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문제 정의
- 본 연구는 강원 고성에서 삼척까지 동해 중부해역에서 동해구외끌이중형저인망으로 채집된 저서무척추동물의 종조성, 우점종의 변화에 따른 군집구조를 파악하고, 이들의 공간적 분포특성을 규명하여 효율적인 자원관리방안 수립을 위한 과학적 근거자료를 제공하는데 목적이 있다.
- 따라서 무척추동물의 수심별 분포특성 및 자원량의 변동은 심해어류자원에 큰 영향을 미친다. 본 연구는 동해 중부연안의 다양한 수심에서 조사를 실시하여 이들의 수심별 현존량 및 체장을 분석하여 이들의 성장에 따른 분포특성을 규명하였다. 하지만 이들의 정확한 생활사와 산란특성 등에 대한 연구는 미비한 실정으로 이들에 대한 월별 및 다양한 수심에서의 조사를 수행하여 이들의 생태학적 특성에 대한 연구가 추가적으로 수행되어야 할 것으로 판단된다.
- 본 연구는 2011년부터 2013년까지 동해 중부해역에서 동해구외끌이중형저인망을 이용하여 저층에 서식하는 대형무척추동물의 분포특성과 군집구조를 규명하기 위하여 수행되었다. 그 결과 총 28종의 무척추동물이 평균 32,568 ind.
제안 방법
- 동해구외끌이중형저인망에 어획된 무척추동물군집의 생태학적 특성을 분석하기 위해 종수와 개체수 자료를 이용하여 종다양도 (H′ , Shannon and Weaver, 1964), 종풍부도 (R, Margalef, 1963)와 종우점도도지수 (D′, Simpson, 1949)를 구하였다.
- 동해구기선저인망 어업은 투망시 부표를 띄우고 후릿줄과 끝줄을 마름모꼴로 투하한 다음 부표를 건지고 끝줄을 어선이 끌면 후릿줄이 오므라들면서 어군을 그물속으로 몰아 넣는 조업방식이다. 동해구외끌이중형저인망은 일반적으로 1일 4~5회 양망을 하지만, 본 연구에는 수심과 위치를 달리하여 3회를 실시하였다. 조사는 평균 1~2노트의 속도로 60분을 기준으로 예망하였으며, 날개그물을 펼친 면적에 그물을 끈거리를 곱한 소해면적은 0.
- 어업의 특성상 1회 양망시 많을 때는 갑각류와 연체 동물을 포함하여 1~2톤까지 어획되기 때문에 어획물 중량을 바로 측정하기 불가능하여, 본 조사에서는 어획물을 동일한 박스에 넣어 평균 무게를 측정한 후 박스의 개수를 측정하여 전체 중량으로 환산하였다. 또한 어획물 중 일부분 (약 60 kg)을 정량 채집하여 측정하여 전체 어획량으로 환산하였으며, 개체수가 적은 종은 전수 채집하였다.
- 어업의 특성상 1회 양망시 많을 때는 갑각류와 연체 동물을 포함하여 1~2톤까지 어획되기 때문에 어획물 중량을 바로 측정하기 불가능하여, 본 조사에서는 어획물을 동일한 박스에 넣어 평균 무게를 측정한 후 박스의 개수를 측정하여 전체 중량으로 환산하였다. 또한 어획물 중 일부분 (약 60 kg)을 정량 채집하여 측정하여 전체 어획량으로 환산하였으며, 개체수가 적은 종은 전수 채집하였다. 채집된 무척추동물은 실험실로 운반하여 절지동물은 Kim (1973, 1977)과 NFRDI (2001), 극피동물은 Shin and Rho (1996), 그리고 연체동물은 Min et al.
- 또한 어획물 중 일부분 (약 60 kg)을 정량 채집하여 측정하여 전체 어획량으로 환산하였으며, 개체수가 적은 종은 전수 채집하였다. 채집된 무척추동물은 실험실로 운반하여 절지동물은 Kim (1973, 1977)과 NFRDI (2001), 극피동물은 Shin and Rho (1996), 그리고 연체동물은 Min et al. (2004)을 참고하여 동정 및 분류하였고, 생체량 (습중량) 은 전자저울을 사용하여 0.1 g까지 측정하였다.
