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문제 정의
- 따라서 본 연구는 과거 타해역에 비해 상대적으로 높은 출현종수와 생물량을 나타내었으나 최근 빈약한 해조상을 나타내는 기장 해역의 해조 군집을 대상으로 현재 해조류의 종조성 및 군집특성, 과거 연구와의 비교를 통한 군집의 변동 등을 면밀히 파악하며, 추후 해조상의 구계론적 연구를 수행하는데 있어 근거자료를 제공하고자 수행하였다.
제안 방법
- 각 해역의 조간대와 조하대에서 해조 군집을 대표할만한 장소를 선정한 후 Transect line을 설치하였으며, 정량조사는 10 × 10 cm 크기로 소분획된 50 × 50 cm 크기의 방형구를 사용하여 조간대에서 는 5개 정점, 조하대에서는 20개 정점에 걸쳐 사진 촬영 후 출현한 모든 해조류를 전량 채집하는 동시에 종별 피도와 빈도를 기록하였고(Saito and Atobe, 1970), 정성조사는 정점 주변 및 이동 시에 채집을 병행하였다.
- 동정된 샘플은 페이퍼 타올과 거즈로 수분을 제거한 후 종별로 전자저울(CAS, CBL3200H)을 이용해 0.01 g 수준까지 습중량을 측정하였으며, 단위 면적당 생물량(g·m–2)으로 환산하였고, 결과 분석 시 각 해역별 정점은 크게 조간대, 조하대로 나누어 총 6개 집단으로 구분하였다.
- 0을 이용하여 유사도 분석(Bray and Curtis, 1957)을 실시한 후 수지도(Dendrogram)를 작성하였다. 또한 해조류의 군집 상태를 알아보고자 출현종을 Littler and Littler(1984)의 6개 기능형(Functional form)으로 분류하였으며, 각 기능형군별 피도를 토대로 ESG (Ecologial State Group) Ⅰ, Ⅱ비율을 산출한 후 Orfanidis et al.(2001; 2003)이 제시한 Matrix를 이용하여 해조 군집 상태를 분석하였다.
- 우점종을 파악하고자 출현 종의 피도와 빈도를 토대로 상대피도, 상대빈도를 산출한 후 중요도(Important Value: IV)를 계산하였고, 군집의 생태지수 파악을 위해 다양도 지수(Shannon and Wiener, 1963), 풍부도 지수(Margalef, 1958), 균등도 지수(Pielou, 1977) 및 우점도 지수(Simpson, 1949) 등을 계산하여 비교하였다. 종조성과 생물량 자료을 토대로 집괴 분석을 위해 PRIMER(Plymouth Routines Multivariate Ecological Research) version 6.
- 채집된 해조류 시료는 아이스박스에 담아 실험실로 운반하였으며, 담수로 세척하고, 불순물을 제거한 후 현미경(Olympus SZX9, Olympus BX50)을 이용하여 남조류를 제외한 모든 해조류를 동정하였고, 동정 시 Kang(1968), Chihara(1970), Abbott and Hollenberg(1976), Yoshida(1998), Lee(2008) 등 해조류 도감 및 관련 논문들을 참고하였다. 동정된 샘플은 페이퍼 타올과 거즈로 수분을 제거한 후 종별로 전자저울(CAS, CBL3200H)을 이용해 0.
대상 데이터
- 본 연구는 부산시 기장군에 위치한 문동, 대변, 공수 등 3개 해역의 조간대와 조하대에서 2017년 5월부터 6월까지 수행되었으며, 조하대는 수심 11 m까지 수중잠수조사(SCUBA Diving)를 이용하여 실시하였다(Fig. 1). 각 해역의 조간대와 조하대에서 해조 군집을 대표할만한 장소를 선정한 후 Transect line을 설치하였으며, 정량조사는 10 × 10 cm 크기로 소분획된 50 × 50 cm 크기의 방형구를 사용하여 조간대에서 는 5개 정점, 조하대에서는 20개 정점에 걸쳐 사진 촬영 후 출현한 모든 해조류를 전량 채집하는 동시에 종별 피도와 빈도를 기록하였고(Saito and Atobe, 1970), 정성조사는 정점 주변 및 이동 시에 채집을 병행하였다.
