한려해상국립공원에 출현하는 동물플랑크톤의 분포특성
이창래1·정주학2*·김호연1·김병국1·정장방1
1국립공원관리공단 국립공원연구원
2한국해양과학기술원
Characteristics of Mesozooplankton Distribution in Hallyeohaesang National Park and Eastern South Sea of Korea
Chang-Rae Lee
1, Joohak Jeong
2*, Ho Yeon Kim
1, Byeong Kuk Kim
1and Jang Bang Jeong
1National Park Research Institute, Korea National Park Service
2Ulleungdo·Dokdo Ocean Research Station, Korea Institute of Ocean Science & Technology
요 약 :한려해상국립공원및 남해동부연안의중형동물플랑크톤분포특성을살펴보기위해 2013년 4회에걸쳐계 절별조사를수행하였다. 중형동물플랑크톤의계절별출현개체수는춘계에평균 2,900개체(1,132-5,693개체/m3범위), 하계에 평균 3,757개체(331~11,904 개체/m3), 추계에는 평균 4,450개체(1,618~13,184 개체/m3), 동계에 평균 2,241개 체(753~6,621 개체/m3)가 출현하였다. 조사시기별로주요우점분류군의조성률은 큰차이를보였지만, 상위우점 분 류군으로 척삭동물 Oikopleura spp., 만각류 Cirripedia larvae, 요각류 Paracalanus copepodite(후기 유생), Corycaeus affinis, Paracalanus parvus s.l., 등이 주요우점 분류군이었다. 각 계절별로 출현한 주요우점 분류군의 출현개체수 의 자료를바탕으로 군집분석을 실시한 결과, 계절적으로 차이가있었고, 외해역의 동물플랑크톤군집의 유사도의 차이가확연하였다.
주요어 :중형동물플랑크톤, 한려해상국립공원, 남해
Abstract :The characteristics of mesozooplankton distribution in the eastern South Sea of Korea was investigated in February, May, August and December 2013. Mean abundance of mesozooplankton, except for dinoflagellate Noctiluca scintillans, ranged from 331 indiv./m3 to 13,184 indiv./m3. Mean zooplankton density was high fall, but it was relatively low in winter. Paracalanus copepodite, Oikopleura spp., Corycaeus affinis, Cirripedia larvae, and Oithona similis were dominant species. According to non-metric multidimensional scaling (nMDS) and cluster analysis by season, zooplankton community was divided into three groups in spring and summer, four groups in autumn and winter. Our results suggest that the community of zooplankton are influenced by seasonal variation of water masses in the eastern South Sea of Korea.
Key words : Mesozooplankton, Hallyeohaesang National Park, South Sea
서 론
국립공원은 ‘우리나라의 자연생태계나 자연 및 문화경관 을대표할만한지역’으로규정하고있다. 이러한정의를기 초로 보전과 지속가능한 이용이 다각적으로 모색되고 있지 만(한국해양수산개발원 2002), 바다와 인접한 태안, 변산, 다 도해 및 한려해상국립공원은 과거부터 대대로 살아온 토착 어민들의 맨손어업 및 어업활동(양식장, 낚시 포함)과 연안
정비 및 개발로 인해 해양생물의 서식지가 많은 훼손이 진 행되고 있는 실정이다. 한려해상국립공원이 위치한 남해 남 동해역은 연중 고온고염의쿠로시오 해류의 지류인 대마난 류와남해연안수, 장강희석수등의다양한수괴가 존재하 고, 여름철에는 동해 울기-감포해역에서 발생하는 냉수대의 영향을 간접적으로 받고 있어 계절에 따라 다양한 환경이 조성된다(Cho 1988, 배와 김 2012). 해양에 분포하는 동물 플랑크톤은 수 십 µm ~수 mm 크기의 작은 생물로 일생을
*Corresponding author E-mail: [email protected]
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해수 중에 부유하며 살아가는 일생부유생물(holoplankton, 예: 요각류)과 유생시기에는 해수 중에 부유하다가 성체가 되어 저층 퇴적물로 이동하여 살아가는 일시부유생물(mero- plankton, 예: 게, 성게 등 저서무척추 동물의 유생)로 구분 된다. 해양생태계에서 동물플랑크톤 군집의 시·공간적인 분 포는 수괴(Water masses) 및 해류(Current)의 변화와 분포상 태에 대한 정보를 간접적으로 제시해 주며, 먹이사슬 내에 서 상위 영양단계 생물의 분포와 생산을 조절하는 요인이 되기 때문에 이들의 분포양상은 해양생태계를 이해하는데 중요하다. 현재 한려해상국립공원에서 수행된 동·식물플랑 크톤에 대한 연구는 한려해상국립공원 자연자원조사(국립공 원관리공단 2005)가 유일하다.
