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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 최근 10년간 지속적인 조업갈등의 쟁점사항인 선자망어업으로 인한 연안 생태계 피해 여부를 확인하기 위하여, 이와 관련된 기존 조업방식의 자극원에 대한 어류의 행동특성 및 피해 영향을 검증하고, 그 결과를 분석하였다.
- 본 연구는 선자망어업으로 인한 연안 생태계 피해 여부를 파악하기 위하여 실내 수조에서 자극원에 따른 수중소음 및 현장 조업 시에 발생하는 수중소음, 진동자극기에 발생하는 수중소음에 따른 감성돔의 행동 특성을 조사하였다.
제안 방법
- 수중소음 측정은 평상시와 유사하게 진동 발생 시에 측정하였고, 진동은 지속적으로 발생하도록 작동시켰다. 또한 수조 정면에서 시간 경과에 따른 감성돔의 행동 특성을 분석하기 위하여 메모리식 카메라를 이용하여 1분마다 1장씩 영상을 저장하는 방식으로 감성돔의 행동 변화를 촬영하였다.
- 통영 연안 해역에서 선자망어업은 주로 수하식 굴 양식장이나 멍게양식장 주변에서 조업을 하는 경우가 많으므로, 총 2척의 선박을 이용하여 양식장 주변의 조업과정에서 선박의 이동경로를 지속적으로 모니터링하기 위하여 소형 GPS를 컴퓨터에 설치하여 위치정보를 수록하였으며, 선자망 조업 시에는 굴 수하식 양식장의 부표에 수중소음 측정용 선박을 고정시키고, 선박의 현측 오른쪽에 수중음압계 수신부를 수심 약 10 m (평균 수심 15m)에 위치시켜 주변 수중소음 및 조업과정에서 발생하는 소음을 계측하였다. 또한 조업 현장해역의 수중 구조물과 주위 어군을 탐지하고 선자망 조업선박의 이동에 대한 행동 반응을 관측하기 위하여 음향카메라(Blueview p450-130, TELEDYEN blueview, Scotland)를 선박 현측 왼쪽에 설치하였다 (Fig. 3). 마지막으로 선자망 조업에서 어획된 어종 및 개체수를 파악하였다.
- 3). 마지막으로 선자망 조업에서 어획된 어종 및 개체수를 파악하였다.
- 여기서, 피스톤 바이브레이터는 진폭과 주파수를 위한 무제한 미세 튜닝 시설의 선형 진동을 위한 공압식 방식으로서, 피스톤 바이브레이터 진동수는 공기압축기의 2 bar (30PSI)로 설정하여 5,000 rpm을 발생하였고, 이때의 진동력 (출력)은 66 N이었다. 수중소음 측정은 평상시와 유사하게 진동 발생 시에 측정하였고, 진동은 지속적으로 발생하도록 작동시켰다. 또한 수조 정면에서 시간 경과에 따른 감성돔의 행동 특성을 분석하기 위하여 메모리식 카메라를 이용하여 1분마다 1장씩 영상을 저장하는 방식으로 감성돔의 행동 변화를 촬영하였다.
- 3 Ver, Ocean sonics, Canada)를 이용하여 측정 레벨 및 주파수 분석을 수행하였다. 자극원에 따른 수중소음의 변화를 파악하기 위하여 자극원 실험 전에 평상시 수조 내에서 발생하는 수중소음을 측정하여 비교하였다.
- 진동음 발생에 따른 어류의 생존율을 확인하기 위하여 동일한 실내 수조 (46 cm (L) × 28 cm (W) × 33cm (H))에 대조구와 실험구에 각각 감성돔 2마리를 넣고 산소 공급을 중지한 상태로 실험하였다.
- 5 (a)). 콘크리트 구는 실제 조업 시와 유사한 형태로 조업 시 사용하는 구를 수면에서 원형으로 돌리면서 해수면의 파동을 발생시켰으며, 수중소음 레벨은 사육수조 내 및 주변 수조에서 발생하는 수중소음과 함께 콘크리트 구에 의한 자극원을 기록하였다. 빨간 블록 표시 (Fig.
- 2). 통영 연안 해역에서 선자망어업은 주로 수하식 굴 양식장이나 멍게양식장 주변에서 조업을 하는 경우가 많으므로, 총 2척의 선박을 이용하여 양식장 주변의 조업과정에서 선박의 이동경로를 지속적으로 모니터링하기 위하여 소형 GPS를 컴퓨터에 설치하여 위치정보를 수록하였으며, 선자망 조업 시에는 굴 수하식 양식장의 부표에 수중소음 측정용 선박을 고정시키고, 선박의 현측 오른쪽에 수중음압계 수신부를 수심 약 10 m (평균 수심 15m)에 위치시켜 주변 수중소음 및 조업과정에서 발생하는 소음을 계측하였다. 또한 조업 현장해역의 수중 구조물과 주위 어군을 탐지하고 선자망 조업선박의 이동에 대한 행동 반응을 관측하기 위하여 음향카메라(Blueview p450-130, TELEDYEN blueview, Scotland)를 선박 현측 왼쪽에 설치하였다 (Fig.