데이터처리
- 우점종을 파악하고자 출현 종의 피도와 빈도를 토대로 상대피도, 상대빈도를 산출한 후 중요도(Important Value: IV)를 계산하였고, 군집의 생태지수 파악을 위해 다양도 지수(Shannon and Wiener, 1963), 풍부도 지수(Margalef, 1958), 균등도 지수(Pielou, 1977) 및 우점도 지수(Simpson, 1949) 등을 계산하여 비교하였다. 종조성과 생물량 자료을 토대로 집괴 분석을 위해 PRIMER(Plymouth Routines Multivariate Ecological Research) version 6.0을 이용하여 유사도 분석(Bray and Curtis, 1957)을 실시한 후 수지도(Dendrogram)를 작성하였다. 또한 해조류의 군집 상태를 알아보고자 출현종을 Littler and Littler(1984)의 6개 기능형(Functional form)으로 분류하였으며, 각 기능형군별 피도를 토대로 ESG (Ecologial State Group) Ⅰ, Ⅱ비율을 산출한 후 Orfanidis et al.
이론/모형
- 또한 해조류의 군집 상태를 알아보고자 출현종을 Littler and Littler(1984)의 6개 기능형(Functional form)으로 분류하였으며, 각 기능형군별 피도를 토대로 ESG (Ecologial State Group) Ⅰ, Ⅱ비율을 산출한 후 Orfanidis et al.(2001; 2003)이 제시한 Matrix를 이용하여 해조 군집 상태를 분석하였다.
- 출현종 종명 및 국명, 목록 정리는 Kim et al.(2013)을 따랐으며, Kang(1968)과 Lee and Kang(2001)을 참고하였다.
성능/효과
- , Sargassum thunbergii, Chondria crassicaulis, 저조선 부근은 Pachymeniopsis elliptica, Sargassum spp., 조하대 얕은 수심 (2m)에서 Ulva australis, Grateloupia turuturu, 중간 수심에서 Rugulopteryx okamurae, Hypnea saidana, Rhodymenia intricata, 깊은 수심(8~10m)에서 Codium arabicum, Phycodrys fimbriata 등 이 대표한다고 언급하였으며, 본 연구결과와 비교하였을 때 일부 종들의 생물량 및 중요도의 변화는 있으나 대체로 유사한 특징을 나타내어 해조 군집의 수직분포에 큰 변화는 없는 것으로 판단된다.
- 30%로 그 차이가 뚜렷하였다. 각 군집별 유사도는 조간대 58.31 ~ 59.08%, 조하대 39.57 ~ 54.98 %를 나타내었으며, 조간대의 경우 상대적으로 해역 간 유사도가 높았고, 조하대의 경우 문동이 대변 및 공수와는 비유사도 65.75%로 차이를 보였다(Fig. 2).
- 각 기능형군 가운데 엽상형, 사상형, 성긴분기형은 ESGⅡ, 다육질형, 각상형, 유절산호말형은 ESGⅠ으로 구분한 뒤, 그룹별 평균 피도를 토대로 생태학적 상태를 구한 결과 기장 해역 전체 조간대 및 조하대는 ‘Low’를 나타내었고, 집단별로는 문동 조간대 및 조하대가 ‘Moderate’, 대변과 공수 두 해역 모두 조간대 및 조하대가 ‘Low’로 나타났다.
