[논문]적도수렴대의 위치변화에 따른 북동태평양 적도해역의 부유성 유공충 군집의 계절변동

이유리; 우한준; 김형직; 이성주; 김부근

doi:10.4217/opr.2014.36.4.437

적도수렴대의 위치변화에 따른 북동태평양 적도해역의 부유성 유공충 군집의 계절변동
Seasonal Variation of Planktonic Foraminifera Assemblage in response to Seasonal Shift of Inter-Tropical Convergence Zone in the Northeastern Equatorial Pacific 원문보기

Ocean and polar research, v.36 no.4, 2014년, pp.437 - 445

이유리 (경북대학교 자연과학대학 지질학과) , (한국해양과학기술원 부설 극지연구소) , 우한준 (한국해양과학기술원 관할해역지질연구센터) , 김형직 (한국해양과학기술원 심해저광물자원연구센터) , 이성주 (경북대학교 자연과학대학 지질학과) , 김부근 (부산대학교 자연과학대학 해양학과)

Abstract ▼ AI-Helper

A time-series sediment trap was operated at a water depth of 4950 m from July 2003 to May 2004 at KOMO station ($10^{\circ}30^{\prime}N$, $131^{\circ}20^{\prime}W$) in the northeastern equatorial Pacific, with the aim of understanding the temporal variation of planktonic foraminifera assemblages in response to the seasonal shift of Inter-Tropical Convergence Zone (ITCZ). A total of 22130 planktonic foraminifera specimens belonging to 30 species and 11 genera were identified, which shows a distinct seasonal variation with high values (125~288 specimens $m^{-2}day^{-1}$) in the winter to spring (December-May) and low values (16~23 specimens $m^{-2}day^{-1}$) in the fall (September-November). In addition, seasonal ecological differences of foraminifera assemblages are distinctly recognizable: omnivorous foraminifera occurred predominantly during the summer season, whereas herbivorous ones were dominant during the winter season. Such seasonal variations correspond to the seasonal shift of the ITCZ. Enhanced occurrence of herbivorous species during the winter-spring season seems a result of surface water mixing generated by the southward shift of the ITCZ. The increase in omnivorous species during the summer season may be due to the northward movement of the ITCZ caused by weakened wind speed, resulting in the intensification of water column stratification and nutrient-poor environment. A significant reduction of planktonic foraminifera specimens during the fall is attributed to heavy precipitation and reduction in light intensity.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

제안 방법

(1981)을 참고하여 실체 현미경 하에서 관찰하였다. 유공 충은 개체수가 적은 시기(9 ~11월)를 제외하고 300~600개체를 분석하였으며, 계수된 부유성 유공충은 정확한 월별 변화를 관측하기 위해 평방미터와 일수로 나누고 반올림하여 정수로 나타냈다.
(2008, 2010, 2011)은 기후환경 변화에 따른 침강입자 플럭스의 계절/연 변화를 평가하였지만, 부유성 유공충 군집 변화 등과 같은 해양 생물상 변화 연구는 아직까지 수행된 바 없다. 이번 연구에서는 KOMO 정점에서 엘니뇨/라니냐의 영향을 받지 않는 평상시기에 획득한 침강입자 시료를 이용하여 적도수렴대의 계절적 위치변동에 따른 부유성 유공충 군집의 변화를 분석하고, 해양환경인자 간의 상관성을 파악하였다.

대상 데이터

북동태평양 내 우리나라 망간단괴 광구 해역에 위치한 KOMO 정점에서 2003년 7월부터 2004년 5월(평상시기: 미국국립 해양 대기국, www.cpc.noaa.gov)까지 시계열 퇴적물 포집장치를 수심 약 4,960 m에 계류하여 침강입자시료를 획득하였다(Kim et al. 2008, 2010). 시계열 퇴적물 포집장치 계류 전에 붕산나트륨(sodium borate, BORAX) 으로 중화된 약 5% 포르말린 용액을 시료용기에 넣어 포집된 침강입자가 부패되지 않도록 하였다(Kim et al.
이 시기의 부유성 유공충 개체수는 평균 값을 사용하였다. 획득한 시료는 McLANE사의 WSD-10(Wet Sample Divider-10)을 이용 하여 다섯 등분하였으며, 이 중 하나의 시료를 유공충 분석에 사용하였다. 유공충은 125 µm 체를 이용하여 침강시료에서 분리하였으며, 부유성 유공충 동정은 Saito et al.

