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문제 정의
- 이런 이유로 현재까지 KODOS 해역에서 보고된 대부분의 해양생물 연구는 CCFZ의 북위 5-17° 범위 내에서 광역적으로 수행되었다. 하지만, 본연구는 향후 수행예정인 저층충격모의시험을 위한 단기적, 장기적 교란의 영향을 파악하기 위해서, 시험 후보지 역의 반경 수 km 내 매우 좁은 지역을 대상으로 시료의 반복수를 늘려 비교자료의 정밀성을 높이고, 좀 더 정확한 서식 현존량과 군집 분포 특성의 자연 분포 범위를 산정하고자 하였다. 본 연구의 결과는 향후 저층충격모의시험과 채광에 대한 사전 비교자료로 의미있게 사용될 것으로 기대한다.
- 본 연구는 북동태평양 Clarion-Clipperton 균열대에 위치한 KODOS해역에서 향후 해저 망간단괴 채광을 대비한 환경 저층 교란 시험 대상해역 선정을 위하여, 심해 퇴적물에 서식하는 중형저서생물 군집 특성을 분석한 결과를 고찰하여 조사해역의 중형저서생물의 공간 분포 특성과 자연변화량을 기술하였다. 채집된 시료를 분석한 결과, 비슷한 수심대의 심해역에 비하여 다소 낮은 현존 서식량을 나타냈으나 CCFZ 인근해역에서 실시한 연구 들에서 보고된 해역의 현존량과는 비슷한 값을 보였다.
제안 방법
- 조사시기는 2008년부터 2014년까지 7년간 매년 하계인 7월에서 8월말 사이에 수행되었으며, 조사선은 2011년에 하와이대학교의 종합해양조사선 KOK (R/V Ka`imikai-o-Kanaloa)를 사용한 것을 제외하고는 모든 조사시기에 한국해양과학기술원 종합해양연구선 온누리호를 이용하여 진행되었다. 중형저서생물 시료 채집은 다중주상시료채취기(Multiple Corer, MC)를 이용 하여 실시하였다. 총 55개 정점으로, KOMO 지역에서 14개 정점과 BIS 지역 41개 정점에서 정량, 정성 분석용 시료를 채집하였다(Table 1).
- 총 55개 정점으로, KOMO 지역에서 14개 정점과 BIS 지역 41개 정점에서 정량, 정성 분석용 시료를 채집하였다(Table 1). 두 해역의 조사정점은 지형적 특성으로 고려하여 심해 분지에 위치한 정점은 BT (BIS trough), KT (KOMO trough)로, 마루에 위치한 정점은 BR (BIS ridge), KR (KOMO ridge)로 명명하여 구분하였다. 분포의 명확성을 높이기 위해 가능한 동일한 위치에서 채집을 시도하였지만, 채집기구를 운용하는 동안 선박의 움직임을 고려하여 DGPS 좌료를 기준 으로 채집기구가 해저면에 닿았던 위치를 각각 표기하여 별개의 정점 번호로 명명하였다.
- 두 해역의 조사정점은 지형적 특성으로 고려하여 심해 분지에 위치한 정점은 BT (BIS trough), KT (KOMO trough)로, 마루에 위치한 정점은 BR (BIS ridge), KR (KOMO ridge)로 명명하여 구분하였다. 분포의 명확성을 높이기 위해 가능한 동일한 위치에서 채집을 시도하였지만, 채집기구를 운용하는 동안 선박의 움직임을 고려하여 DGPS 좌료를 기준 으로 채집기구가 해저면에 닿았던 위치를 각각 표기하여 별개의 정점 번호로 명명하였다.
- 6 ㎝ 크기의 아크릴 코어러(acryl sub-corer)를 이용해 정점마다 3개의 부시료를 얻었다 (코어가 3개 확보되지 않을 경우에는 코어 라이너 2개에서 3개의 부시료 채취함). 모든 부시료의 채취는, 먼저 표층에 망간단괴가 있을 경우, 대형핀셋을 이용하여 표층이 교란되지 않도록 조심스럽게 건져내어 처리하였으며, 건져낸 망간단괴의 표면에 붙어있는 퇴적물은 여과된 해수로 씻어내어 표층 퇴적물 샘플과 합하여 함께 처리하였다. 아크릴 코어러로 채집된 시료는 중형저서생물의 수직분포 특성을 분석하기 위해 표층에서 3 ㎝ 까지는 0.
- 모든 부시료의 채취는, 먼저 표층에 망간단괴가 있을 경우, 대형핀셋을 이용하여 표층이 교란되지 않도록 조심스럽게 건져내어 처리하였으며, 건져낸 망간단괴의 표면에 붙어있는 퇴적물은 여과된 해수로 씻어내어 표층 퇴적물 샘플과 합하여 함께 처리하였다. 아크릴 코어러로 채집된 시료는 중형저서생물의 수직분포 특성을 분석하기 위해 표층에서 3 ㎝ 까지는 0.5 ㎝간격으로 절단을 하였고, 3 ㎝에서 5 ㎝ 까지는 1 ㎝ 간격으로, 그 이하의 시료는 2 ㎝ 두께로 9 ㎝까지 절단하여 처리하였다. 각각의 층으로 절단한 퇴적물 시료들은 7% MgCl₂로 약 20분간 마취시킨 후, 5% 포르말린으로 고정하였다.
