Sargassum Golden Tides in the Shinan-gun and Jeju Island, Korea

(1)

689 Copyright © 2016 The Korean Society of Fisheries and Aquatic Science pISSN:0374-8111, eISSN:2287-8815

서 론

해조류 대량발생을 일으키는 해조류의 주요 속

(Genus)

^은 갈파래속

(Ulva)

^과 ^모자반속

(Sargassum) (Norkko and Bon- sdorff, 1996)

^그리고 ^{대마디말속}

(Cladophora)

과 염주말속

(Chaetomorpha) (Fletcher, 1996; Nelson et al., 2003)

^등이^있 으나

,

원양을건너대량의부유성유조

(drifting seaweeds)

띠로 이동하는종류는갈파래와모자반류뿐이다

.

^이들^{갈파래속과} 모자반속에속하는종들은공통적으로범세계종

(cosmopolitan

species)

^이며

,

^영양염^흡수율이^매우^높다는^특징을^가지고^있다

(Lapointe, 1995; Teichberg et al., 2010).

모자반 유조의 대량발생을 의미하는

“

모자반 대발생

(Sar- gassum golden tides)”

이라는용어는

Smetacek and Zingone (2013)

^에^의하여^{알려졌는데}

,

^이는

Laffoley et al. (2011)

^이^서 술한대서양의

“the golden floating rainforest”

^라는^표현에서 기원하였다

.

모자반속은 바다숲을 구성하여

,

생태학적으로중요한 기능 을담당하고 있는해조류이나

,

^종종^엽체가^기질에서 ^떨어져 나와대량의부유성모자반띠를형성하기도한다

(Uwai et al.,

2009).

^부유성^모자반은^약

5

^개월^동안^{부유하면서}

,

^본래의^서 식지로부터분포한계를넘어서수백

km

까지이동하기도하며

(Yoshida, 1963; Okuda, 1977),

^어류^자치어를^포함한^중요^수 산자원들의은신처와먹이가되기도한다

(Kingsford and Cho- at, 1985; Safran and Omori, 1990; Dempster and Kingsford, 2004).

괭생이모자반

(Sargassum horneri)

은 한국

,

일본및 중국연 안에폭넓게분포하는종으로

,

^동해와^일본^{해역쪽으로}^해류를 타고이동하는부유성모자반의주요구성종으로알려져있다

(Yoshida, 1963; Komatsu et al., 2007).

^대규모의^모자반^유조 는일본서부연안과멕시코의걸프만연안에서도여름철에주 기적으로 나타난다

(Smetacek and Zingone, 2013).

사르가소

(Sargasso)

^해역^모자반^유조의^기원에^관한^최근^인공위성^영

상이미지분석에의하면

, 2002-2008

^년까지^걸프만^북서부에

서매년봄철에발생한모자반유조가여름철에사르가소해역 으로유입되고

,

^겨울에^노쇠하면^심해로^가라앉는^것으로^나타 났다

(Smetacek and Zingone, 2013).

우리나라에서대규모모자반유조가전남신안군해역과제주 도연안에서

2015

^년

1

^월부터

5

^월^사이

3

^차례에^걸쳐^나타났으

한국 신안과 제주 연안에서 모자반(Sargassum) 유조의 대량발생

황은경·이승종

¹

·하동수·박찬선

²

*

국립수산과학원 해조류연구센터,¹국립수산과학원 제주수산연구소, ²국립목포대학교 해양수산자원학과

Sargassum Golden Tides in the Shinan-gun and Jeju Island, Korea

Eun Kyoung Hwang, Seung Jong Lee

¹

, Dong Soo Ha and Chan Sun Park

²

*

Seaweed Research Center, National Institute of Fisheries Science, Mokpo 58746, Korea

1

Jeju Fisheries Institute, National Institute of Fisheries Science, Jeju 63068, Korea

2

Department of Marine and Fisheries Resources, Mokpo National University, Muan 58554, Korea

