서 론
조간대는 간조와 만조에 의하여 육상환경과 해양환경이 교차되는 지역으로 생태적 완충작용을 하며 다양한 해양 생태적 구조를 갖추고 있다(Stephenson and Stephenson, 1949; Park, 1998). 특히 사질조간대는 퇴적물의 모래 함량 이 90% 이상인 지역으로 다양한 여가활동과 오염물질 정화 기능, 해안선 침식방지, 어패류의 산란과 먹이 공급처로 그 중요성이 부각되었다(Yun, 1995). 조간대의 대형저서동물 은 물리·화학적 요인인 조석간만의 차, 조간대의 지역적 특 징, 염분과 수소이온농도(pH) 등과 생물학적 요인인 섭이, 포식자의 분포 등에 따라 제한적으로 작용하며 조간대의 형태와 퇴적물의 입도조성 등으로 인하여 대형저서동물의 군집구조와 분포가 결정되고(Lee et al., 2001), 대형저서동 물의 분포에 따라서 대상분포 양상이 띠 형태로 이루어진 다.
일반적으로 해양에서 암반 및 사·니질조간대에서 서식하는 대형저서동물의 분포는 조위에 따른 수직적 대상구조를 보이 는 독특한 분포패턴이 나타난다(Stephenson and Stephenson, 1949). 또한, 사질조간대의 경우 대상분포 패턴이 광활하게 펼쳐져 있으며, 조석간만의 차에 따라 시시각각 변화하는 외부의 환경조건과 파랑작용에 적응하기 위해서 모래 속으 로 잠입하기 때문에 Spot형태로 이루어져 있다(McLachlan and Jaramillo, 1995). 연체동물은 노출 스트레스에 따라서 간극수 및 수분이 있는 곳에서 주로 서식하며, 환형동물은 대부분 조간대 상층 부분에 서식하면서 퇴적물의 입도와 특성, 그리고 퇴적물 내의 유기물 함량에 따라서 독특한 군 집구조를 형성한다(Fauchald, 1974; Conway-Morris, 1979; Hutchings, 1998).
외국에서는 대형저서동물의 조위에 따른 특정한 분포지 역을 근거로 하는 대상분포에 대한 많은 연구가 있다(Dahl, 1952; Trevallin et al., 1970; Brown and McLachlan, 1990). 반면, 대형저서생물의 대상분포에 대한 국내의 연구 로는 Jo(1990)의 부산 다대포 모래갯벌에서의 단각류의 분 포 양상에 대한 연구, 인천 주변 대부도 방아머리 모래갯벌 의 대형저서동물의 분포에 대한 연구(Choi et al., 1998) 그 리고 최근 대청도 옥죽포 모래갯벌에 서식하는 대형저서동 물의 대상분포(Hong and Yoon, 2000)가 보고되고 있으나, 국내 사질조간대는 동서남해 연안에 상대적으로 많이 분포 하지만 아직 대상분포에 대한 연구는 미비한 편이다.
본 연구는 학암포 사질조간대에 서식하는 대형저서동물 의 군집구조와 분포 양상에 따른 대상분포의 특징을 분석하 여 국내 사질조간대의 대상구조를 이해하고 최근 유류오염 으로 인해 조간대 생태계에 오염이 가중되고 있는 이 지역 의 연안 저서생태계의 연구에 기초자료를 제공하고자 한다.
연구방법
1환경요인 측정
조사 정점별로 채취한 표층퇴적물 시료는 실험실로 운반 되어진 후 4∅ 이하의 조립질 시료는 0.5∅ 간격으로 건식 체질(Dry sieving)하여 무게백분율을 구하고, 4∅ 이상의 세립질 시료는 전체를 대표하는 2g을 취해 300ml의 0.1% 확산제 용액에 넣고 초음파 자기진동기로 균일하게 분산시 킨 후, 자동입도분석기(Sedigraph 5100D)로 분석하였다. 퇴적상(Sedimant type) 분류는 Folk and Ward(1957) 방법 을 따랐다. 유기물 분석은 표층 퇴적물에 대한 총 유기물 함량은 연소 소실법(Ingnition Loss Technique)에 의해 수 행되었으며, 무게 손실량을 원래 무게에 대한 백분비로 계 산하였다.
