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문제 정의
- , 2003; Xu and Jin, 2005). 그러나, 단기간의 연구 결과로는 해당 해역의 해양환경 및 자원의 변동을 파악하기에 어려움이 있으므로 본 연구는 7년간 황해중앙부에서 하계에 서식하는 어류의 분포특성을 파악하였으며 나아가, 수산 자원의 장기 변동성을 이해하고자 한다.
제안 방법
- 채집된 생물 중 어류 만을 선별하여 분석 시료로 사용하였고, Nakabo (2013)와 Kim et al. (2005)에 따라 종을 동정한 후, 개체수와 생체량(습중량, 1 g)을 기록하였다.
- 트롤에 의해 채집된 어류의 출현량과 서식환경의 관계를 파악하기 위해 CTD (Sea-bird 911plus)를 이용하여 정점별 수심과 저층 수온 및 염분(바닥에서 5 m층)을 측정하였다(각 정점별 평균, 표준 편차로 나타냈다.).
대상 데이터
- 본 연구는 2008년부터 2014년까지 하계인 7-8월에 황해중앙해역을 따라 남북 방향으로 정점별 약 30 km인 10개의 정점(32.25°, 123.25°-36.75°, 124.75°)을 설정하고 년 1회씩 총 7회 트롤 조사를 실시하였다(Fig. 1).
- 1). 조사에는 국립수산과학원 시험조사선 탐구 20호(885톤)의 트롤 어구(cod end, 20 mm)를 사용하였고, 예망은 선속 평균 3.3 knot로 60분을 기준으로 하였으나, 해저의 상태에 따라 시간을 조정(30-60분)하였다.
- 또한 어류의 군집구조와 해양환경 요인과의 관계를 분석하기 위하여 주성분분석(Principal Component Analysis, PCA)을 실시하고 추출된 Principal Score 값과 해양환경요인과의 상관분석(Correlation analysis)을 통해 군집구조 변동의 요인을 파악하였으며, 출현종수 및 출현량(개체수, 생체량)과 환경요인과의 상관성을 알아보기 위하여 Pearson 상관분석을 실시하였다. 분석에 사용된 모든 자료는 우점종의 bias를 줄이기 위하여 로그변환 [log10(x+1)]을 수행하였고, 소수로 채집된 비우점종은 오류를 증가시킬 확률이 높기 때문에 분석에서 제외시켜 전체의 98.7%를 차지하는 상위 13종을 이용하였다. 자료 분석에는 PRIMER 5.
데이터처리
- 정점별 종 다양성을 파악하기 위하여, 종 다양도지수(H′, Shannon and Wiener, 1963)를 구하였다. 정점별 출현종의 분포 양상을 파악하기 위하여 출현 종수와 개체수를 바탕으로 Bray-Curtis 유사도 지수를 구하고 group-average 방법을 이용하여 군집분석(Cluster analysis)을 실시하였으며, 구분된 그룹간의 차이를 유발하는 종과 기여하는 종을 알아보기 위해 SIMPER 분석(Clarke and Warwick, 2001)을 실시하였다. 또한 어류의 군집구조와 해양환경 요인과의 관계를 분석하기 위하여 주성분분석(Principal Component Analysis, PCA)을 실시하고 추출된 Principal Score 값과 해양환경요인과의 상관분석(Correlation analysis)을 통해 군집구조 변동의 요인을 파악하였으며, 출현종수 및 출현량(개체수, 생체량)과 환경요인과의 상관성을 알아보기 위하여 Pearson 상관분석을 실시하였다.
- 정점별 출현종의 분포 양상을 파악하기 위하여 출현 종수와 개체수를 바탕으로 Bray-Curtis 유사도 지수를 구하고 group-average 방법을 이용하여 군집분석(Cluster analysis)을 실시하였으며, 구분된 그룹간의 차이를 유발하는 종과 기여하는 종을 알아보기 위해 SIMPER 분석(Clarke and Warwick, 2001)을 실시하였다. 또한 어류의 군집구조와 해양환경 요인과의 관계를 분석하기 위하여 주성분분석(Principal Component Analysis, PCA)을 실시하고 추출된 Principal Score 값과 해양환경요인과의 상관분석(Correlation analysis)을 통해 군집구조 변동의 요인을 파악하였으며, 출현종수 및 출현량(개체수, 생체량)과 환경요인과의 상관성을 알아보기 위하여 Pearson 상관분석을 실시하였다. 분석에 사용된 모든 자료는 우점종의 bias를 줄이기 위하여 로그변환 [log10(x+1)]을 수행하였고, 소수로 채집된 비우점종은 오류를 증가시킬 확률이 높기 때문에 분석에서 제외시켜 전체의 98.
