2006년부터 2015년까지 동해 독도 인근해역에서 동물플랑크톤 군집의 변동특성을 조사하였다. 동물플랑크톤 시료는 고정정점의 수온약층 상부수층에서 표준네트로 수직예인하여 획득하였다. 평균수온과 염분은 장기적으로 뚜렷한 변화는 없었으나, 2013년과 2015년 여름철에 상대적으로 낮은 염분이 관측되었다. 동물플랑크톤 평균 개체수는 여름철 기준으로 $317inds./m^3$(2008년)부터 $10,242inds./m^3$(2015년)까지 증가추세를 나타냈고, 동물플랑크톤 장기간 증가는 먹이생물인 엽록소-a 농도 증가와 잠재적 포식자인 주요 어류(멸치, 꽁치, 오징어, 청어, 전갱이)의 어획생산량 감소와 같이 나타났다. 증가를 주도한 우점종은 점진적으로 증가하는 유형류(Oikopleura spp.), 여름철에 주로 출현하며 2012년 이후 급속히 증가한 야광충(Noctiluca scintillans)과 지각류(Penilia avirostris), 그리고 2010년 여름철에 출현하기 시작하여 빠른 속도로 증가한 요각류(Paracalanus parvus s.l.)로 구분되었다. 본 연구결과는 독도주변해역에서 장기간 증가한 동물플랑크톤 개체수가 먹이농도의 증가와 상위포식자의 포식압 감소와 관련있음을 시사하였다.
2006년부터 2015년까지 동해 독도 인근해역에서 동물플랑크톤 군집의 변동특성을 조사하였다. 동물플랑크톤 시료는 고정정점의 수온약층 상부수층에서 표준네트로 수직예인하여 획득하였다. 평균수온과 염분은 장기적으로 뚜렷한 변화는 없었으나, 2013년과 2015년 여름철에 상대적으로 낮은 염분이 관측되었다. 동물플랑크톤 평균 개체수는 여름철 기준으로 $317inds./m^3$(2008년)부터 $10,242inds./m^3$(2015년)까지 증가추세를 나타냈고, 동물플랑크톤 장기간 증가는 먹이생물인 엽록소-a 농도 증가와 잠재적 포식자인 주요 어류(멸치, 꽁치, 오징어, 청어, 전갱이)의 어획생산량 감소와 같이 나타났다. 증가를 주도한 우점종은 점진적으로 증가하는 유형류(Oikopleura spp.), 여름철에 주로 출현하며 2012년 이후 급속히 증가한 야광충(Noctiluca scintillans)과 지각류(Penilia avirostris), 그리고 2010년 여름철에 출현하기 시작하여 빠른 속도로 증가한 요각류(Paracalanus parvus s.l.)로 구분되었다. 본 연구결과는 독도주변해역에서 장기간 증가한 동물플랑크톤 개체수가 먹이농도의 증가와 상위포식자의 포식압 감소와 관련있음을 시사하였다.
We investigated the abundance and composition of the zooplankton community around Dokdo in the East Sea from 2006 to 2015. Zooplankton samples were collected in the surface mixed layer by vertical hauls using a standard type net at the monitoring stations. There were no clear long-term trends in the...
We investigated the abundance and composition of the zooplankton community around Dokdo in the East Sea from 2006 to 2015. Zooplankton samples were collected in the surface mixed layer by vertical hauls using a standard type net at the monitoring stations. There were no clear long-term trends in the average temperature and salinity, but relatively low salinity was recorded in the summer of 2013 and 2015. The average abundances of zooplankton in the summer increased by two orders of magnitude from $317inds./m^3$ in 2008 to $10,242inds./m^3$ in 2015. This long-term increase was accompanied by a slight increase in the chlorophyll-a concentration and a decrease in the catch of potential crucial predators (anchovy, mackerel pike, squid, herring and horse mackerel) in the study area. The dominant zooplankton, accounting for most of the long-term increase, consisted of appendicularian (Oikopleura spp.), which showed a steady increase since 2012, summer species such as Noctiluca scintillans and the cladoceran Penilia avirostris, which showed an abrupt increase, and the copepod Paracalanus parvus s.l., which showed a rapid increase after its first occurrence in summer 2010. These results suggest that the long-term increase of zooplankton could be related to the increase in the concentration of prey and the decrease in the predation pressure of potential predators around Dokdo in the study area.