- 0%)가 주요 우점종으로 확인되었다. 각 집단별 최우점종은 문동 조간대에서 Melobesioidean algae (13.3 %), 조하대에서 Melobesioidean algae(6.9 %), 대변 조간대에서 Melobesioidean algae(11.4 %), 조하대에서 Melobesioidean algae(17.1 %), 공수 조간대에서 Sargassum thunbergii(8.7 %), Phycodrys fimbriata(14.7 %)로 확인되었으며, 공수를 제외한 4개 집단에서 모두 Melobesioidean algae가 최우점하는 것으로 나타났다(Table 2).
- 각 해역의 종별 생물량 자료를 조간대와 조하대로 구분하여 총 6개의 집단을 대상으로 집괴분석을 실시한 결과 해역에 상관없이 크게 조간대 및 조하대로 구분되었으며, 비유사도는 91.30%로 그 차이가 뚜렷하였다. 각 군집별 유사도는 조간대 58.
- 군집 분석결과 조간대와 조하대 군집이 크게 차이를 보였고, 두 집단의 차이에 대한 종별 기여도는 Sargassum thunbergii 8.66 %, Phycodrys fimbriata 7.25 %, Corallina pilulifera 4.98 %, Ulva australis 4.04 %, Undaria pinnatifida 3.99 %, Dictyopteris prolifera 3.67 % 등이 상대적으로 높았으며, S. thunbergii, C. pilulifera, U. australis 등은 조간대, P. fimbriata, U. pinnatifida, D. prolifera 등은 조하대에서만 출현하거나 상대적 생물량이 높았다. 해역별 해조 군집은 조간대의 경우 Ulva linza, Sargassum fusiforme, Ceramium paniculatum, Chondracanthus intermedius, Ahnfeltiopsis flabelliformis, Pachymeniopsis lanceolata, 조하대의 경우 Desmarestia tabacoides, Sargassum coreanum, S.
- (2013)의 결과는 각 연구에서 언급된 바와 같이 주로 인근연안 개발이나 다른 외부 요인들에 인한 영향 내지 조사 당시 계절 및 정점 등의 차이로 인해 출현종수가 상대적으로 적었던 것으로 추측된다. 본 연구 및 이전 연구들을 종합한 결과 녹조류 34종, 갈조류 56종, 홍조류 185종 등 총 275종이 생육하는 것으로 확인되었고, 이는 Kim et al.(2013)의 국가생물 종목록집(해조류)에 기록된 국내 분포 해조류 908종 가운데 대략 30 % 수준이며, Lee et al.
- 부산시 기장군 문동, 대변, 공수 등 3개 연구 해역에서 출현한 해조류는 녹조류 13종(10.7 %), 갈조류 18종(14.9 %), 홍조류 90종(74.4 %) 등 총 121종이며, 해역별로는 문동 88종, 공수 76종, 대변 75종 순으로 높았다. 수심별로는 조간대에서 총 56종, 조하대에서 총 110종으로 조하대 출현종이 2배가량 많았으며, 해역별 출현종수는 문동 조하대에서 80종으로 최대, 조간대에서 27종으로 최소값을 나타내었다.
- 생태지수 분석 결과 문동과 대변의 경우 종풍부도와 다양도는 조하대, 우점도는 조간대에서 상대적으로 높았고, 균등도는 동일하게 나타났으며, 공수의 경우 종풍부도와 우점도는 조하대, 균등도와 다양도는 조간대에서 상대적으로 높게 나타났다. 이러한 차이는 3개 해역 모두 조하대 해조군집의 출현종수와 생물량이 조간대에 비해 더 높은 공통점을 보였으나 집단별로 높은 우점도를 나타내는 종수가 상이하여 나타난 결과이다.
- 4 %) 등 총 121종이며, 해역별로는 문동 88종, 공수 76종, 대변 75종 순으로 높았다. 수심별로는 조간대에서 총 56종, 조하대에서 총 110종으로 조하대 출현종이 2배가량 많았으며, 해역별 출현종수는 문동 조하대에서 80종으로 최대, 조간대에서 27종으로 최소값을 나타내었다. 전 해역에서 출현한 공통종은 녹조류 Ulva australis 외 1종, 갈조류 Dictyopteris prolifera 외 5종, 홍조류 Erythrotrichia carnea 외 34종 등 총 43종이며, 대부분이 소형 홍조류인 것으로 확인되었다(Table 1).
