Phytoplankton Response to Short-term Environmental Changes in the Vicinity of a Fish Cage Farm of Tongyeong Obi in Summer

통영 오비도 어류양식장 주변에서 하계 수계 내 단주기 환경요인의 변화에 따른 미세조류 반응

이민지·백승호^*

한국해양과학기술원 남해특성연구센터

Phytoplankton Response to Short-term Environmental Changes in the Vicinity of a Fish Cage Farm of Tongyeong Obi in Summer

Minji Lee, Seung Ho Baek^*

South Sea Environment Research Center, Korea Institute of Ocean Science & Technology, Geoje 53201, Korea

Corresponding Author Seung Ho Baek

South Sea Environment Research Center, Korea Institute of Ocean Science &

Technology, Geoje 53201, Korea E-mail : [email protected]

Received : October 21, 2017 Revised : October 24, 2017 Accepted : October 24 2017

양식업이 발달한 통영 오비도 주변해역에서 하계 해양환경요인의 변화 특성과 그에 따른 식물 플랑크톤의 변화양상을 파악하여, 가두리 양식 생물에 미칠 수 있는 잠재적인 환경요인을 분석 하였다. 조사는 2개의 정점에서 2016년 6월부터 9월까지 격주로 4개월간 수행되었다. 6월과 7월은 강한 수온 성층이 형성되었으며, 8월에는 특이적으로 강한 양쯔강 희석수의 영향으로 8월 10일 29℃ 전후로 고수온이 관찰되었다. 조사기간 동안 질산염+아질산염, 암모늄, 인산염, 규산염은 각각 0.08~5.11 μM, 0.08~34.62 μM, 0.01~ 1.15 μM, 1.46~31.79 μM의 범위를 보였다.

Chlorophyll a 농도는 0.49~7.39 μg l^-1의 범위를 보였다. 9월의 빈번한 잦은 강우 및 양식어장에 서 용출된 영양염류는 장시간 지속되지 못하고 빠르게 소비되거나 확산되었다. 이후 강우로 인한 영양염 유입과 함께 표층을 중심으로 Chaetoceros debilis, C. pseudocurvisetus, Pseudo- nitzschia delicatissima와 같은 규조류가 최대 4.74 × 10⁹ cells l^-1로 크게 증식하였다. 또한 용 존산소 변동은 4.52~7.62 μg l^-1로 식물플랑크톤 대증식 이후 조사에서 유기물질이 분해됨에도 불구하고 빈산소 수괴(< 4.00 mg l^-1)의 형성은 관찰되지 않았다. 따라서 본 해역은 하계의 식물 플랑크톤 증식 및 가두리양식장이 밀집됨에도 불구하고, 다른 반폐쇄적 만과 달리 해류 순환 이 원활한 특징으로 인해 빈산소 수괴는 나타나지 않았다.

In order to assess the potential environmental factors in the vicinity of a fish cage farm, we investigated the biotic and abiotic factors during a short-term period in summer 2016 in two inner stations of Tongyeong Obi. High water temperature on August 10^th was apparent among the full depth of up to 29℃, which might have been related to the abnormally high temperatures of large amounts of the Changjiang River discharge along the Tongyeong coast. The concentration of nitrate+nitrite, ammonium, phosphate, and silicate ranged from 0.08 to 5.11 μM, 0.08 to 34.62 μM, 0.01 to 1.15 μM, and 1.46 to 31.79 μM, respectively.

The nutrients were mainly supplied by precipitation and leaching from the bottom sediments in the fish culture farm area. It was not retained for a long duration because of the phytoplankton consumption and diffusion by water currents. The chlorophyll a concentration varied from 0.49 μg l^-1 to 7.39 μg l^-1. At that time, Chaetoceros debilis, C.

pseudocurvisetus, and Pseudo-nitzschia delicatissima were rapidly proliferated and reached the level of 4.74 × 10⁹ cells l^-1. In particular, the lowest dissolved oxygen was recorded at 4.52 μg l^-1 at the bottom layer after bloom. Therefore, even though phytoplankton blooms in summer have frequently occurred in a fish culture farm area, the oxygen-deficient environments were not found in neither the surface nor bottom layers, which implied that the water masses might be well exchanged from the mouth of the northwest and southeast between Obi and Mireuk Island in the study area.