데이터처리

2008, 2010). 이 시기의 부유성 유공충 개체수는 평균 값을 사용하였다. 획득한 시료는 McLANE사의 WSD-10(Wet Sample Divider-10)을 이용 하여 다섯 등분하였으며, 이 중 하나의 시료를 유공충 분석에 사용하였다.

이론/모형

유공충은 125 µm 체를 이용하여 침강시료에서 분리하였으며, 부유성 유공충 동정은 Saito et al. (1981)을 참고하여 실체 현미경 하에서 관찰하였다.

성능/효과

2003년 7월부터 2004년 5월까지 북동태평양에서 시계열 퇴적물 포집장치를 이용하여 관측된 부유성 유공충의개체수와 종 조성은 뚜렷한 계절 변화를 보였다. 겨울-봄동안 적도수렴대의 남하에 따른 강한 북동무역풍의 영향으로 깊어진 혼합층에 따른 영양염 공급 증가가 일차생산성 및 초식성 유공충 개체수 증가를 유발한 것으로 생각된다.
겨울-봄(12~5월)에 부유성 유공충 개체수가 급격히 증가하였으며, 특히 초식성 유공충의 개체수 증가가 뚜렷하게 관찰되었다. 이러한 부유성 유공충 개체수의 증가는 적도수렴대 남하에 따른 해양환경 변화를 반영한 것으로 생각된다.
(1996, 1998)의 연구결과는 북동태평양 해역에서 평상시기 동안 부유성 유공충 군집의 계절변동을 반영한 것보다는 엘니뇨의 영향을 반영한 것으로 생각된다. 결론적으로 북동태평양 해역에 서식하는 부유성 유공충 종은 적도수렴대의 계절적 변동뿐만 아니라 엘니뇨/라니냐와 같은 전 지구적 해양환경 변화에 민감하게 반응하는 것으로 판단된다.
이는 가을철 광량의 감소가 부유성 유공충 생산성 및 성장에 큰 영향을 미치지 않는 것으로 판단된다. 따라서 가을철 부유성 유공충 개체수의 급격한 감소는 광량보다는 염분의 감소가 부유성 유공충의 성장에 제한을 주는 요인으로 작용한 것으로 판단되며, 이는 적도수렴대의 직접적인 영향을 반영한 결과로 해석된다.
aequilateralis의 개체수가 상대 적으로 높게 관찰되며, 이는 태평양에서 수행된 이전 연구 결과와 잘 일치한다. 따라서 본 연구해역에서 여름철에 관측된 잡식성 유공충의 증가는 강한 성층화로 인한 수온약층 이하로부터 영양염 공급의 차단과 이에 따른 빈 영양 환경을 반영한 결과로 판단된다.
conglobatus)이 우세한 현상은 서태평양 적도 해역(Kawahata 2002)과 북동태평양 파나마 분지 (Thunell and Reynolds 1984) 연구에서 보고되었다. 본 연구에서도 비교적 높은 수온과 빈 영양 환경 특성을 갖는 여름에 G. ruber 군집과 G. aequilateralis의 개체수가 상대 적으로 높게 관찰되며, 이는 태평양에서 수행된 이전 연구 결과와 잘 일치한다. 따라서 본 연구해역에서 여름철에 관측된 잡식성 유공충의 증가는 강한 성층화로 인한 수온약층 이하로부터 영양염 공급의 차단과 이에 따른 빈 영양 환경을 반영한 결과로 판단된다.
연구 해역에서 산출된 유공충을 유사한 환경에 서식하는 생태그룹으로 구분한 결과, 총 10여종의 유공충이 4개의 생태 그룹(G. ruber, G. sacculifer, Globigerina bulloides, and N. dutertrei)으로 구분된다. 각각의 군집에 속하는 유공충 종들은 Table 1에 정리하였다.
부유성 유공충은 생태학적으로 잡식성 종(omnivorous species)과 초식성 종(herbivorous species)으로 구분된다 (Table 1). 연구 해역에서 우세하게 산출된 유공충(7속 13종)은 5속 7종의 잡식성 종과 5속 6종의 초식성 종으로 나타났다(Table 1). 연구기간 동안 초식성 유공충(평균: 75 specimens m⁻² day⁻¹ )은 잡식성 유공충(평균:54 specimens m⁻² day⁻¹ )에 비해 다소 우세하게 산출되며 (Table 2), 이들의 상대적 비율은 계절에 따라 다르게 나타난다(Fig.
연구기간 동안 N. dutertrei 그룹의 개체수는 0 ~ 109 specimens m−2 day−1 (평균: 30 specimens m−2 day−1 )의 범위에서 변화하였으며, 겨울과 봄철에 최대값을 보였다 (Table 2).
연구기간 동안 관찰된 부유성 유공충은 총 11속 30종으로 확인된다. 이 중 7속 13종이 우점종(월별 채집된 유공충 군집에서 5% 이상을 차지하는 유공충)이고, 이는 전체 유공충 군집에서 90% 이상을 차지한다.
연구기간 동안 초식성 유공충(평균: 75 specimens m−2 day−1 )은 잡식성 유공충(평균:54 specimens m−2 day−1 )에 비해 다소 우세하게 산출되며 (Table 2), 이들의 상대적 비율은 계절에 따라 다르게 나타난다(Fig. 2e).
유공충 개체수는 16 ~288 specimens m−2 day−1 (평균: 132 specimens m−2 day−1 )의 범위에서 변화하였으며, 계절적으로 뚜렷한 차이를 보였다(Fig. 2e).

