Aims and Scopes

전복 가두리 양식장이 저서동물군집에 미치는 영향을 분석하기 위해 전복 가두리 양식장이 밀집한 전라남도 완도군 보길도, 노화도, 금일도에서 조사를 실시하였다. 보길도와 노화도에서는 각각 두 개의 조사선을 설정하여 해안선으로부터 바깥으로 나가면서 5개의 양식장 정점과 대조정점 1개씩을 조사하였다. 금일도의 경우 조사선을 설정하여 조사하는데 어려움이 있어서 7개의 양식장 정점과 대조정점 2개를 선정 조사하였다(Fig. 1). 대조정점은 가두리 양식장과 최소 100 m 이상 이격되어 양식활동의 영향이 최대한 미치지 않을 위치로 정하였다. 양식장 정점의 경우 양식중인 가두리 바로 아래에서 퇴적물을 채집하였다.

Fig. 1. 
Location of sampling stations in Nohwado, Bogildo and Geumildo, Southwest Coast of Korea.

퇴적물은 채집면적 0.05 m²의 채니기(van Veen grab)를 이용하여 정점 당 4회 반복 채집하였다. 이 중 3회 채집 분은 저서동물군집 분석용으로, 1회 분은 표층퇴적물의 지화학적 특성 분석용으로 사용하였다.

저서동물 분석용 시료는 현장에서 1.0 mm 망목의 체를 이용하여 대형저서동물을 분리하였고, 10 %의 중성포르말린으로 고정하여 실험실로 운반하였다. 실험실에서 분류군별로 선별 후 저서다모류에 대해 종 수준까지 동정 후 계수하였다.

표층퇴적물 특성을 알아보기 위해 입도, 산휘발성황화물(Acid Volatile Sulfide, AVS), 총유기탄소(Total Organic Carbon, TOC)를 분석하였다. 이 중 입도와 AVS 분석은 해양환경공정시험기준(NIFS[2023])을 따랐다. TOC는 동결건조시킨 시료 0.5 g에 1 N 염산용액 10 ml를 첨가하여 탄산염을 제거하고, 70 ℃에서 24시간 동안 수분과 잔류염소를 증발시켰다. 이후 105 ℃에서 2시간 건조시키고, 실온이 될 때까지 데시케이터에서 보관한 후 3~5 mg의 시료를 주석박막에 싸서 CHN 원소분석기(Element analyzer, PerkinElmer, US/2400)로 분석하였다.

저서다모류군집의 구조를 파악하기 위해 종 수, 개체수, 종다양도지수(H’)(Shannon and Weaver[1963]), 저서생태계건강도지수(Benthic Health Index, BHI) (Jung et al.[2023])등을 계산하였다. 저서다모류군집의 차이와 차이를 발생시킨 주된 환경요인을 알아보기 위해 주요좌표분석법(Principal Co-ordinates analysis, PCO)을 사용하였으며, 이때 저서다모류의 개체수 자료를 Square root로 변형하여, Bray-Curtis similarity를 적용하였다(PRIMER-E Ltd., Ver6.0). 또한 전복가두리 양식장의 환경상태를 파악하기 위해 어장관리법 시행규칙 제3조의2의 방법으로 어장환경평가등급을 산정하였다.

조사해역 수심은 보길도 조사선 1(B1-1~5, B1-C)이 6.2∼18.9 m(평균 10.6 m), 조사선 2(B2-1~5, B2-C)는 10.0∼12.5 m(평균 11.3 m)로 조사선 1은 정점간의 차이가 큰 반면 조사선 2는 정점간 차가 매우 적었다. 노화도 조사선 1(N1-1~5, N1-C)은 6.5∼17.0 m(평균 10.8 m), 조사선 2(N2-1~5, N2-C)는 5.0∼7.1 m(평균 6.1 m)로 조사선 2의 수심이 낮고 일정하였다. 금일도 조사해역 수심은 15.0∼28.0 m(평균 19.8 m)로 보길도와 노화도 조사해역에 큰 차이를 보였다(Table 1).

표층퇴적물의 평균입도는 보길도 조사선 1이 4.5∼8.6 φ(평균 7.1 φ), 조사선 2는 5.3∼7.0 φ(평균 6.1 φ)로 조사선 1의 퇴적상이 조금 더 세립하였다. 조사선 1의 대조구는 양식장 정점에 비해 사질함량이 높았다. 노화도 조사선 1은 6.5∼8.2 φ(평균 7.3 φ), 조사선 2는 6.0∼8.8 φ(평균 7.7 φ)로 두 조사선 모두 퇴적상이 세립하였으나, 조사선 2의 대조구는 양식장 정점에 비해 사질함량이 높았다. 금일도 조사해역의 표층퇴적물 입도도 6.2∼9.2 φ(평균 7.94 φ) 범위로 세립한 퇴적상이었다. 세 해역 모두 퇴적상은 실트와 점토가 우세한 세립질로 구성되어있다(Table 1).

