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문제 정의
- 이를 통해 과거와 현재의 식생을 비교 분석하고 이 지역 해조류의 시⋅공간적 변화를 명확히 구명하고자 하였다. 또한 본 연구 지역에서 갯녹음 발생원인 해조류인 무절산호조류의 계절적, 수직적 변화를 파악하고, 선행 연구의 결과(MOMAF, 2002)와 비교하여 갯녹음 현상의 현황 파악 및 대책을 모색하기 위한 기초자료를 확보하고자 수행되었다.
- 이를 통해 과거와 현재의 식생을 비교 분석하고 이 지역 해조류의 시⋅공간적 변화를 명확히 구명하고자 하였다.
제안 방법
- Littler and Littler (1984)에 의한 해조류의 기능형 분류를 근거로 본 연구기간에 출현한 해조류를 외부 형태 및 내부 구조에 따라 6개의 기능형군, 엽상형(sheet form; S), 사상형(filamentous form; F), 성긴분기형(coarsely branched form; CB), 다육질형(thick leathery form; TL), 유절산호말형(jointed calcareous form; JC), 각상형(crustose form; C)으로 나누어 분석하였으며(Littler and Littler, 1984; Steneck and Dethier, 1994), 이를 근거로 하여 생태학적 상태 그룹（Ecological State Group, ESG) ESGⅠ(다육질형, 유절산호말형, 각상형)과, ESGⅡ(엽상형, 사상형, 성긴 분기형)로 구분하였다(Orfanidis et al., 2003).
- 각 정점에서 Line transect법을 이용하여 조사하였으며, 각 Line 마다 수심을 5등분하여 각 수심에서 0.5×0.5m 크기의 방형구를 5회 옮기면서 파괴적인 방법(destructive method)으로 정량채집 및 사진 촬영을 하였고, 채집 및 촬영된 사진에 의해 출현종의 피도와 빈도를 조사하였다(Saito and Atobe, 1970).
- 따라서 본 연구는 10여 년 전에 갯녹음 심화해역으로서 무절산호조류에 대한 집중적인 연구가 수행되었던 강원도 동해시 갈남 해역의 조간대와 조하대에서 계절 및 수심별 정성적 분석을 통해 해조상의 변화를 구명하고, SCUBA diving 및 파괴적인 방법(destructive method)을 이용한 정량적 분석 방법으로 생물량과 우점종을 계측하여 해조군집 특성을 분석하였다. 이를 통해 과거와 현재의 식생을 비교 분석하고 이 지역 해조류의 시⋅공간적 변화를 명확히 구명하고자 하였다.
- , 2002). 본 연구지역과 동일한 지역에서 이루어진 이전 연구에서의 생물량 표현 단위를 습중량(g wet wt. m-2)으로 환산한 뒤 생물량을 서로 비교하였다(Table. 2). 그 결과 생물량은 MOMAF(2002)에 비해 크게 감소하였으나, Chung et al.
- 채집된 해조류는 담수로 수 회 세척하여 모래와 불순물을 제거하여 동정한 후 60℃ 건조기에서 7일 동안 건조하여 0.01g 수준까지 건중량을 측정하여 단위면적당 생물량(g dry wt m-2)으로 환산하였다. 채집된 해조류의 종조성, 피도, 빈도 등 군집분석에서 보완적인 자료를 산출하기 위하여 상대 피도(RC, relative coverage), 상대 빈도(RF, relative frequency) 및 중요도(IV, important value)는 각 방형구에서 출현한 해조류 각 종의 피도(coverage)와 빈도(frequency)를 구한 후에 아래와 같은 방법으로 산정하였다(Barbour et al.
- 01g 수준까지 건중량을 측정하여 단위면적당 생물량(g dry wt m-2)으로 환산하였다. 채집된 해조류의 종조성, 피도, 빈도 등 군집분석에서 보완적인 자료를 산출하기 위하여 상대 피도(RC, relative coverage), 상대 빈도(RF, relative frequency) 및 중요도(IV, important value)는 각 방형구에서 출현한 해조류 각 종의 피도(coverage)와 빈도(frequency)를 구한 후에 아래와 같은 방법으로 산정하였다(Barbour et al., 1987).
- 출현종의 생물량자료를 이용하여 k-dominance 곡선으로 계산 및 도식화하여 출현종에 대한 우점도 경향을 비교하였다(Lambshead et al., 1983). 해조상 특성을 해석하는 지표로는 R/P (Feldmann, 1937), (C/P (Segawa, 1956), R+C)/P (Cheney, 1977)를 이용하였다.