이론/모형
- 정점별 종 다양성을 파악하기 위하여, 종 다양도지수(H′, Shannon and Wiener, 1963)를 구하였다.
- 분석에 사용된 자료는 소해면적법에 따라 단위면적당(km2)개체수 및 생체량으로 환산하였으며 어획효율 q값은 0.5 (Prado, 1990)를 적용하였다. 이때 출현량은 연도별 채집된 모든 값을 합산하여 계산하였다.
성능/효과
- 조사 해역의 정점별 수심은 47-73 m 범위로 평균 수심이 62 m로 위도상 남쪽 정점으로 갈수록 수심이 낮아지는 해저지형의 형태였다. 저층 수온의 범위는 7.
- 조사 해역의 정점별 수심은 47-73 m 범위로 평균 수심이 62 m로 위도상 남쪽 정점으로 갈수록 수심이 낮아지는 해저지형의 형태였다. 저층 수온의 범위는 7.8-15.4℃로 수심과 반대로 위도상 남쪽 정점으로 갈수록 증가하는 경향을 나타내었으며, 저층 염분의 범위는 31.9-33.4 psu로 나타났다(Table 1).
- 5%를 차지하였다. 단위면적당 생체량은 꼼치가 43.1%를 차지하여 가장 많았고, 다음으로 참조기 13.4%, 황아귀(Lophius litulon) 11.2% 순으로 나타났다. 그 외 멸치와 대구(Gadus macrocephalus)는 각각 8.
- 2B). 출현종수의 경우 St. 7-10에서 30종 이상 채집되었으며, St. 2에서 16종으로 가장 적은 종수가 채집되었다(Fig. 2C). 종다양성 지수는 0.
- 전체 조사기간 동안 출현한 상위 13종의 단위면적당 개체수 값을 이용하여 정점별 어류 군집의 유사도를 분석한 결과 약 75%에서 3개의 그룹으로 구분되었다(Fig. 3). 각 그룹은 위도상 황해중앙해역의 북부(Group A), 중앙(Group B), 남부(Group C)로 구분하였으며, 각 그룹에 기여한 종수는 Group A는 6종, Group B는 9종, Group C 10종으로 아래쪽 정점으로 내려갈수록 그룹간 차이에 기여하는 종이 증가하였다.
- 3). 각 그룹은 위도상 황해중앙해역의 북부(Group A), 중앙(Group B), 남부(Group C)로 구분하였으며, 각 그룹에 기여한 종수는 Group A는 6종, Group B는 9종, Group C 10종으로 아래쪽 정점으로 내려갈수록 그룹간 차이에 기여하는 종이 증가하였다. 그 중 기여도가 높은 상위 3종을 살펴보면 Group A는 대구, 꼼치, 흰베도라치(Pholis fangi), Group B는 멸치, 꼼치, 황아귀, Group C는 참조기, 꼼치, 성대(Chelidonichthys spinosus)로 나타났으며, 공통적으로 꼼치가 상위종에 속하였다(Table 2).
- 각 그룹은 위도상 황해중앙해역의 북부(Group A), 중앙(Group B), 남부(Group C)로 구분하였으며, 각 그룹에 기여한 종수는 Group A는 6종, Group B는 9종, Group C 10종으로 아래쪽 정점으로 내려갈수록 그룹간 차이에 기여하는 종이 증가하였다. 그 중 기여도가 높은 상위 3종을 살펴보면 Group A는 대구, 꼼치, 흰베도라치(Pholis fangi), Group B는 멸치, 꼼치, 황아귀, Group C는 참조기, 꼼치, 성대(Chelidonichthys spinosus)로 나타났으며, 공통적으로 꼼치가 상위종에 속하였다(Table 2).
- 추출된 Principal Score 값과 해양환경요인과의 상관분석 결과 PC 1은 저층 수온과 수심에 유의한 차이가 있었으나, 저층수온이 가장 크게 유의한 차이를 나타냈으며(P<0.01), PC 2는 다른 환경 요인과 유의한 결과를 나타내지 않았다(Table 3).
- 또한 저층 수온과 염분, 수심이 출현한 어류의 종수와 단위면적당 개체수 및 생체량에 미친 영향을 알아보기 위하여 상관분석을 실시한 결과, 출현 종수와 개체수 및 생체량은 저층수온과 양의 상관관계, 수심과는 음의 상관관계를 나타냈으며(P<0.05), 저층염분과는 유의한 관계를 나타내지 않았다(Table 4).