후속연구

이러한 급격한 해양환경 변화, 특히 염분의 변화는 표층해양에 주로 서식하는 부유성 유공충 군집에도 큰 영향을 미칠 것으로 판단 된다. 따라서 본 연구와 같이 북동태평양 해역에서 해양환경 변화에 따른 부유성 유공충의 군집변동을 보다 정확히 이해하기 위해서 적도수렴대의 영향하에서 부유성 유공충의 급격한 감소는 반드시 고려되어야 할 것으로 판단된다. 또한 JGOFS 프로그램의 일환으로 북동태평양 해역에서 플랑크톤 네트를 이용하여 수행된 Watkins et al.
이러한 상반된 연구 결과는 이 지역의 해양환경이 적도수렴대의 위치변화에 따라 계절적으로 민감하게 변화하며, 이들의 연구해역이 적도해역과 인접하여 엘니뇨/라니냐와 같은 전 지구적 환경변화가 영향을 미치기 때문인 것으로 파악된다. 따라서 북동태평양 해역에서 적도수렴대의 계절적 변동에 따른 해양환경 변화와 부유성 유공충 군집 변동 간 관계성을 파악하기 위해 평상시기 동안 고해상도의 시계열 퇴적물 포집장치로 획득한 침강입자 내 부유성 유공충 군집의 계절변화 연구가 필수적이다.
가을 동안 부유성 유공충 개체수의 현저한 감소는 적도수렴대의 직접적인 영향을 받아 급격한 강우량 증가에 기인한 것으로 판단된다. 따라서 북동태평양 해역의 부유성 유공충 군집은 적도수렴대의 계절적 위치 변동에 따라 뚜렷한 변화를 보이며, 이 결과는 향후 심해퇴적물에 보존된 부유성 유공충의군집조성 변화 연구에 중요한 기초자료로 사용될 수 있다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	부유성 유공충의 군집분포가 해양 환경변화를 유추하는 데 유용한 이유는?	부유성 유공충의 군집분포는 다양한 환경 요소(수온, 염분, 광도 등)의 영향을 받기 때문에(Hemleben et al. 1989; Kuroyanagi et al.
	적도수렴대의 계절적 위치변동으로 인한 변화는?	2010, 2011). 적도수렴대의 계절적 위치변동은 수온, 강우(염분), 바람의 세기 등의 해양환경 변화를 유발하며, 이러한 해양환경 변화는 부유성 유공충과 같은 해양생물상 변화를 유발하는 것으로 알려져 있다(Thunell et al. 1983; Barber et al.
	북동태평양에서 수행된 시계열 퇴적물 포집장치, 플랑크톤 네트를 이용한 연구가 부유성 유공충 군집 변화에 상반된 결과를 보인 이유는?	(1996, 1998) 연구에서는 겨울에 북적도 반류 해역(5o N~9o N, 140o W)은 빈영양 환경이었으며, 이 영향으로 주로 빈영양 해역에 서식하는종(Globigerinoides sacculifer, Globigerinoides ruber)들이 우세하게 관찰되었다고 보고하였다. 이러한 상반된 연구 결과는 이 지역의 해양환경이 적도수렴대의 위치변화에 따라 계절적으로 민감하게 변화하며, 이들의 연구해역이 적도해역과 인접하여 엘니뇨/라니냐와 같은 전 지구적 환경변화가 영향을 미치기 때문인 것으로 파악된다. 따라서 북동태평양 해역에서 적도수렴대의 계절적 변동에 따른 해양환경 변화와 부유성 유공충 군집 변동 간 관계성을 파악하기 위해 평상시기 동안 고해상도의 시계열 퇴적물 포집장치로 획득한 침강입자 내 부유성 유공충 군집의 계절변화 연구가 필수적이다.