대상 데이터
- 해조상과 군집연구는 동해안 중부에 위치한 강원도 동해시 갈남항(37°15' N, 129°19' E) 해역에서 2010년 8월부터 2011년 5월까지 계절별로 2개의 정점에서 수행되었다(Figure 1). 연구는 조간대부터 조하대까지 수행되었으며 조하대의 경우 SCUBA diving에 의해 채집되었다. 두 정점 중 Line 1은 갈남항 외측에 위치하고 있어 파도의 영향에 직접적으로 노출되어 있고 조류의 소통이 원활하며, Line 2는 갈남항 내측에 위치하고 있어 파도의 노출이 비교적 적으며 조류소통이 정체되어있는 특성을 갖고 있다.
- 해조상과 군집연구는 동해안 중부에 위치한 강원도 동해시 갈남항(37°15' N, 129°19' E) 해역에서 2010년 8월부터 2011년 5월까지 계절별로 2개의 정점에서 수행되었다(Figure 1).
- 갯녹음 현상의 원인종인 무절산호조류는 이번 연구에서 총 4종이 출현하였다. 혹쩍(Lithothamnion lemoineae), 혹돌잎(Lithophyllum okamurai), 납작돌잎(L. yessoense), 나팔가시돌잎(Hydrolithon gardineri)이었으며, 모든 계절에 걸쳐 출현하였다(Table 1). 그러나 2000년 이전에 수행된 Chung et al.
이론/모형
- 채집된 해조류는 현장에서 바로 5-10% 포르말린 해수용액으로 고정시켜 실험실로 운반하였다. 종 동정은 녹조류, 갈조류, 홍조류로 국한하여 분류하였고, 동정된 해조류의 학명과 국명의 목록 정리는 Lee and Kang(2002)의 분류체계를 따랐다.
- , 1983). 해조상 특성을 해석하는 지표로는 R/P (Feldmann, 1937), (C/P (Segawa, 1956), R+C)/P (Cheney, 1977)를 이용하였다.
성능/효과
- 9%로 나타나 Shepherd and Womersley(1981)의 연구와 일치하였다. 각 계절별로 출현한 해조류의 종수는 하계에 74종으로 가장 많이 출현하였으며, 동계 72종, 춘계 63종, 추계에 60종 순으로 나타났다(Figure 2). 계절별 출현종수를 조간대와 조하대로 구분하여 보면, 조간대에서 47∼61종, 조하대에서는 25∼32종으로 조간대에서 출현종수가 높게 나타났다(Figure 3).
- 갯녹음 현상의 원인종인 무절산호조류는 이번 연구에서 총 4종이 출현하였다. 혹쩍(Lithothamnion lemoineae), 혹돌잎(Lithophyllum okamurai), 납작돌잎(L.
- 계절별 기능형군 구성 종을 살펴보면 모든 계절에서 성긴분기형이 40.0∼48.6% 범위로 높은 비율을 나타냈으며, 사상형, 엽상형, 각상형, 다육질형, 유절산호말형 순이었다.
- 0%로 나타났다. 계절별 무절산호조류의 피도는 추계에 피도 26%로 최대, 춘계에 4.2%로 가장 낮은 피도를 나타났으며, 4계절 평균으로는약 11.0%를 보였다(Figure 7).
- 계절별 출현종수를 조간대와 조하대로 구분하여 보면, 조간대에서 47∼61종, 조하대에서는 25∼32종으로 조간대에서 출현종수가 높게 나타났다(Figure 3).
- 4%)로 나타났다. 계절별로 기회 종인 생태학적 상태그룹 ESG II에 속하는 출현종수는 하계에 61종(82.4%), 추계에 46종(76.7%), 동계에 57종(79.2%), 춘계에 50종(79.4%)으로 하계에 출현 종수와 출현 비율에서 가장 높은 값을 나타났다. 해조류의 생물량과 기능형군의 다양성은 환경상태와 밀접한 관련이 있는 것으로 알려져 있으므로(Arevalo et al.
- 이번 연구에서 분석된 주요종(Important Value, IV > 15)의 중요도는 Table 3과 같다. 계절별로 중요도 15 이상을 나타낸 해조류는 하계에 구멍갈파래(U. pertusa), 모자반(S. fulvellum), 톳(S. fusiforme), 지충이(S. thunbergii), 작은구슬산호말(C. pilulifera), 우뭇가사리(G. elegans), 무절산호조류(crustose coralline algae), 갈고리참곱슬이(P. uncinatum)로 나타냈으며, 추계에 납작파래(U. compressa), 우뭇가사리(G. elegans), 무절산호조류(crustose coralline algae), 동계에 모자반(S. fulvellum), 몽당잎모자반(S. muticum), 부챗살(A. flabelliformis), 우뭇가사리(G. elegans), 무절산호조류(crustose coralline algae), 춘계에 모자반(S. fulvellum), 불등풀가사리(Gloiopeltis furcata), 불레기말(C. sinuosa), 우뭇가사리(G. elegans), 무절산호조류(crustose coralline algae)였으며, 그 중 우뭇가사리(G. elegans)와 무절산호조류(crustose coralline algae)는 조하대에서 연간 높은 중요도를 나타냈다.