- 평상시 수중소음은 자극원을 주지 않고, 사육수조 내 및 주변의 수조에서 발생하는 유수식 방식의 환수과정에서 발생하는 소음으로 연속음을 측정하였다. 일반적인 수중소음 레벨은 123∼125 dB/μPa로 나타났으며, 중간구간에서 132 dB/μPa로 발생되는 원인은 수조 내수중소음 센서 주변에 유영하는 어류의 움직임에 따른 파동의 영향으로 나타났다 (Fig.
대상 데이터
- 본 연구는 실내 수조에서 자극원에 따른 수중소음의 변화를 파악하기 위하여 전남대학교 수산과학연구소 내에 위치한 사육수조 (∅5 m×1 m) 내에 감성돔 15마리를 순치한 후 수중음압계 (icListen HF SB2-ETH, Ocean sonics, Canada) 및 데이터 레코더를 이용하여 수중소음을 측정하였다.
- 조사 당시 조사해역에는 남해안 일대의 장마전선의 영향으로 궂은 날씨에 폭우가 간헐적으로 내렸고, 파고가 약 2∼3 m로 높았다.
- 조업 현장에서 선자망 조업 시에 발생하는 수중소음을 파악하기 위하여 통영 연안에서 조업 중인 선자망 조업 어선 (2.53톤)과 소중소음 측정을 위한 어선(1.98톤)을 이용하였다 (Fig. 2). 통영 연안 해역에서 선자망어업은 주로 수하식 굴 양식장이나 멍게양식장 주변에서 조업을 하는 경우가 많으므로, 총 2척의 선박을 이용하여 양식장 주변의 조업과정에서 선박의 이동경로를 지속적으로 모니터링하기 위하여 소형 GPS를 컴퓨터에 설치하여 위치정보를 수록하였으며, 선자망 조업 시에는 굴 수하식 양식장의 부표에 수중소음 측정용 선박을 고정시키고, 선박의 현측 오른쪽에 수중음압계 수신부를 수심 약 10 m (평균 수심 15m)에 위치시켜 주변 수중소음 및 조업과정에서 발생하는 소음을 계측하였다.
데이터처리
- 5 m에 설치하였다. 저장된 데이터는 실험실에서 후처리 분석 소프트웨어 (Lucy 4.3 Ver, Ocean sonics, Canada)를 이용하여 측정 레벨 및 주파수 분석을 수행하였다. 자극원에 따른 수중소음의 변화를 파악하기 위하여 자극원 실험 전에 평상시 수조 내에서 발생하는 수중소음을 측정하여 비교하였다.
성능/효과
- 감성돔은 초기에 진동음 자극을 주었을 때는 순간 반응을 보였으나 점차 적응하였고, 실험 시작 9시간 후부터 감성돔이 표면으로 호흡하다 10시간 이후 유영 행동이 급격히 감소하고 사망하였다. 또한 대조구에 있는 감성돔은 13시간 47분을 기점으로 사망하였다.
- 또한 평상시 수중소음의 우세 주파수범위는 600 Hz에서 4000 Hz까지로 유사하게 나타났으며, 콘크리트 구에 의한 자극원의 우세 주파수 범위는 2000∼3000 Hz으로 평상시와 주파수 특성의 차이를 나타내었다 (Fig. 6).
- 6). 또한 평상시에 수조 내에 있는 어류는 순치시켰을 때와 유사하게 자유롭게 움직이고 있었고, 콘크리트 구의 자극원을 주었을 때 수조 내의 구석진 곳으로 이동하는 행동 특성을 보였다. 어류는 부정기적인 소음이나 발파, 항타 등의 충격음에는 예민한 반응을 보인다.
- 선자망 조업 시 수중음의 우세 주파수 범위도 평상시와 유사하게 300 Hz와 2000 Hz이었고, 최대음압레벨은 139 dB/μPa, 평균 음압레벨은 130 dB/μPa로 나타났다.
- 선자망 조업시의 수중소음 레벨은 137∼160 dB/μPa로 나타났으나, 이러한 결과는 평상시 (135∼155 dB/μPa)와 큰 차이는 나타나지 않았고, 최대 약 5 dB/μPa 정도 높게 나타났다.
- 실내 수조에서 평상시 수중소음 레벨은 123∼125dB/μPa로 나타났고, 콘크리트 구를 이용할 때에는 최대 159 dB/μPa까지 측정되었으며, 감성돔은 평상시에 자유롭게 유영을 하지만, 콘크리트 구 작업 시에는 구석진 곳으로 이동하는 행동 특성을 보였다.
- 실험수조 내의 수중소음 레벨 범위는 평상시에 120∼128 dB/μPa로 우세 주파수 범위는 500 Hz로 나타났고, 진동 시에는 175 dB/μPa로 안정된 분포로 비교적 높은 음압레벨로 우세 주파수 범위는 300 Hz이었다.