- 퇴적물 내 중형저서생물의 서식밀도는 표층 3 ㎝ 안에 95% 이상을 차지하고 있기 때문에, 3 ㎝까지의 분석 자료를 사용하여 각 정점의 대표값으로 표현하였다. 생체량 분석은 Shirayama(1983)의 중형저서생물의 주요 분류군별 개체의 ash free dry weight(㎍) 환산 값을 사용하였다.
- 중형저서생물 중 선형동물의 동정을 위해 해부현미경 하에서 루프(loop)를 이용하여, 정량시료에서 출현한 모든 개체들을 골라 낸 후, 글리세린과 에탄올을 95:5로 혼합한 용액으로 치환시켜 60℃ 건조기에 넣어 서서히 증발시킨 후에, 제습기 안에 넣어 완전히 수분을 제거하였다. 이 후 H-S slide에 파라핀과 canadian balsam등의 실링 접착용액을 사용하여 영구보존 표본을 제작하였으며, 이를 고배율 광학현미경 하에서 정밀 동정하고, 부착된 CCD 카메라로 촬영하였다.
- 중형저서생물 중 선형동물의 동정을 위해 해부현미경 하에서 루프(loop)를 이용하여, 정량시료에서 출현한 모든 개체들을 골라 낸 후, 글리세린과 에탄올을 95:5로 혼합한 용액으로 치환시켜 60℃ 건조기에 넣어 서서히 증발시킨 후에, 제습기 안에 넣어 완전히 수분을 제거하였다. 이 후 H-S slide에 파라핀과 canadian balsam등의 실링 접착용액을 사용하여 영구보존 표본을 제작하였으며, 이를 고배율 광학현미경 하에서 정밀 동정하고, 부착된 CCD 카메라로 촬영하였다. 저서유공충류(benthic foraminiferans)는 패각만으로는 채집 당시의 생존 여부를 확인할 수 없기 때문에, rose bengal 염색제에 의한 패각 내 단백질 염색 여부를 확인하여 붉은 색으로 염색된 개체만을 계수하였다.
- 이 후 H-S slide에 파라핀과 canadian balsam등의 실링 접착용액을 사용하여 영구보존 표본을 제작하였으며, 이를 고배율 광학현미경 하에서 정밀 동정하고, 부착된 CCD 카메라로 촬영하였다. 저서유공충류(benthic foraminiferans)는 패각만으로는 채집 당시의 생존 여부를 확인할 수 없기 때문에, rose bengal 염색제에 의한 패각 내 단백질 염색 여부를 확인하여 붉은 색으로 염색된 개체만을 계수하였다.
대상 데이터
- 대상해역인 CCFZ에서는, Renaud-Mornant and Gourboult(1990)가 중앙태평양 주변의 CCFZ에서 북위 14° 근처의 17정점에서 현존량을 보고한 연구와, 1994년에 일본의 광구가 위치한 CCFZ 서쪽해역에서 저층충격시험을 실시하여 1-2년 후 현존량 변화를 고찰한 연구(Shirayama et al., 2001), 그리고 Radziejewska(2002)가 CCFZ 동쪽의 망간단괴 채광예정지에서 모형채광기를 사용하여 저층충격 시험을 실시한 후 변화를 모니터링한 연구 사례가 있다.
- 중형저서생물 조사정점은 CCFZ내의 여러 광구 후보 구역 중에 KR5 해역 안에 위치한 저층충격시험 후보해 역인 BIS (Benthic impact candidate site)와 인근 비슷한 수심대와 지형특성을 가지는 대조구 정점인 KOMO (KIOST long-term monitoring site) 해역에서 수행되었다(Fig. 1). 조사시기는 2008년부터 2014년까지 7년간 매년 하계인 7월에서 8월말 사이에 수행되었으며, 조사선은 2011년에 하와이대학교의 종합해양조사선 KOK (R/V Ka`imikai-o-Kanaloa)를 사용한 것을 제외하고는 모든 조사시기에 한국해양과학기술원 종합해양연구선 온누리호를 이용하여 진행되었다.
- 1). 조사시기는 2008년부터 2014년까지 7년간 매년 하계인 7월에서 8월말 사이에 수행되었으며, 조사선은 2011년에 하와이대학교의 종합해양조사선 KOK (R/V Ka`imikai-o-Kanaloa)를 사용한 것을 제외하고는 모든 조사시기에 한국해양과학기술원 종합해양연구선 온누리호를 이용하여 진행되었다. 중형저서생물 시료 채집은 다중주상시료채취기(Multiple Corer, MC)를 이용 하여 실시하였다.
- 중형저서생물 시료 채집은 다중주상시료채취기(Multiple Corer, MC)를 이용 하여 실시하였다. 총 55개 정점으로, KOMO 지역에서 14개 정점과 BIS 지역 41개 정점에서 정량, 정성 분석용 시료를 채집하였다(Table 1). 두 해역의 조사정점은 지형적 특성으로 고려하여 심해 분지에 위치한 정점은 BT (BIS trough), KT (KOMO trough)로, 마루에 위치한 정점은 BR (BIS ridge), KR (KOMO ridge)로 명명하여 구분하였다.
