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ISSN : 1226-9999(Print)
ISSN : 2287-7851(Online)
Environmental Biology Research Vol.34 No.4 pp.329-345
DOI : https://doi.org/10.11626/KJEB.2016.34.4.329

Subtidal Macrobenthic Community in Shia Sea, Southwest Coast of Korea

Jae Geun Lim, Hyun Sig Lim1*
Jeollannam-do Ocean & Fisheries Science Institute, 162, Haebyeongongwon-ro, Wando-eup, Jeonnam 59116, Republic of Korea
1Department of Marine and Fisheries Resources, Mokpo National University, Muan, Jeonnam 58554, Republic of Korea
Corresponding author : Hyun Sig Lim, 061-450-2392, 061-452-8875, hslim@mokpo.ac.kr
November 24, 2016 December 10, 2016 December 21, 2016

Abstract

In order to study the community structure and distribution pattern of macrobenthos in the subtidal area of Shia Sea between Haenam peninsula and Shinan-Jindo area at southwest coast of Korea, duplicate sediment samples were taken seasonally by van Veen grab (surface area, 0.1 m2) from 49 stations between November 2001 and August 2002. The surface sediment facies were muddy sandy gravel near Mokpo-Gu channel, gravel in the Myoungrang channel with high tidal currents, and sandy muddy in the southern Uido area. Ignition loss in the sediment ranged from 0.5 to 1.5% with a mean of 0.6%. A total of 271 taxa were collected with a mean density of 166 ind.m-2 and a mean biomass of 29.2 gm-2. Polychaetes were dominant faunal group in terms of species richness and abundance, accounting for 34% and 40% of total species number and abundance, respectively. Molluscs accounted for 44% of biomass. Bio-Env analysis revealed that sediment composition and ignition loss affected the spatial distribution of subtidal macrobenthic community in the study area. Major dominant species were Photis longicaudata, Septifer keenae, Maldane cristata, Lumbrineris longifolia, Heteromastus filiformis and Coptothyris grayi. Based on cluster analysis, four station groups were classified. They were associated with sediment types. Bivalve, Striarca symmetrica, polychaetes, Glycera chirori, Heteromastus filiformis and decapod Latreutes planirostris were major contributing fauna in station group A, B, C, and D, respectively. These results suggest that macrobenthic community of the Shia Sea is normally influenced by sediment type and related ignition loss.


한국 서남해역 시아해의 조하대 저서동물 군집

임 재근, 임 현식1*
전라남도 해양수산과학원
1목포대학교 해양수산자원학과

초록


    서 론

    연안 내만역에서의 대형 저서동물 군집 구조는 퇴적상, 유 기오염, 빈산소 수괴 등과 같은 환경 요인에 의해 군집이 조 절되며 (Choi et al. 2003; Lim et al. 2006; Anderson 2008; Yoon et al. 2008), 담수가 유입되는 하구역의 경우 염분 구 배가 영향을 미치고 있다 (Lim and Hong 2002; Nishijima et al. 2013). 우리나라에서의 저서동물 군집 연구는 해양환경 에 영향을 주는 대규모 토목사업이나 주변 오염원에 의한 오염 영향이 나타나거나 예상될 때 주로 수행되어져 왔다. 따라서 본 조사 지역인 시아해의 경우 해양환경 변화를 초 래하는 오염 등의 큰 이슈가 없어 조사가 수행되지 않아 대 형 저서동물 군집 자료는 없는 실정이다.

    어느 해역의 환경 변화에 따른 생태계의 변동을 이해하기 위해서는 장기적인 자료 수집이 필요하며 특히 현재 상태가 과거에 비해 어떻게 달라졌는지를 이해하기 위해서는 과거 의 자료가 매우 중요하다. 따라서 어떤 과거 시점에서의 조 사 자료가 reference data로서 제시된다면 그 해역의 생태계 변동을 해석하는 데 큰 도움이 된다. 우리나라에서는 다양한 해양환경 변화로 인해 해양생태계가 변화되고 있으나 어떻 게 또는 얼마나 변동되었는지 구체적으로 제시하지 못하는 경우가 많다. 2007년 발생한 허베이스피리트호 유류유출 사 고에서도 생태계의 극심한 피해가 초래된 이후 회복 과정에 있음에도 불구하고 과거의 생태계와 비교할 수 있는 자료가 극히 적어 해석에 어려움을 겪고 있다 (KNPRI 2015). 대형 저서동물 군집에 대한 과거 자료가 비교적 잘 축적되어 온 외국의 경우 장기간에 걸친 생태계 변동을 다양한 환경 요 소의 변화와 연관지어 해석을 시도하고 있다. 즉, Labrune et al. (2007)은 지중해 연안에서 1960년대 자료와 1990년대 자 료를 비교하고 출현 종 수 증가 및 우점종의 변동을 지적하 였다. 또한 Raut et al. (2005)은 인도 동측 해역에서 1990년 대의 출현 종 수 및 우점종은 1950년대에 비해 변동하였음 을 파악하고 인간의 영향 (산업화, 도시화, 항만건설, 양식)을 그 원인으로 지적하였다. Occhipinti-Ambrogi et al. (2005)은 아드리아해에서 6년간에 걸친 모니터링을 통해 생태계 변 동은 퇴적상과 유기물의 변동 때문으로 해석하였다. 이렇듯 2002년에 계절별로 조사된 본 자료는 향후 이 해역의 생태 계 변화를 이해하는 데 기초자료로서 매우 중요하게 활용될 것으로 보인다.

