해상국립공원 내 양식장의 대형저서동물 군집구조
신상호1*·김용현1·김병국2·이창래1·김철도1
1국립공원연구원 해양연구센터, 2전남대학교 조선해양공학과
Community Structure of Macrobenthic Fauna in Marine Aquaculture Farms in Haesang National Park, Korea
Sang-ho Shin
1*, Yong-hyun Kim
1, Byeong-kuk Kim
2, Chang-rae Lee
1and Cheol-do Kim
11Marine Research Center, National Park Research Institute, Korea National Park Service, Yeosu-si 59769, Korea
2Dept. of Naval Architecture and Ocean Engineering, Chonnam National University, Yeosu-si 59626, Korea
요 약 :해상국립공원내양식장의저서생태계현황을살펴보기위하여양식장유형별대형저서동물의군집구조를 조사하고분석하였다. 소안도·금오도해역과미륵도해역에큰규모의양식장을 선정하여, 양식장유형별(어류, 패 류, 해조류, 주변해역)로 조사하였다. 대형저서동물은총 150종이출현하였으며, 평균 990개체/m2의서식밀도를보였 다. 옆새우류와갯지렁이류가주요우점종으로출현하였으며, 특히유기물지시자인긴자락송곳갯지렁이(Lumbrineris
longifolia)가 통영에 위치한미륵도지역에서는 주로출현하였다. 양식장해역별과 유형별로 집괴분석한결과, 해역
별로구분되었으며, 유형별 양식장과 대조구에서군집특성은 유의한 차이를보이지 않았다. 본 조사에서 양식장과 주변해역(대조구)에서유기물함량은먹이를공급하는어류양식장시설에서도주변해역과큰차이를보이지않았으 며, 군집구조도유의한차이를 보이지않았다. 이것은 해상국립공원주변에큰 오염원이 없으며, 조류가 강하여어 류가두리 양식장의 유기물이 희석된효과로해석되어 진다. 양식장기원 오염은양식장 환경(해수유통, 기질, 등), 양식장 운영(사용기간, 양식장 종류 등) 및 주변의 해역 환경 상태에 따라 서로 다르게 나타날 수 있어, 본 조사 결과뿐만아니라더욱많은자료축적이필요하다.
주요어 :대형저서동물, 양식장, 해상국립공원
Abstract :In order to investigate the benthic ecosystem of aquaculture in Haesang & Haean National Park, we examined its community structure that is easily influenced by the surrounding environment. First of all, large-scale aquacultures around Soan-do, Geumo-do, and Mireuk-do were selected and they were evaluated by the type of aquaculture (fish, shellfish, seaweed farming and control). The total number of species on macrobenthos was 150 and its habitats density was 990 ind./m2. Arthropoda and Polychaeta were dominant species and especially Lumbrineris longifolia, an indicator of organic matter in the Mireuk-do farms was mainly appeared. As a result of cluster analysis by the type of aquaculture, it was distinguished by the region. However, the characteristics of the benthic community between the aquaculture and controls was no significant difference. In this study, the difference of organic matter content and community structure between the aquaculture and its control showed no significance. This was because there was no big pollution sources around Haesang National Park, and organic matters in fish farming were diluted by the strong tidal current. Accordingly, in this study, more data is required since the pollution originated from aquaculture varies with its environment (water circulation, temperament etc.), operation (age, farm type etc.) and surrounding condition.
Key words :Macrobenthic fauna, Aquaculture farm, Haesang National Park
*Corresponding author E-mail: [email protected]
서 론
세계적으로 연안해역은 이용가치가 높아 많은 인간이 거 주하는 곳이고, 먹거리를 위해서 해면양식장으로도 이용하 고 있다. 최근 연안 주변의 양식장은 인간에게 단백질 공급 원으로 중요한 역할을 하고 있다. 그러나 바다는 부영양화 가되고있고, 다량의인공사료를직접공급하는 어류가두 리 양식의 경우, 양식장 잉여사료 및 자가오염으로 양식장 및 인접 해역에 영향을 주고 있다(Lim et al. 2006; 정 등
2007). 특히 우리나라의 자연생태계나 자연 및 문화경관을
대표하는 해상·해안국립공원에 분포하고 있는 양식장은 해 양생태계의 구조와 기능에 교란을 일으킬 수 있는 잠재적 요인으로 보고 있다(국립공원관리공단 2014).
우리나라에서양식장이저서생태계에미치는영향 연구는
활발하게진행되고있었다. 박흥식등(2000)은 한려해상국립
공원 인근 해역(통영)에서 가두리 양식장의 저서군집과 대 조구의 군집구조에 차이가 있음을 보여주었다. 정래홍 등
(2002, 2007)은 가두리 양식장에서 잉여사료에 의한 유기물
이 주변 해역의 저서군집에 미치는 영향을 가두리 양식장의 거리에따라파악하였다. 가두리 양식장으로부터 30m 이내 의 해역에서 저서동물의 종수, 밀도, 다양도가 급격히 변화 한다고 보고하였으며, 특히 반폐쇄성 해역의 경우 가두리 양식장에서 배출하는 유기물이 저서생태계에 심각한 영향을 줄 것으로 결론 내렸다. 또한 심정희 등(1997)은 가두리 양 식장에서 해수-퇴적물 경계면에서의 chemical fluxes를 살펴 보는연구를실시하여 입자성유기물의거동을분석하였다.