Keywords: Fish cage farm(가두리양식), Oxygen deficient(빈산소), Phytoplankton assemblage (식물플랑크톤), Stratification(성층화), Nutrients(영양염)

서 론

온난지역의 연안해역은 육지로부터 유입되는 유기/무기오염원 과 인간의 산업활동 등으로 인하여 공업용 폐수 및 도시 하수 의 유입, 양식어장의 확대 등 여러 경로의 오염물질이 하구 및 연 안내만으로 유입되어 만성화된 부영양화 상태가 지속되고 있다 (Takeshi, 1988; Cerco and Cole, 1993). 이들 오염물질의 퇴적물내 축적 및 연안 수계 내 공급은 부유생물생태계에 영향을 미치고, 먹이 연쇄를 통한 상위포식자인 수산생물 뿐만 아니라 인간에게 까지 심각하게 문제가 될 수 있다(Louma, 1990). 또한 이러한 연 안내만해역에서는 강우로 인해 육상으로부터 높은 영양염류의 유 입으로 미세조류의 대발생을 유도한다. 특히 반폐쇄적인 내만에서 는 생성된 1차생산자가 해저에 침강하여 유기물 부하량을 증가시 킬 수 있고, 연안에 집적된 유기퇴적물에서 영양염류가 재용출됨 과 함께 빈산소 수괴의 형성이 쉽게 이루어질 수 있다. 이러한 현 상은 하계 성층 형성으로 수계의 혼합이 일어나지 않을 때, 저층 을 중심으로 나타나는 경향이 강하다(Blumberg and DiToro, 1990;

Rizzo, 1990; Rosenberg et al., 1991).

국내에서는 1970년대 이후 이용 가능한 해양생물자원을 개발하 여 자원화하는 사업이 추진되면서, 잡는 어업에서 기르는 어업으 로의 전환이 늘어나 양식어업의 비중이 점차 커졌다. 어류양식장 의 증가로 인한 부작용으로 반폐쇄적 내만에서 하계를 중심으로 저층의 빈산소 수계가 만성적으로 발생할 수 있는 여건이 조성 되었다(MOF, 2001). 특히, 본 연구해역인 경남 통영시 오비도 주변 해역은 양식장 밀집되어 있고, 어류 사료공급에 의한 저층의 유기 물 부하량의 증가와 함께 저층 기원의 다양한 오염물질의 영향으 로 인한 빈산소 수괴 형성 가능성이 높은 지역으로 사료된다. 즉 오비도와 같은 양식어장이 밀집한 연안내만은 유기물질의 부하 량의 증가로 수질환경이 급격하게 변할 수 있는 해역임으로, 수질 및 부유미세조류에 환경영향 평가가 하계에 집중적으로 수행될 필요성이 있다.

결과적으로 어류양식장이 다수 위치한 연안내만 통영 오비도 주변해역에서 하계 단주기 해양환경특성과 함께 미세조류 군집을 분석하여, 반폐쇄적인 내만의 어장환경 상태를 진단하고자 하였다.

이와 같은 결과는 연안내만해역을 효과적으로 관리할 수 있으며, 양식 피해를 최소화하기 위하여 중요하다. 따라서 본 연구는 잠재 적으로 가두리 양식어장 생물에 미칠 수 있는 환경인자를 추적하 는데 중요한 기초자료로 활용될 것이다.

재료 및 방법

본 연구가 수행된 통영 오비도 주변해역은 우리나라 남해에 위 치한 오비도와 통영미륵도 경계에 위치한 작은 협곡형 내만이다 (Fig. 1). 조사지역은 해안선 길이가 2.3 km로 긴 수로형이며, 수 심이 10 m 전후로 얕다. 오비도 남동쪽과 북서쪽에 각각 해수가

교환될 수 있는 입구와 출구가 존재하여 해수의 흐름은 상대적 으로 원활하다. 조류의 흐름은 북서와 동남방향으로 최대 유속 10 cm/sec 이하이며, 조위차는 최대 2~3 m 정도로 알려져 있다 (NIFS, 2009).

조사는 통영 오비도 양식어장 주변해역(정점A, B)에서 2016년 6월 24일~9월 22일에 걸쳐 2주 간격의 하계 단주기 집중 조사로 수행되었다(Fig. 1). 조사선에서 실시간 측정할 수 있는 CTD (Ocean Seven 319; Idronaut Co., Brugherio, Italy)를 활용하여 표층에서 저층까지 전 수층의 수온, 염분, 형광값을 실시간으로 측정하였다.