We investigated the abundance and composition of the zooplankton community around Dokdo in the East Sea from 2006 to 2015. Zooplankton samples were collected in the surface mixed layer by vertical hauls using a standard type net at the monitoring stations. There were no clear long-term trends in the average temperature and salinity, but relatively low salinity was recorded in the summer of 2013 and 2015. The average abundances of zooplankton in the summer increased by two orders of magnitude from $317inds./m^3$ in 2008 to $10,242inds./m^3$ in 2015. This long-term increase was accompanied by a slight increase in the chlorophyll-a concentration and a decrease in the catch of potential crucial predators (anchovy, mackerel pike, squid, herring and horse mackerel) in the study area. The dominant zooplankton, accounting for most of the long-term increase, consisted of appendicularian (Oikopleura spp.), which showed a steady increase since 2012, summer species such as Noctiluca scintillans and the cladoceran Penilia avirostris, which showed an abrupt increase, and the copepod Paracalanus parvus s.l., which showed a rapid increase after its first occurrence in summer 2010. These results suggest that the long-term increase of zooplankton could be related to the increase in the concentration of prey and the decrease in the predation pressure of potential predators around Dokdo in the study area.
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문제 정의
동물플랑크톤은 부유생태계에서 일차생산자와 포식자 사이에서 에너지를 직접적으로 전달하는 매개체이며, 배설물이나 사체가 바닥으로 침강하여 저서생태계를 부양하는 역할을 한다. 본 연구는 독도 주변에서 나타나는 동물플랑크톤을 2006년부터 2015년까지 조사하여, 독도주변해역에서 나타나는 동물플랑크톤 종조성과 개체수의 변화추세와 그 의미를 기술하였다.
또한먹이스펙트럼이 넓은 야광충의 대발생 출현으로 독도 주변해역 생태계가 예전과 다른 환경에 노출되고 있음이 확인되었다. 이로써 본 연구를 통해 기존 간헐적 독도 조사를 통해 도출된 연구결과의 해석한계를 극복하였고, 현재 생태계의 상태를 단순히 기술하는 수준을 넘어 미래변화를 가늠할 수 있는 기초를 제공하였다.
제안 방법
전체적으로 여름철인 8월 채집자료가 상당수 차지하였으나, 장기간 특성을 확인하기 위해 일차적으로 모든 자료들을 배열하여 그 변이를 확인하였다. 그 후 여름철과 봄철을 구분하여 그 특성을 재확인하였다. 사용된 채집네트는 2006년부터 2008년 8월까지 망구직경 60 ㎝, 망목크기 300 ㎛였으며, 2009년 8월부터 2015년 8월까지는 망구직경 60 ㎝, 망목크기 200 ㎛이었다.
2006년부터 2008년 8월까지 수집된 자료의 채집시기는 12월,3월 그리고 8월이고, 2009년부터 2011년까지는 8월, 10월, 7월, 2월이 혼재해 있으며, 2012년부터 2015년까지는 4월, 5월, 8월, 9월이 혼재해 있으나 봄과 여름철을 대표하는 시기였다. 전체적으로 여름철인 8월 채집자료가 상당수 차지하였으나, 장기간 특성을 확인하기 위해 일차적으로 모든 자료들을 배열하여 그 변이를 확인하였다. 그 후 여름철과 봄철을 구분하여 그 특성을 재확인하였다.
/m3를 나타내 그 차이가 뚜렷하였다. 증가유무를 명확히 구분하기 위하여 계절을 기준으로 연간변이를 확인하였다. 그 일환으로, 채집시료 횟수가 가장 많은 여름철(8회, 317-10,242 inds.
