[논문]동해 연안 수괴 특성에 따른 식물플랑크톤 우점종의 계절 변동

심정민; 권기영; 김상우; 윤병선

doi:10.7837/kosomes.2015.21.5.474

동해 연안 수괴 특성에 따른 식물플랑크톤 우점종의 계절 변동
Seasonal Change of Phytoplankton Dominant Species Based on Water Mass in the Coastal Areas of the East Sea 원문보기

海洋環境安全學會誌 = Journal of the Korean society of marine environment & safety, v.21 no.5 = no.70, 2015년, pp.474 - 483

심정민 (국립수산과학원 동해수산연구소 자원환경과) , 권기영 (국립수산과학원 동해수산연구소 자원환경과) , 김상우 (국립수산과학원 동해수산연구소 자원환경과) , 윤병선 (국립수산과학원 동해수산연구소 자원환경과)

초록
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동해 연안 식물플랑크톤의 계절별 분포 특성과 해양환경 요인과의 상호관계를 파악하기 위하여 2009년 2월, 5월, 8월 및 11월에 연안 18개 정점에 대해 조사하였다. 조사기간 중 출현한 식물플랑크톤은 규조강 37종, 와편모조강 22종, 유글레나조강 1종, 규질편모조강 3종 및 은편모조강 1종으로 나뉘었다. 현존량은 $1.2{\times}10^3-246.6{\times}10^3cells/L$(평균 $24.8{\times}10^3cells/L$)의 분포 범위를 보였으며 5월에 가장 높았다. 주요 우점종은 Leptocylindrus danicus, Chaetoceros affinis, Pseudo-nitzschia pungens 및 Thalassionema nitzschioides 등이 출현하였다. 해양환경 요인과의 상관분석 결과 식물플랑크톤 현존량은 pH, 용존산소, 클로로필-a 및 부유물질과 양의 상관관계를 보였으며, 규산규소와는 음의 상관관계를 보였다. 식물플랑크톤 우점종의 계절 변동은 등밀도선 상의 수온(T)-염분(S)도로 구분한 수괴 특성에 영향을 받는 것으로 나타났으며, 특히 5월은 수온, 8월은 염분 분포와 관계가 있었다. 현존량과 종조성을 바탕으로 다원척도 분석을 한 식물플랑크톤의 공간적인 분포는 경북 죽변과 울진을 기점으로 강원연안 그룹(Group A)과 경북연안 그룹(Group B)으로 나뉘어졌다.

Abstract ▼ AI-Helper

In order to understand the seasonal change of phytoplankton as well as the effect of water physico-chemical parameters, we investigated 18 stations in coastal areas of the East Sea in February, May, August and November in 2009. The taxa of phytoplankton observed in this study were classified as 37 Bacillariophyceae, 22 Dinophyceae, 1 Euglenophyceae, 3 Dictyophyceae and 1 Cryptophyceae. Phytoplankton abundance ranged from $1.2{\times}10^3cells/L$ to $246.6{\times}10^3cells/L$(with a mean value of $24.8{\times}10^3cells/L$), the highest biomass was observed in May. The dominant species were Leptocylindrus danicus, Chaetoceros affinis, Pseudo-nitzschia pungens, Thalassionema nitzschioides and etc. Pearson's correlation co-efficient between phytoplankton abundance and other water parameters showed the positive relationships with pH, DO, Secchi-disk depth, and SS, the negative relationships with $SiO_2-Si$. Seasonal patterns of phytoplankton dominant species were affected by the characteristics of water masses based on T-S diagram analysis. In particular, phytoplankton distributional patterns were related with water temperature in May and salinity in August, respectively. According to the result of MDS(Multi-dimensional scaling) using the phytoplankton abundance and species composition, the spatial distribution of phytoplankton were characterized with Ganwon(Group A) and Gyeongbuk(Group B) at the coastal areas of Jukbyeon or Uljin.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구는 강원 거진에서 경북 감포에 이르는 동해 주요 연안의 수온(T)과 염분(S) 자료를 활용한 T-S도상의 식물플랑크톤 우점종 분포 특성 등 계절별 식물플랑크톤 군집분포 특성과 물리·화학적 요인과의 상호관계를 살펴보고자 한다.

제안 방법

1, Table 1). 조사 정점의 수온과 염분 특성은 국립수산과학원 시험조사선 탐구 12호을 이용하여 CTD(SBE 19 plus)로 측정하였으며, 화학적 요인 분석용 시료 채취는 표층과 저층에서 니스킨 채수기(Niskin sampler)를 이용하였다. 수질 분석은 해양환경공정시험방법(Ministry of Land, Transport and Maritime Affairs, 2010)에 따라 측정하였다.

대상 데이터

본 연구는 동해 중부의 강원 거진에서 동해 남부의 경북 감포까지 동해 주요연안 18개 정점(E1-E18)에 대해 2009년 2 월부터 11월까지 연 4회(2, 5, 8, 11월) 조사를 실시하였다 (Fig. 1, Table 1). 조사 정점의 수온과 염분 특성은 국립수산과학원 시험조사선 탐구 12호을 이용하여 CTD(SBE 19 plus)로 측정하였으며, 화학적 요인 분석용 시료 채취는 표층과 저층에서 니스킨 채수기(Niskin sampler)를 이용하였다.

