Community Structures of Macrozoobenthos in the Subtidal Area of the Nakdong River estuary, Korea

112 http://dx.doi.org/10.7850/jkso.2016.21.3.112

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낙동강 하구 조하대 대형저서동물의 군집구조

서진영 · 김정현 · 최진우*

한국해양과학기술원 남해특성연구센터

Community Structures of Macrozoobenthos in the Subtidal Area of the Nakdong River estuary, Korea

J ^IN -Y ^OUNG S ^EO , J ^EONG -H ^YUN K ^IM AND J ^IN -W ^OO C ^HOI *

South Sea Research Center, KIOST, 41 Jangmok 1-gil, Geoje 53201, Republic of Korea

낙동강 하구역 조하대에 서식하는 대형저서동물의 계절별 군집구조를 파악하기 위해 2013년 2월부터 2015년 11 월까지 8개 정점을 선정하여 연구를 수행하였다. 그 결과, 울타리섬 남쪽의 정점들과 낙동강 수로역의 정점들에서 모래함량이 높게 나타났고, 수심이 20 m 이상 되는 곳의 정점들에서는 니질 함량이 높게 나타났다. 낙동강 조하대 해역은 저층 염분이 조사기간 동안 30 psu 수준을 보여 담수에 의한 혼합은 매우 적은 것으로 나타났다. 조사기간 동안 낙동강 조하대 해역에서 출현한 대형저서동물은 총 266종, 서식밀도는 859개체 m

였으며, 다모류의 비중이 출 현 분류군 중 가장 높았다. 본 연구해역에서 출현한 대형저서동물의 주요 우점종은 Goniada maculata, Sternaspis chinensis, Magelona japonica, Heteromastus filiformis 등이었고, 2013년 8월에 Pseudopolydora kempi가 일시적으로 대량 출 현하였다. 집괴분석 결과, 낙동강 하구역 조하대 대형저서동물의 분포는 퇴적상에 따라 구분이 되었는데, 울타리섬 인접 천해 사질해역에서는 G. maculata, 바깥쪽의 니질해역에서는 S. chinensis와 M. japonica가 우점하는 군집이 분포하고 있었다.

In order to see the spatio-temporal distribution patterns of macrobenthic fauna in subtidal areas of Nakdong River estuary, benthic fauna samples were collected seasonally at 8 sites in subtidal areas of Nakdong River estuary from February, 2013 to November, 2015. Sandy sediment facies was found in the southern part of the barrier islands in Nakdong River estuary while muddy sediment facies occupied at sites in offshore areas. The bottom salinity of the study area was measured greater than 30 psu during the study period. The mean species richness and density were estimated as 266 species and 859 ind m

, respectively. Polychaete worms were the most abundant fauna group, and four polychaete species such as Goniada maculata, Sternaspis chinensis, Magelona japonica, and Heteromastus filiformis occurred as dominant species in this study area. Pseudopolydora kempi known as an opportunistic species occurred dominantly only in August, 2013. From the multivariate analyses, the macrobenthic fauna in the subtidal area of the Nakdong River estuary could be divided into 2 assemblages that each occupied sites near barrier islands and offshore areas by sediment facies.

Key words: Macrozoobenthos, Community structure, Nakdong River estuary, South Korea

서 론

하구역은 담수와 해수가 만나는 전이지역으로, 육상과 해양의 영 향을 동시에 받는 지역이다. 일반적으로 하구역의 저서생태계는 육 상으로부터 유입된 유기물이 해양으로 공급되면서 생산력이 높고, 기수종부터 해산종까지 다양한 생물이 출현하여 생물 다양성이 높은

곳으로 알려져 있다(Feebarani et al., 2016; Barbier et al., 2011).

이러한 하구역에 서식하는 대형저서동물은 담수와 해수의 영향을 모두 받고 있으므로, 염분에 대한 내성 차이와 염분 구배 및 퇴적 상 등에 의해 생물상이 확연히 구분되는 특징을 보인다 (Ysebaert et al., 2003; Pollack et al., 2011; Mariano and Barros, 2015).

본 연구해역은 낙동강 하구의 조하대 해역으로 북쪽으로는 낙동 강의 영향을 받고 남쪽은 외해와 연결되어 담수와 외해수의 혼합 이 활발히 일어나는 곳이다. 그러나 1980년대 후반 건설된 하굿둑 Received July 18, 2016; Revised August 30, 2016; Accepted August 30, 2016

*Corresponding author: [email protected]

의 영향으로 내 외측 해수교환이 단절되었고, 하굿둑 내측은 영양 염이 증가하였으며, 퇴적물 내 유기물 및 중금속 등이 축적되고 있 어 녹조현상 및 빈산소수괴가 형성되고 있으며, 생물다양성이 감소 하고 있다(Song et al., 2000; Jeong et al., 2007. KIMST, 2011).

하굿둑 외측의 조하대 해역은 여름철 홍수기 등 강우량이 많은 시 기에 대량으로 방류되는 담수 및 그와 함께 밀려 내려오는 토사로 인해 수층에 염분 구배가 생기고, 퇴적상이 변하여 조하대에 서식 하는 생물의 분포에도 영향을 미치는 것으로 알려져 있다(Yoon et al., 2011). 또한 낙동강 하구 조하대 인근에 조성된 대규모 주거단 지, 공업단지, 부산신항 등으로부터 유입되는 유기물 및 오염물질 에 의해 저서 생태계가 많은 영향을 받을 것으로 예상된다.

