[논문]봄과 여름철 남해안 자치어의 시·공간적 분포

문성용; 이미희; 정경미; 김희용; 정진호

doi:10.5657/kfas.2022.0461

봄과 여름철 남해안 자치어의 시·공간적 분포
Spatial and Temporal Distribution of Fish Larvae in the Southern Coast of Korea from Spring to Summer 원문보기

한국수산과학회지 = Korean journal of fisheries and aquatic sciences, v.55 no.4, 2022년, pp.461 - 477

문성용 (국립수산과학원 남해수산연구소) , 이미희 (국립수산과학원 남해수산연구소) , 정경미 (국립수산과학원 남해수산연구소) , 김희용 (국립수산과학원 연근해자원과) , 정진호 (국립수산과학원 남해수산연구소)

Abstract ▼ AI-Helper

We investigated the community structure and performed detailed characterization of fish larvae assemblages collected from the southern coast of Korea in the spring and summer of 2021. The total abundance of fish larvae varied from 193.6 to 1,915.6 ind. 10 m-3. The species were distributed across 10 orders with 23 families, and 41 taxa. The dominant taxa were Gobiidae spp., Engraulis japonicus, Nibea albiflora, Sebastiscus spp., Callionymus valenciennei, Pennahia argentata, Sebastes thompsoni, Parablennius yatabei, and Platycephalus indicus. Engraulis japonicus individuals were collected from April to August and their presence contributed greatly to the total abundance of fish larvae. The total number and abundance of species peaked in early summer and the Shannon-Weaver index was in the range 0.11-1.49. Redundancy analyses revealed that the major environmental factors affecting the fish larvae assemblage differed according to the dominant taxa. Water temperature, zooplankton density, and Paracalanus parvus s. l. density were the key factors affecting the spatial and temporal distribution of fish larvae in the southern coast of Korea in spring and summer.

주제어

표/그림 (16)

그림 Fig. 1. A map showing the fsh larvae sampling stations (●) in the southern coast of Korea.
그림 Fig. 2. Monthly variations in temperature, salinity, and chlorophylla concentrations in the southern coast of Korea. A, Temperature; B, Salinity; C, Surface chlorophyll-a; D, Bottom chlorophyll-a. Data are mean with standard deviation indicated by error bars.
그림 Fig. 3. Spatial and temporal distribution of temperature and salinity in the southern coast of Korea.
그림 Fig. 4. Monthly changes in vertical structure of water temperature (°C) in the southern coast of Korea.
표 Table 1. Taxa composition and total abundance of fish larvae in the southern coast of Korea
그림 Fig. 5. Spatial and temporal distribution of zooplankton and copepods abundance in the southern coast of Korea.
그림 Fig. 6. Spatial and temporal distribution of Paracalanus parvus s. l. and Paracalanus copepodites abundance in the southern coast of Korea.
그림 Fig. 7. Monthly variations in zooplankton and number of species, abundance, and species diversity index of larval fish collected in the southern coast of Korea. A, Zooplankton biomass; B, Number of species; C, Abundance; D, Species diversity (H'). Data are mean with standard deviation indicated by error bars.
그림 Fig. 8. Spatial and temporal distribution of total fish and Engraulis japonicus larvae abundance in the southern coast of Korea.
그림 Fig. 9. Spatial and temporal distribution of Gobiidae spp. and Sebastiscus spp. larvae abundance in the southern coast of Korea.
그림 Fig. 10. Spatial and temporal distribution of Nibea albiflora and Callionymus valenciennei larvae abundance in the southern coast of Korea.
그림 Fig. 11. Non-metric multidimensional scaling (nMDS) ordinations plot of sampling stations based on zooplankton abundance in the southern coast of Korea.
그림 Fig. 12. RDA biplot for environmental factors (red arrows) and dominant copepods (black arrows). Labels are: Temp, Temperature; Sal, Salinity; Chl-a, Chlorophyull-a; Z. den, Zooplankton density; P. par, Paracalanus parvus s. l.; C. sinic, Calanus sinicus; O. simi, Oithona similis; O. cope, Oithona copepodites; O. naup, Oithona nauplii; E. jap, Engraulis japonicus; S. thom, Sebstes thompsoni; Se. spp, Sebastiscus spp.; Cy. joyp, Cynoglossus joyneri; Cy. abbr, Cynoglossus abbreviates; Cy. robu, Cynoglossus robustus; Cy. sp., Cynoglossus sp.; Jo. Gry, Johnius grypotus; N. albi, Nibea albiflora; Pe. arg, Pennahia argentata; Pa. oli, Paralichthys olivaceus; Pl. indi, Platycephalus indicus; Ce. vale, Callionymus valenciennei.
표 Table 2. Simper list of taxa contributing mostly to similarities within the following periods, with a cut-off at 99%
표 Table 3. Summary of redundancy analysis (RDA) for dominant taxa and different environmental factors in the coastal waters of Korea
표 Table 4. Conditional effects and correlations of environmental variables with the redundancy analysis (RDA) axes