이후, 표층수는 버켓으로 채수하였고, 저층수는 5 ℓ PVC Niskin sampler (General Oceanics, Miami, FL, USA)을 이용해 각각 채수하 였다. 수질측정기(YSI 6500, YSI incorporated, USA)를 이용하여, 선 상에서 채수한 현장 표층수와 저층수의 수온, 염분, 용존산소, pH 를 측정하였다. 특히, 표층수에서는 Chlorophyll-a, 영양염, 식물플 랑크톤 종조성을 파악하였고, 저층수는 저층퇴적물에서 용출되는 무기영양염류의 계절적 변화특성과 함께 월별 유광층에서 생성된 부유성 미세조류의 현존량이 침강하여 저층에 기여할 것으로 판 단되어 수직적 분포 특성을 형광값과 연계하여 파악하기 위해서 Chlorophyll-a 농도를 정량화하였다.

Chlorophyll-a 농도와 각 영양염류의 농도를 측정하기 위해서 표 층수와 저층수 500 ml를 선상에서 Whatman GF/F glass fiber filters

과지를 통과한 해수는 영양염류를 측정하기 위해서 50 ml PE병에 넣고 HgCl₂를 첨가하여 -20°C에서 냉동 보관하였다(Kattner 1999).

GF/F 여과지는 Chlorophyll-a 농도 측정을 위해서 15 ml 튜브에 넣 어 분석 전 까지 -20°C에서 냉동 보관하였다. Chlorophyll-a 농도 는 실험실에서 냉동 보관한 여과지를 90% acetone에 넣고 냉암 소에서 24시간 동안 색소를 추출한 후 형광측정기(Turner Bio- Systems, Sunnyvale, CA, USA)를 이용하여 분석하였다(Parsons et al., 1984). 아울러, 실험실에서 각 시기별 냉동 보관된 하계의 시료 를 암조건에서 해동하여 영양염류를 분석하였다. 아질산과 질산성 질소(NO₂+ NO₃-N), 인산염(PO₄-P), 규산염(SiO₂), 암모니아성 질소 (NH₄-N)를 Parsons et al. (1984)의 분석법에 따라서 영영염 자동분 석기(Autoanalyzer QuikChem 8000; Lachat Instrum ents, Loveland, CO, USA)를 이용하여 분석하였고, 각각의 영양염 농도는 표준해수 를(RMNS, KANSO Technos Co., Ltd., Japanhemical Industries, Osaka, Japan)을 이용하여 보정하였다.

미세조류의 종조성과 현존량 분석을 위하여 현장 선상에서 500 ml의 표층수를 Lugol's solution을 이용하여 최종 농도 3%가 되게 고정하였고, 실험실에서 500 ml 시료를 50 ml로 농축시켰다. 종 동 정 및 계수는 농축된 시료를 Sedgewick-Rafter counting chamber 에 100~300 μl 분주하여 광학현미경하(100~400배 배율)에서 분 석하였다. 특히 광학현미경에서 동정이 극히 어려운 종은 속 수준 에서 동정하였으며, 10 μm 이하의 매우 작은 와편모조류는 하나 의 미동정 와편모그룹으로 묶었고, 은편모조류(Crytophyceae) 또 한 하나의 은편모그룹으로 묶어 동정 및 계수하였다.

결과 및 고찰

양식장 주변 2개 정점에서 수온과 염분, 형광값의 시공간적 분 포양상을 Fig. 2에 나타내었다. 두 정점의 수온과 염분의 차이는 크지 않았으나, 형광값은 공간적으로 약간의 차이를 보였다. 먼저 수온의 분포양상은 6월 24일~7월 7일 조사에서 표층이 22~23℃

전후로, 저층이 17℃로, 약 5~6℃ 차이를 확인하였다. 성층의 형 성은 4~5 m 층에서 관찰되었고, 이후 7월 26일 성층심도가 깊어 지는 것을 확인하였다. 8월 10일에는 표층 주변에서 29℃ 전후로 고수온이 관찰되었고, 이는 저층까지 영향을 미쳐 성층의 형성없 이 전 수층 고수온을 보였다. 이후 8월 23일 조사에서도 표층수온 은 여전이 28℃ 전후로 높게 유지되었고, 저층에서는 약간 감소하 는 특징을 보였다. 9월 7일 조사부터 표층수온이 감소하여 25℃

