[논문]동해 울진 바다목장해역의 크기별 식물플랑크톤 생물량의 시·공간적 분포 특성

윤양호

doi:10.11626/kjeb.2016.34.3.151

동해 울진 바다목장해역의 크기별 식물플랑크톤 생물량의 시·공간적 분포 특성
Spatio-temporal Fluctuation of Phytoplankton Size Fractionation in the Uljin Marine Ranching Area (UMRA), East Sea of Korea 원문보기

환경생물 = Korean journal of environmental biology, v.34 no.3, 2016년, pp.151 - 160

초록
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동해 울진 바다목장해역에서 크기별 식물플랑크톤 구성비 및 물질순환 특성을 파악하기 위한 현장조사는 2008년 4월에서 11월까지 4회 실시하였다. 바다목장해역 표층의 피코플랑크톤은 $0.03{\sim}0.87{\mu}g\;L^{-1}$의 변동 폭으로 연평균 $0.26{\mu}g\;L^{-1}$로 12.9% 구성비를 나타내었고, 나노플랑크톤은 $0.11{\sim}5.60{\mu}g\;L^{-1}$의 범위로 연평균 $1.32{\mu}g\;L^{-1}$로 65.0%, 네트플랑크톤은 nd~$4.68{\mu}g\;L^{-1}$의 범위로 연평균 $0.45{\mu}g\;L^{-1}$로 22.1%를 차지하였다. 10 m 수심도 다소 측정값의 차이는 있지만, 변동양상은 표층과 유사하였다. 시간적으로는 여름 네트플랑크톤 구성비가 30%까지 상승하였지만, 연간 피코 및 나노플랑크톤 구성비가 70% 이상으로 높은 특징을 보였다. 즉 동해 바다목장해역의 물질순환은 계절에 따라 다소 차이는 있지만, 전체적으로는 담수유입이 원활한 연안해역의 먹이사슬 구조 (bottom-up)보다는 빈영양 환경특성으로 생태계순환에 의한 물질순환 (top-down)에 더욱 크게 영향을 받는 것으로 판단할 수 있었다.

Abstract ▼ AI-Helper

To understand size fractioned chlorophyll a and material cycles of coastal ecosystem in Uljin marine ranching area (JMRA) of East Sea, 4 times of survey were conducted from April to November 2008. Picoplankton, nanoplankton and netplankton in the surface of UMRA fluctuated with an annual mean of $0.26{\mu}g\;L^{-1}$ between the lowest value of $0.03{\mu}g\;L^{-1}$ and the highest value of $0.87{\mu}g\;L^{-1}$, annual mean $1.32{\mu}g\;L^{-1}$ between $0.11{\mu}g\;L^{-1}$ and $5.60{\mu}g\;L^{-1}$, annual mean $0.45{\mu}g\;L^{-1}$ between no detected (nd) and $4.68{\mu}g\;L^{-1}$, respectively. And the relative ratio of picoplankton, nanoplankton and netplanktons on the phytoplankton biomass was on annual average 12.9%, 65.0% and 22.1%, respectively. The 10 m layer was similar to the surface. The relative ratio of pico- and nano-plankton was higher throughout the year. That is, the material cycle of UMRA consists of a microbial food web rather than traditional food chain at a lower trophic levels. Primary production is deemed to have a higher possibility of being adjusted by top-down dynamics, such as micro-zooplankton grazing pressure rather than nutrients supply.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

이 연구는 국가 시범 바다목장사업을 추진하면서도 해양학적 기초자료가 매우 부족한 울진 바다목장해역의 식물플랑크톤 군집의 크기별 분포 특성에 의한 저차영양단계 및 물질순환 구조를 파악하여, 바다목장 해역의 효율적 이용 및 관리에 필요한 기초자료 제공은 물론 해역의 생산성 향상을 위한 산업적 활용에 기여하고자 실시하였다.
시범 바다목장 사업은 인간 활동에 의한 자원고갈과 해양 환경의 악화로 황폐화된 연안해역의 생산성과 수익성 향상을 목적으로 실시되고 있다. 즉 동, 서, 남해(2개소) 및 제주도를 대상으로 해역환경특성에 알맞게 해양환경과 생물군집구조를 개선하여 해역생태계를 자원생물의 육성에 바람직한 방향으로 변화시키고자 하는 것이다. 동해 시범 바다목장은 울진군 후포리 연안의 20 km² 규모 해역에 2002년부터 2013년까지 355억 원을 투입하여, 바다낚시 잔교를 설치한 해상 낚시공원과 바다목장 체험관 및 홍보관 등을 포함하는 관광형 국가시범 바다목장으로 2014년 11월 준공되었다.