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구에서는 대부분의 어류들이 가입하여 산란과 성육하는 봄과 여름철의 남해안을 대상으로 자치어의 시·공간적 분포와 군집 특성에 대한 상세한 현황을 파악하여 군집에 영향을 주는 주요 분류군을 이해하고 이들의 분포에 영향을 미치는 해양 환경요인들을 파악하고자 하였다.

제안 방법

동물플랑크톤의 종조성과 출현 개체수 분석 시 시료의양에 따라 Motoda식 부차시료기를 이용하여 시료를 분할 후, UNESCO식 계수판에 옮겨 계수하였다. 동물플랑크톤은 해부 현미경(SZ40; Olympus, Tokyo, Japan)과 광학현미경(BX51, Olympus)을 사용하여 주로 요각류를 중심으로 종 동정을 수행하였고, 종 동정이 힘든 경우에는 상위 분류군으로 분류하여 계수하였다. 동물플랑크톤의 종 동정과 분류 체계는 Chihara and Murano (1997)과 Boxshall and Halsey (2004)를 참고하였다.
자치어 채집은 봉고네트(망구직격 60 cm, 망목크기 330 μm) 를 이용하여 정점별 수심에 따라 저층에서 표층까지 약 5–10분간 경사 채집하였다
자치어 채집은 봉고네트(망구직격 60 cm, 망목크기 330 μm) 를 이용하여 정점별 수심에 따라 저층에서 표층까지 약 5–10분간 경사 채집하였다. 채집된 시료는 현장에서 중성포르말린으로 최종 농도가 5%가 되게 고정하여 실험실로 운반한 후 24시간 이내에 70% 에탄올로 치환하여 종 동정 전까지 보관하였고 (Watanabe, 2010), 입체해부현미경(SZX10; Olympus)을 이용하여 종 수준까지 동정하고 계수하였다.

대상 데이터

자치어의 먹이생물로 이용되는 동물플랑크톤 채집은 요각류의 nauplii와 copepodites를 함께 채집하기 위해 망목이 100 μm, 망구지름이 45 cm인 원추형 네트를 이용하여 각 정점에서 수직 채집하였으며, 각 정점에서 채집된 시료는 중성포르말린으로 최종 농도가 5%가 되도록 고정하였다

