We examined seasonal variation in the structure of marine macroalgal communities at five sites around the Byeonsan Peninsula, Korea, from January to October 2011. Sixty eight species were identified, including 11 green, 17 brown and 40 red algae. Species richness was highest at Gyeokpo (51 species) ...
We examined seasonal variation in the structure of marine macroalgal communities at five sites around the Byeonsan Peninsula, Korea, from January to October 2011. Sixty eight species were identified, including 11 green, 17 brown and 40 red algae. Species richness was highest at Gyeokpo (51 species) followed by Sambal (47), Gosapo (34), Byeonsan (33), and Habgoo (18). Seaweed biomass ranged from 12.98 to 145.33 g dry $wt/m^2$, with maximum and minimum biomasses at Gyeokpo and Habgoo, respectively. Sargassum thunbergii was the representative alga species occupying 47.89% of the total biomass. The dominant seaweeds were S. thunbergii, Corallina pilulifera, Ulva spp, Gracilaria vermiculophylla, and Carpopeltis affinis. No distinctive vertical distribution of seaweeds was found because S. thunbergii, Ulva spp, and G. vermiculophylla were all distributed from high to low shore. Community indices were as follows: dominance index (DI), 0.44-0.61; richness index (R), 6.27-10.35; evenness index (J'), 0.38-0.59; and diversity index (H'), 1.48-1.71. Gyeokpo had the most biomass and highest species richness, and the lowest percentage of Ulva species. However, species richness declined at Gyeokpo, from 78 to 51 species within 10 years, implying that eutrophication and sedimentation from Mankyeong and Dongjin rivers have reduced the stability of seaweed communities.
We examined seasonal variation in the structure of marine macroalgal communities at five sites around the Byeonsan Peninsula, Korea, from January to October 2011. Sixty eight species were identified, including 11 green, 17 brown and 40 red algae. Species richness was highest at Gyeokpo (51 species) followed by Sambal (47), Gosapo (34), Byeonsan (33), and Habgoo (18). Seaweed biomass ranged from 12.98 to 145.33 g dry $wt/m^2$, with maximum and minimum biomasses at Gyeokpo and Habgoo, respectively. Sargassum thunbergii was the representative alga species occupying 47.89% of the total biomass. The dominant seaweeds were S. thunbergii, Corallina pilulifera, Ulva spp, Gracilaria vermiculophylla, and Carpopeltis affinis. No distinctive vertical distribution of seaweeds was found because S. thunbergii, Ulva spp, and G. vermiculophylla were all distributed from high to low shore. Community indices were as follows: dominance index (DI), 0.44-0.61; richness index (R), 6.27-10.35; evenness index (J'), 0.38-0.59; and diversity index (H'), 1.48-1.71. Gyeokpo had the most biomass and highest species richness, and the lowest percentage of Ulva species. However, species richness declined at Gyeokpo, from 78 to 51 species within 10 years, implying that eutrophication and sedimentation from Mankyeong and Dongjin rivers have reduced the stability of seaweed communities.
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문제 정의
따라서, 본 연구는 변산반도의 생태학적 특성과 생물자원인 해조류의 군집특성을 파악하기 위하여 변산반도 5개 정점에 대한 계절별 해조류의 종다양성, 생물량, 우점종 및 수직분포를 확인하기 위해 수행하였다.
제안 방법
계절별로 출현한 해조류의 종별 평균 생물량과 종수를 근거로 하여 풍도지수(richness index, R), Shannon’s 다양도지수(diversity index, H’), 균등도지수(evenness index, J’), 우점도지수(dominance index)를 구하고, 각 정점의 유사도(similarity)를 분석하였다.
정량 채집된 해조류는 담수로 수회 세척하여 모래 및 불순물을 제거하고 동정한 후 60℃로 설정된 건조기에서 7일간 건조한 후 건중량을 측정하였고, 생물량(g/m2)으로 환산하였다. 피 도는 현장에서 기록한 야장을 근거로 단위면적당 피복 백분율로써, 빈도는 전체 소방형구(25개)에 대한 각 종이 출현한 방형구 수의 비로 계산하였으며 정점의 우점종을 판단하는 중요도(importance value)는 상대피도(RC)와 상대빈도(RF)의 산술 평균으로 나타냈다(Mueller-Dombois and Ellenberg, 1974).
정량 채집은 조사지점의 해조 생육 상한선을 기준으로 저조선까지 가상의 line transect를 설치한 후 10×10 cm으로 구획된 방형구(50×50 cm)를 조간대 상, 중, 하부에 각각 3개, 총 9개의 방형구를 놓고 Saito and Atobe(1970)의 방법에 의해 출현한 해조류의 빈도(F)와 피도(C)를 야장에 기록한 후 방형구내의 출현한 모든 해조류를 끌칼을 이용하여 전량 채집하였다.
