[논문]북동중국해 대륙붕 저서성 유공충 군집 분포와 형성 기작

정다운; 이연규

doi:10.23005/ksmls.2023.8.1.8

북동중국해 대륙붕 저서성 유공충 군집 분포와 형성 기작
The Formation Mechanism and Distribution of Benthic Foraminiferal Assemblage in Continental Shelf of the northern East China Sea 원문보기

한국해양생명과학회지 = Journal of marine life science, v.8 no.1, 2023년, pp.8 - 31

정다운 (전남대학교 수산과학연구소) , 이연규 (전남대학교 해양융합과학과)

초록
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북동중국해 대륙붕 표층 퇴적물에서 산출하는 저서성 유공충의 군집 분포와 형성 기작을 파악하기 위하여 32개 정점에서 표층 퇴적물을 채취하고, 입도조성, 저서성 유공충 군집분석, ¹⁴C 연대측정을 실시하였다. 표층 퇴적물은 사질(평균: 52.04%)의 잔류 퇴적물과 니질(평균: 47.92%)의 현생 퇴적물과의 혼합 퇴적상이다. 저서성 유공충은 총 48속 104종(사질 유공충, 석회질 유리상 및 석회질 자기상 유공충)이 분류되었다. 사질 유공충은 양쯔강 앞 해역으로 산출빈도(30%)가 증가하며, 부유성 유공충은 제주 남서해역에서 높은 산출빈도를 보인다. 우점종은 Ammonia ketienziensis, Bolivina robusta, Eggella advena, Eilohedra nipponica, Pseudorotalia gaimardii, Pseudoparrella naraensis 총 6종이다. 이들 중 가장 높은 산출빈도를 보이는 Bolivina robusta와 Pseudorotalia gaimardii의 ¹⁴C 연대측정 결과 각각 2,360±40 B.P., 2,450±40 B.P.로 나타났다. 군집분석 결과, P. gaimardii 군집, B. robusta 군집 및 A. ketienziensis-P. naraensis 군집으로 대별된다. 양쯔강 담수 유입 영향을 받는 양쯔강 앞 해역에는 P. gaimardii 군집, 쿠로시오 해류의 영향을 받는 제주도 남서해역에서 B. robusta 군집 그리고 북서측 황해 중앙부 니질대 해역에 A. ketienziensis-P. naraensis 군집이 분포한다. 이러한 저서성 유공충 군집 조성 및 분포는 약 2.5 ka BP 부터 형성되기 시작하였으며, 홀로세 후기 해수면 상승에 의한 저서 생태계 서식지 환경 변화를 반영하고 있는 것으로 생각된다.

Abstract ▼ AI-Helper

To understand the distribution and formation mechanism of benthic foraminiferal assemblages, grain size analysis, 14C radiocarbon dating, and benthic foraminifera analysis were conducted on thirty-two surface sediments collected from the continental shelf of the northern East China Sea, respectively. Surface sediment was composed of sandy mud~muddy sand facies with an average of 52.04% of sand, 13.72% of silt, and 34.20% of clay. These sedimentary facies are palimpsest sediment. Benthic foraminifera was classified into a total of 48 genera and 104 species, including agglutinated foraminifera, calcareous-hyaline, and calcareous-porcelaneous foraminifera. The production rate of agglutinated foraminifera increased toward the Yangtze River area while that of planktonic foraminifera increased toward Jeju Island. Dominant species are Ammonia ketienziensis, Bolivina robusta, Eggella advena, Eilohedra nipponica, Pseudorotalia gamardii, Pseudoparrella naraensis. 14C radiocarbon datings of Bolivina robusta and Pseudorotalia gamardii with the highest production rate were 2,360±40 yr B.P. and 2,450±40 yr B.P., respectively. In the result of cluster analysis, three assemblages composed of P. gaimardii, B. robusta, and A. ketienziensis-P. naraensis were classified broadly. P. gaimardii assemblage is thought to be formed from about 2.5 yr B.P. at the sea area of the Yangtze River to 50 m in water depth affected by fresh water. B. robusta assemblage is thought to be formed from about 2.4 yr B.P. at the sea area of Jeju Island to 50~100 m affected by offshore water. And then, A. ketienziensisP. naraensis assemblage was formed in the northwest sea area (Central Yellow Sea Mud). These distributions and composition of benthic foraminiferal assemblages formed from about 2.5 yr B.P. in the northern East China Sea are thought to be due to the change of benthic ecology environment that occurred by the sea level increase during the late Holocene.