데이터처리

자어 군집에 따른 정점 간 유사도 측정은 PRIMER (ver. 6.0; Biomatters, Auckland, New Zealand)를 이용하여 Bray-Curtis 유사도 지수를 바탕으로 비가중산술평균(unweighted pair group method with arithmetic mean, UP- GMA) 분석을 통해 계보적 군집분석(hierarchical cluster anal- ysis)과 nMDS (non-metric multidimensional scaling) 배열법을 수행하였다. 자어 군집의 각 그룹 간의 유의성을 검증을 위해 one-way ANOSIM (Analysis of similarities) 분석을 실시하였고, 군집에 영향을 주는 기여종들을 파악하기 위해 SIMPER (similarity percentage procedure) 분석을 수행하였다(Clarke and Warwick, 2001).
조사기간 동안 출현한 자치어의 군집특성을 파악하기 위해 출현개체수 자료를 근거로 종다양성지수(H’) (Shannon and Weaver, 1963)와 군집분석을 수행하였다. 군집분석에 사용된 자어 분류군들은 조사시기와 종 간의 출현개체수에 의한 자료편중과 분포를 정규화하기 위하여 로그(logx+1) 지수로 변환하여 분석하였다. 자어 군집에 따른 정점 간 유사도 측정은 PRIMER (ver.
그리고, 자치어 주요 분류군들의 시·공간적 분포와 환경요인과의 관계를 설명하기 위해 수온, 염분, Chl.-a 농도, 동물플랑크톤 출현개체수 분석 자료를 매개 변수로 하여 CANOCO (version 4.5; Carus, Wageningen, Nether- lands) 프로그램으로 중복분석(redundancy analysis, RDA)을 수행하였다.
0; Biomatters, Auckland, New Zealand)를 이용하여 Bray-Curtis 유사도 지수를 바탕으로 비가중산술평균(unweighted pair group method with arithmetic mean, UP- GMA) 분석을 통해 계보적 군집분석(hierarchical cluster anal- ysis)과 nMDS (non-metric multidimensional scaling) 배열법을 수행하였다. 자어 군집의 각 그룹 간의 유의성을 검증을 위해 one-way ANOSIM (Analysis of similarities) 분석을 실시하였고, 군집에 영향을 주는 기여종들을 파악하기 위해 SIMPER (similarity percentage procedure) 분석을 수행하였다(Clarke and Warwick, 2001). 그리고, 자치어 주요 분류군들의 시·공간적 분포와 환경요인과의 관계를 설명하기 위해 수온, 염분, Chl.

이론/모형

동물플랑크톤은 해부 현미경(SZ40; Olympus, Tokyo, Japan)과 광학현미경(BX51, Olympus)을 사용하여 주로 요각류를 중심으로 종 동정을 수행하였고, 종 동정이 힘든 경우에는 상위 분류군으로 분류하여 계수하였다. 동물플랑크톤의 종 동정과 분류 체계는 Chihara and Murano (1997)과 Boxshall and Halsey (2004)를 참고하였다.
조사기간 동안 출현한 자치어의 군집특성을 파악하기 위해 출현개체수 자료를 근거로 종다양성지수(H’) (Shannon and Weaver, 1963)와 군집분석을 수행하였다

