혀 보고된 바 없다. 이 연구가 수행된 조사지역은 한국해양과학기술원이 수행하는 기후변화와 해양생태계 변화를 모니터링하기 위한 과제에서 고정정점을 설정하여 정기적인 시료채취가 이루어지는 지점이다(Fig. 1). 이 지점은 TWC가 북상하면서 영향을 미칠 수 있는 지역으로 제주도 주변해역의 해양환경과 중위도 지역에서의 환경변화를 파악할 수 있는 지점에 위치하고 있기 때문에 위도에 따른 해양환경 변화에 대한 다양한 자료를 제공할 것으로 판단된다.
- 이 연구는 한국해양과학기술원이 수행하는 “기후변화가 해양환경에 미치는 영향연구”(PM57090) 및 국제화 연구기금(F643100)의 일부로 수행되었다.
- 성장단계에 있다고 생각되는 크기가 작은 유공충은 동정의 어려움으로 종 동정을 하지 않았으며 육안으로 종 동정이 확인된 것은 종 동정의 확실성을 담보하기 위해 주사 전자현미경(Scanning Electron Microscope; SEM-300, Topcon; JEOL JSM-5610) 촬영이 동시에 수행되었다. 전자 현미경 관찰은 한양대학교와 일본 해양연구개발기구(JAMSTEC)의 무츠(Mutsu) 연구소에서 수행하였다.
- 이 TWC는 중국대륙의 주요 강에서 기인한 담수와 혼합되어 주변해역에 해양학적 영향을 미치는데 대륙붕 끝 부분에서 온난하고 고염인 해수의 특징을 형성하며 북서 방향으로 흐른다. 제주도 남동방향에 위치하는 조사지역은 TWC의 영향이 미치는 지역이며 수심이 100미터 이내로 비교적 얕고 하계와 동계 동안에 뚜렷한 해양환경변화를 보이는 지역으로 간주되고 있다(Fig. 1). 특히 하계에는 증가된 강수량으로 인해 양쯔강으로부터 유출수가 많아지게 되고 이 유출된 양쯔강 담수의 영향으로 제주 인근해역의 어패류에 큰 영향을 미칠 정도의 저염화 현상이 일어나는 것으로 보고되기도 하였다(Beardsley et al.
- 현생유공충에 대한 채집은 한국해양과학기술원이 수행하는 기후변화와 해양환경 변화 연구의 고정 정점인 제주 인근해역에서 2011년 10월부터 2013년 1월까지 16개월 동안 수행되었다(Fig. 1). 선상에서 50 µm 플랑크톤 네트를 이용하여 약 2미터 수심까지 수직으로 내린 다음 조류에 네트를 흘려보내고 5분정도 시간이 경과한 후 네트를 끌어올리고 일반 해수로 포집병에 유공충을 채집했다.
성능/효과
- 그 결과 정량적으로 가장 많이 유공충이 산출되는 시기는 2012년 9월말부터 11월초에 해당하고 있다(Table 2). 가장 많은 유공충 개체수를 보이는 시기는 2012년 9월말 외해 정점 C에서 m3당 48.8개체가 출현하고 있어 조사된 기간 중 가장 높았다. 그러나 동중국해(East China Sea)의 영향권에서 조사된 기존의 유공충 연구 결과를 살펴보면, 부유성 유공충의 침적량은 계절적으로는 추계보다 동계에 많을 뿐만 아니라 추계는 동계의 약 1/8에 지나지 않는다고 보고하고 있다(Yamasaki and Oda 2003).
