[논문]천수만 갯벌, 쏙(Upogebia major) 유입 및 정착 밀도에 따른 해수-퇴적물 환경과 서식지 특성 비교

전승렬; 옹기호; 구준호; 박종우; 김유철; 정희도; 조재권

doi:10.5657/kfas.2022.0171

천수만 갯벌, 쏙(Upogebia major) 유입 및 정착 밀도에 따른 해수-퇴적물 환경과 서식지 특성 비교
Comparison of the Seawater-Sediment Environment and Habitat Properties with Variable Mud Shrimp Upogebia major Burrow Hole Density and Its Influence on Recruitment and Settlement in the Cheonsu Bay Tidal Flats 원문보기

한국수산과학회지 = Korean journal of fisheries and aquatic sciences, v.55 no.2, 2022년, pp.171 - 182

전승렬 (국립수산과학원 서해수산연구소 갯벌연구센터) , 옹기호 (국립수산과학원 서해수산연구소 갯벌연구센터) , 구준호 (국립수산과학원 서해수산연구소 갯벌연구센터) , 박종우 (국립수산과학원 서해수산연구소 갯벌연구센터) , 김유철 (국립수산과학원 서해수산연구소 갯벌연구센터) , 정희도 (국립수산과학원 서해수산연구소 갯벌연구센터) , 조재권 (국립수산과학원 서해수산연구소 갯벌연구센터)

Abstract ▼ AI-Helper

The habitat degradation caused by large-scale reclamation leads to devastating impacts, such as fine sediment and mud shrimp Upogebia major settlement on Manila clam Ruditapes philippinarum aquaculture in the eastern Cheonsu Bay tidal flats, Republic of Korea. Despite these impacts, there is a lack of studies on the influence of fine sediments on tidal flats that constitute key mud shrimp habitats. This study provides information on the seawater-sediment environment and the influence of dissolved inorganic nitrogen (DIN) fluctuations depending on mud shrimp burrow hole density. Additionally, it discusses countermeasures for Manila clam habitat management. The results show that mean DIN effluxes in areas with a high-density of burrow holes were up to 4 times (0.12 mmol m-2 d-1) higher than those in sites of low-density (0.03 mmol m-2 d-1) within the Saho and Songhak-ri tidal flats. To manage interference within the competition zone of Songhak-ri tidal flat, it is important to utilize the settlements of spawning season in all three dimensions. Consequently, additional studies in other tidal flats are essential and research in zones where mud shrimps and juvenile clams coexist will help to determine the priorities in the efficient management of clam aquaculture.

주제어

표/그림 (11)