- 연구 집단별 출현종의 중요도(IV)를 토대로 상위 5종을 분석한 결과 조사해역 전체에 걸쳐 조간대에서는 Melobesioidean algae(10.8%), Ulva australis(8.5%), Corallina pilulifera(7.7%), Sargassum thunbergii(7.2%), Chondracanthus intermedius(5.3%), 조하대에서는 Melobesioidean algae(11.3%), Phycodrys fimbriata (7.7%), Acrosorium ciliolatum(5.3%), Plocamium telfairiae(4.8%), Grateloupia cornea(4.0%)가 주요 우점종으로 확인되었다. 각 집단별 최우점종은 문동 조간대에서 Melobesioidean algae (13.
- 연구 해역의 평균 생물량은 녹조류 63.1 g·m–2 (4.2 %), 갈조류 654.3 g·m–2 (43.6 %), 홍조류 784.1 g·m–2 (52.2 %) 등 총 1,501.5 g·m–2로 확인되었으며, 수심별로는 조간대 1,133.5 g·m–2 , 조하대 1,869.4 g·m–2로 조하대가 더 높았다.
- 수심별로는 조간대에서 총 56종, 조하대에서 총 110종으로 조하대 출현종이 2배가량 많았으며, 해역별 출현종수는 문동 조하대에서 80종으로 최대, 조간대에서 27종으로 최소값을 나타내었다. 전 해역에서 출현한 공통종은 녹조류 Ulva australis 외 1종, 갈조류 Dictyopteris prolifera 외 5종, 홍조류 Erythrotrichia carnea 외 34종 등 총 43종이며, 대부분이 소형 홍조류인 것으로 확인되었다(Table 1).
- 집단별 해조류 군집 생태지수를 분석한 결과 종풍부도 범위는 3.56 ~ 9.88, 균등도 범위는 0.42 ~ 0.55, 다양도 범위는 1.75 ~ 2.43, 우점도 범위는 0.19 ~ 0.37이며, 종풍부도, 균등도 및 다양도는 문동의 조하대에서 가장 높았고, 우점도는 공수의 조하대에서 가장 높았다(Table 3).
- 집단별로 높은 생물량을 나타낸 상위 3종을 분석한 결과 조사해역 전체에 걸쳐 조간대에서 Ulva australis, Sargassum thunbergii, Corallina pilulifera, 조하대에서 Sargassum macrocarpum, Undaria pinnatifida, Phycodrys fimbriata의 생물량이 높게 나타나 조간대와 조하대의 생물량 우점종이 뚜렷하게 구분되었다. 집단별로는 문동 조간대에서 S.
- 집단별로는 문동 조간대에서 S. thunbergii가 512.1 g·m–2 , 조하대에서 U. pinnatifida가 1,171.4 g·m–2 , 대변 조간대에서 S. thunbergii가 478.8 g·m-2 , 조하대에서 P. fimbriata가 397.5 g·m-2 , 공수 조간대에서 S. thunbergii가 341.1 g·m-2 , P. fimbriata가 918.3 g·m-2로 생물량이 가장 높았다(Table 1).
- 0 g·m-2로 가장 낮았다. 집단에 따른 분류군별 생물량 비율은 녹조류의 경우 0.1 ~ 19.0 %로 3개 해역 모두 조간대의 생물량이 더 높았고, 갈조류의 경우 13.6 ~ 61.5 %로 해역에 따라 달랐으며, 홍조류의 경우 34.4 ~ 86.2 %로 조하대의 생물량이 더 높았다(Table 1).