대상 데이터
장기간 분석자료는 시, 공간적 변이비교를 위해 상호비교 가능한 형태로 정리되어야 할 필요가 있다. 2006년부터 2008년 8월까지 수집된 자료의 채집시기는 12월,3월 그리고 8월이고, 2009년부터 2011년까지는 8월, 10월, 7월, 2월이 혼재해 있으며, 2012년부터 2015년까지는 4월, 5월, 8월, 9월이 혼재해 있으나 봄과 여름철을 대표하는 시기였다. 전체적으로 여름철인 8월 채집자료가 상당수 차지하였으나, 장기간 특성을 확인하기 위해 일차적으로 모든 자료들을 배열하여 그 변이를 확인하였다.
장기간 고정 정점 6개를 기준으로, 2006년 12월, 2007년 3월 및 12월 자료는 채집 정점 수 (2- 3개 정점)가 적었으나, 본 자료 정리 및 분석에 포함하였다. 그리고 2008년 8월부터 2015년 8월까지 독도 주변해역의 동물플랑크톤 종조성과 개체수 조사를 6개 정점에서 매년 두 차례 방문하여 수행하였다[Fig. 1]. 한국해양과학기술원 해양조사선 “이어도 호”를 이용하여 매정점에서 채집에 앞서 CTD (SBE 911 plus)를 내려 수온과 염분의 수직분포를 확인한 후, 급격한 수온변화가 나타나는 수온약층 (Thermocline depth) 상부를 대상으로 채집하였다.
본 정점 6곳은 동해안을 따라 흐르는 동한난류가 떨어져 나와 지나가는 길목에 있고, 난수성 소용돌이 구조와 극전선(subpolarfront)이 나타나는 위치이며, 섬의 특성과 영향이 잘 나타나는 곳으로서 장기간 누적결과를 통해 해양학적 특성을 확인할 수 있는 곳으로 선정되었다. 기존에는 동계 기상조건 때문에 동계자료가 없는 점을 고려하여, 겨울을 대표하는 시기인 2006년 12월부터 2007년 3월과 12월에 조사하였다. 장기간 고정 정점 6개를 기준으로, 2006년 12월, 2007년 3월 및 12월 자료는 채집 정점 수 (2- 3개 정점)가 적었으나, 본 자료 정리 및 분석에 포함하였다.
독도주변 동물플랑크톤 장기간 조사는 2006년 12월부터 2015년 9월까지 ‘독도의 지속가능한 이용연구’ 과제에서 다양한 환경분야의 장기간 모니터링 연구를 위해선정된, 울릉도에서 독도를 가로지르는 고정정점 6곳(16, 20, 30, 47, 45, 50)에서 진행되었다.
한국해양과학기술원 해양조사선 “이어도 호”를 이용하여 매정점에서 채집에 앞서 CTD (SBE 911 plus)를 내려 수온과 염분의 수직분포를 확인한 후, 급격한 수온변화가 나타나는 수온약층 (Thermocline depth) 상부를 대상으로 채집하였다. 동물플랑크톤 채집은 망구직경 60 ㎝, 망목크기 300 ㎛의 표준네트(2006-2008년)와 200 ㎛의폐쇄네트(Opening-Closing net)(G.O.)를 사용하였다.
독도주변 동물플랑크톤 장기간 조사는 2006년 12월부터 2015년 9월까지 ‘독도의 지속가능한 이용연구’ 과제에서 다양한 환경분야의 장기간 모니터링 연구를 위해선정된, 울릉도에서 독도를 가로지르는 고정정점 6곳(16, 20, 30, 47, 45, 50)에서 진행되었다. 본 정점 6곳은 동해안을 따라 흐르는 동한난류가 떨어져 나와 지나가는 길목에 있고, 난수성 소용돌이 구조와 극전선(subpolarfront)이 나타나는 위치이며, 섬의 특성과 영향이 잘 나타나는 곳으로서 장기간 누적결과를 통해 해양학적 특성을 확인할 수 있는 곳으로 선정되었다. 기존에는 동계 기상조건 때문에 동계자료가 없는 점을 고려하여, 겨울을 대표하는 시기인 2006년 12월부터 2007년 3월과 12월에 조사하였다.