- 일반적인 수중소음 레벨은 123∼125 dB/μPa로 나타났으며, 중간구간에서 132 dB/μPa로 발생되는 원인은 수조 내수중소음 센서 주변에 유영하는 어류의 움직임에 따른 파동의 영향으로 나타났다 (Fig.
- 조업 현장에서 평상시 조사해역의 수중소음 레벨 범위는 135∼155 dB/μPa로 다소 높게 나타났고, 선자망 조업 시에 137∼160 dB/μPa로 평상시와 조업 시의 우세 주파수 범위는 300 Hz와 2000 Hz로 평상시와 조업 시의 수중소음 레벨 범위와 주파수 대역이 유사하였다.
- 진동음 발생에 따른 감성돔의 행동 특성을 파악한 결과, 진동음 자극을 주었을 때는 순간 반응을 보이다가 점차 적응하였고, 실험 시작 9시간 후부터 감성돔이 표면으로 호흡하며, 10시간 이후 유영 행동이 급격히 감소하고 사망하였다. 또한 대조구에 있는 감성돔은 13시간 47분을 기점으로 사망하였다.
- 한편, 수중소음을 측정하는 선박의 엔진은 작동시키지 않고 수중소음을 저장하였으나, 주변에서 발생하는 폭우, 조류 흐름, 파도 등과 같은 환경잡음으로 인하여 평상시 조사해역의 수중소음 레벨 범위는 135∼155 dB/μPa로 다소 높게 나타났다.
- 또한 대조구에 있는 감성돔은 13시간 47분을 기점으로 사망하였다. 한편, 실험구에서는 14시간이 경과한 후에도 1마리가 생존하고 있었으므로 지속적으로 발생하는 진동음이 어류에서 발생하는 스트레스가 어류의 사망에는 영향을 미치지 않는 것을 알 수 있었다.
- 또한 대조구에 있는 감성돔은 13시간 47분을 기점으로 사망하였다. 한편, 실험구에서는 14시간이 경과한 후에도 1마리가 생존하고 있었으므로, 지속적으로 발생하는 진동음이 어류에서 발생하는 스트레스가 어류의 사망에는 영향을 미치지 않는 것을 알 수 있었다 (Fig. 9).
후속연구
- 또한 수중에서 발생하는 잡음이 클 경우 작은 음을 듣기 어렵게 되는 마스킹 현상이 발생한다. 대상 어종의 소음에 대한 반응을 조사하기 위해서는 대상 어종의 청각 역치 및 문턱치뿐만 아니라 배경잡음에 의한 마스킹 효과를 조사하는 것이 필요할 것이다.
- 본 연구에서는 실험에 사용된 감성돔은 실험구와 대조구에 각각 2마리의 소수 개체를 대상으로 실험이 이루어졌으나, 추후에는 개체수와 수조의 크기를 넓혀 관측할 필요가 있고, 지속음과 충격음에 따른 어류의 행동을 측정하여 비교할 필요가 있을 것으로 사료된다. 또한 선자망어업에 사용되는 콘크리트 구의 소음은 현장에서 발생하는 소음 레벨과 주파수 특성이 유사하게 나타나므로 어류의 행동 특성에 영향을 미치지 않을 것으로 사료되나, 일반적인 조업방법이 아닌 발파 등과 같은 충격음을 주었을 때에는 어류에 피해를 줄 것으로 생각되며, 발파 등의 충격음에 따른 어류의 행동 반응에 대한 추가 연구가 필요할 것으로 판단된다.
- 본 연구에서는 실험에 사용된 감성돔은 실험구와 대조구에 각각 2마리의 소수 개체를 대상으로 실험이 이루어졌으나, 추후에는 개체수와 수조의 크기를 넓혀 관측할 필요가 있고, 지속음과 충격음에 따른 어류의 행동을 측정하여 비교할 필요가 있을 것으로 사료된다. 또한 선자망어업에 사용되는 콘크리트 구의 소음은 현장에서 발생하는 소음 레벨과 주파수 특성이 유사하게 나타나므로 어류의 행동 특성에 영향을 미치지 않을 것으로 사료되나, 일반적인 조업방법이 아닌 발파 등과 같은 충격음을 주었을 때에는 어류에 피해를 줄 것으로 생각되며, 발파 등의 충격음에 따른 어류의 행동 반응에 대한 추가 연구가 필요할 것으로 판단된다.
- 현장에는 자연적이고 인위적인 소음이 발생하게 되는데, 선자망어업에 사용되는 콘크리트 구의 소음은 현장에서 평상시에 발생하는 소음 레벨과 주파수 특성이 유사하게 나타나므로 어류의 행동 특성에 영향을 미치지 않을 것으로 사료되지만, 콘크리트 구 조업방법이 아닌 발파 등과 같은 충격음을 발생시키는 조업 시에는 어류에게 피해를 미칠 가능성이 있으므로 추후에는 발파 등의 충격음에 따른 어류의 행동 반응에 대한 추가연구가 필요할 것으로 판단된다.
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