○ 국립수산과학원에서는 1961년부터 현재까지 한반도 주변해의 25개선 207개 정점의 14개 표준수심에서 격월로 물리, 화학, 동물플랑크톤 조사를 수행중임.
오랜 조사에도 불구하고 최신 연구 장비 및 기법을 이용한 연구 방법의 적용 이 미비하며, 해양 기후변화 대응 기반 자료로는 매우 부족한 실정임.
○ 국립수산과학원은 2018-2022년 5년 계획의 기후변화와 관련된 연구를 시작 하였으며 기초생태계 특성 부분은 대학이 협력연구를 통해 진행하고 있음.
○ 한국해양공단은 해양수산부로부터 위임받아 연안생태계 기본조사를 장기간 수행 하고 있으며 실제 연구는 대학과 해양관련 산업체에서 많은 부분이 수행 되고 있음. 사업내용은 연안, 갯벌, 해양보호구역 등이 포함되고 있으며 화학 적 분석과 현태분류기반의 생물 다양성 연구가 많은 부분을 차지함.
○ 국립해양조사원은 이어도, 소청초, 가거초 과학기지를 운영을 통해 해양 및 기상 자료를 생산하고 있으며 한국해양과학기술원은 과학기지 활용연구를 통 해 물리, 화학, 생물, 기상 부분의 세부항목에 대한 연구를 수행 중임.
○ ‘장기해양생태계연구’ 는 2011∼2021년 연구기간 동안 지역별 생지화학 순환, 생태계 구조와 기능, 생태구성 요소 간의 상호작용을 분석하여 생태계 변화추 이 및 원인 파악을 수행중임.
○ 해양환경공단은 법정 조사인 ‘해양생태계 종합조사’를 2005년부터 우리나라 주변 해역의 조사를 진행중이나, 주로 조사 정점이 연안에 집중되어 있으며 미세조류의 연구도 전통적인 형태 분류에 근거하여 연구되고 있는 한계가 있 음.
○ KIOST는 미소생물의 형태 (현미경, flow cytometry, FlowCAM), 생화학 (HPLC) 및 분자생물학 (PCR 등)적 다양성 연구를 위한 분석 기술 및 장비를 이미 구축하여 활발히 연구를 수행하고 있음. 우리나라 해양수산부에서는 코 클로디니움, 슈도니치아 등 HABs의 원인 종을 포함하는 13종의 해양생물을 유해해양생물로 지정하여 관리하고 있고, 최근 기후변화 등으로 유입된 외래 종의 개체수가 급증하면서 갯줄풀, 영국갯끈풀 등 2종을 유해해양생물로 지정 한 사례가 있음. 특히 “해양생태계 교란생물 조사관리 연구(2008-2013)” 과제 등을 통해 다수의 해양 외래종이 이미 국내에 정착하고 있는 것을 보고함 (표 1).
○ 국립수산과학원에서는 적조에 의한 수산피해를 최소화하는데 목적을 두고
터 수산피해를 최소화하기 위하여 적조에 대한 모니터링 시스템을 구축하고, 적조발생시 신속한 정보수집, 통보 및 대응을 위한 적조상황실의 구축하여 적 조예보를 발령하고 있음. 아울러, 전국 연안 및 주요 양식어장 주변 해역의 정 기적 해양환경 모니터링을 통하여 해양환경의 상황을 파악하고, 양식어장의 지속적 활용을 위한 체계적인 환경관리 정책 수립을 위한 기초자료를 수집함.
○ 장기적 해양환경의 관측과 HABs 원인생물을 포함하는 플랑크톤의 조사를 통한 해양환경과 생물상의 변화와의 관계를 분석 및 이해하고 향후 가속화될 인위/자연적 기후변화에 따른 외래 유입종에 따른 생태계 교란 등, 거시적 생 태계 변화에 초점을 맞춘 연구는 거의 진행되고 있지 않음.
표 3. 해양수산부 지정 유해해양생물 13종 리스터
○ 전 지구적 기후변화에 의한 해양의 생지화학적 순환 및 생태계 변동연구는 IGBP와 SCOR의 주도 또는 승인 하에 국제협력연구 프로그램들이 진행되고
- 현재 진행되고 있는 프로그램으로는 CLIVAR와 같은 해양 관측 프로그램이 있으며, 대양규모의 생지화학적 순환과 생태계에 초점을 맞춘 연구로는 IMBER, SOLAS, GEOTRACES, BIO-GEOTRACES 등이 있음.
○ 통합적 해양 생지화학 및 생태계 연구(Integrated Maine Biogeochemistry &
Ecosystem Research, IMBER) 의 목표는 해양의 주요 생지화학적 순환, 생태 계 그리고 이들의 상호관계가 전 지구적 변화에 미치는 영향 및 해양 생지화 학과 생태계가 기후 조절에서의 역할 등을 이해하는 것임.
○ C-MORE (Center for microbial oceanography: research and education) 프로 그램은 2006년 8월에 미국 국립과학재단의 지원받아 과학기술센터 프로그램으 로 시작됨. 이 프로그램의 목적은 해양의 기반역할을 주도하고 있는 해양미세 생물들의 다양한 군집에 대한 이해를 향상시키는데 기여하고 촉진하고자 하는 것임. 연구범위는 물질대사 조절 및 환경조절의 유전/분자학적 발현 등을 포 함한 유전/분자학을 기초로 한 해양미세생물의 생지화학분야에서부터 역할 등 이 포함됨. 즉 짧게 표현한다면 C-MORE는 게놈을 지구시스템으로 연결하는 연구를 수행하는 것을 주 임무로 한다고 할 수 있음.