낙동강 하구에 서식하는 대형저서동물에 대한 기존 연구들은 주 로 하굿둑 주변 조간대 해역 및 하굿둑 상류에 서식하는 생물을 중 심으로 연구가 수행되어왔다(Park et al., 2016; Lee et al., 2014).

낙동강 하구 조하대 해역에 서식하는 대형저서동물에 대한 연구는 하굿둑 건설 후 대형저서동물의 군집조성 변동(Lee et al., 2005), 홍수기 전후의 군집조성 변동(Yoon et al., 2011) 등에 불과하다. 이 러한 연구들도 모두 1회성 조사 결과에 의존하였으며, 낙동강 조하 대 해역의 계절적 변동에 대한 연구는 전무한 실정이다.

본 연구에서는 낙동강 하구 조하대 해역의 계절에 따른 저서환 경 및 대형저서동물의 군집구조를 파악해 보고자 하였으며, 특히 여름철 하구댐에서의 담수 방류가 대형저서동물 군집 및 서식환경 에 미치는 영향을 파악하고자 하였다.

재료 및 방법 대형저서동물 채집 및 분석

대형저서동물 채집은 2013년 2월부터 2015년 11월까지 8개 정

점에서 계절별로 실시하였다(Fig. 1). 채집기는 van Veen Grab(표 면적: 0.1 m

) 을 이용하였고, 정점별 2회씩 반복 채집하였다. 채집 된 퇴적물은 선상에서 망목(Mesh size) 1 mm인 체를 이용하여 저 서생물과 퇴적물을 분리하였으며, 잔존물은 10% 중성 포르말린 용 액으로 고정한 후 실험실로 운반하였다. 실험실에서 각 분류군별로 선별하였으며, 선별된 생물은 해부현미경 하에서 종 단위까지 동정, 계수 후 전자저울(AND HR-200, 0.001g)을 이용하여 각 종별 습 중량을 측정하였다.

개체수 자료를 이용하여 종다양성지수를 산출하였고, 대형저서 동물의 시공간 분포를 살펴보기 위해서 집괴분석을 수행하였다. 집 괴분석에는 조사 정점 간 출현종의 유사정도를 나타내는 Bray-Curtis 유사도지수를 사용하였고, average linkage 방법으로 수지도를 작성하 였다. 각 그룹에 대한 대형저서동물의 기여도를 파악하기 위해 SIMPER(similarity percentage) 분석을 실시하였다. 대형저서동물 군집에 미치는 환경요소를 파악하기 위해 Bio-Env 분석을 수행하 였고, 대형저서동물 군집과 환경 간 상관관계를 파악하기 위해 Spearman rank correlation 분석을 실시하였다. Cluster, nMDS, SIMPER, Bio-Env 분석에는 Primer vs. 5.0을 사용하였고, (Clarke and Warwick 1994), 상관관계 분석은 SPSS(v. 17.0)을 사용하였다.

저서환경

입도 및 총 유기탄소(Total organic carbon; TOC)함량 측정을 위 한 퇴적물 채집은 대형저서동물 채집과 동일시기에 수행하였고, 동 일시기에 선상에서 YSI(6600 V2 Sonde)를 이용하여 저층 DO 및 염분 농도를 측정하였다. 입도분석은 2013년 2월부터 2015년 2월 까지 수행하였고, TOC 분석은 2013년 2월부터 2015년 11월까지 모든 계절에 수행하였다. 입도분석은 채취된 시료 중 5 g을 비이커에 담아 10%의 과산화수소로 유기물과 0.1 N-HCl로 탄산염을 제거

Fig. 1. Map showing the sampling stations in the subtidal area of the Nakdong River estuary.

한 후, 시료를 4ø체로 조립질과 세립질로 구분하여 4ø 이하의 사질 시료는 Ro-tap sieve shaker로 15분간 체질한 후 입도 등급별로 무 게 백분율을 구하였으며, 4ø 이상의 니질 시료 2 g를 0.1% calgon 용액을 넣고 교반시킨 후 X-선 자동입도 분석기인 Sedigraph 5000D를 이용하여 입도무게 백분율을 Folk and Ward의 Inclusive Graphic Method 에 의하여 변수를 구하였다. 퇴적물내의 총유기탄소(TOC) 함량 측정을 위해 퇴적물을 100

C 에서 24시간 이상 건조 시킨 후 분말화하였다. 분말화한 시료는 건조시켜, 1 N 염산으로 무기탄소 (inorganic carbon) 를 제거한 후 CHNS analyser(EA1112, Thermo scientific) 를 이용하여 TOC 함량을 측정하였다.

결 과

저서환경

2013 년 2월부터 2015년 11월까지 낙동강 하구역 조하대 해역에서 저층 용존산소 농도를 측정한 결과, 2013년에는 평균 6.6-9.5 mg L

, 2014 년에는 6.1-8.9 mg L

, 2015 년에는 6.6-9.3 mg L

의 범위를 보였고, 2013년과 2015년에는 가을철에 가장 낮았고, 2014년에는 여름철에 가장 낮게 나타났다(Fig. 2). 본 조사해역에서는 저층 용 존산소 농도가 2.8 mg L

이하로 나타나는 hypoxia 현상은 나타나지 않았다. 염분은 조사기간 동안 표층과 저층에서 각각 16.8-34.8 psu, 31.1-34.4 psu 로 나타나 표층에서만 일부 담수의 영향을 받는 것으로 나타났다(Fig. 2).

