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ISSN : 1226-9999(Print)
ISSN : 2287-7851(Online)
Korean Journal of Environmental Biology Vol.35 No.3 pp.361-372
DOI : https://doi.org/10.11626/KJEB.2017.35.3.361

Marine Bio-environmental Characteristics with the Distributions of Dinoflagellate Cyst Assemblages in the Ulsan Coastal Waters (UCW)

Yang Ho Yoon
*
School of Marine Technology, Chonnam National University, Yeosu 59626, Republic of Korea
Corresponding author : Yang Ho Yoon, 061-659-7142, 061-659-7149, yoonyh@jnu.ac.kr
July 17, 2017 August 4, 2017 August 8, 2017

Abstract

This study described the spatial distribution of dinoflagellate cyst assemblages in the Ulsan Coastal Waters (UCW). Surface sediment samples from 15 stations revealed the occurrence of 33 species involving the Groups Protoperidinioid (51.5%), Gonyaulacoid (30.4%), Calciodineloid (9.1%), Gymnodinioid (3.0%), Diplopsallid (3.0%) and Tuberculodinioid (3.0%). The recorded cyst abundance in the UCW recorded was low (260~1,680 cysts g-dry-1) compared to Korean coastal waters. The abundance of heterotrophic cysts is higher in the Ulsan harbour and northwestern parts of UCW with eutrophic areas, however autotrophic species are more prevalent in the southern parts with open sea environments. The dinoflagellate cyst assemblages in the UCW were characterized by the dominance of Gonyaulax scrippsae, Protoperidinium sp. (Brigantedinium sp.), and Gonyaulax spinifera complex. The advent of the toxic dinoflagellate, Pyrodinium bahamense var. bahamense was recorded for the first time in the East-south sea of Korea. Therefore, as a result of ongoing monitoring and management for new toxic dinoflegallates from tropical or subtropical regions, analysis of dinoflagellate cyst assemblages in the UCW has been deemed necessary.


와편모조 시스트 분포에 의한 울산연안 해역의 생물해양환경 특성

윤 양 호
*
전남대학교 해양기술학부

초록


    Chonnam National University

    서 론

    해양식물플랑크톤 군집은 매우 다양한 생물군에 의해 구 성되어, 해양생태계에서 기초생산자 및 환경지표 생물군으 로 역할을 한다. 특히 와편모조류는 식물플랑크톤 군집에서 규조류 다음으로 종수 및 현존량이 많은 생물군으로 독립영 양종, 종속영양종 그리고 혼합영양종 등 다양한 영양방식으 로 생산자에서 소비자에 거쳐 넓게 분포하는 특이한 생리· 생태적 특성을 보인다 (Inoue 2007). 이런 와편모조류는 서식 조건이 양호할 때에는 표영환경에서 영양세포로 통상 핵분 열에 의한 무성생식으로 번식하지만, 질소 부족 등 서식환경 이 악화되면 배우자를 형성하여 유성생식을 한다 (Anderson 1984). 유성생식은 영양세포에서 배우자에 의한 접합으로 종편모 2개를 가지는 운동성 접합자 (planozygote)가 만들 어지고, 수일 후에는 휴면성 접합자 (hypnozugote)인 시스 트 (cyst)가 되어 해저퇴적층에 침강하여 휴면상태가 된다 (Anderson and Wall 1978). 와편모조 시스트는 수주에서 수 개월 휴면한 다음 서식환경이 좋아지면, 수온, 빛 등 외부자 극으로 발아하여 재차 표영환경에 2개의 종편모를 가진 운 동성 감수모세포 (planomeiocyte)로 돌아와 감수분열을 통하 여 단상의 정상 영양세포가 된다 (Dale 1983). 그러나 모든 와편모조류가 이와 같은 생활사를 가지는 것은 아니다. 현 재 약 2,500종의 와편모조류에서 10~20%의 종만이 생활사 에서 휴면포자, 즉 resting cyst를 형성하는 것으로 보고된다 (Taylor 1987; Head 1996; Price and Pospelova 2011; Bonnet et al. 2012). 그러나 지금도 와편모조류 분류에서 시스트 와 영양세포의 대응관계가 명확하지만은 않다 (Dale 1983; Matsuoka and Fukuyo 2000). 또한 유성생식을 하지만 휴면 접합자를 만들지 않고 운동성 접합자에서 직접 감수분열을 하여 영양세포로 돌아오는 종도 있다 (Taylor 1987).