본 연구는 남해 동부해역에 위치한 한려해상국립공원구역 인근 해역에 대한동물플랑크톤의 시·공간적인 분포특성을 파악하고 동물플랑크톤의군집특성을연구하였다.
재료 및 방법
동물플랑크톤은 4회 총 17개 정점에서 채집하였다(Figure 1). 동물플랑크톤 채집은 망구 60 cm, 망목 200µm의 원추 형네트를 이용하여, 바닥까지 네트를내린후 표층까지올 리는 수직 채집을 하였다. 채집된 시료는 선상에서 중성포
르말린으로 고정하여 최종 농도가 4~5%가 되도록 하였다. 네트에 여과된 해수의 양은 네트 입구에 부착된 유량계 (Hydro-Bios, Model 438115)를 이용하여 계산하였다. 종 동 정과 계수를 위해 채집된 동물플랑크톤 시료는 실험실로 운 반한 후, Folsom 분할기를 이용하여 생물량이 500~1,000개 체가 되도록 부차시료(subsample)를 취하였다. 부차시료는
계수판(Bogorov counting chamber)으로 옮겨 해부현미경
(Leica M165C)에서 동정·계수하였다. 요각류는 대부분 종
수준까지 동정하였으며, 일부 동물플랑크톤 및 기타 부유유 생은 강 혹은 문 수준의 상위 분류군으로 구분하였다. 동정 된 각 동물플랑크톤은 단위 체적(m3)당 개체수로 환산하였 다. 동물플랑크톤 군집특성을 파악하기 위해 동물플랑크톤 개체수 자료를 바탕으로 Bray-Curtis similarity index를 이용 하여 군집분석(Cluster analysis)을 실시하였다(PRIMER 6).
동물플랑크톤 자료의 정규분포 가정이 필요한경우 원자료 를 로그(log10 x+1)로 변환한 후 분석하였다.
결과 및 토의
본 조사 결과, 수온분포는 전형적인 온대해역의 특성을
보인 반면, 염분은 하계의 표층에서 평균 22 psu, 저층에서
16 psu로 큰 차이를 보이는 것을 제외하고 나머지 조사 시
Figure 1. A map showing the sampling sites in the Eastern South Sea of Korea.
기에는 평균 33 psu로 나타났다(Figures 2, 3). 이러한 결과를 통해 본 조사해역은 하계에 외해에서 유입되는 외양수 및 광양만인근섬진강담수유출 등계절적영향으로 인한수 괴변화로 판단되며, 특히 하계에 나타나는 거제도 주변의 저온수는 울기-감포해역에서 발생한 용승현상으로 야기된 대한해협저층냉수가 남쪽으로 확장하여 영향을 준 것으로 추정된다(김과 이 2014). 이러한 거제도 주변해역의 저온특 성은 2012년도에도관찰된바 있다(이등 2012). 따라서, 한 려해상국립공원동부지역의 거제도주변해역은여름철동해 울기-감포해역에서 발생하는 냉수괴의 영향을 간접적으로 받기 때문에 저서무척추 동물 혹은 해조류 등의 고착성 동 물에 영향을 줄 것으로 판단된다(김과 이 2014).
