Spatio-temporal Variation and Evaluation of Benthic Healthiness of Macrobenthic Polychaetous Community on the Coast of Ulsan

Article

http://dx.doi.org/10.4217/OPR.2018.40.4.223 Ocean and Polar Research December 2018

울산 연안 해역 저서다모류 군집의 시·공간 변동 및 저서건강도 평가

정봉근 · 신현출

전남대학교 수산해양대학 해양기술학부 (59626) 전남 여수시 대학로 50

Spatio-temporal Variation and Evaluation of Benthic Healthiness of Macrobenthic Polychaetous Community on the Coast of Ulsan

Bong Geun Jeong and Hyun Chool Shin

Faculty of Marine Technology, College of Fisheries and Ocean Sciences, Chonnam National University Yeosu 59626, Korea

Abstract : This study was carried out to investigate benthic sedimentary environments and benthic polychaetous communities on the coast of Ulsan, located on the southern East Sea of Korea. This survey was conducted at 15 stations, four times seasonally in January, April, July and October 2016. From the coast to the outer sea, surface sediments turned into fine grained sediments. There were complex coarse-grained sedimentary facies in various forms in the coastal zones while those with mud facies were found in the offshore zone. Organic matter content (LOI) and sulfide amount (AVS) recorded extremely high values, and increased from the coast to the outer sea, showing a similar trend to mud content with depth. The benthic polychaetous community revealed a mean density of 525 ind./m

, and the total species number of species was 84. The major dominant polychaetous species were Magelona japonica, Lumbrineris longifolia and Heteromastus filiformis throughout the four seasons. Magelona japonica was concentrated predominantly in shallow coastal areas, but was present in all the regions of the survey area. Lumbrineris longifolia showed higher density in offshore regions more than 30 m deep, whereas H. filiformis showed higher density in coastal areas less than 30 m in depth. As a result of cluster analysis, the study area was divided into three ecological areas according to species composition, such as the northern coastal area between Ulsan Port- Onsan Port, the southern area around Hoeya River and the outer sea area. Benthic environments in the study area, as determined by AMBI and BPI index, maintained a healthy condition in all four seasons with the AMBI at a level above GOOD and BPI at a level above FAIR. As organic matter accumulation continues to take place in the Ulsan coastal area, it is essential that detailed research activities continue to be carried out and ongoing monitoring be maintained.

Key words : Ulsan coast, benthic polychaetous community, benthic healthiness

1. 서 론

연안 해역은 육지와 해양의 경계에 인접한 해역으로 수 심이 얕고 강과 하천을 통한 육상 오염물질의 과다한 유

입으로 물리학적, 생물학적 변화가 심한 지역이다. 국내뿐 만 아니라 전 세계적으로도 연안 해역은 1960년대 이후 공업단지, 각종 편의시설 및 신도시 건설 등 활용도가 증 가함에 따라 산업폐수와 오수의 유입, 어업양식 폐기물 집 적 등으로 인한 인위적인 오염이 가중되고 있다. 뿐만 아 니라 유해화학물질의 유입(Sanger et al. 2015), 매립·준설

*Corresponding author. E-mail : [email protected]

224 Jeong, B. G. and Shin, H. C.

로 인한 서식지 파괴(Yang et al. 2016), 다량의 유기물질 유입으로 인한 부영양화(Belley et al. 2010; Tomassetti and Porrello 2005), 지구온난화(Worm et al. 2006) 등으로 연안역의 생물 다양성이 감소하고 있는 실정이다. 이로 인 해 군집구조의 변형과 파괴가 초래되어 이들 인위적 요인 들은 연안 저서생태계의 질적 저하를 유발하는 주된 요인 으로 언급되어 왔다(Simboura et al. 1995; Smith and Shackley 2006).

한국 동해 남부에 위치한 울산 연안은 태화강, 외황강, 회야강으로부터 육수가 유입되며, 1970년대 남동 임해공 업단지로 조성되면서 석유화학과 비철금속 등을 취급하는 대규모 중화학공업단지가 발달되어 있다. 이러한 공단으 로부터 발생한 오염물질로 인해 인근 연안 해저 퇴적물 내의 중금속 오염 및 생물농축 현상이 국내 연안에서 가 장 심각한 해역 중 한 곳으로 잘 알려져 있다(Lee et al.

1998; Ra et al. 2013).

본 연구의 대상생물인 대형저서동물은 퇴적물 내의 유 기물을 표면으로 운반해주고, 서식 활동으로 인해 퇴적물 내의 영양분을 수층으로 부유시켜 다른 동물들의 먹이가 되게 하는 등 생태계 내의 연결자 역할을 한다(Diaz et al.

2004). 또한 생활사 전반을 통해서 행동학적으로 이동성이 적거나 또는 고착성이 강하기 때문에 급성 또는 만성적인 서식처 교란에 반응하여 능동적으로 도피하는 데 한계가 있으며, 개체의 수명이 상대적으로 길기 때문에 환경변화 의 정도를 비교적 잘 반영하는 생물군이다(Dauer et al.