    와편모조 시스트의 형성 이유는 아직도 분명하지 않지만, 생존율을 높이고 (Dale 1983), 유영군의 확산 및 유전자 재 조합을 증가시키기 위한 것 (Anderson 1984; Matsuoka et al. 2010) 등으로 추정하고 있을 뿐이다 (Yoon and Shin 2014). 다만 확실한 것은 연안환경에서 와편모조 시스트는 표영환 경의 누적지표로 해양환경변화 및 기초생물의 동태 정보를 규명하는데 유용한 방법으로 활용되고 있는 것만은 확실하 다 (Matsuoka and Fukuyo 2000; Yoon and Shin 2014).

    울산연안 해역은 태화강, 외황강 및 회야강을 통한 담수 유입뿐만 아니라 1962년 울산공업단지 조성사업을 시작으 로 지금은 울산미포국가산업단지, 온산국가산업단지, 효문공 업단지, 울산석유화학단지, 울산용연공업단지, 울산자유무역 지역, 학남공업단지 등 크고 작은 많은 공업단지는 물론 남 쪽에는 국내 최대의 원자력발전소가 위치하는 한국 최대의 임해공업지역이다. 울산항은 이들 공업단지의 배후 무역항 으로 중요한 역할을 하고 있다. 이에 따라 연안해역은 인간 활동의 부산물인 산업폐수 및 생활하수가 대량 유입되면서 해양환경이 급격하게 변화된 대표적 해역으로 2000년에 해 양수산부에 의해 해양환경 특별관리해역으로 지정되어 관리 되고 있다. 그러나 이러한 중요성에도 불구하고 울산연안 해 역을 대상으로 실시된 해양환경 및 기초생물 관련 연구보고 는 매우 제한적이며, 최근 유류 (You et al. 2012) 및 중금속 오염 (Sun et al. 2015). 그리고 식물플랑크톤 관련 연구가 일 부 보고될 뿐 (Joo et al. 2011; Kweon and Kang 2013; Lee et al. 2016; Yoon 2017), 와편모조 시스트에 대한 연구는 전무 하다 (Yoon and Shin 2013).

    따라서 이 논문은 표영환경의 시간적 누적지표로서 와편 모조 시스트의 분포를 파악하여 해양환경 특별관리해역으 로 지정된 울산연안 해역의 생물해양학적 특성을 고찰하여, 해역의 이용 및 보전, 관리에 필요한 기초자료를 제공하고자 한다.

    재료 및 방 법

    표층퇴적물 중의 와편모조 시스트 분포에 의한 울산연안 해역의 생물해양학적 특성 파악을 위한 현장조사는 울산연 안 해역의 15개 정점 (Fig. 1)을 대상으로 2016년 4월 23일에 실시하였다. 시스트 표본채집과 함께 저층해수의 해양환경 도 분석하였다. 저층해수의 해양환경으로는 수온, 염분, 탁도 및 Chl-a 농도와 식물플랑크톤 군집을 대상으로 하였다. 이 중 수온, 염분, 탁도 및 Chl-a 농도는 현장측정용 잠수용형광 광도계 (JFE Advantech Co., Ltd, ASTD 102)에 부착된 센서 를 이용하여 현장에서 직접 측정하였다. 식물플랑크톤 군집 은 반돈 채수기로 해수 1 L를 채수하여 중성포르마린 최종 농도가 0.4%가 되게 첨가하고 고정 (Throndsen 1978)하여, 자연낙하방법으로 최종농도 10 mL가 되도록 농축하여 광학 현미경 관찰시료로 제공하였다.