- 동해구외끌이중형저인망 어업에 이용되는 어구의 끝자루 망목은 45 mm로 작아 어류와 대게의 미성숙개체들뿐만 아니라 소형 갑각류와 새우류에 이르기까지 다양한 생물들이 혼획되고 있다. 최근 심해 생물에 대한 관심이 증가하고 심해어류들의 식성 (Choi et al., 2009, 2013; Yoon et al., 2012; Yang et al., 2013)에 대한 연구가 활발히 진행되면서 먹이생물이 되는 무척추동물에 대한 필요성이 대두되고 있어, 동해구외끌이중형저인망에 어획되는 무척추동물의 종조성 및 수심별 분포특성을 분석하였다.
대상 데이터
- 본 연구는 동해구외끌이중형저인망 어선 (49~76톤)으로 2011년부터 2013년까지 조사시기별로 3개의 정점에서 조사를 수행하였는데, 2011년에는 4회, 2012 ~ 2013년에는 각각 3회씩 총 30개의 정점에서 조사를 실시하였다 (Table 1). 조사해역은 강원 고성에서 삼척 연안까지로 수심은 60~520m로서 평균 수심은 220 m였으며, 시기 별로 어장이 형성되는 곳의 다양한 수심에서 조사를 실시하였다 (Fig.
- 본 연구는 동해구외끌이중형저인망 어선 (49~76톤)으로 2011년부터 2013년까지 조사시기별로 3개의 정점에서 조사를 수행하였는데, 2011년에는 4회, 2012 ~ 2013년에는 각각 3회씩 총 30개의 정점에서 조사를 실시하였다 (Table 1). 조사해역은 강원 고성에서 삼척 연안까지로 수심은 60~520m로서 평균 수심은 220 m였으며, 시기 별로 어장이 형성되는 곳의 다양한 수심에서 조사를 실시하였다 (Fig. 1).
- 본 연구에 사용된 어구는 어선이 실제 사용하고 있는 어구를 사용하였으며 날개그물, 자루그물과 어포부로 구성되며 길이는 뜸줄 115~130 m, 발줄 120~150 m, 날개 그물을 펼친 길이는 77~85 m였고, 자루그물의 길이는 35 m, 그물코는 35 mm였다. 동해구기선저인망 어업은 투망시 부표를 띄우고 후릿줄과 끝줄을 마름모꼴로 투하한 다음 부표를 건지고 끝줄을 어선이 끌면 후릿줄이 오므라들면서 어군을 그물속으로 몰아 넣는 조업방식이다.
데이터처리
- 정점별로 분석된 유사도를 바탕으로 수지도 (dendrogram)를 작성하고 집괴분석 (cluster analysis)을 실시하였으며, 군집간의 연결 방식에는 완전결합법 (complete linkage)을 사용하였다. 또한 각각의 정점별로 분리된 그룹들의 공간적 분포 특성과 유사성의 차이는 다원척도분석 (MDS, multi-dimensional scaling)을 실시하여 2차원 공간에서 분석하였고, 각각의 그룹 사이의 유사도 차이를 유발하는 종을 분석하고 유사도의 차이에 대한 종들의 기여도를 분석하기 위하여 SIMPER분석을 실시하였으며, 이들의 분석에는 PRIMER (ver. 6.0)를 사용하였다 (Clarke and Warwick, 2001).
- 집괴분석 결과 분리된 그룹과 수심별 생물·생태 특성 차이를 비교하기 위해 ANOVA test와 T-test를 실시하였고, ANOVA test의 사후 검증은 Tukey-T test를 이용하였으며, 모든 통계분석에는 SPSS (ver. 12.0)를 사용하였다.