- 중형저서생물 시료는 MC에 부착된 8개의 코어 라이너 중 표층이 교란되지 않은 3개의 코어(직경 8 ㎝)를 선택하여 각각 직경 3.6 ㎝ 크기의 아크릴 코어러(acryl sub-corer)를 이용해 정점마다 3개의 부시료를 얻었다 (코어가 3개 확보되지 않을 경우에는 코어 라이너 2개에서 3개의 부시료 채취함). 모든 부시료의 채취는, 먼저 표층에 망간단괴가 있을 경우, 대형핀셋을 이용하여 표층이 교란되지 않도록 조심스럽게 건져내어 처리하였으며, 건져낸 망간단괴의 표면에 붙어있는 퇴적물은 여과된 해수로 씻어내어 표층 퇴적물 샘플과 합하여 함께 처리하였다.
데이터처리
- 중형저서생물의 현존량 자료의 해역별 차이의 통계적 유의성을 검정하기 위해서 SPSS(v20) 통계 소프트웨어를 사용하였는데, 각 표본의 자료는 먼저 분산의 동질성 검사(homogeniety test)를 실시한 후 등분산일 경우 One-way ANOVA 분석을 실시하였으며, 등분산이 아닐 경우 비모수검정 방법인 Mann-Whitney U-test와 Kruskal-Wallis test를 실시하였다. 중형저서동물의 군집구조가 정점별로 유의한 차이를 파악하기 위하여 집괴분석(CLUSTER analysis)을 실시하였다.
- 중형저서생물의 현존량 자료의 해역별 차이의 통계적 유의성을 검정하기 위해서 SPSS(v20) 통계 소프트웨어를 사용하였는데, 각 표본의 자료는 먼저 분산의 동질성 검사(homogeniety test)를 실시한 후 등분산일 경우 One-way ANOVA 분석을 실시하였으며, 등분산이 아닐 경우 비모수검정 방법인 Mann-Whitney U-test와 Kruskal-Wallis test를 실시하였다. 중형저서동물의 군집구조가 정점별로 유의한 차이를 파악하기 위하여 집괴분석(CLUSTER analysis)을 실시하였다. 집괴분석은 각 정점에 출현한 분류군의 서식밀도를 Fourth root 값으로 변환 후 Bray-Curtis 유사도 지수를 이용하여 집괴분석을 하였으며, 집괴분석 결과 내에서 각 정점의 통계적 유의한 차이를 확인하기 위하여 SIMPROF test를 진행하였다.
- 중형저서동물의 군집구조가 정점별로 유의한 차이를 파악하기 위하여 집괴분석(CLUSTER analysis)을 실시하였다. 집괴분석은 각 정점에 출현한 분류군의 서식밀도를 Fourth root 값으로 변환 후 Bray-Curtis 유사도 지수를 이용하여 집괴분석을 하였으며, 집괴분석 결과 내에서 각 정점의 통계적 유의한 차이를 확인하기 위하여 SIMPROF test를 진행하였다. 이는 PRIMER(V.
- 3). 각 지역별 정점의 서식밀도, 생체량, 출현분류군 수, 우점분류군의 서식밀도 등의 변량을 대상으로 지역간 혹은 지형 특성 간에 차이를 나타내는지 검정하기 위하여 분산분석을 실시하였다(Table 3). 분석결과, 대부분의 항목에서 지역간 지형특성간 유의한 차이가 나타나지 않았으나(p>0.
이론/모형
- 퇴적물 내 중형저서생물의 서식밀도는 표층 3 ㎝ 안에 95% 이상을 차지하고 있기 때문에, 3 ㎝까지의 분석 자료를 사용하여 각 정점의 대표값으로 표현하였다. 생체량 분석은 Shirayama(1983)의 중형저서생물의 주요 분류군별 개체의 ash free dry weight(㎍) 환산 값을 사용하였다.
성능/효과
- 분산 분석을 실시한 결과, 각 해역에서의 출현분류군 수는 통계적으로 유의한 차이를 나타내지 않았다(P>0.05, Table 3).
- 각 해역의 지형특성 정점들 간에도 두 해역에서 분지나 골에 위치한 Trough 정점들과 마루에 위치한 Ridge 정점들의 출현분류군 수는 각각 5.4±2.0, 4.4±1.4로, 근소한 차이로 Trough 정점들이 약간 높은 값을 보였으나 통계적으로는 유의한 차이를 나타내지 않았다 (P>0.05, Table 3).
- 2008년부터 2014년까지 총 55개 정점에서 표층 퇴적물의 30 ㎠(10 ㎠ 코어⨯3) 면적의 표층 0-3 ㎝를 분석한 결과, 14개의 중형저서생물 분류군이 출현하였다(Table 2). 정점별 출현 중형저서생물 분류군 수를 살펴보면, 정점별로 2-10개의 분류군이 출현하였는데, 전체 해역에서의 평균은 5.