본 연구해역의 퇴적상은 정점 1-4는 니질 함량이 우세하였고, 정 점 5-8은 사질 퇴적상이 우세하게 나타났다. 정점 1에서는 모든 계 절에 사니질 퇴적상을 보였고, 정점 2~4에서는 계절에 따라 니질 혹은 사니질 퇴적상을 보였다(Table 1). 정점 5에서는 3.0-5.7 phi의 범 위를 보였고, 2013년 11월에 자갈을 포함한 니사질 퇴적상을 보였 으나, 그 외 계절에는 모두 니사질 퇴적상을 보였다. 정점 6~8에서 는 2.0-5.9 phi의 범위를 보였고, 모든 계절에 sand의 함량이 높게

나타났다. 그러나 정점 6에서는 2014년 2월과 11월에 그리고 정점 8 에서는 2013년 8월부터 2014년 5월까지 니사질 퇴적상으로 나타 났다.

TOC 함량은 니질 함량이 높았던 정점 1~4에서는 평균 0.7-0.9%로 상대적으로 높게 나타났고, 사질 함량이 높았던 정점 5~8에서는 평균 0-0.2% 로 낮았다(Table 1). 정점 1에서 TOC 함량은 0.4-0.8%의 범 위로 2014년 8월에 가장 낮았다. 정점 2와 4에서는 2013년 2월에 1.2% 로 높게 나타났으나, 그 이후 감소하는 경향을 보였다. 사질 함량이 높았던 정점 5~8에서는 모든 계절에 TOC 함량이 0.5%를 넘지 않는 것으로 나타났다.

대형저서동물 군집조성

본 연구해역에서 2013년 2월부터 2015년 11월까지 출현한 대형 저서동물의 출현종수는 266종이었고, 계절에 따라 68-108종의 범 위를 보였다(Fig. 3). 2013년 2월과 2014년 2월에 출현종수가 각각 69 종, 68종으로 낮았고, 2015년 11월에 가장 높았다. 분류군별 출 현 종수는 다모류가 62종으로 가장 높았고, 갑각류 22종, 연체동물 15 종, 극피동물 4종의 순으로 나타났다. 3년간 낙동강 하구 조하대 에서 출현한 대형저서동물의 서식밀도는 평균 859 개체 m

, 349- 3,665 개체 m

의 범위를 보였다(Fig. 3). 2015년 2월에 서식밀도가 가장 낮았고, 2013년 8월에 가장 높았다. 2013년 8월에는 다모류 가 3,202 개체 m

가 출현하여 높은 서식밀도를 보였고, 그 외 계 절의 서식밀도는 349-948 개체 m

의 범위를 보였다. 분류군별 서 식밀도는 다모류가 평균 349 개체 m

로 가장 높았고, 연체동물 99 개체 m

, 갑각류 38 개체 m

, 극피동물 8 개체 m

의 순으로 나타 났다. 생물량은 334-1,368 g wet m

의 범위를 보였다(Fig. 3). 2014 년 2월에 가장 낮은 생물량을 보였고, 2015년 8월에 가장 높았다.

분류군별 생물량은 연체동물이 평균 591 g wet m

로 가장 높았고, 갑각류 294 g wet m

, 극피동물 291 g wet m

, 다모류 49 g wet m

의 순 으로 나타났다. 2015년 8월과 11월에 연체동물의 Umbonium costatum

Fig. 2. The bottom dissolved oxygen concentrations (mg L

) and surface and bottom salinity in subtidal areas of Nakdong River estuarine

from February, 2013 to November, 2015.

의 출현으로 인해 생물량이 각각 625 g wet m

, 591 g wet m

로 높게 나타났고, 그 외 계절에는 극피동물의 Echinocardium cordatum의 출현으로 인해 생물량이 높게 나타났다.

정점 별 출현 종수는 5-47종, 서식밀도는 70-8,555 개체 m

, 생 물량은 2-745.8 g wet m

의 범위를 보였다(Fig. 4). 울타리섬 인근 정점들에서 상대적으로 빈약한 군집조성을 보인 반면, 상대적으로 외해에 위치한 정점들에서 출현종수 및 서식밀도가 높게 나타났다.

2013 년 5월부터 2014년 8월까지 정점 1에서 1,000 개체 m

이상 의 높은 서식밀도를 보였고, 정점 4에서도 2013년에 1,000 개체 m

이상의 높은 서식밀도를 보였다. 정점 5를 제외하면 외해역에 인접 한 정점들에서는 평균 서식밀도가 700 개체 m

이상으로 높게 나타 났다. 울타리섬 하부 정점 6-8에서 일부 계절을 제외하면 출현종수는 10 종 내외로 계절 간 큰 차이를 보이지 않았고, 서식밀도는 2013년 8 월에 일시적으로 높게 나타났으나, 그 외 계절에는 대부분 1,000 개체 m

미만의 서식밀도를 보였다. 생물량은 모래무치염통성게(E.

cordatum) 가 출현한 외해역에서 높게 나타났으며, 2015년 8월과 11 월에는 울타리섬 하부 정점에서는 서해비단고둥(U. costatum)의 출 현으로 인해 생물량이 높게 나타났다.