    시아해는 우리나라 서남해역의 화원반도, 진도군, 신안군 의 사이에 위치한 수로역에 해당되는 해역으로서 목포항으 로의 입출항 선박들의 항로로 이용되는 해역이다. 특히, 주 변에 산업시설이나 양식시설이 많지 않아 유기 오염에 의한 영향은 적고, 그동안 특별한 개발 압력이 없었기 때문에 저 서동물 군집에 대한 연구는 이루어지지 않았다. 그러나 시아 해 주변의 비교적 수심이 얕은 연안과 수로에 골재로 사용 되는 모래가 풍부하여 일시적으로 골재 채취가 이루어졌으 나 해양생태계에 미치는 영향 우려 증대로 골재 채취가 중 지된 해역이다.

    시아해와 인접한 주변 해역의 경우 주로 내만 해역에서 저서동물 군집 연구가 수행되었는데, Lim and Park (1998, 1999)은 영산강 하구역에 설정된 40개 정점에서 계절별 연 구를 통해 저서동물 군집 구조를 파악하였다. 특히, 여름철 저서동물 공간분포는 저층 빈산소 수괴에 의해 큰 영향을 받고 있음을 보고하였다. 그 후 Park et al. (2000b)은 목포 주 변 외해역까지 조사 범위를 확대하여 저서동물 군집의 계절 변동을 파악하였다. 또한 Lim and Choi (2005)는 인접한 영 암호 내측의 대형 저서동물 군집을 연구하고 방조제 건설이 호수 저층수에 빈산소 수괴를 형성시키고 저서동물 분포에 영향을 미친다고 보고하였다. 시아해 주변의 서남해역 갯벌 에 대해서는 연안습지조사의 일환으로 대형 저서동물 군집 이 연구되었는데 압해도 갯벌 (MOMAF 2000), 신안증도 갯 벌 (Jeollanamdo 2010), 함평만 갯벌 (MLTM 2009a), 도암만 갯벌 (MLTM 2010), 하의도 갯벌 (MLTM 2009b)에서의 저서 동물 분포 양상이 연구되었으나 조하대 해역인 시아해와의 연관성은 적다.

    대형 저서동물은 해양생태계에서 굴파기 (burrowing) 및 섭식활동 (feeding activity)과 같은 생물교란 (bioturbation)을 통하여 서식처인 퇴적물을 교란시켜 산화층 및 환원층에 존 재하는 유기물의 미생물 분해를 촉진시켜 물질순환 과정을 원활하게 하며, 섭식과정을 통해 에너지를 전달함으로써 저 서생태계와 표영생태계를 연결하는 기능을 수행하고 있다 (Hutchings 1998; Constable 1999). 또한 유류오염 (Gomez Gesteira and Dauvin 2000), 중금속 오염 (Dauvin 2008) 및 유 기오염 (Pearson and Rosenberg 1978) 등과 같은 인위적인 환 경 스트레스에 따른 우점종의 변화로 인해 군집 구조가 달 라짐으로써 환경오염을 평가하는 중요한 수단이 된다. 특히 연체동물이나 갑각류 무리들은 환경 변화에 대한 내성이 강 한 다모류보다 출현 종 수 및 밀도가 민감하게 영향을 받는 것으로 알려져 있다 (Wildsmith et al. 2011).

    이 논문은 비교적 조류가 강하고 외해역으로 노출된 시아 해와 주변 조하대 해역에서 저서동물의 출현 종 수, 밀도, 생 체량, 주요 우점종 및 군집의 분포 특성을 파악함으로써 이 해역의 대형 저서동물 군집 구조를 이해함을 목적으로 하였 다. 또한 현시점으로부터 14년 전의 자료임에도 불구하고 향 후 이 해역의 생태계 변화를 파악하는 기초자료를 제공함을 목적으로 하였다.

    1.조사 해역 개황

    본 연구지역은 전라남도 신안군 압해도 남측 해역에서부 터 진도군 조도면 하조도에 이르는 해역으로서, 북위 34°20′ 00″~34°50′00″, 동경 125°50′00″~126°20′00″ 사이에 위치 한다. 이 해역은 도서가 산재하여 유로가 여러 갈래의 대· 소수도를 이루어 분류되다가 다시 합류하는 등 유황이 매우 복잡하고 유속도 강한 편이다 (KHOA 2001). 또한 목포항을 출입하는 유일한 항로인 목포구, 화원반도와 진도 사이의 명 량수도 (진도수도), 진도와 하조도의 장죽수도 등이 존재하 며, 목포구에서 명랑수도에 이르는 해역은 시아해, 명랑수도 부터 가사도 외측 해역까지는 정등해라고 부른다. 목포구는 목포항을 출입하는 유일한 항로로서 유속이 강한 곳이나 최 근 주변에 완성된 방조제로 인해 약 50% 정도의 유속이 감 소되었다. 최강 유속은 평균 대조기에 창조류는 10.3 Kt, 낙 조류는 11.5 Kt이다. 이 해역에서 대조차와 소조차는 각각 311.4cm 및 155.9 cm이며, 조위는 약 최고 고조위 411.0 cm 이다 (KHOA 2001). 도서 주변 해안은 공업시설이 거의 없어 오염물질의 유입이 상대적으로 적으며, 대부분 지주식 김 양 식장이 설치되어 있다. 조사 해역의 수온은 겨울철 5.7℃에 서 여름철 24.2℃까지 변하지만 표층 염분은 여름철에 30.7 psu에서 겨울철 36.0 psu 범위로서 변화폭은 크지 않다. 용존 산소는 표층과 저층 모두 8.0 mg L-1 이상을 보여 여름철 빈 산소 수괴는 형성되지 않았다 (YNU 2002).