양식장 저서생태계의 연구는 저서생물 군집분야뿐만 아니 라 화학분야까지다양한 분야에서연구가 되고있었다.
2012년 기준으로 해상·해안국립공원에 분포하고 있는 양 식 허가면적과 건수는 총 20,163ha, 1,983건이며, 다도해해 상국립공원, 한려해상국립공원, 태안해안국립공원, 변산반도 국립공원의 순으로 많았다(Table 1, 국립공원관리공단 2012 년 양식장 현황 조사 자료). 양식시설 종류를 보면, 투석식 (rock bottom culture), 수하식(suspended culture), 가두리식 (cage culture), 살포식(seed bottom culture) 등이 있으며, 이 러한 시설에서 양식되고 있는 품종은 김, 다시마, 참모자반, 매생이, 톳, 미역 등과 함께 전복, 가리비 및 어류가 있다.
다양한 품종의 양식장을 정리하면 크게 해조류, 패류 양식 장, 어류 가두리 양식장으로 구분할 수 있다(Table 1). 다도 해해상국립공원에서 해조류 양식장(seaweed) 면적은 8,106 ha이며, 복합(2,710ha, polyculture), 패류(1,747ha, shellfishes), 어류(238ha, finfishes) 순으로 나타났다. 한려해상국립공원에 서 패류 양식장 면적이 3,623ha이며, 어류(657ha), 해조류
(134ha), 복합(5ha) 순이었다. 태안해안국립공원에서 투석식
패류 양식장(rock bottom culture) 면적이 1,923ha이었으며, 해삼 양식(기타 양식장, bottom cultures)이 126ha이었다
(Table 1). 해상·해안국립공원에서 해조류 양식장과 패류
양식장이 많은 면적을 차지하였으며, 잉여사료나 자가오염 으로 문제가 되는 가두리 양식장은 한려해상국립공원에서 가장 많은 면적을 차지하였다.
본 연구는 현재까지 해상·해안국립공원 내 양식장의 저 서생태계에 대한 조사가 전무하였다. 우선양식장 내와주
Table 1. The status of the aquaculture farms in haesang-national parks.
Park name Aquaculture type Area(ha) No. of License Remarks
Hallyeohaesang National Park
seaweed 134 28
shellfishes 3,623 587 seed bottom culture (manila clam), suspended culture (oyster)
finfishes 657 238 cage culture
polyculture 5 2
sum 4,419 855
Dadohaehaesang National Park
seaweed 8,106 223 suspended culture (laver, tangle)
shellfishes 1,747 376
suspended culture (oyster) cage culture (abalone) rock bottom culture
finfishes 238 48
polyculture 2,710 230 seaweed + shellfishes
sum 12,801 877
Taeanhaean National Park
seaweed 65 3 rock bottom culture
shellfishes 1,923 155 rock bottom culture
finfishes 10 1 -
polyculture 743 72 rock bottom culture (abalone+sea cucumber)
sum 2,741 231
Byeonsanbando National Park
finfishes 76 12
others 126 8 bottom cultures (sea cucumber)
sum 202 20
Total 20,163 1,983
변에서 저서동물군집 구조를 살펴보고, 저서생태계의 교란 상태(건강성)를 진단하고자하였다.
재료 및 방법
저서동물과 주변 환경조사는 2014년 11월에 실시하였다.
해상국립공원 내 양식장시설이 밀집한 해역의 저서생태계 의 현황을 보기 위하여 조사장소는 다도해해상국립공원과 한려해상국립공원을 대상으로 조사하였다. 다도해해상국립 공원 내 소안·청산 및 금오도지구, 한려해상국립공원 내 통영·한산지구에서 실시하였다. 조사정점은 양식장 유형별
(패류, 해조류, 어류)과 양식장 주변 해역(대조구)을 선정하
여 조사하였다(Figure 1). 소안·청산 지구(A)는 복합 양식 시설이 많은 해역으로 해조류 양식장과 패류(전복) 양식장 시설에서 조사하였다. 조사정점은 해조류 양식시설 중앙에 St.S_algae, 패류 양식시설 중앙에 St. S_shell 및 양식장에서 떨어진 해역에 St.S_C를 선정하였다. 금오도 지구(B)는 금오 도와 안도 해협에 위치하며, 가두리양식장 중앙에 St.G_fish 와 시설에서 조금 떨어진 해역에 St. G_Control을 선정하였 다. 통영·한산지구(C)는 미륵도 서쪽에 위치하며, 해조류
양식시설 중앙에 St.M_algae와 패류 양식시설 중앙에
St.M_shell을 선정하였다. 또한 가두리양식시설에 3개 정점
(0, 30m, 120m)에서 각각 St.M_fish, St.M_C30m, St.M_C120m 을 선정하여 조사하였다.
