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문제 정의
- 그리고 입도와 퇴적물 내 중금속농도를 포함한 다양한 환경요인과 중형저서동물 군집구조와의 상관관계를 분석하였으며, 마지막으로 연구지역에 서식하는 중형저서동물군집의 시·공간적 분포양상을 파악하여 추후 이 지역에서 진행될 해양생태조사에 활용이 가능한 기초자료를 얻고자 하였다.
- 본 연구에서는 서해의 비슷한 퇴적상과 조하대 지역에서 수행한 중형저서동물의 군집구조에 대한 기존 연구결과와 이번 연구를 비교하는 동시에, 새만금방조제 건설에 따른 중형저서동물 군집구조 변화를 파악하고자 하였다. 그리고 입도와 퇴적물 내 중금속농도를 포함한 다양한 환경요인과 중형저서동물 군집구조와의 상관관계를 분석하였으며, 마지막으로 연구지역에 서식하는 중형저서동물군집의 시·공간적 분포양상을 파악하여 추후 이 지역에서 진행될 해양생태조사에 활용이 가능한 기초자료를 얻고자 하였다.
제안 방법
- 새만금 외해 역에서 중형저서동물 군집의 특성을 파악 하기 위해 17개 정점을 선정하여 총 4회에 걸쳐 중형저서 동물의 다양성 및 계절적 변동에 대한 조사를 실시하였다. 연구기간 동안 수심은 5.
- 조사지역은 북쪽으로 금강 담수가 유입되는 군산해역 3개 정점과 방조제 바깥쪽 고군산 군도 주변에 3개 정점, 그리고 남쪽의 곰소만과 위도 4개 정점, 외해역의 7개 정점으로 이루어 졌다. 조사방법은 면적 0.1 m2의 van Veen grab을 사용하여 저서퇴적물을 채집하였고 정량분석을 위해 내구면적 6.15 cm2의 실린지를 3회 채집한 후 5% 중성화 포르말린으로 고정하였다. 퇴적물온도는 그랩 내의 퇴적물에 온도계를 사용하여 0~2 cm 깊이에서 측정하였다.
- 중형저서동물의 서식밀도를 기반으로 대분류군과 환경 요인(유기물, 중금속 농도) 자료와의 상관관계를 분석하였다(국토해양부 2007). TOC 양에 선충류(0.
- 실험실로 운반된 시료에서 중형저서동물을 추출하기 위하여 루독스(Ludox) 추출법을 이용하여 저질에서 생물시료만 분리해 내었다(Burgess 2001). 추출한 생물 시료는해부현미경(Olympus SZX12)에서 관찰하여 Higgins and Thiel (1988)과 Giere (1993)에 따라 중형저서동물 대분류군을 분류, 계수하였다. 각 분류군의 생물량(Biomass) 측정은 현미경에 부착된 카메라를 이용하여 개체의 넓이와 폭을 이미지 분석 프로그램(MetaMorph 6.
- 15 cm2의 실린지를 3회 채집한 후 5% 중성화 포르말린으로 고정하였다. 퇴적물온도는 그랩 내의 퇴적물에 온도계를 사용하여 0~2 cm 깊이에서 측정하였다.
대상 데이터
- 본 연구는 서해 중부에 위치한 새만금 방조제 외해역을 대상으로 17개 정점에서 2월, 5월, 8월, 11월에 4차례 조사가 이루어 졌다(Fig. 1). 조사지역은 북쪽으로 금강 담수가 유입되는 군산해역 3개 정점과 방조제 바깥쪽 고군산 군도 주변에 3개 정점, 그리고 남쪽의 곰소만과 위도 4개 정점, 외해역의 7개 정점으로 이루어 졌다.
- 1). 조사지역은 북쪽으로 금강 담수가 유입되는 군산해역 3개 정점과 방조제 바깥쪽 고군산 군도 주변에 3개 정점, 그리고 남쪽의 곰소만과 위도 4개 정점, 외해역의 7개 정점으로 이루어 졌다. 조사방법은 면적 0.
- 0)에서 계산한 후 Feller and Warwick의 Volumetric method(Higgins and Thiel 1988)를 이용하여 탄소량(μgC·10 cm−2)으로 환산하였다. 환경요인인 입도와 유기물 및 중금속자료는 동일시간과 장소에서 분석된 자료를 사용하였다(국토해양부 2007).
데이터처리
- 중형저서동물 출현 서식밀도와 측정된 환경 요인들과의 상관관계를 파악하기 위해 Spearman rank correlation 분석을 실시하였고, 중형저서동물의 군집과 환경요인의 상호 연관성을 파악하기 위해 정준상관분석 (Canonical correspondence analysis, CCA)을 실시하였다. 계보적 집괴분석, nMDS 분석, SIMPER 분석, ANOSIM 분석은 Primer v.5.0에서 이루어졌으며 상관관계분석은 SPSS(v.17.0.0), 정준상관분석은 CANOCO(v.4.5)을 사용하여 수행되었다.
