4.1. 연구추진 방향 및 전략
4.1.1. 연구추진 방향
○ 국내외 대학 및 연구기관과 연계 황해 생태계 관련 항목 현황 및 특성 자료 수집
○ 광역 규모의 황해 생태 특성 반영 현장 조사 실시
○ 중국 및 일본과의 공동 조사 수행
○ 자료의 표준화를 위한 표준 조사 방법 수립
○ 단기 변동성 추적을 위한 황해 권역별, 육상 경계면에서의 시계열 관측점 확보
○ 기존 해양생태계모델 특성 파악 및 문헌자료를 통한 생태계모델 입력변수 유효성 평가
○ 생태계모델 수립 및 지속적인 모델 변수 검증 및 재생산
4.1.2. 연구추진 전략
○ 황해 생태특성 자료 수집을 위한 국내 연구기관과의 협의체 구성(국립수산과학원, 인하대학교, 군산대학교, 한양대학교 등)
○ 일본 및 중국(SOA, IOCAS)과의 연구협력을 통한 생태계모델 입력변수 획득
○ 연구선을 통한 연구해역 종합조사 및 해황 분석을 통한 연속관측 적지 선정 우선 수행
○ 황해 생태특성 반영 권역별 조사 수행
○ 특성 분석을 통한 연속관측 적정 항목 및 관측기기 선정
○ 대기를 통한 육상영향 자료 확보를 위한 도서지방 대기 관측점 확보 및 운영
황해 생태환경에 대한 결합모델링 및 물리-생지화학 과정 기획연구
○ 하천 영향 자료 수집을 위한 한국 및 중국의 하천관리기관 협조체계 구축
○ 국제적 수준의 모델 입력자료 생산을 위한 조사방법 표준화
○ 국내 생태계모델링 전문가 그룹 형성 및 황해 생태계 진단 및 예측 컨소시엄 구성, 운영
○ 생태계모델 지수화 자료의 검증을 위한 외국 전문가그룹 활용 및 모니터링 자료 를 이용한 지속적 검증
4.2. 연차별 목표 및 내용
<표 2-4-1> 세부과제 I의 단계별, 연차별 연구목표 및 연구내용
단
계 단계별 목표 연
차 연차별 목표 연차별 연구내용
1 단 계
1. 생태변수특성 파악
1 1. 생태변수별 광역 분포 현황 파악
기존 황해 생태변수 수집, 분석
해양-대기 CO2 플럭스 산정 계절조사(춘계, 추계)
영양염 부포 계절조사 (춘계, 추계)
황해 광역 조사를 통한 생태, 생리 변수 획득 - 광역 현장 조사 2회
- 식물플랑크톤 군집 구조 및 분류군별 생체량 분석 - 식물플랑크톤 일차생산력 및 성장률 측정
- 우점 식물플랑크톤 종에 대한 생태, 생리변수 획득 - 박테리아 생물량, 생산력 및 호흡율 측정
- 원생동물의 섭식에 의한 박테리아 사망률 측정
황해 주요 동물플랑크톤 생태 변수의 과거자료 분석
주요 동물플랑크톤의 중요성 평가
표준 정점 1차 관측 및 주요 동물플랑크톤 생체량 분석
기존 어류의 발생 단계별(어란, 자치어, 성어) 생태자료 수집
(산란장과 산란시기, 분포, 자원량, 자연사망률, 어획사망률,
성장률, 먹이습성 등)
2
1. 생태변수 권역별 분포 특성 파악 2. 생태계 구조 및
기능적 특성 파악
해양-대기 CO2 플럭스 산정 계절조사(하계, 동계)
영양염분포 계절조사(하계, 동계)
황해 광역 정점 조사를 통한 생태, 생리 변수 획득 - 광역 현장 조사 2회
- 식물플랑크톤 군집 구조 및 분류군별 생체량 분석 - 식물플랑크톤 일차생산력 및 성장률 측정 - 우점 식물플랑크톤종에 대한 생태 생리 변수 획득 - 박테리아 생물량, 생산력 및 호흡율 측정
- 원생동물의 섭식에 의한 박테리아 사망률 측정
시공간적인 분포 Map 추정 및 생태계모델 TEST RUN
자료동화: 황해 순환모델 성능 향상을 위한 해양자료 동화 검토, 자료동화를 통한 재분석 자료 생산 및 생태계 모델 입력 자료화
표준 정점 2차 관측 및 주요 동물플랑크톤 생체량 분석