본 연구해역에서는 정점 1~5를 중심으로 다모류의 Sternaspis chinensis 가 가장 우점하였다(Fig. 5). S. chinensis는 2013년 2월부터 2015 년 2월까지 평균 180-518 개체 m

의 높은 서식밀도로 우점하 였고, 2013년 8월 정점 4에서 1,900 개체 m

이상의 높은 서식밀 도로 출현하였으나, 2014년 11월 이후 서식밀도가 감소하였다. 2015 년 5월 이후 대부분의 정점에서 10 개체 m

미만으로 감소하였다.

그 외에도 Heteromastus filiformis는 정점 1-4에서 주로 우점하였 고, Magelona japonica는 정점 1에서 상대적으로 높은 서식밀도를 보였다(Fig. 5). Goniada maculata는 울타리섬 남쪽 정점 6-8에서는 모든 계절에 가장 우점하였으나, 그 외 정점들에서는 10개체 m

미만의 낮은 서식밀도를 보였다(Fig. 5). 울타리섬 하부 정점들에서는 계절에 따라 2013년 8월에는 다모류의 Pseudopolydora kempi, 2014 년 11월에는 Glandiceps hacksi, 2015년 8월과 10월에는 U.

costatum 이 일시적으로 대량 출현하여 차이를 보였다.

본 연구해역의 정점별 종다양도지수는 평균 2.1-3.3의 범위를 보 였다. 울타리섬 남쪽의 정점 6과 8에서 종다양성지수는 2.1로 가장 낮았고, 정점 7에서도 평균 2.2로 상대적으로 낮게 나타났다(Fig.

6). 상대적으로 외해에 위치한 정점들(정점 1~5)에서는 종다양성지 수가 3.1-3.3의 범위를 보였다. 계절별 종다양성지수는 평균 2.6- 3.0 의 범위를 보였다. 정점 6에서는 2014년 11월, 정점 8에서는 2014 년 5월에 각각 종다양성지수가 2.9, 3.1로 일시적으로 높게 나 타났으나, 그 외 정점들에서는 계절 간 큰 차이를 보이지 않았다.

본 연구해역에서 대형저서동물의 분포에 영향을 미치는 환경요 인을 파악하기 위해 퇴적상, 총유기탄소함량(TOC), 저층 용존산소 농도(DO), 저층 염분, 저층 수온 등과 상관관계를 구한 결과, 출현 종수, 개체수, 생물량은 TOC, silt, clay 함량과는 양의 상관관계를 보였고, sand 함량과는 음의 상관관계를 보였다(Table 2). DO는 출 현종수, 종다양도지수와 음의 상관관계를 보였고, 염분은 출현종수, 종다양도지수와 양의 상관관계를 보였고, 수온은 서식밀도와 양의 상관관계를 보였다. 본 연구해역에서 출현하였던 주요 우점종과 환 Table 1. The contents of total organic carbon (%) and sediment mean grain size (phi) during the study period

Total Organic Carbon (%)

Date / Site 1 2 3 4 5 6 7 8

Feb., 2013 0.8 1.2 0.9 1.2 0.4 0.1 0.0 0.1

May 0.5 0.9 1.1 0.6 0.2 0.1 0.0 0.1

Aug. 0.7 0.8 1.0 1.2 0.4 0.1 0.0 0.3

Nov. 0.8 0.6 0.9 0.6 0.2 0.1 0.1 0.1

Feb., 2014 0.8 0.8 0.9 - 0.3 0.1 0.1 0.2

May 0.7 0.7 0.7 0.6 0.3 0.1 0.0 0.3

Aug. 0.4 0.4 0.6 0.5 0.0 0.0 0.0 0.0

Nov. 0.6 0.6 1.1 0.5 0.2 0.4 0.1 0.5

Feb., 2015 0.7 0.7 0.8 0.8 0.2 0.0 - 0.0

May 0.5 0.6 0.8 0.5 0.3 0.1 0.2 0.1

Aug. 0.7 0.8 0.9 0.4 0.2 0.3 0.1 0.1

Nov. 0.6 0.6 0.9 0.4 0.2 0.0 0.0 0.1

Mean grain size (phi)

Date / Site 1 2 3 4 5 6 7 8

Feb., 2013 8.2 10.1 8.0 7.3 4.0 2.4 2.0 2.6

May 8.2 9.4 9.8 8.4 4.5 3.1 3.0 2.6

Aug. 8.5 8.8 9.6 9.4 4.8 2.8 2.9 3.6

Nov. 8.8 6.8 9.1 7.7 4.2 2.9 2.9 3.2

Feb., 2014 8.4 8.6 9.8 - 5.7 3.2 2.7 4.2

May 7.2 7.5 8.0 6.3 5.5 2.8 2.3 3.9

Aug. 6.0 6.4 7.9 7.2 3.0 2.3 2.3 3.0

Nov. 7.5 6.4 9.8 6.2 3.2 5.9 2.4 3.2

Feb., 2015 8.3 7.6 8.5 7.2 4.2 2.8 - 2.8

Fig. 3. The number of species, density and biomass of each fauna group during the study period.