- 계절별로 출현종에 대한 우점도 경향을 비교하기 위해 해조류 평균 생물량을 이용해 나타낸 k-dominance 곡선을 보면, 하계에는 지충이(S. thunbergii), 우뭇가사리(G. elegans), 작은구슬산호말(C. pilulifera)이 전체 생물량의 66.6%를 차지하였으며, 추계에는 모자반(S. fulvellum), 지충이(S. thunbergii), 우뭇가사리(G. elegans)가 69.3%, 동계에는 모자반(S. fulvellum), 몽당잎모자반(S. muticum), 우뭇가사리(G. elegans)가 78.8%, 춘계에는 모자반(S. fulvellum), 지충이(S. thunbergii), 우뭇가사리(G. elegans)가 70.4%로 나타나 상위 우점한 세 종이 전체 생물량의 높은 비율을 차지하고 있었다(Figure 5).
- 계절에 따라 우점종의 변화는 있었지만 작은구슬산호말(C. pilulifera), 모자반(S. fulvellum), 우뭇가사리(G. elegans), 무절산호조류(crustose coralline algae) 등이 우점종으로 확인되었다(Table 4). 본 연구지역인 갈남의 우점종에 관한 연구는 Chung et al.
- 생태학적 상태 그룹은 ESGⅠ이 13∼15종(17.6∼23.3%), ESGⅡ 46∼61종(76.7∼82.4%)로 나타났다.
- 선행된 비교 자료가 없어서 경향을 정확히 단정 지을 수 없지만 무절산호조류의 피복도가 2001∼2002년에 걸쳐서 수행된 선행 연구(MOMAF, 2002) 결과의 약 36.8%에서 이번 연구에서 11.0%로 크게 감소하였음을 확인할 수 있었다.
- 연구 지역 해조류의 분류군별 출현종수는 녹조 14종, 갈조 33종, 홍조 65종으로 총 112종이었다(Table 1). 이러한 출현종수는 Shin et al.
- 연구기간 내 모든 계절에 관찰된 해조류는 총 29종으로, 녹조류 3종 구멍갈파래(Ulva Pertusa), 떡청각(Codium arabicum), 청각(Codium fragile)이었으며, 갈조류는 9종으로 먹돌바위딱지(Ralfsia expansa), 바위딱지(Ralfsia verrucosa), 기는그물바탕말(Dictyota friabilis), 바위두둑(Leathesia difformis), 불레기말(Colpomenia sinuosa), 모자반(Sargassum fulvellum), 괭생이모자반(S. horneri), 지충이(S. thunbergii)였다. 홍조류는 17종으로 김류(Pyropia sp.
- , 1995). 연구기간 동안 갈남 해역의 계절별 생물량은 하계에 98.01 g dry wt m-2으로 가장 높은 값을 기록하였으며 춘계 49.50 g dry wt m-2, 동계 42.72 g dry wt m-2, 추계에 28.30 g dry wt m-2 순으로 나타났다(Figure 2). 일반적으로 특정 해역에서식하는 해조류의 생물량은 습중량 또는 건중량으로 측정되며, 이 두 값을 서로 정확하게 환산하는 것은 출현한 종에 따라 건조시 감소하는 무게의 비율이 달라 어려움이 따르지만, 일반적으로 건중량은 습중량의 약 1/5로 추정된다(Sohn et al.
- (2001)는 안정된 환경에서 서식하며 생장이 느린 해조류 다육질형(thick leathery form; TL), 유절산호말형(jointed calcareous form; JC), 각상형(crustose form; C)을 ESG I, 환경적 스트레스가 심한 교란 혹은 오염지역에서 빠른 생장을 하며 생산력이 높은 해조류 엽상형(sheet form; S), 사상형(filamentous form; F), 성긴분기형(coarsely branched form; CB)을 ESG II로 구분하였다. 연구기간에 2개의 Line에서 출현한 해조류를 형태 및 내부구조에 따라 6개의 기능형군으로 구분한 결과, 출현종 총 112종에서 생태학적 상태 그룹Ⅰ(ESGⅠ)에 속하는 종은 17종 (15.3%)으로 다육질형 8종(7.2%), 각상형 7종(6.3%), 유절 산호말형 2종(1.8%)이며, 생태학적 상태 그룹Ⅱ(ESGⅡ)에 속하는 종은 95종(84.7%)으로 성긴분기형 49종(43.2%), 사상형 28종(25.2%), 엽상형 18종(16.2%)으로 나타났다(Table 5). Line 별로는 Line 1에서는 ESGⅠ과 ESGⅡ는 각각 15종(16.