표층퇴적물의 산휘발성황화물량은 보길도 조사선 1의 양식장 정점에서 0.01∼0.26 mg/g(평균 0.15 mg/g), 대조구 정점에서 0.03 mg/g, 조사선 2의 양식장 정점은 0.01∼0.28 mg/g(평균 0.10 mg/g)이며, 대조구 정점에서는 검출되지 않았다. 노화도 조사선 1의 양식장 정점은 0.05∼0.63 mg/g(평균 0.30 mg/g)이며 대조구 정점은 0.50 mg/g이었다. 조사선 2의 양식장 정점은 0.00∼0.13 mg/g(평균 0.06 mg/g), 대조구 정점에서는 검출되지 않았다. 노화도 해역은 조사선 1의 산휘발성황화물량이 다소 높았다. 금일도 조사해역 양식장 정점의 산휘발성황화물량은 0.01∼0.52 mg/g(평균 0.22 mg/g), 대조구 정점은 각각 0.08 mg/g과 0.25 mg/g으로 전반적으로 낮은 수준이었다(Table 1).

표층퇴적물의 총유기탄소량은 보길도 조사선 1의 양식장 정점에서 4.4∼11.2 mg/g(평균 7.8 mg/g), 대조구 정점에서는 2.0 mg/g이었다. 조사선 2의 양식장 정점은 2.0∼5.5 mg/g(평균 3.7 mg/g), 대조구 정점은 1.6 mg/g으로 전반적으로 낮은 수준이었으며, 특히 대조구 정점들은 더 낮은 상태였다. 노화도는 조사선 1의 양식장 정점들은 3.3∼11.9 mg/g(평균 7.2 mg/g), 대조구 정점은 4.5 mg/g 이었다, 조사선 2의 양식장 정점은 9.1∼15.1 mg/g(평균 11.9 mg/g), 대조구 정점은 2.3 mg/g으로 조사선 2의 총유기탄소량이 다소 높았으며 보길도 해역과 마찬가지로 대조구 정점들의 총유기탄소량이 낮았다. 금일도 조사해역 양식장 정점들의 총유기탄소량은 3.4∼10.3 mg/g(평균 7.7 mg/g), 대조구 정점은 9.4 mg/g과 7.4 mg/g으로 전반적으로 낮은 수준이었으며, 앞선 두 해역과는 달리 양식장 정점들과 대조구 정점들 간의 차이는 없었다(Table 1).

출현 종 수는 보길도 조사선 1의 양식장 정점에서 19∼29 종(평균 24 종), 대조구 정점은 31 종이었으며, 조사선 2에서는 양식장 정점이 9∼36 종(평균 18 종), 대조구 정점에서는 21 종이었다. 노화도 조사선 1의 출현 종 수는 양식장 정점에서 13∼28 종(평균 19 종), 대조구 정점에서 20 종이었다. 조사선 2에서는 19∼31 종(평균 24 종)의 범위였으며, 대조구 정점에서는 21 종이 출현하였다. 금일도 해역의 양식장 정점에서 출현 종 수는 6∼23 종(평균 11 종)의 범위였고, 대조구 정점은 각각 14 종과 4 종이었다(Fig. 2a). 출현 종 수의 분포는 세 해역 모두에서 양식장 정점과 대조구 정점간 차이는 없었으나, 금일도 해역에서 가장 적어 해역간에는 차이가 있는 것으로 나타났다.

Fig. 2. 
Biological parameters obtained on the sampling stations. (a) Species number; (b) Density; (c) Diversity; (d) BHI.

다모류 밀도는 보길도 조사선 1의 양식장 정점에서 733∼3,580 ind./m²(평균 2,039 ind./m²), 대조구 정점은 3,787 ind./m² 이었으며, 조사선 2에서는 167∼2,547 ind./m²(평균 824 ind./m²), 대조구 정점에서는 467 ind./m² 이었다. 노화도 조사선 1의 밀도는 양식장 정점에서 167∼2,313 ind./m²(평균 952 ind./m²), 대조구 정점에서 952 ind./m² 이었다. 조사선 2의 양식장 정점에서는 1,807∼3,933 ind./m²(평균 2,700 ind./m²)의 범위였으며, 대조구 정점에서는 2,327 ind./m² 이었다. 금일도 해역 양식장 정점들의 밀도는 73∼420 ind./m²(평균 172 ind./m²)범위였고, 대조구 정점은 각각 220 ind./m²와 40 ind./m² 이었다(Fig. 2b). 다모류 밀도 분포는 해역간 조사 정점간 변화폭이 컸으나, 종 수 분포와 유사하게 양식장 정점과 대조구 정점간 유의한 차이는 없었으며, 금일도 해역에서 낮아 금일도 해역이 다른 해역과 차이가 있는 것으로 나타났다.

