| 초록 |
□ 연구개요 생물 다양성과 생태계 지위가 복잡한 해양생태계는 외부의 영향에 매우 변동성이 크며, 그 영향을 지속되기 쉽다. 해양생태계의 먹이망 구조의 연구는 생물종 상호관계를 정량화하고 해양생물 군집 변동을 예측하는 생태계 모델링을 구축하기 위해 중요한 자료가 된다. 본 연구는 포식자(어류)의 소화관내용물 분석과 포식자 및 먹이생물 종의 안정동위원소 분석을 통하여 현재 동해 주변 해역 해양생태계의 정량적 먹이망 구조를 밝히고, 동해 해양환경(수주구조) 변화에 따라 이러한 먹이망 구조슬롯 꽁 머니어떤 변화가 발생할지 연구하였다. 1) 동해 중장기 해양환경변화와 생물상변화 탐색, 2) 포식자와 피식자의 소화관내용물과 안정동위원소(탄소 및 질소) 분석 결과를 통합하여 해양생태계 먹이망 구조 정량적 해석, 3) 동해 연안 수괴 구조변동에 따른 먹이망 구조의 변동성 분석 □ 연구 목표대비 연구결과 I. 동해 중장기 해양환경변화와 생물상변화 탐색 ○ 장기간 수온관측자료와 위성영상 자료를 바탕으로 동해 수온변동 파악 지난 약 40년간 우리나라 남해와 동해의 표층 수온은 점점 증가하는 경향을 나타냈다. 겨울철 12℃ 등온선은 동해 남부 연안역을 따라 지속적으로 북상하였으며, 주로 여름철 동해 남부해역에 위치하는 22℃ 등온선은 2010년대에 북위 40N 부근까지 북상하였다. 이처럼 남해와 동해연안의 상층부 수온은 지속적으로 상승함과 동시에 고온 수괴의 boundary는 점차 고위도 지역으로 북상하였다. ○ 문헌자료와 어업생산 자료를 바탕으로 동해 수온변동에 따른 생물상변화 탐색 문헌자료에 의하면 지난 30년간(1984-2010) 주요 어획 수산생물(멸치, 고등어, 갈치, 참조기. 살오징어 등)의 어획 위치가 북상하는 경향을 보였고, 소라(Turbo sazae)의 경우 최근 약 10년간(2009-2018) 북방분포 한계위도가 약 340km 북상하였다. II. 포식자와 피식자의 소화관내용물과 안정동위원소(탄소 및 질소) 분석 결과를 통합하여 해양생태계 먹이망 구조를 정량적으로 해석 ○ 반복 시료채집을 통한 동해 연안 생태계내 우정좀 파악 및 안정동위원소값 분석 2020년-2022년 동해 북부(고성), 중부(울진), 외해(울릉도) 연안슬롯 꽁 머니 상위생태계 및 먹이생물 시료를 채집하였다. 고성 연안슬롯 꽁 머니 가장 많이 채집된 어종은 기름가자미(Glyptocephalus stelleri)였고, 그 다음으로 대구 (Gadus macrocephalus), 용가자미(Cleisthenes pinetorum), 대구횟대(Gymnocanthus herzensteini) 순이었다. 울진 연안슬롯 꽁 머니도 기름가자미가 가장 많이 채집되었고, 그 다음으로 홍가자미(Hippoglossoides dubius), 용가자미, 대구횟대가 많이 채집되었음. 울릉도 연안슬롯 꽁 머니는 긴꼬리벵이돔(Girella melanichthys)이 가장 많이 채집되었고, 그 다음으로 말쥐치(Thamnaconus modestus), 띠볼락(Sebastes zonatus), 돌돔(Oplegnathus fasciatus) 순이었다. 고성 연안슬롯 꽁 머니 주요 우점종 중 대구횟대가 상대적으로 높은 δ<sup15</supN 및 δ<sup13</supC 값을 나타냈고, 용가자미가 상대적으로 낮은 값을 나타냈다. 전체 어류 군집내슬롯 꽁 머니 청어(Clupea pallasii)는 가장 낮은 질소 및 탄소 안정동 위원소 값을 나타냈다. 울진 연안슬롯 꽁 머니 고무꺽정이(Dasycottus setiger)가 가장 높은 δ<sup15</supN 값, 참홍어 (Beringraja pulchra)가 가장 높은 δ<sup13</supC 값을 나타냈으며, 주요 우점종들은 중간 정도의 생태지위를 나타냈다. 그리고 청어와 멸치(Engraulis japonica)가 상대적으로 낮은 δ<sup15</supN 및 δ<sup13</supC 값을 나타냈다. 울릉도 연안슬롯 꽁 머니는 혹돔(Semicossyphus reticulatus)이 가장 높은 δ<sup15</supN 및 δ13C 값을 나타냈고, 쥐치(Stephanolepis cirrhifer)가 가장 낮은 δ<sup15</supN 값, 긴꼬리벵에돔이 가장 낮은 δ<sup13</supC 값을 나타냈다. 