조사해역에서 해양퇴적물의 유기물함량을 보기 위해 각 정점별 표층퇴적물을 채취하여 강열감량(IL), 산 휘발성 황
화물(AVS), 화학적산소요구량(COD), 퇴적물입도를 분석하
였다. 표층퇴적물 시료는 먼저약 50g씩을 1000 ml 비이커 에 넣고 순수 쇄설성 퇴적입자만 남도록 10%의 묽은 과산 화수소(H2O2)와 24시간동안 반응시켜 유기물을 완전히 제거 시키고, 증류수로 염분과 분해된 유기물을 씻어 낸 후, 다시 1N 염산(HCl)을 첨가하여 패각편 등의 탄산염질 생물기원 물질을 완전히 제거하였다. 시약 처리된 시료는 4ø(0.0625 mm)체를통과하도록습식체질(wet sieving)하여체에남은 4ø 이하의 조립질과 체를 통과한 4ø 이상의 세립질 퇴적물 로 분리하였다. 건조된 조립질 퇴적물은 0.5ø 간격의 체가 단계별로 장착된 자동 로텝 진탕기(Ro-tap sieve shaker)에 넣어 15분간 체질하여 입도별로 무게를 구하였다. 세립질 퇴적물은 50 ml 비이커에 넣고 0.1% Calgon(분산제)을 300 ml을 첨가하여 초음파분쇄기와자기진동기로 균질하게 분 산시킨 후 X-선 입도분석기인 Sedigraph 5000D로 각 입도 별 분포를 구한 후 각 시료의 입도별 백분율을 구하여 입도 성분 및 특성을 분석하였다. 퇴적상과 평균입도, 분급도는
Folk(1968)의 방법에 따라 구하였다. 강열감량(IL)은 고온도
회화법을 이용하여 분석하였다. 건조시료를 도가니에 취하 여전기로를 이용하여약 550oC에서 2시간이상강열한후, 데시케이터에서실온으로냉각되면중량을측정하여농도를 산출하였다. 산 휘발성 황화물(AVS)은 검지관법을 이용하여 분석하였다. 습시료 약 0.5~2g을 취한 후 발생관에 옮긴 후
발생관에 황산을가한다. 펌프를 작동하여검지관의변색위 치가 멈출 때까지 조작을 반복하여 변색 층의눈금을읽어 농도를 산출하였다. 화학적산소요구량(COD)은 KMnO4법을 이용하여 분석하였다. 습시료 약 1g을 취한 후 수산화나트 륨용액 5 mL와 과망간칼륨 10 mL를 넣고 항온수조에서 30 분간 가열한 후 옥살산 100 mL와 황산 10 mL를 첨가하여 실온으로냉각시킨다. 여기에 과망간산칼륨 10 mL를첨가한
후 요오드화칼륨 5 mL를첨가하여 잘혼합한후티오황산나
트륨으로 적정하여 농도를 산출하였다(해양수산부, 2013).
조사지역의 대형저서동물 군집분석도 실시하였다. 저서생 물의 시료 채집은 미니 van Veen 채니기(채취면적 0.05 m2) 를 사용하였으며, 각 정점에서 3회씩 반복 채집을 하였다.
채집된 퇴적물은 선상에서 직경 1 mm인 체에 걸러서 남은
잔존물을 10% 중성해수 포르말린용액에 고정하고 실험실
로 운반하여해부현미경하에서 종수준까지동정하고계수 및 중량을 측정하였으며, 가능하면 종 수준까지 동정하였다.
저서동물군집의 공간적인 분포특성을 파악하기 위해 각 정 점별 출현종수, 개체수, 분류군별 구성비율 그리고 우점종 등의 분포특성을 분석하였다. 저서동물군집 구조를 분석하 기 위해 정점별 출현개체수 자료를 유사도지수(Bray-Curtis similarity)를 사용하여 집괴분석(cluster analysis)을 실시하였 으며, 유사도 분석에 따른 각 그룹의 유의차는 SIMPROF test를 병행하여 실시하였다. 또한 nMDS(non-metric multidimensional
scaling) 배열법으로 다차원분석을 병행하였다(Clarke &
Warwick 2001). 정점군별 생태학적 지수(종다양성지수와 균
등도지수)와 생물상의 특성을비교하였다.
○다양도 지수(Diversity index: Shannon & weaver 1963) H' = −∑ pi log pi
여기서, pi는 총출현개체수에 대한 i번째종의개체수비 율(ni/N)
○균등도 지수(Evenness index: Pielou 1966) J = H'/H'max = H'/ln S
여기서, H'max은 H' 최대값, S은 출현종수
저서동물 군집 안정도 평가를 위해 생물지수 방법을 이용 하였다.
