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문제 정의
- 그러나 이 연구에서는 수온을 인위적으로 변화시킨 것이 아니라 자연 상태의 계절적인 수온 변동 조건에서 해삼의 성장을 조사하였다. 즉, 변동 수온은 수산 생물에게 스트레스 요인으로 작용하나 (Meeuwig et al.
제안 방법
- 따라서 파고와 수온의 변화 등 해상의 다양한 환경 조건에서도 해삼을 안정적으로 양성하기 위해 튜브형 셸터로 구성된 침하식 해삼 양성 기구를 연승 수하식 방법으로 해저에 설치한 후 장기간 해상 실험을 실시하고 수온 등 해양 환경의 변화와 자연 상태에서 먹이 지급 및 미지급 (유기물만 공급) 조건에 따른 해삼의 생존율과 성장률 등 침하식 해삼 양성 기구의 생물적 성능을 조사하였다.
- 실험 결과는 모두 통계 분석을 통해 상호간의 유의함을 증명하였으며, 해삼의 성장에 미치는 수온과 먹이 지급 유무의 영향에 따른 해삼의 성장을 두 부분으로 나누어 분석하였다. 먼저 해삼의 성장과 수온의 영향에 대해 상관 분석을 실시하였으며, 상관 분석은 두 변수 사이의 상관성을 알아보기 위한 것으로 Pearson의 상관 계수를 이용하여 두 연속형 변수 사이의 선형적인 상관성을 분석하였다.
- 2)에서 수행하였다. 실험 시 인근에 전복 양식장이 있고 저질이 펄이라서 유기물이 풍부한 수심 15 m 해역의 저층에 Fig. 3과 같이 이중 튜브식 해삼 양성 기구를 연승 수하식 방식으로 설치하였다. 실험을 위해 먼저 시료용 해삼을 튜브 안에 입식하였는데, 양성 기구의 좌측에 설치된 12개의 튜브형 셸터 중 7개의 셸터에는 해삼을 각 10마리씩 총 70마리를, 우측에 있는 12개의 셸터 중 9개의 셸터에는 총 85마리의 해삼을 넣되, 8개의 셸터에는 해삼 10마리, 1개의 셸터에는 해삼 5마리를 넣었다.
- 실험 시 저층에 연승 수하식으로 설치된 튜브식 해삼 양성 기구를 선박의 크레인으로 갑판 위로 들어 올려 각 셸터에 들어 있는 모든 해삼을 밖으로 꺼내서 각 셸터 안에 들어 있는 해삼의 개체수를 확인한 후 전자저울로 해삼의 습중량을 측정하였다. 이 경우 선박의 동요에 의한 저울의 흔들림을 최소화하기 위하여 스푼형 전자저울을 사용하였으며, 중량을 측정하기 전에 약 1분 동안 타월로 해삼의 몸에 묻어 있는 물기를 닦아 내고 체내에 있는 물이 충분히 빠지도록 한 후 측정하였다.
- 3과 같이 이중 튜브식 해삼 양성 기구를 연승 수하식 방식으로 설치하였다. 실험을 위해 먼저 시료용 해삼을 튜브 안에 입식하였는데, 양성 기구의 좌측에 설치된 12개의 튜브형 셸터 중 7개의 셸터에는 해삼을 각 10마리씩 총 70마리를, 우측에 있는 12개의 셸터 중 9개의 셸터에는 총 85마리의 해삼을 넣되, 8개의 셸터에는 해삼 10마리, 1개의 셸터에는 해삼 5마리를 넣었다. 좌측 셸터에 입식된 70마리의 해삼에 대해서는 15일 간격으로 Fig.
- 실험 시 저층에 연승 수하식으로 설치된 튜브식 해삼 양성 기구를 선박의 크레인으로 갑판 위로 들어 올려 각 셸터에 들어 있는 모든 해삼을 밖으로 꺼내서 각 셸터 안에 들어 있는 해삼의 개체수를 확인한 후 전자저울로 해삼의 습중량을 측정하였다. 이 경우 선박의 동요에 의한 저울의 흔들림을 최소화하기 위하여 스푼형 전자저울을 사용하였으며, 중량을 측정하기 전에 약 1분 동안 타월로 해삼의 몸에 묻어 있는 물기를 닦아 내고 체내에 있는 물이 충분히 빠지도록 한 후 측정하였다. 전체 해삼에 대한 습중량 측정이 완료되면 각 셸터에 해삼을 다시 넣고 먹이 지급 셸터에는 먹이를 공급한 후 해삼 양성 기구를 다시 저층에 설치하였다.