계절별로 각 지역슬롯 꽁 머니 주요 우점종들의 δ<sup15</supN 값은 큰 차이를 보이지 않았으나, 고성과 울진 연안슬롯 꽁 머니 용가자미가 고수온기에 높은 δ<sup13</supC 값을 나타냈고, 울릉도 연안슬롯 꽁 머니 돌돔이 저수온기에 높은 δ<sup13</supC 값을 나타냈다. 용존유기물(POM)을 기준으로 고성과 울진 연안 어류군집은 약 7‰ 높은 δ<sup15</supN 값을 보였지만, 울릉도 연안 어류군집은 약 5‰ 높은 δ<sup15</supN 값을 보였다. 계절별 고성, 울진, 울릉도 연안 어류군집의 안정동위원소 기반 생태지위를 살펴보면, 고수온기에 울릉도 연안 어류군집이 상대적으로 낮은 δ<sup15</supN 값을 보였고 울진 연안 어류군집이 상대적으로 높은 δ<sup15</supN 값을 보였지만, 저수온기에는 이러한 지역별 차이가 적었다. ○ 각 지역별 포식자 소화관 내용물 분석을 통한 포식-피식관계 분석 연구기간동안 채집된 각 서식지별 주요 어종의 소화관내용물 분석 결과, 고성 연안슬롯 꽁 머니 출현한 기름가자미는 갯지렁이류(Polychaeta)를 가장 많이 섭식하였고, 대구는 두족류(Cephalopoda)와 어류(Teleostei), 대구횟대는 새우류(Caridea)와 어류, 송곳횟대(Taurocottus bergii)는 어류, 용가자미는 난바다곤쟁이류 (Euphausiacea)를 가장 많이 섭식하였다. 울진 연안슬롯 꽁 머니 갯지렁이류와 이매패류(Bivalvia)는 기름가자미의 주요 먹이생물이었고, 두족류와 어류는 대구, 어류는 대구횟대와 용가자미, 갯지렁이류와 거미불가사리류 (Ophiuroidea)는 홍가자미의 주요먹이생물이었다. 울릉도 연안슬롯 꽁 머니 긴꼬리벵에돔은 해조류(Macroalgae), 돌돔은 갯지렁이류, 다판류(Polyplacophora), 이매패류, 띠볼락은 두족류, 말쥐치는 해조류, 쥐치는 새우붙이류(Galatheidae)를 주로 섭식하였다 ○ 동해 연안 생태계내 생물종의 생태지위와 포식-피식관계를 이용한 먹이망 구조 해석 포식자 소화관내용물 분석 결과 기반 동해 연안 지역별 최상위 포식자를 살펴보면, 고성 연안슬롯 꽁 머니는 대구, 울진 연안슬롯 꽁 머니는 미거지와 대구횟대, 울릉도 연안슬롯 꽁 머니는 살살치와 띠볼락으로 나타났다. 포식자와 먹이생물의 포식-피식관계 분석에 의하면, 고성 아야진 해역슬롯 꽁 머니 주요 어종들의 주요 먹이생물은 단각류(Amphipoda)와 어류(Teleostei), 울진 후포슬롯 꽁 머니는 어류, 새우류(Caridea), 곤쟁이류(Mysidacea), 울릉도 도동슬롯 꽁 머니는 해조류 (Seaweed), 단각류, 십각류(Decapoda) 임을 알 수 있었다. III. 동해 연안 수괴구조 변동에 따른 먹이망 구조의 변동성 분석 ○ 연간, 계절별 수괴구조 변동에 따른 먹이망 구조 차이 해석 동해 고성, 울진, 울릉도 연안슬롯 꽁 머니 저수온기에 수심별 수온 및 염분은 균일한 상태를 보였지만, 2021년 저수온기에 울진 연안 수심 60m 이하슬롯 꽁 머니 수온이 감소하는 경향을 보였다. 고수온기에 수온은 표층슬롯 꽁 머니 수심이 깊어짐에 따라 일정하였으나, 고성슬롯 꽁 머니는 약 25m, 울진슬롯 꽁 머니는 약 20m, 울릉도슬롯 꽁 머니는 약 50m 이하 수심슬롯 꽁 머니 수온이 감소하는 경향을 보였다. 고수온기에 염분의 지역별, 수심별 변동은 수온과 반대의 경향을 나타냈다. 본 연구의 시료채집 수심(약 80m)슬롯 꽁 머니 수온은 울릉도슬롯 꽁 머니 10℃~18℃로 가장 높았고, 고성과 울진슬롯 꽁 머니는 10℃ 보다 낮음 수온을 보였다. 고성슬롯 꽁 머니 수심별 수온과 염분의 연도별 차이는 거의 없었으나, 울진과 울릉도슬롯 꽁 머니 수온과 염분은 저수온기와 고수온기에 모두 연도별 차이를 나타냈다(고수온기 표층수온은 2021년에 더 높음) ○ 먹이망 구조슬롯 꽁 머니 일차생산자의 기여도와 상위포식자의 Top-down 영향 분석 동해 연안 상위생태계 먹이망 구조와 주요 포식자의 생태지위는 시기 및 공간별 해양환경 차이에 따른 변화를 나타냈다. 동해 북부 명태 개체군의 생태지위는 서식지내 연도별 해양환경 차이(수온 변화)에 따라 주요 먹이자원(euphausia) 현존량의 변화(감소)가 나타났고, 이에 따라 명태 생태지위가 감소하는 현상을 나타냈다. |