그림 Fig. 1. Study areas in the eastern tidal flats of Cheonsu Bay. Sampling sites are located along the west coast tidal flats in Sanghwang- ri (SHw), Hongseong-gun, Saho-ri (SHo) and Songhak-ri (SHa), Boryeong city. The red dotted lines are the main tide embankment around Cheonsu Bay.
그림 Fig. 2. The description on depth layers and surface sediment types of the mud shrimp Upogebia major burrow-dwelling by research setting. The thickness of the diffusion layer was assumed to be 15 cm.
그림 Fig. 3. Ternary diagram by depth layers (surface-shallow-deep) depending on the burrow hole-density in the Cheonsu Bay tidal flats. The triangles, circles, and squares symbols represent each study area, and the color of symbols represent the burrow hole densities (no-low-middle-high), respectively. SHa, Songhak; SHo, Saho; SHw, Sanghwang; N, No; L, Low; M, Middle; H, High.
표 Table 1. The characteristics of ambient standing water and mud shrimp Upogebia major density plot in the study sites
표 Table 2. The characteristics of sediment and inhabitation in the Cheonsu Bay tidal flats
그림 Fig. 4. The monthly variations of composition and mean grain size (Mz) in depths of sediments depending on burrow hole densities in the study areas. The y-axis simultaneously represents the mud shrimp Upogebia major densities and depths of sediments. SHa, Songhak; SHo, Saho; SHw, Sanghwang.
그림 Fig. 5. a, The seasonal variation of DIN effluxes and chlorophyll-a concentrations depending on burrow hole density in the study areas. b, The correlation between Chl-a and DIN effluxes excluding SHa-No-density site. SHa, Songhak; SHo, Saho; SHw, Sanghwang; Chl-a., Chlorophyll-a; DIN, Dissolved inorganic nitrogen; r, Correlation; P, Statistical P value.
표 Table 3. Comparison of DIN effluxes measurement methods and values in estuarine sediments by crustaceans
그림 Fig. 6. The correlation of mean DIN effluxes and burrow hole density in mud shrimp Upogebia major habitat sites. The ranges of mud shrimp burrow hole density can be found in Table 1. DIN, Dissolved inorganic nitrogen; r, Correlation; P, Statistical P value.
그림 Fig. 7. The comparison of organic content (IL) and composition between burrow IW and DS (mean value of surface-shallow layers) in mud shrimp Upogebia major habitat sites. IL, Ignition loss; IW, Inner wall; DS, Depth sediments.
그림 Fig. 8. The photographs of surface sediment by rainfall effects or tide changes in high-density mud shrimp Upogebia major habitat (SHw; Sanghwang-ri).

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구에서는 쏙 유입 초기 및 공존 지역과 정착 지역의 갯벌환경에 대한 전반적인 현상을 파악하고자 쏙 서식 특성에 따라 해수-퇴적물 환경과 생물 분포 양상이 각기 다르게 나타나는 세 지역을 선정하였다. 또한, 퇴적물 내 공극수의 영양염 용출 플럭스 추정을 통해 쏙 서식 굴에 따른 수직적인 변동 경향을 파악하고, 생물 서식지의 특성이 어떠한 영향으로 변화하는지에 대해 알아보고자 하였다. 이에 따라, 쏙과 바지락의 지역적 환경 특성 차이를 비교, 분석하여 종간 경쟁구조의 전략적인 대응과 방안 수립을 위한 기초자료로 제공하고자 한다.
본 연구에서는 쏙 유입 초기 및 공존 지역과 정착 지역의 갯벌환경에 대한 전반적인 현상을 파악하고자 쏙 서식 특성에 따라 해수-퇴적물 환경과 생물 분포 양상이 각기 다르게 나타나는 세 지역을 선정하였다. 또한, 퇴적물 내 공극수의 영양염 용출 플럭스 추정을 통해 쏙 서식 굴에 따른 수직적인 변동 경향을 파악하고, 생물 서식지의 특성이 어떠한 영향으로 변화하는지에 대해 알아보고자 하였다.
또한, 퇴적물 내 공극수의 영양염 용출 플럭스 추정을 통해 쏙 서식 굴에 따른 수직적인 변동 경향을 파악하고, 생물 서식지의 특성이 어떠한 영향으로 변화하는지에 대해 알아보고자 하였다. 이에 따라, 쏙과 바지락의 지역적 환경 특성 차이를 비교, 분석하여 종간 경쟁구조의 전략적인 대응과 방안 수립을 위한 기초자료로 제공하고자 한다.