2000). 대형저서동물은 다양한 물리적인 요인과 생물적 요 인에 영향을 받는다. 주요 물리적 요인으로는 저층의 수 심, 수온, 퇴적상 등이 있으며, 생물적 요인으로는 서식 공 간이나 먹이에 대한 종내/종간 경쟁과 포식압 등이 있다 (Buchanan et al. 1978; Gray 1981; Weston 1988; Bedulina et al. 2010). 따라서 대형저서동물의 생물다양성, 생물량 ( 개체수 및 생체량)과 군집구조 파악은 해역 전반의 안정 성과 건강도 평가에 매우 중요하며, 동시에 환경교란의 정 도를 감시하는데 있어 유용한 정보를 제공한다(Parker 1975; Rosenberg and Nilson 2005; Wildsmith et al.

2009). 저서다모류는 저서동물 중 개체수와 종수가 가장 풍부한 그룹으로서(Fauchald and Jumars 1979) 환경교란 의 민감성과 영양단계의 유연성으로 인해(Tomassetti and Porrello 2005) 연성기질의 환경 변화를 가장 잘 반영하는 분류군이다(Belan 2004). 그러므로 저서다모류의 군집연 구는 전체 저서생태계 변화를 빨리 파악하는 데 매우 효 과적이다(Sanders 1958; Rhoads and Young 1970).

본 연구는 울산 연안 해역의 저서환경과 저서다모류 군 집의 시·공간적 변화를 파악하고, 나아가서 저서다모류 군집을 통하여 저서 건강도를 파악하자 한다.

2. 재료 및 방법

울산 연안의 15개 정점을 대상으로 2016년 1월, 4월, 7월, 10월에 걸쳐 계절별로 현장조사를 실시하였다(Fig.

1). 각 정점에서 표층 퇴적물의 입도분석, 유기물함량 (LOI), 산휘발성황화물량(AVS), 저서미세조류 생물량, 그 리고 저서다모류군집에 대한 조사를 실시하였다.

표층 퇴적물 입도 분석을 위해 먼저 유기물과 탄산염을 제거한 퇴적물 시료를 63 µm체로 습식체질(wet sieving) 하여 조립질 시료와 세립질 시료로 분리하였다. 조립질 시 료는 표준체로 건식체질(dry sieving)하여 입도별 무게를 구하였고, 세립질 시료는 X-선 자동 입도 분석기인 Sedigraph 5100 으로 분석하여 입도의 백분율을 산출하였 다. 분석 후 얻어진 자료는 Folk and Ward (1957)의 공식 을 사용하여 계산하였다. 표층퇴적물의 유기물함량은 강 열감량법(Loss on Ignition; %)을 이용하여 분석하였으 며, 산 휘발성 황화물량(Acid Volatile Sulphide; mgS/g- dry)) 은 황산 산성 하에서 황화수소를 추출시켜 검지관법 으로 측정하였다. 저서미세조류의 생물량은 표층퇴적물 내 Chl-a량과 Phaeo-pigment량을 측정하였다. 분석은 분

Fig. 1. A map showing the sampling sites and bathymetry

on the coast of Ulsan

광광도계(Kontron Co., UVI-KON922)를 이용하여 흡광도 를 측정한 후, Lorenzen (1967)의 식에 따라 퇴적물 단위 체적 당 chl-a량(µg/cm

) 및 Phaeo-pigment량(µg/cm

)을 계산하였다.

저서다모류를 채집하기 위해서 각 정점에서 개량형 van Veen Grab 채니기(입구면적: 0.1 m

) 를 사용하여 2회씩 퇴 적물을 반복 채취한 후 선상에서 망목크기 1.0 mm 체 (sevie) 를 사용하여 저서동물을 걸러 내었다. 이후 10% 중 성포르말린으로 저서동물을 고정하여 실험실로 운반한 후 저서동물을 선별하였다. 선별된 저서동물 중 저서다모류 는 광학현미경(Carl Zeiss AxioLab)과 실체현미경(Carl Zeiss Stemi 2000-C) 을 이용하여 가능한 종 수준까지 동 정하여 계수하였다. 저서다모류군집의 특성을 알아보기 위하여 PRIMER 6을 이용하여 종다양도지수(H') (Shannon and Weaver 1963), 종풍부도지수(R) (Margalef 1958), 종 균등도지수(J) (Pielou 1966), 우점도지수(D) (McNaughton 1968)를 정점별로 계산하였다. 저서다모류군집의 종조성 에 기초하여 조사해역을 정점군별로 구분하기 위해 PRIMER 6을 이용하여 집괴분석(Cluster Analysis; CA) 및 비계량 다차원 척도법(non-metric Multidimensional Scaling; nMDS) 을 실시하였다. 자료의 편중을 피하기 위 해 대수변환(log

(x+1)) 을 하였으며, 유사도지수는 Bray- Curtis similarity (Bray and Curtis 1957), 정점간 결합법은 Group average mode 를 사용하였다.

저서환경 건강도 분석을 위해 AMBI (Azti’s Marine Biotic Index), BPI (Benthic Pollution Index) 지수를 사용 하였다. AMBI 분석은 Borja et al. (2000)을 따랐으며, BPI 분석 및 종 별 섭식유형 분류는 Choi and Seo (2007), Seo (2016) 에 의거하였다. 각 지수별 분석 값에 따라 Table 1 과 같이 5개의 등급으로 저서환경을 구분하였다.

