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문제 정의
- 본 연구는 우리나라 동해의 포항연안에서 자망과 연승어업에 의해 어획된 문치가자미의 이석을 연령형질로 사용하여 연령 및 성장 패턴을 파악하고, 문치가자미의 자원을 효율적으로 이용·관리할 수 있는 방안을 모색하고자 자원생태학적 특성치 자료를 제공하는 것에 목적을 두고 있다.
제안 방법
- 각 이석에 대한 윤문의 정확성을 높이기 위하여 두 명의 판독자가 판독하였고(Robillard et al., 2009), 각 판독자가 2회 연령사정을 수행하였다. 동일 판독자의 판독횟수간의 일관성과 두 명의 판독자 간의 재현성은 Chang (1982)의 평균변동계수법(average coefficient of variation, CV)을 사용하였고 다음 식과 같다(Campana and Jones, 1992; Hoenig et al.
- 그리고 각 연구들과 본 연구의 체장을 통일하기 위해 표준체장(SL)을 Park and Simizu (1990)의 전장(TL)과 표준체장(SL)의 관계식으로 모두 전장(TL)로 전환하여 비교하였다.
- 는 j번 어류의 평균연령, R은 판독 횟수를 의미한다. 문치가자미 이석의 윤문 형성시기와 그 계절적 주기성에 의한 연간 윤문 형성횟수를 알아보기 위해 연변부에 나타나는 투명대의 비율을 월별로 분석하여 윤문이 형성되는 시점을 검토하였고, 제1윤문의 형성 기간을 추정하기 위해 산란기는 Kim et al. (2016)의 연구결과를 참고하여 비교 분석하였다. 윤문대응성을 검토한 후 문치가 자미 이석에 나타나는 윤문을 연륜으로 인정하여 체장과 윤경의 관계식을 구하였고, 관계식은 연륜(R)과 체장(L)의 관계를 이용하여 연령별 역계산 체장을 구하였다.
- 문치가자미의 연령분석을 위하여 연령형질인 이석을 이용하였고, 이석은 두개골을 절개하여 좌·우 한 쌍을 추출하였다.
- 5). 문치가자미의 전장에 대한 중량증가의 경향을 보기 위해 전장과 중량간의 상대성장식을 나타내었다(Fig. 6). 암컷의 상대성장식은 TW=0.
- 그러나 절단방법은 이석의 중심 핵(Nucleus)을 절단하지 않거나 절단방향이 다르면 오히려 연령사정에 오차가 발생하고, 장시간에 노력에도 많은 양의 이석을 판독하기가 힘든 단점도 있다. 본 연구는 남해에서 채집된 대부분의 문치가자미 최대 연령이 암컷 6세, 수컷은 4세 이하라는 선행연구 결과(Kim et al., 1991; 2015)를 바탕으로 문치가자미는 고연령의 어류가 아닌 것으로 판단하고 이석의 표면을 연마하여 윤문을 판독하는 방법을 사용하였다. 문치가자미 연령 분석의 정확성을 높이기 위해 더 많은 양의 이석을 판독하는데 중점을 두었고, 그 결과 암컷은 최대 7세, 수컷은 5세로 나타나 표면연마를 통한 윤문판독의 어려움이 없었다.
- 본 연구에서 이석의 윤문판독은 투명대에서 불투명대로 이행해가는 경계를 윤문으로 간주하여 연령을 판독하는 방법을 사용하였는데, 일본의 동경만, 아오모리현 연안과 우리나라 남해안의 문치가자미 연령과 성장연구에서도 같은 방법을 사용하였다(Solomon et al., 1987; Kooka et al., 2000; Kim et al., 2015). 그리고 용가자미(Cleisthenes pinetorum, Choi et al.
- 본 연구에서는 문치가자미의 연령을 분석하기 위하여 연령형질로 이석을 이용하였고, 이석의 시상단, 횡단면, 전두단 중 시상단을 연마하여 연령사정을 수행하였다. 문치가자미는 많은 선행연구에서 이석을 연령형질로 사용하여 연령과 성장관련 연구를 수행하였고, 표면연마방법과 절단방법을 이용하여 연령사정이 이루어져 왔다(Solomon et al.