생물지수 방법은 저서동물이 유기물오염에 반응하는 정 도를 나타내는 저서오염지수(Benthic Pollution Index, BPI) 와 AZTI's 생물지수(AZTI's Marine Biotic Index, AMBI)를 이용하였다. 저서생물지수(BPI)는 군집 내 존재하는 각 종이 유기물 오염에 반응하는 정도는 섭식 유형에 따른다는 가정 하에, 섭식유형과 유기물에 따른 반응정도를 가지고 출현종
을 4개군으로 나누어아래식에의해 0~100 사이의 지수로
나타낸 것으로, BPI 값에는 여과식자(Filter feeder), 육식자 (Canivore) 및 선택성 잡식자(Selective Omnivore)를 제 2군 에는 표층퇴적물식자(Surface deposit feeder), 부태물식자
(Scavenger) 및 육식자이면서 다른 섭식형태를 동식에 취하
는 종, 제 3군에는 표층하퇴적물식자(Subsurface feeder)를 할당하였으며, 제 4군에는 오염지시종 또는 기회종(Oppor- tunistic species)을 할당하였다. 유기물 오염과 같은 환경교 란이 일어나게 되면 저서동물군집 조성이 달라지게 되고 천 이가 일어나게 되는데, 이때 기회종이 출현하게 된다. 따라 서 기회종은 유기물 오염에 따른 환경교란의 지시종으로서 역할을한다(한국해양연구소 1995).
○BPI = [1−{(a×N1+b×N2+c×N3+d×N4)/(N1+N2+N3+N4)/
d}] × 100
N1 =여과식자, 육식자및 선택성 잡식자의 출현개체수 N2 =표층퇴적물식자, 부패물식자 및 육식자이면서 다른
섭식형태를 동식에 취하는 종의 출현개체수 N3 =표층하퇴적물식자 출현개체수
N4 =오염지시종 및 기회종 a = 0, b = 1, c =2, d =3
AMBI는 Borja et al. (2000)에 의해 처음 제안되었으며, 지역이달라도오염원인이달라도잘 적용이되어서, 최근
유럽의 연안을 대상으로 많이 사용되어지고 있다(Borja et
al. 2000, 2003). 이 지수는 유기물오염이나 교란이 있으며
현존량이 감소하는 민감종을 GI 기능군으로 분류하며, 유기 물오염에 둔감하거나 무관한 저서생물을 GII 기능군, 유기 물 오염에 내성을 가지고 있거나 약간 증가하는 저서생물을
GIII 기능군, 2차 유기물 오염지시종을 GIV 기능군, 1차 유
기물오염지시종을 GV 기능군으로분류하여 0~6까지의값의 지수로나타낸다. 무생물조건에서는 AMBI 값을 7로준다.
○AMBI = [(0×% GI)+(1.5×%GII)+(3×%GIII)+(4.5×%GIV) +(6×%GV)]/100
GI = 유기물오염이나 교란이 있으며 현존량이 감소하는
민감종의현존량 백분율
GII = 유기물오염에둔감하거나무관한 저서생물의현존
량 백분율
GIII = 유기물 오염에 내성을 가지고 있거나 약간 증가하
는 저서생물의 현존량 백분율
GIV = 2차 유기물 오염지시종의 현존량 백분율
Figure 1. Location of the study area and sampling stations (A: Soan-do, B: Geumo-do, C: Mireuk-do).
GV = 1차 유기물오염지시종의현존량 백분율 결 과
1. 퇴적물 특성
평균 수심은 금오도(Geumo-do) 조사정점에서 가장 깊은
수심을 보였으며, 소안도(Soan-do) 해조류 양식장의 조사정
점에서 가장 낮은 수심을 나타내었다(Table 2). 표층퇴적물 의 모래함량은 0.6~64.8%의 넓은 범위를 보였으며, 금오도 정점에서 상대적으로 높은 함량을 나타내었다. 실트함량은
21.5~52.8%이었으며, 소안도 정점에서 상대적으로 높은 함
량을 나타내었고, 금오도 정점에서 대체적으로 낮은 함량을 보였다. 지역별 양식장별 퇴적물의 유기물 함량을 살펴보면, 화학적산소요구량과 강열감량이 비슷한 경향을 보였다. 강
열감량은 5.5~11.1%의 범위로 나타났으며, 조립한 퇴적물
특성을 보인 금오도 정점에서 상대적으로 낮은 값을 보였다.
미륵도(Mireuk-do) 정점들이 상대적으로 높은 유기물 함량 을 보였다. 화학적산소요구량은 2.7~28.9 mgO2/g-dry 범위를 보였으며, 지역적으로 금오도에서 낮은 값을 보였으며, 미륵 도에서 높은 유기물 함량을 보였으며, 양식장 중앙과 양식
장 주변해역(control)의 유기물 함량을 비교해보면 뚜렷한
차이는 보이지않았다.
퇴적물 입자 크기와 유기물 농도의 상관성을 분석하였다.
