동해 울진 바다목장 해역의 생물해양학적 환경특성. 1. 식물플랑크톤 군집의 시·공간적 분포 특성 Bio-environmental Characteristics of the Uljin Marine Ranching Area (UMRA), East Sea of Korea. 1. Spatio-temporal Distributions of Phytoplankton Community원문보기
울진 동해바다목장 해역의 식물플랑크톤 군집의 시 공간적 분포특성을 파악하기 위하여 2008년 4월부터 11월까지 9개 정점의 표층과 10 m 수심에서 4회 현장조사를 실시하였다. 출현한 식물플랑크톤은 67속 123종으로 다양하였다. 군집은 규조류가 60.5%, 와편모조류가 34.6%를 차지하였고, 가을에 가장 많은 종이 출현하였다. 현존량은 9월 $1.8{\times}10^3cells{\cdot}L^{-1}$에서 4월 $2.4{\times}10^5cells{\cdot}L^{-1}$의 범위로 연평균 $4.8{\times}10^4cells{\cdot}L^{-1}$로 낮았다. 최우점 및 차우점종은 4월 소형인 Thalassiosira sp., Pseudo-nitzschia pungens. 6월은 Leptocylindrus danicus, Guinardia striata, 9월은 Cheatoceros cirvisetus, Ch. decipiens 그리고 11월은 Skeletonema costatum -ls (like species), Pn. pungens가 차지하였다. 종 다양성지수는 4월 낮고 9월에 높은 반면, 우점도 지수는 이와 반대 양상을 보였다. 집괴분석에 의한 해역구분에서는 전반적으로 해안선과 평행하게 연안 및 바깥 해역으로 구분되어, 식물플랑크톤 군집은 영양염류 공급과 해수유동에 의해 지배되는 것으로 판단되었다. 때문에 이러한 해역특성은 동해 바다목장 운영 및 관리에 충분하게 고려되어야만 할 것이다.
울진 동해바다목장 해역의 식물플랑크톤 군집의 시 공간적 분포특성을 파악하기 위하여 2008년 4월부터 11월까지 9개 정점의 표층과 10 m 수심에서 4회 현장조사를 실시하였다. 출현한 식물플랑크톤은 67속 123종으로 다양하였다. 군집은 규조류가 60.5%, 와편모조류가 34.6%를 차지하였고, 가을에 가장 많은 종이 출현하였다. 현존량은 9월 $1.8{\times}10^3cells{\cdot}L^{-1}$에서 4월 $2.4{\times}10^5cells{\cdot}L^{-1}$의 범위로 연평균 $4.8{\times}10^4cells{\cdot}L^{-1}$로 낮았다. 최우점 및 차우점종은 4월 소형인 Thalassiosira sp., Pseudo-nitzschia pungens. 6월은 Leptocylindrus danicus, Guinardia striata, 9월은 Cheatoceros cirvisetus, Ch. decipiens 그리고 11월은 Skeletonema costatum -ls (like species), Pn. pungens가 차지하였다. 종 다양성지수는 4월 낮고 9월에 높은 반면, 우점도 지수는 이와 반대 양상을 보였다. 집괴분석에 의한 해역구분에서는 전반적으로 해안선과 평행하게 연안 및 바깥 해역으로 구분되어, 식물플랑크톤 군집은 영양염류 공급과 해수유동에 의해 지배되는 것으로 판단되었다. 때문에 이러한 해역특성은 동해 바다목장 운영 및 관리에 충분하게 고려되어야만 할 것이다.
This study describes the spatio-temporal distributions in phytoplankton community such as species composition, standing crops and dominant species from April to November 2008 in the Uljin Marine Ranching Area (UMRA). A total of 123 species of phytoplankton belonging to 67 genera was identified. In p...
This study describes the spatio-temporal distributions in phytoplankton community such as species composition, standing crops and dominant species from April to November 2008 in the Uljin Marine Ranching Area (UMRA). A total of 123 species of phytoplankton belonging to 67 genera was identified. In particular, diatoms and dinoflagellates were occupied more than 60.5% and 34.6% of total species, respectively. The annual dominant species were Thalassiosira sp., Pseudo-nitzschia pungens in spring, Leptocylindrus danicus, Guinardia striata in early summer, Cheatoceros cirvisetus, Ch. decipiens in early autumn and Skeletonema costatum -ls (like species), Pn. pungens in autumn. Phytoplankton cell density fluctuated with an annual mean of $48cells{\cdot}mL^{-1}$ between the lowest value of $1.8cells{\cdot}mL^{-1}$ in early autumn and the highest value of $240cells{\cdot}mL^{-1}$ in spring. According to the cluster analysis, the phytoplankton community of the UMRA was characterized by the nutrient supply from land side and water movement as current.