    재료 및 방 법

    1.저서동물 채집

    신안군 압해도에서부터 진도군 서측, 우이도 남측에 이 르는 시아해에 49개 정점을 설정하고 계절별 (2001년 11월, 2002년 2월, 5월, 8월) 저서동물을 채집하였다 (Fig. 1). 조류 가 약해지는 소조기에 소형 선박을 이용하여 van Veen grab (채집 면적 0.1m2)으로 각 정점당 2회씩 해저퇴적물을 인양 하였다. 인양된 퇴적물은 선상에서 1 mm 망목의 표준체를 이용하여 체질하였으며, 잔존물을 플라스틱 샘플병에 담아 10% 해수 중성포르말린으로 고정한 다음 실험실로 운반하 였다. 실험실에서는 저서동물을 각 동물군별로 선별하였다. 선별된 저서동물은 동물군별로 전자저울을 사용하여 습중량 을 측정하고, 종 수준까지 동정한 다음, 각 종별 개체수를 계 수하였다. 동정된 자료는 단위 면적당 (m2) 개체수로 환산하 여 분석에 사용하였다.

    2.퇴적물 입도 및 유기물 분석

    저서동물 군집에 영향을 미치는 퇴적환경 자료로서 퇴적 물의 입도와 유기물로서 강열감량 (ignition loss)을 분석하였 다. 퇴적물 입도 분석을 위한 시료는 저서동물 채집 시 인양 된 퇴적물 시료 약 5 g을 1,000mL 비이커에 넣고 순수 쇄설 성 퇴적입자만 남도록 10%의 묽은 과산화수소와 1N 염산 을 차례로 첨가하여 유기물과 탄산염을 완전히 제거하였다. 처리된 시료는 4ø체를 사용하여 습식체질을 통해 조립질 시 료와 세립질 시료로 분리하였다. 세립질 시료는 자동입도분 석기 (Sedigraph 5100)로 분석하였으며, 조립질 시료는 건조 시킨 다음 체진탕기에서 15분간 체질하여 입도별 중량을 구 하였다. 평균 입도 및 분급도는 Folk and Ward (1957)의 공식 을 사용하여 계산하였다. 강열감량 분석은 퇴적물을 80℃에 서 72시간 건조한 다음 건중량을 측정하였으며 105℃에서 2시간 태운 이후의 무게 차이로부터 강열감량을 계산하였다.

    3.군집 분석

    군집 구조 파악을 위한 종 다양도 계산은 Shannon and Weaver (1963)의 식을 이용하였으며, 저서 군집에 영향을 미치는 환경요소를 파악하기 위하여 환경자료를 네 제곱근 (fourth-root)으로 변환한 다음 Bio-Env 분석을 실시하였다. 정점군 구분을 위한 집괴 분석은 각 조사 정점에서 출현한 종별 개체수 자료를 제곱근으로 변환시킨 후 Bray and Curtis (1957) 유사도 지수를 구하였다. 그 결과 생성된 유사도 행 렬에 기초하여 집괴 분석 (cluster analysis)을 실시하였으며 정점군의 수지도 작성은 가중평균결합법 (WPGMA)을 사용 하였다. 이때 SIMPROF (similarity profile) test를 적용하여 결과 해석에 유의성을 기하였다 (Clarke et al. 2008). 또한 SIMPER 분석을 통하여 각 정점군 구분에 기여한 우점종들 의 기여율을 파악하였으며 집괴 분석 결과 구분된 각 정점군 간의 차이를 ANOSIM (Analysis of similarity)을 사용하여 유의성을 검정하였다. 또한 환경요소와 저서동물 군집 요소 와의 상관관계는 비모수통계인 Spearman’s correlation coefficient를 구하여 파악하였다. 시아해 저서동물 군집을 시료 채집 면적이 다른 인근 조하대 해역에서 조사된 기존의 저 서동물 군집과 비교하기 위해 출현종지수 (Whittacker’s d) (Whittacker 1975)를 계산하였다. 본 논문에서 사용된 프로 그램은 Primer (v. 6), SPSS (v.12)였다.

    결 과

    1.퇴적환경

    각 조사 정점별 입도 조성 및 퇴적상은 Figs. 23에 나 타내었다. 목포구 주변 및 해남 화원반도에 위치한 정점들과 신안 및 진도의 도서 연안에 위치한 정점들에서 자갈과 모래 그리고 펄이 혼재한 퇴적상을 보였다. 우이도 남측에 위치한 정점들에서는 펄이 우세한 퇴적상을 보였고, 유속이 강한 명 랑수도에 위치한 정점 51 및 가사도 남측의 장죽수로에 위 치한 정점들에서는 자갈이 우세한 퇴적상을 보였다. 전 조사 지역 정점들의 평균 입도는 5.6ø였다.

