[논문]가을철 황해 남부의 중형동물플랑크톤 분포

김가람; 강형구

doi:10.4217/opr.2019.41.4.251

가을철 황해 남부의 중형동물플랑크톤 분포
Mesozooplankton Distribution in the Southern Yellow Sea in Autumn 원문보기

Ocean and polar research, v.41 no.4, 2019년, pp.251 - 263

김가람 (한국해양과학기술원 해양생태연구센터) , 강형구 (한국해양과학기술원 해양생태연구센터)

Abstract ▼ AI-Helper

We investigated the mesozooplankton community structure during autumn in the southern Yellow Sea. Mesozooplankton density generally ranged from 352 to 2,954 ind. m-3 and varied according to different sampling stations. The copepod Paracalanus parvus s.l. and its copepodites dominated in the communities, corresponding to 57.3% in density of the total. Surface and water-column averaged salinity were positively correlated with density of total mesozooplankton, copepods and a few dominant species, and the tunicate Thalia rhomboides was negatively related to chlorophyll-a concentration. The mesozooplankton community of the study area was divided into three groups according to the cluster analysis using species composition and density: one in the northern coastal region, another in the northern offshore region, and the other in the south. The most significant indicator species for each of the groups were Labidocera euchaeta in the northern coastal region, T. rhomboides in the northern offshore region, and Themisto sp. juveniles in the south. This study provides recent data on the characteristics of the mesozooplankton community in the southern Yellow Sea, which may be valuable for gaining a better understanding of changes in the pelagic ecosystem of the Yellow Sea.

주제어

표/그림 (13)

그림 Fig. 1. Zooplankton sampling locations in the southern Yellow Sea
그림 Fig. 2. Vertical distributions of temperature (above; ℃) and salinity (below; psu) at the sampling stations located in 34°N (left) and 35°N (right) in the southern Yellow Sea
그림 Fig. 3. Horizontal distributions of surface temperature (5 m; above left; ℃), surface salinity (5 m; above right; psu), surface chl-a concentration (0 m; below left; μg L^-1), and water column averaged chl-a concentration (below right; μg L^-1)
그림 Fig. 4. Zooplankton diversity index (H’) in the southern Yellow Sea
그림 Fig. 5. Density and proportion of mesozooplankton.
표 Table 1. The list of mesozooplankton species observed in the southern Yellow Sea in October, 2018
그림 Fig. 6. Density of the dominant species occupied more than 3% of total mesozooplankton density
표 Table 2. The results of correlation analysis between environmental factors and the densities of dominant species (*p < 0.05, **p < 0.01, numbers in bracket are log converted)
그림 Fig. 7. RDA biplot for the densities of dominant zooplankton species with the environmental factors (TotlZoop: Total mesozooplankton, Copepods: Total copepods, CalnSinc: Calanus sinicus, ParParSL: Paracalanus parvus s.l., OithAtln: Oithona atlantica, OithSiml: Oithona similis, ThalRhom: Thalia rhomboides)
그림 Fig. 8. The results of cluster analysis of the mesozooplankton community in the southern Yellow Sea
표 Table 3. Results of redundancy analysis for the zooplankton (Total mesozooplankton, total copepods, Calanus sinicus, Paracalanus parvus s.l., Oithona atlantica, O. similis, Thalia rhomboides) in relation to water temperature, salinity and chlorophyll-a concentration
표 Table 4. Top six dominant species for each group and their contribution as percentage, with group averaged environmental factors and diversity index (H’)
표 Table 5. Indicator values of the indicator species with Monte Carlo test of significance (p < 0.05) for the three groups

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구에서는 가을철 황해 남부 연안과 외해역에서 중형동물플랑크톤 군집의 분포 특성을 이해하고, 중형동물플랑크톤 분포 특성에 대한 수온, 염분, 엽록소 농도와 같은 환경 요인의 영향을 고찰하였다.