3. 결 과

저서환경

울산 연안 해역에서 2016년 1월, 4월, 7월, 10월에 측정 한 표층퇴적물의 입도조성, 유기물량, 황화물량, 저서미세 조류 량의 각 계절별 평균값은 Table 2와 같으며, 각 요인 들의 공간분포를 살펴보면 Fig. 2와 같다. 조사 해역 표층 퇴적물의 평균입도와 입도 조성을 살펴보면 니질 함량이 평균적으로 80% 이상을 차지하며, 평균입도가 7.4Φ 이상 인 대표적인 세립질 퇴적물 우세 환경이었다. 표층퇴적물 의 유기물 함량은 4계절 모두 10.0% 이상으로 상당히 높 은 값을 보이고 있으며, 휘발성황산화물 역시 매 계절 0.2 mgS/g-dry 이상의 높은 값을 보였다. 특히 휘발성황산 화물은 해양수산부 (2005)의 퇴적물오염도 평가 기준에 의하면 평균적으로 5등급 이상의 수준을 보이며, 10월의 경우에는 0.31 mgS/g-dry로 7등급 이상인 것으로 나타났 다. 저서미세조류의 Chl-a는 10월에 1.51 µg/cm

로 가장 높은 값을 보였고, 반면 Phaeo-pigment는 4월과 7월에 12 µg/cm

이상의 비교적 높은 값을 보였다.

Fig. 2는 2016년 4월의 저서환경 요인 조사 결과이지만 각 요인들의 분포 패턴은 4계절 모두 거의 유사하게 나타 나고 있다. 표층 퇴적물의 니질 함량은 울산 북방파제 인 근 정점과 간절곶 인근 해역에서 낮은 값을 보여 주었으 며, 수심이 깊은 외해역으로 갈수록 높은 값을 나타내었 다. 특히 울산항의 북방파제 인근 해역과 간절곶 인근 정 점에서 계절에 따른 차이는 있지만 대체로 사질 함량이 Table 1. The classification criteria of each benthic biotic

index

Ecological quality status AMBI BPI Excellent 0.0 −1.2 60 −100

Good 1.2−3.3 40−60

Fair 3.3−5.0 30−40

Poor 5.0 −6.0 20 −30

Very poor 6.0−7.0 0−20

Table 2. Seasonal mean values of benthic environmental factors

Jan. Apr. Jul. Oct.

Mean grain size (Φ) 7.41 ± 1.70 7.57 ± 1.30 8.58 ± 1.41 7.85 ± 1.48 Sediment composition (%)

Gravel 0.57 ± 1.18 0.96 ± 2.25 0.68 ± 2.12 0.94 ± 1.85

Sand 19.92 ± 24.44 17.78 ± 18.43 13.26 ± 17.16 17.58 ± 19.25

Mud 79.52 ± 24.52 81.26 ± 18.69 86.06 ± 18.15 81.47 ± 19.49

LOI (%) 10.22 ± 2.22 10.86 ± 1.64 13.21 ± 1.72 10.90 ± 1.72

AVS (mgS/g-dry) 0.20 ± 0.21 0.08 ± 0.09 0.21 ± 0.20 0.31 ± 0.26

Chl-a ( µg/cm

) 0.57 ± 0.42 0.60 ± 0.25 0.88 ± 0.60 1.51 ± 0.94

Phaeo-pigment (µg/cm

) 3.63 ± 2.07 13.39 ± 5.62 12.86 ± 4.28 5.89 ± 2.91

226 Jeong, B. G. and Shin, H. C.

40 −70%의 비중을 차지하며, gravelly muddy sand 및 muddy sand 의 조립질 퇴적상을 보여주었다. 이 정점들을 제외하고는 대부분의 정점들이 mud, gravelly sandy mud, sandy mud 등 세립질성의 다양한 퇴적상이 나타났다. 표 층퇴적물의 유기물 함량과 휘발성황산화물은 연안역에서 외해역으로 갈수록 증가하였고, 사질 함량이 높은 간절곶 인근 해역에서 비교적 낮은 값이 나타났다. Chl-a 역시 연 안역에서 외해역으로 가면서 증가하는 경향을 보였으며, 특이하게 사질 함량이 상대적으로 높은 간절곶 인근해역 에서 가장 높은 값을 보였다.

저서다모류군집의 시·공간적 변동 출현종수, 서식밀도 분포

조사해역에서 계절별로 채집한 저서다모류군집의 제반 생태학적 특징은 Table 3과 같다. 출현종수 및 서식밀도의 계절별 변동은 심하지 않은 편이었다. 총 출현종수는 84종

이었으며, 계절별로 53−62종 출현하였다. 연 평균 서식밀 도는 525 ind./m

이었으며, 계절별로 447−623 ind./m

의 편차를 보였다. 제반 생태지수 역시 계절 변동은 심하지 않았다. 매 계절 다양도지수 H’는 2.0 이하로 낮은 편이었 으며, 균등도지수와 우점도지수로 살펴볼 때 소수 몇몇 종 에 의한 우점 현상이 나타나는 것으로 보인다.