원생동물을 제외한 봄철에 분포하는 전체 동물플랑크톤 개체수를 살펴보면 St.3에서 13,282개체/m3가 출현하여 가장 많았으며, St. 19에서 11,322개체/m3로 가장적었고, 이중요 각류는전체동물플랑크톤개체수중 약 46%를차지하였다
(Figure 4). 최우점 분류군은 요각류 척삭동물 미충류
(Oikopleura spp.)가 전체 개체수에서 21.8%(14,459개체/m3) 를 차지하였으며, 다음으로는 Paracalanus copepodite(후기 유생)로 전체 개체수에서 17.0%(11,285개체/m3), Corycaeus affinis가 8.2% (5,463개체/m3)로상위 3개 분류군에의한우 점률이 47.1%였다(Table 1). 여름철에 분포하는 전체 동물플 랑크톤 개체수는 St. 7에서 16,011개체/m3가 출현하여 가장 많았으며, St. G에서 275개체/m3로 가장 적었고. 이중 요각 류는전체동물플랑크톤 개체수중 평균 31.1%를차지하였 다(Figure 4). 최우점 분류군은 지각류 Evadne tergestina로 전체 개체수에서 23.1%(887개체/m3)를 차지하였으며, 다음 으로는 Paracalanus Copepodite(후기유생)으로 18.4%(708개 체/m3)와 지각류 Penilia avirostris가 8.5% (328 개체/m3)로 상위 3개 분류군에 의한 우점률이 50.1%였다(Table 1). 가을 철에 분포하는 전체 동물플랑크톤 개체수는 St. 11에서 12,439개체/m3가 출현하여 가장 많았으며, St. C에서 1,618
개체/m3로 가장 적었고, 이중 요각류의 비중은 약 48.5%를
차지하였다(Figure 4). 최우점 분류군은 척삭동물 미충류 Figure 2. Seasonal and spatial variation of surface temperature in the study area.
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(Oikopleura spp.)가 전체 개체수에서 23.2%(18,360개체/m3) 를차지하였으며, 다음으로는요각류Paracalanus copepodite (후기유생)가 전체개체수에서 16.9%(13,358개체/m3), 요각류 Nauplius 유생이 4.6% (3,797개체/m3)로 상위 3개 분류군에 의한 우점률이 44.8%였다(Table 1). 겨울철에 분포하는 전체 동물플랑크톤 개체수는 St .6에서 8,322개체/m3가 출현하여 가장 많았으며, St. G에서 753개체/m3로 가장 적었고, 이중 요각류비중은약 60.1%를 차지하였다(Figure 4). 최우점분 류군은요각류 Paracalanus copepodite(후기유생)가 전체개 체수에서 36.6% (14,286개체/m3)를 차지하였으며, 다음으로 는 척삭동물 미충류(Oikopleura spp.)가 12.2%(4,773개체/
m3), 따개비 유생이(Cirripedia larvae) 10.5%(4,088개체/m3) 로 상위 3개 분류군에 의한 우점률이 59.3%였다(Table 1).
동물플랑크톤 자료 중 전체 출현개체수의 0.5% 이상 우점
률을기록한분류군의 유사도 지수를이용한 CLUSTER 배
열법을통해동물플랑크톤군집분석을실시한결과, 봄철에 는 유사도 75%에서 2개의 그룹으로 구분되었다(Figure 5).
조사해역의 남쪽에 위치한 St. 19, 20, G, H 정점이 2로 구 분되었으며, 그외 다른정점들이 Group 1로구분되어동물 플랑크톤의 종조성이 유사하게 나타났다. 여름철에는 유사 도 75%에서 4개의그룹으로 구분되었다. 남해도가장남쪽 에 위치한 비교적 육상와 먼 정점들인, St. 17, 19, 20이
Group 2로, 한려 동부 해역 중 가정 외곽 정점들인 St. G와
H가 각각 Group 3, 4로 구분되었으며, 나머지 정점들이 모
두 Group 1로 구분되어 동물플랑크톤의종조성이유사하였
다. 가을철에는 유사도 75%에서 4개의 그룹으로 구분되었
다. 여수와 남해도사이의 여수해협인근정점인 St. 1, St.
7이 Group 1, 거제도 연안의 모니터링 정점인 St. A, B, C 가 Group 3, 비교적 육상과 먼 정점들인 St. 16, 20, G, H가
Group 4로, 그 외 나머지 정점들이 Group 2로 구분되어 동
물플랑크톤의 종조성이 유사하였다. 겨울철에는 유사도 75%에서 3개의그룹으로 구분되었다. 삼천포와여수해협의 가장연안에 있는정점인 St. 1, 3, 7이 Group 1, 남해도남 쪽 연안 정점들인 St. 6, 11, 12가 Gourp 2, 그 외 나머지 정 Figure 3. Seasonal and spatial variation of surface salinity in the study area.
Table 1. Averaged abundance (indiv./m3) and composition (Com.: %) of major mesozooplankton in the eastern South Sea of Korea.