- 본 연구에서도 위도상 가장 북쪽인 Group A에서 대표적 냉수성 어종인 대구가 가장 크게 기여하였으며, 중간 정점을 포함하는 Group B에서는 황해중·서부에 주 우점종 알려져 있는 멸치가, 가장 남쪽인 Group C에서 참조기가 가장 크게 기여하여 분리된 그룹 중 가장 다양한 종이 군집 구분에 영향을 미친 것으로 나타났다.
- 조사기간 동안 출현한 어류는 17목, 46과, 72종으로 분류군별로 농어목(Perciformes) 어류가 15과 24종, 쏨뱅이목(Scorpaeniformes) 7과 13종, 가자미목(Pleuronectiformes) 4과 11종, 뱀장어목(Anguilliformes) 4과 4종, 청어목(Clupeiformes) 2과 4종, 대구목(Gadiformes)과 복어목(Tetraodontiformes)이 2과 2종씩, 홍메치목(Aulopiformes)과 아귀목(Lophiiformes)이 1과 2종씩, 그 외 금눈돔목(Beryciformes), 샛비늘치목(Myctophiformes), 큰가시고기목(Gasterosteiformes), 첨치목(Ophidiiformes), 홍어목(Rajiformes), 돔발상어목(Squaliformes), 앨퉁이목(Stomiformes), 달고기목(Zeiformes)은 1과 1종씩 출현하였다.
- 채집된 어류의 단위면적당 개체수는 참조기(Larimichthys polyactis)가 전체의 채집 개체수의 28.6%를 차지하여 가장 많았고, 다음으로 멸치(Engraulis japonicus)가 28.5%, 도화망둑(Chaeturichthys hexanema)이 15.0% 순으로 나타났다. 그 외 꼼치(Liparis tanakai)와 풀미역치(Erisphex pottii)는 각각 8.
- 정점간 어류의 종조성의 변동에 가장 많은 영향을 미치는 해양환경 요인을 알아보기 위하여 13종을 대상으로 한 주성분 분석(PCA)결과 전체 변동의 누적 85%까지 기여하는 상위 성분이 2개의 축으로 구분되었다(Fig. 4). PC 1은 총분산의 71.
후속연구
- 그러나 연도별 변화에 따른 우점종의 출현과 환경요인의 상관관계에서 유의한 차이가 나타나지 않았는데(P>0.05), 이는 황해 동부(1990년대 후반)와 황해 남부(1980년대 후반)가 각각 1990년대와 1980년대 후반 이후로 종조성과 군집구조에서의 큰 변화가 없는 것으로 나타나(Jin et al., 2003; Xu and Jin, 2005; Im, 2007) 연도별로는 종조성에서 큰 변화를 나타나지 않는 것으로 생각되지만 보다 장기적이고 과학적인 모니터링 조사를 통한 명확한 변화양상을 파악할 필요가 있다고 생각된다.
- , 1995). 본 연구의 경우 하계만을 대상으로 한 조사이지만 참조기와 같이 하계에 형성되는 황해 냉수대에 영향을 받는 황해 주요 어종의 분포 및 이동을 이해하기 위한 중요한 자료가 될 것으로 사료된다.
- 이러한 결과는 황해 동부의 기존 연구에서 위도상 위쪽 정점과 아래쪽 정점으로 분리되는 군집과(Joo, 2006), 외해의 경우 북쪽과 남쪽으로 군집이 구분되어(Im, 2007) 군집 구분에서도 유사한 결과를 나타내었다. 또한 모든 그룹에서 군집 구분에 기여하는 상위종으로 출현한 꼼치는 황해중앙해역이 주요한 성육장인 것으로 추정되지만, 추가적으로 황해의 동서부 연안역을 포함한 추가 연구가 진행되면 1년생인 꼼치의 정확한 성육장 및 이동경향 등을 추정 할 수 있을 것으로 판단된다(Kosaka et al., 1971; Ustadi et al., 2005).
- 그 동안 우리나라에서 수행된 황해에서의 연구는 연안과 근해에 초점이 맞춰져 있거나 단발성 조사로 제한되어 있어 황해의 전반적인 수산생물에 대한 조사가 미진한 상태이다. 따라서 황해중부해역은 앞으로 더욱 체계적이고 정밀한 조사를 통한 생태계의 변화양상을 파악해야 할 필요가 있다고 생각된다.
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