그 후 여름철과 봄철을 구분하여 그 특성을 재확인하였다. 사용된 채집네트는 2006년부터 2008년 8월까지 망구직경 60 ㎝, 망목크기 300 ㎛였으며, 2009년 8월부터 2015년 8월까지는 망구직경 60 ㎝, 망목크기 200 ㎛이었다. 서로 다른 망목크기의 네트채집에 영향을 가장 많이 받는 모든 종류의 미성숙체를 장기간 자료에서 제거하였다.
기존에는 동계 기상조건 때문에 동계자료가 없는 점을 고려하여, 겨울을 대표하는 시기인 2006년 12월부터 2007년 3월과 12월에 조사하였다. 장기간 고정 정점 6개를 기준으로, 2006년 12월, 2007년 3월 및 12월 자료는 채집 정점 수 (2- 3개 정점)가 적었으나, 본 자료 정리 및 분석에 포함하였다. 그리고 2008년 8월부터 2015년 8월까지 독도 주변해역의 동물플랑크톤 종조성과 개체수 조사를 6개 정점에서 매년 두 차례 방문하여 수행하였다[Fig.
한국해양과학기술원 해양조사선 “이어도 호”를 이용하여 매정점에서 채집에 앞서 CTD (SBE 911 plus)를 내려 수온과 염분의 수직분포를 확인한 후, 급격한 수온변화가나타나는 수온약층 (Thermocline depth) 상부를 대상으로 채집하였다.
데이터처리
/m3으로환산하였다. 동물플랑크톤 평균 개체수와 총 엽록소-a평균 농도의 장기간 변화추세 파악을 위해 통계프로그램(SPSS 12.0, USA)을 사용하여 선형 회귀분석을 하였다.
성능/효과
2013년, 2014년 그리고 2015년 여름철에 울릉도와 독도주변해역에서 관찰된 출현개체수 증가를 통해 이 시기에 섬으로부터 담수유입 정도가 강했음을 유추할 수 있다. 2013년 여름철 강수량이 2015년에 비해 낮아 낮은 염분을 직접적으로 설명하기가 쉽지 않으나, 이 기간의 강수량이 연구기간 전체평균치 보다 높아, P. avirostris의 높은 개체수 출현이 어느정도 설명되었다. 또한 기존에는 해산지각류인 Evadne spinifera가 주로 출현했고, 1999년 9월에 출현한 P.
독도생태계 종합조사 특성 상대형연구조사선으로 다양한 분야의 연구자가 탑승하여 조사하므로, 고정된 시간대에 조사하는 것은 사실상 불가능하다. 결과적으로 채집시간은 주간, 야간, 해뜰녘, 해질녘으로 혼재되어 있다. 이에 수온약층 상부(대부분수심 100-150 m에서 표층)에서 주, 야간의 출현개체수차이가 있을 수 있는 플랑크톤을 장기간 분석자료에서 제외하였다.
그 일환으로, 채집시료 횟수가 가장 많은 여름철(8회, 317-10,242 inds./m3)과 봄철(6회,357-17,749 inds./m3)의 동물플랑크톤 개체수를 구분하여 분석한 결과 모두 증가추세를 나타냈으며, 여름철에 특히 뚜렷하였다[Fig. 5].
이었다.네 종의 생태학적 특성을 통해 독도 주변해역 표층생태계(수온약층 상부)는 아열대특성 해역에서 효과적으로 생존할 수 있는 종으로 점유되었음이 확인되었다. 또한먹이스펙트럼이 넓은 야광충의 대발생 출현으로 독도 주변해역 생태계가 예전과 다른 환경에 노출되고 있음이 확인되었다.