대상 데이터
전라북도 변산반도의 5개 정점(합구, 변산, 고사포, 삼발, 격포)에서 2011년 1월부터 10월까지 계절별로 해조류를 정량 및 정성적으로 채집하였다(Fig. 1). 정량 채집은 조사지점의 해조 생육 상한선을 기준으로 저조선까지 가상의 line transect를 설치한 후 10×10 cm으로 구획된 방형구(50×50 cm)를 조간대 상, 중, 하부에 각각 3개, 총 9개의 방형구를 놓고 Saito and Atobe(1970)의 방법에 의해 출현한 해조류의 빈도(F)와 피도(C)를 야장에 기록한 후 방형구내의 출현한 모든 해조류를 끌칼을 이용하여 전량 채집하였다.
이론/모형
계절별로 출현한 해조류의 종별 평균 생물량과 종수를 근거로 하여 풍도지수(richness index, R), Shannon’s 다양도지수(diversity index, H’), 균등도지수(evenness index, J’), 우점도지수(dominance index)를 구하고, 각 정점의 유사도(similarity)를 분석하였다. 출현한 해조류의 우점도는 K-dominance 곡선으로 비교하였으며(Lambshead et al., 1983), 군집지수의 산출 및 도식화는 PRIMER version 6(Clarke and Gorley, 2006)을 이용하였다.
해조상은 조사해역에 서식하는 모든 해조류를 정성 채집하여 확인했으며, 정량 및 정성 채집된 해조류는 현장에서 포르말린 – 해수용액 (5–10%)으로 고정시켜 실험실로 운반한 후 현미경을 사용하여 동정하였고, 출현종의 학명 및 국명은 Lee and Kang(2002)에 따랐다.
성능/효과
정점별로 일년간 출현한 해조류의 총수는 18–51종으로 격포에서 최대, 합구에서 최소였으며 변산반도 전체 조사 정점의 계절별 출현종수는 겨울 42종, 봄 43, 여름 40종 그리고 가을에 41종으로 봄에 최대였고 여름에 최소였다(Table 1).
격포에서는 총 51종(계절별 25–32종)이 동정되었고, 패(Ishige okamurae), 넓패(Ishige sinicola), 지충이, 우뭇가사리(Gelidium amansii), 애기우뭇가사리, 진분홍딱지(Hildenbrandia rubra), 모자반돌버짐, 작은구슬산호말, 애기가시덤불(Caulacanthus ustulatus), 까막살, 꼬시래기, 검은서실(Laurencia intermedia), 쌍발이서실(Laurencia okamurae)의 13종이 연중 나타났다.
76%)을 포함하여 총 34종이 동정되었고, 계절별 15–21종으로 겨울에 최대였고 가을에 최소였다. 고사포에서 납작파래, 모란갈파래(Ulva conglobata), 구멍갈파래, 지충이, 애기우뭇가사리, 작은구슬산호말, 까막살과 꼬시래기 8종이 연중 나타났다. 삼발에서는 4계절에 총 47종(녹조 9, 갈조12, 홍조 26종), 계절별 24–27종이 기록되었고, 바위딱지, 지충이, 애기우뭇가사리, 모자반돌버짐, 작은구슬산 호말, 까막살, 지누아리(Grateloupia filicina), 꼬시래기, 새빨간 검둥이가 연중 관찰되었다.
58%를 차지하였다. 또한, 삼발에서는 지충이, 까막살과 참모자반이 생물량의 76.42%를, 그리고 격포에서는 지충이, 작은구슬산호말과 검은서실이 84.62%를 보였다(Fig. 2).
변산반도 5개 정점에서 모두 출현한 종은 15종이었고, 분류군별로는 녹조류 4종 (납작파래, 잎파래, 모란갈파래, 구멍갈파래), 갈조류 3종(세가닥갯쇠털, 참모자반, 지충이)과 홍조류 8종(방사무늬김, 애기우뭇가사리, 까막살, 애기가시덤불, 꼬시래기, 비단풀, 새빨간검둥이, 모로우붉은실)으로 확인되었다.
변산반도 5개 정점의 조간대에 서식하는 해조류의 연평균 생물량(g dry wt/m2)은 91.45 g/m2이고, 정점별 12.98-145.33 g/ m2 로 합구에서 최소였고, 격포에서 최대로 나타났다(Table 2). 합구에서 해조류 생물량은 연평균 12.