Figure 2는 국립공원 세 개 해역에서 양식장별(패류, 해조류,
어류) 정점과 대조구 정점에서 표층퇴적물의 퇴적물 평균입 도와 유기물 함량(COD, IL) 간의 상관성을 나타낸 것이다.
미륵도 양식장의 유기물 함량값이 20 mgO2/g-dry 이상높
은 정점도 출현하였으며, 금오도 양식장에서 가장 낮은 유 기물 함량을 보였다. 또한 각 양식장과 주변 해역의 유기물 함량을 비교에서도 뚜렷한 차이를 나타나지 않았다.
2. 저서동물군별 조성
2014년 11월에 소안도, 금오도와 미륵도 조사정점에서 출
현한 저서동물의분류군별특징을 Table 3에나타내었다. 조 사기간 동안양식장 내에서출현한 저서동물은총 150종이 채집되었다. 전체 출현한 저서동물의 평균 서식밀도는 990
ind./m2이었다. 소안도 해역에서는 50종이 출현하였으며, 평
균 밀도는 674 ind./m2이었다. 금오도 해역에서는 86종, 2,094 ind/m2이었으며, 통영 미륵도 해역은 78종 738 ind./m2의 밀 도를보였다. 분류군별로살펴보면, 종수면에서는 모두환
Figure 2. Relationship between (left) sediment grain size and organic matter (COD), and (right) sediment grain size and organic matter (IL) of the sampling stations. Closed shapes indicate the control stations. Open shapes indicate the aquaculture stations.
Table 2. The characteristic of surface sediment in each region, including the culture type.
Region Culture type (stations)
Depth (m)
Sediment characteristics Organic contents Sand
content (%)
Silt content (%)
Mean grain size ( )
Ignition loss (%)
COD (mgO2/g-dry)
Soan-do
shell cage 12 0.6 45.5 8.7 8.0 14.7
algae cage 6 1.1 52.8 8.1 7.5 12.3
control 15 1.4 48.7 8.5 8.2 14.8
Geumo-do fish cage 17 64.8 21.5 3.0 5.5 2.7
control 18 19.9 41.1 6.5 7.2 3.5
Mireuk-do
shell cage 9 1.9 27.5 9.5 10.8 23.9
algae cage 17 1.9 28.9 9.3 10.9 14.7
fish cage 12 3.0 36.7 8.9 11.0 19.6
control30m 11 5.1 35.7 8.7 11.1 14.7
control120m 11 4.3 29.6 9.1 10.7 22.3
∅
형동물이 우세하였으나, 개체수면에서는 서로다른 양상을 보였다. 소안도와 미륵도에서는 환형동물이 우세한 분류군 이었으나, 금오도 해역에서는 절지동물(Arthropoda)이 전체 밀도에서 69.3%를 차지하는 우세한 분류군으로 출현하였다.
3. 종수 및 밀도의 출현양상
각해역별양식장유형별로출현종수와밀도의분포 양상 을 비교하였다. 소안도 해역에서 출현 종수는 평균 12~17 종 범위를 보였으며, 패류 양식장(St.S_shell)에서 가장 낮았 으며, 대조구(St.S_C)에서 가장 높았다(Figure 3). 평균 서식 밀도는 387~1,053 ind./m2범위를 보였으며, 이중 해조류 양 식장(St.S_algae)에서 가장 낮았으며, 대조구(St.S_C)에서 가 장 높은 밀도를 보였다(Figure 3). 금오도 해역에서 출현 종 수는어류양식장(St.G_fish)에서 29종, 어류대조구(St.G_C) 에서 28종으로고르게분포하였으며, 평균서식밀도는 어류 양식장에서 2,307 ind./m2, 어류 대조구에서 1,860 ind./m2를
보였다. 미륵도해역에서 종수는 15~18종 범위의고른분포
를 보였다(Figure 3). 서식밀도에서는 607~1,040 ind./m2 범 위 분포를 보였으며, 해조류 양식장 정점(St.M_algae)에서 특히 높은 값을 보였다.
4. 주요 우점종 분포 양상
소안도해역에서채집된저서동물중가장 우점하는종은 조름털갯지렁이류(T. horikoshii)이었다. 이 종은 주변 해역 정점에서 가장 높은 밀도(355 ind./m2)를 보였으며, 해조류 양식시설(St.S_algae)에서는 가장 낮은 밀도를 보였다(Figure 4). 그 다음 종은 오뚜기갯지렁이(S. scutata)이었으며, 주변 해역 정점에서 높은 밀도를 보였다. 패류(St.S_shell)와 해조 류 양식장(St.S_algae)에서도 높은 밀도를 보였다. 옆새우류 인 Eriopisella sechellensis도 역시 주변 해역 정점에서 127
ind./m2의 높은 서식밀도를 보였다. 연체동물인 분홍접시조
개(M. jedoensis)와 아기반투명조개(T. fragilis) 역시 우점종
Figure 3. Number of species (spp./0.05 m2) and density (ind./m2) of macrobenthic fauna in each region, including the culture type. The vertical bars represent the standard error.