- 출현한 해조류의 ESG별 평균 피도(%)를 토대로 생태학적 상태를 분석한 결과 해역 전체는 ‘Low’, 집단별로는 ‘Low’ ~ ‘Moderate’ 상태를 나타내었으며, 이는 교란이나 환경오염이 상대적으로 높은 해역에 출현하는 기회종(opportunistic species)인 ESGⅡ가 기장 전체에 걸쳐 폭넓게 분포하고 있다는 것 을 의미한다.
- 이러한 차이는 3개 해역 모두 조하대 해조군집의 출현종수와 생물량이 조간대에 비해 더 높은 공통점을 보였으나 집단별로 높은 우점도를 나타내는 종수가 상이하여 나타난 결과이다. 특히 공수 조하대의 우점도가 다른 집단에 비해 유난히 높았던 점은 다른 집단에서 최우점종의 생물량 비율이 34.31 ~ 48.16 %인데 반해 공수 조하대의 최우점종인(Phycodrys fimbriata)의 생물량 비율이 59.54 %로 전체 생물량의 절반 이상을 차지한 결과로 판단된다.
- 각 기능형군 가운데 엽상형, 사상형, 성긴분기형은 ESGⅡ, 다육질형, 각상형, 유절산호말형은 ESGⅠ으로 구분한 뒤, 그룹별 평균 피도를 토대로 생태학적 상태를 구한 결과 기장 해역 전체 조간대 및 조하대는 ‘Low’를 나타내었고, 집단별로는 문동 조간대 및 조하대가 ‘Moderate’, 대변과 공수 두 해역 모두 조간대 및 조하대가 ‘Low’로 나타났다. 해역 간 해조 군집의 생태학적 상태는 상대적으로 문동이 우수하고, 대변 및 공수가 빈약하게 나타났다(Table 4).
- prolifera 등은 조하대에서만 출현하거나 상대적 생물량이 높았다. 해역별 해조 군집은 조간대의 경우 Ulva linza, Sargassum fusiforme, Ceramium paniculatum, Chondracanthus intermedius, Ahnfeltiopsis flabelliformis, Pachymeniopsis lanceolata, 조하대의 경우 Desmarestia tabacoides, Sargassum coreanum, S. horneri, S. macrocarpum, Undaria pinnatifida, Ecklonia cava, Dichotomaria falcata, Phycodrys fimbriata, Pachymeniopsis elliptica 등의 출현유무 및 생물량으로 인해 차이를 보이는 것으로 나타났다. Lee et al.
- 해조류 기능형군 비율은 해역 전체 평균 121종 가운데 성긴 분기형 42종(34.7 %), 사상형 34종(28.1 %), 엽상형 19종(15.7 %), 다육질형 13종(10.7 %), 각상형 7종(5.8 %), 유절산호말형 6종(5.0 %) 순으로 나타났다. 각 기능형군 가운데 엽상형, 사상형, 성긴분기형은 ESGⅡ, 다육질형, 각상형, 유절산호말형은 ESGⅠ으로 구분한 뒤, 그룹별 평균 피도를 토대로 생태학적 상태를 구한 결과 기장 해역 전체 조간대 및 조하대는 ‘Low’를 나타내었고, 집단별로는 문동 조간대 및 조하대가 ‘Moderate’, 대변과 공수 두 해역 모두 조간대 및 조하대가 ‘Low’로 나타났다.
후속연구
- (1984) 의 연구와 비교 시 군집 분포, 특성, 일부 주요 우점종의 생물량이나 우점도에서 큰 차이를 보이지 않아 기장 해조 군집에서 기회종의 비율이 높은 것은 고유한 특성으로 나타났다. 하지만 기장 일대 해역은 미역이나 다시마 등의 해조류 양식이 주를 이루고 있어 양식장 조성과 국가어항개발 및 연안 정비 등의 연안개발로 인한 인위적인 영향이 해조 군집에 지속적인 영향을 미칠 것으로 생각되어 기장 해역 전반에 걸친 해조 군집의 장기 모니터링과 우수한 군집에 대한 관리 방안이 필요할 것으로 판단된다.
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