제안 방법

m^-3)로 환산하였다. 수온과 염분은 CTD(Sea-Bird911, Sea-Bird Scientific, Bellevue, WA, USA)로 측정하였으며, 중형동물플랑크톤 채집 정점을 포함한 22개 정점에서 측정하였다. 엽록소-a(chl-a) 농도는 선상에서 표층 및 층별(수심에 따라 5−10 m 간격) 해수 500 mL를 GF/F여과지(Whatman, Maidstone, UK)에 여과 후 냉동보관 하였다가 엽록소를 추출하여 형광광도계(10-AU, TurnerDesigns, SanJose, USA)로 측정하였다.
Bray-Curtis의 유사도 거리 지수를 근거로 집괴분석(Cluster Analysis; CA)을 한 후, 그 결과를 dendrogram과 NMS (Non-metric Multidimensional Scaling)로 표현하였다. 집괴분석의 결과를 보고 군집을 임의의 수로 그룹을 지어 MRPP(Multi-Response Permutation Procedure)로 타당성을 검증하였고, 그 결과 조사 정점을 3개 그룹으로 구분하였다. 구분된 그룹의 종들을 대상으로 지표종 분석(Indicator Species Analysis; ISA)을 하였으며, 지표 지수(indicator value)의 유의성을 Monte Carlo test로 검증하여 유의한(p < 0.
채집한 동물플랑크톤은 최종300−500 개체가 될 때까지 분할하고, 해부현미경(Stemi2000-C, Zeiss, Germany)과 광학현미경(Axioskop, Zeiss)을 이용하여 종 동정 및 계수한 후에 단위 부피당 개체수(ind. m-3)로 환산하였다.

대상 데이터

유량계(Hydro-bios, Germany)가 부착된 원추형 네트(망구 60 cm, 망목 200 μm)를 저층부터 표층까지 수직 예인(vertical tow)하였고, 채집한 시료는 선상에서 5% 중성포르말린으로 고정하였다.
중형동물플랑크톤 군집 분석은 각 정점별 전체 밀도의 1% 이상을 차지한 출현종과 밀도를 대상으로 하였다. Bray-Curtis의 유사도 거리 지수를 근거로 집괴분석(Cluster Analysis; CA)을 한 후, 그 결과를 dendrogram과 NMS (Non-metric Multidimensional Scaling)로 표현하였다.
황해 남부에 위치한 10개 조사 정점에서 2018년 10월16일부터 18일까지 중형동물플랑크톤을 채집하였다(Fig.1). 유량계(Hydro-bios, Germany)가 부착된 원추형 네트(망구 60 cm, 망목 200 μm)를 저층부터 표층까지 수직 예인(vertical tow)하였고, 채집한 시료는 선상에서 5% 중성포르말린으로 고정하였다.

데이터처리

중형동물플랑크톤 군집 분석은 각 정점별 전체 밀도의 1% 이상을 차지한 출현종과 밀도를 대상으로 하였다. Bray-Curtis의 유사도 거리 지수를 근거로 집괴분석(Cluster Analysis; CA)을 한 후, 그 결과를 dendrogram과 NMS (Non-metric Multidimensional Scaling)로 표현하였다. 집괴분석의 결과를 보고 군집을 임의의 수로 그룹을 지어 MRPP(Multi-Response Permutation Procedure)로 타당성을 검증하였고, 그 결과 조사 정점을 3개 그룹으로 구분하였다.
구분된 그룹의 종들을 대상으로 지표종 분석(Indicator Species Analysis; ISA)을 하였으며, 지표 지수(indicator value)의 유의성을 Monte Carlo test로 검증하여 유의한(p < 0.05) 종만을 제시하였다.
또한 중형동물플랑크톤 변동과 환경 요인 사이의 종합적인 관련성을 이해하기 위하여 중복분석(Redundancy analysis;RDA)을 하였는데, 이 경우 중형동물플랑크톤 밀도는log10(x+1)로 변환하여 사용하였고, 전진 선택(forward stepwise selection)에 의한 Monte Carlo permutation test를 이용하여 환경 요인들에 대한 유의도 (p < 0.05)를 점검하였다.
중형동물플랑크톤의 종 다양성 분석에는 ShannonWiener 종 다양성 지수(H’)를 사용하였다. 중형동물플랑크톤 밀도 변동과 환경 요인 사이의 관련성을 분석하기 위해 전체 밀도의 2% 이상을 차지하는 우점종 요각류를 대상으로 상관분석을 하였으며, 상관분석에는 SYSTAT13(Systat Software Inc., Chicago, USA)을 이용하였다. 또한 중형동물플랑크톤 변동과 환경 요인 사이의 종합적인 관련성을 이해하기 위하여 중복분석(Redundancy analysis;RDA)을 하였는데, 이 경우 중형동물플랑크톤 밀도는log10(x+1)로 변환하여 사용하였고, 전진 선택(forward stepwise selection)에 의한 Monte Carlo permutation test를 이용하여 환경 요인들에 대한 유의도 (p < 0.

