연안통합관리 지원을 위한 우리나라 연안 및 하구역 연구사업 현황과 정책방향 제언

홍길동1, 장보고2*

1한국대학교 해양정책학과

2한국해양수산개발원

Suggestions on the coastal and estuarine research projects for integrated coastal management in Korea

Gil-Dong Hong1, Bogo Jang2

1Department of marine policy, Hanguk University

2Korea Maritime Institute

*Corresponding author: jsryu@anyang.ac.kr

초록

본 연구는 동해 남부 이산화탄소 해저지중저장 후보지 주변 수심 100-500 m 해역에서 저서생태계의 공간분포와 이를 결정하는 환경요인을 이해하기 위해 수행되었다. 2012년 8월-9월 총 16개 정점에서 대형저서동물군집과 환경요인을 조사하였다. 총 158종의 저서동물이 채집되었으며, 평균 서식밀도는 843 indiv/m2, 평균 생물량(습중량)은 26.2g WW/m2로 나타났으며, 생물다양성이 높은 지역에서 주로 서식밀도가 높았다. 측정된 33개 환경변수를 대상으로 주성분분석을 실시한 결과 조사해역의 저서환경은 크게 퇴적물환경, 저층해수환경, 수심에 의해 지배된다. 저서동물의 분포는 세 가지 주성분과 밀접한 관련을 보였는데, 특히 사질함량이 많은 정점일수록 출현종수가 많아지고 생물량은 적어지는 경향이 관찰되었다. 조개 2종을 포함한 우점종 6종은 Ω aragonite, Ω calcite 농도가 높은 곳을 선호하였는데, 이 종들은 이산화탄소 유입으로 인해 해양산성화가 진행되면 가장 먼저 피해를 입을 수 있는 생물로 판단된다. 저서동물 상위 1% 우점종의 종조성을 바탕으로 집괴분석한 결과 지리적으로 뚜렷하게 구분되는 4개의 정점군이 분류되었다. 각 정점군은 고유의 저층해수 및 퇴적물 환경을 보이고 있으며, 대표적인 특성종으로는 A) Ampelisca miharaensis, (B) Edwardsioides japonica, (C) Maldane cristata, (D) Spiophanes kroeyeri을 들 수 있다. 측정이 용이한 5개의 환경요인(수심, 사질함량, 수온, 염분, pH)을 이용하여 4개의 정점군을 정확도 100%로 예측할 수 있는 판별함수모델을 제시하였다. 조사지역의 저서동물군집은 환경요인과 밀접한 관계를 보이고 있으며, 이는 환경변수에 기반하여 저서동물 분포를 예측할 수 있는 통계적모델 개발 가능성을 시사한다.

핵심용어: 저서대형동물, 군집구조, 다변량분석, 생태모델

Abstract

This study aims to understand environmental factors that determine spatial distribution of macrozoobenthic community in the southern area (ca 100-500 m depth) of East Sea, Korea, known as a candidate site for carbon storage under the seabed. From sixteen locations sampled in the summer of 2012, a total of 158 species were identified, showing density of 843 indiv/m2 and biomass of 26.2g WW/m2, with increasing faunal density towards biologically higher diverse locations. Principal component analysis showed that a total of 33 environmental parameters were reduced to three principal components (PC), indicating sediment, bottom water, and depth, respectively. As sand content was increasing, number of species increased but biomass decreased. Six dominant species including two bivalve species favored high concentrations of Ω aragonite and Ω calcite, indicating that the corresponding species can be severely damaged by ocean acidification or CO2 effluent. Cluaster analysis based on more than 1% density dominant species classified the entire study area into four faunal assemblage (location groups), which were delineated by characteristic species, including (A) Ampelisca miharaensis, (B) Edwardsioides japonica, (C) Maldane cristata, (D) Spiophanes kroeyeri, and clearly separated in terms of geography, bottom water and sediment environment. Overall, a discriminant function model was developed to predict four faunal assemblages from five simply-measured environmental variables (depth, sand content in sediment, temperature, salinity and pH in bottom water) with 100% accuracy, implying that benthic faunal assemablages are closed linked to certain combinations of abiotic factors.

Key words: Zoobenthos, Community composition, Multivariate analysis, Ecological model

서론

해양수산부는 지난 2012년 4월 한국 동해 남부해역 울릉분지 인근 해저 퇴적층에 50억 톤 규모의 이산화탄소 저장이 가능한 후보지를 발표한 바 있다. 해저퇴적층에 이산화탄소를 저장할 경우 향후 유출가능성에 대비하여 환경에 미치는 잠재적인 영향을 평가해야 한다. 만일 해저퇴적층에 저장된 이산화탄소가 유출될 경우 해수 내 pH 변화로 인해 해양에 서식하는 생물 대부분이 유의한 생리적인 피해를 입을 수 있다(Doney et al., 2009; Waldbusser et al., 2011). 또한 고농도 이산화탄소가 해수에 유입되면 해수내 탄산염 조성에 변화를 초래하여 석회질을 이용하는 생물들에게 심각한 영향을 미치게 된다(Dove and Sammut, 2007; Green et al., 2009; Miller et al., 2009).