Spring Summer
Taxon Mean Com.(%) Taxon Mean Com.(%)
1 Oikopleura spp. 660.8 18.7 Paracalanus copepodite 855.0 24.0
2 Paracalanus copepodite 635.4 18.0 Evadne tergestina 668.2 18.7
3 Corycaeus affinis 321.0 9.1 Penilia avirostris 282.0 7.9
4 Gastropoda larvae 214.3 6.1 Oithona similis 230.4 6.5
5 Corycaeus copepodite 194.1 5.5 Cirripedia larvae 199.7 5.6
Fall Winter
Taxon Mean Com.(%) Taxon Mean Com.(%)
1 Oikopleuea spp. 911.8 18.5 Paracalanus copepodite 840.4 36.6
2 Paracalanus copepodaite 811.6 16.5 Oikopleuea spp. 280.8 12.2
3 Copepod nauplius 349.7 7.1 Cirripedia larvae 240.5 10.5 4 Corycaeus affinis 194.0 3.9 Corycaeus affinis 145.3 6.3 5 Cirripedia larvae 171.4 3.5 Echinodermata larvae 136.9 6.0
Figure 4. Seasonal and spatial variation of mesozooplankton abundance (indiv./m3) in the study area (A: spring, B: summer, C: fall, D:
winter).
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점들이 Group 3으로구분되어 동물플랑크톤의 종조성이유
사하였다(Figure 5).
본 조사에서 중요 분류군인 요각류 Paracalanus parvus
s.l.와 A. omorii는 남해 연안해역의 우점하는 대표적인 연안
종으로 알려져 있으며, 남해 연안수의 영향을 강하게 미치 는 곳에 우점하여 출현한다(장 등 2012). 특히, P. parvus s.l.
는 연구해역에서 전 계절에 걸쳐 우점분류군으로 출연하여 집괴분석 결과 연안 정점들과 비교적 육상과 멀리 떨어진 정점들 간 구분에 큰 영향을 미쳤다. P. parvus s.l.와 A.
omorii의 분포 양상으로 보아 동계에 연안에 주로 분포하던
남해 연안수가 외해로 확산되어 춘계에 St. 15-17까지 영향 을 준 것으로 추정된다. 지각류(Cladocera)는 담수의 영향을 강하게 받는 지역에서 우점하여 출현하는 것으로 알려져 있
다. 본 조사에서지각류(Cladocera)가 하계에담수의 영향을
많이 받는 연안정점(St. 1-13)에서 우점하여 출연하였으며,
통영·거제도 연안(평균 23.6개체/m3)에서 보다 여수 해협과
남해도연안(평균 206.2개체/m3)에서 더많은개체가출현하 였다. 하계의여수해협과남해도 연안정점의 염분분포는 평균 32.49 psu인반면, 통영·거제도 연안정점은 평균 33.45 psu로 약 1.00 psu 차이를 보여, 이처럼 지각류(Cladocera) 개체수의 차이가 나타난 것으로 보인다. 여수 해협과 남해 도 연안 정점에서는 남강과 섬진강으로부터 많은 양의 담수 가 유입되고 외해수의 영향이 적어 낮은 염분을 보인 반면, 통영·거제도연안 정점들은육상에서담수가유입되지만그 양이 적으며, 고온고염의 외해수의 영향을 많이 받아 여수 해협과 남해도 연안 정점들 보다 높은 염분을 보인 것으로 보인다.
고온 고염의 대마난류는 그 세기가 계절적으로 가을철에 가장 강하고 겨울철에 가장 약한 것으로 보고되어 있다 (Teague et al. 2002; Guo et al. 2006). 또한, 난류를따라유 입되는요각류의 외양성난류성종에는 Eucalanus, Euchaeta, Undinla 속(genus)의 종들이 많이 포함된다(장 등 2012). 하 Figure 5. Dendrogram for nMDS ordination plot for mesozooplankton communities based on Bray-Curties similarities of log(X+1)- transformed mesozooplankton abundance data (A: spring, B: summer, C: fall, D: winter).
계, 추계, 동계에 걸쳐이런 외양성난류성 종이 주로외해 쪽정점인 St. G, H에서주로출현하였으며, St. 15, 16에서
도 일부 출현하여 난류성 외양수가 St. 15, 16까지 영향을
미치는 것으로 보인다. 또한 Paracalanus aculeatus는 쿠로 시오 해류가 유입되는 해역에서 주로 출현하는 종으로 알려 져 있으며, 본 조사에서 St. A-C 정점에서도 출현하는 것으 로 보아 통영·거제도 연안에도 외해수의 영향을 받는 것으 로 추정된다.
