초록 ▼

- 본 과제는 최근의 급격한 지구 기후 변화에 따른 남극 킹조지섬에 서식하는 생물의 다양성과 생태계 변화를 파악하고 지구 환경변화에 대한 생물과 생태계 반응을 감지하여 생태계에 미치는 지구 환경변화의 영향을 다학제간 연구를 통해 평가하고 예측할 수 있는 기술을 축적하고자 시도됨
- 생물 다양성 연구에서는 7개국 국제공동연구를 통해, 남극을 포함한 전세계 홍조식물 김파래목의 계통학적 유연관계를 재규명함. 남극 이끼는 일년에 2-3 cm밖에 자라지 않음에도 불구하고 척박한 남극 육상생태계에서 중요한 생태학적 위치를 차지하는 식물로

- 본 과제는 최근의 급격한 지구 기후 변화에 따른 남극 킹조지섬에 서식하는 생물의 다양성과 생태계 변화를 파악하고 지구 환경변화에 대한 생물과 생태계 반응을 감지하여 생태계에 미치는 지구 환경변화의 영향을 다학제간 연구를 통해 평가하고 예측할 수 있는 기술을 축적하고자 시도됨
- 생물 다양성 연구에서는 7개국 국제공동연구를 통해, 남극을 포함한 전세계 홍조식물 김파래목의 계통학적 유연관계를 재규명함. 남극 이끼는 일년에 2-3 cm밖에 자라지 않음에도 불구하고 척박한 남극 육상생태계에서 중요한 생태학적 위치를 차지하는 식물로, 세종기지 주변에서 14개 속, 20종을 동정함. 세종기지 주변 해역에서 부유성 요각류 20종, 단각류 15종, 따개비, 섬모충류 등을 채집하였고, 형태 및 유전정보를 분석함
- 연구 결과물들은 극지생물정보의 database화 작업을 통해 극지가상식물표본관(KOPRI Virtual Herbarium, http://kvh.kopri.re.kr/main/main.php)의 웹 페이지를 통해 국내외 연구자들에게 남극과 북극에 생육하는 해조류, 선태류, 현화식물 표본의 채집 정보와 표본 영상자료, 생물지리 정보, 유전자 염기서열 자료를 제공함
- 육상생태계 변화 연구에서는 지형적 특성이 기후에 미치는 영향을 파악하기 위하여 바톤반도 전역에 데이터로거를 설치하였으며, 회수된 로거의 분석결과 지역별로 10도 이상의 온도편차가 나는 것을 발견함. 이는 지형적 특성에 의한 기후차이가 식생이나 미생물다양성에 직접적인 영향을 미칠 수 있다는 것을 의미함
- 기후변화에 의한 식물의 반응을 연구하기 위하여 현장방문을 통한 직접조사 방법과 인공위성 및 무인항공기을 활용한 원격탐사 방법을 통해 식생분포를 조사함
- 대용량 염기서열 분석기법을 활용한 균류다양성 분석을 위해서 염기서열 유사도 검색 프로그램, 대용량 염기서열 전처리 프로그램, 염기서열 클러스터링 프로그램 등을 개발하여 염기서열을 분석할 수 있는 전 과정을 구축 중
- 연안생태계의 변화 연구에서는 남극세종기지 멕스웰만 빙하소만에 서식하는 동물플랑크톤의 군집구조 변화 연구와 그 먹이환경과의 영향을 조사함
- 최근 온난화의 영향으로 빙벽이 급속하게 무너져 내리고 있는 마리안소만에서 융빙수 유입 등으로 인한 해양생물 다양성 변화 등을 연구함. 빙벽 가까운 정점(MC4)과 중간 정점(MC3), 먼 정점(MC2)을 선정하여 대형저서 무척추동물 군집 특성을 분석하고 서식지 퇴적물의 입도 등 주요 환경요인을 분석한 결과 융설수 유입에 따른 퇴적 현상이 해양저서무척추동물군집의 종수를 크게 감소시키는 등 직접적으로 영향을 주는 것을 알 수 있었음. 빙벽 가까운 정점에서는 수심 20-30m에서 융빙수의 대량 유입을 관측함. 융빙수의 유입은 또한 동물플랑크톤의 분포와 종조성에도 영향을 주는 것으로 나타남