다모류군집의 다양도(H’)는 보길도 조사선 1의 양식장 정점에서 1.7∼2.7(평균 2.1), 대조구 정점은 2.0이었다. 조사선 2의 양식장 정점은 1.7∼2.3(평균 2.0), 대조구 정점은 2.4였다. 노화도 조사선 1의 다양도(H’)는 양식장 정점에서 1.5∼2.5(평균 2.2), 대조구 정점에서 2.7이었다. 조사선 2의 양식장 정점에서는 1.1∼2.1(평균 1.7)의 범위였으며, 대조구 정점에서는 2.1이었다. 금일도 해역의 양식장 정점은 1.4∼2.7(평균 2.0) 범위였고, 대조구 정점은 각각 2.3과 1.3이었다(Fig. 2c). 다모류군집의 다양도(H’)는 전반적으로 값 자체가 낮았으며, 노화도 해역의 경우에만 해안선으로부터 멀어질수록 다양도가 증가하였고 대조구의 다양도가 양식장 정점들에 비해 높은 경향을 보였다.

저서생태계 건강도지수(BHI)는 보길도 조사선 1의 양식장 정점에서 63∼87(평균 75), 대조구 정점은 82이었다. 조사선 2의 양식장 정점은 75∼88(평균 81), 대조구 정점에서는 77이었다. 노화도 조사선 1의 BHI는 양식장 정점에서 50∼76(평균 67), 대조구 정점은 77이었다. 조사선 2의 양식장 정점은 40∼60(평균 49)의 범위였으며, 대조구 정점은 70이었다. 금일도 해역 양식장 정점은 62∼92(평균 81) 범위였고, 대조구 정점은 각각 79와 81이었다(Fig. 2d). 저서생태계 건강도지수(BHI)로 볼 때 전반적으로 군집의 건강도는 양호한 상태이고, 노화도 해역의 경우에만 섬 인근 양식장 군집의 건강도가 떨어지며 대조구의 건강도는 양식장 정점들에 비해 양호한 것으로 나타났다.

보길도 전복가두리 양식장과 주변해역에서는 Sternaspis scutata, Notomastus latericeous, Thelepus sp., Terebellides sp. 등이 전체의 10% 이상을 점유하는 우점종이었다(Table 2). 특히 S. scutata는 보길도 해역의 모든 정점에서 높은 밀도로 고르게 출현하였다. 그 외 나머지 세 종은 조사선 1에서 높은 밀도를 보였다.

노화도 해역의 우점종은 Scoletoma longifolia, Thelepus sp., Flabelligeridae sp., Praxillella affinis 등이다. 최우점종인 S. longifolia는 평균밀도 728 ind./㎡의 매우 높은 밀도로 노화도 주변 다모류군집의 41.8 %를 차지하였다. 이 종은 해안쪽 양식장 주변에서 특히 높은 밀도로 출현하였으며, 바깥쪽으로 나오면서 밀도가 감소하였고, 대조구 정점에서는 출현하지 않거나 낮은 밀도를 기록하였다(Table 2).

금일도 해역은 Paralacydonia paradoxa, Sternaspis scutata, Mediomastus sp., Flabelligeridae sp., Cirrophorus branchiatus가 우점하였으며, 이들 우점종들은 평균밀도 20 ind./㎡, 점유율 10∼13 %로 낮은 밀도와 고른 점유율로 출현하였다(Table 2).

양식장 정점과 대조정점간, 그리고 해역간 저서다모류군집의 차이와 차이를 발생시킨 주된 환경요인과 군집특성을 알아보기 위해 주요좌표분석법(Principal Co-ordinates analysis, PCO)을 실시하였다. 분석 결과 첫 번째 축은 전체 변화의 27.1%, 두 번째 축은 12.9%를 설명할 수 있는 것으로 나타났다(Fig. 3).

Fig. 3. 
Principal Co-ordinates analysis (PCO) for sampling stations based on Bray-Curtis similarity from square root transformed species abundance. Vector overlay on the PCO, showing the relationship between benthic community and environmental/ecological parameters.

군집조성으로 인한 해역간 정점간의 차이는 노화도 해역 조사선 1에 속하는 정점들이 비교적 넓게 분산된 것을 제외하면 해역별 조사선별로 군집의 차이가 뚜렷한 것으로 드러났다(Fig. 3). 다만 조사선별, 해역별로 설정한 대조구 정점과 양식장 정점간의 차이는 크지 않았다.

해역간의 군집 차이를 발생시킨 주된 환경요인으로는 수심이 크게 작용하였으며, 그 다음으로는 총유기탄소량, 퇴적물의 입도 등이 영향을 준 것으로 나타났다. 수심이 낮고 총유기탄소량이 높은 노화도 조사선 2와 보길도 조사선 1의 정점군집들은 밀도와 종 수가 높고 저서생태계 건강도지수는 낮은 생태특징을 보였다.

전복가두리 양식장 저서환경에 대한 평가를 위해 어장관리법상의 어장환경평가등급을 산정하였다(Table 3). 등급산정 결과 노화도 조사선 1의 가장 안쪽 양식장 정점 그리고 노화도 조사선 2의 양식장 정점 1∼4가 2등급으로 나왔으며, 나머지 해역의 양식장 정점과 대조구 정점들은 모두 1등급이었다. 따라서 노화도 주변의 양식장 정점들을 제외하고는 모든 해역이 유기물에 의한 교란이 발생하지 않았음을 알 수 있다. 또한 노화도 해역의 양식장 정점들도 유기물에 의한 교란 정도가 심하지 않은 상태이다.