2005년 수행한한려해상국립공원 자연자원조사에서는 한 려해상 국립공원지역 내 6개 지구에 25개 정점에 대해 6월 과 9월에 조사가 이루어 졌다. 조사 시기상 6월을 춘계, 9월 을 하계로 간주하여 2013년 조사와 유사한 조사 정점들인 St. 1, 3, 7, 11, A, B, C 7개 정점과 비교 하였다(Table 2).
동물플랑크톤의 평균 출현 개체수가 2005년 춘계에 421개 체/m3, 하계에 727개체/m3, 2013년에 춘계에 3,685개체/m3, 하계에 3,579개체/m3로 두 조사 시기 사이에 큰 차이가 났 으나, 이것은 2005년에 수행된 조사에서는 동물플랑크톤의 채집에 사용한 네트의 망목이 330µm를 사용한 반면, 본 조 사에서는 망목이 200µm 네트를 사용하였기 때문으로 직접 적인 비교가불가능 하였다. 하지만, 동물플랑크톤의 출현종 은 두시기의조사에서 비슷한 양상을보였다.
사 사
본 연구는 국립공원관리공단의 “2013년 해양생태계조사”
사업에의한결과이다.
참고문헌
김병국, 이창래. 2014. 한려해상국립공원의물리해양학적특성. 국 립공원연구지. 5: 87-95.
국립공원관리공단. 2005. 한려해상국립공원자연자원조사. 1,040 pp.
배상완, 김동선. 2012. 수치모델을이용한한국남해의유동특성
이해. 해양환경안전학회지. 18: 295-307.
장민철, 백승호, 장풍국, 이우진, 신경순. 2012. 여름철및겨울철 수괴에따른대한해협의동물플랑크톤분포양상. Ocean and Polar Research. 34: 37-51.
이창래, 김성용, 이병관, 노형수, 정주학, 송성준, 김태균. 2012. 다 도해해상국립공원칠발도및여서도해역의해황과동물플랑 크톤군집특성. Journal of National Park Research. 3: 64-74.
한국해양수산개발원. 2002. 해상국립공원의합리적인관리방안 연구. ISBN 89-7998-185-6 148pp.
Cho YK. 1988. A study on the bottom water and transport in the South Sea, Korea. M. S. Thesis, Seoul National Univ., pp.
55(Korean)
Guo X, Y Miyazawa, T Yamagata. 2006. The Kuroshio onshore intrusion along the shelf break of the East China Sea: the origin of the Tsushima Warm Current. J. Phys. Oceanogr. 36:
2205-2231.
Jang PG, BG Hyun, HG Cha, HS Chung, MC Jang, KS Shin. 2013.
Seasonal Variation of Phytoplankton Assemblages Related to Surface Water Mass in the Eastern Part of the South Sea in Korea. Ocean and Polar Research. 35: 157-170.
Lim DB. 1976. The movement of the waters off the south coast of Korea. J. Oceanol. Soc. Korea. 11: 77-88.
Raymont JEG. 1983. Plankton and Productivity in the Oceans.
Zooplankton, 2nd ed., vol. 2. Pergamon Press, Oxford, 824pp.
Teague WJ, GA Jacobs, HT Perkins, JW Book, KI Chang, MS Suk. 2002. Low-frequency current observation in the Korea/
Tsushima Strait. J. Phys. Oceanogr. 32: 1621-1641.
(2014년 8월 25일접수; 2014년 10월 30일채택) Table 2. Mesozooplankton abundance (indiv./m3) and Species diversity (H') of Natural resources survey in Hallyeohaesang National Park (2005) and this study.
2005 St.
Spring (Jun.) Summer (Sep.) 2013 St.
Spring (May) Summer (Aug.) indiv./m3 H' indiv./m3 H' indiv./m3 H' indiv./m3 H'
4 227 1.61 2,047 2.26 A 2,020 2.98 2,806 2.60
7 357 1.94 359 2.43 B 2,278 2.59 1,423 2.43
12 238 2.22 203 2.61 C 2,034 2.60 2,545 2.61
15 210 2.12 555 2.55 1 3,177 1.89 312 2.31
17 171 1.85 384 2.79 3 2,746 2.30 531 2.48
21 1,168 1.92 1,183 2.27 7 3,062 2.46 8,449 2.20
24 163 2.11 364 2.33 11 13,283 2.50 1,627 2.48
Mean 362.00 1.97 727 2.46 Mean 4,085 2.47 2,527 2.44