Fig. 4. Seasonal variations in the number of species, density and biomass of macrobenthos at each site during the study period.

Fig. 5. Dominant macrofauna in the subtidal area of the Nakdong River estuary during the study period.

경요인 간 상관분석을 실시한 결과, S. chinensis, H. filiformis는 TOC, clay, 저층 염분농도 등과 양의 상관관계를 보였고, sand와는 음의 상관관계를 보였다. G. maculata는 sand와 양의 상관관계를 보였고, TOC, silt, clay함량과는 음의 상관관계를 보였다. Bio-Env 결과, 대형저서동물 군집은 TOC, mud, 저층 수온에 의해 가장 많 은 영향을 받는 것으로 나타났고, 그 외에도 TOC, mud와 저층 용 존산소 농도, 염분 함량, 수온 등의 복합 요인에 의해서 영향을 받 는 것으로 나타났다. 단일 요인으로는 mud에 의해 가장 큰 영향을 받는 것으로 나타났다(Table 3).

집괴분석

3 년간 낙동강 하구 조하대에서 출현한 대형저서동물 개체수 자 료를 이용하여 cluster 및 nMDS 분석을 실시한 결과, 크게 2개의

군집으로 구분되었고, 이는 다시 4개의 소그룹으로 구분되었다(Fig. 7).

조사기간 동안 정점 1~5는 계절에 상관없이 모두 하나의 그룹을 형성하였고(Group B), 정점 6~8이 Group C와 D로 구분되었다.

nMDS 분석 결과, Group B는 TOC, mud 함량이 높은 정점들로 구 성이 되었고, Group C와 D는 sand 함량이 높고, TOC 함량과 mud 함량은 상대적으로 낮았다(Fig. 8). 다만 정점 5는 계절에 따라 sand 함량이 높았으나, 군집의 유사도는 mud 기질의 조하대 정점들(st. 1-4)와 유사하여 Group B에 속하였다.

SIMPER 분석 결과, 2014년 2월 정점 7과 8이 유사도 34.78에서 하 나의 그룹을 형성하였고(Group A), 다모류의 H. filiformis, G. maculata 두 종의 기여도가 80%이상으로 나타났다(Table 4). Group B는 다 시 3개의 소그룹으로 구분되었는데, 2015년 11월(Group B1), 2013년 (Group B2), 2014 년 2월부터 2015년 8월의 정점 1~5가 하나의 그 Fig. 6. Seasonal variations of species diversity index (H’) in the subtidal area at the Nakdong River estuary.

Table 2. The results of Spearman rank correlation between environmental factors with data of benthic community (* p<0.05, ** p<0.001)

TOC DO Sand Silt Clay Salinity Temperature

Species .718** -.297* -.660** .349** .735** .305** -

Abundance .569** - -.534** - .610** - .310**

Biomass .686** - -.640** .247* .680** - -

Diversity index .733** -.322** -.686** .312** .698** .325** -

Sternaspis chinensis .730** - -.738** - .757** .290* -

Magelona japonica .247* - -.254* .330** .278* - -

Goniada maculata -.527** - .547** -.402** -.547** - -

Heteromastus filiformis .733** - -.686** .312** .698** .357** -

Table 3. Linkage of environmental variables with faunal distribution patterns determined by Spearman rank correlation ρw during the study period k Best variables combinations (ρw)

1 Mud (0.693)

2 TOC, Mud (0.703); Mud, Water temperature (0.700); Mud, Bottom Salinity (0.681)

3 TOC, Mud, Water Temperature (0.705); TOC, Mud, Bottom DO (0.690); TOC, Mud, Bottom Salinity (0.689); Mud, Bottom Salin- ity, Water temperature (0.688)

4 TOC, Mud, Bottom Salinity, Water temperature (0.693); TOC, Mud, Bottom DO, Water temperature (0.686)

룹을 형성하였다(Group B3). Group B의 그룹 내 평균 유사도는 31.19 였고, 그룹 형성에 기여도가 높은 종들은 S. chinensis, H. filiformis, M. japonica 등이었고, 그룹을 다시 세 개의 소그룹으로 구분한 종도 다음의 세 종 이었다(Table 4). 2015년 11월에는 다른 조사 시기에 비해 M. japonica 의 서식밀도가 상대적으로 높았고, 2013년에는 S. chinensis 의 서식밀도가 2014년과 2015년에 비해 높게 나타났다.

2013 년 8월 정점 6~8은 다른 계절과 차이를 보이며 하나의 군집을 형성하였는데(Group C), 그룹 내 평균 유사도는 62.31였고, P. kempi의 기여도가 90% 이상이었다. Group D의 그룹 내 평균 유사도는 23.71 였고, 기여도가 가장 높은 종은 G. maculata로 68%의 기여도를 보 였다.