울산 연안의 조사 해역에서 4계절에 걸쳐 채집된 저서

다모류군집의 정점별 출현종수와 서식밀도 분포는 Fig. 3

과 같다. 출현종수와 서식밀도 분포는 매 계절 거의 유사

하게 나타났다. 즉 수심이 얕은 연안역에서 출현종수와 서

식밀도가 높은 값을 보였고, 수심이 깊은 외해역에서 낮은

값을 보였다. 특히 온산항과 외항강 하류 지역에서는 출현

종수가 30종 이상, 서식밀도도 1,000 ind./m

이상의 높은

값을 보이고 있다. 반면 수심이 깊은 외해역에서는 불과

5 종, 100 ind./m

이하의 저서다모류가 채집되었다. 연안

의 천해역에서 저서다모류의 서식밀도가 높은 것은 이 해

Fig. 2. Spatial distribution of benthic environmental factors in study area, April 2016

역에 집중적으로 출현하는 Magelona japonica에 기인한 것이다.

우점종 분포

울산 연안에서 채집된 저서다모류 중 주요 우점종은 계절에 따라 종류나 순위는큰 차이가 없이 거의 유사하였 다. 조사 해역의 제1 우점 저서다모류는 Magelona japonica 로써 4계절 모두 제1 우점종으로 출현하였으며, 평균서식 밀도는 196 ind./m

이었다. 제2 우점종은 Lumbrineris longifolia로써 3계절은 두 번째 주요 종으로 출현하였으

나, 1월에는 제4 우점종이었다. 평균서식밀도는 41 ind./m

이었다. 제3 우점종은 Heteromastus filiformis로써 계절에 따라 두 번째−네 번째 우점종으로 출현하였으며, 평균서 식밀도는 39 ind./m

이었다. 그 외에 Sternaspis scutata, Prionospio sp., Sigambra tentaculata, Terebellides horikoshii 등이 우점종으로 출현하였다.

각 우점종들의 분포 현황은 Fig. 4와 같으며, 각각의 종 들은 종마다 독특한 분포 해역을 점유하고 있음을 알 수 있었으며, 이러한 분포 패턴은 4계절 모두 유사하게 나타 났다. 제1 우점종인 M. japonica는 온산항과 회야강 사이 Table 3. Ecological characteristics of benthic polychaete community on the coast of Ulsan

Ecological parameters Jan. Apr. Jul. Oct. Total

Total species number 62 54 53 62 84

Mean species number (spp./0.2 m

) 17 15 12 14

Mean density (ind./m

) 518 510 623 447 525

Ecological indices

Diversity (H') 1.98 ± 0.66 1.82 ± 0.62 1.29 ± 0.76 1.71 ± 0.73 Richness (R) 3.58 ± 1.52 3.10 ± 1.28 2.33 ± 1.64 2.92 ± 1.37 Evenness (J) 0.73 ± 0.16 0.72 ± 0.14 0.54 ± 0.27 0.72 ± 0.17 Dominance (D) 0.55 ± 0.23 0.61 ± 0.20 0.69 ± 0.24 0.63 ± 0.22

Fig. 3. The distribution of benthic polychaetous species number (spp./0.2 m

) and density (ind./m

) on the coast of

Ulsan

228 Jeong, B. G. and Shin, H. C.

의 연안에 치우친 얕은 수심대에서 집중적으로 출현하였 다. 제2 우점종인 L. longifolia는 상대적으로 외해역에 치 우쳐서 수심 30−50 m인 해역에서 출현하였다. 제3 우점 종인 H. filiformis는 M. japonica와 마찬가지로 연안의 얕 은 수심대에서 출현하였다.

정점군 분포

울산 해역의 저서다모류군집의 종조성에 기초하여 집괴

분석과 nMDS 분석을 실시한 결과는 Fig. 5와 같다. 이를 기반으로 정점군을 구분하여 해도상에 도시하여 각 정점 군의 분포를 살펴보면, 계절에 따라 약간의 차이는 있지만 4계절 모두 4개의 정점군으로 구분되며 각 정점군들은 연 안역에서 외해역으로 가면서 배치되는 등 유사한 형태의 분포 경향이 나타났다.

울산 연안의 조사해역은 크게 보아 4개의 특징적인 해

역으로 구분할 수 있었다. 즉 연안에서 수심 30 m 이내의

Fig. 4. Density (ind./m

) distribution of three dominant polychaetous species on the Ulsan coast

상대적으로 천해역에 위치하는 정점군 A, 정점군 B와 수 심 30 m 이상의 외해역에 위치하는 정점군 D로 수심에 따라 해역을 구분할 수 있었다. 그리고 간절곶 인근의 정 점 1개가 독립된 정점군 C로 구분되었다. 연안역의 정점 군 A와 정점군 B는 계절에 따라 정점군 규모 및 위치가 상대적으로 변동하였다. 즉 정점군 A는 태화강 하류 지역 을 중심으로 울산항과 온산항을 포함한 북부해역으로 계 절에 따라 그 범위가 연안을 따라 간절곶까지 확장되기도 하였다. 정점군 B는 이에 맞추어 그 규모와 위치가 축소 변동되었으며, 회야강을 중심으로 한 남부 해역에 위치하 고 있었다. 그리고 수심이 깊은 외해역에 정점군 D가 위 치하고 있다.