    퇴적물에 대한 유기물 함량 (IL)은 전 정점에서 0.54~1.52 %의 범위였으며 평균 약 0.60%이었다. 실트질과 니질 함량 이 높은 압해도와 목포구 수로 인근 정점들에서 여타 정점보 다 상대적으로 높은 유기물 함량을 보였으며 (Fig. 4), silt 및 clay 함량이 증가함에 따라 유기물 함량이 증가하는 양의 상 관관계를 보였다 (r2=0.32, p<0.01). 수로역과 조사 해역의 남측의 자갈 함량이 높은 정점들에서는 낮은 유기물 함량을 보였다.

    2.종 조성

    전 조사기간 동안 총 271종, 1,433 ind. m-2, 31.4 g m-2의 저서동물이 채집되었다 (Table 1). 다모류가 전체의 34%, 갑 각류가 28%, 연체동물이 21%로서 이들 3개 분류군이 전체 출현 종 수의 83%를 차지하였다. 극피동물은 10%, 기타 분 류군은 7%를 차지하였다. 평균 밀도는 다모류가 40%, 갑각 류가 26%, 연체동물은 21%, 극피동물이 8%, 기타 분류군이 5%를 차지하였다. 생체량은 연체동물이 가장 많아 전체 생 체량의 44%, 기타 분류군이 26%, 극피동물은 13%, 다모류 가 11%였다. 따라서 출현 종 수 및 밀도 측면에서는 다모류 가 우점 분류군이었으며, 갑각류가 두 번째로 우점하였다. 그러나 생체량은 연체동물과 기타 분류군이 우점하였다. 계 절별로 보면 가을철인 11월의 출현 종 수, 밀도 및 생체량이 가장 높았으며, 봄철인 5월에는 출현 종 수 및 생체량이 가 장 낮았다. 그러나 밀도는 가을철부터 이듬해 여름철까지 지 속적으로 감소하였다. 전 계절에 걸쳐 다모류 출현 종 수 및 밀도가 우점하였으며 봄철에는 갑각류 밀도가 우점하였다. 생체량은 여름철에는 기타 동물군이 우점하였으나 여타 계 절에는 연체동물이 우점하였다 (Table 1).

    3.공간분포 양상

    저서동물 출현 종 수의 공간분포를 보면 펄 함량이 상대 적으로 높아 세립질 퇴적상을 보이는 화원반도와 신안군 안 좌 및 장산도 사이 해역에서는 높은 출현 종 수를 보였으며 장산도 남측 (정점 57)에서 가장 많은 66종이 출현하였다 (Fig. 5). 전체적으로 입도가 세립하거나 이질적인 압해도와 목포 인접 해역에서 자갈 함량이 높은 진도 서측 해역보다 상대적 으로 많은 출현 종 수를 보였다. 또한 도서 연안에 위치하며 펄 함량이 높은 정점들이 외해에 위치한 정점들에 비해 상대 적으로 많은 출현 종 수를 보였으며 입도가 세립한 신안군 압해도에서 입도가 조립한 진도군 외측 해역으로 갈수록 출 현 종 수는 감소 경향을 나타내었다. 이와 같은 공간분포 양 상은 주로 다모류 출현 종 수에 따라 결정되며, 다모류 출현 종 수는 목포구 수로 인접 정점에서 가장 많았으며, 신안 및 진도 연안 정점들이 외측 정점들보다 상대적으로 많았다.

    밀도 공간분포는 출현 종 수의 공간분포와 유사한 양상이 었다. 62종이 출현한 목포구 수로에 인접한 정점 11에서 1,411 ind. m-2가 출현하여 가장 높은 밀도를 보였고, 안좌도와 화 원반도 사이의 해역, 가사도를 경계로 하여 진도와 장산도 사이 해역에서는 가사도 남측의 정점들보다 높은 출현 밀도 를 보였다 (Fig. 5). 연체동물은 대부분의 정점들에서 100 ind. m-2 미만의 출현 밀도를 보였고, 외측으로 갈수록 현저하게 감소하였다. 갑각류는 진도 연안 정점에서 1,000 개체 m-2 이 상의 밀도를 보였으며 외해로 갈수록 감소하였다. 극피동물 은 목포구 인근의 정점에서 상대적으로 높은 출현 밀도를 보였고, 진도 인근의 일부 정점에서 타 정점보다 상대적으로 높은 밀도였다. 그러나 다모류 및 연체동물과 비교하여 볼 때 그 출현 밀도는 상대적으로 매우 낮았다.

    생체량은 출현 종 수 및 밀도와 유사하게 목포구 인근 정 점에서 높은 값을 보였다 (Fig. 5). 연체동물의 생체량이 우점 하였으며 진도 연안 및 외측 정점들과 북측의 정점들이 확 연히 구분되었다. 갑각류는 안좌도와 화원반도 사이에 위치 한 정점에서 가장 많은 생체량을 보인 것을 제외하고는 전 정점에서 10 gm-2 이하의 생체량을 나타내었다. 극피동물 역 시 목포 인근 정점이 타 정점보다 상대적으로 높은 생체량 이었으나 전체적으로 낮은 값을 보였다.