토 의

저서환경

하구둑 건설 이전 낙동강 하구역의 사질 퇴적상은 울타리섬 주 변에 국한되어 있었고, 구포에서 하구에 이르는 지역은 니질 퇴적 물의 함량이 높았고, 외해로 갈수록 니질 함량이 더 증가하는 특징을 보였다(Kim and Lee, 1980). 하구둑 건설 이후 조사에서는 사질 퇴 적물의 분포가 울타리섬 남쪽에서 외해쪽까지 확대되었다(Kim and Ha, 2001). 낙동강으로부터 유출된 사질퇴적물들은 파랑의 영향을 받아 낙동강 하구역의 서쪽인 진우도 전면으로 이동하는 것으로 보 고되었고, 특히 하계 방류량이 많은 시기에는 서낙동강의 주수로인 진우도와 신자도 사이의 수로에서 가장 넓게 사질 퇴적물이 존재 하는 것으로 보고되었다(Yoon and Lee, 2008). 본 연구에서 울타 리섬 인근 정점들에서는 사질 함량이 높았고, 서낙동강 수로에 위 치한 정점들(st. 1, 5)이 동낙동강 수로역의 정점들에 비해 사질 함 량이 높은 것으로 나타나 하굿둑이 본 연구해역의 퇴적물 입도 조 성에 일부 영향을 주고 있는 것으로 판단되어 진다.

군집조성 및 주요 우점종 변동

본 연구해역은 낙동강 하구역에 위치하고 있어 낙동강으로부터 방류되는 담수의 영향을 받는 곳이다. 그러나 낙동강 하굿둑에 의해 담수의 유입이 인위적으로 조절되고 있어, 조사기간 동안 저 층의 염분은 모두 30 psu 이상으로 나타났다. 따라서 본 연구해역에 서식하는 대형저서동물 군집구조 역시 기수역의 특징을 나타내고 있지는 않았다.

국내 4대 강 중 낙동강 외에도 금강과 영산강에는 하굿둑이 설 치되어있다. 본 연구 결과와 채집시기 및 횟수 등의 차이로 인해 직 접적 비교는 어려우나, 금강 하구역에서는 2007년부터 2010년까지 평균 63종의 다모류가 출현하였고(Lee, 2012), 영산강 하구역에서는 1995 년에는 141종(다모류 67종), 2006년에는 113종(다모류 48종) 의 대형저서동물이 출현하였다(Lim et al., 2011) (Table 5). 본 연 구에서 출현한 대형저서동물은 총 266종이었고 그 중 다모류의 출 현종수는 135종으로 금강 및 영산강에 비해 높게 나타났다. 서식 밀도는 금강하구에서 다모류 823 개체 m

, 영산강 하구역에서는 1995 년에 1,979 개체 m

( 다모류 503 개체 m

), 2006 년에 750 개 체 m

( 다모류 461 개체 m

) 였고, 본 연구에서는 859 개체 m

( 다 모류 699 개체 m

) 로 전체 서식밀도는 다른 조하대 해역에 비해 낮았으나, 다모류의 서식밀도는 높게 나타났다. 그러나 금강의 경 우 3개 정점에서만 수행된 연구 결과이고, 영산강은 반폐쇄적인 만 으로 여름철 hypoxia의 영향이 나타나는 해역이므로 외해역과 인 접한 낙동강 하구역과는 다소 차이가 있는 것으로 판단되어 진다.

낙동강 하구역 조하대는 외해와 연결된 해역으로, 연안에 가까운

정점에서는 사질 퇴적상을 보였고, 외해로 갈수록 퇴적상이 세립해

지는 특징을 보였다. 이와 유사한 환경에 있는 남해안의 해역들과

저서동물 군집조성을 비교해 보았다. 거제 남동부 해역에서는 4계

절 동안 서식밀도가 991-1,194 개체 m

의 범위를 보였고(Lim et

al., 2006), 남해도 주변해역에서는 4계절 동안 247종, 1,027 개체

Fig. 7. A dendrogram showing station groups clustered by using the seasonal abundance data of macrobenthic fauna in the subtidal area

of the Nakdong River estuary.

Fig. 8. nMDS plots representing the close relations of benthic biotic distribution with TOC, contents of mud in the subtidal area of the Nak-

dong River estuary during the study period.

m

(Lim et al., 2016), 앵강만에서는 4계절 동안 233종, 1,358 개체 m

(Lim et al., 1999) 의 서식밀도를 보여 외해역과 연결된 남해안 의 일부 해역에 비해서는 낙동강 조하대 해역의 서식밀도는 낮았 고, 출현종수는 유사한 것으로 나타났다(Table 5).

기존 낙동강 조하대 해역에서 수행된 대형저서동물 군집에 대한 연구는 홍수기 전후의 대형저서동물 군집조성을 살펴본 Yoon et al.(2011), 2001 년 9월에만 조사를 수행한 Lee et al.(2005)의 연구 에 불과하다. Yoon et al.(2011)의 연구는 사질 퇴적상을 보이는 울 타리섬 주변 해역에서만 수행되었고, 출현종수 및 서식밀도는 홍수

기 이후 상부지역에서는 감소하는 양상을 보였고, 하부지역에서는 홍수기 전후로 큰 차이를 보이지 않았다고 보고하였다. 본 연구에 서는 울타리섬 상부역에 대한 조사를 수행하지 않아 Yoon et al.(2011) 의 연구와 직접적 비교는 어려웠으나, 다른 해 여름에 비 해 강우량이 많았던 2014년 8월에는 울타리섬 하부 정점들(st. 6-8)에 서 출현종수 및 서식밀도가 감소하는 양상을 보였다. 그러나 2013 년과 2015년에는 이러한 경향이 나타나지 않았으며, 2013년 8월에는 다모류의 P. kempi의 대량 출현으로 인하여 오히려 다른 계절에 비 해 상대적으로 높은 서식밀도를 보였다. 2001년 9월에 수행된 Lee Table 5. Comparison of macrobenthic community structures studied in estuaries and coastal regions in the southern coast of Korea

Location Study period Sediment facies

No. of species

Density

(ind. m

) Dominant species Reference

Estuary

Geum River 2007-2010 Seasonal Mud 63 / 10-55 823 / 160-1,491

Heteromastus filiformis

Lee, 2012 Prionospio sp.