- 각 정점에서 출현한 중형저서생물의 군집조성을 보면, 전체 정점에서 가장 우점하여 나타난 중형저서생물 그룹은 선형동물(nematodes)이었고, 모든 정점에서 출현하였으며, 정점별로 46.5-93.1%의 조성비를 보였고 평균적으로는 70.6±9.7%의 우점율을 보였다(Table 2).
- 해역 별로 살펴보면, BIS 해역에서는 45.0-91.5%의 범위를 보였고, 평균은 71.0±9.9%의 값을 나타냈고, KOMO 해역에서는 53.8-93.1%의 범위와 67.9±9.4%의 평균값을 나타내서 거의 비슷한 조성비를 보였다.
- 지형특성상 Ridge와 Trough 정점들에서 각각 74.2±11.9, 69.2±8.5로 Ridge에서 다소 높게 나타났으나, 통계적 유의성은 나타내지 않았다(P>0.05).
- 그 다음 우점한 분류군은 저서성 요각류로서 선형동물과 같이 모든 정점에서 출현하였으며, 정점별로 3.4-33.3%의 조성비를 보였고 평균적으로는 15.4±7.8%의 우점율을 보였다.
- 해역별로 살펴보면, BIS 해역에서는 3.7-33.3%의 범위를 보였고, 평균은 14.9±7.8%의 값을 나타냈고, KOMO 해역에서는 3.4-29.1%의 범위와 16.7±7.9%의 평균값을 나타내서 비슷한 조성비를 보였으며, 정점간의 편차가 다소 심하게 나타났다(Table 2).
- 세 번째로 우점한 분류군은 저서 유공충류(benthic foraminiferans)로서 상위 두 분류군과 달리 모든 정점에서 출현하지는 않았으며, 정점별로 0-29.9%의 조성비를 보였고 평균적으로는 4.2±5.7%의 편차가 큰 조성비를 나타냈다(Table 2).
- 해역별로 살펴보면, BIS 해역에서는 0-29.9%의 범위를 보였고, 평균은 4.5±6.1%의 값을 나타냈고, KOMO 해역에서는 0-12.9%의 범위와 3.1±4.6%의 평균값을 나타내서 BIS에서 다소 높은 값을 보였으나 정점간 편차가 크고 통계적으로 유의한 차이를 보이지는 않았다(Table 2).
- 선형동물 다음으로 우점한 분류군인 저서성 요각류의 서식밀도는 전체 해역에서 1.0-16.0 ind/10㎠의 서식밀도 범위를 나타냈으며 총 평균 서식밀도는 5.3±3.4 ind/10㎠의 값을, BIS 해역에서 5.5±3.3 ind/10㎠, 대조구인 보존해역 KOMO 해역에서는 5.0±3.7 ind/10㎠로 비슷한 값을 보였다(Table 2).
- 중형저서생물 분류군별 서식밀도를 살펴보면 전 정점에서 가장 우점하는 양상을 보였던 선형동물의 서식밀도는 평균 2.3 ind/10㎠에서 105.3 ind/10㎠를 나타냈으며, 전체 중형저서생물의 서식밀도 패턴과 비슷한 경향을 보였고, 평균 서식밀도는 28.5±19.2 ind/10㎠의 값을 나타냈다(Table 2).
- 해역별로 보면, BIS 해역의 정점들에서 4.0-150.7 ind/10㎠의 서식밀도 범위를 나타냈으며 총평균 서식밀도는 43.4±29.4 ind/10㎠의 값을, 대조구인 보존해역 KOMO 해역에서는 환경충격시험 대상해역인 BIS에 비해 좁은 범위인 9.0-57.0 ind/10㎠의 서식밀도 범위를 나타냈으며, 총 평균 서식밀도는 30.6±15.9 ind/10㎠로 BIS에 비해 다소 낮은 값을 나타냈으나 통계적 유의성은 나타나지 않았다(P>0.05, Table 3).
- 중형저서생물의 서식밀도를 분석한 결과, 정점별로 4.0-150.7 ind/10㎠의 서식밀도 범위를 나타냈으며, 평균 서식밀도는 40.2±27.1 ind/10㎠의 값을 보였다 (Table 2).
- 네 번째로 우점한 분류군은 갑각류의 유생으로(nauplius) 정점간의 출현 편차가 다소 크게 나타났는데, 정점별로 0-20.5%의 조성비를 보였고 평균적으로는 5.9±4.5%의 조성비를 나타냈다.
- 해역별로 살펴보면, BIS 해역에서는 0-20.5%의 범위를 보였고, 평균은 5.3±4.2%의 값을 나타냈고, KOMO 해역에서는 0-16.7%의 범위와 7.6±5.0%의 평균값을 나타내서 KOMO 정점들에서 통계적으로 유의한 다소 높은 값을 보였다(P<0.05, Table 2).
- 갑각류의 유생 다음으로 우점한 분류군은 환형동물에 속하는 다모류(polychaetes)로서 정점별로 0-15.5%의 조성비를 보였고 평균적으로는 1.5±3.2%의 조성비를 나타내서 최상위 우점분류군에 비하여 정점간 큰 편차값을 보였다(Table 2).