2대형저서동물 채집
대형저서동물의 채집은 2011년 7월부터 2012년 6월까지 매월 사리시에 실시하였다(Figure 1). 조사 당일 최간조시 조간대 최상부로부터 최저조선까지 적외선 거리측정기 (Nikon laser 600)를 사용하여 측정한 결과 약 220m의 사질 조간대가 노출되는 것으로 확인되었다. 학암포 사질조간대 에 서식하는 대형저서동물의 군집구조와 대상분포를 알아 보기 위해 해안선의 방향과 수직인 1개의 정선을 적외선 거리측정기(Nikon laser 600)를 사용하여 경사도 단면을 측 정하였다. 선정된 1개의 정선을 20m 간격으로 총 10개의 정점으로부터 50 × 50cm 면적의 방형구(대상면적 0.25m2) 를 이용하여 정량조사를 실시하였으며, 각 정점당 1회씩 깊 이 30cm까지의 저질을 채취하였다. 채취된 저질은 현장에 서 Sieve(0.1mesh)로 생물을 분리한 후, 10% 중성포르말린 으로 고정하여 실험실로 운반하여 분류하였다. 분류군별로 선별한 후 분류체계에 따라 최종적으로 해부현미경 (Olympus-SZX12) 하에서 종 수준까지 동정하였고, 계수 및 습중량(Wet weight, g/m2)을 측정하였다.
3분석방법
출현 종과 개체수의 자료를 이용하여 Bray-Curtis의 유사 도 지수(similarity index)를 나타냈으며, 유사도 지수 행렬 로부터 각 조사 정점과 출현 종을 연결하는 방법으로 group-average를 이용하였다. 군집분석은 PRIMER 6.0(Plymouth Routines Multivariate Ecological Research) computer package를 이용하여 집괴분석(cluster analysis)에 의한 수지 도(dendromgram)와 nMDS(Non-metric multidimenional scaling) 배열법으로 표현하였다. 그리고 각 그룹 간 군집 차이를 나타나게 하는 대형저서동물 분류군을 파악하기 위 해 SIMPER(Similarity-Percentages procedure) test를 수행 하였다. 우점종은 출현밀도와 출현빈도를 이용한 방법으로 LeBris Index(LeBris, 1988)을 이용하여 산출하였으며, 정 점별 우점종은 서식밀도를 근거로 산출하였다.
결 과
1기초환경요인
조사 정점의 표층 퇴적물을 채취하여 입도 조성과 평균 입도(Mean phi)를 분석하였다. 조사 정점의 계절별 퇴적 물의 평균입도는 1.9∅~2.52∅의 범위로 입도 평균값이 2.37∅로 나타나 정점 모두 전형적인 사질조간대의 중립 사(medium sand) 퇴적상을 나타냈다(Figure 2). 유기물 함 량은 0.90%~1.46%의 범위로 평균 1.15%의 유기물 함량을 나타냈다. 정점별 유기물 함량을 살펴보면 하부지역인 St. 10에서 1.46%로 가장 높게 나타났으며, 상부지역인 St. 2에 서 0.9%로 가장 낮게 나타났다. 대부분의 정점에서 사질조간 대에서 나타나는 낮은 유기물 함량 수치가 나타났다(Figure 3).