성능/효과

봄과 여름철 남해안에서 출현하는 자치어는 종 수준까지 동정된 24속 28종을 포함하여 23과, 41개 분류군이었고, 이들의 군집은 멸치(E. japonicus)와 망둑어류(Gobiidae) 자치어를 포함한 연안 정착성과 회유성 종들에 의해서 분포와 군집이 형성되는 것을 확인할 수 있었으며, 특히, 멸치, 망둑어류, 쏨뱅이류 (Sebastiscus spp.) 자치어들의 분포밀도가 높은 것이 특징적이 었다. 남해안 전 해역(완도–부산 연안)에서 대상이 선행된 연구를 찾아볼 수 없어 직접적인 비교는 어렵지만 같은 조사기간인 4월부터 8월까지 남해 중부(고흥-남해도연안)를 대상으로 조사한 42개 분류군(Yoo et al.
l.과 Oithona속 요각류가 풍부했음에도 불구하고 거제도 동부를 제외한 남해안 전역에서 26°C 이상의 고수온이 형성되면서 멸치 자치어의 출현량이 대폭 감소하여 거제도 인근해역에서 간헐적으로 출현하는 특성을 보였다
parvus s. l.와 상관성을 보였으며, 멸치 자치어가 분포하고 있는 해역을 중심으로 분포하고 있음을 확인할 수 있었다. 하지만, 8월에 멸치 자치어의 먹이생물로 이용되는 P.
parvus s. l.의 분포밀도가 자치어 군집 구조에 영향을 미치는 중요한 요인이었지만, 염분은 자치어의 군집 구조에 유의한 영향을 미치지 않았다. 남해안의 대부분 해역들이 비교적 수심이 깊지 않고 수온은 계절적 변화가 있기 때문에 광범위한 수온에 적응한 종이 우점할 수 있는데, 본 연구에서는 조사기간동안 멸치를 포함하여 망둑어류 자치어들이 우점하는 특징을 보였다.
남해안 자치어 군집은 4–5월과 6–8월의 유의한 두 그룹으로 구분되었는데, 이는 봄철과 여름철 산란군들에 의해 군집이 구분되는 것으로 판단할 수 있다
남해안에서 주요 상업어종인 멸치는 매월 지속적으로 출현하였는데, 특히, 수온 연직분포의 형성과 확산이 되는 시기인 4–7월 수심별 수온을 확인한 결과에서 봄철인 4월의 대마난류의 세력확장(Choo, 2002)에 따라 거제 동부해역에서 15°C 이상의 수온으로 전선역(frontal zone)이 형성된 곳에서 멸치 자치어가 집중 출현하는 특징을 보였다
의 분포밀도가 자치어 군집 구조에 영향을 미치는 중요한 요인이었지만, 염분은 자치어의 군집 구조에 유의한 영향을 미치지 않았다. 남해안의 대부분 해역들이 비교적 수심이 깊지 않고 수온은 계절적 변화가 있기 때문에 광범위한 수온에 적응한 종이 우점할 수 있는데, 본 연구에서는 조사기간동안 멸치를 포함하여 망둑어류 자치어들이 우점하는 특징을 보였다. 남해안에서 주요 상업어종인 멸치는 매월 지속적으로 출현하였는데, 특히, 수온 연직분포의 형성과 확산이 되는 시기인 4–7월 수심별 수온을 확인한 결과에서 봄철인 4월의 대마난류의 세력확장(Choo, 2002)에 따라 거제 동부해역에서 15°C 이상의 수온으로 전선역(frontal zone)이 형성된 곳에서 멸치 자치어가 집중 출현하는 특징을 보였다.
본 연구를 통해 봄과 여름철 남해안 자치어의 시·공간적 분포에 영향을 주는 환경요인들을 파악하였으며, 멸치와 같은 회유성 부어류를 포함하여 연안 정착성 종들의 산란·성육장으로서 남해안이 매우 중요한 역할을 담당하고 있는 점을 확인할 수 있었다
, 2017). 본 연구에서도 산란기간인 6월과 7월에 수심이 낮은 완도에서 남해도까지 분포 하였지만, 8월에는 수조기 성어가 서식하고 산란하기 적절하지 않은 고수온이 형성되면서 조사해역에서 출현하지 않는 것으로 판단되었다. 하지만, 여름철 고수온임에도 불구하고 쌍동가리(P.
봄과 여름철 남해안에서 출현하는 자치어는 종 수준까지 동정된 24속 28종을 포함하여 23과, 41개 분류군이었고, 이들의 군집은 멸치(E. japonicus)와 망둑어류(Gobiidae) 자치어를 포함한 연안 정착성과 회유성 종들에 의해서 분포와 군집이 형성되는 것을 확인할 수 있었으며, 특히, 멸치, 망둑어류, 쏨뱅이류 (Sebastiscus spp.
이와 같이 자치어들의 출현양상을 놓고 볼 때, 남해안은 봄과 여름철 산란군들의 산란·성육장으로써 이용되는 중요한 해역임을 확인할 수 있었고, 남해안 연안과 내만에서의 자치어 군집은 조사기간 동안 우점종인 멸치를 포함하여 망둑어과, 쏨뱅이속(Se- bastiscus), 볼락과(Sebastidae), 민어과(Sciaenidae), 참서대과 (Cynoglossidae) 자치어들에 의해 유지되는 특성을 보이는 것으로 판단된다.
자치어의 시·공간적 분포 특성을 살펴보면, 4월에 고흥과 거제연안을 중심으로 분포한 이후 5월에는 고흥연안을 제외한 해역에서 낮은 출현밀도를 보였지만, 6월과 7월에는 여수연안에서 부산까지 전체 자치어와 멸치 자치어의 출현밀도가 증가한 이후, 8월에는 거제도와 부산연안을 제외한 해역에서 대폭 감소하였다(Fig
조사기간 동안 남해안의 수온은 전형적인 계절변화를 보였지만, 8월에 거제도 동부 일부해역을 제외한 남해안 전역에서 26°C 이상의 고수온이 발생하면서 이 시기에 자치어의 출현종수는 높았으나 분포밀도는 극히 낮았고, 조사기간 중 가장 우점하였던 멸치는 분포밀도가 낮았던 5월과 8월을 제외하면 남해도에서 부산연안을 중심으로 분포하는 특성을 나타냈다
조사기간 동안 출현한 자치어는 종 수준까지 동정된 24속 28 종을 포함하여 10목, 23과, 41개 분류군이 채집되었으며(Table 1), 종 수준까지 동정된 분류군별 출현종수는 망둑어과(Gobi- idae) 1종, 볼락과(Sebastidae) 3종, 참서대과(Cynoglossidae) 4 종, 쥐치과(Monacanthidae) 2종, 넙치과(Paralichthyidae) 2종이 채집되었다. 종 수준까지 동정된 자치어들 중 주요 분류군들은 멸치(Engraulis japonicus), 망둑어류(Gobiidae spp.
중복분석(RDA) 결과, 남해안에서 봄과 여름철에 출현하는 자치어들의 시·공간적 분포에 영향을 주는 환경요인들은 수온, 동물플랑크톤 및 부유성 요각류인 P
과 Oithona속 요각류의 출현개체수가 환경요인으로 작용한 것으로 추정된다. 특히, 자치어의 출현 해역과 시기를 볼 때, 여름철 발생하는 고수온에 따라 자치어의 시·공간적 분포와 군집에 영향을 미칠 수 있다는 것을 확인할 수 있었다. 그러나 본 연구는 남해안에 봄철과 여름철에 출현하는 자치어 시·공간적 분포에 영향을 미치는 환경요인들에 대한 예비 연구로 향후 자치어 군집에 대한 추가적인 물리·생물학적 환경요인에 대한 영향과 여름철 고수온이 발생되는 해역에서 분포하는 난의 발생과 부화 및 자치어의 성장률과 생존률을 밝히는 연구가 필요할 것으로 판단된다.