주제어

표/그림 (7)

그림 Fig. 1. Map (A) showing the bathymetry and current system in northern East China Sea and the South Sea of Korea (modify Liu et al., 2007). JCC: Jiangsu Coastal Current, TWC: Taiwan Warm Current, YSWC: Yellow Sea Warm Current, ZFCC: Zhejiang Fujian Coastal Current, S.A: Study Area, Map (B) showing the bathymetry and sampling sites (EC 1~32) in northern East China Sea.
그림 Fig. 2. Distribution map of the sedimentary facies (A), rate of agglutinated foraminifera (B), number of benthic foraminifera in 20 ml (C), species diversity (D), number of planktonic foraminifera in 20 ml (E), Ammonia ketienziensis (F), Bolivina robusta (G), Eggella advena (H), Pseudoparrella naraensis (I) and Pseudorotalia gaimardii (J). Note, M: mud, sM: sandy mud, (g)sM: slightly gravelly sandy mud, mS: muddy sand, (g)mS: slightly gravelly muddy sand.
그림 Fig. 3. Dendrogram of cluster analysis (CA) (F) and ordination of non-multidimensional scaling (nMDS) (G) to benthic foraminiferas collected from 32 surface sediments of northern East China Sea.
그림 Fig. 4. Distribution map of benthic foraminiferal assemblages in northern East China Sea. Note, A.k.-Pn:. Ammonia ketienziensis-Pseudoparrella naraensis, Pn:. Pseudoparrella naraensis, Pn.-E.a.-A.k: Pseudoparrella naraensis-Eggella advena-Ammonia ketien- ziensis, Pg:. Pseudorotalia gaimardii, B.c. Bolivina robusta, B.r-AF.igk.- E.n:. Bolivina robusta-Ammonia ketienziensis-EHohedra nipponibca C.L-B.r.-E.n.: Cibicides lobatulus-Bolivina robusta-Eliohedra nipponica, Ass.: assemblage.
그림 Fig. 5. A principal component analysis (PCA) ordination diagram based on selected grain size parameters and bentic foraminifera species (Ammonia ketinziensis, Bolivina robusta, Eliohedra nipponica, Pseudoparrella naraensis, Pseudorotalia gaimardii. Note, B/T Foram (%): Benthic foraminifera/Total foraminifera, P/T foram (%): Planktonic foraminifera /Total foraminifera.
표 Table 1. Radiocarbon data from the continental shelf of northern East China Sea. Ages were determined by AMS. Note, yr: year, B.P.: before present
그림 Fig. 6. Schematic diagram showing distribution of benthk fora- miniferal assemblages based on the representative species in northern East China Sea. Note, Ass.: assemblage.

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구에서는 북동중국해 대륙붕 표층 퇴적물에서 산출하는 저서성 유공충의 종 다양성을 파악하고 군집 분포와 형성 기작을 이해하고자 하였다. 그 결과, 32개 정점에서 사질 유공충 8속 18종, 석회질 유리상 유공충 36속 77종, 석회질 자기상 유공충 4속 9종 총 48속 104종을 분류하고, 지역별로 P.