    와편모조 시스트 표본채집은 Smith-Mcintyre 그랩으로 채 집한 표층퇴적물을 직경 3 cm의 아크릴 파이프로 서브 샘 플하여 0~2 cm의 표층시료를 플라스틱 밀폐용기에 취하여 분석 전까지 냉장 보관하였다. 와편모조 시스트 현미경관찰 을 위한 표본은 Yoon and Shin (2014) 약품을 이용한 방법으 로 최종농도가 10 mL가 되도록 농축하였다. 현미경관찰은 Sedgwick-Rafter Chamber에 농축표본 1 mL를 주입하여 미 분간섭장치가 부착된 고배율광학현미경 (Olympus, BX50)에 서 100×~400× 배율로 종의 동정 및 계수를 실시하였다 (Matsuoka and Fukuyo 2000). 시스트의 현존량은 퇴적물 건 조중량 1 g에 포함하는 시스트의 수 (cysts g-dry-1)로 표시하 였다 (Yoon and Shin 2014). 그리고 사용된 학명의 분류체계 는 WoRMS (World Register of Marine Species, http://www. marinespecies.org))의 분류체계에 따라 정리하였다.

    결 과

    1.저층해수의 환경인자

    울산연안 해역의 저층해수 수온은 해역에 따라 12.0~ 14.5℃의 범위에서 13.1±0.78℃ (평균±표준편차, 이하 동 일방법)의 변동 폭을 나타내었다. 공간적으로는 울주군 회 야강 하구해역에서 온산연안의 남부해역에서 13.0℃ 이상 으로 높고, 온산항 및 전방 중앙해역에서 13.0℃ 이하의 낮 은 값을 나타내었다 (Fig. 2A). 염분은 33.29~34.38 psu의 범위에서 34.10±0.34 psu의 변동 폭으로 대부분 해역에서 34.0 psu 이상의 높은 농도를 보였고, 회야강 하구해역에서 만 34.0 psu 이하의 낮은 농도를 나타내었다 (Fig. 2B). 탁도 는 2.29~12.08 FTU의 범위에서 4.36±3.25 FTU의 변동 폭 으로 해역에 따라 차이가 크게 나타났다. 즉 수심이 비교적 깊은 울산항 외부해역에서 10.0 FTU 이상의 높은 농도를 보 였고, 수심이 30 m보다 얕은 해역에서 4.0 FTU 이하의 농도 를, 그리고 회야강 하구해역에서는 2.0 FTU 전후의 낮은 농 도를 나타내었다 (Fig 2C).

    2.저층해수의 식물플랑크톤

    저층해수에 출현한 식물플랑크톤은 30속 39종으로 비 교적 단순하였을 뿐만 아니라 대부분 규조류 (26속 33종) 에 의해 점유되었다. 와편모조류는 3속 4종, 규질편모조 가 1속 1종이 출현하였다. 출현한 와편모조류는 Noctiluca scintillans, Protoperidinium spp. Scrippsiella trochoidea 였다. 표층에서도 와편모조류 출현은 낮아 저층해수 출현 종 이외에 Akashiwo sanguinea, Prorocentrum compressum, Protoperidinium pentagonum, Tripos furca 등 4종이 추가되 었다. 식물플랑크톤 세포밀도는 2.5~8.6 cells mL-1의 범위 에서 5.2±1.95 cells mL-1의 변동 폭으로 방어진 남부해역 을 포함한 울산연안 해역에서 5 cells mL-1 이하의 농도를 회 야강에서 간절곶에 이루는 해역에서 수심과 평행하게 5~7 cells mL-1의 밀도를 나타내었다 (Fig. 3A). 세포밀도 역시 규 조류에 의해 지배되었으며, 식물성 편모조류는 0~0.6 cells mL-1의 범위에서 0.2±0.19 cells mL-1로 매우 낮았다. Chl-a 농도는 0.36~0.80 μg L-1의 범위에서 0.59±0.14 μg L-1의 낮은 변동 폭으로 회야강 하구해역에서 0.5 μg L-1 이상의 농도를 보이는 것에 반해 간절곶 인근의 남부해역과 태화 강 하구해역에서 0.5 μg L-1 이하의 낮은 농도를 나타내었다 (Fig. 3B). 저층해수의 식물플랑크톤 군집에서 우점종은 저 서성 규조인 Paralia sulcata가 30.2%의 우점율를 보였을 뿐 나머지 우점종은 없었다. 그러나 표층은 태화강 하구의 방어 진 남부해역을 중심으로 와편모조류 Scrippsiella trochoidea 가 56.8%의 우점율로 극우점하였고, 기타 우상규조 Pseudonitzschia pungens 및 중심규조 Skeletonema costatum -ls (like species)가 각각 12.6%와 5.2%의 우점율을 나타내었다.