This study describes the spatio-temporal distributions in phytoplankton community such as species composition, standing crops and dominant species from April to November 2008 in the Uljin Marine Ranching Area (UMRA). A total of 123 species of phytoplankton belonging to 67 genera was identified. In particular, diatoms and dinoflagellates were occupied more than 60.5% and 34.6% of total species, respectively. The annual dominant species were Thalassiosira sp., Pseudo-nitzschia pungens in spring, Leptocylindrus danicus, Guinardia striata in early summer, Cheatoceros cirvisetus, Ch. decipiens in early autumn and Skeletonema costatum -ls (like species), Pn. pungens in autumn. Phytoplankton cell density fluctuated with an annual mean of $48cells{\cdot}mL^{-1}$ between the lowest value of $1.8cells{\cdot}mL^{-1}$ in early autumn and the highest value of $240cells{\cdot}mL^{-1}$ in spring. According to the cluster analysis, the phytoplankton community of the UMRA was characterized by the nutrient supply from land side and water movement as current.
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문제 정의
따라서 이 연구는 동해 바다목장 주변해역의 식물플랑크톤 군집을 통한 저차영양구조 및 물질순환 구조를 파악하여 바다목장 해역의 효율적 관리와 생산증대에 필요한 기초 자료를 제공하고자 한다.
제안 방법
Y : 총개체수, Y1과 Y2 : 첫 번째와 두 번째 우점종의 개체수 그리고 각 정점의 식물플랑크톤 군집 유사도에 의한 해역구분을 실시하기 위하여 집괴분석(cluster analysis)을 실시하였다. 자료는 전 출현종을 대상으로 하였으며, 정점간 유사도지수는 Bray and Curtis 지수를, 그리고 정점 결합은 가중평균결합법(WPGMA)을 사용하였다.
실험실에서 고정된 해수시료의 500 ml를 취하여 침전법에 의해 최종농도가 5 ml 되도록 농축하여 검경 시료로 사용하였다. 정량분석을 위하여 농축된 시료를 균일하게 희석한 후 1.0 ml를 취하여 Sedgwick Rafter chamber에 취해 광학현미경(Nikon)을 이용, 100-400X 배율에서 동정과 계수를 실시한 다음 단위체적당 세포 수를 현존량으로 환산하였다. 시료의 분류 및 동정은 Cupp[1943], Dodge[1982], Chihara and Murano[1996], Tomas[1997] 등의 참고문헌을 이용하였고, 분류체계는 World Register of Marine Species (WoRMS, www.
7), 4회에 걸쳐 현장조사를 실시하였다. 현장조사는 용선한 소형선박을 이용하여 각 정점의 표층과 10 m 수심의 해수를 채수하여 식물플랑크톤의 정성 및 정량분석을 실시하였다.
대상 데이터
동해 바다목장 해역의 식물플랑크톤 군집의 시·공간적 분포 및 변동양상과 생물량 변동특성을 파악하기 위해 동해 후포리에서 군사리 해역에 걸쳐 9개의 정점(Fig. 1)을 대상으로 2008년 4월 24일 (음력 3. 19), 6월 27일(음력 5. 24), 9월 10일(음력 8. 11) 및 11월 4일(음력 10. 7), 4회에 걸쳐 현장조사를 실시하였다.
데이터처리
그리고 출현종과 현존량을 이용하여 식물플랑크톤 군집의 특성을 설명하는 종 다양성 지수(H'), 종 풍부도 지수(R), 종 균등도 지수(J), 우점도 지수 (D)를 정점별로 다음 계산식을 기초로 하는 Primer 프로그램(ver.6.0)을 이용하여 계산하였다.
이론/모형
0 ml를 취하여 Sedgwick Rafter chamber에 취해 광학현미경(Nikon)을 이용, 100-400X 배율에서 동정과 계수를 실시한 다음 단위체적당 세포 수를 현존량으로 환산하였다. 시료의 분류 및 동정은 Cupp[1943], Dodge[1982], Chihara and Murano[1996], Tomas[1997] 등의 참고문헌을 이용하였고, 분류체계는 World Register of Marine Species (WoRMS, www.marinespecies.org)에 준하여 정리하였다.