수심이 얕은 연안역에 위치한 정점군 A와 정점군 B는 출현종수 40종 이상, 서식밀도 500 ind./m

이상이었고, 대표적인 출현종은 M. japonica와 H. filiformis이었다. 가 장 외해역에 위치하는 정점군 D는 평균출현종수 15종, 평 균서식밀도 223 ind./m

이며, 대표적인 종은 L. longifolia 이었다. 간절곶 인근의 독립 정점군 C는 평균출현종수 6 종, 평균서식밀도 50 ind./m

에 불과하여 조사해역에서

가장 출현종수와 서식밀도가 낮은 정점군이었다.

저서다모류군집의 건강도 평가

2016년 1월, 4월, 7월, 10월 총 4회에 걸친 조사에서 채 집된 저서다모류군집의 종조성 자료에 기초하여 분석한 AMBI와 BPI 값을 이용하여 조사해역의 저서환경 건강도 를 해도에 도시하면 Fig. 6과 같다. 매 계절 변동은 크게 나타나고 있지 않으며, 전반적으로 저서환경이 양호한 수 준으로 평가되었다. AMBI로 분석한 결과를 살펴보면, 2016년 1월에는 평균 1.8 ± 0.2, 4월에는 1.6 ± 0.2, 7월에 는 2.1 ± 0.4, 11월에는 1.8 ± 0.2로 나타났다. 모든 해역에 서 Good 등급 이상이었으며, Excellent 등급인 정점도 3 −4개씩 나타났다. BPI로 분석한 결과를 살펴보면, 2016년 1월에는 48.4 ± 2.6, 4월에는 48.4 ± 7.3, 7월에는 44.0 ± 4.7, 10월에는 48.9 ± 2로 나타나 평균값으로는 Good 등급을 나타내었다. 정점별로는 일부 정점에서 Pair 등급으로 나타났으며, 4월을 제외하고는 Excellent 등급인 정점도 2−3개씩 나타났다. 이로보아 울산 연안의 저서다 모류군집의 종 조성 자료를 이용하여 평가한 저서환경은 Fig. 5. The dendrogram resulted from cluster analysis, the ordination of nMDS, and the distribution of station groups,

based on the species composition of polychaetous community on the coast of Ulsan

230 Jeong, B. G. and Shin, H. C.

상당히 양호한 해역으로 볼 수 있었다.

4. 고 찰

2016 년에 4계절에 걸쳐 울산 연안 해역의 저서다모류군 집상을 조사한 결과, 년간 총출현종수는 84종으로 나타났 으며, 계절별로는 53−62종이 출현하였다(Table 3). 울산 과 비교적 가까운 지역에 위치하는 동해 연안역에서의 조 사 자료와 비교해 보면, 울진 주변해역 106−203종(Yu et al. 2011; Kwon et al. 2017a, b), 후포 88−145종(Paik et al. 2007; Kwon et al. 2017b), 기장 101−191종(Kim et al.

2011; Kwon et al. 2017b), 월성 93종(Seo et al. 2009)보 다는 출현종수가 적었으나, 영일만 72종(Shin et al. 1992) 보다는 높게 나타났다. 그리고 본 조사해역인 울산 해역에 서의 선행연구와 살펴보면, Yoon et al. (2009)의 99종보 다 적었으나, Yi et al. (1982)의 67종, Shin et al. (2001)의 63 종보다는 많았다. 조사해역의 평균서식밀도는 525 ind/

m

로 나타났는데 이를 인근 해역과 비교하면 울진 연안 2,496 −7,049 ind/m

(Yu et al. 2011; Kwon et al. 2017b), 고리 5,253 ind/m

(Kwon et al. 2017b), 후포 1,601−

2,399 ind/m

(Paik et al. 2007; Kwon et al. 2017b), 기장 1,597 ind/m

(Kim et al. 2011) 보다 낮았다. 본 조사 지 역의 선행연구와 비교하면 Yoon et al. (2009)의 3,616 ind/m

, Yi et al. (1982)의 953 ind/m

에 비해 낮았지만, Shin et al. (2001) 의 380 ind/m

보다는 높은 값을 보였 다. 출현종수와 서식밀도는 채집 시기와 채집 면적, 채집 위치에 따라 다를 수 있지만, 대체적으로 보았을 때 울산 연안역 저서다모류의 출현종수와 서식밀도는 동해의 다른 연안에 비해 비교적 낮은 것으로 조사되었다.

울산 연안 해역은 『해양환경관리법』에서 ‘특별관리해 역’으로 지정고시하고 있다. 국내의 다른 특별관리해역들 과 비교하여 살펴보면, 부산항 96종(Jung et al. 2011)보다 는 출현종수가 적었지만, 광양만 69−79종(Shin and Koh 1990; Jung et al. 1997; Choi et al. 2003b) 보다는 많았으 며, 마산만 53종(Choi et al. 2005)과 시화호 35−43종 (Ryu et al. 1997; Jung et al. 2012) 에 비해서는 월등히 높 은 값을 보이고 있다. 즉 울산 인근 해역은 국내 특별관리 해역 중 출현종수가 중간 정도의 수준이었다. 반면 저서다 모류 서식밀도는 조사시기 및 조사 방법 등의 차이로 인 하여 동일 해역에서도 편차가 크게 나타나고 있었는데, 동 Fig. 6. Evaluation of benthic healthiness of the coast of Ulsan, estimated by Azti's Marine Benthic Index (AMBI) and

Benthic Pollution Index (BPI)

일 해역일지라도 서식밀도가 높기도, 낮기도 하여 직접 비 교가 어려웠다. 참고로 부산항은 1,814 ind/m

(Jung et al.