2종조성, 출현밀도 및 생체량
조사 지역의 10개 정점에서 6개의 분류군 총 59종, 출현 개체수는 668inds./m2 이었다. 분류군별 종조성은 환형동물 문(Annelida)이 25종(42.4%)을 차지하였으며, 절지동물문 (Arthropoda)이 19종(32.2%), 연체동물문(Mollusca)이 12 종(20.3%), 기타동물문(Others)이 3종(5.1%) 차지하였다. 각 정점별는 조간대 하부지역인 St. 10에서 36종으로 가장 많은 종이 출현하였으며, 상부지역인 St. 4에서 17종으로 가장 적은 종이 출현하여 조간대 하부로 갈수록 종수가 증 가하는 추세를 보였다. 출현밀도는 환형동물문이 31inds./ m2(4.7%)가 출현하였고, 절지동물문이 545inds./m2(81.5%), 연체동물문이 91inds./m2(13.6%), 기타동물문이 1inds./m2 (0.2%)으로 나타났다. 정점별로 살펴보면 중부지역인 St. 5에서 1,131inds./m2로 가장 높은 출현밀도를 차지하였으 며, 하부지역인 St. 10에서 430inds./m2로 가장 낮은 출현밀 도를 차지하였다(Figure 4). 생체량은 총 296.41gWWt/m2 으로 환형동물문이 9.84gWWt/m2(3.3%), 절지동물문이 58.99gWWt/m2(19.9%), 연체동물문이 227.33gWWt/m2 (76.7%), 기타동물문이 0.25gWWt/m2(0.1%)의 순으로 나 타났다. 정점별로 살펴보면 중부지역인 St. 6에서 54.63g WWt/m2으로 가장 높은 생체량을 차지하였으며, 상부지역 인 St. 1에서 10.63gWWt/m2으로 가장 낮은 생체량을 차지 하였다(Figure 5).
3우점종
개체수와 출현빈도를 고려한 LeBris Index를 사용하여 분석한 결과, 상위 1% 이상 총 9종의 우점종 중 절지동물 (Arthropoda)이 6종으로 나타났다(Table 1). 상위 1% 이상 의 우점종 중 정점별 개체수로 우점종의 분포양상을 살펴보 면, 최우점종은 Urothoe sp.(모래무지옆새우사촌류)로 정점 당 평균 339inds./m2이며 St. 5에서 724inds./m2로 최대 출현 밀도를 나타냈다. 2번째 우점종은 Eohaustorius spinigerus (가시발모래무지옆새우)로 정점당 평균 110inds./m2이며 St. 8에서 203inds./m2로 최대 출현밀도를 나타냈다. 3번째 우점종은 Felaniella sowerbyi(꼬마돌살이조개)로 정점당 평균 84inds./m2이며 St. 4에서 147inds./m2로 최대 출현밀 도를 나타냈다. 4번째 우점종은 Haustorioides koreanus(긴 털모래옆새우)로 정점당 평균 36inds./m2이며 St. 1에서 145inds./m2로 최대 출현밀도를 나타냈다. 5번째 우점종은 Corophium sp.(육질꼬리옆새우류)로 정점당 평균 33inds./ m2이며 St. 4에서 194inds./m2로 최대 출현밀도를 나타냈다. 6번째 우점종은 Prionospio japonicus(매끈예쁜얼굴갯지렁 이)로 정점당 평균 16inds./m2이며 St. 1에서 143inds./m2로 최 대 출현밀도를 나타냈다. 7번째 우점종은 Mandibulophoxus mai(일곱가시긴뿔옆새우)로 정점당 평균 13inds./m2이며 St. 10에서 31inds./m2로 최대 출현밀도를 나타냈다. 8번째 와 9번째 우점종은 Cirolana sp.(모래무지벌레류)와 Euzonus sp.(요정갯지렁이류)로 각각 정점당 평균 7inds./m2, 8inds./ m2이며 두 종 모두 St. 1에서 St. 6까지의 출현 분포를 갖고 있다. 이들 9종의 출현밀도는 646inds./m2로 전체 출현밀도 668inds./m2의 97.4%에 해당한다.