독도 인근해역에서 2006년부터 2015년까지 10년간 동물플랑크톤 평균 개체수의 증가가 관찰되었다. 이 중에 채집횟수가 가장 많은 계절인 여름철과 봄철의 동물플랑크톤 개체수를 구분하여 확인한 결과, 증가경향을 나타냈다.
네 종의 생태학적 특성을 통해 독도 주변해역 표층생태계(수온약층 상부)는 아열대특성 해역에서 효과적으로 생존할 수 있는 종으로 점유되었음이 확인되었다. 또한먹이스펙트럼이 넓은 야광충의 대발생 출현으로 독도 주변해역 생태계가 예전과 다른 환경에 노출되고 있음이 확인되었다. 이로써 본 연구를 통해 기존 간헐적 독도 조사를 통해 도출된 연구결과의 해석한계를 극복하였고, 현재 생태계의 상태를 단순히 기술하는 수준을 넘어 미래변화를 가늠할 수 있는 기초를 제공하였다.
/m3 미만이었다[9]. 뚜렷한 수온증가가 없는 연구기간동안 나타난 P. parvus s.l.의 최대 출현개체수는 과거에 비해 10배 이상 증가하였는데, 이는 먹이생물(엽록소-a)의 농도 증가의 영향 혹은 대마 난류수의 관입강화(intrusion intensification)와 같은 물리적 강제(physicalforcing)의 결과로 여겨진다.
본 연구해역에서 수온과 염분은 2006년 이후 2015년까지 뚜렷한 증감이 없었고, 다만 2013년과 2015년의 여름철에 상대적으로 낮은 염분이 나타났다[Figs. 2, 3].한국해양과학기술원 독도종합정보시스템의 해양과학자료에 따르면, 동일기간동안 동물플랑크톤의 먹이인 식물플랑크톤을 나타내는 엽록소-a 농도는 평균 0.
kr]. 상기 동물플랑크톤의 먹이농도와 포식자 어획량자료는 본 연구에서 관찰된 동물플랑크톤 평균개체수의 증가가 잠재적 포식자의 감소(하향조절)와 먹이농도의 점진적 증가(상향조절)에 기인한 것임을 지시하였다.
연구기간 중 출현한 종 및 분류군은 유공충류(foraminiferans), 방산충류(radiolarians), 모악류(chaetognaths), 패충류(ostracods), 지각류 (cladocerans),요각류(copepods), 유형류 (appendicularians), 탈리아류(thaliaceans), 유생류, 야광충(Noctiluca scintillans) 그리고 기타 희귀종(rare species)이었다[Fig. 6]. 겨울철과 봄철에는 요각류와 유형류가 상대적으로 우점한 반면, 여름철에는 탈리아류, 지각류와 야광충이 상대적으로 우점하였다.
연구기간 출현한 동물플랑크톤의 총 누적 개체수의 3%이상을 차지한 분류군과 종은 6종과 2분류군이었다[Fig. 7]. 최우점종은 야광충 (32.
독도 인근해역에서 2006년부터 2015년까지 10년간 동물플랑크톤 평균 개체수의 증가가 관찰되었다. 이 중에 채집횟수가 가장 많은 계절인 여름철과 봄철의 동물플랑크톤 개체수를 구분하여 확인한 결과, 증가경향을 나타냈다. 이는 동물플랑크톤의 먹이인 식물플랑크톤의 엽록소-a 농도의 증가와 잠재적 포식자인 주요 어류(멸치, 꽁치, 오징어, 청어, 전갱이)의 감소와 관련이 있는 것으로 나타났다.
이를 위해 적합한 조사형태는 중규모 이상의 공간분포 조사와 장기간 모니터링이며, 결과적으로 기후변동과 같은 거시적 환경변화와 동물플랑크톤의 먹이망 내 역할 및 반응을 규명할 수 있다.