Abstract ▼

2. Objectives and necessities of the study
We have tried to investigate biodiversity and changing ecosystems in King George Island, Antarctica and to evaluate Antarctic terrestrial and coastal marine ecosystem responses caused by climate change based on multidisciplinary studies in this researc

2. Objectives and necessities of the study
We have tried to investigate biodiversity and changing ecosystems in King George Island, Antarctica and to evaluate Antarctic terrestrial and coastal marine ecosystem responses caused by climate change based on multidisciplinary studies in this research project.
3. Outcome of the study
(1) Study on biodiversity in King George Island
Under the international collaboration including seven countries, we investigated the red algae Bangiales based on worldwide sampling from tropical to Antarctic sea and molecular data. The phylogenetic relationship of order Bangiales was revised and genus Porphyra was reconstructed into four independent genera. In particular, Antarctic redalga, Porphyra endiviifolium A. Gepp et E. Gepp was renamed as Pyropia endiviifolia (A. Gepp et E. Gepp) H.-G. Choi et M.S. Hwang comb. nov. We collected and identified about 20 species in 14 genera of mosses near in Antarctic King Sejong Station (Fig. 2). We also, investigated the Antarctic invertebrate fauna, identifying 20 pelagic copepods, 15 arnphipods, and several marine invertebrates such as barnacles and ciliates. We are constructing KOPRI Virtual Herbarium web-site (http://kvh.kopri.re.kr/main/main.php) which could serve all information of species collected in the Arctic and Antarctic regions such as sampling site, physiological traits, genetic information and digital specimen images.
(2) Study on changing terrestrial ecosystem
To understand the effect of topography on local climate, temperature loggers were installed all over the Barton Peninsula. Temperature records during the last year suggested that topographic effects on climate is great enough to affect floral distribution and microbial diversity. Physicochemical characteristics, physiological activity and microbial community structures of soil samples were also investigated. Long term ecological monitoring sites will be selected to represent all types of terrestrial ecosystem on Barton Peninsula based on the physicochemical and microbial data. Fungal LSU rDNA sequences were collected and curated to prepare reference sequence DB with hierarchical taxonomic structure for fungal diversity studies. We also developed softwares to process 454 pyre-sequencing results and cluster sequences. To compare long term changes in floral distribution, we are building floral maps by remote sensing technology.
(2) Study on changing coastal ecosystem
To understand the impacts on the environmental changes to the structural and functional aspects, we investigated the food environment and microzooplankton communities in Maxwell Bay. And to detect the functional changes of the coastal marine ecosystems we assessed the trophic relationships between primary producers and consumers using the stable isotope tracers and fatty acid markers. We have also assessed impacts on diversity of nearshore marine benthic communities by climate-induced processes in a glacial fjord, Marian Cove. We selected the sites near to glacier (MC 4) and far from glacier (MC 2), as well as an intermediate site (MC 3). The species richness was significantly lower at the near-glacier site, MC 4. Difference was also recorded in sediment properties with higher percentage of muddy sediment near to the glacier, indicating higher sedimentation rates at the site. Massive intrusion of melt-water body was also recorded at 20-30 m depths at MC4. The melt-water introduction also seemed to affect the distribution and species composition of zooplankton.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 3
• 보고서 초록 ... 4
• 요 약 문 ... 5
• SUMMARY ... 7
• 목 차 ... 10
• 제 1 장 서 론 ... 12
• 1.1. 배경 및 필요성 ... 12
• 1.2. 연구 목표, 내용 및 범위 ... 13
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 16
• 제 3 장 연구개발 수행 내용 및 결과 ... 18
• 3.1. 연구개발 수행 내용 ... 18
• 3.2. 연구개발 수행 결과 ... 47
• 제 4 장 연구개발목표 달성도 및 대외기여도 ... 108
• 4.1. 연구개발 목표 달성도 ... 108
• 4.2. 대외 기여도 ... 111
• 제 5 장 연구개발 결과의 활용계획 ... 116
• 5.1. 개요 ... 116
• 5.2. 연구성과 활용계획 ... 117
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 118
• 부록 ... 120
• 과제의 연구개발 실적 ... 120
• 논문 별쇄본 주요 내용 발췌 ... 132
• 끝페이지 ... 226