- 4를 나타내어 온대 내지 한대성 해조상인 것으로 나타났다. 이를 종합해 본 결과본 연구 지역인 갈남은 온대 내지 한대성 해조상 특성을 나타낸 것으로 판단 할 수 있다. 본 연구와 동일한 해역에서 수행된 이전 자료와 비교해 보면 Chung et al.
- 계절별 출현종수를 조간대와 조하대로 구분하여 보면, 조간대에서 47∼61종, 조하대에서는 25∼32종으로 조간대에서 출현종수가 높게 나타났다(Figure 3). 전체적으로 조간대에서 103종, 조하대에서 62종이 출현하였으며, 조하대에서는 수심이 깊어지면서 출현종수가 감소하는 경향을 보였다(Figure 4). Oh et al.
- 3%로 보고한 것과 비교하여 볼 때 유사한 비율로 확인되었다. 정 점별 출현종수를 비교해 보면 갈남항 외측에 위치하고 있는 Line 1에서 총 92종으로 갈남항 내측에 위치한 Line 2의 83종보다 많았다(Table 1). 이 결과는 외해로부터 보호된 내부지역이 외해에 노출된 지역보다 종의 다양성은 빈약하지만 생물량 및 일차 생산력은 더 높게 나타난다고 보고된 Seapy and Littler(1978), Nam et al.
- (1991)의 연구에서는 우점종 중 대형 갈조류가 차지하는 비율이 본 연구에 비해 적은 편이었으나, 4 계절 연구가 수행되지 않았기에 직접적인 비교는 무리가 있다고 판단되며, MOMAF(2002)의 연구에서는 대형 갈조류인 모자반류와 소형 홍조류, 무절산호조류가 우점종으로 출현하였으며, 본 연구에서도 조간대에서 대형 갈조류 모자반류와 무절산호조류가 우점종으로 출현한 점이 유사하였다. 주목할 점은 MOMAF(2002)의 연구에서 하계에만 우점종으로 출현한 우뭇가사리(G. elegans)가 본 연구에서는 모든 계절에 걸쳐 우점종으로 출현한 것으로 나타났다.
- 이러한 연구 결과는 일반적으로 연안에서 예상되는 인구의 증가로 인한 생활하수의 유입, 매립 및 건설로 인한 오염원 증가로 시간의 경과에 따라 무절산호조류의 피복도가 좀 더 심화되었을 것으로 예상했던 것과는 상이하였다. 즉, 이번 연구를 통하여 갈남 해역에서 인간의 의도적이고 지속적인 회복 노력 없이 무절산호조류의 피복도가 10 여년 전의 선행 연구에 비하여 감소되었음을 확인한 점은 이례적인 결과로 생각된다. 이것은 동일한 지역에서 선행된 연구(Chung et al.
- thunbergii)였다. 홍조류는 17종으로 김류(Pyropia sp.), 우뭇가사리(Gelidium elegans), 혹쩍(Lithothamnion lemoineae), 혹돌잎(Lithophyllum okamurai), 납작돌잎(L. yessoense), 나팔가시돌잎(Hydrolithon gardineri), 작은구슬산호말(Corallina pilulifera), 도박(Grateloupia elliptica), 가는개도박(G. lanceolata), 참곱슬이(Plocamium telfairiae), 갈고리참곱슬이(P. uncinatum), 부챗살(Ahnfeltiopsis flabelliformis), 가락진두발(Chondrus nipponicus), 진두발(C. ocellatus), 털엇가지풀(Heterosiphonia pulchra), 민잎맥(Cryptopleura membranacea), 보라색우무(Symphyocladia latiuscula)로 홍조류가 전체에서 약 59%의 점유율로 가장 높았다(Table 1).
후속연구
- , 2004; Fujita, 2010), 이번 연구로 갈남 해역의 무절산호조류 피복률 감소 원인을 정확하게 추정하기에는 다소 무리가 있다. 따라서 이 해역 해조상과 무절산호조류의 변화를 계속적으로 모니터링하면서 주변의 여러 환경 요소도 세밀하게 추적해보는 것이 매우 바람직할 것으로 판단된다.
- 8%에서 11%로 감소하였기 때문으로 사료된다. 특히, 본 연구에서는 현미경적 미소해조류인 미첼긴 털실말(Hincksia mitchelliae), 갯쇠털류(Sphacelaria sp.), 붉은털(Erythrotrichia carnea), 나룻말류(Acrochaetium sp.), 윗가지참깃풀(Antithamnion densum), 털비단풀(Ceramium tenerrimum) 등이 기록되어 종다양성이 크게 증가한 것으로 확인되어, 향후 갯녹음 현황, 종다양성 및 미세조류의 출현종수와의 상호 관계에 대한 세밀한 연구가 필요할 것으로 사료된다.
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