- 집괴분석 결과에서 구분된 그룹을 기초로 하여 다차원척도(non-metric multidimensional scaling, nMDS) 배열법으로 나타내었으며, 각 그룹간 유의한 차이를 확인하기 위해 ANOSIM(Analysis of similarity) 평가를 실시하였다. 그리고 각 그룹에 대한 중형저서동물의 기여도를 파악하기 위해 SIMPER(Similarity percentage) 분석을 실시하였다. 중형저서동물 출현 서식밀도와 측정된 환경 요인들과의 상관관계를 파악하기 위해 Spearman rank correlation 분석을 실시하였고, 중형저서동물의 군집과 환경요인의 상호 연관성을 파악하기 위해 정준상관분석 (Canonical correspondence analysis, CCA)을 실시하였다.
- 새만금 외해역의 중형저서동물 출현 양상을 파악하고 군집의 정점간 유사도를 파악하기 위해 Bray-Curtis의 유사도 지수로 계보적 집괴분석을 하였다. 계보적 집괴분석 (Hierarchical cluster analysis)에 이용된 중형저서동물 서식밀도는 [log (abundance + 1)]로 변환하여 소수 출현 분류군에 의한 유사도 지수의 과대평가를 낮추었다(Clarke 1993).
- 그리고 각 그룹에 대한 중형저서동물의 기여도를 파악하기 위해 SIMPER(Similarity percentage) 분석을 실시하였다. 중형저서동물 출현 서식밀도와 측정된 환경 요인들과의 상관관계를 파악하기 위해 Spearman rank correlation 분석을 실시하였고, 중형저서동물의 군집과 환경요인의 상호 연관성을 파악하기 위해 정준상관분석 (Canonical correspondence analysis, CCA)을 실시하였다. 계보적 집괴분석, nMDS 분석, SIMPER 분석, ANOSIM 분석은 Primer v.
- 계보적 집괴분석 (Hierarchical cluster analysis)에 이용된 중형저서동물 서식밀도는 [log (abundance + 1)]로 변환하여 소수 출현 분류군에 의한 유사도 지수의 과대평가를 낮추었다(Clarke 1993). 집괴분석 결과에서 구분된 그룹을 기초로 하여 다차원척도(non-metric multidimensional scaling, nMDS) 배열법으로 나타내었으며, 각 그룹간 유의한 차이를 확인하기 위해 ANOSIM(Analysis of similarity) 평가를 실시하였다. 그리고 각 그룹에 대한 중형저서동물의 기여도를 파악하기 위해 SIMPER(Similarity percentage) 분석을 실시하였다.
이론/모형
- 각 분류군의 생물량(Biomass) 측정은 현미경에 부착된 카메라를 이용하여 개체의 넓이와 폭을 이미지 분석 프로그램(MetaMorph 6.0)에서 계산한 후 Feller and Warwick의 Volumetric method(Higgins and Thiel 1988)를 이용하여 탄소량(μgC·10 cm−2)으로 환산하였다.
- 실험실로 운반된 시료에서 중형저서동물을 추출하기 위하여 루독스(Ludox) 추출법을 이용하여 저질에서 생물시료만 분리해 내었다(Burgess 2001). 추출한 생물 시료는해부현미경(Olympus SZX12)에서 관찰하여 Higgins and Thiel (1988)과 Giere (1993)에 따라 중형저서동물 대분류군을 분류, 계수하였다.
성능/효과
- 7%로 높았다. 그 뒤를 이어 다모류, 빈모류, 유공충류가 전체의 7.4%, 2.7%, 1.0%의 점유율을 기록하였다.
- 4%으로 가장 높은 점유율을 나타냈다. 다음으로 저서성 요각류가 25.8%로 높았고, 그 뒤를 이어 각각 다모류, 빈모류가 13.1%와 1.7%의 점유율을 나타냈다.
- 028값을 나타냈다(Table 8). 또한, 주요 분류군과 환경요인과의 관계를 살펴보면 계절적으로 퇴적물조성에 많은 영향을 받는 것으로 나타났으며 특히 모래와 실트함량에 가장 큰 영향을 받는 것으로 나타났고 유기물과 중금속농도에는 큰 영향을 받고 있지 않는 것으로 나타났다(Fig. 8).
- 10 cm−2로 가장 낮았으며 정점 3에서는 출현하지 않았다. 모든 정점에서 선충류가 가장 우점하였지만, 2월, 11월의 정점 11과 8월의 정점 3과 11에서 저서성 요각류가 선충류보다 더 높은 출현 개체수를 보였다(Fig. 3).