Table 3. Number of species, abundance of macrobenthic community in each region Region
Phyla Soan-do Geumo-do Mireuk-do Total
Number of species
Annelida 26(44.8%) 41(47.7) 36(46.2) 63(42.0)
Mollusca 11(19.0%) 8(9.3) 12(15.4) 26(17.3)
Arthropoda 14(24.1%) 29(33.7) 22(28.2) 46(30.7)
Others 7(12.1%) 8(9.3) 8(10.3) 15(10.0)
Total 58 86 78 150
Abundance (ind./m2)
Annelida 393(58.3) 539(25.8) 373(50.5) 412(41.6)
Mollusca 112(16.6) 37(1.8) 51(6.9) 66(6.7)
Arthropoda 127(18.9) 1,451(69.3) 197(26.7) 427(43.1)
Others 42(6.3) 67(3.2) 118(16.0) 85(8.6)
Total 674 2,094 738 990
으로 출현하였으며, 주변해역 정점(St.S_C)에서상대적으로 높은 밀도를 보였다. 금오도 해역에서 채집된 저서동물 중 가장 우점하는 종은 멜리타옆새우류(Maera spp.)이었다. 어 류 양식장(St.G_fish)과 주변 해역(St.G_C)에서 모두 높은 밀 도를 보였다(Figure 4). 그 다음 종은 뾰족머리바다대벌레(C.
scaura)이었으며, 어류 양식장(St.G_fish)에서 상당히 높은 밀도를 보였다. 그 다음 종은 멜리타옆새우류(Melita spp.) 이였으며, 양식장(St.G_fish)과 주변 해역(St.G_C) 모든 정점 에서 고르게 출현하였다. 옆새우류인 Pareurystheus sp.는 어 류 양식장에서 높은 밀도를 보였다. 통영 해역에서 가장 우 점종은 긴자락송곳갯지렁이(L. longifolia)이었으며, 131개체/
m2의평균서식밀도를보였다. 이 종은모든정점에서 고르 게분포하였으며, 특히해조류양식장(St.M_algae)에서높은 밀도를 보였다. 그 다음 우점종은 짧은다리안경옆새우(A.
cyclops iyoensis)이었으며, 어류양식장(St.M_fish)과 St.M_c30m 정점에서는 출현하지 않았다. 그 다음으로 뿔가시거미불가 사리(A. ancistrotus)가 우점하였으며, 모든 정점에서 고르게 출현하는 특징을 보였다.
5. 저서동물 군집구조
각시기별해역별양식장저서동물군집의구조를분석하 기 위해 저서동물 종별 출현 자료를 이용하여 집괴분석을 실시하였으며, 그룹 구분의 유의성을 제시하는 SIMPROF 분석을 병행하였다. 집괴분석 결과, 소안도, 금오도 및 통영 각 해역별로 구분되었다. 금오도에 위치한 어류 양식장과 대조구가 하나의 A 정점군으로 나누어졌으며, 소안도에서 위치한양식장정점모두하나의 C 정점군으로구분되었다. 그리고 통영 해역에 위치한 양식장도 B 정점군으로 구분되 Figure 4. Abundance of dominant species in each region, including the culture type.
었다(Figure 5). Figure 6은 nMDS 배열법을 이용하여 환경 과 저서동물 분포와의 관계를 가시적으로 나타내었다. 금오 도 해역에서 조립한 퇴적물을 나타내었고, 낮은 유기물 함 량을 보였으나, 높은 서식밀도를 보였다. 금오도 해역에서 주로 멀리타옆새우류(Melita spp.)와 뾰족머리바다대벌레(C.
scaura)가 우점종으로 출현하였다. 이에 반해 미륵도 해역에
서는 긴자락송곳갯지렁이(L. longifolia)가 우점하였고, 소안
·청산 양식장에서는 옆새우류인 E. sechellensis가 우점하게 나타나는 특징을 보였다.
6. 저서군집 건강도 평가
조사시기별 각 해역별, 양식장 유형별 생태제반 지수를 살펴보았다(Figure 7). 전체 종다양도 지수는 1.69~3.25 범위 를 보였으며, 금오도 어류 양식장 정점에서 가장 낮았고, 통 영·한산지구 해조류 정점에서 가장 높았다. 전체 종균등도
지수는 0.49~0.91 범위를 보였으며, 금오도지구에서 어류양
식장정점에서가장낮았고, 소안·청산지구의 해조류정점 에서가장높은값을 보였다. 군집의 안정성을 알아보기위 해 그래픽 분석법인 대수-정규 분포 곡선법(k-dominance curve)과 저서오염지수(Benthic Pollution Index, BPI), AZTI's 생물지수(AZTI's Marine Biotic Index, AMBI)를 적용하였다.