- 해역별로 살펴보면, BIS 해역에서는 0-15.5%의 범위를 보였고, 평균은 1.3±2.6%의 값을 나타냈고, KOMO 해역에서는 0-15.4%의 범위와 2.1±4.1%의 평균값을 나타내서 정점간 편차가 크고 통계적으로 유의한 차이를 보이지는 않았다(Table 2).
- 정점별 평균 1% 이하의 조성비를 보인 분류군은 완보동물(tardigrades)과 개형류(ostracods), 연체동물에 속하는 이매패류(bibalves), 절지동물문의 등각류(isopods), 동문동물(kynorhynchs), 편형동물에 속하는 와충류(turbellarians), 절지동물문에 속하는 짠물응애류(halacaroideans), 복보동물(gastrotrichs), 원생동물에 속하는 섬모충류(ciliophorans)였다(Table 2). 이들 소수 분류군들은 특정 지역 특정 정점에서만 일부 출현하는 분류군이었으며 조사 정점수가 상대적으로 많았던 BIS해역에서 출현이 우세하게 나타났다.
- 정점별 평균 1% 이하의 조성비를 보인 분류군은 완보동물(tardigrades)과 개형류(ostracods), 연체동물에 속하는 이매패류(bibalves), 절지동물문의 등각류(isopods), 동문동물(kynorhynchs), 편형동물에 속하는 와충류(turbellarians), 절지동물문에 속하는 짠물응애류(halacaroideans), 복보동물(gastrotrichs), 원생동물에 속하는 섬모충류(ciliophorans)였다(Table 2). 이들 소수 분류군들은 특정 지역 특정 정점에서만 일부 출현하는 분류군이었으며 조사 정점수가 상대적으로 많았던 BIS해역에서 출현이 우세하게 나타났다.
- 세 번째로 우점한 분류군인 저서 유공충류의 서식밀도는 전체 해역에서 0-26.0 ind/10㎠의 서식밀도 범위를 나타냈으며 총 평균 서식밀도는 2.5±4.6 ind/10㎠의 값을, BIS 해역에서 3.0±5.1 ind/10㎠, 대조구인 KOMO 해역에서는 1.3±2.3 ind/10㎠로 다소 차이가 나타났으나, 통계적으로 유의한 차이는 나타나지 않았다(P>0.05, Table 3).
- 분석결과, 대부분의 항목에서 지역간 지형특성간 유의한 차이가 나타나지 않았으나(p>0.05), 연도별 차이는 유의한 분석값을 보였다(p<0.05).
- 갑각류의 유생은 전체해역에서 0-12.3 ind/10㎠의 서식밀도 범위를 나타냈으며 총 평균 서식밀도는 2.3±2.1 ind/10㎠의 값을, BIS 해역에서 2.4±2.4 ind/10㎠, 대조구인 KOMO 해역에서는 2.3±1.8 ind/10㎠로비슷한 값을 보였으나, Trough 해역과 Ridge 해역의 비교와 BT 정점과 BR 정점의 서식밀도 간에 통계적으로 유의한 차이를 보여서 Trough 해역에서 높은 값을 나타냈다(P0.05, Table 3).
- 중형저서생물의 생체량의 분포는 전체 해역에서 정점별 평균 4.9-101.4 ㎍/10㎠의 서식밀도 범위를 나타냈으며, 총 평균 생체량은 29.0±20.2 ㎍/10㎠의 비교적 넓은 범위 값을 보였다(Table 2).
- 해역별로 보면, BIS 해역의 정점들에서 총 평균 생체량은 29.0±20.3 ㎍/10㎠의 값을, 대조구인 KOMO 해역에서는 29.2±20.8 ㎍/10㎠로 BIS 해역과 매우 비슷한 값을 보였다(Table 2).
- 각 정점에서 중형저서생물 군집 유사성을 비교하고자, 전체 정점에서 출현한 중형저서생물의 분류군별 평균 서식밀도를 대상으로 군집유사도 분석을 실시한 결과, 각해역의 정점들 간에 큰 차이를 나타내지 않았으나, 지형적 특성에 의해 그룹이 나눠지는 결과를 보였다(Fig. 3). 중형저서생물의 서식이 가장 불량했던 KOMO 해역의 정점들과 서식밀도가 가장 높았던 BIS Trough 주변 정점들을 제외하고 대부분의 정점에서 주변에 있는 정점 간의 유사성이 높은 것으로 나타났다(Fig.
- 3). 중형저서생물의 서식이 가장 불량했던 KOMO 해역의 정점들과 서식밀도가 가장 높았던 BIS Trough 주변 정점들을 제외하고 대부분의 정점에서 주변에 있는 정점 간의 유사성이 높은 것으로 나타났다(Fig. 3). 정점간의 유사도 결과를 기준으로 지역적인 차이를 두고 BIS 해역과 KOMO 해역의 골(Trough)과 마루(Ridge) 및 경사 해역을 구분하여 배열한 결과, 대체적으로 골에 위치한 정점의 유사도가 높게 나타났으며, 마루 및 경사면에 위치한 정점들이 골에 위치한 정점과는 유사도가 낮은 결과를 보였다(Fig.