데이터처리

0, SPSS Institute USA)을 이용하여 상관계수 (Pearson Correlation Coefficient)를 구하였다. 수괴 특성에 따른 정점별 우점종 변동 특성을 파악하기 위하여 등밀도선상에 수온(T)과 염분(S)의 T-S도를 작성하고, 식물플랑크톤의 월별 정점별 우점종과 현존량을 T-S도 상에 표시하여 분포 양상을 분석하였다. 식물플랑크톤의 공간적 분포 특성은 조 사시기와 정점별 식물플랑크톤 군집의 유사도 분석(Similarity Analysis)인 Bray-Curtis 지수(Bray and Curtis, 1957)를 사용하였으며, 그룹간 유사도 분포는 다원척도분석(MDS, multi- dimensional scaling)에 의한 2차원 공간에서 군집의 유사성을 파악하였다.
수괴 특성에 따른 정점별 우점종 변동 특성을 파악하기 위하여 등밀도선상에 수온(T)과 염분(S)의 T-S도를 작성하고, 식물플랑크톤의 월별 정점별 우점종과 현존량을 T-S도 상에 표시하여 분포 양상을 분석하였다. 식물플랑크톤의 공간적 분포 특성은 조 사시기와 정점별 식물플랑크톤 군집의 유사도 분석(Similarity Analysis)인 Bray-Curtis 지수(Bray and Curtis, 1957)를 사용하였으며, 그룹간 유사도 분포는 다원척도분석(MDS, multi- dimensional scaling)에 의한 2차원 공간에서 군집의 유사성을 파악하였다.

이론/모형

조사 정점의 수온과 염분 특성은 국립수산과학원 시험조사선 탐구 12호을 이용하여 CTD(SBE 19 plus)로 측정하였으며, 화학적 요인 분석용 시료 채취는 표층과 저층에서 니스킨 채수기(Niskin sampler)를 이용하였다. 수질 분석은 해양환경공정시험방법(Ministry of Land, Transport and Maritime Affairs, 2010)에 따라 측정하였다. pH는 선상에서 pH 측정기(Orion 5-STAR, Singapore)를 이용하여 측정하였으며, 투명도는 투명도판(Secchi-disk)을 이용하여 측정하였다.
pH는 선상에서 pH 측정기(Orion 5-STAR, Singapore)를 이용하여 측정하였으며, 투명도는 투명도판(Secchi-disk)을 이용하여 측정하였다. 용존산소(DO)는 선상에서 해수를 용존산소 병에 고정한 후 Winkler 법으로 분석하였다.

성능/효과

식물플랑크톤 현존량과 종조성을 바탕으로 다원척도분석을 실시한 결과 조사월에 따른 차이는 다소 있으나 주로 경북 죽변과 울진을 기점으로 강원 연안 그룹과 경북 연안 그룹으로 나뉘어졌으며, 이러한 결과는 표면수온의 지역별 유사도를 분석한 결과와 잘 일치하였다. 따라서 동해연안의 지역에 따른 식물플랑크톤 군집 변동은 여러 가지 환경요인 중 수온과 염분의 분포와 밀접한 관계를 가지고 있음을 알 수 있다.
본 연구는 강원 거진에서 경북 감포까지 동해 주요연안 18 개 정점)에 대해 2009년 2월부터 11월까지 연 4회(2, 5, 8, 11월) 식물플랑크톤의 우점종 변동 특성을 분석하였다. 식물플랑크톤은 규조강(Bacillariophyceae), 와편모조강(Dinophyceae),유글레나조강(Euglenophyceae), 규질편모조강(Dictyophyceae) 및 은편모조강(Cryptophyceae) 총 5개 분류군이 출현하였으며, 연중 가장 높은 점유율을 보인 종은 Leptocylindrus danicus로 나타났다. 현존량은 1.
해양환경과 요인과의 식물플랑크톤 현존량과의 상관관계는 pH, DO, 부유물질 및 Chl-a와 양의 상관관계를 보인 반면 SiO₂-Si와는 음의 상관관계를 보였다. 계절에 따른 식물플랑크톤 우점종을 등밀도선상의 T-S도에서 분석하였을 때, 우점종 분포는 수온과 염분의 영향을 다소 받는 것으로 나타났으며, 특히 5월은 수온, 8월은 염분에 따른 우점종 변화가 뚜렷하게 나타났다.

후속연구

본 연구에서의 연 단위 식물플랑크톤 군집 변동 특성이 동해안의 수온 상승과 장기간의 식물플랑크톤 군집 변동과의 관계를 보다 면밀하게 분석할 수 있는 기초자료로 활용 될 수 있을 것으로 본다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	식물플랑크톤의 종조성은 어떠한 요인에 영향을 받는가?	식물플랑크톤은 기초생산자로서 해양의 먹이사슬 구조에 영향을 미치며, 수소이온농도, 빛, 수온 등의 환경 변화에 따라 종조성이 영향을 받는 등 수질 환경 지표생물로서도 중요성이 크다(Buzzi, 2002; Rey et al., 2004).
	본 연구에서 식물플랑크톤의 우점종 변동 특성을 분석한 결과, 월별 개체수의 특징은 무엇인가?	6×10 3 cells/L(평균 24.8×10 3 cells/L) 분포로 정점별, 월별 개체수의 지역별 분포 차이가 매우 크게 나타났으며 강원연안에 비해서 경북연안에서 다소 높았다.
	동해 연안에서의 식물플랑크톤 군집구조의 계절적인 변동은 무엇의 영향을 받는가?	, 1998; Kwon et al., 2001), 특히 동해 연안에서의 식물플랑크톤 군집구조의 계절적인 변동은 대마 난류의 지류인 동한난류의 북상과 남하하는 북한 한류의 영향을 받으며, 이들 해류가 계절에 따라 연안으로 접안과 이안함으로서 그 변동성이 크게 나타난다(Jang et al., 2013).

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