먼저 대수-정규 분포곡선법 평가에서 모든 정점에서 상대 적으로 양호한 상태를 나타내었다(Figure 7). 저서생물군집 의 기능군 조성을이용하여 유기물오염에 따른 저서생물군 집의 천이상태를 지시함으로써 저서생태계의 건강성 정도를
지시하는 하나의 지수값으로 나타내주는 BPI와 AMBI 지수 이다. Figure 7에 다양도지수, 종 풍부도 지수, BPI와 AMBI 지수의 범위를 표시하였다. 저서생물군집의 기능군 조성을 이용하여유기물오염에따른 저서생물군집의천이상태를지 시함으로써 저서생태계의 건강성 정도를 지시하는 하나의 지수값으로 나타내주는 BPI와 AMBI 지수이다. 소안·청산 지구에서 AMBI 지수 값은 0.8~1.9범위를 보여 “안정된 상태 (Normal)와 “약간 오염된 상태(Slightly polluted)”를 나타내었 다. 금오도지구 모든 정점에서는 어류 양식장에서는 약 1.0
으로 안정된 상태(Normal) 나타내었다. 통영·한산지구에서
AMBI 지수값은 1.9~2.5 지수범위를보여모두 “약간오염 된 상태(Slightly polluted)”를 나타내었다. 해조류 정점(St.M_algae) 에서 가장 낮은 값을 보였으며, 어류 30m(St.M_C30m)에서 가장 높은 값을 보여 상대적으로 오염된 상태를 보였다. 종 합적으로 통영·한산지구가 소안·청산 및 금오도지구 보 다는지수값면에서 상대적으로오염된 상태를나타내었다.
고 찰
해상국립공원 내에 위치한 양식장 저서생태계의 현황을 살펴보기 위하여 다소 고착성이고, 주변 환경의 영향을 쉽 게 반영하는 저서동물의 군집구조와 건강성을 조사하였다. 소안·청산, 금오도지구및 통영·한산지구에큰규모의양 식장을선정하여, 양식장유형별(어류, 패류, 해조류, 대조구) 로 조사하였다. 대형저서동물은 총 150종이 출현하였으며, Figure 5. Dendrogram showed the similarity between stations. Solid branched lines represent genuine groupings found by SIMPROF test.
평균 990개체/m2의 서식밀도를 보였다. 옆새우류와 갯지렁 이류가 주요 우점종으로 출현하였으며, 특히 유기물 지시자 인 긴자락송곳갯지렁이(Lumbrineris longifolia)가 통영·한 산지구에서 주로 출현하였다. 양식장 유형별로 집괴분석한 결과, 해역별로 구분되었으며, 유형별 양식장과 대조구에서 군집특성은 유의한 차이를 보이지 않았다. 또한 군집의 건 강성 평가(BPI와 AMBI)에서는 “정상 상태(Normal)”와 “약 간 오염된 상태(Slightly polluted)”를 나타내었다. 퇴적물의
유기물 함량을 나타내는 화학적산소요구량(COD)은 통영·
한산지구에서 평균 19~21 mgO2/g-dry 값을 보여 양식장 적 지 환경 기준과 일본 수산자원보호협회 퇴적물 오염치 기준 인 20 mgO2/g-dry에 상회하고 있었다. 특히 통영·한산지구 의 몇몇 정점에서 20 mgO2/g-dry 이상 값을 보여주고 있어 관리면에서통영·한산지구가 우선순위에있다(Table 2).
해양에서의 집약적인 양식시설은 해수유통을 저해할 수 있으며, 특히먹이를공급하는어류와 패류양식은잉여사료 Figure 6. nMDS plot with superimposed circles of increasing size with increasing environmental characteristics and dominant species.
Figure 7. Ecological indices (Diversity, Richness) and benthic biotic indices (BPI, AMBI) of macrobenthic fauna in each region, including the culture type.
Figure 8. K-dominance curves for abundance at sampling stations, including the culture type.
와배설물등 다량의유기물이지속적으로해역에방출되어 양식장밑에퇴적되고, 조류에의해주변해역으로퍼져나갈 가능성이 높다. 유입된 유기물은 미생물에 의해 분해되지만, 수용력에 초과된 유기물은 쌓여 양식장 자가 오염원으로 작 용되어진다. 정 등(2002, 2007)의 조사에서 반폐쇄적인 가두 리 양식장 시설에서 수평으로 15m까지 양식장 기원인 유기 물이 저서생물에서 영향을 미친다는 보고가 있다. 또한 심
등(1997)은 가두리아래해저면으로공급되는 입자성유기물
이 가두리 아래 해저면에 집중적으로 퇴적되고 있으며, 가 두리에서 멀어질수록 급속히 감소한다는 결과를 보고하였다.
이렇게 가두리 양식장이 해저면의 유기물오염을 일으키는 주요 요인으로 작용하고 있다. 그러나 본 조사에서 양식장 중앙과 주변해역(대조구)에서 유기물 함량은 먹이를 공급하 는 어류양식장 시설에서도 주변 해역과 큰 차이를 보이지 않았으며, 군집구조도유의한차이를보이지않았다. 이것은 해상국립공원 주변에 큰 오염원이 없으며, 조류가 강하여 어류 가두리 양식장의 유기물이 희석된 효과로 보여 진다.