- (1996)은 중형저서동물 군집변동은 퇴적물의 성질이 많은 영향을 주는 것은 아니며 염분과 온도, 중금속농도, 박테리아, 저서미세조류 등의 다양한 물리화학적 환경요인과 생물간의 상호작용에도 더 큰 영향을 받는다고 하였다. 본 연구에서는 연구지역에 출현한 중형저서 동물 서식밀도를 기반으로 집괴분석을 통해 정점 간 유사도 분석을 한 결과 A, B, C 세 그룹으로 나뉘었다. A 그룹은 곰소만과 외도 그리고 4호 방조제 앞 정점으로 실트함량에 영향을 받는 그룹으로 구분되어 졌으며, B 그룹은 금강하구 지역과 그 외해역 그리고 정점 1호 방조제 앞 정점으로 이 지역은 모래함량에 영향을 받는 그룹으로 구분되어 졌다.
- 62 μgC·10 cm−2로 가장 낮았는데 이 정점은 다른 정점에 비해 매우 낮은 서식밀도를 나타낸 정점이었다. 선충류의 생물량이 전체의 64.9% 가장 높은 점유율을 기록하였으며, 다음으로 저서성 요각류가 21.7%로 높았다. 그 뒤를 이어 다모류, 빈모류, 유공충류가 전체의 7.
- 이들 그룹간의 유의성을 파악하기 위해 ANOSIM 분석을 한 결과, 군집의 구분은 계절별로 대부분 유의한 결과를 나타내었다(Table 5). 연구기간 동안 구분된 그룹의 구분에 영향을 준 분류군의 SIMPER 분석 결과 선충류가 가장 높은 기여도를 나타냈으며, 그 다음으로 저서성 요각류, 다모류가 높은 기여도를 나타냈다(Table 6).
- 중형저서동물의 서식밀도와 퇴적물 조성과의 상관관계 분석에서 실트함량에 선충류가 양의 상관관계를 나타냈다. 요각류는 점토함량과도 양의 상관관계를 나타냈지만, 갑각류 유생과 더불어 모래 함량과는 높은 음의 상관관계를 보였다(Table 3). 정점별수심은 5.
- 5). 이들 그룹간의 유의성을 파악하기 위해 ANOSIM 분석을 한 결과, 군집의 구분은 계절별로 대부분 유의한 결과를 나타내었다(Table 5). 연구기간 동안 구분된 그룹의 구분에 영향을 준 분류군의 SIMPER 분석 결과 선충류가 가장 높은 기여도를 나타냈으며, 그 다음으로 저서성 요각류, 다모류가 높은 기여도를 나타냈다(Table 6).
- 05)과도 양의 상관관계를 보여 저서성 요각류와 비슷한 상관관계 양상이었다(Table 7). 중형저서동물 분류군에 어떤 환경요인이 영향을 주는가 알아보기 위해 정준상관분석(CCA, Canonical Correspondence Analysis)을 한 결과에서 제1축과 제2축의 고유치는 각각 0.168과 0.028값을 나타냈다(Table 8). 또한, 주요 분류군과 환경요인과의 관계를 살펴보면 계절적으로 퇴적물조성에 많은 영향을 받는 것으로 나타났으며 특히 모래와 실트함량에 가장 큰 영향을 받는 것으로 나타났고 유기물과 중금속농도에는 큰 영향을 받고 있지 않는 것으로 나타났다(Fig.
- 중형저서동물 생물량은 4호 방조제 앞 정점 6에서 142.95 μgC·10 cm−2로 가장 높았으며, 이 정점에서는 다른 정점에 비해 선충류의 서식밀도가 높게 나타났다.
- 8 (phi) 값으로 나타나 정점 간 차이를 보여 물리적 환경의 차이를 보였다. 중형저서동물의 서식밀도와 퇴적물 조성과의 상관관계 분석에서 실트함량에 선충류가 양의 상관관계를 나타냈다. 요각류는 점토함량과도 양의 상관관계를 나타냈지만, 갑각류 유생과 더불어 모래 함량과는 높은 음의 상관관계를 보였다(Table 3).
- 퇴적물의 입도는 퇴적물 분류방법에 따라, S(sand), mS(muddysand), sM(sandymud)으로 구분되어 졌으며, 전체적으로 사질지역으로 나타났다. 채집지역의 평균 저질 구성 성분은 자갈 0.1%, 모래 83.2% 그리고 16.7%의 진흙으로 이루어 졌다. 정점 12번은 모래 37.
후속연구
- 1998; 이와 이 2005; 이 등 2008a; USEPA 2012), 중형저서동물을 대상으로는 연구해역 뿐만 아니라 국내·외에서 전무하다. 따라서 본 연구해역에서 중형저서동물에 대한 중금속 농축 및 노출 그리고 생리학적인 반응에 대한 연구가 필요하며, 계속해서 중형저서동물 분포에 대한 조사를 지속적으로 한다면 환경 모니터링을 위한 유용한 자료로 활용될수 있을 것이다.
- 이번 연구에서 동문동물류가 많이 출현하지 않아 이 값을 적용하기에는 힘들었다. 선충류/요각류 비 값과 선충류/동문동물문 비 값을 이 지역에 적용하기 위해서는 연구해역에서 더 많은 조사와 자료를 축적하여 이 값을 효율적으로 사용해야 한다고 판단된다.
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