    Bio-Env 분석 결과 저서동물 공간분포에는 퇴적물의 강열 감량과 자갈 함량이 큰 영향을 미치는 환경요소로 파악되었 다 (Table 2). 이것은 퇴적물 유기물 함량이 높고 입도가 세립 한 압해도와 목포 사이의 정점에서는 출현 종 수, 밀도 및 생 체량이 높은 반면, 자갈 함량이 높은 진도 주변 해역 정점에 서는 군집 조성이 빈약한 것을 반영하고 있다 (Table 3).

    4.주요 우점종의 출현

    전체 평균 밀도의 2% 이상의 밀도 점유율을 보이는 주요 우점종 가운데 소형 옆새우류인 Photis longicaudata가 가장 우점하였으며 (평균 19 ind. m-2) 전체 밀도의 13%를 차지하 였다 (Table 4). 이 종은 실트와 니질 함량이 높은 정점들에서 주로 출현하였으며 (p<0.05) (Table 3), 남측의 입도가 조립 한 해역에서는 출현하지 않았다. 정점 11에서 916 ind.m-2가 출현하여 가장 높은 밀도였으나 대부분의 정점에서 20 ind. m-2 미만이거나 출현하지 않았다 (Fig. 6). 특히 입도가 조립 한 시아해 남측 정점들과 해남반도와 신안군 사이 해역에서 는 출현하지 않았다. 계절적으로는 봄철에 높은 밀도를 보였 다 (Table 4).

    두 번째 우점종은 이매패류인 Septifer keenae로서 6개 정 점에서 출현하였으며, 평균 약 12 ind. m-2의 밀도로서 전체 밀도의 9%를 점유하였다. 안좌도와 화원반도 사이의 정점에 서 601 ind.m-2가 출현하여 가장 높은 출현 밀도를 보였으나 대부분의 정점에서는 10 ind.m-2 미만의 밀도였거나 출현하 지 않았다 (Fig. 6). 이 종은 퇴적환경 요소와 상관성은 보이 지 않았으며 (p>0.05) 가을철과 겨울철에 높은 밀도로 출현 하였다.

    다모류인 Maldane cristata는 9개 정점에서 출현하였으며 약 8 ind.m-2로서 전체 밀도의 약 6%를 점유하였다. 이 종은 진도 연안 및 그 주변에 인접한 정점에서 상대적으로 높은 밀도였는데, 압해도 남측 정점들과 진도 서측 정점에서는 출 현하지 않았다 (Fig. 6). 퇴적환경 요소와 상관성은 보이지 않 았으며 (p>0.05) 계절 변동은 크지 않았다.

    다모류인 Lumbrineris longifolia는 23개 정점에서 출현하 였으며 평균 5 ind. m-2로서 전체 밀도의 4%를 차지하였다. 이 종은 평균 입도, 실트, 니질, 유기물 함량 등과 양의 상관 관계를 보였으며 (p<0.05) (Table 3), 목포구와 인접한 유기 물이 풍부한 정점들과 실트질과 니질이 우세한 퇴적상을 가 진 정점들에서 상대적으로 높은 밀도였다 (Fig. 6).

    다모류인 Heteromastus filiformis는 가사도 서측 및 진도 북측의 입도가 조립한 정점들에서는 출현하지 않았으며, 육 지에 인접해 있거나 실트질이 우세하여 입도가 세립한 정점 들에서 높은 밀도로 출현하였다 (Fig. 7). 완족동물인 Coptothyris grayi는 장산도에 인접한 정점 37에서 185 ind. m-2가 출현하여 가장 높은 밀도였으며 여타 정점들에서는 10 ind. m-2 미만의 밀도였다. 이매패류인 Striarca symmetrica는 진 도 북측과 장산도, 팔금도 주변 정점에서 높은 밀도로 출현 하였으며 다모류인 Tharyx sp.는 진도 연안 (정점 121)에서 133 ind.m-2가 출현하여 가장 높은 밀도였다 (Fig. 7). 갑각류 인 Ampelisca spp.는 목포 주변과 명랑수도에 근접한 정점 에서 출현하였으며 진도 및 가사도 외측 정점에서는 출현하 지 않았다 (Fig. 8). 다모류인 Glycera chirori는 32개 정점에 서 출현하여 가장 광범위한 분포를 나타내었다. Lumbrineris japonicaCucumaria sp.도 연안에 위치한 정점들에서 상 대적으로 높은 밀도였다 (Fig. 8).

    5.군집 분석

    조사 지역의 종 다양도는 Fig. 9에 나타내었다. 안좌도와 하의도 주변 정점들은 3.0 이상이었으며, 화원반도에 인접한 정점들은 2.0 미만이었다. 압해도 남측부터 가사도 주변에 이르기까지 모래, 실트, 니질 함량이 높은 정점들에서 2.5 이 상의 종 다양도를 보이는 정점들이 많았다 (p<0.01).