참고문헌 (38)

Amador JA, Alfaro EJ, Lizano OG, Magaa VO (2006) Atmospheric forcing of the eastern tropical Pacific: A review. Prog Oceanogr 69:101-142

상세보기
Andreasen DJ, Ravelo AC (1997) Tropical Pacific Ocean thermocline depth reconstructions for the Last Glacial Maximum. Paleoceanography 12(3):395-413

상세보기
Barber RT, Sanderson MP, Lindley ST, Chai F, Newton J, Trees CC, Foley DG, Chavez FP (1996) Primary productivity and its regulation in the equatorial Pacific during and following the 1991-1992 El Nino. Deep-Sea Res Pt II 43:933-969

상세보기
Bijma J, Faber WW, Hemleben C (1990) Temperature and salinity limits for growth and survival of some planktonic foraminifers in laboratory cultures. J Foramin Res 20(2):95-116

상세보기
Chaisson WP (1995) Planktonic foraminiferal assemblages and paleoceanographic change in the trans-tropical Pacific Ocean: A comparison of west (Leg 130) and east (Leg 138), latest Miocene to Pleistocene. Proc Ocean Drill Program Sci Results 138:555-597
Chavez FP, Strutton PG, Friederich GE, Feely RA, Feldman GC, Foley DG, McPhaden MJ (1999) Biological and chemical response of the equatorial Pacific Ocean to the 1997-98 El Nino. Science 286:2126-2131

상세보기
Coloma C, Marchant M, Hebbeln D (2005) Planktonic foraminifera during El Nino 1997-98 off Coquimbo ( $30^{\circ}S$ ; $73^{\circ}W$ ), Chile. Gayana 69(1):48-77
Dymond J, Collier R (1988) Biogenic particle fluxes in the equatorial pacific: evidence for both high and low productivity during the 1982-1983 El Nino. Global Biogeochem Cy 2(2):129-137

상세보기
Fiedler PC, Talley LD (2006) Hydrography of the eastern tropical Pacific: a review. Prog Oceanogr 69:143-180

상세보기
Forsbergh ED (1969) On the climatology, oceanography and fisheries of the Panama Bight. Inter-American Trop Tuna Commission Bull 14(2):49-365
Gajardo N, Gonzalez HE, Marchant M (2013) Characterization of El Nino, La Nina, and normal conditions through planktonic foraminifera (2006-2007) in the southeastern Pacific. Cienc Mar 39(3):253-264

상세보기
Guptha MVS, Curry WB, Ittekkot V, Muralinath AS (1997) Seasonal variation in the flux of planktic foraminifera: sediment trap results from the bay of Bengal, northern Indian ocean. J Foramin Res 27(1):5-19
Hemleben C, Spindler M (1983) Recent advances in research on living planktonic foraminifera. Recons Marine Paleoenviron 30:141-170
Hemleben G, Spindler M, Anderson OR (1989) Modern Planktonic Foraminifera. Springer, New York, NY, 63 p
Honjo S, Dymond R, Collier R, Manganini SJ (1995) Export production of particles to the interior of the equatorial Pacific Ocean during the 1992 EqPac experiment. Deep-Sea Res Pt II 42(2-3):831-870

상세보기
Imbrie J, Kipp NG (1971) A new micropaleontological method for quantitative paleoclimatology, Application to a late Pleistocene Caribbean core. In: Turekian KK (ed) Late Cenozoic Glacial Ages. Yale Univ Press, New Haven, Conn, pp 71-182
Kang JH, Kim WS, Chang KI, (2008) Latitudinal distribution of mesozooplankton in the off-equatorial northeastern Pacific before and after the 1998/99 La Nina event. Mar Environ Res 65:218-234

상세보기
Kawahata H, Nishimura A, Gagan MK (2002) Seasonal change in foraminiferal production in the western equatorial Pacific warm pool: evidence from sediment trap experiments. Deep-Sea Res Pt II 49:2783-2800

상세보기
Kessler WS, McPhaden MJ (1995) The 1992-1993 El Nino in the central Pacific. Deep-Sea Res Pt II 42:295-333