후속연구

특히, 자치어의 출현 해역과 시기를 볼 때, 여름철 발생하는 고수온에 따라 자치어의 시·공간적 분포와 군집에 영향을 미칠 수 있다는 것을 확인할 수 있었다. 그러나 본 연구는 남해안에 봄철과 여름철에 출현하는 자치어 시·공간적 분포에 영향을 미치는 환경요인들에 대한 예비 연구로 향후 자치어 군집에 대한 추가적인 물리·생물학적 환경요인에 대한 영향과 여름철 고수온이 발생되는 해역에서 분포하는 난의 발생과 부화 및 자치어의 성장률과 생존률을 밝히는 연구가 필요할 것으로 판단된다.
, 2000), 종 다양성이 높아 종 동정이 어렵고 국내에서는 이들의 분포와 서식에 대한 연구들도 부족하다. 특히, 남해안에 서식하는 망둑어류 중 도화망둑(Amblychaeturichthys hexanema) (Myoung et al., 2021)과 쉬쉬망둑(Chaeturichthys stigmatias) (Ji et al., 2020)이 봄과 여름철에 주로 출현하는 것으로 알려져 있어 본 연구에서 출현한 망둑어류 자치어들은 이들 두 종일 가능성이 높지만, 형태학적으로 종 동정이 어렵다는 점에서 향후 남해안에 출현하는 망둑어류들에 대한 형태적 관찰과 함께 유전학적 분석을 통한 분자동정 정보 확보가 필요할 것으로 보인다.

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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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