2011), 시화호는 464 ind/m

(Jung et al. 2012), 794 ind/

m

(Ryu et al. 1997), 광양만은 최대 3,571 ind/m

(Choi et al. 2003b), 342−437 ind/m

(Jung et al. 1997), 520 ind/m

(Shin and Koh 1990) 수준이었다.

우점종은 계절에 따라 약간의 차이는 있었지만 Magelona japonica, Lumbrineris longifolia, Heteromastus filiformis 가 대표적으로 출현하였다(Fig. 4). 과거 울산만을 중심으로 조사한 결과에 따르면 Aphelochaetea monilaris (Yoon et al. 2009), Cirratulus cirratulus (Yi et al. 1982;

Shin et al. 2001), Magelona japonica (Jung et al. 2009), Lumbrineris longifolia (Yi et al. 1982; Shin et al. 2001;

Yoon et al. 2009), Tharyx sp. (Yi et al. 1982; Shin et al.

2001) 등이 주요 우점다모류로 출현하였다고 보고되었 다. 울산만 최초 저서동물군집 연구인 Yi et al. (1982) 이 후 본 조사까지 30년 이상의 시간이 지나면서 울산만 주 변의 저서 다모류는 Tharyx sp. - Cirratulus cirratulus - Lumbrineris longifolia 군집에서 Aphelochaetea monilaris - Magelona japonica - Lumbrineris longifolia 군집의 시 기를 거쳐 최근에는 Heteromastus filiformis - Magelona japonica - Lumbrineris longifolia 군집으로 변천해 온 것 으로 보인다.

울산 해역과 가장 인근에 위치한 고리 주변 해역(울주−

기장)에서 우점 출현한 저서다모류는 본 조사 결과와 유 사하게 M. japonica와 L. longifolia이었다(Kim et al.

2011; Park 2014; Kwon et al. 2017b). 그리고 울산이 위 치한 한국 동해안에서 우점 출현한 저서다모류를 살펴보 면, 울진 Magelona japonica, Spiophanes bombyx, Scolotoma longifolia (Yu et al. 2011; Kwon et al. 2017a), 후포 Spiophanes bombyx, Scolotoma longifolia, Magelona japonica (Paik et al. 2007; Kwon et al. 2017b), 월성 Magelona japonica, Spiophanes bombyx, Sigambra tentaculata (Seo et al. 2009)이었다. 즉 울산연안의 본 연 구 해역에서 우점 출현한 Magelona japonica, Lumbrineris longifolia가 동해안의 대표적 저서 다모류라고 할 수 있 다. 참고로 Lumbrineris longifolia와 Scolotoma longifolia 는 동종이명인 것으로 보인다.

울산만을 제외한 국내 다른 ‘특별관리해역’에서 출현한 주요 우점 저서 다모류를 살펴 보면, 시화호의 경우 Capitella capitata, Lumbrineris longifolia, Polydora spp., Pseudopolydora spp. (Ryu et al. 1997; Jung et al. 2012) 등이었으며, 부산항에서는 Aphelochaeta monilaris, Magelona japonica, Pseudopolydora paucibranchiata (Jung et al. 2011), 마산만에서는 Paraprionospio pinnata, Prionospio cirrifera, Lumbrineris longifolia (Choi et al.

2005), 광양만에서는 H. filiformis, Lagis bocki, L.

longifolia, Nephtys polybranchia, Sternaspis scutata, Tharyx sp. (Shin and Koh 1990; Jung et al. 1997; Choi et al. 2003b) 등으로 동해안에 위치한 울산 연안 해역과 는 큰 차이를 보였다. 이들 해역에서는 기회주의종 (opportunistic species) 혹은 잠재적 유기물오염지시종 (potential organic enrichment indicator species)로 알려진 종들이 집중 출현하고 있었다. 특히 시화호와 마산만의 경 우 최상위 저서환경교란등급에 속하는 종들이 최우점 출 현하고 있었다(Ryu et al. 1997; Choi et al. 2005; Jung et al. 2012). 즉 우점 다모류를 놓고 비교해보면 울산 연안은 국내의 다른 특별관리해역에 비해 상대적으로 저서환경의 교란이 심하지 않다고 할 수 있지만, 서식밀도가 극단적으 로 높지는 않더라도 국내 및 동북아시아 해역에서 대표적 기회주의종으로 관심이 높은 L. longifolia와 H. filiformis 가 차상위 우점종으로 출현하고 있는 점으로 보아 저서환 경을 지속적으로 모니터링하고 관리할 필요는 있다.

저서동물군집의 구조 및 공간 분포에 영향을 미치는 가 장 대표적인 환경요인은 퇴적상이나 퇴적물 입도조성과 같은 퇴적환경으로 알려져 있다(Buchanan et al. 1978;

Weston 1988). 조사해역 역시 퇴적상이나 입도조성에 따 라 저서다모류 군집의 종조성이 확연한 차이를 보이는 것 으로 나타났다. 조사해역의 퇴적환경은 연안역에서 외해 역으로 갈수록 세립해지는 특징을 보였고, 수심이 낮은 연 안역의 경우 다양한 퇴적상이 나타났다(Fig. 2). 특히 조사 지역 중 간절곶 인근 해역은 파도의 영향을 크게 받는 지 역으로 다른 해역에 비해 사질 함량이 높게 나타났다. 이 러한 수심에 따른 퇴적환경의 변화는 동해 연안역의 기존 연구에서도 잘 나타나고 있다(Paik et al. 2007; Yu et al.