이론/모형

어떤 종의 지표 지수가 100이면 그 종이 포함된 그룹의 모든 정점에서는 출현하지만, 다른 그룹의 어떤 정점에서도 출현하지 않는다는 의미이다. 군집 분석과 지표종 분석에는 PCORD (ver. 7; MjM Software Design)를 이용하였다.
중복분석에는 CANOCO (version 5.0; ter Braakand Šmilauer 2012)를 이용하였다.
중형동물플랑크톤의 종 다양성 분석에는 ShannonWiener 종 다양성 지수(H’)를 사용하였다.

성능/효과

10월 황해 조사 해역에서는 총 49종의 중형동물플랑크톤이 출현하였으며(Table 1), 이들은 요각류 31종, 관해파리 1종, 이매패류와 복족류 유생, 만각류 유생, 다모류 유생, 단각류 미성숙체, 창새우 1종과 십각류 유생, 난바다곤쟁이 2종과 유생, 곤쟁이류 유생, 모악류 2종과 유생, 미충류와 척삭동물이 각각 1종이었다.
Thalia rhomboides는 표층 0 m 및 수층평균 chl-a 농도와 유의한 음의 상관관계가 있었고(p <0.05), O. atlantica는 표층 수온과 유의한 양의 상관관계 및 표층 chl-a 농도와 유의한 음의 상관관계가 있었다(p <0.05).
군집 분석 결과, 육지와 가까운 그룹 35-01, 02과 다른 그룹과 구분 짓는 종은 요각류 Labidocera euchaeta로, 이 그룹에서만 독점적으로 출현하였다(Table 4 and 5).Labidocera euchaeta는 인도, 동남아시아, 중국, 일본 및 우리나라 근해에 출현하는 중형(> 2 mm) 요각류로, 육식성이며 연안성으로 알려져 있다(Razouls et al.
35°N에 위치한 정점에서는 35-07,09 정점에서 수심 50−60 m에 수온과 염분의 약층이 형성되어 상층에는 상대적으로 고온 저염의 수괴가, 저층에는 저온 고염의 수괴가 위치하였다. 두 조사선 모두 05번 정점부터 육지와 가까운 정점들까지는 수온과 염분의 유동성이 크게 나타났다(Fig. 2).
모든 그룹에서 Paracalanus copepodites 밀도가 전체 밀도의 27.1−50.5%를 차지하여 가장 비중이 높았다.
살파류의 밀도변동은 chl-a 농도와 밀접한 관련이 있어서, 남해안과 북부 동중국해에서 살파 밀도가 많을수록 수층의 chl-a 농도가 낮았으며, 살파류에 의해 식물플랑크톤이 대량 소비되었기 때문으로 해석되었다(강 등 2000, 2019). 본 연구에서도 살파 밀도와 chl-a 농도가 음의 상관관계를 보여(Table 2 and Fig. 7), 살파류의 섭식압이 chl-a 농도에 영향을 주었을 가능성이 있다. 한편, 먹이 농도가 살파류의 분포와 밀도를 결정하는 주요 요인이기는 하지만, 살파류는 대체로 외양성 종들이기 때문에(Bathmann 1988;Madin et al.
8%로 상위 우점종이 아니었다(Table 4 and5). 우점종만을 보게 되면 상대적으로 밀도가 적은 O.fallax와 O. similis는 무시될 수 있으나, 지표종 분석 결과를 함께 보면 O. fallax와 O. similis가 정점 34-01, 05에서 특이적으로 높은 비중을 차지하여 구분된 해역의 특성에 기여한 것을 확인할 수 있다. 따라서 동물플랑크톤의 분포와 시공간적 변동을 환경 요인과 연관 지어 설명할 때에 지표종 분석이 하나의 유용한 방법이 될 수 있을 것이다.
7%를 차지할 만큼 다수 출현하였다(명 등 1994). 이처럼 L.euchaeta가 넓은 범위의 수온과 염분에 적응하는 것으로 보아, 이 종의 분포에는 수온, 염분 이외의 다른 환경 요인의 영향이 있을 것으로 판단된다. 요각류의 분포와 풍도는 수온, 염분뿐 아니라 먹이농도의 영향을 받기 때문에(Sugimoto and Tadokoro 1997; Leising and Franks2000), 먹이 농도가 본 연구에서 L.