- 이 연구에서는 2012년 7월부터 2013년 5월까지 295일 동안 울산광역시 울주군 서생면 진하리에 위치한 해역의 저층에 튜브형 셸터로 구성된 침하식 해삼 양성 기구를 설치하고 각 셸터에 해삼을 입식시킨 후 먹이 지급 유무에 따른 해삼의 생존율과 성장률을 조사하였다. 조사 결과, 전기한 바와 같이 해삼의 생존율은 먹이 지급 셸터에서 77.
- 이 연구에서는 습중량을 이용하여 해삼의 일간 성장률(specific growth rate: SGR)을 (1)식과 같이 계산하였다.
- , 2006). 이 연구에서는 전 실험 기간 동안 실험 해역의 저층 수온을 10분간 연속으로 측정하였다. 전기한 바와 같이 실험 기간 중 최고 수온은 27.
- 전기한 바와 같이 실험 기간 동안 먹이 지급 셸터에는약 15일 또는 30일마다 진흙, 어분, 미네랄, 보리 등이 혼합된 해삼용 건식 사료를 해삼 체중의 3%만큼 공급하였다. 이와 같이 먹이를 지급한 셸터와 지급하지 않는 셸터에서 해삼의 생존율과 성장률을 비교해 보면, 먼저 생존율의 경우 먹이 지급과 미지급 셸터에서 모두 비슷한 감소 추세를 보여 유의성이 나타나지 않았으나 먹이 지급 셸터에서 최종 생존율이 77.
- 한편, 해삼의 성장과 생존에 있어 수온이 매우 중요한 환경 요인 (Dong and Dong, 2006)이기 때문에 자기 기록식 수온계 (TR-1060, RBR LTD, Canada)를 해삼 양성 기구에 부착하여 매 10분 간격으로 저층 수온을 연속 측정하였으며, 다항목 측정기 (YSI -556MPS)를 사용하여 염분, 용존산소 (DO) 및 수소이온농도 (pH)를 측정하였다.
대상 데이터
- 1. Subsurface cage structure used in the experiment (unit: mm).
- 3 m인 이중 튜브 형태의 모델이다. 이 모델에는 해삼의 셸터로 사용되는 튜브가 프레임의 양 측면에 각 12개씩 총 24개가 설치되어 있다. 이 경우 셸터용 튜브의 길이는 550 mm이고 지름은 130 mm이며, 튜브안의 단면적은 0.
- 이 실험에서 사용한 해삼 양성용 기구는 Fig. 1과 같이 길이가 1.1 m이고 폭이 1.1 m이며, 높이가 0.3 m인 이중 튜브 형태의 모델이다. 이 모델에는 해삼의 셸터로 사용되는 튜브가 프레임의 양 측면에 각 12개씩 총 24개가 설치되어 있다.
- 이 실험에서 사용한 해삼은 경남 창원시 진해 해역에서 잠수기 어업에 의해 채포된 초기 중량이 16.75±9.17g인 것으로 총 개체수는 155마리이었다.
- 이 실험은 튜브형 해삼 양성 기구를 대상으로 수온의 변화와 먹이 지급 유무에 따른 해삼의 생존율과 성장률을 비교하기 위하여 2012년 7월 23일부터 2013년 5월 13일까지 295일간 울산광역시 울주군 서생면 진하 해역 (N 35° 23′15.5″, E 129° 21′19.4″; Fig.2)에서 수행하였다.
데이터처리
- 먼저 해삼의 성장과 수온의 영향에 대해 상관 분석을 실시하였으며, 상관 분석은 두 변수 사이의 상관성을 알아보기 위한 것으로 Pearson의 상관 계수를 이용하여 두 연속형 변수 사이의 선형적인 상관성을 분석하였다. 그리고 먹이 지급 유무에 따른 해삼의 성장은 독립 표본 t 검정을 통해 두 집단 간 평균 차이에 대한 통계적 유의성을 검증하였다. 이 검정은 students’s t-test라고도 불리며, 유의확률 P < 0.