    또한 조사기간 동안 출현한 출현 종 수와 개체수의 자료를 이용하여 Bray-Curtis 유사도지수를 사용하여 가중평균결합 법 (WPGMA)으로 집괴 분석한 결과, 4개의 정점군으로 구분 되었다 (Fig. 10). 압해도 남측에서부터 신안 및 진도군의 연 안에 위치한 정점들로 구성되는 정점군 C와 상대적으로 조 석류가 강한 명랑수도 및 진도 서·남측 장죽수로에 위치한 정점군 A, 그리고 우이도 남측에 위치한 정점들로 구성되는 정점군 B, 그리고 진도 서측의 일부 정점으로 이루어진 정점 군 D로 구분되었다. 각 정점군의 구분에 영향을 미친 종을 파악하기 위한 SIMPER 분석 결과 정점군 A에서는 Striarca symmetrica, 정점군 B에서는 Glycera chirori, 정점군 C에서 는 Heteromastus filiformis, Glycera chirori, 정점군 D에서는 Latreutes planirostris의 기여도가 높게 나타났다 (Table 5). 구분된 각 정점군의 공간 배치는 Fig. 11에 나타내었으며 각 정점군의 특징을 Table 6에 정리하였다.

    정점군 A는 조석류가 강한 명량수도 및 진도 서·남측 장 죽수로에 위치한 정점군으로서 12개 정점으로 구성되어 있 다 (Fig. 11). 평균 입도는 0.61ø로서 상대적으로 가장 조립한 퇴적상이며, 자갈의 함량이 가장 많고 모래와 펄의 함량은 상대적으로 낮았다. 출현 종 수와 생체량은 정점군 B보다는 적고, 정점군 C, D보다는 많았다. 밀도와 종 다양도는 정점군 B, C보다는 낮은 값이었으나 정점군 D보다는 높았다. 정점 군 A에서 출현한 우점종은 이매패류인 Striarca symmetrica 였다.

    정점군 B는 압해도 남측에서부터 신안 및 진도군 연안에 위치한 21개 정점으로 구성되어 있다 (Fig. 11). 평균 입도는 3.18ø로서 출현 종 수, 밀도, 생체량 및 종 다양도 모두 정점 군 가운데 가장 높았다. 정점군 B에서 출현한 우점종은 갑각 류인 Photis longicaudata였으며, 그 다음으로는 이매패류인 Septifer keenae, 다모류인 Maldane cristata가 우점하였다.

    정점군 C는 우이도 남측에 위치한 정점군으로서 평균 입 도는 4.16ø로서 정점군 가운데 가장 세립한 퇴적상을 보였 다. 출현 종 수와 생체량은 정점군 A, B보다는 적었으나 정 점군 D보다는 높았다. 밀도와 종 다양도는 정점군 B보다는 낮았으나 정점군 A, D보다는 상대적으로 높았다. 정점군 C 에서 출현한 주요 우점종은 다모류인 Heteromastus filiformisLumbrineris longifolia였다.

    정점군 D는 진도 서·남측 위치한 정점 4개와 가사도 서 측에 위치한 정점 127이 포함된 5개 정점으로 구성되어 있다. 출현 종 수, 밀도, 생체량 및 종 다양도는 정점군 가 운데 가장 낮은 값이었다. S. symmetrica, Glycera chirori, Lumbrineris japonica 등이 주요 우점종으로 출현하였다.

    고 찰

    1.군집 조성 및 공간분포

    시아해 주변 해역에서 출현한 저서동물 출현 종 수는 총 271종으로서, 조사 해역과 시기가 상이한 우리나라 연안역 의 저서동물 조사 결과와 본 조사 결과를 직접 비교하기는 어렵지만 우리나라 남해안의 진해만 및 서해안의 천수만보 다는 적지만 남해안의 여자만과 유사하며, 그 밖의 내만 해 역의 결과보다 많은 양상을 보였다 (Table 7). 인접한 해역인 영산강 하구역 (Lim and Park 1998, 1999) 및 목포 주변 해역 (Park et al. 2000b)의 결과보다 많았다. 또한 동일 면적 내의 종 수를 비교하는 Whittaker의 출현종 지수에서도 시아해는 종 다양성이 매우 높음을 알 수 있다 (Table 7). 이러한 이유 는 이번 조사 장소가 넓은 해역을 포함하기 때문에 다양한 퇴적상이 나타날 뿐만 아니라 연안역에서 흔히 나타나는 유 기오염이나 빈산소 수괴 등과 같은 환경 스트레스가 적기 때문으로 보여진다. 실제로 본 해역의 수로역에는 모래 및 자갈 퇴적상이 우세하고 연안의 섬 주변에는 니질 퇴적상이 우세하여 매우 이질적인 퇴적상을 보인다. 연안 조하대의 저 서동물의 경우 그 분포 양상에 영향을 미치는 요인 가운데 퇴적환경은 매우 중요한 것으로 알려져 있는데 (Duineveld et al. 1991), 이질적인 퇴적상에서는 다양한 저서동물이 출 현한다는 것은 조류가 빠른 우리나라 경기만 해역에서도 지 적되었다 (Shin et al. 1989). 즉, 조사 장소인 신안 및 진도 해 역은 조류가 강해 우리나라 연안 내만과는 달리 입도가 상대 적으로 조립하며, 해역 주변에는 산업시설이나, 인구 밀집시 설이 거의 없을 뿐만 아니라, 수괴의 혼합이 활발하게 일어 나고 있다. 이러한 여건들이 다른 지역의 내만 해안보다 출 현 종 수 및 밀도를 높이는 데 기여하였을 것으로 보인다.