- , 1987). 연령사정에는 윤문 판독의 통일성을 위해 우측 이석만을 이용하였으며, 투명대에서 불투명대로 이행하는 경계를 윤문으로 간주하였고, 이석반경 (R)과 각 윤문까지의 거리는 실체현미경(DE/MZ-125, LEICA, German)과 영상분석시스템(Leopard, Zootoz, Korea)을 이용하여 측정하였다.
- (2016)의 연구결과를 참고하여 비교 분석하였다. 윤문대응성을 검토한 후 문치가 자미 이석에 나타나는 윤문을 연륜으로 인정하여 체장과 윤경의 관계식을 구하였고, 관계식은 연륜(R)과 체장(L)의 관계를 이용하여 연령별 역계산 체장을 구하였다. 그리고 연륜과 역계산 된 체장의 평균은 다음 식으로 가중치를 주어 계산하였다.
- 각 판독자의 윤문 판독 결과의 재현성을 분석하기 위한 판독자간 일치율을 보면, 판독자1의 첫 번째 결과와 판독자 2의 두 번째 결과가 가장 일치율이 높게 나타났고, 판독자1의 두 번째 결과와 판독자 2의 첫 번째 결과의 일치율이 가장 낮았다. 이 중 일치율이 높은 판독자 1의 첫 번째와 판독자 2의 두 번째 판독결과를 사용하였고, 판독 결과가 일치하지 않는 나머지 이석의 판독은 판독자간 협의를 통해 연령사정을 수행하였다. 최종적으로 본 연구에 사용된 이석은 총 907개로 암컷 517개, 수컷 390개였다.
- 이석반경은 이석중심(focus)으로부터 후단부 끝까지의 직선 거리로 장축반경을 측정하였고, 윤경(rn)은 이석중심으로부터 각 윤문까지의 직선거리로 mm단위까지 측정하였다(Fig. 2).
- 추출한 이석은 표면의 유기물을 제거하고, 50% 알코올에 세척하여 보존하였다. 이석은 연령사정이 용이하도록 사포(sandpaper)로 핵이 잘 관찰되는 부분까지 표면을 연마하여 관찰하였다(Solomon et al., 1987). 연령사정에는 윤문 판독의 통일성을 위해 우측 이석만을 이용하였으며, 투명대에서 불투명대로 이행하는 경계를 윤문으로 간주하였고, 이석반경 (R)과 각 윤문까지의 거리는 실체현미경(DE/MZ-125, LEICA, German)과 영상분석시스템(Leopard, Zootoz, Korea)을 이용하여 측정하였다.
- 문치가자미의 연령분석을 위하여 연령형질인 이석을 이용하였고, 이석은 두개골을 절개하여 좌·우 한 쌍을 추출하였다. 추출한 이석은 표면의 유기물을 제거하고, 50% 알코올에 세척하여 보존하였다. 이석은 연령사정이 용이하도록 사포(sandpaper)로 핵이 잘 관찰되는 부분까지 표면을 연마하여 관찰하였다(Solomon et al.
- 포항수협 위판현장에서 직접 채집한 시료는 실험실로 운반 후 암·수를 구분하여 전장(TL, 0.1 cm)과 전중(TW, 0.1 g)을 측정하였다.
대상 데이터
- 본 연구에서 사용한 문치가자미 시료는 2013년 2월부터 2014년 1월까지 포항연안의 연안자망 및 연안연승어업에 의해 어획된 것이다(Fig. 1). 연령분석을 위해 이석을 추출하고 분석한 문치가자미는 총 975개체로 암컷 577개체와 수컷 398개체였다 (Table 1).
- 1). 연령분석을 위해 이석을 추출하고 분석한 문치가자미는 총 975개체로 암컷 577개체와 수컷 398개체였다 (Table 1). 포항수협 위판현장에서 직접 채집한 시료는 실험실로 운반 후 암·수를 구분하여 전장(TL, 0.
- 연령사정에 사용된 문치가자미는 총 975개체로 암컷은 577개체, 수컷은 398개체였다. 암컷의 전장 범위는 15.
- 이 중 일치율이 높은 판독자 1의 첫 번째와 판독자 2의 두 번째 판독결과를 사용하였고, 판독 결과가 일치하지 않는 나머지 이석의 판독은 판독자간 협의를 통해 연령사정을 수행하였다. 최종적으로 본 연구에 사용된 이석은 총 907개로 암컷 517개, 수컷 390개였다. 윤문의 형성시기 및 연간 형성횟수를 파악하기 위해 월별 연변부의 투명대 비율을 분석한 결과(Fig.