- 실험 결과는 모두 통계 분석을 통해 상호간의 유의함을 증명하였으며, 해삼의 성장에 미치는 수온과 먹이 지급 유무의 영향에 따른 해삼의 성장을 두 부분으로 나누어 분석하였다. 먼저 해삼의 성장과 수온의 영향에 대해 상관 분석을 실시하였으며, 상관 분석은 두 변수 사이의 상관성을 알아보기 위한 것으로 Pearson의 상관 계수를 이용하여 두 연속형 변수 사이의 선형적인 상관성을 분석하였다. 그리고 먹이 지급 유무에 따른 해삼의 성장은 독립 표본 t 검정을 통해 두 집단 간 평균 차이에 대한 통계적 유의성을 검증하였다.
성능/효과
- Fig. 7에서 보면, 해삼의 생존율은 먹이 지급과 미지급 셸터에서 모두 2013년 1월까지는 80% 이상으로 높게 나타났으나, 수온이 내려가는 2013년 2월부터 생존율이 감소하여 해삼의 최종 생존율은 먹이 지급 셸터에서 77.14% (54마리), 미지급 셸터에서 64.71% (55마리)로 나타났다. 그런데 여름철에 25℃ 이상의 고수온기가 2차례나 출현하였고, 특히 10일간 지속되었음에도 불구하고 해삼의 개체수는 거의 감소하지 않았다.
- 71% (55마리)로 나타났다. 그리고 해삼의 성장률 SGR (% day-1)은 먹이 지급 셸터에서는 0.04로 나타나 해삼이 성장하였으나, 먹이 미지급 셸터에서는 －0.49로 나타나 성장을 하지 않았다.
- 따라서 이 연구에서는 실험 해역의 용존 산소량이 6.37∼13.35 mg/L이었기 때문에 용존산소는 해삼의 생존과 성장에 영향을 미치지 않은 것으로 판단된다.
- 05). 또한 t검정을 통해 먹이 지급과 미지급 셸터에서 평균이 차이가 나는 것을 알 수 있다. 즉, 생존율의 P값은 0.
- 2011). 또한 해삼은 그늘진 곳을 좋아하기 때문에 자신의 체색과 많이 다르거나 투명한 색상에서는 상대적으로 음영 효과가 떨어지기 때문에 이들 색상을 선호하지 않은 것으로 나타났다.
- 그러나 생존율은 먹이 지급과 미지급 셸터에서 모두 비슷한 감소 추세를 보여 유의함은 나타나지 않았다. 또한 해삼의 생존과 성장에 대한 수온의 영향을 분석해 본 결과, 수온이 해삼의 생존율에 가장 크게 영향을 미쳤다는 알 수 있었다.
- 성장률의 경우에도 먹이 지급 셸터에서 다소 높게 나타났으며, 통계 분석 결과, 해삼의 성장률은 P < 0.05 수준에서 유의하다고 나타났다 (Table 2).
- 이 연구에서 조사한 해삼의 SGR을 기존 연구 결과와 비교해 보면, 다소 차이가 나는 것을 알 수 있다. Table 5에서와 같이 Yang et al.
- 이 연구에서는 수온의 변화 등 해상의 다양한 환경 조건에서도 해삼을 안정적으로 양성하기 위해 튜브형 셸터로 구성된 침하식 해삼 양성 기구를 저층에 설치한 후 295일간 해상 실험을 실시한 결과, 해삼의 생존율은 먹이 지급 셸터에서 77.14% (54마리), 먹이 미지급 셸터에서 64.71% (55마리)로 나타났다. 그리고 해삼의 성장률 SGR (% day-1)은 먹이 지급 셸터에서는 0.
- 8은 실험 기간 동안 해삼의 습중량 변화를 나타낸 것이다. 이것에서 보면 먹이 지급 및 미지급 셸터에서 모두 실험 초기부터 2012년 8월부터 10월까지는 중량이 감소하였지만 여름철이 지나고 11월부터 점차 중량이 회복되었으며, 겨울철에는 감소하는 경향을 보였다. 그리고 2013년 3월 이후에는 먹이 지급 셸터에서는 해삼이 체중이 점차적으로 증가하였으나 먹이 미지급 셸터에서는 해삼의 체중이 급격히 감소하고 있다.
- Table 4는 먹이 지급 및 미지급 셸터에서의 등분산 검정과 t검정 결과로서, 두 셸터에서 t 값이 차이가 나는 것을 알 수 있다. 이것에서 보면, SGR이 두 집단간에 차이가 있다는 것을 전제로 하여 평균 값을 비교해 보면, SGR은 먹이 지급 셸터에서 0.11%로 더 높게 나타났으며, 생존율은 두 집단에서 차이가 나지 않았다.