    3.표층퇴적물 중의 와편모조 시스트

    울산연안 해역에서 출현이 확인된 시스트는 6개 그 룹에 거쳐 9속 33종이었다. 즉 종속영양종을 포함하는 Protoperidinioid 그룹이 17종으로 51.5%의 출현점유율, 독 립영양종으로 구성된 Gonyaulacoid 그룹이 10종에 30.4%, 기타 Gymnodinioid 그룹이 3종에 9.1%, Calciodineloid, Diplosaliod 및 Tuberculodinioid 그룹이 각 1종에 각 3.0%의 점유율을 보였다 (Fig. 4). 출현종을 영양방법으로 구분하면 독립영양종이 13종으로 39.4%를 차지하였고, 종속영양종은 20종으로 60.6%를 차지하여 종속영양종 비율이 높게 나타 났다 (Table 1). 그리고 출현종의 공간분포는 회야강 및 태화 강 하구해역에서 상대적으로 출현종이 낮고, 온산항 외측 개 방해역에서 높은 특성을 보였다 (Fig. 5A).

    표층퇴적물 중 와편모조 시스트의 세포밀도는 260~1,680 cysts g-dry-1의 범위에서 559.8±334.98 cysts g-dry-1의 세 포밀도로 울산항, 온산항을 포함한 육지부에 인접한 정점에 서 세포밀도가 낮고, 개방된 외측해역에서 상대적으로 높았 다. 다만 방어진 남부해역은 개방된 특성을 보이면서도 가장 낮은 세포밀도를 보였다 (Fig. 5B). 또한 세포밀도를 독립영 양종과 종속영양종으로 구분하여 보면, 상대적으로 시스트 세포밀도가 낮은 육지부 인접해역에서 종속영양종 구성비가 50%를 넘었고, 세포밀도가 가장 낮았던 방어진 남부를 포 함하여 항계 외해측인 개방해역에서 독립영양종이 50% 이 상을 나타내었다 (Fig, 5B). 특히 새롭게 항만공사가 진행되 는 온산항 남부에서 간절곶에 이르는 해역에서 종속영양종 구성비가 높은 특성을 보였다 (Fig, 6). 그리고 와편모조 시 스트의 발아공 및 원형질 유무에 따라 살아 있는 생시스트 (living cyst)와 공시스트 (empty cyst)로 구분하여 살펴보면, 전반적으로 공시스트보다 생시스트의 비율이 높았고, 공간 적으로는 울산항 및 태화강 하구해역 등 비교적 폐쇄적 해 역 및 육상기원물질 유입정도가 높은 해역에서 공시스트 비 율이 높았고, 개방해역에서 생시스트의 비율이 다소 높았다 (Fig. 5C).