제안 방법

채취된 유공충 분석용 시료를 4ø 표준체로 습식 체질한 후, 남은 잔류물을 40~60℃의 온도에서 건조했다. 건조된 시료에 유공충이 300개체 이상일 때는 미량분리기(Microsplitter)를 사용하여 시료를 분리한 후 실체현미경(SZ-ST OLYMPUS JAPAN)으로 유공충을 추출하였다. 유공충 동정은 도감과 문헌을 통하여 실시하였고 동정된 유공충은 전자주사현미경(SEM; Scanning Electron Microscope, S-3000N)을 이용하여 촬영, 미세구조를 파악하여 동정에 활용하였다.
북동중국해 대륙붕 표층 32개 정점(EC-1~32)에서 저서성 유공충 총 48속 104종을 분류하였다(Appendix, 2). 사질 유공충(Agglutinated foraminifera) 8속 18종, 석회질 유리상 유공충(Calcareous-hyaline foraminifera) 36속 77종, 석회질 자기상 유공충(Calcareous-porcelaneous foraminifera) 4속 9종으로 구성된다.
건조된 시료에 유공충이 300개체 이상일 때는 미량분리기(Microsplitter)를 사용하여 시료를 분리한 후 실체현미경(SZ-ST OLYMPUS JAPAN)으로 유공충을 추출하였다. 유공충 동정은 도감과 문헌을 통하여 실시하였고 동정된 유공충은 전자주사현미경(SEM; Scanning Electron Microscope, S-3000N)을 이용하여 촬영, 미세구조를 파악하여 동정에 활용하였다.

대상 데이터

nipponica 군집, P. naraensis 군집, 총 7개의 저서성 유공충 군집이 설정되었다. P.
북동중국해 대륙붕 표층 32개 정점(EC-1~32)에서 저서성 유공충 총 48속 104종을 분류하였다(Appendix, 2). 사질 유공충(Agglutinated foraminifera) 8속 18종, 석회질 유리상 유공충(Calcareous-hyaline foraminifera) 36속 77종, 석회질 자기상 유공충(Calcareous-porcelaneous foraminifera) 4속 9종으로 구성된다. 석회질 유리상 유공충 산출비율은 58.
연구지역은 북동중국해 해역에서 제주도 남서해역과 양쯔강 하구 사이 대륙붕(위도: 32°11'00"N~33°20'53"N, 경도: 123°15'10"E~125°50'00"E)으로서, 수심 50 m 이하의 양쯔강 하구 측과 50~100 m 사이의 제주도 남서해역 그리고 황해 남측 일부 포함하는 해역이다(Fig
표층 퇴적물 및 유공충 분석을 위한 표층 퇴적물 시료는 북동중국해 대륙붕 총 32개 지점에서 채취하였다(Fig. 1B).
1B). 표층 퇴적물 시료채취는 퇴적물 교란이 없는 박스 코어(box corer)를 이용하였고, 선박은 전남대학교 소속 동백호(1,000톤)를 사용하였다.

데이터처리

퇴적물 입도 조성과 저서성 유공충과의 상관관계를 파악하기 위하여 주성분 분석(Principal component Analysis; PCA)을 실시하였다.
표층 퇴적물 입도와 유공충 종 조성과의 상관관계를 파악하기 위해 주성분 분석을 실시하였다(Fig. 5).

이론/모형

북동중국해 대륙붕 32개 정점에서 산출된 저서성 유공충 군집 설정을 위해 집괴 분석(Cluster analysis) 및 비계량적 다차원척도법(Non-multidimensional scaling: nMDS)을 실시하였다(Fig. 3).