Glycinde sp.

Youngsan River

1995 Mud 141 1,979 Theora fragilis

Lim et al., 2011

2006 113 750 Tharyx sp.

Offshore

South-eastern coast of Geoje

Is.

February - Novem- ber, 2004

Inner area:

Sand, Outer areas: Mud

62-73 (polychaete)

991-1,194 (total) 799-1,038 (polychaete)

Lumbrineris longifolia

Lim et al., 2006 Tharyx sp.

Heteromastus filiformis Magelona japonica Namhaedo

Island July, 2012 - April, 2013 Mean grain

size: 6.5 phi 247 1,027

Eriopisella sechellensis

Lim et al., 2016 Theora fragilis

Lumbrineris longifolia

Aenggang Bay 1994-1995 Seasonal 7.7-9.3 phi 233 1,358

Ditrupa arientina

Lim et al., 1999 Tharyx sp.

Fustaria nipponica

Nakdong River estuary

July, August, 2010 2-3 phi 150 -

Lumbrineris longifolia

Yoon et al., 2011 Heteromastus filiformis

Praxillella affinis

September, 2001 3.1-6.5 phi 203 1,554

Tharyx sp.

Lee et al., 2005 Lumbrineris longifolia

Sternaspis scutata February,

2013 - November, 2015 Seasonal

2.0-10.1 phi 266 859

Sternaspis chinensis

Present study Goniada maculata

Heteromastus filiformis Table 4. The results of SIMPER analysis based on results of cluster analysis

Species Average abundance Average similarity Con.% Cum.%

Group A Average similarity: 34.78

Heteromastus filiformis 5.5 21.7 62.5 62.5

Goniada maculata 2.0 8.7 25.0 87.5

Haploscoloplos elongatus 1.0 4.4 12.5 100

Group B Average similarity: 31.19

Sternaspis chinenesis 66.2 14.7 47.0 47.0

Heteromastus filiformis 11.1 4.2 13.3 60.3

Magelona japonica 15.7 2.4 7.5 67.8

Group C Average similarity: 62.31

Pseudopolydora kempi 1,208.3 58.2 93.4 93.4

Group D Average similarity: 23.71

Goniada maculata 21.4 16.1 67.8 67.8

Melita sp. 1.7 1.1 4.5 72.4

Nephtys californiensis 2.1 1.1 4.5 76.9

et al.(2005) 의 연구에서는 총 203종, 1,554개체의 서식밀도를 보여, 본 연구의 하계 조사에 비해서도 월등히 높은 출현종수 및 서식밀 도를 보였다. 그러나 Lee et al.(2005)의 연구에서 높은 출현종수 및 서식밀도를 보인 곳은 가덕도 주변해역으로 본 연구에서는 가 덕도 주변 해역에 대한 연구를 수행하지 않아 나타난 차이로 판단 되어 진다. Lee et al.(2005)의 연구에서는 다모류의 Tharyx sp., Lumbrineris longifolia, Sternaspis scutata 등이 우점하여 출현하였 는데, 주로 가덕도 주변해역과 다대포 해변의 남서쪽에 위치한 정 점들에서 우점하는 종들로 본 연구해역과는 차이가 있었다. 울타리 섬 주변 해역에서 2010년 7월과 8월에 우점한 종은 H. filiformis, Minuspio japonica, Sinocorophium sinensis 였다(Yoon et al., 2011).

본 연구에서는 사질 함량이 높았던 울타리섬 주변 해역에서는 다 모류의 G. maculata가 우점하였고, 니질 함량이 높은 외해역에서는 S. chinensis( 이전에는 S. scutata로 동정됨), H. filiformis, M. japonica등 이 우점하여, Yoon et al.(2011)의 결과와는 다소 차이를 보였다.

본 연구결과가 기존 연구 결과와 가장 큰 차이를 보인 점은 2013년 8 월에 울타리섬 주변 해역에서 P. kempi의 일시적인 대량출현이다.