재료 및 방법

채집 및 실험

포항에서 부산에 이르는 동남해역 대륙붕의 대형저서동물군집을 파악하기 위해 저서생태계의 생태학적 과정이 극대화되는 여름철에 조사를 실시하였다(Lim et al., 2012). 2012년 8월 31일부터 9월 7일에 걸쳐 수심 100-500 m 범위의 총 16개 정점을 조사하였다(Fig. 1). 각 정점에서는 저서동물을 채집하였고, 저서생태계 환경을 파악하기 위해 저층해수와 퇴적물과 관련된 총 33개 항목의 환경요인이 측정되었다.

결과 및 고찰

종수, 서식밀도, 생물량 분포

조사지역 16개 정점에 출현한 저서동물은 총 158종이었다. 환형동물이 76종으로 전체 출현종의 48%를 차지하여 가장 우점 하였으며, 절지동물 43종, 연체동물 24종, 극피동물 8종이 출현하였고, 자포동물, 유형동물, 성구동물 등 기타 분류군 7종이 관찰되었다. 조사지역 전체 평균 서식밀도는 843 indiv./m2이며 분류군별 서식밀도는 출현종수와 마찬가지로 환형동물(372 indiv./m2), 절지동물(241 indiv./m2), 연체동물(164 indiv./m2), 극피동물(39 indiv./m2)의 순서로 높았으며, 기타 분류군은 26 indiv./m2의 서식밀도를 보였다. 평균 생물량(습중량)은 26.2 gWW/m2이며, 생물량이 가장 많은 분류군은 극피동물(10.8 gWW/m2)로 전체의 41%를 차지하였으며, 그 다음으로 기타 분류군(6.8 gWW/m2), 환형동물(6.0 gWW/m2), 연체동물(1.7 gWW/m2), 절지동물(1.0 gWW/m2)의 순서로 높은 값을 보였다. 따라서 분류군들의 우점순서가 생물량은 출현종수, 서식밀도와는 다르게 나타났다.

출현종수, 서식밀도, 생물량의 공간분포를 정점지도 위에 표시하였다(Fig. 3). 출현종수는 정점 7에서 가장 많은 40종이 출현하였으며, 35종 이상 출현한 정점은 5곳(정점 3, 6, 9, 10, 12)이었다. 1번 정점을 제외하면 연안에 근접한 지역에서는 대체로 30종 미만의 낮은 생물다양성을 보였다(정점 8, 15, 16). 수심이 가장 깊은 정점 14에서는 가장 적은 출현종수가 기록되었고(11종), 절지동물이 전혀 출현하지 않았다.

참고문헌

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Zar, J.H., 1984. Biostatistical analysis. Prentice-Hall, Englewood Cliffs, New Jersey.

정기간행물(학회지, 월간지, 주간지 등)

“저자명, 출판연도. 논문제목. 학술지명, 권(호): 페이지.”의 순서로 하며, 국문과 영문 참고문헌은 각각 다음의 예와 같이 표시한다

예)

홍길동, 장보고, 2006. 수산물에 관한 연구. 수산경영론집, 7(1): 65-83.

Gordon, H. S., Hinckley, A., 1954. The economic theory of a common property resource; the fishery. Journal of Political Economy, 62(4): 124-142.

단행본, 보고서, 학위논문

“저자명, 출판연도. 도서명. 출판사명(보고서는 발행기관, 학위논문은 학교명), 총페이지.”의 순서로 하며, 보고서에서 저자명이 뚜렷하지 않는 경우 발행단체 혹은 발행기관으로 대신한다. 영문 국문과 영문 참고문헌은 각각 다음의 예와 같이 표시한다.

예)

홍길동, 장보고, 1995. 수산경영학. 대한출판사, 307p.

홍길동, 허균, 신사임당, 2003. 수산업의 경쟁력 분석, 한국해양수산개발원, 201p.

Adams, H. D., Levington, J., 1990. Production strategy. 3rd edition, John Willey & Sons, 167p.

The Comparative Evaluations of the Factor Weights for a Successful Sea-ranching Project

Gil-Dong Hong and Bo-Go Jang

Abstract

This study is to estimate the factor weights for a successful sea-ranching project using the Analytical Hierarchy Process. Furthermore, it investigates the policy implications revealed by the differences in group opinions throughout fishermen, government officials, researchers and the scholars when the weights are assessed. The hierarchy is constructed for the 3 levels of factors which must be evaluated for a successful sea-ranching project.

The top level of factors is divided by the ecological factors and the socio-economic factors. As the middle level of factors, there are 3 factors such as the choice of fish, the habitat environment and the production technology under the ecological factors and another 3 factors such as the stability of fishery society, economic factors, and the law & system under the socio-economic factors. And then, at the bottom level of the hierarchy, the economic factors have two different sub-factors such as the fishing revenue and cost. The law & system has also 3 sub-factors such as the accessibility to sea-ranching area, fishing method, and surveillance. The fishermen and government officials show us quite opposite tendencies in assessments of the weights while both the researchers and scholars reveal almost the same opinions positioned at somewhere between first two groups.

The study also reports the evaluations of efficiency measures for resource recovery methods among the sea-ranching project, artificial reef, release of fish seeds, and marine protection area. Both the sea-ranching project and marine protection area have the same efficiency in terms of resource recovery while the artificial reef and release of fish seeds are revealed as somewhat less efficient methods comparing to the former two methods.

key words: AHP, sea-ranching project, artificial reef, marine protection area,

resource recovery