2011; Kwon et al. 2017b). 수심에 따른 퇴적환경의 차이 는 저서다모류군집의 출현종수 및 서식밀도, 그리고 우점 종 분포에 큰 영향을 미치고 있다(Seo et al. 2009; Kwon et al. 2017b). 즉 연안역의 이질적인 퇴적물 조성을 보이 는 천해역에서 저서다모류의 출현종수와 서식밀도가 높았 고, 니질 성분이 매우 강한 외해역에서 낮았다(Fig. 3). 뿐 만 아니라 각 수심대 별로 대표적인 우점 다모류 역시 큰 차이를 보였다(Fig. 4). 이는 동해안 저서동물군집 분포의 대표적인 현상 중 하나이다(Paik et al. 2007; Seo et al.

2009; Yu et al. 2011; Kwon et al. 2017b).

울산 연안 해역은 태화강, 외황강, 회야강으로부터 육수 가 유입되며 외해로 완전히 개방되어 있는 해역이다.

1970 년대 남동 임해공업단지로 조성되면서 대규모 중화학

공업 단지가 발달되었고, 공단과 배후 도시로 부터의 오염

물질 유입으로 해양 환경 오염이 심각한 해역으로 잘 알

려져 있다. 이러한 퇴적물의 오염은 대형저서동물 군집의

변화를 야기시키거나, 지역간 군집 구조의 차이를 유발하

232 Jeong, B. G. and Shin, H. C.

는 요인 중 하나로 알려져 있다(Smith and Shachley 2006; Worm et al. 2006; Belley et al. 2010). 조사해역의 퇴적물 내 유기물 함량(LOI)은 4계절 평균 11.3%이었다 (Table 2). 이는 득량만 4.4% (Jeon et al. 2012), 광양만 7.1% (Lee 2010) 에 비해 월등히 높은 값이었고, 진해만 11.8% (Kim 2017), 부산항 12.1% (Park et al. 1995)과 유 사한 값을 보였다. AVS는 평균 0.23 mgS/g-dry의 값이었 으며(Table 2), 다른 해역들과 살펴보면 득량만 0.11 mgS/

g-dry (Jeon at al. 2012) 에 비해 높은 값을 보였으며, 광양 만 0.31 mgS/g-dry (Lee 2010), 진해만 0.51 mgS/g-dry (Kim 2017), 부산항 0.51 mgS/g-dry (Jung et al. 2011)에 비해 낮은 값을 보였다. 유기물 함량과 AVS는 입도 분포 결과와 마찬가지로 연안역에서 외해역으로 갈수록 높은 값을 보이는데. 이는 수심이 깊은 외해역에서 니질 함량이 높은 세립질 퇴적물이 우세한 환경이기 때문인 것으로 판 단된다. 다른 해역들과 유기물 함량을 비교해 보았을 때 본 연구 해역은 외해로 개방된 해역임에도 불구하고, 유기 물 집적이 매우 심한 것으로 알려진 진해만, 부산항과 같 은 국내 특별관리해역과 거의 유사한 수준의 값을 보이고 있음은 주목해야 할 사항이다. 퇴적물 내 황화물량(AVS) 은 진해만이나 부산항과 같은 오염 심화 해역에 비해 그 렇게 우려할만한 수준의 값이 검출되지 않았지만 계속 관 심을 가지고 살펴보아야할 수준이다. 즉 조사해역은 외해 로 개방되어 해수 순환이 원활한 해역임에도 불구하고 유 기물 집적으로 인한 저서환경 및 저서생태계의 교란에 대 해 지속적으로 관심을 가지고 관리해야 함을 의미한다.

울산 연안의 주요 우점 저서다모류들은 수심 구배에 따 라 연안에서 외해로 가면서 순차적으로 출현하는 경향을 보였다(Fig. 4). 최우점종인 Magelona japonica는 조사해 역의 많은 정점에서 출현을 하지만 주로 연안의 천해역에 서 집중 출현하는 경향을 보였다. Lumbrineris longifolia 는 수심 30 m 이상의 비교적 외해에 위치한 해역에서 주 로 출현하였으며, 울산항 인근 정점에서도 소수 출현하였 다. Heteromastus filiformis는 수심 30 m 이하의 연안역에 서 주로 출현하였다. 조사해역과 가장 인근에 위치한 고리 주변 해역(울주−기장)에서의 조사 결과를 살펴보면, 본 조사 결과와 유사하게 연안역을 중심으로 Magelona japonica 가 우점 출현하고, 외해의 어느 정도 수심이 깊은 해역에서 Lumbrineris longifolia가 집중 출현하였다(Kim et al. 2011; Park 2014). 수심에 따른 주요 우점종들의 분 포 경향에 따라 해역별로 군집구조가 뚜렷한 차이를 보였 다(Fig. 5). 즉 조사해역은 온산항-울산항 인근해역과 회야 강-외해역 사이 해역, 외해역으로 나뉘어졌으며 온산항-울 산항 인근해역은 Heteromastus filiformis와 Magelona japonica 가 우점하였고, 비교적 수심이 낮은 정점들로 구 성되었으며, 회야강-외해역 사이 해역은 Magelona japonica

가 우점하였고, 외해역은 Lumbrineris longifolia가 우점하 였다.