Sargassum golden tides occurred in Shinan-gun and Jeju Island, Korea, between January and May 2015. In Shinan- gun, 5,180 tons of Sargassum were removed from 3,339 ha of coastline, while 20,000 tons were removed from Jeju Island. The huge floating masses of seaweed caused damage to fisheries in Shinan-gun including abalone sea cage, Pyropia and Saccharina farms off the southwest coast of Korea. Drifting Sargassum also washed ashore on Jeju Island. The species of Sargassum in these golden tides was identified as S. horneri (Turner) C. Agardh, based on morphology and molecular data, and it appears to have originated from the East China Sea. This is the first report on Sargassum golden tides causing damage to fisheries in Korea.

Key words: Sargassum golden tides, Drifting algae, Sargassum horneri

This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial Licens (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0/) which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.

http://dx.doi.org/10.5657/KFAS.2016.0689 Korean J Fish Aquat Sci 49(5) 689-693, October 2016

Received 6 July 2016; Revised 10 August 2016; Accepted 5 September 2016

*Corresponding author: Tel: +82. 61. 450. 2396 Fax: +82. 61. 452. 8875

E-mail address: [email protected]

(2)

황은경

ㆍ

이승종

ㆍ

하동수

ㆍ

박찬선

690

며

,

^양식장과^해변의^경관에^막대한^피해를^{유발하였다}

.

^이전에 도모자반유조에의한피해가일부지역에서나타난바있었으

나

, 2015

^년^처럼^대규모^유조가^발생한^기록은^없으며

,

^이러한

유조의발생상황에대한보고도전무하다

.

따라서

,

본논문에 서는우리나라신안군과제주도연안에대량으로유입된모자 반유조의종동정과피해양상을처음으로보고하고자하였다

.

본연구에사용된모자반시료는

2015

년

1

월

5-10

일사이에 전남신안군증도방축리

,

^지도^어의리와^흑산도^비리^그리고^제 주도북제주군금능리와고내리해안의

5

개지역

(Fig. 1)

에서채 집되었다

.

^채집된^유조는

Ice box

^에^넣어^실험실로^운반하여

,

^형 태적형질과계측형질의분석을통하여종동정을실시하였다

.

대부분의모자반유조시료는부착기가없는끊어진분지된가 지들로구성되어있었으며

,

^기낭과^줄기^형태^등^형태적^형질들 을분류키로사용하였다

.

형태적형질은주지로부터

1

차분기 된가지길이

,

^잎^길이

,

^기낭^길이

,

^기낭^형태

,

^잎^형태

,

^줄기^형태 및생식기탁형성여부등을대상으로하였다

.

^시료의^형태^측정 은

5

개정점에서각기

30

개체를대상으로이루어졌다

.

모자반 의분류는

Kang (1968)

^과

Boo et al. (2010)

^의^기재^내용과^비 교하여종을동정하였다

.

모자반유조에의한피해양상은신안군과제주도해역에서파 악되었으며

,

^유조의^피복^면적

,

^생물량

,

^{양식시설물의}^피해

,

^양 식생물의피해

,

어항의통항장애

,

연안의심미적경관훼손등 정량및정성적인측면에서통계자료

,

^현장^목측^또는^사진자료 를토대로파악되었다

.

지역별시료의형태자료는일원분산분석법

(one-way ANO- VA)

^을^이용하여^{분석하였으며}

,

^{통계프로그램은}

SPSS ver 8.0

과

SYSTAT ver 9.0

을이용하여유의수준

0.01

수준에서분석 하였다

.

모자반유조의계측형질은신안군

3

개지역과제주도

2

개지

역에서유의한차이가없었다

. 1

^차분기^가지^길이는

38.5±5.3-

42.2±7.5 cm

였으며

,

잎길이는

3.3±0.8-3.5±0.5 cm,

기낭길 이는

1.1±0.2-1.2±0.3 cm

^였다

.