제안 방법

이들 기존 연구는 엽록소 분석 방법이 다양하여, 보고된 측정값을 단순 비교하는 것으로는 의미가 없다. 때문에 측정값 대신에 크기 별 상대조성비로서 비교하였다.
시료는 실험실에서 공경이 0.2 μm와 3.0 μm의 박막여과지(직경: 47 mm)와 망목이 20 μm인 플랑크톤 네트지가 장착된 플라스틱 여과기(Sartorius, Germany) 를 중첩하여, 해수 1 L를 진공 여과시켜 크기별 엽록소 a의 분석시료로 하였다.
현장조사는 용선한 소형선박을 이용하였다. 식물플랑크톤 생물량은 각 정점의 표층과 10 m 수심의 해수를 반돈채수기(3 L)로 채수하여 분석용 시료로 제공하였다. 시료는 실험실에서 공경이 0.
0 μm의 박막여과지(직경: 47 mm)와 망목이 20 μm인 플랑크톤 네트지가 장착된 플라스틱 여과기(Sartorius, Germany) 를 중첩하여, 해수 1 L를 진공 여과시켜 크기별 엽록소 a의 분석시료로 하였다. 여과 포집된 여과지는 90%(v/v) 아세톤 용액을 용매로 색소를 냉암소 24시간 추출시킨 다음, 원심분리기로 불순물을 분리(3,000 rpm, 15 min.)한 다음 상등액을 UV 분광광도계(Mecasys Co Ltd., Optizen 2120UV)에 의해 비색 측정하여 생물량을 계산하였다 (SCOR-Unesco 1966). 식물플랑크톤의 크기구분은 피코플랑크톤 (0.

대상 데이터

즉 동, 서, 남해(2개소) 및 제주도를 대상으로 해역환경특성에 알맞게 해양환경과 생물군집구조를 개선하여 해역생태계를 자원생물의 육성에 바람직한 방향으로 변화시키고자 하는 것이다. 동해 시범 바다목장은 울진군 후포리 연안의 20 km² 규모 해역에 2002년부터 2013년까지 355억 원을 투입하여, 바다낚시 잔교를 설치한 해상 낚시공원과 바다목장 체험관 및 홍보관 등을 포함하는 관광형 국가시범 바다목장으로 2014년 11월 준공되었다.
동해 울진 바다목장해역에서 크기별 식물플랑크톤 구성비 및 물질순환 특성을 파악하기 위한 현장조사는 2008 년 4월에서 11월까지 4회 실시하였다. 바다목장해역 표층 의 피코플랑크톤은 0.
울진 바다목장 해역에서 크기별 식물플랑크톤 조성을 파악하기 위한 현장조사는 동해 후포에서 군사리 해역에 걸친 9개 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) 등 4회에 걸쳐 실시하였다. 현장조사는 용선한 소형선박을 이용하였다.
7) 등 4회에 걸쳐 실시하였다. 현장조사는 용선한 소형선박을 이용하였다. 식물플랑크톤 생물량은 각 정점의 표층과 10 m 수심의 해수를 반돈채수기(3 L)로 채수하여 분석용 시료로 제공하였다.