데이터처리
- 문치가자미의 성장은 역계산된 연령별 평균체장을 사용하여 von Bertalanffy (1938) 성장식으로 구하였고, 성장식의 파라미터는 Walford 정차도법(Walford, 1946)으로 추정한 추정치를 초기값으로 EXCEL (Microsoft, Redmond, Wa, USA)의 Solver를 사용하여 비선형회귀분석방법(nonlinear regression)에 의해 추정하였다.
- 문치가자미의 암수간 전장과 체중의 상대성장 비교는 공분산분석(ANCOVA)을 이용하였으며, 각 연령에 따른 성장차이와 암·수간의 연령별 성장 차이는 paired t-test, 체장 차이는 t-test 를 통해 차이 유무를 검정하였고, SPSS 12.0 통계패키지를 이용하여 분석하였다.
이론/모형
- , 2009), 각 판독자가 2회 연령사정을 수행하였다. 동일 판독자의 판독횟수간의 일관성과 두 명의 판독자 간의 재현성은 Chang (1982)의 평균변동계수법(average coefficient of variation, CV)을 사용하였고 다음 식과 같다(Campana and Jones, 1992; Hoenig et al., 1995; Campana, 2014).
- (2015)는 연륜그룹별 평균 윤경 값을 계산할 때는 샘플수의 차이를 반영한 가중평균이 바람직한 것으로 보고하였다. 본 연구에서는 Heo et al. (2015)이 제시한 평균 윤경 값의 가중 평균을 이용하여 연령별 역계산 체장을 추정하였다. 역계산된 연령별 전장으로부터 추정한 성장 매개변수값을 이용한 문치가자미의 성장식은 Fig.
- 는 체장이 0일 때의 이론적 연령이다. 선행된 많은 연구들과 비교를 위해 Munro and Pauly (1983)가 개발한 Growth performance index (Ф)를 이용하였고, 그 식은 다음과 같다.
성능/효과
- 각 연령별 평균 윤경을 이석반경과 전장간의 관계식으로부터 역계산하여 연령별 평균전장을 분석한 결과 암컷은 L1.25= 11.00±1.95 cm에서 L7.25=42.47±1.02 cm로 나타났고, 수컷은 L1.25=12.84±1.68 cm에서 L5.25=31.97±2.89 cm로 나타났 다(Table 3).
- 5 %로 나타났다. 각 판독자의 윤문 판독 결과의 재현성을 분석하기 위한 판독자간 일치율을 보면, 판독자1의 첫 번째 결과와 판독자 2의 두 번째 결과가 가장 일치율이 높게 나타났고, 판독자1의 두 번째 결과와 판독자 2의 첫 번째 결과의 일치율이 가장 낮았다. 이 중 일치율이 높은 판독자 1의 첫 번째와 판독자 2의 두 번째 판독결과를 사용하였고, 판독 결과가 일치하지 않는 나머지 이석의 판독은 판독자간 협의를 통해 연령사정을 수행하였다.
- 274 mm로 나타났다. 그리고 윤문형성시의 전장을 역계산하기 위해 이석반경(R)과 전장(TL)간의 관계식을 추정한 결과, 암컷은 TL=12.946R-5.679 (R2 =0.850), 수컷은 TL=10.547R-0.786 (R2 =0.830)로 나타났다(Fig. 5). 문치가자미의 전장에 대한 중량증가의 경향을 보기 위해 전장과 중량간의 상대성장식을 나타내었다(Fig.
- 문치가자미 암컷의 성장 매개변수 중에서 이론적 최대체장(L∞) 은 52.63 cm, 성장계수(K)는 0.231/년, 체장이 0일 때의 이론적 연령(t0)은 -0.033세로 추정되었고, 수컷은 이론적 최대체장 (L∞)이 36.22 cm, 성장계수(K)는 0.400/년, 체장이 0일 때의 이론적 연령(t0)은 -0.117세로 추정되었다.