    조사 해역인 시아해는 조류가 강하고 퇴적상이 자갈이거 나 암반으로 된 곳이 있어 이번 조사에서 사용한 van Veen grab으로는 출현 종 수가 충분히 채집되지 않았을 가능성도 있다. 해양 저서생태계의 종 다양성 증가에 기여하는 것은 희소종 (rare species)의 출현 정도이기 때문에 조립질 퇴적상 에서 퇴적물 채취가 효율적인 Smith-McIntyre grab을 사용 하여 채집이 이루어질 경우 출현 종 수는 다소 증가할 것으 로 보인다. 그러나 반복 채집을 통해 정량적인 퇴적물 표본 을 충분히 확보하였고, 조사 정점수가 많고 계절적인 조사가 수행되어 표본 크기 (sample size)가 큰 점을 고려하면 시아 해는 우리나라 주변 해역에서도 종 다양성이 높은 해역으로 판단된다.

    시아해의 대형 저서동물의 분포는 펄 함량이 높아 세립한 북측 해역에서는 출현 종 수, 밀도 및 생체량이 높고, 조립하 고 자갈 함량이 높은 남측 해역에서는 낮았다. 따라서 저서 생물은 반폐쇄적인 연안역과는 달리 퇴적상에 의해 주로 영 향을 받고 있으며 세립질 퇴적상에서 상대적으로 높은 함량 을 보이는 유기물량에 영향을 받는다고 볼 수 있다. 특히, 조 사 해역은 조류가 강해 수괴의 혼합이 활발하여 인근에 위치 한 영산강 하구역에서 발생하는 내만 빈산소 수괴 등이 형성 되지 않고, 유기물 함량도 낮아서 연안역과 같은 유기물 오 염 현상도 없는 해역이다. 아울러 영산강 하구역과 비교적 가까운 위치이지만 외해역과 접해 있어 염분 변화를 초래하 는 담수의 영향은 없는 것으로 보인다. 따라서 시아해의 저 서동물은 퇴적상과 부수적으로 입도에 따른 유기물의 함량 에 따라 군집이 조절되는 전형적인 특징을 보인다고 할 수 있으며 Bio-Env 분석에서도 뒷받침된다.

    2.주요 우점종 및 정점군 분포

    시아해에서 출현한 주요 우점종은 입도가 세립하고 유기 오염 현상이 나타나는 우리나라 다른 내만에서 출현한 우점 종 구성과는 다소 차이를 보인다. 또한 최우점종의 밀도 점 유율이 높지 않고 광범위한 분포종이 없는 것이 특징이다. 시아해에서의 최우점종은 7개 정점에서 출현한 소형 옆새우 류인 Photis longicaudata였는데, 압해도 남측 정점 (정점 11) 에서 가장 높은 출현 밀도를 보였다. 이 정점에서의 평균 입 도는 8.46ø로서 주변에 비해 세립하였으며 silt와 clay 함량 이 각각 48% 및 50%였고 강열감량은 1.4%였다. 이 종은 우 리나라 주변역에서 우점종으로 출현한 예가 없고 이번 조사 에서도 출현 범위가 넓지 않아 공간분포에 관한 생태적 특 징을 파악하기는 어렵지만, 이 종의 분포 범위와 밀도가 향 후 시아해의 퇴적 환경 변화를 지시하는 변수로서 가치가 있을 것으로 보인다.

    신안 및 진도 연안에서 입도가 세립하고 펄 함량이 높 아 유기물 함량도 상대적으로 높은 정점들에서는 다모류인 Heteromastus filiformis, Lumbrineris longifolia, Tharyx sp.와 같은 종들이 출현하였다. 이러한 출현 양상은 입도가 세립 하고 유기물 함량이 높은 우리나라 연안역에서 일반적인 출 현 양상과 일치한다. 이것은 입도가 세립한 연안역은 유기물 에 의한 영향이 있음을 나타낸다. 우점종으로 출현한 완족동 물 (Brachiopoda)에 속하는 Coptothyris grayi와 이매패류인 Striarca symmetrica는 족사로서 부착기질에 부착하는 종으 로서 이 해역의 자갈 퇴적상과 연관이 있다. 따라서 시아해 전체적으로 보아 오염 지시종으로 알려진 종들의 분포가 제 한적이고 밀도가 낮아 시아해는 생태적으로 양호한 해역으 로 판단된다.

    또한 시아해의 저서동물 군집은 4개로 구분되었는데 퇴적 물의 조성에 따라 뚜렷한 공간분포 차이를 보였다. 즉, 펄 함 량이 높고 입도가 상대적으로 세립한 북측 해역 (정점군 B) 과 자갈 함량이 높은 수로역에 위치한 해역 (정점군 A), 우이 도 남측 해역 (정점군 C), 그리고 가장 남측인 가사도와 하조 도 사이에 위치한 해역 (정점군 D)으로 구분된다. 각 정점군 은 퇴적상에서도 확연히 구분되고 있으며, 출현종 조성에서 도 퇴적상의 차이를 잘 반영하였다.