- 동정이 확인된 7속 15개종(1종은 속 단위)은 Globigerinoides sacculifer, Globigerinoides ruber, Globigerina bulloides, Globigerina falconensis, Globigerina quincueloba, Neogloboquadrina dutertrei, Pulleniatina obliquiloculata, Globorotalia nugulata(menardii), Globorotalia inflata, Globorotalia anfracta, Globorotalina pakerae, Globogerinella aequilateralis, Globogerinella calida, Globogerinita glutinata, Globogerinita uvula이다. 각각의 종들은 열대 및 아열대 해역과 다소 한냉한 지역에서 출현하는 종들로 이번 연구에서는 이들 종이 시간적으로는 다소 출현양상이 다르지만 전체적으로는 광범위한 수온 범위에서 모두 출현하는 특징을 가진다. 전체 종수에서 개별 종에 대해 3% 이상 나타나는 종을 우점종(dominant species)으로 간주했을 경우 6종이 우점하는 것으로 나타났으며 이들 우점종은 G.
- 기술한 바와 같이 이 연구에서 동정된 유공충 종수는 16종으로 제한적이나 아열대에 나타나는 종에서부터 아한대에 나타나는 종까지 함께 출현하는 특징을 보이고 있다. 특히 추계에 우점종으로 나타났던 아열대 종은 동계에는 다른 아한대종(cold water species)으로 대체되는 특징을 보이고 있어 계절변화를 지시하는 것으로 나타났다.
- 3에 표기하였다. 동정이 확인된 7속 15개종(1종은 속 단위)은 Globigerinoides sacculifer, Globigerinoides ruber, Globigerina bulloides, Globigerina falconensis, Globigerina quincueloba, Neogloboquadrina dutertrei, Pulleniatina obliquiloculata, Globorotalia nugulata(menardii), Globorotalia inflata, Globorotalia anfracta, Globorotalina pakerae, Globogerinella aequilateralis, Globogerinella calida, Globogerinita glutinata, Globogerinita uvula이다. 각각의 종들은 열대 및 아열대 해역과 다소 한냉한 지역에서 출현하는 종들로 이번 연구에서는 이들 종이 시간적으로는 다소 출현양상이 다르지만 전체적으로는 광범위한 수온 범위에서 모두 출현하는 특징을 가진다.
- 조사기간 동안 현생 부유성 유공충의 출현 개체수는 큰 변화를 보이고 있으며 특히 수온과 밀접하게 관계되는 것으로 판단된다. 따라서 우점종으로 나타나는 유공충의 출현경향은 계절적인 천이를 보이고 있어 최소한 계절변화를 반영하는 것으로 판단되었다.
- 2010) 이 연구에서는 10월과 12월에 우점종으로 출현하고 있으며 일관되게 출현하는 특징을 보인다. 또한 이번 조사에서는 태평양 지역에서는 잘 나타나지 않은 G. nugulata (G. menardii)와 G. inflata가 출현하는 것이 특징적이다. 따라서 이들 종들이 전형적인 아열대종과 함께 제주근해 관측점에서 동시에 출현하는 것은 파악한 것도 이번 연구의 성과중 하나라고 할 수 있다.
- inflata는 추계에 우점종으로 출현하지 않았지만 동계에는 우점종으로 출현했다(Table 3). 비슷하게 G. glutinata 와 G. falconensis도 추계에는 출현종 개체수가 적었지만 동계에는 출현 개체수가 증가하는 경향을 보였다. CTD에 기록된 조사지역의 수온차이는 년 간 약 12℃에 달한다(Table 1).
- 수심 2미터에서 채취된 부유성 유공충을 동정한 결과 전체 출현종수는 15종으로 파악되었으며 그 중에서 비교적 산출정도가 많은 대표적 종을 Fig. 3에 표기하였다. 동정이 확인된 7속 15개종(1종은 속 단위)은 Globigerinoides sacculifer, Globigerinoides ruber, Globigerina bulloides, Globigerina falconensis, Globigerina quincueloba, Neogloboquadrina dutertrei, Pulleniatina obliquiloculata, Globorotalia nugulata(menardii), Globorotalia inflata, Globorotalia anfracta, Globorotalina pakerae, Globogerinella aequilateralis, Globogerinella calida, Globogerinita glutinata, Globogerinita uvula이다.