주요 동물플랑크톤 섭식반응 실험 과거자료 고찰
섭식반응 연구 대상 동물플랑크톤 선정
주요 동물플랑크톤 섭식반응 실험방법 구축
어류의 발생단계별 생태특성 분석
단
계 단계별 목표 연
차 연차별 목표 연차별 연구내용
3 1. 생태변수 모델 입력 지수화 마련
황해 CO2 플럭스 계절변동 지수화
전선역의 친생물원소 수지연구
친생물원소 대기-수층- 해저퇴적물 상호작용연구 - 친생물원소 수층-퇴적물 교환량 실험
- 도서 지방 대기관측망 운영
황해 광역 정점 조사를 통한 생태, 생리 변수 획득 - 광역 현장 조사 2회
- 식물플랑크톤 군집 구조 및 분류군별 생체량 분석 - 식물플랑크톤 일차생산력 및 성장률 측정 - 우점 식물플랑크톤종에 대한 생태 생리 변수 획득 - 박테리아 생물량, 생산력 및 호흡율 측정
- 원생동물의 섭식에 의한 박테리아 사망률 측정
표준 정점 3차 관측 및 주요 동물플랑크톤 생체량 분석
대형 요각류 섭식반응 실험
어류의 발생단계별 핵심 어종 선정과 모델 변수 설정
2 단 계
1. 생태변수 반응 실험
2. 생태변수 중장기 변동성 파악
4
1. 해양산성화 매개변수 지수화 2. 하위영양단계
생태계 모델 입력 변수화
Calcite, aragonite 포화수심도 결정
고정관측점 시계열 조사: pH, 색소량, DO, 입자성 침강율
친생물원소 수지 및 일차생산자 군집과의 상호작용 연구 - 친생물원소 소모율, 재생율
황해의 계절 및 수역별 미세먹이망 구조에 따른 물질전달 변수 생산, 기존 모델 입력 변수와의 비교 및 개량
표준 정점 4차 관측 및 주요 동물플랑크톤 생체량 분석
대형 요각류 섭식반응 실험 및 지수화
어류의 발생단계별 생태계모델 성능 개선을 위한 변수 생산
5 1. 입력 생태 변수의 개량
친생물원소-생물 반응 조사
생태 입력 변수의 모델 적용 및 민감도 평가
입력 변수 개량 및 보완을 위한 생리 실험
표준 정점 5차 관측 및 주요 동물플랑크톤 생체량 분석
소형 요각류 섭식반응 실험
어류의 발생단계별 생태계모델 성능 개선을 위한 변수 생산
및 20년 경계조건 모델결과와 비교
6 1. 입력 생태 변수의 정밀화
모델 개발팀과의 피드백을 통한 모델 검증 및 정밀화
생태계 모델 중 하위영양단계 모델 개발
현장 조사를 통한 자료의 획득
표준 정점 6차 관측 및 주요 동물플랑크톤 생체량 분석
소형 요각류 섭식반응 실험 및 지수화
어류의 발생단계별 생태계모델 성능 개선을 위한 변수 생산
및 20년 경계조건 모델결과와 비교
황해 생태환경에 대한 결합모델링 및 물리-생지화학 과정 기획연구
단
계 단계별 목표 연
차 연차별 목표 연차별 연구내용
3 단 계
1. 생태변수 지수화 검증
7
1. 중장기 생태계 변동성 예측 및 검증
해양산성화 민감해역 조사
친생물원소 수지변동과정 연구
황해 생태 환경의 중장기적 변화 예측 및 이를 고려한 파라 미터 개발
광역적 현장 조사를 통한 자료의 획득 및 이를 통한 모델 재현성 검증
표준 정점 7차 관측 및 주요 동물플랑크톤 생체량 분석
주요 동물플랑크톤 호흡률 과거자료 고찰 및 지수화
어류의 발생단계별 생태계모델 성능 개선을 위한 변수 생산
및 30년 경계조건 모델결과에 적합한 변수 조정
8
1. 중장기 생태계 변동성 예측 및 검증
친생물원소 수지변동과정 연구
광역적 현장 조사를 통한 자료의 획득 및 이를 통한 모델 재현성 검증
모델 입력 변수의 개량 및 정밀화
표준 정점 8차 관측 및 주요 동물플랑크톤 생체량 분석
주요 동물플랑크톤 사망률/배설률 과거자료 고찰 및 지수화
어류의 발생단계별 생태계모델 성능 개선을 위한 변수 생산