(2012)은 브라질에서 관광객의 접근 허용해역과 금지해역을 비교해 본 결과, 해조류의 생물량, 출현종수, 종다양성은 관광객 접근 금지해역에서 높았고 우점도는 관광지에서 높게 나타났다고 하였다. 본 연구가 수행된 변산반도 연안의해조류 종다양성은 백령도를 제외한 도서 지역에 비해 낮게 나타났으나, 태안과 유사하였고 영광에 비해 높게 나타났다. 하지만, 본 연구정점의 하나인 격포에서 해조류 출현종수가 78종에서 51종으로 약 10년 사이에 27종이 급감하였는데 종다양성 감소 원인이 격포 인근의 관광지 개발에 따른 부영양화 혹은 기후변화와 관련이 있는지는 향후 좀더 지속적인 연구 수행을 통하여 밝혀야 할 과제이다(Kim, 2005).
본 연구기간에 변산반도의 5개 정점(합구, 변산, 고사포, 삼발, 격포)에서 출현한 해조류는 총 68종으로 분류군 별로 녹조류가 11종(16.18%), 갈조류가 17종(25.00%), 홍조류가 40종(58.82%)을 차지하여 홍조류의 출현종수가 최대였고, 갈조류와 녹조류의 순으로 나타났다(Table 1). 정점별로 일년간 출현한 해조류의 총수는 18–51종으로 격포에서 최대, 합구에서 최소였으며 변산반도 전체 조사 정점의 계절별 출현종수는 겨울 42종, 봄 43, 여름 40종 그리고 가을에 41종으로 봄에 최대였고 여름에 최소였다(Table 1).
, 2007). 본 연구에서 변산반도의 5개 정점에서 채집된 해조류는 68종이었고 정점별로는 18-51종으로 차이를 보였다. 서해안의 조간대에서 해조류 출현종은 북부해역(태안군 이북)에서 30종이하(Yoo et al.
25 g/m2)와 외해에 위치한 삽 시도, 어청도와 흑산도·홍도에 비해 낮게 나타났으나 다른 지역과는 큰 차이가 나타나지 않았다(Table 5). 본 연구해역에서 지충이는 해조류 생물량의 47.89%였으며, 고사포에서 생물량의 57.64%, 격포에서 56.70%를 차지하여 가장 우점하는 종으로 확인되었다(Table 2). 다른 연구결과에서도 지충이는 무창포에서 해조류 생물량의 57.
서해안의 도서 지역의 해조류 출현종수는 북부 해역에서 21–41종, 중부에서는 100–101종, 남부에서는 86종이 확인되었으며, 하계 조사만 실시된 도서에서 해조류 출현종수는 32–45종으로 매우 낮게 나타났다(Table 5).
연구 정점별 해조상을 보면, 합구에서 출현한 해조류는 총18종(녹조 5, 갈조 3, 홍조 10종)이었으며, 홍조류가 55.55%로 가장 높았다. 합구의 계절별 출현종은 7–12종으로 봄에 최대였고 여름에 최소였으며, 지충이(Sargassum thunbergii), 애기우뭇가사리(Gelidium divaricatum), 까막살(Carpopeltis affinis), 꼬시래기(Gracilaria vermiculophylla)는 연중 출현하였다.
정점별 해조류의 연평균 생물량과 종다양성을 근거로 K– dominance곡선을 도식화하면, 합구에서는 까막살, 꼬시래기와 잎파래가 전체 생물량의 76.43%를 차지하였고 변산에서는 작은구슬산호말, 지충이와 구멍갈파래가 81.53%, 고사포에서는 우점종인 지충이, 작은구슬산호말과 까막살이 80.58%를 차지하였다.
출현종수를 분류군별로 비교하면, 본 연구에서 갈조류 6종과 홍조류 21종이 감소하였고, 부영양화 해역에서 출현하는 녹조류인 대마디 말류(Cladophora spp.)가 10년 전에 비해 많이 증가한 것으로 확인되어 종다양성 감소는 환경 변화와 관련이 있는 것으로 사료된다.
61로 최대였다(Table 4). 출현종수와 관련 되는 풍도지수(R)는 44종이 출현한 삼발에서 최대(10.35) 였고, 32종이 출현한 변산에서 6.27로 최소였다(Table 4). 출현종수와 생물량에 따라 변화하는 균등도지수는 출현종수가 적고 출현한 해조류의 생물량의 차이가 크지 않은 합구에서 최대였다.
27로 최소였다(Table 4). 출현종수와 생물량에 따라 변화하는 균등도지수는 출현종수가 적고 출현한 해조류의 생물량의 차이가 크지 않은 합구에서 최대였다. 풍도와 균등도에 의해 계산되는 종다양도지수(H’)는 삼발에서 가장 높은 값(1.
풍도와 균등도에 의해 계산되는 종다양도지수(H’)는 삼발에서 가장 높은 값(1.85)을 보였으며 합구(1.71), 변산(1.65), 격포(1.52)와 고사포(1.49)의 순서로 나타났다.