이론/모형
- 무척추동물의 개체수와 생체량을 정량화 하기 위해 소해면적법을 이용하여 단위면적당 (km2)으로 환산하였다. 소해면적법은 어획효율 (q)을 0.
- 조사시기와 정점별 어류군집의 유사도분석 (similarity analysis)은 출현 종수와 정량화된 면적당 개체수를 이용하여 분석하였으며, 유사도는 백분율(%)로 나타내었다. 유사도분석시 자료간 편중을 피하기 위해 네제곱근변환(fourth root transformation)을 수행하였고, Bray-Curtis 지수 (Bray and Curtis, 1957)를 사용하여 정점간 유사도를 분석하였다. 정점별로 분석된 유사도를 바탕으로 수지도 (dendrogram)를 작성하고 집괴분석 (cluster analysis)을 실시하였으며, 군집간의 연결 방식에는 완전결합법 (complete linkage)을 사용하였다.
- 유사도분석시 자료간 편중을 피하기 위해 네제곱근변환(fourth root transformation)을 수행하였고, Bray-Curtis 지수 (Bray and Curtis, 1957)를 사용하여 정점간 유사도를 분석하였다. 정점별로 분석된 유사도를 바탕으로 수지도 (dendrogram)를 작성하고 집괴분석 (cluster analysis)을 실시하였으며, 군집간의 연결 방식에는 완전결합법 (complete linkage)을 사용하였다. 또한 각각의 정점별로 분리된 그룹들의 공간적 분포 특성과 유사성의 차이는 다원척도분석 (MDS, multi-dimensional scaling)을 실시하여 2차원 공간에서 분석하였고, 각각의 그룹 사이의 유사도 차이를 유발하는 종을 분석하고 유사도의 차이에 대한 종들의 기여도를 분석하기 위하여 SIMPER분석을 실시하였으며, 이들의 분석에는 PRIMER (ver.
성능/효과
- 동해구외끌이중형저인망은 일반적으로 1일 4~5회 양망을 하지만, 본 연구에는 수심과 위치를 달리하여 3회를 실시하였다. 조사는 평균 1~2노트의 속도로 60분을 기준으로 예망하였으며, 날개그물을 펼친 면적에 그물을 끈거리를 곱한 소해면적은 0.097~0.235 km2 (평균 0.161 km2)의 범위였다 (Table 1).
- 조사 기간 동안 동해 중부해역의 30개의 정점에서 출현한 무척추동물은 총 28종으로 연체동물이 14종으로 가장 많았고, 절지동물 10종, 극피동물 4종의 순이었다 (Table 2). 정점별 종수는 정점 24에서 13종, 정점 2와 11에서 각각 12종으로 가장 높은 종수를 보였고, 정점 3, 9, 13~15와 29에서 각각 7종으로 가장 낮았다.
- 조사 기간 동안 동해 중부해역의 30개의 정점에서 출현한 무척추동물은 총 28종으로 연체동물이 14종으로 가장 많았고, 절지동물 10종, 극피동물 4종의 순이었다 (Table 2). 정점별 종수는 정점 24에서 13종, 정점 2와 11에서 각각 12종으로 가장 높은 종수를 보였고, 정점 3, 9, 13~15와 29에서 각각 7종으로 가장 낮았다.
- 수심별로 출현 종수를 살펴보면, 100 m 이하에서는 총 11종으로 가장 적었고, 101~200 m에서 20종으로 가장 많은 종수가 출현했다. 201~300 m와 401 m 이상에 서는 각각 17종과 16종, 301~400 m에서는 13종이 출현했다 (Fig.
- 조사기간 동안 출현한 무척추동물의 평균 생체량은 1,649.5 kg/km2이었는데, 갑각류가 1,315.0 kg/km2로 가장 많았고, 연체동물과 극피동물은 각각 223.6 kg/km2과 110.9 kg/km2을 보였다 (Table 2). 정점별 생체량은 정점 12에서 10,203.