전후를 관찰하였고, 강한 성층이 재형성 되었다. 9월 22일에는 전 수층 23℃ 전후의 수온을 유지하였다. 즉 8월에는 성층의 심도가 깊어져, 본 조사에서는 관찰할 수 없었으나, 수심 60 m 주변의 정 점에서는 25~30 m 층에서 성층이 강하게 형성되었다(미공개자 료). 이는 8월에 고수온 현상이 표층에서 25 m 수심까지 영향을 미친 것으로 사료된다. 염분은 6월 24일 저층에서 높게 나타났

2016년 하계는 양쯔강의 방류로 인한 저염분 희석수가 우리나라 연안해역에 크게 영향을 미치는 년도였다. 즉, 7월 양쯔강 방류로 인하여 1개월 경과한 8월에 남해연안해역의 외양을 중심으로 저 염분화 현상이 현저하게 관찰되었다(Park et al., 2011; Choi et al., 2016; Yoo et al., 2016). 아울러, 저염분화 현상으로 인하여, 평년보 다 2℃ 정도 높은 29℃ 전후로 본 조사해역에서 2~3주 지속되는 특성을 확인할 수 있었다. Part et al. (2011)에 의하면, 양쯔강 방류 수의 영향은 하계를 중심으로 동중국해를 포함한 황해에 이르는 광역해역에서 고수온화를 촉진시키는 요인으로 작용한다고 보고 하였다. 즉 저염분수괴의 형성은 태양복사열이 해수면에 빠르게 흡수되어, 저염분이 분포하는 심도까지 고수온화를 촉진하는 경향 이 강하다. 이와 같이 8월의 고수온수역의 확장 및 장기화는 양식 어장 생물에게 면역력을 저하시켜 치명적인 손상을 줄 수 있고, 실제 통영 주변 양식어장에서 다수의 고수온피해 사례가 보고되 었다(NIFS, 2016). 강우량에 의한 담수의 공급은 해역의 염분 변화 에 중요한 역할을 하기 때문에, 본 조사기간 동안의 강우량을 Fig.

3에 나타내었다. 조사기간 동안 10~50 mm의 강우량은 6월과 7월 에 관찰되었고, 8월에는 강우량이 거의 없었다(KMA, 2016), 반면, 9월 7일 조사 전 일주일 누적강우량이 246.9 mm에 달했으며, 9월 22일에도 조사 전 일주일 누적강우량이 210 mm로 높게 나타났 다. 결과적으로 9월에 관찰된 저염분은 조사지 주변의 강우에 의 한 영향이고, 8월의 낮은 염분은 조사해역이 아닌 외부 양쯔강희 석수의 간접적인 영향에 의한 것으로 판단된다.

형광값을 살펴보면, 6월 24일은 정점 A에서 전 수층 평균 5.69 μg l^-1, 정점 B에서 평균 4.68 μg l^-1이였으며, 최대치는 정점 A의 표층 부근에서 11.81 μg l^-1의 값을 보였다(Fig. 2). 7월 7일은 정점 A에서 평균 9.64 μg l^-1, 정점 B에서 8.34 μg l^-1이였으며, 두 정점 모두 표층 바로 아래 수심 2~3 m 수층에서 25 μg l^-1 전후의 높은 형광값을 보였다. 7월 26일에는 표층 및 중층에서 약 15 μg l^-1 전 후로 높은 값을 보였으며, 이후 8월 10일부터 표층 주변에서는 낮 은 형광값을 보였다. 특히 8월 정점 A에서는 특이적으로 8~10 m 층에서 약 20 μg l^-1 전후의 높은 형광값을 보였다. 6월에서 8월 에 걸쳐 표층의 영양염류의 감소와 더불어 높은 수온 및 강한 광량으로 인해 식물플랑크톤 생체량은 표층보다는 아표층(sub- surface)에 밀집하는 경향이 강하다(Chung and Yang, 1991). 본 연 구에서도 중저층에서 높은 형광값의 분포는 수온 성층화 현상과 잘 일치하였다. 결과적으로 6월 표층 2~4 m 부근에 형성된 성층 상부에서 높은 형광값을 보였고, 7월 성층심도가 깊어지면서 형광 값 또한 하부로 이동한 것으로 판단된다. 8월 23일은 전 수층에서 매우 낮은 형광값을 보인 것에 반해, 9월 7일은 정점 A의 유광층 표층부에서 최대 41.4 μg l^-1에 달하는 매우 높은 형광값을 보였고, 정점 B에서는 1~5 m 수심에서 최대 40.2 μg l^-1의 높은 형광값을 보였다. 이후 9월 22일에는 전 수층 약 23℃로 성층이 점차적으로 붕괴되었고, 형광값 또한 전 수층에서 평균 2.51 μg l^-1로 매우 낮

은 특징을 보였다.