상세보기
Kim HJ, Kim D, Hyeong K, Kim KH, Son JW, Hwang SC, Chi SB, Kim KH, Khim BK (2008) Seasonal variations of particle fluxes in the Northeastern Pacific. Korean Soc Oceanogr 13:200-209
Kim HJ, Hyeong K, Yoo CM, Chi SB, Khim BK, Kim D (2010) Seasonal variations of particle fluxes in the northeastern equatorial Pacific during normal and weak El Nino periods. Geosci 14:415-422

상세보기
Kim HJ, Kim D, Yoo CM, Chi SB, Khim BK, Shin HR, Hyong K (2011) Influence of ENSO variability on sinking-particle fluxes in the northeastern equatorial Pacific. Deep-Sea Res Pt I 58:865-874

상세보기
Kuroyanagi A, Kawahata H, Nishi H, Honda M (2008) Seasonal to interannual changes in planktonic foraminiferal assemblages in the northwestern North Pacific: Sediment trap results encompassing a warm period related to El Nino. Palaeogeogr Palaeocl 262:107-127

상세보기
Latala A (1991) Effects of salinity, temperature and light on the growth and morphology of green planktonic algae. Oceanologia 31:119-138
Lionard M, Muylaert K, Gansbeke DV, Vyverman W (2005) Influence of changes in salinity and light intensity on growth of phytoplankton communities from the Schelde river and estuary (Belgium/The Netherlands). Hydrobiologia 540:105-115

상세보기
Martinez JI, Taylor L, Keckker PD, Barrows T (1998) Planktonic foraminifera from the eastern Indian Ocean: distribution and ecology in relation to the Western Pacific Warm Pool (WPWP). Mar Micropaleontol 34:121-151

상세보기
McPhaden M, Busalacchi AJ, Cheney R, Donguy J, Gage KS, Halpern D, Ji M, Julian P, Meyers G, Mitchum GT, Niiler PP, Picaut J, Reynolds RW, Smith N, Takeuchi K (1998) The Tropical Ocean-Global Atmosphere observing system: A decade of progress. J Geophys Res 130(C7):169-240
Murray JW, Barber RT, Roman MR, Bacon MP, Feely RA (1994) Physical and biological controls on carbon cycling in the Equatorial Pacific. Science 266:5865
Pennington JT, Mahoney KL, Kuwahara VS, Kolber DD, Calienes R, Chavez FP (2006) Primary production in the eastern tropical Pacific: A review. Prog Oceanogr 69:285-317

상세보기
Ryther JH (1956) Photosynthesis in the ocean as a function of light intensity. Limnol Oceanogr 1(1):61-70

상세보기
Saito T, Thompson PR, Breger D (1981) Systematic index of recent and Pleisocene planktonic foraminifera. University of Tokyo Press, Japan, 190 p
Spindler M, Hemleben C, Salomons JB, Smit LP (1984) Feeding behavior of some planktonic foraminifers in laboratory cultures. J Foramin Res 14(4):237-249

상세보기
Thunell RC, Curry WB, Honjo S (1983) Seasonal variation in the flux of planktonic foraminifera: time series sediment trap results from the Panama Basin. Earth Planet Sc Lett 64:44-55

상세보기
Thunell RC, Reynolds LA (1984) Sedimentation of planktonic foraminifera: Seasonal changes in species flux in the Panama Basin. Micropaleontology 30(3):243-262

상세보기
Vincent E, Berger WH (1981) Planktonic foraminifera and their use in paleoceanography. The Oceanic Lithospher: The Sea, Vol. 7, John Wiley and Sons, New York, P. 1025-1119
Wanninkhof R, Feely RA, Atwood DK, Berberian G, Wilson D, Murphy PP, Lamb MF (1995) Seasonal and lateral variations in carbon chemistry of surface water in the eastern equatorial Pacific during 1992. Deep-Sea Res Pt II 42(2-3):387-409

상세보기
Watkins JM, Mix AC, Wilson J (1996) Living planktonic foraminifera: tracers of circulation and productivity regimes in the central equatorial Pacific. Deep-Sea Res Pt II 43(4-6):1257-1282

상세보기
Watkins JM, Mix AC, Wilson J (1998) Living planktonic foraminifera in the central tropical Pacific Ocean: articulating the equatorial 'cold tongue' during La Nina, 1992. Mar Micropaleontol 33:157-174

상세보기

저자의 다른 논문 :

LOADING...

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증