전체 중형동물플랑크톤과 전체 요각류 밀도(p < 0.05) 및 P. parvus s.l.와 C. sinicus 밀도(p < 0.01)는 표층 5 m 염분 및 수층 평균 염분과 유의한 양의 상관관계가 있었다.
요각류Oithona의 종별 분포를 보면 위 두 지표의 차이는 더욱 확실해진다. 정점 34-01, 05, 09 그룹에서 O. atlantica가 동물플랑크톤 밀도의 4.4%로 4순위 우점종이었으나 지표종에는 해당하지 않았고, 이 그룹의 지표종에 해당하는 O.fallax와 O. similis의 밀도는 각각 전체 동물플랑크톤 밀도의 1.8 및 2.8%로 상위 우점종이 아니었다(Table 4 and5). 우점종만을 보게 되면 상대적으로 밀도가 적은 O.
5%를 차지하여 가장 비중이 높았다. 정점 35-03~11 그룹에서는 T. rhomboides가 차우점하였으며, 나머지 두 그룹에서는 P. parvus s.l.가 차우점하였다(Table 4). 정점 35-01, 02 그룹은 다른 그룹들보다 수온이 1.
Labidocera euchaeta와 그 유생은 정점 35-01, 02 그룹에서만 출현하였다. 정점 35-03~11 그룹의 경우 독점적으로 출현하는 종은 없었으나 다른 그룹에 비해 T. rhomboides가 특히 많았다.
젤라틴질의 부유성 피낭동물인 살파류의 일종인 T.rhomboides는 본 연구에서 정점 35-03~11 그룹에서 다수출현하여 이 그룹을 다른 그룹과 구분 하는데 기여하였다(Table 4 and 5). 살파류는 일시적이고 불규칙하게 대량 출현하여 주변 해역 환경에 큰 영향을 주는데, 대량 출현은 이들의 높은 섭식과 번식 때문에 가능한 것으로 알려져 있다.
중복분석 biplot에서 T. rhomboides와 표층 chl-a 농도는 강한 음의 상관관계, 전체 중형동물 플랑크톤 및 요각류와 염분은 양의 상관관계를 보였다(Fig. 7).
환경 요인이 중형동물플랑크톤의 변동에 미치는 종합적인 영향을 이해하기 위해, 전체 중형동물플랑크톤, 전체요각류, 우점종 4종에 대해 중복분석한 결과, 제1축과 제2축의 고유치(eigenvalue)는 각각 0.59와 0.15였으며, 제1축에 의하여 동물플랑크톤 변동이 59.0% 설명되었고, 두축의 누적 기여율(cumulative explained variation)은 74.3%였다(Table 3). 동물플랑크톤 종들과 환경 요인과의 상관관계(pseudo-canonical correlation)는 제1축과 제2축에서각각 0.
황해 남부의조사 해역에서도 P. parvus s.l.와 그 유생이 많이 출현했기 때문에(Fig. 6 and Table 4), 황해에서도 이들이 L.euchaeta의 주요 먹이원일 가능성이 있으나, 이번 조사에서는 L. euchaeta와 P. parvus s.l. 밀도 간에 유의한 상관관계를 찾을 수는 없었다(p > 0.05).
황해 조사 해역의 중형동물플랑크톤 군집을 통계적 검증을 통해 세 그룹으로 나누면, 각 그룹별 우점종과 지표종은 매우 상이 하였으며, 각 그룹별 우점종과 지표종에서 중첩되는 종은 1−2종으로 적었다(Table 4 and 5).
황해에서 10월에 전체 중형동물플랑크톤 밀도의 3% 이상을 차지한 상위 6종을 보면(Fig. 6), 요각류 Paracalanus의 유생이 전체 밀도의 34.2%로 가장 우점하였고, 정점34-09에서 1,012 ind. m^-3로 가장 많았으며, 정점 35-03에서 98 ind. m^-3로 가장 적었다. Paracalanus parvus s.

