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수중촬영조사법과 음향자원조사법을 활용한 울주군 연안 소규모 바다목장 해역의 어류 군집 조사

Visual census and hydro-acoustic survey of demersal fish aggregations in Ulju small scale marine ranching area (MRA), Korea

한국어업기술학회지 = Journal of the Korean Society of Fisheries Technology, v.51 no.1, 2015년, pp.16 - 25  

황보규 (군산대학교 해양생산학과) ,  이유원 (한국해양수산연수원 교육연구팀) ,  조현수 (군산대학교 해양생산학과) ,  오정규 (한국생태연구원 (주)) ,  강명희 (경상대학교 해양경찰시스템학과)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Visual census and hydro-acoustic survey was carried out at Ulju small scale marine ranching area (MRA) to estimate demersal fish aggregations on September and November 2013. In this hydro-acoustic survey, the authors combined an image sonar with a scientific echo sounder to monitor an underwater sit...

주제어

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제안 방법

  • 인공어초에 유집된 어군의 분포특성은 과학어군탐지기로부터 출력되는 체적산란강도 (volume scattering strength, Sv) 자료를 이용하여 분석하였으며, 모든 음향 자료에서 어초 및 기포 등에 의한 잡음을 제거하고, 에코그램에서 해저면과 수면까지의 전체 수층에 대하여 음향 자료를 추출하여 분석에 이용하였다. 그리고, 수집된 음향자료를 0.1 n.mile의 EDSU (elementary distance sampling unit) 간격으로 추출된 NASC (Nautical Area scattering coefficient) 값을 이용하여 어군의 공간 분포 특성을 파악하는데 사용하였다.
  • 한편, 음향 카메라는 화상취득방법의 특성을 고려하여 선수 향하게 한 다음 수면 하 약 30° 아래로 경사각을 가지게 설치하였다. 따라서, 음향카메라가 먼저 선수쪽 전방의 표적을 탐지하고, 이 표적이 과학어군탐지기에 탐지되어 기록될 수 있도록 설치하였다.
  • 본 연구에서는 울산 울주 연안 바다목장 해역에 대하여 총 2회 (9월과 11월)에 걸쳐 다이버를 이용하여 수중촬영조사를 실시하고, 이와 함께 과학어군탐지기에 의한 음향자원조사를 실시하여, 어군의 분포상 및 어류 현존량을 추정하였다. 또한, 최근 개발된 음향 이미지소너의 촬영 영상을 과학어군탐지기의 음향자료와 비교분석하여 그 활용방법에 대해 검토하였다.
  • 본 연구에서는 울산 울주 연안 바다목장 해역에 대하여 총 2회 (9월과 11월)에 걸쳐 다이버를 이용하여 수중촬영조사를 실시하고, 이와 함께 과학어군탐지기에 의한 음향자원조사를 실시하여, 어군의 분포상 및 어류 현존량을 추정하였다. 또한, 최근 개발된 음향 이미지소너의 촬영 영상을 과학어군탐지기의 음향자료와 비교분석하여 그 활용방법에 대해 검토하였다.
  • 수중촬영조사 결과에서 울주 바다목장 해역의 지속적이고 고른 출현율을 보인 우점종인 용치놀래기였기 때문에, 이 어종에 대한 음향특성을 적용하여 음향자료를 해석하기 위해서 필요한 파라미터를 추정하였다. 용치놀래기 샘플은 9월에 바다목장 인근 정치망에서 확보한 샘플 59마리의 체장 및 체중을 측정하여 추정하였다.