^잎의^형태는^장피침형^또는^선 형이고

,

결각이중륵부까지깊게파였다

.

줄기는원주상이며

,

세 로로꼬인홈이발달하였다

.

^{생식기탁은}^모든^지역의^시료에서 관찰되지않았다

.

본연구에서신안군과제주도연안에대발생하여피해를준 모자반은 형태

(Kang, 1968; Boo et al., 2010)

^및 ^분자자료

(

논문준비중

)

에 기초할때

괭생이모자반

[Sargassum horneri (Turner) C. Agardh]

^으로^{동정되었으며}

(Fig. 2),

^{국립해양조사} 원의

2015

^년

5

^월

27

^일^{보도자료에}^따르면

,

^천리안^해양관측^위 성을통해

2015

년

1

월

4

일괭생이모자반띠가동중국해에서처

음발견된이후

, 2-5

^월^사이에^동중국해^전^지역^및^우리나라^신

안군과제주도주변

,

대마도인근과동해해역으로확산및이 동되었다고보고하였다

.

^또한

Kim (2015)

^에^따르면^우리나라 연안의괭생이모자반의생장은대개초봄부터성장하고

4

^월부 터성숙하기시작하여

7

월까지수정을하고그이후엽체의상 부부터유실되는것으로보고하였다

. Komatsu et al. (2007)

^는 중국에서발생한대규모괭생이모자반띠가동중국해에서발견 되었으며

,

^{일본쪽으로}^해류를^타고^이동하는^것을^추적하여^보 고한바있다

.

^또한^{동중국해에서}^모자반^{대량발생이}^일어났던

2010

년에

Mizuno et al. (2014)

는북위

26°

에서

30°

까지쿠로시 오해류를따라항해하면서표층해류와유조의지리적분포를 조사한결과채집된모자반시료는괭생이모자반이유일하였 으며

,

^기원은^중국^남부^또는^중부^사이^연안의^{자연군락으로부} 터기원한것으로보고하였다

.

^이와^같은^사실들은

2015

^년^신 안군과제주도연안에대량으로유입된괭생이모자반이우리나 라연안이아닌동중국해연안에서기원했을개연성이높은것 으로보이나

,

추후괭생이모자반유조의정확한기원지역을구 명하기위한분자생물지리학적연구가필요할것으로보인다

.

^전남^신안군의^{괭생이모자반}^유입^면적은

3,339 ha

^였으며

,

유입된양은

5,180

톤에달하였으며

(

신안군미발표자료

),

피해

는주로북서풍의영향을직접받는연안에주로발생하는경향 을보였다

.

지도와증도지역에서는괭생이모자반이부류식김 망에둘둘말려서감겨있어

,

^{수작업으로도}^제거가^{어려웠으며}

(Fig. 2C),

^김^생장저해^및^탈락을^{유발하였다}

.

^따라서^괭생이모 자반유조발생이후김양식장에서는김채취가이루어지지못 해물김생산량이전년대비약

30%

^로^대폭^감소^하였다

(

^신안 군수협미발표자료

).

신안군의경우수심이낮은지역에서는주로말목식김양식이 위치해있는데

,

^유조가^{대량발생한}^시기

(2015

^년

1

^월부터

5

^월

)

가김채취가활발히이루어지는시기

(12

월에서

3

월까지

)

와겹 쳐김양식의피해가많았다

.

^{김양식장의}^말목과^매심줄^그리고 김발에괭생이모자반이감겨

,

생육하는김엽체에물리적인자 극을야기함으로써김엽체의탈락이유발되었다

(Fig. 2D).

^또 한

,

^채취된^김에^{괭생이모자반}^엽체가^혼입될^경우^제거가^어려 Fig. 1. A map showing the sampling sites at Shinan-gun (A:

Jeungdo, B: Jido, C: Heugsando) and Jeju Island (D: Gonae, E:

Gumreung), Korea. Closed circles represent the places where the drifting Sargassum horneri collected in 2015.