- 05). 극피동물은 101~200 m에서 평균 258.8 kg/km2로 가장 높았고, 그 외의 수심에서는 평균 30.0 kg/km2미만의 매우 낮은 생체량을 보였다. 연체동물은 301~400 m에서 평균 582.
- 조사기간 동안 채집된 생물들 중에서 전체 개체수의 1.0% 이상을 차지하는 주요 우점종은 총 8종으로 절지동물이 4종, 연체동물과 극피동물이 각각 2종으로 나타났으며 이들 개체수의 합은 전체 개체수의 96.3%를 차지했다. 대게 (Chionoecetes opilio)는 평균 11,203 ind.
- 조사기간 동안 출현한 종수와 개체수를 바탕으로 년도별, 수심별 생태지수를 분석한 결과 종풍부도 (R)는 평균 0.84를 나타내었는데, 2011년에는 평균 0.85, 2012년에는 0.77, 2013년에는 평균 0.89로 유의한 차이가 없었다 (Fig. 3, ANOVA, P>0.05).
- 조사기간 동안 채집된 생물들 중에서 전체 생체량의 1.0% 이상을 차지하는 주요 우점종은 총 8종으로 절지 동물과 연체동물이 각각 3종, 극피동물 2종으로 나타났으며 이들 생체량의 합은 전체 생체량의 97.8%를 차지했다. 대게는 평균 1,167.
- 8%를 차지했다. 대게는 평균 1,167.2 kg/km2(70.8%)로 출현한 무척추동물 중에서 가장 많은 생체량으로 극우점했으며, 갈고리흰오징어는 130.3 kg/km27.9%)로 차우점했다. 북쪽분홍새우는 평균 102.
- 9%)로 차우점했다. 북쪽분홍새우는 평균 102.4 kg/km2(6.2%), 빗살거미불가사리류는 84.6 kg/km2(5.1%), 대문어 (Enteroctopus dofleini)는 45.5 kg/km2(2.8%)의 생체량을 보였다. 진흙 새우는 평균 35.
- 05). 수심별 생태지수의 변화를 보면, 종풍부도는 201~300 m와 301~400 m에서 각각 0.94로 가장 높았고, 100 m 이하에서 0.75로 가장 낮았다. 종다양도는 301~400 m에서 1.
- 조사기간 동안 출현한 저서동물의 종수와 개체수를 바탕으로 계절별, 수심별 유사도를 구하고 집괴분석을 실시하여 생물군집의 유사성을 분석한 결과 생물군집은 크게 2개의 Group으로 구분되는 특징을 보였다 (Fig. 4). 무척추동물 군집은 계절과 지역적 차이에 상관없이 200 m 보다 낮은 곳에 위치한 정점들이 Group A, 200 m보다 깊은 곳에 위치한 정점들이 Group B로 분리되었다.
- 군집분석에서 Group A와 Group B 군집의 차이에 대한 종기여도를 분석하기 위하여 SIMPER분석을 실시한 결과 종기여도에서 3.0% 이상을 차지하는 종들은 총 6종으로 나타났다 (Table 3). 대게의 비유사도에 대한 종기여도는 35.
- /km2와 2,639ind./km2로 높은 개체수를 보이는 것으로 나타나 대게를 제외하면 대부분 수심이 깊었던 Group B-2에서 개체수가 높았다.
- 본 조사에서 어획된 무척추동물 중에서 대게는 11,203 ind./km2로 가장 우점한 것으로 나타났는데, 대게는 강원 중부연안에서는 수심이 100 m보다 낮은 정점들에서 가장 높은 서식밀도를 보였다. 동해 중부와 남부연안에서 오터트롤(Yoon et al.
- /km2, 700 m에서는 676ind./km2로 300~500 m의 수심에서 가장 높은 서식밀도를 보이는 것으로 나타나 본 조사와 유사한 분포특성을 보였다. 또한 본 조사와 동일한 동해구외끌이기선저인망을 조사 (Park et al.