  • 시험어획조사 및 수중촬영조사 결과, 바다목장 해역의 우점종을 확인하고, 그 어종에 대하여 음향산란특성을 추정하였다. 체형 및 부레 형상의 추출을 위하여, 활어 샘플을 급속냉동법을 이용하여 냉동시켜 실험실에서 측면과 배면의 x-ray 촬영을 실시한 다음, x-ray 화상을 디지타이징하여, 3차원 물리 모델을 구현하였다 (Fig.
  • 울산 울주 연안 바다목장 해역에 대하여 총 2회 (9월과 11월)에 걸쳐, 다이버를 이용할 수중촬영조사를 실시하고, 이와 함께 과학어군탐지기에 의한 음향자원조사를 실시하여, 바다목장 해역의 어군의 분포상 및 어류 현존량을 추정하였다. 이와 함께, 최근 개발된 음향 이미지 소너의 촬영 영상을 과학어군탐지기의 음향자료와 비교분석하여 그 활용방법에 대해 검토하였다.
  • 3 m아래에 설치하였으며, 선속 약 5 knots의 속도로 조절하면서 조사를 수행하였다. 음향 자료 수신을 위한 음파의 송파간격 (Transmitting interval)는 최대한 짧게 설정하여, 세세한 어군탐지가 가능하게 하였으며, 펄스폭 (Pulse length)을 0.512 msec로 설정하여 어류의 음향신호 탐지가 용의하도록 하였다. 그리고, 선박의 위치, 즉 송수파기의 위치정보는 DGPS를 음향시스템 내부에 동시에 기록하여, 음향신호분석시의 공간적인 위치를 확인하였다.
  • 조사 해역은 울주군 서생면 대송리 소규모 바다목장 해역으로 수심은 약 10~30 m정도이고 비교적 좁은 해역이다. 음향조사는 Line transect법을 이용하여 Fig.1과 같이 해안선에 수평 방향으로 총 15개의 조사정선을 설계함으로써 세밀한 조사가 가능하도록 하였다. 그러나, 조사해역에는 어선어업에 종사하는 어업인이 적어 현장조사에서 용선이 가능한 선박이 1톤 미만의 소형 어선이었기 때문에, 강한 조류와 파도에 의해 직선으로 항주하지 못하는 등의 문제가 발생하여 9월 조사에서는 13개의 정선만을 항주하였다.
  • 이상의 결과로부터 추정한 주파수 120 kHz에 대한 용치놀래기의 평균 TS와 체장함수는 아래 같이 추정되었으며, 본 용역조사에서 어류 현존량 추정은 120 kHz에 대한 용치놀래기의 평균 TS 체장 함수식을 이용하였다.
  • 울산 울주 연안 바다목장 해역에 대하여 총 2회 (9월과 11월)에 걸쳐, 다이버를 이용할 수중촬영조사를 실시하고, 이와 함께 과학어군탐지기에 의한 음향자원조사를 실시하여, 바다목장 해역의 어군의 분포상 및 어류 현존량을 추정하였다. 이와 함께, 최근 개발된 음향 이미지 소너의 촬영 영상을 과학어군탐지기의 음향자료와 비교분석하여 그 활용방법에 대해 검토하였다.
  • 인공어초에 유집된 어군의 분포특성은 과학어군탐지기로부터 출력되는 체적산란강도 (volume scattering strength, Sv) 자료를 이용하여 분석하였으며, 모든 음향 자료에서 어초 및 기포 등에 의한 잡음을 제거하고, 에코그램에서 해저면과 수면까지의 전체 수층에 대하여 음향 자료를 추출하여 분석에 이용하였다. 그리고, 수집된 음향자료를 0.
  • 시험어획조사 및 수중촬영조사 결과, 바다목장 해역의 우점종을 확인하고, 그 어종에 대하여 음향산란특성을 추정하였다. 체형 및 부레 형상의 추출을 위하여, 활어 샘플을 급속냉동법을 이용하여 냉동시켜 실험실에서 측면과 배면의 x-ray 촬영을 실시한 다음, x-ray 화상을 디지타이징하여, 3차원 물리 모델을 구현하였다 (Fig.3).
  • 과학어군탐지기는 수중에 설치되는 송수파기, 제어부 (GPT), 표시부로 구성된다. 현장조사에서 파도와 선박의 항주에 따른 기포의 영향으로 음향시스템의 잡음이 크게 발생하기도 하므로, 송수파기는 Fig.2와 같이 우현 중앙부 수면으로부터 약 1.3 m아래에 설치하였으며, 선속 약 5 knots의 속도로 조절하면서 조사를 수행하였다. 음향 자료 수신을 위한 음파의 송파간격 (Transmitting interval)는 최대한 짧게 설정하여, 세세한 어군탐지가 가능하게 하였으며, 펄스폭 (Pulse length)을 0.