조사기간 중 용존산소는 정점 A에서 표층은 4.52~7.37 mg l^-1 로, 저층은 4.80~7.62 mg l^-1로 변동하였다. 정점 B에서 유사한 경 향을 보였다. 오비도 주변의 용존산소는 하계에도 불구하고 최대 7.62 mg l^-1과 최저 4.52 mg l^-1로 관찰되었다(Fig. 4). 용존산소는 미세조류의 광합성과 분해과정에서 크게 영향을 받지만, 기본적 으로 수온 변화와 일정의 상관성을 가지는 것으로 알려져 있다.

즉 수온이 높으면 수중 용존산소 포화도가 낮아지고 반대로 수온 이 낮으면 수중 산소 포화도는 높아지기 때문에, 일반적으로 하계 에 비교적 용존산소가 낮게 관찰되고, 동계에 용존산소가 높게 관

찰된다. 본 조사에서는 수온이 높았던 9월 7일에 표층에서 두 정 점 평균 8.72 mg l^-1(정점 A: 7.75 mg l^-1; 정점 B: 9.68 mg l^-1)로 가 장 높은 용존산소를 보였다. 이는 식물플랑크톤의 개체수밀도가 표층에서만 극히 높게 관찰된 것과 관련이 있다. 즉 식물플랑크톤 의 광합성으로 인하여 표층 용존산소가 특이적으로 증가하였고, 저층에서는 형광값이 높지 않아 용존산소 또한 낮게 관찰되었다.

이와 유사한 경향은 7월 7일 조사에서도 나타났다. 일반적으로 하계 식물플랑크톤은 유광층에서 대증식한 후 영양염류 고갈로 저층으로 침강하여, 저층퇴적물에서 분해과정에서 산소 소모가 높 아져 빈산소 수괴가 형성되기 쉽다(Kim et al., 2006). 9월 22일 정

점 A에서 표층 22.7℃, 저층 22.3℃로 조사기간 중 상대적으로 낮 은 수온에도 불구하고, 용존산소가 표층과 저층에서 각각 4.52 mg l^-1와 4.80 mg l^-1로 낮게 관찰되었고, 이는 앞선 시기 식물플랑크톤 증식에 의한 분해과정에서 낮을 가능성과 이후에 언급하는 양식 어장의 환경 때문으로 사료된다. 빈산소 수괴 현상은 미국 체서 피크만과 우리나라 마산만 등의 지역에서 하계 빈번하게 관찰된 다(Jenkins and Kemp, 1884; Lee et al., 1993). 하지만 오비도 내만 정점에서는 빈산소 수괴 형성은 관찰되지 않았고, 이는 어장이 밀 집해 있는 다른 반패쇄적 내만과 다르게 본 조사해역은 동쪽과 서쪽이 개방되어 해수가 교환이 원활하기 때문으로 사료된다. 특 히 양식어장이 극도로 밀집된 내만환경에서도 하계에도 불구하고, 빈산소 또는 무산소층이 형성되지 않는 것은 이러한 해수의 흐름 이 원활한 지형학적 특성으로 인한 결과로 판단된다. 결과적으로 본 조사지역에서는 어장에 피해를 입히는 2 mg l^-1 이하의 빈산소 층이 발달되지 않았으며, 양식어류의 피해 역시 상대적으로 낮아, 지속적으로 밀집 양식을 하는 경향이 강한 것으로 보인다(NIFS, 2010). pH는 용존산소의 변동양상과 유사하게 나타났다. 정점 A의

에서도 정점 A와 유사하게 표층에서 7.98~8.35, 저층 7.94~8.27의 범위를 보였다(Fig. 4C, D). 결과적으로 본 해역에서는 하계에도 불 구하고 산성화되는 특성은 관찰되지 않았다.