한편, 5개 정점에서 해조류 출현종수는 영양염과 퇴적물의 공급원인 만경강과 동진강 하구역에 있는 새만금 방조제에서 멀리 위치할수록 증가하는 경향을 보였고, 생물량은 변산(140.77g dry wt/m2 )과 격포(145.33g dry wt/m2 )에서 유사하였으나, 전체 생물량에 대한 갈파래류 비율은 새만금 방조제와 가까운 변산(11.44%)에서 격포(< 1%)에 비해 높게 나타났다.
합구의 계절별 출현종은 7–12종으로 봄에 최대였고 여름에 최소였으며, 지충이(Sargassum thunbergii), 애기우뭇가사리(Gelidium divaricatum), 까막살(Carpopeltis affinis), 꼬시래기(Gracilaria vermiculophylla)는 연중 출현하였다.
해조류의 평균 생물량으로 산출한 우점도지수(DI)는 변산에서 제 1, 2우점종인 지충이(52.09 g dry wt/m2)와 구멍갈파래(10.27 g/m2)가 전체 해조류 생물량(140.77 g/m2)의 44.30%를 차지하여 최소였고(0.44), 고사포에서는 지충이(54.52 g/m2)와구멍갈파래(2.93 g/m2)가 생물량의 60.50%(총 생물량 94.96 g/m2)를 차지하여 0.61로 최대였다(Table 4). 출현종수와 관련 되는 풍도지수(R)는 44종이 출현한 삼발에서 최대(10.
후속연구
, 2008). 또한, 최근에 녹조 대발생(green tide)을 유발하는 기회종인 갈파래류(Ulva spp.)가 합구와 변산에서 해조류 생물량의 22.16%와 11.44%를 차지하는 것으로 나타났으므로(Table 2), 향후 세심한 관찰이 요망된다.
)가 10년 전에 비해 많이 증가한 것으로 확인되어 종다양성 감소는 환경 변화와 관련이 있는 것으로 사료된다. 또한, 최근에 변산국립공원 지역의 일부가 개발되고 있 으며, 매년 관광객이 증가하고 있기 때문에 환경변화에 따른 해 조상의 변화가 예견되므로 지속적인 모니터링 연구가 필요할 것으로 판단된다.
00으로써 혼합성 해조상을 보였다. 우리나라 연안에서 분석된 해조류의 지리적 분포는 본 연구와 매우 유사하게 나타나고 있으나(Lee et al., 2007; Oh et al., 2013), C/P, R/P, 그리고 (R+C)/P값은 연안해역과 외해에 따라, 그리고본 연구에서 보여준 것처럼 정점별로 값들이 커다란 차이를 보임으로써 이러한 값들의 사용 여부에 대한 심도 깊은 연구가 수행되어야 할 것으로 예견된다.
본 연구가 수행된 변산반도 연안의해조류 종다양성은 백령도를 제외한 도서 지역에 비해 낮게 나타났으나, 태안과 유사하였고 영광에 비해 높게 나타났다. 하지만, 본 연구정점의 하나인 격포에서 해조류 출현종수가 78종에서 51종으로 약 10년 사이에 27종이 급감하였는데 종다양성 감소 원인이 격포 인근의 관광지 개발에 따른 부영양화 혹은 기후변화와 관련이 있는지는 향후 좀더 지속적인 연구 수행을 통하여 밝혀야 할 과제이다(Kim, 2005).
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
해조류는 어떤 용도로 사용되는가?
, 2009; Janiak and Whitlatch, 2012; Satheesh and Wesley, 2012). 일차생산자인 해조류는 연안의 도시화와 산업화로 인해 해양에 유입 되는 증가된 무기 및 유기 오염물을 제거하는 생물여과자(biofilter)로서, 연안 환경을 모니터링하는 생물지표자(biological indicator)로 사용된다(Worm et al., 2000; Wells et al.
해조류란 무엇인가?
해조류는 선캄브리아기부터 존재하였던 가장 원시적인 식생그룹으로 해산식물 종의 90%을 차지하며 해양먹이사슬에서 일차생산자로서 그리고 경제적으로 중요한 구성원이다 (Manilal et al., 2010; Satheesh and Wesley, 2012; Silva et al.
우리나라 서해안의 생물학적 특징은?
, 2010). 또한, 갯펄로 구성된 연성 저질이 발달되고 조수 간만의 차가 커서 부유성 물질이 많아 탁도가 높으며 암반에는 많은 굴이 피복하고 남해·동해안에 비하여 해조류 생물량과 종다양도가 현저하게 낮은 것으로 알려져 있다(Yang and Kim, 2009). 서해안 해조류는 Kang (1966)이 한국산 해조류의 지리적 분포 연구에서 140여 종으로 기록함을 시작으로, 해조상과 군집구조에 관한 생태 연구, 수평·수직 분포, 기능형군 분석, 생물량 및 다양도지수 등 다양한 생태학적 분석이 시도 되었다(Lee et al.
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