성능/효과

9%로 분포한다. 20%의 산출비율은 연구해역의 북서해역에서 나타나며, 제주도와 양쯔강 사이 해역은 10% 전후의 분포를 보인다(Fig. 2F).
gaimardii 군집으로 설정되었다. CⅠa 클러스터 우점종은 Ammonia ketienziensis (22.7%)이며, 다음으로 Pseudoparrella naraensis (9.6%)와 Pseudorotalia gaimardii (9.5%)가 수반된다. CⅠa 클러스터는 A.
ketienziensis 군집으로 설정되었다. CⅠb 클러스터 우점종은 Bolivina robusta (29.9%)이며, 그 다음으로 Cibicides lobatulus (16.0%)와 Ammonia ketienziensis (15.3%)로 나타났다. CⅠb 클러스터는 B.
robusta 군집이다. CⅡ 클러스터 우점종은 Pseudoparrella naraensis (14.8%)이며, 그 다음으로 Ammonia ketienziensis (11.1%)와 Eggella advena (13.2%)가 나타났다. CⅡ 클러스터는 P.
ketienziensis 군집으로 설정되었다. DⅠa 클러스터에 우점하는 종은 Bolivina robusta (22.9%)이며, 다음으로 Ammonia ketienziensis(14.3%)와 Eilohedra nipponica (12.1%)로 나타났다. DⅠa 클러스터는 B.
nipponica 군집으로 설정하였다. DⅠb 클러스터 우점종은 Cibicides lobatulus (14.9%)이며, 다음으로 Bolivina robusta (14.7%)와 Eilohedra nipponica (14.2%)로 나타났다. 따라서 C.
nipponica 군집으로 설정하였다. DⅡ 클러스터 우점종은 Pseudoparrella naraensis (35.4%)이며, 다음으로 Bolivina robusta (14.4%)와 Melonis barleeanus (9.3%)로 나타났다. P.
Pseudorotalia gamardii는 연대측정 결과 2,450±40 yr B.P.에 서식했던 종으로서 잔류성 퇴적물인 사질의 함량 변화와 정 상관성을 가지고 있는 것으로 판단된다.
ketienziensis 군집, P. naraensis 군집 등 총 7개의 저서성 유공충 군집이 도출되었다(Fig. 4).
ketienziensis-P. naraensis 군집이 형성, 분포하고 있음을 확인하였다.
본 연구에서는 북동중국해 대륙붕 표층 퇴적물에서 산출하는 저서성 유공충의 종 다양성을 파악하고 군집 분포와 형성 기작을 이해하고자 하였다. 그 결과, 32개 정점에서 사질 유공충 8속 18종, 석회질 유리상 유공충 36속 77종, 석회질 자기상 유공충 4속 9종 총 48속 104종을 분류하고, 지역별로 P. gaimardii 군집, Bolivina robusta 군집 및 A.
2D). 부유성 유공충 20ml 내 평균 개체수는 10,055개이며, 제주도 인접 해역에서 높게 나타나고 중앙부 해역을 지나 양쯔강 측으로 급격히 낮아지는 경향을 보인다(Fig. 2E).
북동중국해 대륙붕 32개 정점에서 산출된 저서성 유공충 총 48속 104종에 대한 군집분석 결과, P. gaimardii 군집, B.
북동중국해 대륙붕의 32개 정점 중 최소 1개 이상 정점에서 15% 이상 산출하는 우점종은 Ammonia ketienziensis, Bolivina robusta, Eggella advena, Eilohedra nipponica, Pseudorotalia gaimardii, Pseudoparrella naraensis 총 6종이다. 우점종의 분포를 보면, Ammonia ketienziensis는 산출비율 1.
84%로 전반적으로 매우 낮은 산출비율을 보인다. 사질 유공충 산출비율은 1.27~39.16%, 평균 9.77%이며, 정점 EC-19 (39.16%)과 EC-29 (32.09%)에서 30% 이상으로 높게 산출하고 정점 EC-4에서 1.27%로 가장 낮은 비율로 산출한다. 연구해역의 중앙에서 제주도 사이해역은 10% 이하의 산출비율을 보이나 중앙해역에서 양쯔강 측을 향하여 30%로 점점 증가하는 양상을 보인다(Fig.