- 이것에서 보면, 레벤 (Levene)의 등분산 검정을 통해 먹이 지급 및 미지급 셸터에서의 SGR은 P값이 0.429로 등분산성을 갖고, 생존율은 P값이 0.007이므로 등분산성을 갖지 않는다는 것을 알 수 있다 (P < 0.05).
- 이것에서 보면, 먹이 지급 셸터에서 해삼의 초기 중량은 14.39±8.20 g이었고 최종 중량이 19.38±8.77 g으로 SGR은 0.04% (day-1)로 나타났다.
- 7은 먹이 지급 및 미지급에 따른 해삼의 생존율을 나타낸 것이다. 이것에서 보면, 실험 기간 295일 동안 튜브식 해삼 양성 기구에 입식한 해삼의 생존율은 먹이 지급 셸터가 먹이 미지급 셸터보다 높게 나타났다. 즉 먹이 지급 셸터의 경우 해삼의 생존율이 2012년 8월에는 90% (63마리)이고 10월에는 88.
- 이것에서 보면, 실험 기간 동안 측정한 염분은 31.97∼34.04 psu이고 용존산소는 6.37∼13.35 mg/L이었으며, 수소이온농도는 7.84∼8.55의 범위로 나타났다.
- 9는 수온의 변화에 따른 해삼의 생존과 성장의 상관성을 나타낸 것이다. 이들 자료에서 보면, SGR의 경우 먹이 지급 및 미지급 셸터에서 모두 유의성이 나타나지 않았다. 이에 반해 생존율은 양쪽 모두 먹이 미지급 셸터의 경우 P<0.
- 이상에서와 같이 먹이 지급 유무에 따른 해삼의 성장을 비교해 보면, 먹이 지급 및 미지급 셸터에서 모두 실험 초기부터 8월부터 10월까지는 해삼의 체중이 감소하였지만 여름철이 지나고 11월부터 점차 체중이 회복되었으며, 겨울철에는 감소하는 듯하였으나, 3월부터 먹이 지급 셸터에서는 점차적으로 증가하였고, 이에 반해 먹이 미지급에서는 3월부터 급격히 감소하고 있다. 이와 같은 결과가 도출된 요인으로는 수온 등 대상 해역의 해양 환경 특성, 먹이 지급 유무, 셸터의 구조적 특성 등으로 사료된다.
- 이상에서와 같이 이 실험에서 사용한 해삼용 양성 기구는 Fig. 4에서와 같이 포식자로부터 몸을 보호할 수 있을 뿐만 아니라 해삼이 선호하는 검은색으로 제작되었기 때문에 해삼의 생존율과 같은 생물적인 성능을 최대한 높일 수 있는 기구라고 사료된다. 그러나 이 양성 기구에서 해삼의 생존율과 성장률을 높이기 위해서는 셸터 내의 조류 소통과 튜브형 셸터의 최적 밀도를 고려한 개체의 입식이 필요하다.
- 이에 반해 생존율은 양쪽 모두 먹이 미지급 셸터의 경우 P<0.01, 먹이 지급 셸터의 경우 P<0.05 수준에서 유의함이 나타났다.
- 이에 비해 생존율은 양쪽 모두 먹이 미지급 셸터의 경우 P < 0.01, 먹이 지급 셀터의 경우 P < 0.05 수준에서 유의함이 나타났다.
- 전기한 바와 같이 실험 기간 동안 먹이 지급 셸터에는약 15일 또는 30일마다 진흙, 어분, 미네랄, 보리 등이 혼합된 해삼용 건식 사료를 해삼 체중의 3%만큼 공급하였다. 이와 같이 먹이를 지급한 셸터와 지급하지 않는 셸터에서 해삼의 생존율과 성장률을 비교해 보면, 먼저 생존율의 경우 먹이 지급과 미지급 셸터에서 모두 비슷한 감소 추세를 보여 유의성이 나타나지 않았으나 먹이 지급 셸터에서 최종 생존율이 77.14% (54마리)로 먹이 미지급 셸터의 64.71% (55마리)보다 높게 나타났다. 일반적인 경우 먹이를 공급하는 것이 먹이를 공급하지 않는 것보다 해삼의 성장이 더 좋고, 생존율도 더 높다 (Qin et al.