식물플랑크톤의 표본 채집은 Van Dorn 채수기를 이용하여 각 정점의 표층과 10 m 수심에서 채수하였다. 채집된 해수시료는 500 ml용 폴리에칠렌 표본병에 넣어 Lugol’s 용액으로 2%되도록 현장에서 고정하였다.
: 첫 번째와 두 번째 우점종의 개체수 그리고 각 정점의 식물플랑크톤 군집 유사도에 의한 해역구분을 실시하기 위하여 집괴분석(cluster analysis)을 실시하였다. 자료는 전 출현종을 대상으로 하였으며, 정점간 유사도지수는 Bray and Curtis 지수를, 그리고 정점 결합은 가중평균결합법(WPGMA)을 사용하였다.
성능/효과
3D, upper). 10 m 수심도 전체적으로 연안해역에 많은 종이 출현하였고, 바깥해역에서 낮아지지만, 북쪽이 남쪽보다 많은 종수가 출현하였다(Fig. 3D, lower). 표층과 10 m 수심 모두에서 식물성 편모조류의 구성비는 20% 이하로 낮았다(Fig.
5D upper). 10 m 수심도 전체적으로 표층과 유사하지만, 남쪽해역보다 북쪽해역에서 상대적으로 세포밀도가 높았다(Fig. 5D lower).
5C upper). 10 m 수심도 표층과 유사하여 전체적으로 불규칙한 분포양상을 보이나, 연안해역과 바깥해역에서 상대적으로 세포밀도가 높았다. 그리고 30 m 등심선을 따라 선정된 가운데 남북라인에서 상대적으로 세포밀도가 낮았다(Fig.
5A upper). 10 m 수심도 표층과 유사한 분포양상을 보이나, 출현 종수와는 반대로 10 m 수심보다 표층에서 연안에서 바깥해역으로 갈수록 다소 완만한 세포밀도의 감소가 보였다(Fig. 5A lower). 6월 표층은 북쪽라인의 연안과 중간 및 남쪽라인의 중앙 및 바깥해역에서 높고, 기타 해역에서 낮은 세포밀도를 보였다(Fig.
6A upper). 10 m 수심은 표층과는 다르게 일부 연안해역과 남북단면의 중간부 해역이 바깥해역보다 세포밀도가 상대적으로 높았다(Fig. 6A lower). 연안의 두 정점의 높은 세포밀도는 유글레나조인 Eutreptiella gymnastica가 패치 분포하는 결과였다.
6B upper). 10 m 수심은 표층보다 세포밀도는 낮고, 해역에 따른 분포 차이는 크게 나타나, 남쪽해역에서 높고, 북쪽으로 갈수록 세포밀도는 낮아졌다 (Fig. 6B lower). 9월 표층은 중간해역에서 세포밀도가 높고, 북쪽과 남쪽라인의 연안 및 가장 바깥해역에서 세포밀도가 낮았다(Fig.
6월 표층은 크게는 4월 10 m와 유사하지만, 남쪽라인의 중앙점점은 바깥해역과 다소 다른 환경특성을 나타내었다. 10 m는 표층과 달리 연안정점 특성이 북쪽에서는 바깥해역까지 확대되는 반면, 남쪽해역은 연안까지 바깥해역의 특성을 보여 동서의 구획보다 사선에 의한 북서와 남동해역으로 구분되는 특성을 보였다. 그리고 북쪽 구산리 연안은 다른 해역과는 다른 환경특성을 보였다(Fig.
수심별은 표층이 75종, 10 m 수심이 67종으로 6월과는 달리 표층에서 많은 종이 출현하였다. 11월은 45속 65종으로 중심 및 우상규조류가 각 20속 35종 및 13속 14종으로 75.4%, 와편모조류가 8속 12종으로 18.5%, 기타 규질편모조류 2속 2종, 유글레나조류 및 동물성편모조류가 각 1속 1종으로 6.2%의 출현 점유률을 나타내어, 규조류에 의한 점유률이 높았다(Fig. 2). 수심별은 표층이 60종, 10 m 수심이 67종으로 6월과 같이 10 m 수심에서 다소 많은 종이 출현하였다.