이 종은 tube-building spionidae에 속하는 대표적인 유기물 오염지 시종으로, 국내에서도 유기물 오염이 심한 것으로 알려진 가막만과 영일만, 부산항 등에서 우점하는 것으로 보고되었다 (Pearson and Rogenberg, 1978; Yoon et al., 2007; Shin et al., 1992; Jung et al., 2011). 본 연구에서는 2013년 8월에 울타리섬 하부 일부 정점에서 만 일시적으로 대량 출현하였으나, Park et al.(2016)에 의하면 하 굿둑 건설이후 2004년부터 지속적으로 울타리섬 주변해역에서 P.

kempi 가 출현하고 있는 것으로 보고되었다(Park et al., 2016). Park et al.(2016) 의 연구해역은 본 연구해역에 비해 상류에 위치하고 있 다. 한국수자원공사의 낙동강 하굿둑 방류량 자료에 따르면, 2013년 6 월 14일부터 8월 1일까지 전혀 방류가 이루어지지 않았고, 8월 1 일부터 본 연구가 수행된 2013년 8월 22일 이전까지 방류된 양은 6,000 톤 이상인 것으로 나타났다. 따라서 조사 직전의 일시적인 대 량 방류로 인해 울타리섬 상부에 서식하고 있는 P. kempi가 방류수 와 함께 울타리섬 하부로 유입되었을 가능성이 있는 것으로 판단 되어 지나, 울타리섬 하부의 사질퇴적상과 낮은 유기물 함량으로 인해 개체군이 유지 및 번식을 하지 못하고 이내 사멸한 것으로 판 단되어진다.

Sternaspis scutata 는 지중해 해역에 제한적으로 서식하고 있으며 (Sendall and Salazar-Vallejo, 2013), 북동태평양 해역에 서식하는 종은 대부분 Sternaspis chinensis라고 보고하였다(Wu et al., 2015).

따라서 본 연구에서는 기존에 S. scutata로 동정되던 종은 S. chinenesis 로 동정하였다. S. chinensis는 Lee et al.(2005)의 연구에서도 낙동 강 조하대 해역에서 우점하는 종이었고, 본 연구에서도 니질 퇴적 상을 보이는 외해역에서 2014년 8월까지 가장 우점하는 종이었다.

그러나 2014년 11월 이후 서식밀도가 급감하였다. 본 연구결과 S.

chinensis 는 mud 함량과는 양의 상관관계, sand 함량과는 음의 상 관관계를 보였다(Table 2). 비록 2015년 5월 이후의 퇴적상에 대한 자료가 없어 사질 함량의 증감을 정확히 판단할 수는 없으나, 정점 1-5 에서는 2014년 8월 이후 전체적인 입도 조성이 다소 조립해 진 것을 확인할 수 있었다. S. scutata는 연중 산란하여 연중 착저하지 만 주 착저시기는 여름철인 것으로 보고되었다(Lim and Hong, 1996).

한국수자원공사의 데이터에 따르면, 조사기간 동안 2014년 8월에는

다른 해에 비해 강수량과 방류량이 많았던 것으로 보고되었다. 조 립해진 퇴적상과 함께 주 착저시기에 많은 양의 방류수로 인해 착 저에 방해를 받아 S. chinensis의 개체수가 감소하였을 가능성이 있는 것으로 판단되어진다. P. kempi의 일시적인 대량출현과 S. chinensis의 개체수의 감소가 강수량 및 방류수에 의한 영향이라 단정할 수는 없다. 그러나 2013년 8월 일시적인 대량 방류에 의한 P. kempi의 이동에 대한 가능성, 다른 해에 비해 많은 강수량과 방류량이 S.

chinensis 의 유생 착저에 영향을 주었을 가능성 또한 배제할 수 없 다. 따라서 본 연구해역에서 방류량이 개체 이동 및 유생 착저에 미 치는 영향에 대한 추가 조사가 필요할 것으로 판단되어 진다.

요약 및 결론

낙동강 하구역 조하대에 서식하는 대형저서동물의 계절별 군집 구조를 파악하기 위해 2013년 2월부터 2015년 11월까지 8개 정점 을 선정하여 연구를 수행하였다. 그 결과, 낙동강 조하대 해역의 군 집구조는 퇴적상에 따라 울타리섬 하부지역(사질 퇴적상)과 외해 에 인접한 정점들(니질 퇴적상)로 구분이 되었으며, 사질 함량이 높 은 해역에서는 모든 계절에 다모류의 Goniada maculata가 우점하 였고, 니질 함량이 높은 해역에서는 Sternaspis chinensis, Magelona japonica 등이 우점하였다. 다만 2013년 8월 홍수기에 울타리섬 상 부에 서식하고 있는 것으로 알려진 Pseudopolydora kempi가 조하 대 해역에서 일시적으로 대량 출현하여 차이를 보였다. 그러나 낙 동강 조하대 해역의 3년간에 걸친 계절별 군집조성 변동 양상을 살 펴본 결과, 군집조성이 계절에 따라 크게 차이를 보이지 않았고, 우 점종 역시 크게 변동하지 않았다. 이는 낙동강 조하대 해역이 담수 의 영향을 받고는 있지만 하굿둑의 영향으로 인위적으로 조절되기 때문에 염분에 의한 영향이 크지 않고, 주변에 주거 단지 및 공단 이 위치하고 있으나, 외해역과 인접해 있어 해수 순환이 원활하여 계절에 따른 군집조성의 변화가 심하지 않은 것으로 판단되어 진다.

사 사

본 연구는 한국해양과학기술원의 주요사업인 “낙동강 하구변화 연구(PE99433)”의 일환으로 수행되었습니다.

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2016년 7월 18일 원고접수

2016년 8월 30일 수정본 접수

2016년 8월 30일 수정본 채택

담당편집위원: 김동성