- /km2로 300~500 m의 수심에서 가장 높은 서식밀도를 보이는 것으로 나타나 본 조사와 유사한 분포특성을 보였다. 또한 본 조사와 동일한 동해구외끌이기선저인망을 조사 (Park et al., 2007)에서 북쪽분홍새우는 400 m 의 수심에서 평균 45kg/km2의 생체량을 보였지만, 본조사에서 400m보다 깊은 수심에서는 평균 608kg/km2로 상대적으로 생체량이 매우 높았다. 하지만 Park 등 (2007)의 연구에서도 북쪽분홍새우는 300m보다 낮은 수심과 700m보다 깊은 수심에서는 매우 낮은 개체수를 보여 수심에 따른 분포 특성은 본 조사와 유사한 경향을 보였다.
- 하지만 Park 등 (2007)의 연구에서도 북쪽분홍새우는 300m보다 낮은 수심과 700m보다 깊은 수심에서는 매우 낮은 개체수를 보여 수심에 따른 분포 특성은 본 조사와 유사한 경향을 보였다. 이러한 결과로 유추해보면 북쪽분홍새우는 동해 중부 연안의 400~600m의 수심에서 가장 높은 서식밀도를 보이는 것으로 판단된다. 또한 개체수우점종 중에서 새우류인 진흙새우와 두가시자주새우도 북쪽분홍새우와 유사한 수심에서 높은 개체수를 보이는 것으로 나타났지만 상대적으로 개체수와 생체량에서 차지하는 비율은 낮았다.
- 이러한 결과로 유추해보면 북쪽분홍새우는 동해 중부 연안의 400~600m의 수심에서 가장 높은 서식밀도를 보이는 것으로 판단된다. 또한 개체수우점종 중에서 새우류인 진흙새우와 두가시자주새우도 북쪽분홍새우와 유사한 수심에서 높은 개체수를 보이는 것으로 나타났지만 상대적으로 개체수와 생체량에서 차지하는 비율은 낮았다. 새우류인 북쪽분홍새우, 진흙새우와 두가시자주새우는 동해의 심해에 서식하는 벌레문치 (Lycodes tanakai), 대구 (Gadus macrocephalus), 대구횟대 (Gymnocanthus herzensteini)와 홍가자미 (Hippoglossoides dubius) 등의 어류의 주요한 먹이원으로 동해 심해생태계의 물질순환에서 중요한 위치에 있어 이들의 시공간적 분포특성에 대한 많은 연구가 필요할 것으로 판단된다 (Yoon et al.
- 갈고리흰오징어는 평균 612 ind./km2(1.9%)의 개체수가 출현하였으며, 생체량은 130.3 kg/km2(7.9%)로 개체 수와 생체량 모두 301~400 m의 수심에서 가장 높았으며, 100 m에서 500 m 이심까지 폭 넓게 분포하는 특징을 보였다. 본 조사와 동일한 동해구외끌이기선저인망을 조사 (Park et al.
- 또한 생체량 우점종은 대게 (1,167.2 kg/km2, 70.8%), 갈고리흰오징어 (130.3 kg/km2,7.9%), 북쪽분홍새우 (102.4 kg/km2, 6.2%), 빗살거미불가사리류 (84.6 kg/km2, 5.1%), 대문어 (45.5 kg/km2, 2.8%), 진흙새우 (35.7 kg/km2, 2.2%), 둥근성게류 (25.0 kg/km2, 1.5%)와 좀귀오징어 (22.1 kg/km2, 1.3%)였다.
- , 2013; Kim, 2013), 저층에 서식하는 갈고리흰오징어의 경우 크기가 크기 때문에 대부분 상대적으로 입의 크기가 큰 어류들이 먹이원으로 이용하는 것으로 판단된다. 본 조사에서 갈고리흰오징어의 평균 외투장은 17.3 cm 로 크게 나타났으며, 벌레문치의 식성 연구 (Choi et al., 2013; Kim, 2013)에서 섭식된 개체들의 외투장도 15.0 cm 이상으로 나타나 크기가 큰 갈고리흰오징어가 저층의 대형어류들에 대한 먹이원으로 기여도가 높은 것으로 판단된다.