양식장 기원 오염은 양식장 환경(해수유통, 기질 등), 양식 장 운영(사용기간, 양식장 종류 등) 및 주변의 해역 환경 상 태에 따라서로 다르게 나타날 수 있어, 본 조사 결과뿐만 아니라더욱많은자료축적이쌓여야해석이가능하다.
국립공원관리공단(2014)에서 본 조사와 같은 정점과 같은 시기에 저질환경과 저서생물 뿐만 아니라 수질도 함께 조사 가 있었다. 소안·청산 및 금오도지구에서는 수질등급이 I 등급으로 ‘매우 좋음’으로 나타내었고, 일부 통영·한산지구 에서 II등급 ‘좋음’을나타내었다. 통영·한산지구에서 II등 급은 높은 클로로필 a 농도로 인한 원인으로 분석하였다. 또한 본조사에서저질환경에서도소안·청산및 금오도지 구는 낮은 유기물량을 보였으나, 통영·한산지구에서는 비 교적 높은 유기물량을 보였다. 외해와 인접해 있고 조류 소 통이 원활한 환경에 있는 소안·청산 및 금오도지구와 달리 통영·한산지역은 연안에 인접해 있으며, 섬으로 둘러 싸여 있고, 조류 소통이원활하지못한환경이원인이있다. 통영
·한산지역이 상대적으로 유기물량이 높게 나타나는 것은 저서동물 군집을 이용한 건강성 평가에도 소안도와 금오도 지역보다 통영·한산지역이 다소 오염상태를 잘 반영하여 나타났다.
본 조사는 제한된 지역과 양식시설을 대상으로 한 조사이 기 때문에 국립공원 해양생태계에 있는양식장의 환경상태 와교란요인을체계적으로파악하기에는한계에 있다. 따라 서 항후 양식장을 포함하여 국립공원 해양생태계에서 이루 어지는 어업활동이 해양생태계에 미치는 영향을 파악하기 위한 조사를 확대하여 교란 요인을 관리하는데 필요한 자료 의 축적이 시급한 것으로 판단된다.
사 사
본 연구는「양식장 주변 환경생태계 조사」일환으로 수행 되었다. 현장 조사시 많은 도움을 준 한려해상국립공원 사 무소 직원분께 고마움을 표하며, 본 논문을 자세하게 검토 하신 심사위원께도 감사를 드립니다.
참고문헌
강주현, 이상준, 정우건, 조상민. 2012. 고성만굴양식장표층퇴적 물의지화학적특성과중금속오염에관한연구. 한국패류학회 지. 28(3): 233-244.
국립공원관리공단, 2014. 국립공원해양생태계교란요인에따른 관리방안.
박흥식, 최진우, 이형곤. 2000. 통영인근가두리양식장지역의저 서동물군집구조. 한국수산학회지. 33(1): 1-8.
정래홍, 윤상필, 권정노, 이재성, 이원찬, 구준호, 김연정, 오현택,
홍석진, 박성은. 2007. 해상가두리양식이저서다모류군집에
미치는영향. 한국해양학회-바다. 12(3): 159-169.
정래홍, 임현식, 김성수, 박종수, 전경암, 이영식, 이재성, 김귀영,
고우진. 2002. 남해안가두리양식장밀집해역의대형저서동
물군집에대한연구. 한국해양학회지-바다. 7(4): 235-246.
한국해양연구소, 1995. 해양저서생물상에의한환경평가. 과기부 9-4-1.
해양수산부. 2013. 해양환경공정시험기준.
Borja A, I Muxika, Franco J. 2003. The application of a Marine Biotic Index to different impact source affectiog soft-bottom benthic communities along European coasts. Marine Pollution Bulletin. 46: 835-845.
Borja A, J Franco, V Pérez. 2000. A Marine Biotic Index to Establish the Ecological Quality of Soft-Bottom Benthos within European Estuarine and Coastal Envirnments. Marine Pollution Bulletin. 40: 1100-1114.
Clarke KR, RM Warwick. 2001. Change in marine communities. - An approach to statistical analysis and interpretation(2nd edition). PRIMER- E Ltd. Plymouth, U.K.
Folk RL. 1968. Petrology of Sedimentary Rocks. Hemphill's, Austin, Texas.
Lim HS, RJ Diaz, JS Hong, LC Schaffiner. 2006. Hypoxia and benthic community recovery in Korean coastal water. Marine Pollution Bulletin. 52: 1517-1526.
Pielou E. 1966. The measurement of diversity in different types of biological collections. Journal of Theoretical Biology. 13: 131- 144
Shannon CE, W Weaver. 1963. The mathematical theory of communication. University of Illinois Press. Urbana.
(2016년 6월 1일접수; 2016년 6월 20일채택)