이 증가양상은 채집횟수가 가장 많았던 여름철과 봄철에 출현한 개체수의 증가추세가 이끌었다. 지속적으로 출현하여 점진적인 증가를 나타낸 유형류(Oikopleura spp.)와 여름철에 주로 출현하며 2012년 이후 급진적으로 증가한 야광충과 지각류(Peniliaavirostris), 그리고 2010년 여름철에 출현하기 시작하여 빠른 속도로 증가한 요각류 (P. parvus s.l.)가 장기간 증가를 이끌었다. 이 종들의 공통점은 초기에 매우 적은 수의 출현 혹은 미 출현 상태에서 2010년 이후에 계절적특성을 갖고 빠른 속도로 증가했다는 점이다.
7]. 출현점유율이 3% 미만인 146종과 분류군은 모두 합쳐 26.5%를 나타내 독도 인근해역의 출현 종 다양성이 매우 높음을 시사하였다[Fig. 7]. 최우점종인 야광충은 2011년까지는 주로 여름철에 출현하였으나, 2012년부터는 봄철에도 관찰되었다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
동물플랑크톤는 생태계에서 어떤 역할을 하는가?
이를 위해 적합한 조사형태는 중규모 이상의 공간분포 조사와 장기간 모니터링이며, 결과적으로 기후변동과 같은 거시적 환경변화와 동물플랑크톤의 먹이망 내 역할 및 반응을 규명할 수 있다. 동물플랑크톤은 부유생태계에서 일차생산자와 포식자 사이에서 에너지를 직접적으로 전달하는 매개체이며,배설물이나 사체가 바닥으로 침강하여 저서생태계를 부양하는 역할을 한다. 본 연구는 독도 주변에서 나타나는 동물플랑크톤을 2006년부터 2015년까지 조사하여, 독도주변해역에서 나타나는 동물플랑크톤 종조성과 개체수의 변화추세와 그 의미를 기술하였다.
울릉도-독도 주변해역의 중형동물플랑크톤의 평균 개체수가 2006년 이후 2015년까지 꾸준히 증가하였는데 어떤 종이 증가를 이끈 것인가?
이 증가양상은 채집횟수가 가장 많았던 여름철과 봄철에 출현한 개체수의 증가추세가 이끌었다. 지속적으로 출현하여 점진적인 증가를 나타낸 유형류(Oikopleura spp.)와 여름철에 주로 출현하며 2012년 이후 급진적으로 증가한 야광충과 지각류(Peniliaavirostris), 그리고 2010년 여름철에 출현하기 시작하여빠른 속도로 증가한 요각류 (P. parvus s.l.)가 장기간 증가를 이끌었다. 이 종들의 공통점은 초기에 매우 적은 수의 출현 혹은 미 출현 상태에서 2010년 이후에 계절적특성을 갖고 빠른 속도로 증가했다는 점이다.
동물플랑크톤의 종조성과 개체수는 어떤 요인에 의하여 변화되는가?
독도 주변해역에서 수행된 기존동물플랑크톤 연구들은 접근 가능한 제한된 시기의 동물플랑크톤 일부 분류군과 군집의 계절적 특성(개체수 및종조성)보고가 주를 이루었다[5, 6, 8-10]. 동물플랑크톤의 종조성과 개체수는 물리적 강제력(physical forcings),해류의 특성, 먹이 이용도(resource availability), 포식자의 영향(predation pressure) 그리고 기후변동에 의한 생태계 체제변화(regime shift)에 의해 끊임없이 변화한다.동해환경을 지배하는 중규모 환경특성중 하나인 난수성소용돌이 구조, 한류와 난류가 교차하여 만나는 전선역,심층해류의 상승과 담수 배출에 의한 독도 섬 자체의 섬효과가 동물플랑크톤의 분포 및 변동특성에 영향을 끼치는 대표적인 물리적 영향요인으로 알려져 있다[7, 9, 11]
참고문헌 (27)
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