(3)

Fig. 2. Morphological character (A, B) and damages by drifting Sargassum horneri in Shinan-gun (C-F) and Jeju Island (G, H), Korea in January 2015. A: Airbladder (arrowhead) with terete and coronal leaf. B: Angulated stipe (arrowhead) with longitudinal furrows. C: S. horneri attached to Pyropia net in the floating culture system. D: S. horneri attached to the fixing pole and Pyropia net in the fixing pole culture system. E: Saccharina culture rope ruined with scrubbing S. horneri. F: Abalone culture cage covered with floating S. horneri. G: Drifting S.

horneri lay down to the beach and rotted. H: Fisheries harbor covered with S. horneri. Scale bars indicate 1 cm (A) and 5 mm (B).

(4)

황은경

ㆍ

이승종

ㆍ

하동수

ㆍ

박찬선

692

워양질의물김을확보할수없을뿐아니라

,

^{가공공장에서는} 괭생이모자반엽체가혼입된물김의수매를거부하게되고

,

물 김판매가이루어질수없게되므로써김생산어업인에게경제 적타격을주었다

.

신안군 흑산도의 다시마 양식장에서는 양성 로프

(culture

rope)

^와^생육하고^있는^다시마^엽체에^{괭생이모자반이}^감겨

,

^물

리적인자극을야기함으로써다시마의생장저해및탈락이유 발되었다

(Fig. 2E).

^특히

,

^다시마^양성^로프의^수심을^표층에^가 깝게유지한어장에서괭생이모자반으로인한피해가컸으며

,

수심을깊게유지한다시마양성로프에는괭생이모자반부착 이적었고

,

^다시마의^생장이^{정상적으로}^{이루어지고}^있었다

.

전복가두리양식장에서는가두리그물사이로괭생이모자반 이유입되어가두리마다표층을가득메우고있었다

(Fig. 2F).

이러한상태에서는전복가두리내의원활한조류소통을막아

,

파도에따라전복가두리가크게요동을치면서

,

^일부가^파손되 기도하였다

.

해안가에서는괭생이모자반이어항이나해안가에밀려옴으 로써

,

^어선의^스크류에^감겨^{해상안전의}^위해^요소가^되었고

,

해안가에쌓여부패하면서악취를유발하였다

.

해안으로밀려 온괭생이모자반은파도와바람에따라외양으로나갔다가해 안으로밀려오기를반복하면서지속적인피해를유발하였다

.

제주도북서부지역해안가및항

∙

포구에괭생이모자반이대 량유입되어

(Fig. 2G)

^약

2

^만톤을^{수거하였다}

(

^제주도^미발표 자료

).

괭생이모자반은어선의입출항에장애를주었으며

,

스 크류감김사고발생위험이높아빠른제거를필요로하였다

(Fig. 2H).

^또한^해안가에^유입된^{괭생이모자반이}^쌓여^부패하

면서악취로인하여해안가의미관을해치고

,

관광객의감소를 유발하였다

.

동중국해연안해역에서기원된괭생이모자반유조가신안군 과제주도연안에유입된주된요인은동중국해와우리나라서 해사이에흐르고있는황해해류

,

^이외에도^{계절적으로}^북서계 절풍의영향이괭생이모자반유조

(

띠

)

의지리적이동에영향을 미쳤을것으로판단되었다

.

^동중국해^연안^해역에서^괭생이모 자반이대량발생하여탈락된원인에대해서는정확한원인조 사가필요할것이나

(Komatsu et al., 2007),

^동중국해 ^연안의 부영양화

,

^{기후변화와}^태풍^등에^의하여^대량으로^번무한^괭생 이모자반이일시적으로탈락되어나타났을것으로추정된다

.