    표층퇴적물의 와편모조 시스트 중 전체 해역평균 10%이 상의 우점율로 출현하는 우점종은 독립영양인 Gonyaulax scrippsae, G. spinifera complex와 Lingulodinium polyedrum, 그리고 종속영양종인 Protoperidinium spp. Pt. conicum, Pt. pentagonum 등이었다. 이 중 최우점종인 G. scrippsae (S. bulloideus) 및 제2, 제3우점종인 Protoperidinium spp. (Brigantedinium sp.)와 G. spinifera (S. ramosus)의 분포경향 을 살펴보면, 독립영양종 G. scrippsae는 전체 해역에서 우점 하여, 울산신항, 온산항 등 연안부 해역에서 20 cysts g-dry-1 이하의 낮은 세포밀도를 보이나, 태화강 하구의 용연 인근 해역과 남동부의 개방해역에서는 30 cysts g-dry-1 이상의 높 은 세포밀도를 보였다 (Fig. 7A). 제2우점종인 종속영양종 Protoperidinium sp.는 울산신항만 및 온산항 등 울산연안 의 북서해역에서 우점하였다. 특히 폐쇄적인 울산항에서 50 cysts g-dry-1 이상의 세포밀도를 최대로 울산항에서 멀리 떨 어질수록 세포밀도가 감소하여 울산의 남서개방해역의 일부 에서 10 cysts g-dry-1 이하의 낮은 농도를 보이지만, 남부해 역에는 우점출현하지 않았다 (Fig. 7B). 그리고 제3우점종인 G. spinifera는 독립영양종으로 온산연안 해역에서는 우점출 현하지 않았지만, 울산항을 포함하는 태화강 하구해역에서 20 cysts g-dry-1 이하의 세포밀도를 보였고, 남부 개방해역에 서는 20 cysts g-dry-1 이상의 상대적 높은 세포밀도를 나타내 었다 (Fig. 7C).

    고 찰

    울산연안 해역의 저층해수에서 34.0 psu 이상의 높은 염분 을 나타내는 것은 대한해협을 통해 동해에 유입되어 북상하 는 쓰시마난류의 영향을 강하게 받고 있기 때문이다. 또한 연안부의 저층해수에 비해 외해의 깊은 수심을 나타내는 개 방해역의 저층해수에서 3~5배 높은 탁도를 보이는 일부 내 만해역의 해저부근 (Kawana and Tanimoto 1984; Sakamoto and Kawana 1989; Tanimoto and Hoshika 1997)이나 전 세 계의 심층수 (Kolla et al. 1976)에서 흔히 관찰되는 해저 고 탁수층 (turbid bottom water layer)이 형성되고 있는 것으 로 추정되었다. 그러나 해저 고탁수층에 대해서는 아직 국 내에서 상세하게 보고된 적이 없어 앞으로 심도 있는 연구 가 필요할 것으로 보인다. 그리고 저층해수의 식물플랑크톤 과 Chl-a 농도는 규조류에 지배되면서 낮은 개방해역의 특 성으로 낮은 생물량과 규조에 의해 지배되는 군집구조를 나 타내었고, 와편모조류의 영양세포 출현은 표·저층에서 매 우 제한적인 출현으로 세포밀도 등 특이 현상은 관찰되지 않았다 (Yoon 2011). 다만 표층의 태화강 하구해역에 우점한 Scrippsiella trochoidea가 표층퇴적물의 시스트로는 반영되 지 않았다 (Yoon unpublic data). 즉 표층퇴적물 시스트 분포 는 일시적 표영환경의 식물플랑크톤 군집변화가 아닌 시간 적으로 누적된 지표로서 작용하고 있음을 나타내는 증거라 할 수 있다 (Yoon and Shin 2014). 또한 저층의 우점규조인 Paralia sulcata는 연안 퇴적물의 환경지표종 (McQuoid and Nordberg 2003)으로 이용되는 종이다.