성능/효과

크기별은 표층에서 남쪽해역에서 네트플랑크톤의 구성비가 다소 높게 나타났다. 10 m 수심도 전체적으로 표층과 유사한 균일한 분포이지만, 북쪽과 가운데 라인의 중앙부와 남쪽 연안 및 바깥정점의 생물량이 높았다. 크기별은 나노플랑크톤의 구성비가 높지만, 일부 해역에서 피코플랑크톤의 구성비도 다소 높았다(Fig.
동해 바다목장의 식물플랑크톤 생물량의 크기별 출현 특성은 4월과 11월 규조류에 의해 극우점 되는 시기 (Yoon 2016)에는 나노플랑크톤에 의한 조성비가 70% 이상으로 높았다. 나노플랑크톤 다음으로 네트플랑크톤, 피코플랑크톤 순으로 상대비가 높았다. 그러나 편모조류로 종 천이가 발생 하는 여름 (Yoon 2016)에는 극미소플랑크톤 상대비가 50%(표층)에서 60%(10 m 수심)로 낮아진 반면, 네트플랑크톤이 30%(표층)에서 26%(10 m 수심)으로 높아지는 특성을 나타내었다.
그리고 육지연안부에 인접하는 매우 제한된 해역에서는 간헐적으로 유입되는 생활하수 등의 영향으로 네트 및 나노플랑크톤이 다소 높지만, 연안부에서 다소 떨어진 해역은 크기가 작은 피코 및 나노플랑크톤 조성비가 높다. 따라서 울진 바다목장 해역의 전체적인 물질순환 등 생태구조는 연안에서 유입되는 영양염류 공급에 의한 bottom-up 방식보다는 미세먹이망을 통한 물질순환에 지배되는 먹이사슬이 형성되는 것으로 판단되었다. 이러한 내용으로부터 울진 바다복장 해역 등 동해연안은 극히 한정된 연안부를 제외하면 외부영양염 공급보다는 영양염 순환 및 동물플랑크톤 포식압이 기초생산을 조절하는 top-down 방식의 생태구조를 하는 것으로 판단된다.
10 m 수심도 다소 측정값의 차이는 있지만, 변동양상은 표층과 유사하였다. 시간적으로는 여름 네트플랑크톤 구성비가 30%까지 상승하였지만, 연간 피코 및 나노플랑크톤 구성비가 70% 이상으로 높은 특징을 보였다. 즉 동해 바다목장해역의 물질순환은 계절에 따라 다소 차이는 있지만, 전체적으로는 담수유입이 원활한 연안해역의 먹이사슬 구조(bottom-up)보다는 빈영양 환경특성으로 생태계순환에 의한 물질순환(top-down)에 더욱 크게 영향을 받는 것으로 판단할 수 있었다.
이러한 결과를 요약하면 동해의 경우, 해역에 따라 산업폐수나 생활하수, 그리고 대 · 소하천에 의해 담수유입이 원활하여 비교적 영양염이 높을 것으로 판단되는 해역은 네트플랑크톤이 우세한 반면, 개방해역 특성으로 영양염 공급이 나쁠 것으로 생각되는 해역에서 나노 및 피코플랑크톤에 의한 상대조성비가 높았다 (Table 1).
이러한 결과와 고찰을 통해 울진 바다목장 해역의 크기별 식물플랑크톤 생물량의 시·공간적 분포는 수온상승기인 초여름 편모조류 점유율이 높은 계절에 네트플랑크톤이 30%까지 증가하지만.
시간적으로는 여름 네트플랑크톤 구성비가 30%까지 상승하였지만, 연간 피코 및 나노플랑크톤 구성비가 70% 이상으로 높은 특징을 보였다. 즉 동해 바다목장해역의 물질순환은 계절에 따라 다소 차이는 있지만, 전체적으로는 담수유입이 원활한 연안해역의 먹이사슬 구조(bottom-up)보다는 빈영양 환경특성으로 생태계순환에 의한 물질순환(top-down)에 더욱 크게 영향을 받는 것으로 판단할 수 있었다.
1%로 변화하였다. 즉 표층과 10 m 수심 모두에서 나노플랑크톤에 의한 상대조성비가 70% 이상으로 높고, 피코플랑크톤은 10% 내외로 낮았다. 특히 피코플랑크톤은 표층보다 아표층에서 낮은 상대조성비를 나타내었다(Figs.
9월은 표층과 10 m 수심 모두 매우 낮은 생물량을 보였지만, 공간적으로 연안정점에서 높고, 외부정점으로 갈수록 생물량은 감소하였다. 크기별 나노플랑크톤의 구성비는 이 른 여름과 유사하지만, 네트플랑크톤보다 피코플랑크톤 구성비가 높았고, 공간분포는 전체 생물량과 유사하였다 (Fig. 4C). 11월은 표층과 10 m 수심 모두에서 전체 생물량은 비교적 균일한 분포를 하지만, 연안정점이 바깥정점보다 다소 높았다.
동해 바다목장 해역에서 엽록소 a, 즉 전체 생물량은 표층의 경우, 4월 연안정점에서 높고, 점차 외부정점으로 갈수록 감소하였다. 크기별 생물량은 나노플랑크톤은 전체 생물량과 유사하지만, 네트플랑크톤은 영양염 공급이 좋은 연안정점에서 높았고, 반대로 피코플랑크톤은 외부정점에서 상대적으로 높았다. 10 m 수심에서도 전체적으로 표층과 유사하였다 (Fig.
6월 표층은 일정한 규칙성이 관찰되지 않았으나, 전체적으로 남에서 북동진하는 해역에서 상대적으로 생물량이 높은 반면, 북에서 남서진하는 해역에서 생물량이 낮았다. 크기별로는 나노플랑크톤이 50% 이상, 네트플랑크 톤은 31%, 그리고 피코플랑크톤도 13%로 다른 계절에 비해 네트플랑크톤 비가 증가하였다. 10 m 수심도 표층에 비해 남쪽과 북쪽해역의 바뀐 모양이었고, 크기별도 네트플랑크톤은 남쪽해역에서 피코플랑크톤은 북쪽해역에서 높았다(Fig.

후속연구

이러한 내용은 막대한 국가 예산이 투입된 동해 울진바다 목장의 효율적 이용과 관리, 그리고 이용 도중에 발생하는 다양한 해양환경 문제를 포함한 해결을 위해서는, 무엇보다도 대상해역에 대한 기초 해양환경 자료는 물론 기초생물을 포함하는 생태구조에 대한 지속적 모니터링에 의한 자료 축적으로 보다 객관적이면서 이용 가능한 생물해양학적 환경 도출이 있어야만, 바다목장이라는 국민의 혈세가 제대로 이용될 수 있는 산업기반 형성이 가능할 것으로 판단되었다.

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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