4군집분석
조사지역의 10개 정점에서 Bray-Curtis index의 유사도 (Similarity)를 분석한 결과, 정점 모두 50% 이상의 수준으 로 유사한 결과가 나타났다. 유사도 지수를 토대로 크게 3개 의 그룹으로 나뉘었는데, 조간대 상부지역인 St. 2~St. 4, 조간대 중부지역인 St. 5~St. 8, 조간대 하부지역인 St. 9~St. 10으로 구분되었다. 조간대 상부지역은 Haustorioides koreanus (긴털모래옆새우), Prionospio japonicus(매끈예쁜얼굴갯 지렁이), Euzonus sp.(요정갯지렁이류)가 다른 정점에 비해 높게 출현하여 유사도 지수에 영향을 주었으며, 중부지역은 Eohaustorius spinigerus(가시발모래무지옆새우), Urothoe sp.(모래무지옆새우사촌류), Felaniella sowerbyi (꼬마돌살 이조개)가 다른 정점에 비해 높게 출현하여 유사도 지수에 영향을 주었으며, 하부지역은 Mandibulophoxus mai(일곱 가시긴뿔옆새우), Semelangulus tokubei(작은대양조개)가 다른 정점에 비해 높게 출현하여 유사도 지수에 영향을 주 는 종으로 나타났다(Figure 6).
5학암포 사질조간대의 분포 패턴
상위 1% 이상의 우점종들의 분포양상으로 학암포 사질조 간대의 대상분포 패턴을 살펴보았다. 최우점종인 Urothoe sp.(모래무지옆새우사촌류)는 상·중·하부지역 모든 조위에 서 출현하였으나 상대적으로 중부지역에서 우점적으로 분 포하였으며, Haustorioides koreanus(긴털모래옆새우)와 Corophium sp.(육질꼬리옆새우류) 그리고 Prionospio japonicus(매끈예쁜얼굴갯지렁이)는 상부지역, Eohaustorius spinigerus(가시발모래무지옆새우)와 Felaniella sowerbyi(꼬 마돌살이조개)는 상대적으로 중부지역, Mandibulophoxus mai (일곱가시긴뿔새우)는 하부지역에 우점적으로 분포하였다 (Figure 7).
고 찰
본 연구는 학암포 사질조간대에 서식하는 대형저서동물 의 군집구조와 분포양상을 분석하여 학암포 사질조간대의 대상분포 패턴이 어떻게 이루어져 있는가를 알아보기 위하 여 연구하였다.
학암포 사질조간대의 환경요인 중 표층 퇴적물을 채취하 여 입도 조성과 평균 입도를 분석한 결과, 퇴적물의 평균 입도는 2.37∅로 나타났으며, 사질(Sand)이 95% 이상으로 전형적인 사질조간대의 중립사(Medium sand)의 퇴적상을 나타냈다. Snelgrove and Butman(1994)에 의하면, 퇴적물 내의 유기물 함량은 퇴적물의 입도에 따라 좌우되어 입도 분포와 유사한 양상을 보인다고 보고한 바 있으며, 본 연구 조사지역의 유기물 함량은 평균 1.15%로 전형적인 사질조 간대에서 나타나는 유기물 함량 수치가 나타났다. 또한, 세 립질의 사질지역으로 이루어진 Lee et al.(2004)의 이원방 조제 주변 해역에서는 평균 0.3%의 유기물 함량을 보였으 며, Sung(2010)의 태안조간대의 연구에서는 평균 0.7%의 유기물 함량을 보였는데, 이는 본 연구 조사지역의 유기물 함량에 비해 비교적 낮은 수준이었다.