및 30년 경계조건 모델결과의 비교
9
1. 중장기 생태계 변동성 예측 및 검증
황해 생테계모델 검증 및 개선을 위한 친생물원소 지수 변동성 모니터링
광역 현장 조사를 통한 자료의 획득 및 이를 통한 모델 재현성 검증
모델 입력 변수의 개량 및 정밀화
주요 동물플랑크톤 매개 변수의 지수화
황해 주요 동물플랑크톤의 변동성 모델링
표준 정점 8년 자료 분석 및 모델링에 활용
어류의 발생단계별 생태계모델 성능 개선을 위한 변수 생산
및 30년 경계조건 모델결과의 비교
10
1. 중장기 생태계 변동성 예측 2. 매개 변수 조정
광역 현장 조사를 통한 자료의 획득 및 이를 통한 모델 재현성 검증
황해 주요 동물플랑크톤 변동성 모델링 및 매개 변수 조정
어류의 발생단계별 생태계모델 성능 개선을 위한 변수 생산
및 30년 경계조건 모델결과의 적합도 검증
연구분야 분류 연구단계 연구비 합계
(억)
1단계(3년) 2단계(3년) 3단계(4년)
중분류 소분류 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
해양-대기 이산화탄소
교환량․
해양산성화연구
황해 해양-대기 이산화탄소
플럭스 산정 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 7.0 황해 해양산성화경향 연구 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 7.0
합계(억) 14.0
친생물원소 지수화 연구
친생물원소 변동성 연구 2.0 2.0 2.0 6.0 친생물원소 대기-해양-퇴적물
상호작용연구 2.0 2.0 2.0 6.0 황해전선역 친생물원소수지연구 2.0 2.0 2.0 6.0
친생물원소 일차생산자
상호작용연구 2.0 2.0 2.0 6.0 친생물원소 생태계모델
지수화 검증 연구 2.0 2.0 1.0 1.0 6.0
합계(억) 30.0
박테리아, 원생동물, 식물플랑크톤
조사 및 반응연구
황해 광역생태계 현장 조사
(식물플랑크톤, 박테리아) 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.0 1.0 1.0 1.0 11.2 기존 생태계 모델 입력 자료
수집 및 분석 0.2 0.2 0.2 0.6 생태계 모델 입력 변수
생산 및 개량화 0.2 0.2 0.2 0.6 생태계 입력 변수의
검증 및 정밀화 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 1.2 모델을 이용한 중장기
하위생태계 변동성 연구 0.2 0.2 0.2 0.2 0.8
합계(억) 14.4
동물플랑크톤 조사 및 반응연구
표준정점관측 및 동물 플랑크톤
생체량 분석 0.4 0.4 0.4 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 3.7 황해 주요 동물플랑크톤 생태 변수
섭식반응 실험 및 지수화 0.3 0.6 0.4 0.4 0.6 0.6 2.9 대형 요각류 섭식반응
실험 및 지수화 0.5 0.5 1.0 소형 요각류 섭식반응
실험 및 지수화 0.5 0.5 1.0
합계(억) 8.6
어류조사 및 반응연구
어류 발생단계별
생태계모델변수 생산 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 50.0
합계(억) 50.0
연구비 합계(억) 10.1 12.4 12.3 15.4 13.6 13.6 11.3 11.3 10.0 10.0 120.0
<표 2-4-2> 세부과제 I의 연차별 추진계획 4.3. 연차별 추진 계획