전 세계적으로 현재 가장 많이 사용되고 있는 저서환경 건강도 지수 중 하나인 AMBI 지수는 무산소와 빈산소해 역, 부영양화해역, 영양염 부하 해역, 준설 및 유류오염해 역과 생활 및 산업 오·폐수 유출해역 등과 같이 인위적인 교란을 받는 환경에 대한 감지와 평가능력이 높은 것으로 입증되고 있다(Borja et al. 2000). 본 연구 해역에서는 AMBI 지수가 사계절 동안 모두 GOOD 수준 이상의 건 강한 군집 상태를 보였다(Fig. 6). 또 다른 저서환경 평가 지수인 BPI 지수는 저서생물의 섭식형태를 총 4개 그룹으 로 분류한 후 각각의 그룹에 가중치를 달리 적용하여 건 강도를 평가하는 지수로써 현재 우리나라의 해역에 많은 연구자들이 적용해보고 있는 추세이다(Lim et al. 2007;

Choi et al. 2003a; Seo et al. 2009, 2016; Wi et al. 2014;

Kim 2017). 본 연구에서는 BPI 지수가 Fair 수준 이상의 군집상태로 역시 비교적 건강한 군집상태를 보였다. 울산 연안은 표층퇴적물 내 유기물 함량이 상당히 높음에도 불 구하고 유기물오염과 관련한 종들의 우점이 심하지 않고, 저서환경 평가에서도 건강한 상태를 유지하고 있다. 이는 울산 연안이 개방형 해안으로 해류의 원활한 흐름으로 인 한 것이라 생각되나 유기물 집적에 대해 복합적인 연구와 지속적인 모니터링이 필요한 것으로 보인다.

5. 결 론

2016년 울산 연안에서 개량형 van Veen Grab (0.1 m

) 을 사용하여 15개 정점에서 총 4회에 걸쳐 계절별로 현장 조사를 실시하였다. 표층 퇴적물의 입도조성을 살펴보면, 연안역에서는 다양한 형태의 퇴적상이 복잡하게 나타났 고, 외해역에는 니질(mud) 퇴적상이 나타났다. 연안에서 외해역으로 갈수록 세립질 퇴적물이 우세하였다. 표층퇴 적물의 유기물 함량과 황화물량은 연안역에서 외해역으로 갈수록 높은 값을 보였으며, 이는 니질 함량과 유사한 분 포 형태이었다. 특히 퇴적물 내 유기물 함량과 황화물량은 상당히 높은 값을 보이고 있었다. 저서미세조류 생물량은 계절마다 다른 값을 보여 주었으며 뚜렷한 경향은 없었다.

저서다모류의 출현 종수는 조사시기별로 53−62종, 서

식밀도는 447−623 ind/m

수준으로 나타났다. 출현종수

는 온산항 인근해역과 수심 30 m 이하의 천해역에서 높게

나타났으며, 외해역에서는 비교적 낮은 출현종수를 보였

다. 서식밀도 또한 출현종수와 비슷한 경향을 보였으며 외

해역의 특정 정점에서 높은 서식밀도를 보이는 것은

Magelona japonica 의 집중 출현으로 인한 것이다. 우점종

은 계절마다 차이는 있었지만, Magelona japonica,

Lumbrineris longifolia, Heteromastus filiformis 가 4계절

모두 우점하였다. M. japonica의 경우 거의 대부분의 정점 에 걸쳐 출현하였지만 주로 수심 30 m 이하에서 천해역에 서 높은 서식밀도를 나타내며 출현하였다. 반면 L.

longifolia 의 경우 수심 30 m 이상의 외해역에서 높은 서식 밀도를 나타내며 출현하였다. H. filiformis는 수심 30 m 이하의 해역에서 출현빈도 및 서식밀도가 높았다. 우점종 의 경우 수심에 영향을 받으며 연안에서 외해로 가면서 종별 서식지역이 달라지는 것으로 나타났다. 집괴분석과 nMDS 결과, 크게 온산항-울산항 인근 북부해역, 회양강 인근의 남부해역, 그리고 외해역 등의 4 지역으로 구분되 었으며, 이는 수심에 따라 군집의 종조성이 변화하기 때문 이다. AMBI와 BPI 분석을 통한 저서환경 건겅성 평가를 실시한 결과, 4계절 모두 AMBI는 Good 이상, BPI는 Fair 이상으로 비교적 건강한 상태를 보였다. 이상의 결과를 종 합해보면 울산 연안은 퇴적물 내 유기물 집적이 진행 중 인 상황으로 오염 진행에 대해 복합적인 연구와 모니터링 이 필요하다고 생각된다.

사 사

두 분 심사위원의 고견이 본 논문을 최종 정리하는데 많은 도움이 되어 감사를 전합니다.

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국문 참고자료의 영어 표기

English translation / Romanization of references originally written in Korean

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Received Sep. 7, 2018

Revised Nov. 6, 2018

Accepted Nov. 8, 2018