모자반유조의긍정적측면은첫째

,

^근해

(offshore)

^에서^부착 생물또는이동생물을위한서식처의역할

(Mizuno et al., 2014)

을통해마이크로생태계의은신

,

^산란^또는^{먹이공급의}^기능을 수행하며

,

^둘째

,

^산업적^측면에서^액비^제조

,

^토양^개선제

,

^비 료원

,

가축사료원

,

바이오에너지원등으로활용가능한긍정 적측면이있다

(Williams and Feagin, 2010).

^반면에^악취와^해 충발생에따른연안경관의훼손

(Fletcher, 1996; Valiela et al., 1997)

^과^관광객^감소로^지역^{관광산업에}^피해

(Ha et al., 2016),

선박의스크류감김에따른해상안전사고및양식장의시설피

해등을야기한다

(Smetacek and Zingone, 2013)

^는^부정적인 측면이있다

.

국내수산양식산업및생태계의 영향을최소화하기위한

,

괭생이모자반유조의효과적인제거방법은해양관측위성으로 괭생이모자반유조의발생을조기에탐색하고

,

^추적을^통해^국 내연안에근접하기이전에해상에서제거하는방법이효율적 일것으로보인다

.

차후의연구과제로서는해양관측위성을통 한효율적인괭생이모자반유조의이동경로추적시스템마련 과수거된괭생이모자반바이오매스의효율적인이용방안마련 이필요할것으로판단된다

.

사 사

본 논문은

2016

^년도 ^{국립수산과학원의} ^{연구비지원}

(R2016005)

^으로^수행된^연구이며

,

^연구비^지원에^{감사드립니}

다

.

^종동정에^자문을^해주신^{부산대학교}^{해양연구소}^옥정현^박 사님께도감사드립니다

.

References

Boo SM, Lee WJ, Hwang IK, Keum YS, Oak JH and Cho GY.

2010. Algal flora of Korea. Vol 2 Marine brown algae II.

National Institute of Biological Resources, Incheon, Korea, 203 pp.

Dempster T and Kingsford MJ. 2004. Drifting objects as habi- tat for pelagic juvenile fish off New South Wales, Australia.

Mar Freshw Res 55, 675-687. http://dx.doi.org/10.1071/

MF04071.

Fletcher RL. 1996. The occurrence of “Green Tides”- a review.

In: Recent changes and the effects of eutrophication. Sch- ramm W and Nienhuis PH, eds. Springer-Verlag Berlin Hei- delberg, Germany, 7-43.

Ha DS, Yoo HI, Chang SJ and Hwang EK. 2016. Bloom of a filamentous green alga, Cladophora vadorum (Areschoug) Kützing and nutrient levels at Shangrok beach, Buan, Ko- rea. Korean J Fish Aquat Sci 49, 241-246. http://dx.doi.

org/10.5657/KFAS.2016.0241.

Kang JW. 1968. Illustrated encyclopedia of fauna & flora of Ko- rea, Vol 8 Marine algae, 465pp.

Kim NG. 2015. Effects of temperature, photon irradiance, and photoperiod on the growth of embryos of Sargassum horn-

eri in laboratory culture. Korean J Fish Aquat Sci 48, 76-81.

http://dx.doi.org/10.5657/KFAS.2015.0076.

Kingsford MJ and Choat JH. 1985. The fauna associated with drift algae captured with a plankton-mesh purse seine net.

Limnol Oceanogr 30, 618-630.

Komatsu T, Tatsukawa K, Filippi JB, Sagawa T, Matsubaga D, Mikami A, Ishida K, Ajisaka T, Tanaka K, Aoki M, Wang W-D, Liu H-F, Zhang S-D, Zhou M-D and Sugimoto T.

2007. Distribution of drifting seaweeds in eastern East Chi-

(5)

na Sea. J Mar Syst 67, 245-252. http://dx.doi.org/10.1016/j.

jmarsys.2006.05.018.