수심별은 표층이 60종, 10 m 수심이 67종이 출현하여 10 m 수심에서 다소 많은 종이 출현하였다. 9월은 51종 85종으로 중심 및 우상규 조류가 각 18속 33종 및 13속 11종으로 54.1%, 와편모조류가 18속 35종으로 41.2%, 기타 규질편모조류와 동물성 편모조류가 각 2속 2종 및 1속 1종으로 4.7%의 점유률을 나타내었다(Fig. 2). 수심별은 표층이 75종, 10 m 수심이 67종으로 6월과는 달리 표층에서 많은 종이 출현하였다.
기타 Ch. debilis, Pn.delicatissima, 유글레나조 Eutreptiella gymnastica가 낮은 우점율을 보였다(Table 1).
[2012]) 때문이라고 판단되었다. 그리고 연안부에서 출현 종수가 많고, 바깥해역으로 갈수록 출현 종수가 낮아지는 것은 영양염류 공급원이 육상에 있기 때문에 발생하는 것으로, 해역으로 유입되는 영양염류 공급이 매우 제한적인 것을 나타내는 것으로 판단되었다.
동해 울진 바다목장 해역의 식물플랑크톤 군집을 구성하는 종과 각 종의 현존량을 이용하여 계산한 4개의 생태지수 중 다양도 지수는 연평균 2.036으로 0.833(4월)~3.031(9월)로 변화하여 출현종이 가장 낮고, 세포밀도가 높았던 4월에 낮고, 출현종이 가장 높고, 세포밀도가 낮았던 9월 높은 경향을 보였다. 우점도 지수는 연평균 0.
동해시범바다 목장은 개방된 해역특성으로 비교적 균일한 해양 환경 특성을 나타낼 것으로 추정되지만, 조사결과는 매우 작은 해역범위에서 생물해양학적으로 다른 특성을 나타내는 해역으로 구분되고 있음을 알 수 있었다. 이와 같은 결과는 표층퇴적물의 유기물 집적이 육지와 인접하는 연안의 사질퇴적물에는 매우 낮지만, 20 m 등심선을 보이는 해역의 펄 퇴적물에는 매우 고농도로 집적되고 있다는 점 등(MIFAFF[2009], unpublished data)과 함께, 동해 시범바다목장의 운영 및 관리에 매우 중요한 환경인자라고 판단되었다.
3C, lower). 분류군에 따른 구성비는 편모조류 구성비가 매우 높아져, 표층과 10 m 수심 모두에서 식물성 편모조류와 규조류 구성비가 거의 같은 특성을 보였다(Fig.3C). 11월 표층도 전체적으로는 연안 해역에 많은 종이 출현하고 있고, 바깥해역으로 갈수록 감소하지만, 북쪽의 바깥해역에서 비교적 많은 종이 출현하였다(Fig.
2). 수심별은 표층이 60종, 10 m 수심이 67종으로 6월과 같이 10 m 수심에서 다소 많은 종이 출현하였다.
2). 수심별은 표층이 60종, 10 m 수심이 67종이 출현하여 10 m 수심에서 다소 많은 종이 출현하였다. 9월은 51종 85종으로 중심 및 우상규 조류가 각 18속 33종 및 13속 11종으로 54.
2). 수심별은 표층이 75종, 10 m 수심이 67종으로 6월과는 달리 표층에서 많은 종이 출현하였다. 11월은 45속 65종으로 중심 및 우상규조류가 각 20속 35종 및 13속 14종으로 75.
그러나 9월 세포밀도는 4월이나 6월보다 한 단위 낮은 농도였다. 식물 플랑크톤 현존량에서 규조류가 차지하는 비율은 표층과 10 m 수심에서 각 평균 73.1%와 63.7%로 4월과 6월에 비하면 급격한 감소를 보였다. 즉 편모조류에 의한 점유율이 높아졌음을 의미한다(Fig.
그리고 종 다양도 및 우점도 지수의 계절변화를 살펴보면, 종 다양도 지수는 4월에서 9월까지 상승하다 9월 이후 감소하는 식물성편모조류 현존량 변동과 유사하였다. 우점도 지수는 다양도 지수와 반대 경향으로 4월과 11월 특정종에 의해 극우점하는 시기에 높고, 특정 종에 의한 우점현상이 약한 시기에 낮은 변동 양상을 나타내었다(Fig. 7).