대상 데이터

  • 바다목장해역 현장조사에는 120kHz 분할빔 과학어군 탐지기 (EK60, Simrad, Norway)와 음향카메라 (Blueview P900-45, Teledyne Marine company, USA)를 사용하였다. 과학어군탐지기는 수중에 설치되는 송수파기, 제어부 (GPT), 표시부로 구성된다.
  • 수중촬영조사 결과에서 울주 바다목장 해역의 지속적이고 고른 출현율을 보인 우점종인 용치놀래기였기 때문에, 이 어종에 대한 음향특성을 적용하여 음향자료를 해석하기 위해서 필요한 파라미터를 추정하였다. 용치놀래기 샘플은 9월에 바다목장 인근 정치망에서 확보한 샘플 59마리의 체장 및 체중을 측정하여 추정하였다.
  • 1과 같다. 조사 해역은 울주군 서생면 대송리 소규모 바다목장 해역으로 수심은 약 10~30 m정도이고 비교적 좁은 해역이다. 음향조사는 Line transect법을 이용하여 Fig.
  • 현장 음향자료 수집은 2013년 9월 28일과 11월 15일에 2차례 조사를 실시하였는데, 현장조사를 위해서 설계한 조사정선은 Fig.1과 같다. 조사 해역은 울주군 서생면 대송리 소규모 바다목장 해역으로 수심은 약 10~30 m정도이고 비교적 좁은 해역이다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
어업자원 조사에서 새로운 계측 시스템 및 계측기법을 적용하는 것이 꼭 필요한 이유는 무엇인가? 인공어초나 바다목장 사업 등을 통한 수산자원의 증대효과를 파악하기 위해서는 어군의 분포나 현존량에 대한 조사가 필수적이다. 우리나라 연안에 조성되고 있는 바다목장의 자원조성 효과는 자망이나 통발을 이용한 시험어획조사나 잠수 및 수중촬영 조사, 과학어군탐지기를 이용한 음향자원조사 등 (Kang et al., 2008; Kim et al., 2011; Lee et al., 2012)이 활용되고 있지만, 이러한 조사기법 중 한가지만 선택하여 수행하는 경우가 많고, 이러한 경우에는 각각의 조사기법이 가지는 한계로 인하여 조사결과의 신뢰도를 보장하기 어려운 경우가 많이 발생하기도 한다. 따라서, 어업자원 조사에서 기존 조사기법들의 복합적 활용뿐만 아니라.
국내 수산물의 안정적인 공급을 도모하기 위해 어떤 노력을 하고 있는가? 근래 우리나라 수산업은 해외어장 축소, 연안환경 오염의 증가, 남획 등으로 인한 어업자원량의 감소로 인하여 수산물 생산량이 지속적으로 감소하고 있고, 이와 더불어 수산물 수입 자유화 뿐만 아니라, 일본 방사능 유출에 따른 수산물 소비가 급감하여 수산업 환경은 더더욱 악화되고 있는 실정이다. 이에 연근해 어업자원의 효율적인 관리와 연안 어장환경의 정비 및 조성을 통하여 어업 생산력을 증대시켜 믿을 수 있는 국내 수산물의 안정적인 공급을 도모하기 위한 많은 노력들이 이루어지고 있다.
우리나라 수산업의 실정은 어떠한가? 근래 우리나라 수산업은 해외어장 축소, 연안환경 오염의 증가, 남획 등으로 인한 어업자원량의 감소로 인하여 수산물 생산량이 지속적으로 감소하고 있고, 이와 더불어 수산물 수입 자유화 뿐만 아니라, 일본 방사능 유출에 따른 수산물 소비가 급감하여 수산업 환경은 더더욱 악화되고 있는 실정이다. 이에 연근해 어업자원의 효율적인 관리와 연안 어장환경의 정비 및 조성을 통하여 어업 생산력을 증대시켜 믿을 수 있는 국내 수산물의 안정적인 공급을 도모하기 위한 많은 노력들이 이루어지고 있다.
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참고문헌 (10)

  1. Clay CS and Horne JK. 1994. Acoustic models of fish: The Atlantic cod (Gadus morhua). J Acoust Soc Am 96 (3), 1661-1668. (DOI: 10.1121/1.410245) 

  2. Gauthier S and Horne JK. 2004. Acoustic characteristics of forage fish species in the gulf of Alaska and bering sea based on Kirchoff-approximation models. Can J Aquat Sci 61, 1839-1850. (DOI: 10.1139/f04-117) 

  3. Hwang KS, Lee KH and Hwang BK. 2012. Verification and application of Target Strength for Japanese anchovy (Engraulis japonicas) by theoretical acoustic scattering model. J Kor Soc Fish Tech 48(4), 487-494. (DOI: 10.3796/KSFT.2012.48.4.487) 

  4. Kang DH, Im YJ, Lee CW, Yoo JT and Myoung JG. 2008. Hydroacoustic Survey of Spatio-Temporal Distribution of Demersal Fish Aggregation Near the West Coast of Jeju Island, Korea. Ocean and Polar Res 30(2), 181-191. (DOI: 10.4217/OPR.2008.30.2.181) 

  5. Kim HY, Hwang BK, Lee YW, Shin HO, Kwon JN and Lee KH. 2011. Hydro-acoustic survey on fish distribution and aggregated fish at artificial reefs in marine ranching area. J Kor Soc Fish Tech 47(2), 139-145. (DOI: 10.3796/KSFT.2011.47.2.139) 

  6. Lee JB, Oh TY, Yeon IJ, Kim BY, Shin HO, Hwang BK, Lee KH and Lee YW. 2012. Estimation of demersal fish biomass using hydroacoustic and catch data in the marine ranching area (MRA) of Jeju. J Kor Soc Fish Tech 48(2), 128-136. (DOI: 10.3796/KSFT.2012.48.2.128) 

  7. Lee DJ. 2005. Fish length dependence of acoustic target strength for 12 dominant fish species caught in the Korean waters at 75 kHz. J Kor Soc Fish Tech 41(4), 296-305. 

  8. Lee DJ. 2010. Fish length dependence of target strength for striped beakperch, bluefin searobin and konoshiro gizzard shad caught in the artificial reef ground of Yongho Man, Busan. J Kor Soc Fish Tech 46(3), 239-247. (DOI: 10.3796/KSFT.2010.46.3.239) 

  9. Lee DJ and Shin HI. 2005. Construction of a Data Bank for Acoustic Target Strength with Fish Species, Length and Acoustic Frequency for Measuring Fish Size Distribution. J Kor Fish Soc 38(4), 265-275. 

  10. Lee SJ, Lee YW, Kim JI, Oh TY, Hwang BK, Kim BY and Lee KH. 2010. Target strength estimation of dominant species in marine ranching ground of Jeju coastal water by KRM model. J Kor Soc Fish Tech 46(2), 157-163. (DOI:10.3796/KSFT.2010.46.2.157) 

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