- 이 연구에서는 2012년 7월부터 2013년 5월까지 295일 동안 울산광역시 울주군 서생면 진하리에 위치한 해역의 저층에 튜브형 셸터로 구성된 침하식 해삼 양성 기구를 설치하고 각 셸터에 해삼을 입식시킨 후 먹이 지급 유무에 따른 해삼의 생존율과 성장률을 조사하였다. 조사 결과, 전기한 바와 같이 해삼의 생존율은 먹이 지급 셸터에서 77.14% (54마리), 미지급 셸터에서 64.71% (55마리) 로 나타났으며, 성장률 SGR은 먹이 지급 셸터에서 0.04% (day-1)이고 먹이 미지급 셸터에서 -0.49% (day-1)로 나타났다.
- 또한 t검정을 통해 먹이 지급과 미지급 셸터에서 평균이 차이가 나는 것을 알 수 있다. 즉, 생존율의 P값은 0.274이고 SGR의 P값은 0.003으로 나타나 P값이 0.050보다 작으므로 대립 가설이 채택되어 먹이 지급과 먹이 미지급 셸터 두 집단간의 평균이 같지 않다는 것이 검증되었다.
- 한편, 먹이 지급 셀터에서의 해삼의 생존율 및 성장률이 먹이 미지급 셸터보다 높았으며, 해삼의 성장률의 경우 통계적으로 유의성이 나타났다. 그러나 생존율은 먹이 지급과 미지급 셸터에서 모두 비슷한 감소 추세를 보여 유의함은 나타나지 않았다.
후속연구
- 또한 튜브형 셸터의 경우 그물 구조의 개방형 셸터보다 조류 소통이 잘되지 않기 때문에 하면 중에 있는 해삼이 먹이를 먹지 않는 경우에는 먹이가 부패되어 셸터 내의 수질이 나빠지고 이로 인해 먹이를 공급한 셸터가 먹이를 공급하지 않는 셸터에 비해 생존율이 낮게 나타난 것이라고 추론할 수도 있다. 그러나 먹이 지급 유무에 따른 하면 중에 있는 해삼의 생존율에 대해서는 금후 좀 더 나은 연구가 요구된다.
- 1% (day-1)로 이 연구 결과와 유사하게 나타났다. 그러나 상기와 같은 해삼의 SGR에 관한 연구 결과는 실험 대상 해삼의 크기와 조사 장소, 시기 및 방법 등에 따라 다르게 나타날 수 있기 때문에 이들 결과를 직접 비교하는 것은 무리가 있으므로 금후 해삼의 SGR 조사에 관해 보다 나은 연구가 필요하다.
- 그러나 이 연구에서 사용한 해삼 양성 기구에서 해삼의 생존율과 성장률을 보다 높이기 위해서는 튜브형 셸터의 최적 밀도를 고려한 개체의 입식이 필요하다. 따라서 금후 튜브형 해삼 양성 기구의 단위 면적당 해삼의 최적 입식 밀도를 구명 (究明)하기 위한 연구가 필요하다.
- 따라서 보다 정확한 결과를 도출하기 위해서는 실험 해역의 지형적인 특성과 유속 등의 해황을 고려할 필요가 있다. 즉, 해삼의 섭식은 해저에 있는 유기물의 양뿐만 아니라 광 주기나 유속 등의 영향도 받는다 (Hamel and Mercier, 1998; Singh et al.
- 따라서 앞으로 우리나라에서도 해삼을 대량으로 생산하기 위해서는 해삼을 안정적으로 양성할 수 있는 새로운 해삼 양성 기구의 개발이 필요하다. 특히 우리나라의 경우 해삼 양식은 아직 개발 초기 단계로 국내 수요에 한정적이지만 향후 중국 등 해외 시장에서의 잠재력이 매우 큰 양식 산업으로 발전될 수 있기 때문에 새로운 환경 친화적 양식 방법에 의해 해삼을 대량으로 생산할 수 있는 적정 해삼 양성 기구의 개발이 필요하다.
- 14%로 Yokoyama (2013)의 95%에 비해 생존율이 17%정도 낮게 나타났다. 따라서 이 연구에서 개발한 해삼 셸터의 실용화를 위해서는 해삼의 생존율을 최소 90%까지 유지할 수 있는 양성 방법의 개발이 필요하다.
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