    울산연안 해역에서 확인된 와편모조 시스트는 36종은 현 재까지 국내 연안해역을 대상으로 한 50여 편의 시스트 관 련 문헌에 출현한 약 90종의 전체 시스트 (Yoon and Shin 2013)에 비하면 낮다고 할 수 있지만, 국내의 시스트 연 구 초기인 1990년대 초에는 10종 전후의 시스트 종이 동정 (Kim et al. 1990; Lee and Yoo 1991)되었고, 지금까지 남해 동부의 다양한 양식장의 표층퇴적물을 대상으로 하였던 시 스트 연구에서 기록된 47종 (Pospelova and Kim 2010)이 최 다라고 한다면 울산연안 해역의 출현 시스트 종은 적지 않 은 출현수이다 (Table 2).

    울산연안 해역 표층퇴적물에서 시스트의 세포밀도는 260~1,680 cysts g-dry-1를 보였다. 고생물학을 포함하여 지구규모의 시스트 세포밀도는 해역에 따라 매우 큰 차이 를 보여, 0~수십만 cysts g-dry-1의 범위를 나타낸다 (Head 1996; Zonneveld et al. 2013). 국내에서도 황해 중앙부에 서 20,828 cysts g-dry-1 (Hwang et al. 2011)나 통영의 8,900 cysts g-dry-1 (Pospelova and Kim 2010)의 높은 시스트 세 포밀도가 보고되는 반면, 동중국해 북부해역 (Cho and Matsuoka 2001)이나 황해 동남부 (Hwang et al. 2009)에서 는 해역에 따라 10 cysts g-dry-1 이하의 매우 낮은 농도를 보 이기도 한다. 울산연안에서 관찰되는 시스트 세포밀도는 서 해 새만금 (Park et al. 2004), 황해 동남부해역 (Hwang et al. 2009), 남해의 부산항 (Kim et al. 2005), 가막만 및 여자만 (Shin et al. 2011), 남서개방해역 (Shin et al. 2007; Park et al. 2008), 중앙부해역 (Lee and Matsuoka 1996), 제주연안 해역 (Park et al. 2016) 및 동중국해 북부해역이나 지구규모에서 도 상대적으로 낮은 시스트 세포밀도를 보이는 인도양에 일 부해역(D’Costa et al. 2008; Furio et al. 2012; Narale et al. 2013)에 비하면 높은 세포밀도이다 (Table 2). 그러나 시스트 세포밀도는 표층퇴적물의 퇴적상이나 해수특성에 의해 크게 달라지는 특성 (Dale 1983; Anderson et al. 1995; Joyce et al. 2005)을 보이기도 하고, Table 2의 진해만, 가막만 그리고 남 부 중앙부해역과 같이 동일해역에서도 조사정점 및 횟수의 차이에 의해서도 크게 달라질 수 있어, 단순한 세포밀도의 차이에 의한 해역특성을 평가하기는 어렵다.

    해역의 부영양화 과정을 추적하는 방법의 하나로 와편모 조 시스트의 영양방식, 즉 종속영양종과 종속영양종의 세 포밀도 비를 이용한다 (Matsuoka 1999; Dale et al. 1999; Dale 2001, 2009). 이 방법은 비교적 빈영양 환경조건을 보 이는 해역에서 독립영양종 시스트가 우세하고, 산업활동이 나 담수유입에 의해 부영양 해역에서는 먹이생물의 증가 로 종속영양종 시스트가 우세하다는 조건 (Sætre et al. 1997; Pospelova and Kim 2010; Ismael et al. 2014)을 전재로 한다. 이 방법으로 울산연안 해역의 표층퇴적물의 환경변화를 추 적하면 울산항 및 태화강 하구해역의 북서연안 해역 및 울 주군 연안의 남부해역은 종속영양종이 우세하여 상대적으로 부영양화가 진행되고 있음을 나타낸다. 반면 회야강 하구해 역을 포함하는 울산항 주변의 개방된 특성을 보이는 남동부 해역은 독립영양종이 우세하여 아직도 물질 확산 등 비교적 양호한 해양환경 조건을 유지하는 것으로 판단되었다. 그러 나 이와 같은 내용은 울산연안 해역의 대형선박 운항에 의 한 표층퇴적물 교란이 발생하기 쉬운 특징을 보이기에, 단기 적 영향을 나타내는 표층퇴적물의 유기물량 등 보다 직접적 인 연구에 의한 확인이 필요하다.