- 3). 정점간의 유사도 결과를 기준으로 지역적인 차이를 두고 BIS 해역과 KOMO 해역의 골(Trough)과 마루(Ridge) 및 경사 해역을 구분하여 배열한 결과, 대체적으로 골에 위치한 정점의 유사도가 높게 나타났으며, 마루 및 경사면에 위치한 정점들이 골에 위치한 정점과는 유사도가 낮은 결과를 보였다(Fig. 3). 각 지역별 정점의 서식밀도, 생체량, 출현분류군 수, 우점분류군의 서식밀도 등의 변량을 대상으로 지역간 혹은 지형 특성 간에 차이를 나타내는지 검정하기 위하여 분산분석을 실시하였다(Table 3).
- 즉, 2011년에는 KOMO에서 12±4 ind/10㎠로 저층 충격해역 정점들의 평균값인 26±6 ind/10㎠보다 낮은 값을 보였지만, 2012년에는 KOMO에서 26±1 ind/10㎠로 저층 충격해역 정점들의 평균 값인 27±14 ind/10㎠와 매우 유사한 값을 보였고, 2013년에는 각각 17±6 ind/10㎠와 30±23 ind/10㎠로 다소 차이를 보였고 이와 비슷한 경향성이지만 2014년에는 각각 42±11 ind/10㎠와 82±44 ind/10㎠ 로 지역의 차이는 비슷했지만 서식밀도가 2배 정도 높게 나타났다.
- 본 연구 조사해역에서 출현한 중형저서생물의 서식밀도의 정점당 평균서식 밀도는 4-150 ind/10㎠, 생체량은 5-101 μg/10㎠의 범위를 나타냈는데, 기존에 연구된 다른 연구자료와 비교하여 보면, 동일 수심대의 다른 해역에 비하여 비교적 낮은 현존량 값으로 보인다(Table 7).
- 생체량은 2008년과 2009년에는 모두 KOMO 정점이 충격시험 후보정점에 비하여 거의 두 배 가깝게 높은 결과를 보였고, 2010년과 2012년의 조사정점에서는 거의 비슷한 값을 보였고, 2011년의 생체량 값은 KOMO 정점에서 저층 충격해역보다 낮은 값을 보였는데, 2013년에는 다시 거의 같은 값을 나타낸 반면에, 2014년에는 다시 BIS 정점들에서 다소 높은 결과를 보였다(Table 7).
- 출현분류군 수의 연도별 변동을 보면, 전체 해역에서 연도별로 평균 3-8개까지 나타났으며, BIS와 KOMO정점 간에는 거의 비슷한 값을 보였다. 전 정점에서 전체기간동안을 대상으로 평균적으로는 약 5개의 출현 분류군 수를 보였는데, 출현분류군수가 정점별로 3-5개였던 2011년에 비해 2012년과 2013년에는 3-7, 2-9개의 다소 늘어난 출현분류군 수를 보였는데, 조사 정점수가 상대적으로 적었던 2011년의 5개 정점에 비해 2011년과 2014년에는 전체 조사지역은 좁아진 반면 조사 정점이 11개로 조사 정점수가 늘어나서, 전체 분석된 출현 분류군이 늘어난 결과로 보인다.
- 출현분류군 수의 연도별 변동을 보면, 전체 해역에서 연도별로 평균 3-8개까지 나타났으며, BIS와 KOMO정점 간에는 거의 비슷한 값을 보였다. 전 정점에서 전체기간동안을 대상으로 평균적으로는 약 5개의 출현 분류군 수를 보였는데, 출현분류군수가 정점별로 3-5개였던 2011년에 비해 2012년과 2013년에는 3-7, 2-9개의 다소 늘어난 출현분류군 수를 보였는데, 조사 정점수가 상대적으로 적었던 2011년의 5개 정점에 비해 2011년과 2014년에는 전체 조사지역은 좁아진 반면 조사 정점이 11개로 조사 정점수가 늘어나서, 전체 분석된 출현 분류군이 늘어난 결과로 보인다. BIS해역과 KOMO해역의 정점 간의 차이는 크게 나타나지 않았다.
- , 2011). 이러한 특성을 반영하여 각 위도별 정점에서의 수직분포 및 크기별 분포특성은 정점별로 상이하게 나타났는데, 퇴적물의 깊이에 따라 서식밀도가 급감하는 양상을 보였으며, 수층으로부터의 영양물질의 공급이 원활한 저위도 해역의 정점에서는 서식층의 두께가 비교적 두꺼운 반면에, 영양물질 공급이 극히 제한적인 북위 10도 이상의 고위도 해역에서는 최상층에 서식이 집중되는 현상이 잘 나타났다(Min et al., 2004). 본 연구의 수직분포 특성 역시 이러한 표층 집중 현상을 잘 나타냈으며, 향후 실해역에서의 환경충격실험시에는 유기물량과 표층 생산력의 변화 및 비교 값을 고려하여 현존량 변화를 염두에 두고 진행해야 할 것으로 보인다.