조사기간 동안 질산염+아질산염은 정점 A 표층에서 0.08~5.11 μM로, 저층에서 0.18~4.97 μM의 범위로 관찰되었고, 정점 B 표층 에서는 0.01~5.08 μM로, 저층에서는 0.06~4.91 μM 로 나타나, 시 기별 큰 편차를 보였다(Fig. 5A, B). 7월과 8월 조사시 2.0 μM의 낮 은 질산염+아질산염 농도를 보였지만, 9월 7일에는 2.0~5.0 μM로 비교적 높게 관찰되었다. 아울러, 표층 영양염류는 저층보다 크게 낮았고 표층과 저층의 차이는 정점 A에서 1.88 μM, 정점 B에서 4.42 μM로 정점 B의 저층에서 특이적으로 높게 관찰되었다. 9월 조사 전 누적강우량이 많았던 것으로 보아, 다량의 N기원 영양염 류가 조사해역에 유입되었을 것으로 사료된다. 하지만 식물플랑크 톤의 대증식으로 질산염이 크게 소비되어 표층부에만 낮게 관찰 된 것으로 보인다. 9월 22일의 질산염+아질산염는 표층과 저층 에서 각각 5.08 μM과 4.91 μM로 가장 높게 나타났다. 이는 앞서 언급한 강우에 인한 영향으로 사료되고, 이러한 특징은 규산염 분 포에서도 명확하게 관찰되었다. 질산염과 규산염은 빈번한 강우로 육상으로부터 일정량 공급되는 경향이 강하다(Jang et al., 2005).

결과적으로 강우의 영향으로 질산염이 조사지역 주변에 일정하게 공급되면 유광층에서 빠르게 소비되어 표층부에서는 일정하게 낮 게 관찰되는 특성을 보였다.

암모늄은 정점 A에서 표층 0.08~12.12 μM로, 저층에서 1.26~

34.62 μM의 범위를 보였다 이는 정점 B에서도 유사한 경향을 관 찰하였다(Fig. 5 C, D). 특히 7월 26일에는 A와 B정점의 저층에서 34.62 μM과 37.29 μM로 매우 높은 농도를 보였다. 이는 앞서 언 급한 것과 같이 저층의 용존산소가 낮게 관찰되는 시기와 일치하 였으며, 저층퇴적물이 빠르게 분해되어, 암모니아가 높게 용출된 것으로 사료된다. 반대로 9월 7일에는 표층 암모늄 농도(정점 A:

1.90 μM; 정점 B: 0.14 μM)가 매우 낮게 관찰되었다. 이는 질소원 중 질산염과 암모늄이 동시에 수괴 내 존재할 때 식물플랑크톤은 질산염보다 암모늄을 빠르게 흡수(uptake)하여 증식하는 경향이 강하기 때문에(Tomas 1966; Wheeler and Kirchman 1986; Kwon et al., 2013), 상대적으로 본 시기에 암모니아가 질산염보다 낮게 관 찰된 것으로 사료된다. 인산염 농도는 질산염+아질산염의 변화 특성과 유사하였다(Fig. 5 E, F). 조사기간 동안 인산염은 정점 A 표층에서 0.01~1.07 μM로, 저층에서 0.05~1.03 μM로 변화하였고, 정점 B에서는 표층과 저층에서 각각 0.03~0.58 μM과 0.01~1.15 μM의 범위를 보였다. 9월 7일 질산염+아질산염의 농도 변화와 유사하게 표층이 저층보다 극히 낮게 나타났고, 이는 식물플랑크 톤 증식으로 인하여 표층에서 크게 소모되었다고 판단된다. 규산 염은 조사기간 동안 정점 A 표층에서 3.22~21.24 μM로, 저층에서 1.95~21.24 μM의 범위를 보였다. 정점 B에서는 표층 2.01~15.85 μM, 저층 1.46~31.79 μM의 범위를 보였다. 9월 22의 20 μM 전후

의 농도를 제외하면, 그다지 높지 않은 규산염 변동 특성을 보였 다. 이는 질산염+아질산염, 인산염의 경향과 유사하게 나타났다.