    표층퇴적물에서 관찰되는 와편모조 시스트는 표영환경의 서식환경 변화에 의해 형성되기도 하고, 발아되기도 한다. 즉 서식환경에 따라 영양세포가 접합에 의해 시스트를 생 산하기도 하고, 시스트가 발아공을 통해 표영환경으로 공급 되어, 공시스트만을 퇴적물에 남기기도 한다. 때문에 퇴적물 속의 시스트는 언제 형성되어, 얼마나 많은 시간을 퇴적층 에서 보내고 있는지에 대한 정확한 정보획득이 쉽지 않기에 해역의 와편모조 시스트 군집해석에는 공시스트까지 포함하 여 평가할 것을 권장하고 있다 (Matsuoka and Fukuyo 2000). 그러나 울산연안 해역에서 공시스트와 생시스트의 비의 공 간분포에서는 뚜렷한 경향성이 관찰되지 않았다.

    울산연안 해역 표층퇴적물의 시스트 우점종은 Gonyaulax scrippsae, G. spinifera complex 그리고 Protoperidinium group이었다. 특히 독립영양종인 G. scrippsae, G. spinifera complex에 의한 우점현상은 서해의 개방된 해역 (Cho and Matsuoka 2001; Hwang et al. 2009, 2011), 남해의 부산항 (Kim et al. 2005), 통영주변 (Pospelova and Kim 2010), 광 양만 (Kim et al. 2009), 가막만 (Lee et al. 1999)은 물론 개방 특성을 보이는 중앙부 (Lee and Matsuoka 1996; Cho et al. 2003; Park et al. 2005; Shin et al. 2011) 및 남서해역 (Shin et al. 2007b; Park et al. 2008) 그리고 동중국해 (Cho and Matsuoka 2001; Cho et al. 2004) 등에서 우점 출현하였다 (Table 2). 그에 반해 종속영양종인 Protoperidinium group은 국내에서 최고로 해양오염이 진행된 진해-마산만 (Lee and Yoo 1991)에서 최우점종으로 출현하고 있고, 가막만 북부 의 폐쇄해역 (Park and Yoon 2003)을 포함한 일부해역 (Lee et al. 1999; Shin et al. 2011, 남해중앙부 및 남서해역 (Shin et al. 2007b, 2011) 및 일부 오염이 진행된 제주포구 (Park et al. 2016) 등에서 극지적으로 우점 출현하여, 울산연안 해 역의 유기오염 현상의 추정과 일치하였다 (Table 2). 그러나 남해의 와편모조 시스트 군집에서 보편적으로 관찰되면서 통영연안, 중앙부해역, 그리고 남서해역 (Kang et al. 1999; Park et al. 2005, 2008) 등에서 우점출현하는 Scrippdiella trochoideaScrippsiella sp.는 표영환경에 우점 출현하면 서도 많이 출현하지 않았다. 또한 남해에 특징적으로 출현하 는 Alexandrium 속 (Shin et al. 2011)도 출현하지 않은 반면, 아열대성 유독플랑크톤으로 동남아시아에서 대표적인 마비 성패류독화 원인종 Pyrodinium bahamense var. bahamense (Furio et al. 2012)가 이례적으로 출현하였다. 국내에서 P. bahamense var. bahamense는 남해 통영연안 (Pospelova and Kim 2010)과 황해 동남해역 (Hwang et al. 2009)에서 시스트 로 출현이 보고되고 있고, 제주도에서는 시스트 우점종 (Park et al. 2016)으로 보고하고 있지만, 영양세포로서 표영환경에 출현은 아직 확실하지 않다. P. bahamense var. bahamense가 울산연안에서 출현하는 것은 지구온난화에 의해 한국 남해 및 일부 서해 및 동해남부까지 아열대해역에서 다양한 환경 및 공중위생문제를 발생시키는 유독플랑크톤 유입이 현실화 되고 있음을 나타내는 것이다. 이는 한국연안해역에 앞으로 더욱 다양한 열대 및 아열대해역의 유독플랑크톤이 유입되 어 수산자원생물의 피해는 물론 공중위생에도 영향을 줄 수 있음을 시사하는 것으로, 이들 종의 확산에 대한 모니터링 및 관리대책이 요구된다.