- , 1991; 2015)를 바탕으로 문치가자미는 고연령의 어류가 아닌 것으로 판단하고 이석의 표면을 연마하여 윤문을 판독하는 방법을 사용하였다. 문치가자미 연령 분석의 정확성을 높이기 위해 더 많은 양의 이석을 판독하는데 중점을 두었고, 그 결과 암컷은 최대 7세, 수컷은 5세로 나타나 표면연마를 통한 윤문판독의 어려움이 없었다. 일본 동경만 문치가자미의 성장연구에서는 암수 모두를 연령분석 할 경우 약 5세 이하의 개체들은 표면을 판독하는 방법과 이석을 절단하는 방법 사이에 유사한 판독 결과를 보여 성장식 추정이 가능하다고 하였고(Lee et al.
- 05). 문치가자미 이석의 윤문 판독에 대한 정확성을 높이기 위하여 두 명의 판독자가 2회씩 연령사정을 수행하였고, 판독자에 따른 2회 연령판독 일치율은 판독자 1이 93.4%, 판독자 2가 92.5 %로 나타났다. 각 판독자의 윤문 판독 결과의 재현성을 분석하기 위한 판독자간 일치율을 보면, 판독자1의 첫 번째 결과와 판독자 2의 두 번째 결과가 가장 일치율이 높게 나타났고, 판독자1의 두 번째 결과와 판독자 2의 첫 번째 결과의 일치율이 가장 낮았다.
- 26 cm 로 나타났다. 문치가자미는 일본해역에 비해 우리나라의 문치가자미가 이론적 최대체장이 큰 경향을 보여주며, 일본의 최북단의 아오모리 해역과 비교해도 본 연구해역의 문치가자미의 암컷은 크고, 수컷은 유사하게 나타났다. 추정된 문치가자미의 성장식을 이용하여 선행연구와의 성장율을 비교한 결과에서도 암컷은 동해안 문치가자미가 가장 높은 값을 나타내었고, 우리나라 남해안의 문치가자미가 가장 낮은 값을 보였다(Table.
- 문치가자미의 암컷과 수컷의 체장의 차이를 분석한 결과 암컷이 수컷에 비하여 평균 체장이 큰 것으로 나타났다(t-test, p<0.05).
- 본 연구에서 문치가자미의 윤문 형성시기 및 연간 형성횟수는 3-5월 사이에 연 1회 형성되는 것으로 나타났고, 남해안의 문치가자미도 불투명대의 주 형성시기가 3-5월(Kim et al., 2015) 로 나타나 유사한 결과를 보였으며, 부산에서 채집된 문치가자미의 윤문 형성시기는 4-6월(Kim et al., 1991)로 나타나 1개월 늦었다. 일본 동경만의 문치가자미는 불투명대 주 형성시기가 2-4월(Lee et al.
- 추정된 문치가자미의 성장식을 이용하여 선행연구와의 성장율을 비교해보면(Table 4), 암컷은 동해안 문치가자미가 가장 높은 값을 나타내었고, 우리나라 남해안의 문치가자미가 가장 낮은 값을 보였다. 수컷은 일본 동경만산의 문치가자미가 가장 높은 값을 나타내었고, 남해안의 문치가자미가 가장 낮은 값을 보였다.
- 암컷과 수컷의 성장식을 비교한 결과 암컷이 중량과 체장 모두에서 수컷보다 빠르게 성장하는 것으로 나타났다(ANCOVA, p<0.05).
- 6). 암컷의 상대성장식은 TW=0.009TL3.128 (R2 =0.969)으로 나타났고, 수컷의 상대성 장식은 TW=0.008TL3.150 (R2 =0.964)으로 나타났다. 암컷과 수컷의 성장식을 비교한 결과 암컷이 중량과 체장 모두에서 수컷보다 빠르게 성장하는 것으로 나타났다(ANCOVA, p<0.
- (2015)이 제시한 평균 윤경 값의 가중 평균을 이용하여 연령별 역계산 체장을 추정하였다. 역계산된 연령별 전장으로부터 추정한 성장 매개변수값을 이용한 문치가자미의 성장식은 Fig. 7과 같았으며, 이론적 최대체장(TL)은 암컷 52.63 cm, 수컷 36.22 cm로 추정되었다. 남해안에 서식하는 문치가자미는 암수 각각 52.
- 이석에 형성된 윤문을 분석한 결과 문치가자미의 최대연령은 암컷 7세, 수컷 5세로 나타나 암컷이 수컷보다 고 연령으로 나타났다. 연령별 성장은 수컷이 3세 이전에 성장이 좋고, 3세 이후에는 암컷의 성장이 더 좋은 것으로 나타났다. 남해안 문치가자미 연구(Kim et al.