후속연구

similis가 정점 34-01, 05에서 특이적으로 높은 비중을 차지하여 구분된 해역의 특성에 기여한 것을 확인할 수 있다. 따라서 동물플랑크톤의 분포와 시공간적 변동을 환경 요인과 연관 지어 설명할 때에 지표종 분석이 하나의 유용한 방법이 될 수 있을 것이다.
05). 따라서 조사 해역에서 L. euchaeta의 제한적 분포를 이해하기 위해서는 언급된 환경 요인 외의 다른 요인도 고려해야 할 것이다.
황해 조사 해역의 중형동물플랑크톤 군집은 세 개의 그룹으로 나뉘었는데, 지표종 분석 결과 우점종과는 분명한 차이가 있었다. 본 연구는 제한적인 시기와 공간에서 이루어졌으나 가을철 황해 남부의 중형동물플랑크톤 군집의 특성에 대한 최근의 자료를 제공하고 있으며, 나아가 황해 부유 생태계 변화를 이해하는 기초자료로서 활용될 수 있을 것이다.
이전 연구와 본 연구 사이의 종 조성의 차이는 매우 다양한 환경 요인의 복합적인 영향에 의해 야기되었을 것이며, 본 연구 자료로서는 제한적인 추측만 가능할 뿐이다. 이전 연구에서 10월에 황해 서부와 중부의 저층 수온은 8−21℃의 범위로(Sun et al.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	황해란 무엇인가?	황해는 중국과 우리나라 사이의 반 폐쇄적 해역으로,평균 수심이 44 m, 중앙 부분의 최대 수심이 100 m 이하인 비교적 얕은 바다이며, 중국과 우리나라의 많은 강들에서 담수와 유기물이 유입된다. 특히 여름철에는 장강저염수(Changjiang Diluted Water)의 영향이 강하고(Lie 1986), 중앙부에 수온 10°C 이하의 황해저층냉수괴(Yellow SeaCold Water Mass)가 형성되어 가을철까지 지속된다(Park1986; Lie et al.
	동물플랑크톤의 분포를 이해하려면 해역의 환경 요인도 함께 고려해야 하는 이유는?	1998; Richardson and Schoeman 2004).동물플랑크톤은 운동 능력이 제한적이기 때문에, 동물플랑크톤 분포와 밀도는 서식 해역의 물리적 환경이나 먹이농도, 포식압과 같은 환경 요인의 영향을 크게 받는다(Taylor 1988; Sugimoto and Tadokoro 1997). 따라서 동물플랑크톤의 분포를 이해하려면 해역의 환경 요인도 함께 고려해야 한다.
	동물플랑크톤의 역할은?	동물플랑크톤은 표영생태계 먹이망에서 일차생산자인식물플랑크톤이 생산한 유기물을 어류와 같은 상위 영양단계의 포식자에게 전달하는 중요한 역할을 한다(Jonasdottir et al. 1998; Richardson and Schoeman 2004).

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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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