제안 방법

연구지역의 현장 조사는 바지락 주 산란기에 맞춰 쏙에 의한 영향을 알아보기 위해 2021년 5월, 7월, 9월에 갯벌이 대기에 노출되는 간조 시 실시하였으며, 총 3회 조사하였다. 기본적으로 정점별 갯벌 고인 해수(standing water)의 온도, 염분, 용존산소, 수소이온농도는 다항목수질측정기(YSI-556 Multiprobe System; YSI Inc., Yellow Springs, OH, USA)를 사용하여 현장에서 측정하였다. 고인 해수는 조사 시 퇴적물 재부유와 같은 인위적인 영향에 의한 간섭을 최대한 줄이기 위해 안정된 상태에서 소량 반복 채수하여 확보하였다.
쏙 밀도와 깊이에 따른 해수-퇴적물의 실험 구성은 D’Andrea and DeWitt (2009)이 Yaquina Bay에서 퓨젯쏙(Upogebia pugettensis)을 대상으로 한 쏙 서식 굴 밀도(burrow hole-den- sity) 및 깊이에 따른 퇴적물의 연구 설정을 바탕으로 천수만 주변 갯벌 내 쏙 서식 특성에 맞게 구성하였다
쏙 서식 굴 깊이는 Y-형태의 굴에서 U-형태 부분 중 해수와 맞닿는 표층을 surface (0–10 cm)로 설정하였고, U-part와 I-part가 맞닿는 부분인 중층 shallow (10–30 cm)와 그 이하의 깊이를 저층 deep (30–50 cm)으로 설정하였다. 쏙 서식 굴의 내벽(inner burrow wall)은 10 cm 깊이 U-part 부근의 주변 퇴적물과 색깔이 대비되는 약 0.5 cm 두께의 적갈색 퇴적물 부분으로 구분하여 채집하였다(Fig. 2).
연구지역의 현장 조사는 바지락 주 산란기에 맞춰 쏙에 의한 영향을 알아보기 위해 2021년 5월, 7월, 9월에 갯벌이 대기에 노출되는 간조 시 실시하였으며, 총 3회 조사하였다. 기본적으로 정점별 갯벌 고인 해수(standing water)의 온도, 염분, 용존산소, 수소이온농도는 다항목수질측정기(YSI-556 Multiprobe System; YSI Inc.

대상 데이터

, 2015). 조사지역은 천수만 동쪽 서해 지선을 따라 형성된 갯벌로 행정구역상 보령시에 속한 송학리(Songhak-ri, SHa)와 사호리(Saho-ri, SHo), 그리고 홍성군의 상황리(Sang- hwang-ri, SHw) 총 세 지역이다. 조사지역 주변으로 서산 A, B 방조제를 포함한 홍성, 보령 방조제 등이(Fig.