- , 2015). 이석에 형성된 윤문을 분석한 결과 문치가자미의 최대연령은 암컷 7세, 수컷 5세로 나타나 암컷이 수컷보다 고 연령으로 나타났다. 연령별 성장은 수컷이 3세 이전에 성장이 좋고, 3세 이후에는 암컷의 성장이 더 좋은 것으로 나타났다.
- , 2014). 이석의 정확한 연령사정을 위하여 두 명의 판독자가 2회 반복 윤문을 읽어 판독 결과에 대한 일관성과 재현성을 분석한 결과, 문치가자미의 윤문개수에 대한 판독자간 평균 일관성은 89.8%였던 반면, 숭어(Zhang et al., 2011)와 돌돔(Oplegnathus fasciatus, Zhang et al., 2013)에서는 일관성이 80% 이하로 나타나 문치가자미의 윤문은 다른 어종에 비해 윤문이 정확히 나타나는 것으로 판단된다. Hoshino et al.
- 문치가자미는 일본해역에 비해 우리나라의 문치가자미가 이론적 최대체장이 큰 경향을 보여주며, 일본의 최북단의 아오모리 해역과 비교해도 본 연구해역의 문치가자미의 암컷은 크고, 수컷은 유사하게 나타났다. 추정된 문치가자미의 성장식을 이용하여 선행연구와의 성장율을 비교한 결과에서도 암컷은 동해안 문치가자미가 가장 높은 값을 나타내었고, 우리나라 남해안의 문치가자미가 가장 낮은 값을 보였다(Table. 4). 수컷은 일본 동경만의 문치가자미가 가장 높은 값을 나타내었고 (Lee et al.
- 117세로 추정되었다. 추정된 문치가자미의 성장식을 이용하여 선행연구와의 성장율을 비교해보면(Table 4), 암컷은 동해안 문치가자미가 가장 높은 값을 나타내었고, 우리나라 남해안의 문치가자미가 가장 낮은 값을 보였다. 수컷은 일본 동경만산의 문치가자미가 가장 높은 값을 나타내었고, 남해안의 문치가자미가 가장 낮은 값을 보였다.
후속연구
- , 2015). 그리고 좀 더 정확한 연령분석을 위해 샘플 채집방법을 동일하게 하면 각 해역의 성장차이를 좀더 정확히 추정할 수 있을 것으로 보인다. 마지막으로 인위적인 어획압력에 의한 자원량 변화의 차이로 자원량의 감소하면서 고연령 개체의 출현빈도가 낮아지는 경향을 보여 어획에 의한 각 해역간의 최대체장의 차이를 보일 수 있다고 보고한 바 있다(Kooka et al.
- 따라서, 우리나라 문치가자미의 성장비교 및 전체 해역의 자원관리를 위해서는 같은 시기에 같은 방법으로 샘플을 채집하여 연구를 수행해야 할 것으로 판단되고, 각 해역의 연도별 어획 동향 및 어업변화 등을 고려하여 분석함으로써 어획압력에 의한 부분도 확실히 검토해야 할 부분으로 보인다. 또한 어류의 성장에 영향을 미치는 먹이 즉 식성연구와 해역의 먹이생물의 분포, 해양환경 조사도 병행이 필요하고, 향후 문치가자미뿐만 아니라 많은 수산자원을 관리하기 위한 연구진행 시 고려해야 할 중요한 부분으로 생각된다.
- 따라서, 우리나라 문치가자미의 성장비교 및 전체 해역의 자원관리를 위해서는 같은 시기에 같은 방법으로 샘플을 채집하여 연구를 수행해야 할 것으로 판단되고, 각 해역의 연도별 어획 동향 및 어업변화 등을 고려하여 분석함으로써 어획압력에 의한 부분도 확실히 검토해야 할 부분으로 보인다. 또한 어류의 성장에 영향을 미치는 먹이 즉 식성연구와 해역의 먹이생물의 분포, 해양환경 조사도 병행이 필요하고, 향후 문치가자미뿐만 아니라 많은 수산자원을 관리하기 위한 연구진행 시 고려해야 할 중요한 부분으로 생각된다.
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