- Chung et al.(2002)은 이러한 채광이 저서생물에 미치는 영향에 대하여 1) 단괴 채집기가 지나간 자리에는 트랙이 만들어지면서 그곳에 살고 있던 생물들은 으스러지거나 플룸(plume)과함께 퍼져나가며, 2) 퍼져나간 퇴적물 플룸이 가라앉으면서 그 장소에 서식하던 저서생물이 매장되거나 질식되어 죽게 되고, 3) 채광영향으로 제거된 생물을 섭식하는 먹이단계 상위 포식종 역시 영향을 받게 됨을 기술하였다. 중형저서생물 역시 이와 같은 직접적인 영향을 받게 되는데, 실제적으로 태평양 및 인도양에서 망간단괴 광구 탐사권을 보유한 일부 국가들은 자국의 광구지역 또는 그 주변지역에서 심해퇴적물 교란기를 이용한 충격 모의시험과 인위적 교란이 미치는 영향에 대한 연구들을 수행하였다(Sharma et al.
- 채집된 시료를 분석한 결과, 비슷한 수심대의 심해역에 비하여 다소 낮은 현존 서식량을 나타냈으나 CCFZ 인근해역에서 실시한 연구 들에서 보고된 해역의 현존량과는 비슷한 값을 보였다. 또한 환경교란 현장시험의 선행연구로서의 KOMO 정점과 유사한 분포특성을 가지고 있는 저층충격해역 정점을 선별하기 위해 중형저서생물 군집의 분류군별 서식밀도를 기준으로 전체 군집 유사도를 비교 분석한 결과, 대체적으로 골에 위치한 정점의 유사도가 높게 나타났으며, 마루 및 경사면에 위치한 정점들이 골에 위치한 정점과는 유사도가 낮은 결과를 보였다. 군집구조의 유사성으로 정점들의 현존량을 비교하면 지역적인 위치가 중요한 결정 요인으로 보이나, 표층퇴적물의 단괴 밀도, 입도 특성 등의 환경자료와의 연관성을 검토하여 환경요인과의 관계에 대한 고찰이 필요할 것으로 보인다.
- 군집구조의 유사성으로 정점들의 현존량을 비교하면 지역적인 위치가 중요한 결정 요인으로 보이나, 표층퇴적물의 단괴 밀도, 입도 특성 등의 환경자료와의 연관성을 검토하여 환경요인과의 관계에 대한 고찰이 필요할 것으로 보인다. 조사해역에 서의 중형저서생물 현존량의 연변화는 우점 분류군이나 출현분류군 수는 시험예비해역과 보존해역 사이에 거의 비슷한 값을 보였는데, 시험예비해역의 정점간의 중형저서생물 서식밀도의 편차가 다소 높은 것으로 나타났다. 이러한 편차가 정점간의 지역적 편차인지 아니면 더 큰 규모에서 다른 해역과 차이가 얼마나 되는 지에 대한 비교 분석이 요구되며, 또한 이러한 편차를 결정하는 환경요인에 대한 추가적인 분석과 고찰을 통해, 환경 충격시험 해역의 자연적인 군집구조 및 서식량에 대한 변동 범위를 설정하고, 우점 분류군의 출현종 정보를 정리하여 향후 영향을 지시할 수 있는 지시자를 선정하는 것이 남겨진 과제로 판단된다.
- 그러나 현존량의 연도별 변화는 유의한 차이를 나타냈다(Table 3). 기존 자료에 비하여 출현분류군 수가 각 해역에 비해 다소 높게 나타났고, 평균 서식밀도는 2008년과 2009년에는 KOMO 해역과 저층충격시험 후보지에서 차이가 유의하게 나타났지만 2011년과 2012년에는 KOMO에서 거의 유사한 값을 보였고, 2013년에는 다시 평균 2배 정도의 차이가 나고, 2014년 역시 거의 비슷한 차이를 보였지만 서식밀도는 2013년에 비하여 거의 두배 정도의 값을 보였다. 즉, 2011년에는 KOMO에서 12±4 ind/10㎠로 저층 충격해역 정점들의 평균값인 26±6 ind/10㎠보다 낮은 값을 보였지만, 2012년에는 KOMO에서 26±1 ind/10㎠로 저층 충격해역 정점들의 평균 값인 27±14 ind/10㎠와 매우 유사한 값을 보였고, 2013년에는 각각 17±6 ind/10㎠와 30±23 ind/10㎠로 다소 차이를 보였고 이와 비슷한 경향성이지만 2014년에는 각각 42±11 ind/10㎠와 82±44 ind/10㎠ 로 지역의 차이는 비슷했지만 서식밀도가 2배 정도 높게 나타났다.
후속연구
- 하지만, 본연구는 향후 수행예정인 저층충격모의시험을 위한 단기적, 장기적 교란의 영향을 파악하기 위해서, 시험 후보지 역의 반경 수 km 내 매우 좁은 지역을 대상으로 시료의 반복수를 늘려 비교자료의 정밀성을 높이고, 좀 더 정확한 서식 현존량과 군집 분포 특성의 자연 분포 범위를 산정하고자 하였다. 본 연구의 결과는 향후 저층충격모의시험과 채광에 대한 사전 비교자료로 의미있게 사용될 것으로 기대한다.