사질 유공충(Agglutinated foraminifera) 8속 18종, 석회질 유리상 유공충(Calcareous-hyaline foraminifera) 36속 77종, 석회질 자기상 유공충(Calcareous-porcelaneous foraminifera) 4속 9종으로 구성된다. 석회질 유리상 유공충 산출비율은 58.56~97.47%, 평균 86.37%로서 가장 높게 나타나고, 석회질 자기상 유공충은 0.81~15.68%로 산출비율로 평균, 3.84%로 전반적으로 매우 낮은 산출비율을 보인다. 사질 유공충 산출비율은 1.
04%으로 다른 입도성분에 비해 가장 높은 함량을 보인다. 실트(silt) 함량 분포범위는 0.91~41.43%, 평균함량 13.72%이고, 점토(clay) 함량 분포범위는 5.77~57.51%, 평균함량 34.20%로 나타났다. 북동중국해의 표층 퇴적물은 주로 모래와 점토로 구성되어 있다.
연구지역 표층 퇴적물 조성을 보면(Appendix 1), 자갈은 평균함량 0.03%로 매우 낮게 나타나며, 모래(Sand)는 함량 분포범위 2.46~86.94%, 평균함량 52.04%으로 다른 입도성분에 비해 가장 높은 함량을 보인다. 실트(silt) 함량 분포범위는 0.
2%로 분포한다. 연구해역의 중앙부에서 양쯔강 측으로 향하여 10% 이하의 산출비율을 보이고 제주도 갈수록 산출비율이 증가하여 30% 전후의 양상을 보인다(Fig. 2G).
7%로 분포한다. 연구해역의 중앙부에서 제주도 사이 해역에서는 10% 이하의 낮은 산출 분포를 보이나, 양쯔강 측을 향하여 10%에서 70%로 급격히 산출비율이 증가한다(Fig. 2J).
27%로 가장 낮은 비율로 산출한다. 연구해역의 중앙에서 제주도 사이해역은 10% 이하의 산출비율을 보이나 중앙해역에서 양쯔강 측을 향하여 30%로 점점 증가하는 양상을 보인다(Fig. 2B).
19%이다. 우점종 Ammonia ketienziensis, Bolivina robusta, Eggella advena, Eilohedra nipponica, Pseudoparrella naraensis 및 종 다양도, 종수는 퇴적물 조성과는 뚜렷한 상관성을 보이지 않으나, 저서성 유공충의 산출빈도와는 역상관관계(negative)를 보인다. 그리고 우점종 P.
2B). 저서성 유공충 20 ml 내 평균 개체수는 46,760개이며, 연구해역의 중앙에서 제주도로 향하여 점진적으로 증가하는 양상을 보인다(Fig. 2C).
3). 집괴 분석은 유사도 지수 54.79에서 A, B, C, D의 4개의 클러스터(cluster)로 구분되어 졌고, C 클러스터는 유사도 지수 57에서, D 클러스터는 유사도 지수 61.28에서 각각 3개의 클러스터로 세분되어 총 8개의 클러스터로 구분되어졌다(Fig. 3F).
35ø로 매우 불량한 분급(very poorly sorted)의 범주에 속하는 것으로 나타났다. 퇴적상은 니질(M: mud), 사질니(sM: sandy mud), 함력사질니((g)sM: slightly gravelly sandy mud), 니질사(mS: muddy sand), 함력니질사((g)mS: slightly gravelly muddy sand)의 5개의 퇴적상으로 구성되며, 니질사 퇴적상과 사질니 퇴적상이 우세하게 분포하고 연구해역의 서측의 니질 퇴적상의 분포를 제외하고 전 해역에서 니질과 사질의 혼합퇴적상이 우세하게 분포한다(Fig. 2A).

후속연구

부터 형성되기 시작하였으며, 홀로세 후기 해수면 상승에 의한 저서 생태계 서식지 환경 변화를 반영하고 있는 것으로 생각된다. 이러한 결과는 현재와 과거 해양환경 변화를 유추하는데 유용한 지표로 활용될 것으로 생각된다.

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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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