일반적으로 남해 연안역에서는 식물플랑크톤 대발생시 규산염이 풍부한 상태에서 질산염과 인산염이 빠르게 고갈되는 경향이 강 하고, 이는 규조류의 대발생에 의한 것으로 판단된다. 즉, 본 해역 에서 9월 7일 규조류가 현저하게 증식하였고, 이는 질산염+아질 산염, 인산염의 소비를 촉진시켰다. 그 결과 표층 주변에서 규산염 농도도 크게 감소하였다고 생각된다. Lee et al. (2011)에 따르면, 통영 연안해역은 남해안의 가막만이나 광양만과 비교하여 질소와 인은 부족하며, 그 외의 다른 영양염류는 비교적 풍부한 것으로 알려져 있다. 본 조사해역인 오비도 주변 정점에서는 다른 연안해 역과 비교하여 수심이 얕고, 섬에 둘러싸여 있어 육상 기원의 높 은 영양염류 조건을 가질 수 있는 환경임에도 불구하고, 일정하게 낮은 영양염류가 관찰되었다. 이는 앞서 언급한 것과 같이 다른 반폐쇄적 내만해역보다 해수 순환이 원활하여, 육상과 양식어장 에서 유입 및 용출된 영양염류가 장시간 지속되지 못하고 빠르 게 소비되거나 주변해역으로 확산되는 경향이 강한 것으로 판단 된다.

조사시기 별 Chlorophyll-a 농도와 식물플랑크톤 개체수 변화

양상을 Fig. 6에 나타내었다. Chlorophyll-a 농도와 정점 A 표층에 서 6월 24일 5.34 μg l^-1로 높게 관찰되었고, 8월 23일 0.68 μg l^-1로 가장 낮은 값을 보였다. 앞서 언급한 형광값의 특징과 같이 9월 7일 7.39 μg l^-1로 가장 높은 값을 보였으며, 식물플랑크톤 개체 수는 9월 7일에 2.57 × 10⁹ cells l^-1로 매우 높았다. 정점 B에서도 6월 24일 5.22 μg l^-1로 시작하여 8월 10일 0.49 μg l^-1로 가장 낮 은 값을 보였고, 9월 7일 5.52 μg l^-1로 가장 높은 값을 보였다. 개 체수 역시 9월 7일 4.74 × 10⁸ cells l^-1로 조사 중 가장 높았으며, 주요 우점종은 규조류 Chaetoceros debilis, C. pseudocurvisetus, Pseudo-nitzschia delicatissima로 나타났다. 식물플랑크톤군집을 문 (Phylum) 수준으로 파악한 결과, 6월 24일 표층 조사에서는 규조 류의 비율이 정점 A에서 57.9%, 정점 B에서 44.0%로 다른 정점 에 비해 비교적 낮았으며, 오히려 와편모조류의 비율이 정점 A에 서 26.7%, 정점 B에서 48.8%로 비교적 높은 비율을 차지하였다 (Fig. 7). 7월 7일부터 8월 23일까지 4회 조사에서 평균 규조류의 비율은 정점 A에서 85.0 ± 4.93%로, 정점 B에서 85.0 ± 4.93%로 높게 나타났고, 9월 7일 조사에서는 규조류의 비율은 두 정점 모 두 99%로 높았다. 반대로 9월 22일에는 규조류(정점 A: 12.3%; 정 점 B: 33.7%)의 비율이 낮게 관찰되었다. 결과적으로 하계 대부

분의 기간 동안 규조류가 극 우점하는 양상을 확인하였으며, 특히 중심목 규조류 Chaetoceros 속과 Skeletonema 속과 함께 우상목 규조류 Pseudo-nitzschia 속이 각각 높은 점유율을 보였다.

요약하면, 2016년 8월에는 특이적인 양쯔강 희석수의 영향으로 남해안 전반에 걸쳐 고수온 현상이 강하게 나타났다. 이는 우리나 라 남해안의 20년 평균 하계 수온보다 2℃ 높았고, 본 결과에서도 유사한 수온경향을 보였다. 본 조사해역은 일반적으로 양식어장이 밀집된 반패쇄적 만과 다르게, 해류의 흐름이 원활하여 빈산소 수 괴의 형성은 관찰되지 않았다. 특히, 영양염류가 식물플랑크톤 대 증식으로 인해 빠르게 소비되거나 빠르게 확산되는 특성을 보였 으며, 시기에 따라서 연안내만에 생물이 고농도로 집적될 수 있는 특이적인 지형학적 특성을 지녔다.

사 사

본 논문은 미래창조과학부 해양극지기초원천기술개발사업 [NRF- 2016M1A5A1027456]과 한국해양과학기술원 "주요사업(PE99532)"

의 지원을 받아 수행되었다. 연구에 도움을 준 김윤지연구원께 감 사를 표합니다.

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