- 이러한 군집구조의 유사성으로 정점들의 현존량을 비교하면 지역적인 위치가 중요한 결정 요인으로 보이나, 통계적으로는 유의한 값을 나타내지 않아서 조사해역의 자연 변동량의 범위 폭이 넓은 것으로 판단된다. 그러나 연도별 차이는 나타냈기 때문에 이를 표준화 할 수 있는 표층퇴적물의 단괴 밀도, 입도 특성 등의 환경요인에 대한 정밀한 고찰을 위한 정밀 보완 조사가 필요할 것으로 보인다.
- BIS해역과 KOMO해역의 정점 간의 차이는 크게 나타나지 않았다. 이는 각 조사년도별 채집된 정점의 수와 위치가 다소 상이한 차이가 반영된 것으로 보이며, 추후 정밀한 충격시험 결과를 위해 서는 정점수와 위치를 일치시켜 좀 더 정밀한 분포량 보완 조사를 통해 두 해역의 현존량 값을 비교 산정해야할 것으로 보인다.
- , 2004). 본 연구의 수직분포 특성 역시 이러한 표층 집중 현상을 잘 나타냈으며, 향후 실해역에서의 환경충격실험시에는 유기물량과 표층 생산력의 변화 및 비교 값을 고려하여 현존량 변화를 염두에 두고 진행해야 할 것으로 보인다.
- (2011)이 CCFZ 지역에서 교란이 있은 뒤 26년 후 변동을 파악하는 연구가 있었는데, 장기간이 지나도 지속적인 영향이 계속된다는 결과를 보고하였다. 이와 같은 대양 심해역에서의 중형저서동물 교란 관련 선행 연구 결과와 최근 ISA의 환경 정책을 고려할 때, 본 연구에서 기술한 두 해역의 군집 유사성과 현존량의 분포 범위에 대한 결과는 영향시험 전 필수자료로서 사용될 수 있을 것으로 기대한다.
- 또한 환경교란 현장시험의 선행연구로서의 KOMO 정점과 유사한 분포특성을 가지고 있는 저층충격해역 정점을 선별하기 위해 중형저서생물 군집의 분류군별 서식밀도를 기준으로 전체 군집 유사도를 비교 분석한 결과, 대체적으로 골에 위치한 정점의 유사도가 높게 나타났으며, 마루 및 경사면에 위치한 정점들이 골에 위치한 정점과는 유사도가 낮은 결과를 보였다. 군집구조의 유사성으로 정점들의 현존량을 비교하면 지역적인 위치가 중요한 결정 요인으로 보이나, 표층퇴적물의 단괴 밀도, 입도 특성 등의 환경자료와의 연관성을 검토하여 환경요인과의 관계에 대한 고찰이 필요할 것으로 보인다. 조사해역에 서의 중형저서생물 현존량의 연변화는 우점 분류군이나 출현분류군 수는 시험예비해역과 보존해역 사이에 거의 비슷한 값을 보였는데, 시험예비해역의 정점간의 중형저서생물 서식밀도의 편차가 다소 높은 것으로 나타났다.
- 조사해역에 서의 중형저서생물 현존량의 연변화는 우점 분류군이나 출현분류군 수는 시험예비해역과 보존해역 사이에 거의 비슷한 값을 보였는데, 시험예비해역의 정점간의 중형저서생물 서식밀도의 편차가 다소 높은 것으로 나타났다. 이러한 편차가 정점간의 지역적 편차인지 아니면 더 큰 규모에서 다른 해역과 차이가 얼마나 되는 지에 대한 비교 분석이 요구되며, 또한 이러한 편차를 결정하는 환경요인에 대한 추가적인 분석과 고찰을 통해, 환경 충격시험 해역의 자연적인 군집구조 및 서식량에 대한 변동 범위를 설정하고, 우점 분류군의 출현종 정보를 정리하여 향후 영향을 지시할 수 있는 지시자를 선정하는 것이 남겨진 과제로 판단된다. 특히, 다양성이 매우 높은 우점 분류군인 선형동물과 저서성 요각류의 다양성 분석을 적용시켜서 종합분석하면 매우 유용한 환경변화 지시자로서 활용가능성이 높을 것으로 기대된다.
- 이러한 편차가 정점간의 지역적 편차인지 아니면 더 큰 규모에서 다른 해역과 차이가 얼마나 되는 지에 대한 비교 분석이 요구되며, 또한 이러한 편차를 결정하는 환경요인에 대한 추가적인 분석과 고찰을 통해, 환경 충격시험 해역의 자연적인 군집구조 및 서식량에 대한 변동 범위를 설정하고, 우점 분류군의 출현종 정보를 정리하여 향후 영향을 지시할 수 있는 지시자를 선정하는 것이 남겨진 과제로 판단된다. 특히, 다양성이 매우 높은 우점 분류군인 선형동물과 저서성 요각류의 다양성 분석을 적용시켜서 종합분석하면 매우 유용한 환경변화 지시자로서 활용가능성이 높을 것으로 기대된다.
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