    적 요

    울산연안 해역 표층퇴적물 중의 와편모조 시스트 군집에 의한 생물해양학적 환경특성을 파악하기 위해 2016년 4월 15개의 정점을 대상으로 저층의 해양환경과 와편모조 시스 트를 분석하였다. 시스트 표본은 Smith-Mcintyre 채니기를 이용하여 0~2 cm의 표층퇴적물을 채집하였다. 결과, 수심의 깊은 울산연안 해역의 저층에는 저층혼탁수증의 출현하는 것으로 추정되었고, 식물플랑크톤 군집은 규조에 의해 지배 되는 특징을 보였다. 와편모조 시스트는 6그룹 9속 33종으 로 Protoperidinioid 그룹이 17종으로 51.58%, Gonyaulacoid 그룹이 10종에 30.4%, Gymnodinioid 그룹이 3종에 9.1%, 그리고 Calciodineloid, Diplosaliod 및 Tuberculodinoid 그룹 이 각 1종으로 각 3.5%의 출현점유율을 보였다. 시스트 세 포밀도는 260~1,680 cysts g-dry-1의 범위로 육지에 인적한 해역보다 개방해역에서 높은 특징을 보였다. 우점종은 독 립영양종인 Gonyaulax scrippsae, G. spinifera complex 및 종속영양종 Protoperidinium 속이었다. 이 중 종속영양종 인 Protoperidinium sp.는 울산항 등 태화강 하구역에서 높 은 농도로 출현하는 반면, 독립영양종은 울산항 외부의 남부 개방해역에서 높게 나타나, 울산항 및 태화강 하구역은 이 미 상당부분 부영양화가 진행된 것으로 판단되었다. 특히 열 대 및 아열대성 유독와편모조인 Pyrodiniun bahamense var. bahamense가 출현하는 이례적 현상이 보여져, 남해는 물론 동해남부까지도 수온 변화에 따른 열대나 아열대의 새로운 유독편모조류 유입 등에 대한 모니터링 및 관리방안 수립이 시급한 것으로 판단되었다.

    사 사

    이 논문은 전남대학교 학술연구지원비 (과제번호, 2016- 2598)에 의하여 연구되었다.

    Figure

    KJEB-35-361_F1.gif

    Map showing sampling sites and bathymetry in the Ulsan coastal waters (UCW).

    KJEB-35-361_F2.gif

    Spatial distributions of water temperature (A), salinity (B) and turbidity (C) of bottom sea water in the UCW.

    KJEB-35-361_F3.gif

    Spatial distributions of phytoplankton cell density (A) and chlorophyll a (B) of bottom sea water in the UCW.

    KJEB-35-361_F4.gif

    Species composition of dinoflagellate cysts on the surface sediments in the UCW.

    KJEB-35-361_F5.gif

    Spatial distributions of the species number (A), cell density and the ratio of autotrophic and heterotrophic cell density (B), and the ratio of living and empty dinoflagellate cysts (C) on the surface sediments in the UCW.

    KJEB-35-361_F6.gif

    Fluctuation of relative ratio for autotrophic and heterotrophic species in the UCW.

    KJEB-35-361_F7.gif

    Spatial distributions of dominant cyst species, Gonyaulax scrippsae (A), G. spinifera (B) and Protoperidinium sp. (C) on the surface sediments in the UCW.

    Table

    The list of dinoflagellate cysts assemblages on the surface sediments at each station in the UCW

    Records on the species number, abundance and dominant species of dinoflagellate cysts from the Korean coastal waters and some Indian Ocean

    *marks is indicate cysts cm-3 units

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