- 2005). 이러한 기존의 연구결과를 참고로 했을 때 이번 연구에서도 개략적으로 기존연구와 비슷한 결과를 얻을 수 있었지만 시간적으로는 우점종의 출현이 동중국해 보다 1개월 정도 지연되어 출현하는 특징을 보이고 있다. 기존 연구에서 출현하는 종들은 해양에서 1차 생산량 변화와 높은 상관을 보이는 종으로 보고되고 있다(Watkin et al.
- 각각의 종들은 열대 및 아열대 해역과 다소 한냉한 지역에서 출현하는 종들로 이번 연구에서는 이들 종이 시간적으로는 다소 출현양상이 다르지만 전체적으로는 광범위한 수온 범위에서 모두 출현하는 특징을 가진다. 전체 종수에서 개별 종에 대해 3% 이상 나타나는 종을 우점종(dominant species)으로 간주했을 경우 6종이 우점하는 것으로 나타났으며 이들 우점종은 G. sacculifer, G. ruber, G. bulloides, N. dutertrei, P. obliquiloculata, G. inflata이다.
- 제주근해 고정정점에서 출현하는 현생유공충을 채집하여 종 동정을 실시한 결과 전체 출현 종수는 7속 16종에 이르렀다. 전체 출현종에 대한 개별종의 점유율을 계산하여 우점종을 검토한 결과 전체 출현 종 16종 중 에서 우점종은 6종으로 나타났다. 이들 우점종들은 아열대 종과 아한대 종들로 구성되어 있으며 뚜렷한 계절적 천이현상을 보이고 있다.
- 2에 표시했다. 전체적으로 수온변화는 3월 말~4월 초에 가장 낮은 경향을, 8월 중순경에 가장 높은 경향을 보이고 있으며 뚜렷하게 계절변화의 양상을 보이고 있다(Fig. 2). 최고 수온은 조사지점에서 약 26℃ 전후이며 최저수온은 15℃ 전후이다.
- 전체적으로 조사기간 동안에 우점종으로 출현하는 종들을 기준으로 살펴본 결과, 추계에 우점종으로 출현했던 종이 동계에는 우점종으로 출현하지 않고 다른 종으로 대체되는 종 천이가 관찰되었다. 2012년 추계에는 G.
- 제주근해 고정정점에서 출현하는 현생유공충을 채집하여 종 동정을 실시한 결과 전체 출현 종수는 7속 16종에 이르렀다. 전체 출현종에 대한 개별종의 점유율을 계산하여 우점종을 검토한 결과 전체 출현 종 16종 중 에서 우점종은 6종으로 나타났다.
- 종 동정이 확인된 16종을 중심으로 살펴보면 계절변동과 군집의 종 천이 현상을 보이는 것으로 판단되었다. 조사기간 동안 현생 부유성 유공충의 출현 개체수는 큰 변화를 보이고 있으며 특히 수온과 밀접하게 관계되는 것으로 판단된다. 따라서 우점종으로 나타나는 유공충의 출현경향은 계절적인 천이를 보이고 있어 최소한 계절변화를 반영하는 것으로 판단되었다.
- 출현 종수는 시기별로 뚜렷하게 구별되는데 특히 추계(9~11월)에 많이 출현하는 특징을 보이고 있다. 종 동정이 확인된 16종을 중심으로 살펴보면 계절변동과 군집의 종 천이 현상을 보이는 것으로 판단되었다. 조사기간 동안 현생 부유성 유공충의 출현 개체수는 큰 변화를 보이고 있으며 특히 수온과 밀접하게 관계되는 것으로 판단된다.
- 기술한 바와 같이 이 연구에서 동정된 유공충 종수는 16종으로 제한적이나 아열대에 나타나는 종에서부터 아한대에 나타나는 종까지 함께 출현하는 특징을 보이고 있다. 특히 추계에 우점종으로 나타났던 아열대 종은 동계에는 다른 아한대종(cold water species)으로 대체되는 특징을 보이고 있어 계절변화를 지시하는 것으로 나타났다. 유공충 출현이 계절변화에 따라 달라지는 현상에 관한 연구는 Be (1960)에 의해 최초로 시도된 후 많은 연구가 있어왔다(Williams et al.