- 본 연구는 2011년부터 2013년까지 동해 중부해역에서 동해구외끌이중형저인망을 이용하여 저층에 서식하는 대형무척추동물의 분포특성과 군집구조를 규명하기 위하여 수행되었다. 그 결과 총 28종의 무척추동물이 평균 32,568 ind./km2개체, 1,649.
- 5 kg/km2의 생체량을 보였다. 개체수 우점종은 대게 (11,203 ind./km2, 34.4%), 북쪽 분홍새우 (9,247 ind./km2, 28.4%), 빗살거미불가사리류 (5,750 ind./km2, 17.7%), 진흙새우 (2,631 ind./km2, 8.1%), 두가시자주새우 (994 ind./km2, 3.1%), 갈고리흰오징어 (612 ind./km2, 1.9%), 좀귀오징어 (499 ind./km2, 1.5%)와 둥근성게류 (424 ind./km2, 1.3%)였다. 또한 생체량 우점종은 대게 (1,167.
- 3%)였다. 우점종들 중에서 대게 암컷과 좀귀오징어, 대문어, 둥근성게류와 빗살거미불가사리류는 200 m보다 낮은 수심에서 개체수와 생체량이 높았고, 대게 수컷, 북쪽분홍새우, 진흙새우, 두가시자주새우와 갈고리흰오징어는 301~500 m의 수심에서 개체수와 생체량이 높았다. 저서동물의 종수와 개체수를 이용하여 cluster와 nMDS 방법을 사용하여 집괴분석을 실시한 결과 200 m (그룹 A)보다 낮은 수심에 위치한 정점과 201~500 m (그룹 B) 에 위치한 정점의 두 개의 군집으로 분리되었다.
- 우점종들 중에서 대게 암컷과 좀귀오징어, 대문어, 둥근성게류와 빗살거미불가사리류는 200 m보다 낮은 수심에서 개체수와 생체량이 높았고, 대게 수컷, 북쪽분홍새우, 진흙새우, 두가시자주새우와 갈고리흰오징어는 301~500 m의 수심에서 개체수와 생체량이 높았다. 저서동물의 종수와 개체수를 이용하여 cluster와 nMDS 방법을 사용하여 집괴분석을 실시한 결과 200 m (그룹 A)보다 낮은 수심에 위치한 정점과 201~500 m (그룹 B) 에 위치한 정점의 두 개의 군집으로 분리되었다. 그룹 A 에서는 좀귀오징어, 빗살거미불가사리류와 미성숙한 대게가 우점했다.
후속연구
- 또한 개체수우점종 중에서 새우류인 진흙새우와 두가시자주새우도 북쪽분홍새우와 유사한 수심에서 높은 개체수를 보이는 것으로 나타났지만 상대적으로 개체수와 생체량에서 차지하는 비율은 낮았다. 새우류인 북쪽분홍새우, 진흙새우와 두가시자주새우는 동해의 심해에 서식하는 벌레문치 (Lycodes tanakai), 대구 (Gadus macrocephalus), 대구횟대 (Gymnocanthus herzensteini)와 홍가자미 (Hippoglossoides dubius) 등의 어류의 주요한 먹이원으로 동해 심해생태계의 물질순환에서 중요한 위치에 있어 이들의 시공간적 분포특성에 대한 많은 연구가 필요할 것으로 판단된다 (Yoon et al., 2012; Choi et al., 2013; Kim, 2013; Yang et al., 2013; Lee et al., 2015).
- 본 연구는 동해 중부연안의 다양한 수심에서 조사를 실시하여 이들의 수심별 현존량 및 체장을 분석하여 이들의 성장에 따른 분포특성을 규명하였다. 하지만 이들의 정확한 생활사와 산란특성 등에 대한 연구는 미비한 실정으로 이들에 대한 월별 및 다양한 수심에서의 조사를 수행하여 이들의 생태학적 특성에 대한 연구가 추가적으로 수행되어야 할 것으로 판단된다.
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