○ 전 지구 해양관측시스템(GOOS) 및 우리나라, 중국, 러시아, 일본이 참여하는 지역별 네트워크인 nearGOOS는 국제협력 관측시스템 구축의 필요성을 나타 냄.
○ 21세기에 접어들면서 해양 생태계는 지구의 생지화학적 순환과 기후의 조절 에 결정적인 역할을 한다는 인식하에 해양 생물의 다양성 (구조, 진화와 dynamics)에 대한 전지구적 규모의 국제적 프로그램이 진행되었음. 2000년에 창립된 Census of Marine Life (CoML) 프로그램을 통해 80여개국 2,700여명 의 과학자가 10여년 에 걸쳐 540회 이상의 탐사를 통해 획득한 결과물이 2010 년에 발표되어 해양 생물이 25만여 종에 이르는 것으로 추산되었으며, 각 해 양 생물의 지구적 분포에 대한 웹 데이터베이스 및 DNA 바코딩 정보를 제공 하고 있음.
○ 프랑스를 포함한 35개국 126명의 과학자가 참여한 Tara Ocean Expedition (그림 5)은 2009년부터 현재까지 대규모 해양 탐사를 통해 부유생태계 및 산 호초 생태계의 생물 다양성 시료를 채취 분석하여, 생물 진화, 생태계 이해 및 기후 변화에 의한 생태계 영향 예측 등에 활용하고 있음.
○ 해양질소순환에서 중요한 역할을 보이는 질소고정자와 같은 기능유형별 식물 플랑크톤의 다양성 연구는 UCSC (University of California, Santa Cruz)의 Jonathan Zehr 그룹에 의해 1990년경부터 다양한 해역에서 많은 연구가 진행 되었음.
○ 해외 선진 연구 그룹에서는 질소고정, 대번성, 적조, 해양산성화 등 생태계의 기능 유지에 중요하거나 환경 변화에 민감한 기능 그룹의 다양성 및 생태적 특성을 연구하기 위한 연구기법을 개발하여 활발히 연구를 수행하였거나 수행
중에 있음. 미국 Bigelow 연구소의 ‘Single Cell Genomics Center’에서는 전통 적인 방법으로는 분리하기 어려운 배양되지 않은 미생물의 다양성 및 유전적 특성을 규명하기 위한 연구 기법을 개발하여 전세계 연구자에게 서비스하고 있음.
○ 해양질소순환에서 중요한 역할을 보이는 질소고정자와 같은 기능유형별 식물 플랑크톤의 다양성 연구는 UCSC (University of California, Santa Cruz)의 Jonathan Zehr 그룹에 의해 1990년경부터 다양한 해역에서 많은 연구가 진행 되었음.
○ 비교적 최근에 plastid-encoded 16S rRNA 유전자 시퀀싱 방법으로 광합성 식물플랑크톤의 다양성을 연구할 수 있는 기법이 개발되어, 지구적 규모에서 식물플랑크톤 다양성의 분포에 대한 연구 결과를 얻었음(Kirkham et al.
2013).
○ 전 세계 주요 각국은 장기적인 기후변화 및 환경의 변화에 따른 해양의 변화 를 이해하고, 연안환경의 다양한 교란인자(유해적조 및 해양오염)로부터 피해 를 저감하기 위한 효과적 대책을 마련하기 위한 수단으로 수질 및 생물상의 장기 모니터링을 수행하고 있음.
○ 북대서양과 북해 지역에서 수행된 세계에서 가장 큰 규모의 모니터링 사업 중 하나인 CPR (Continuous Plankton Recorder) 조사는 해양의 자연적/인위 적 변화를 이해하기위해 1931년부터 수행되어 오고 있음(그림 41) (Richardson et al., 2005).
○ 미국은 1974년부터 본격적으로 HABs 연구 프로젝트에 착수하여, HABs의 생 태적 거동 및 발생기작에 대한 원인 생물의 생리적, 생화학적, 유전적, 행동적 특징을 밝히기 위해 연간 백만 달러의 예산을 들여 ECOHAB (The Ecology and Oceanography of Harmful Algal Blooms)의 프로젝트를 운영 중임.
○ MERHAB (The Monitoring and Event Response for Harmful Algal Blooms) 프로젝트는 HABs 모니터링을 통해 HABs로 인한 당국의 연안환경, 조개류 및 해양 동물의 피해를 파악하고, 과학적 정보에 입각 한 주요 정책을 수립하기 위한 목적으로 운영되고 있음.
그림 41. 1946-2003년 Continuous Plankton Recorder (CPR) survey 의 조사 정점 및 시기
○ 일본 어패류 양식장이 밀집된 세토내만에서는 1960년 산업발달 이후, 부영양 화 된 연안환경으로 인해 빈번하게 발생하는 HABs로부터 어패류 양식장의 피해를 저감 하고 연안환경을 보전하는 목적으로 1973년부터 장기적 HABs 모니터링을 수행 중하고 있음(그림7 ->그림 42).
그림 42. 1973-2007년 일본 세토만 조사에 따른 HABs의 생물량 및 종 조 성