Paik et al.(2005)에 의하면, 대형저서동물의 출현 종수 및 개체수는 조사 시기 및 방법 등 여러 가지 요인에 따라 변동되지만 퇴적물의 입도조성이 비슷한 해역에서는 어느 정도 비교해 볼 수 있는 자료로 판단된다고 보고한 바 있다. 퇴적물의 입도 조성이 비슷한 해역과 비교해 보면, 본 연구 결과에서 나타난 전체 10개의 정점에서 59종이 출현한 학 암포 사질조간대는 안골조간대(Paik et al., 2005)의 8개 정 점에서 출현한 110종보다는 낮았으나 대청도 옥죽포(Hong and Yoon, 2000)의 10개 정점에서 출현한 25종과 대부도· 탄도(Lim and Je, 1998)의 10개 정점에서 출현한 50종과 비교해 보면 상대적으로 높거나 비슷한 양상을 나타내었다. 또한, 조사 지역이 같은 Shin(2008)의 연구결과에 의하면, 2007년에 26종, 평균 192inds./m2, 2008년에 24종, 평균 236inds./m2으로 본 연구결과와 차이가 있었다. 따라서, 사 질조간대로 퇴적물의 입도 조성이 비슷한 해역에서도 종수 에 있어 다양한 차이를 나타내고 있으며, 이러한 결과는 조 사방법이나 조사시기에 따른 영향이 작용한 것으로 판단되 며, 향후 각 연구들의 경사도와 퇴적물 세립도 등을 고려한 포괄적인 비교분석 및 결과제시가 필요할 것으로 여겨진다.
학암포 사질조간대에 출현하는 종들 가운데 우점을 보인 분류군은 절지동물이며 그 중에서 단각류 같은 저서갑각류 의 우점이 특징적으로 나타났다. 이러한 결과는 저서갑각류 가 상대적으로 다른 분류군에 비해 유영 능력과 잠입하는 능력이 뛰어나서(Brown and McLachlan, 1990), 사질조간 대의 환경에 잘 적응한 결과라고 사료된다. Dexter(1983)에 의하면 저서갑각류는 개방형 조간대에 우점적으로 분포한 다고 보고하였으며, 이러한 관점에서 볼 때 학암포 사질조 간대의 대형저서동물 군집은 개방형 조간대의 특징을 잘 반영하고 있다고 여겨진다.
학암포 사질조간대의 대상분포 패턴은 상부지역의 Haustorioides koreanus(긴털모래옆새우), Corophium sp.(육질꼬리옆새 우류), Cirolana sp.(모래무지벌레류), Prionospio japonicus (매끈예쁜얼굴갯지렁이) 그리고 Euzonus sp.(요정갯지렁이 류), 중부지역의 Urothoe sp.(모래무지옆새우사촌류), Eohaustorius spinigerus(가시발모래무지옆새우), Felaniella sowerbyi(꼬마돌살이조개), 하부지역의 Mandibulophoxus mai(일곱가시긴뿔옆새우)로 이루어져 있으며, 이는 황해 대 청도 옥죽포의 외해로 노출된 모래갯벌(Hong and Yoon, 2000)에서의 연구결과에서도 종은 다르지만, 주로 단각류 에 의해 분포양상이 상·중·하부로 구분되는 대상분포의 유 사한 결과를 나타내고 있다. Choi et al.(1998), Hong and Yoon(2000)에 의하면 조간대 대형저서동물의 대상분포 양 상의 차이는 조간대의 특성에 의하여 퇴적물의 입도 조성과 유기물의 함량의 차이에 따라 대형저서동물의 서식 분포를 결정짓는 환경요인으로 작용한다고 보고한 바 있다. 그러나 학암포 사질조간대의 경우, 퇴적물의 입도 조성보다는 유기물 함량에 따라서 대형저서동물이 분포하는 것으로 판단된다.
본 연구는 1개의 조사 정선에서 이루어진 연구이지만, 개방형 사질조간대에서의 대형저서동물의 군집구조와 분 포양상 및 대상분포의 특징을 제시하고자 하였다. Hong and Yoon(2000)의 연구결과와 지리적으로 차이가 있지만 사질조간대의 군집구조와 대상분포 패턴에 있어서 유사한 결과가 나타난 것으로 보아 사질조간대 내의 대형저서동물 의 군집이 요구하는 생태학적 지위가 존재하는 것으로 여겨 진다.