우점종은 전체 정점 평균으로 5% 이상의 세포밀도를 보인 종들을 대상으로 정리하였고 각 정점의 식물플랑크톤 현존량 중에서 차지하는 비율이 가장 높은 종을 최우점종으로 하였다. 그리고 출현종과 현존량을 이용하여 식물플랑크톤 군집의 특성을 설명하는 종 다양성 지수(H'), 종 풍부도 지수(R), 종 균등도 지수(J), 우점도 지수 (D)를 정점별로 다음 계산식을 기초로 하는 Primer 프로그램(ver.
출현종의 시간적 변화는 2008년 4월, 전체 50속 74종으로, 중심 규조류와 우상규조류가 각각 20속 39종 및 14속 14종으로 71.6%의 점유률을 보였고, 와편모조류가 12속 18종으로 23.3%, 기타 규질 편모조류가 2속 2종, 유글레나조류 및 동물성 편모조류가 각 1속 1종으로 기타가 5.4%의 점유율을 보였다(Fig. 2). 수심별은 표층이 65종, 10 m 수심이 61종이 출현하여 수심에 따른 차이는 없었다.
6월은 4월보다 많은 종에 출현하였지만, 분포경향은 4월과 유사하여, 표층은 많은 종수가 출현한 연안해역에서 바깥해역으로 갈수록 종수가 감소하였다. 편모조류의 구성비는 북쪽보다 남쪽해역에서 다소 높았다(Fig. 3B, upper), 10 m 수심도 전체적으로는 표층과 유사한 분포를 보이나, 70 m 등심선보다 깊은 바깥해역에서 규조류 구성비가 높게 나타났다(Fig. 3B, lower). 9월 표층은 4월이나 6월과 같이 연안에서 바깥해역으로 갈수록 출현 종수가 감소하는 경향은 뚜렷하지 않고, 가운데와 남쪽라인에서 다소 많은 경향을 보였다.
즉, 특정종의 우점율이 높은 4월과 9월 높은 값을 보였다. 풍부도 및 균등도 지수는 각 연평균 3.004로서 4월 1.463에서 9월 4.794 및 연평균 0.611로 4월 0.262에서 9월 0.839로 변화하여 종 다양도 지수와 유사한 변동 양상을 나타내었다(Table 2).
후속연구
이와 같은 결과는 표층퇴적물의 유기물 집적이 육지와 인접하는 연안의 사질퇴적물에는 매우 낮지만, 20 m 등심선을 보이는 해역의 펄 퇴적물에는 매우 고농도로 집적되고 있다는 점 등(MIFAFF[2009], unpublished data)과 함께, 동해 시범바다목장의 운영 및 관리에 매우 중요한 환경인자라고 판단되었다. 때문에 동해 바다목장의 효율적 운영과 관리는 지속적인 해양환경과 기초생물 변화의 모니터링를 토대로 하는 과학적이면서 합리적으로 이루어져야만 할 것이라고 판단되었다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
울진 동해바다목장 해역의 식물플랑크톤 군집의 시 공간적 분포특성을 파악하기 위해 무엇을 하였는가?
울진 동해바다목장 해역의 식물플랑크톤 군집의 시 공간적 분포특성을 파악하기 위하여 2008년 4월부터 11월까지 9개 정점의 표층과 10 m 수심에서 4회 현장조사를 실시하였다. 출현한 식물플랑크톤은 67속 123종으로 다양하였다.
바다목장이란 무엇인가?
바다목장은 다양한 환경 인자에 의해 황폐화되어 있는 연안해역의 생산성과 경제성을 높이기 위해서 특정해역에 대한 해양환경과 생물의 군집구조를 개선하여 해역생태계를 자원생물의 육성에 바람직한 방향으로 변화시키고자 하는 사업이다. 동해 바다목장은 울진군 후포연안 20 km2 규모해역에 2002년부터 2013년까지 355억원을 투입하여, 바다낚시 잔교를 설치한 해상낚시공원과 바다목장 체험관 및 홍보관 등을 포함하는 관광형 국가시범 바다목장으로 2014년 11월 준공되었다.
동해 바다목장 해역의 해수유동은 어떤 영향을 주는가?
동해 바다목장 해역은 동해안을 따라 북상하는 쓰시마난류 지류인 동한난류 및 조류, 그리고 바람에 의해 발생하는 취송류 성분들이 복잡하게 작용하는 해역이다. 연안에서 해수유동은 바다의 물질수송은 물론, 물질의 이동과 확산. 그리고 그에 따른 해수의 화학성분 및 해양생물의 공간적 분포에 크게 영향을 준다.
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