성능/효과

1%)에 비해 낮은 실트 함량 점유율을 보였으며(Fig. 4), 이러한 퇴적물 조성의 차이는 지리적인 특성에 기인한다. 천수만 중앙부의 하계 조류(tidal current)와 비 조류(sub-tidal current)의 특성에 관한 보고에 의하면(Jung et al.
D’Andrea and DeWitt (2009)에 따르면 굴 내벽은 쏙이 분비하는 점액성 물질로 인해 단단한 구조를 형성하고 있으며(Swinbanks and Murray, 1981), 이것이 단순히 주변 퇴적물을 이용한 것인지 해수 내 입자성 물질을 걸러내 이용한 것인지는 불분명하다고 보고되었다. 그러나, 본 연구 결과에 따르면 해수 내 TSS의 VSS 비율(Table 2)과 주변 퇴적물의 유기물 함량, 입도 조성 등을 종합적으로 분석해본 결과, 주변 퇴적물의 이용 가능성이 보다 높을 것으로 판단된다. 굴 내벽의 입도 조성은 표-중층 퇴적물의 입도 조성과 비례적으로 유사하였고, 특히 IL은 퇴적물 표-중층의 평균에 비해 약 3–11% 범위로 굴 내벽이 일정하게 더 높은 값을 유지하였다(Fig.
, 2008). 따라서, 종간 경쟁 현상은 서식종의 분포에 영향을 미치며, 생태학적으로 같은 먹이원과 공간을 이용함에 따라 나타나는 종간 간섭 경쟁의 생태적인 충돌로 설명될 수 있을 것이다. 또한, 바지락의 인위적인 채취로 인해 수확기가 지난 후 빈 공간이 발생하게 되는데, 이러한 빈 공간에 같은 먹이원을 이용하는 다른 종이 서식지 공간을 포함한 새로운 가용 자원을 기회적으로 점유한다는 예측도 보고되어(Reise et al.
9 mg/L)을 제외한 나머지 정점에서 모두 100 mg/L 이하로 나타나 입자성 물질의 유입 양상에 차이를 보였다(Table 1). 따라서, 지리적 차이로 인해 천수만 내측과 외측의 해수 유동 영향이 다를 것으로 판단되며 퇴적물의 분포 양상은 달라질 것으로 예상된다.
좁은 면적에 생성된 고인 해수는 강한 일사량에 의해 짧은 시간 내 빠르게 가열되어 생물에 악영향을 미칠 수 있을 것으로 예상되며, 이에 대한 지온 변화 연구가 추가적으로 수행되어야 할 것으로 판단된다. 또한, IL이 퇴적물의 전 깊이 평균 3.24%로 송학리(1.63%) 와 상황리(1.78%)에 비해 약 2배 정도 높았으며, 표층 퇴적물의 IL도 월변화에 따라 점점 늘어나는 추세를 보여 유기물 축적에 대한 감시가 필요할 것으로 생각된다(Table 2).
, 2011) 여름철 수온이 상승하는 시기에는 해안선이 후퇴하여 퇴적되는 경향이 두드러진다(Ryu and Chang, 2005). 본 조사 정점 중 사호리는 TSS의 값이 평균 294.7 mg/ L로 가장 높았으며, 특히 7월에 상당히 높은 값(511.0 mg/L)을보인 결과, 고농도 부유입자물질의 영향은 사호리의 표층 퇴적물의 성상 변동과 밀접한 관계가 있을 것으로 판단된다. 퇴적상이 점점 니질 성상으로(gmS-gM-M) 바뀌게 됨에 따라 표층 퇴적물의 투수율이 감소하고, 고인 해수의 발생 빈도가 높아질 것으로 판단된다.
사질 함량이 다른 지역에 비해 상대적으로 높은 보령 송학리의 경우도 쏙 서식굴 밀도에 따라(no<low<middle-density) 실트 함량의 점유율이 37.3%<41.2%<45.5%로 점점 늘어나는 것으로 파악되었다
조사된 연구지역들의 퇴적물 평균입도는 보령 송학리가 5.25 Φ로 가장 조립하였으며, 쏙의 밀도가 높아짐에 따라 니질 함량이 높아지는 경향을 보였다
이러한 현상은 만 내로 유입된 물질들이 쉽게 외해로 빠져나가지 못하고, 체류시간을 증가시킬 가능성을 시사하였다. 천수만 내측에 위치한 사호리와 상황리는 TSS가 평균 200 mg/L 이상으로 높게 나타났지만 송학리의 쏙이 우점하는 중밀도 정점(SHa; middle-density; 212.9 mg/L)을 제외한 나머지 정점에서 모두 100 mg/L 이하로 나타나 입자성 물질의 유입 양상에 차이를 보였다(Table 1). 따라서, 지리적 차이로 인해 천수만 내측과 외측의 해수 유동 영향이 다를 것으로 판단되며 퇴적물의 분포 양상은 달라질 것으로 예상된다.

후속연구

1°C로 측정된 곳도 나타났다. 좁은 면적에 생성된 고인 해수는 강한 일사량에 의해 짧은 시간 내 빠르게 가열되어 생물에 악영향을 미칠 수 있을 것으로 예상되며, 이에 대한 지온 변화 연구가 추가적으로 수행되어야 할 것으로 판단된다. 또한, IL이 퇴적물의 전 깊이 평균 3.

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Woo HJ, Choi JU, Ryu JH, Choi SH and Kim SR. 2005. Sedimentary environments in the Hwangdo tidal flat, Cheonsu Bay. J Korean Wetlands Soc 7, 53-67.

저자의 다른 논문 :

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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