Laffoley DA, Roe HSJ, Angel MV, Ardron J, Bates NR, Boyd IL, Brooke S, Buck KN, Carlson CA, Causey B, Conte MH, Christiansen S, Cleary J, Donnelly J, Earle SA, Edwards R, Gjerde KM, Giovannoni SJ, Gulick S, Gollock M, Hallett J, Halpin P, Hanel R, Hemphill A, Johnson RJ, Knap AH, Lomas MW, McKenna SA, Miller MJ, Miller PI, Ming FW, Moffitt R, Nelson NV, Parson L, Peters AJ, Pitt J, Rouja P, Roberts J, Roberts J, Seigel DA, Siuda ANS, Steinberg DK, Stevenson A, Sumaila VR, Swartz W, Thorrold S, Trott TM and Vats V. 2011. The protection and management of the Sargasso Sea: The golden floating rainforest of the Atran- tic Ocean. Summary science and supporting evidence case.

Sargasso Sea Aliance, 1-44.

Lapointe BE. 1995. A comparison of nutrient-limited produc- tivity in Sargassum natans from neritic vs. oceanic waters of the western North Atlantic Ocean. Limnol Oceanogr 40, 625-633.

Mizuno S, Ajisaka T, Lahbib S, Kokubu Y, Alabsi MN and Komatsu T. 2014. Spatial distributions of floating seaweeds in the East China Sea from late winter to early spring. J Appl Phycol 26, 1159-1167. http://dx.doi.org/10.1007/s10811- 013-0139-8.

Nelson TA, Nelson AV, Ribarich H and Tjoelker M. 2003. Sea- sonal patterns in ulvoid algal biomass, productivity, and key environmental factors in the Northeast Pacific. Bot Mar 46, 263-327.

Norkko A and Bonsdorff E. 1996. Population responses of coastal zoobenthos to stress induced by drifting algal mats.

Mar Ecol Prog Ser 140, 141-151.

Okuda T. 1977. Sargassum filicinum; its new findings in sexual- ity and distribution around Japan. Bull Jap Soc Phycol 25, 265-269.

Safran P and Omori M. 1990. Some ecological observations on fishes associated with drifting seaweed off Tohoku coast, Ja- pan. Mar Biol 105, 395-402.

Smetacek V and Zingone A. 2013. Green and golden seaweed tides on the rise. Nature 504, 84-88. http://dx.doi.

org/10.1038/nature12860.

Teichberg M, Fox SE, Olsen YS, Valiela I, Martinetto P, Irib- arne O, Muto EY, Petti MAV, Corbisier TN, Soto-Jimenez M, Paez-Osuna F, Castro P, Freitas H, Zitelli A, Cardina- letti M and Tagliapietra D. 2010. Eutrophication and macroalgal blooms in temperate and tropical coastal waters:

nutrient enrichment experiments with Ulva spp. Glob Change Biol 16, 2624-2637. http://dx.doi.org/10.1111 /j.1365-2486.2009.021108.

Uwai S, Kogame K, Yoshida G, Kawai H and Ajisaka T. 2009.

Geographical genetic structure and phylogeography of the

Sargassum horneri/filicinum complex in Japan, based on

the mitochondrial cox3 haplotype. Mar Biol 156, 901-911.

http://dx.doi.org/10.1007/s00227-009-1136-y.

Valiela I, McClelland J, Hauxwell J, Behr PJ, Hersh D and Fore- man K. 1997. Macroalgal blooms in shallow estuaries: Con- trols and ecophysiological and ecosystem consequences.

Limnol Oceanogr 42, 1104-1118.

Williams A and Feagin R. 2010. Sargassum as a natural solution to enhance dune plant growth. Environment Managem 46, 738-747. http://dx.doi.org/10.1007/s00267-010-9558-3.

Yoshida T. 1963. Studies on the distribution and drift of the floating seaweeds. Bull Tohoku Reg Fish Lab 23, 141-186.