후속연구
- 이들 기존 연구는 퇴적물 중에 나타나는 종을 기준으로 현생 유공충을 조사한 것인 반면 이번 연구는 수심이 100 m 이내로 비교적 얕은 대륙붕 내에서 플랑크톤 네트로 살아있는 종을 채집하였기 때문에 종수가 떨어진다고 판단된다. 그러나 이번 조사에서는 성장단계에 있는 작은 개체에 대해서는 종 동정이 이루어지지 않았으므로 보다 장기적인 채집과 이들에 대한 동정이 이루어진다면 다소 많은 종이 출현할 것으로 판단된다.
- 이번 연구에서는 제한된 시간과 자료로 16개월에 걸친 출현양상만을 파악했지만 이번 연구결과는 최소한 현생 부유성 유공충 출현이 계절 변화를 보이는 것으로 판단되며 보다 장기적인 관측을 수행했을 때 기후변화나 해양환경변화 연구에 활용될 수 있을 것으로 판단되었다. 동시에 주상시료를 이용해서 퇴적물 중에 출현하는 종에 대한 연구를 병행한다면 연구지역의 해양환경 변화를 장기적으로 파악하는데 유익할 것으로 판단된다. 또한 앞으로도 지속적인 관측을 통해 출현종의 천이현상을 연구하고 이와 관련되는 해양환경변화나 KC의 영향 등 최근의 지구온난화 현상을 포괄하는 해양의 물리화학적 변수의 변화에 대한 연구를 지속적으로 진행해야 할 것으로 판단된다.
- 2005). 따라서 이 연구가 수행된 제주해역에서 출현하는 종들은 KC의 영향을 파악하는데 주요한 종으로 간주 될 수 있을 것으로 판단된다.
- 동시에 주상시료를 이용해서 퇴적물 중에 출현하는 종에 대한 연구를 병행한다면 연구지역의 해양환경 변화를 장기적으로 파악하는데 유익할 것으로 판단된다. 또한 앞으로도 지속적인 관측을 통해 출현종의 천이현상을 연구하고 이와 관련되는 해양환경변화나 KC의 영향 등 최근의 지구온난화 현상을 포괄하는 해양의 물리화학적 변수의 변화에 대한 연구를 지속적으로 진행해야 할 것으로 판단된다.
- 이와 비슷하게 기존 동중국해에서 수행된 연구결과와 제주 근해에서 수행된 연구결과에서 출현하는 개체수가 시기별로 차이가 나는 것은 아마도 조사지역의 수온변화와 같은 해양환경의 차이에 기인한 것으로 판단된다. 또한 이번 연구가 수행된 지역이 비교적 연안에 위치하고 있어 부유성 유공충의 증가를 조절하는 수온변화, 영양염 조건 등과 같은 요인이 부가적으로 작용했을 가능성도 생각해 볼 수 있다.
- 1). 이 지점은 TWC가 북상하면서 영향을 미칠 수 있는 지역으로 제주도 주변해역의 해양환경과 중위도 지역에서의 환경변화를 파악할 수 있는 지점에 위치하고 있기 때문에 위도에 따른 해양환경 변화에 대한 다양한 자료를 제공할 것으로 판단된다.
- 2006)까지 다양한 면에서 연구가 진행되고 있다. 이번 연구에서는 제한된 시간과 자료로 16개월에 걸친 출현양상만을 파악했지만 이번 연구결과는 최소한 현생 부유성 유공충 출현이 계절 변화를 보이는 것으로 판단되며 보다 장기적인 관측을 수행했을 때 기후변화나 해양환경변화 연구에 활용될 수 있을 것으로 판단되었다. 동시에 주상시료를 이용해서 퇴적물 중에 출현하는 종에 대한 연구를 병행한다면 연구지역의 해양환경 변화를 장기적으로 파악하는데 유익할 것으로 판단된다.
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