    결론적으로 시아해의 조하대 대형 저서동물 군집은 우리 나라 여타 내만 해역에 비해 높은 종 다양성을 보이며, 입도 가 세립한 신안군 압해도에서 입도가 조립한 진도군 외측 해 역으로 갈수록 출현 종 수, 밀도 및 생체량이 감소하는 경향 을 보였다. 또한 Bio-env 분석 결과 군집은 입도 조성과 이에 따른 유기물 함량에 따라 영향을 받는 것으로 나타났다. 주 요 우점종으로는 세립질 퇴적상에서는 Photis longicaudata, Septifer keenae, Maldane cristata, Lumbrineris longifolia, Heteromastus filiformis, Coptothyris grayi 등이었으며 이들 의 공간분포 양상은 향후 시아해의 저서환경의 변화를 모니 터링 하는 데 중요한 요소가 될 것으로 판단된다. 집괴 분석 결과 구분된 정점군은 퇴적상을 잘 반영하고 있어, 시아해의 대형 저서동물 군집은 퇴적상과 이에 수반된 유기물 함량에 영향을 받는 전형적인 군집으로 판단된다.

    적 요

    해남반도와 신안 및 진도 사이에 위치한 시아해에서 저서 동물 주요 우점종, 군집 구조 및 분포 특성을 파악하고자 49 개 정점을 설정하고 2001년 11월, 2002년 2월, 5월, 8월에 van Veen grab (채집 면적 0.1m2)을 사용하여 각 정점당 2회 씩 저서동물을 채집하였다. 퇴적상은 목포구와 인접한 내측 해역은 muddy sandy gravel 퇴적상이, 조류가 강한 명랑수도 와 인접한 지역은 gravel의 퇴적상이, 우이도 남측 해역에서 는 sand muddy의 퇴적상이었다. 퇴적물내의 유기물 함량은 0.5~1.5%의 범위로서 평균 약 0.6%였다. 전 조사기간 동안 총 271종의 저서동물이 출현하였으며 다모류가 전체의 34% 를 점유하여 가장 우점하였으며, 갑각류가 28%, 연체동물 이 21%를 점유하였다. 평균 밀도는 166 ind.m-2였으며, 다모 류가 약 40%, 갑각류가 26%를 차지하였다. 생체량은 평균 29.2 gm-2로서 연체동물이 44%였다. 입도가 세립한 신안군 압해도에서 입도가 조립한 진도군 외측 해역으로 갈수록 출 현 종 수, 밀도 및 생체량이 감소하는 경향을 나타내었으며 Bio-env 분석 결과 군집은 입도 조성과 유기물 함량에 따라 영향을 받는 것으로 나타났다. 주요 우점종으로는 세립질 퇴 적상에서는 Photis longicaudata, Septifer keenae, Maldane cristata, Lumbrineris longifolia, Heteromastus filiformis, Coptothyris grayi 등이었다. 집괴 분석 결과 4개의 정점군으 로 구분되었으며 SIMPER 분석 결과 정점군 A에서는 Striarca symmetrica, 정점군 B에서는 Glycera chirori, 정점군 C 에서는 Heteromastus filiformis, 정점군 D에서는 Latreutes planirostris가 유사도에 영향을 미쳤다. 이 연구결과로부터 시아해의 대형 저서동물 군집은 퇴적상과 이에 수반된 유기 물 함량에 따라 영향을 받는 양호한 군집 특성을 보였다.

    Figure

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    Map showing the sampling station of Shia Sea, southwest coast of Korea. Duplicate sediment samples were taken at each station in November 2001, February, May and August 2002.

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    Ternary diagram of the surface sediment of Shia Sea around Shinan and Jindo coastal area.

    KJEB-34-329_F3.gif

    Sediment facies of the surface sediment of Shia Sea around Shinan and Jindo coastal area. The abbreviations of sediment types are the same as in Fig. 2.

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    Spatial distribution of the ignition loss (%) in the surface sediment of Shia Sea around Shinan and Jindo coastal area.

    KJEB-34-329_F5.gif

    Spatial distribution of macrobenthic species, abundance and biomass in the study area between November 2001 and August 2001.

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    Spatial variation of abundance (ind.m-2) of major dominant species of macrobenthos of Shinan and Jindo coastal area.

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    Spatial variation of abundance (ind.m-2) of major dominant species of macrobenthos of Shinan and Jindo coastal area.

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    Spatial variation of abundance (ind.m-2) of major dominant species of macrobenthos of Shinan and Jindo coastal area.

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    Spatial distribution of species diversity of macrobenthic community of Shinan and Jindo coastal area.

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    Dendrogram based on cluster analysis of Shia Sea around Shinan and Jindo coastal area.

    KJEB-34-329_F11.gif

    Spatial distribution of the four station groups recognized from cluster analysis for the abundance of macrobenthos species.

    Table

    Number of species, abundance and biomass of the subtidal macrobenthos of Shia Sea around Shinan and Jindo coastal area

    Relationship between environmental variables and macrobenthic assemblage data using Bio-Env analysis with environmental variables best explaining the faunal pattern (Resulting values are weighted using Spearman rank correlation coefficient (r). Bold values indicating the highest correlation value for the best explanatory variables)

    Spearman’s correlation coefficient between environmental parameters of sediment and ecological factors

    *p<0.05,
    **p<0.01, - : not significant

    Major dominant species of the subtidal macrobenthos of Shia Sea around Shinan and Jindo coastal area

    Results of SIMPER analysis for species contributing the most (up to 50%) to the overall similarity between station group in subtidal macrobenthic community of Shia Sea

    Characteristics of each station group classified by cluster analysis of the macrobenthic community of Shia Sea around Shinan and Jindo

    Comparison of macrobenthic communities around Korean coastal waters

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