한국 남해안 다도해·한려해상국립공원 도서의 해조상 및 군집구조 변화
오지철·김호연·조현근·김철도·안중관
*
국립공원관리공단 국립공원연구원 해양연구센터Variations of Macroalgal Flora and Community Structure in Areas of Dadohae·Hallyeohaesang National Park, the Southern Coast of Korea
Ji Chul Oh, Ho Yeon Kim, Hyun-Geun Cho, Cheol Do Kim and Jung Kwan Ahn *
Marine Research Center, National Park Reserch Institute, Korea National Park Service, Yeosu, Jeollanam 590-833, Korea
요 약 :본연구는 14년 남해연안도서에서조하대해조류종구성과변화를파악하기위해 수행하였다. 연구기간 출현한 해조류는 총 220종(녹조 20종, 갈조 60종, 홍조 140종)이 출현하였다. 해조류의 기능형은 성긴분기형 (47.73%), 사상형(18.64%), 엽상형(11.82%), 다육질형(9.55%), 각상형(6.82%), 유절산호말형(5.45%)으로 구분되었다. 해조상의 지역적 특성을 나타내는 C/P값은 0.33을 보였고, R/P값은 0.96, (R+C)/P값은 2.57로서 혼합형 해조상을 보였다. 또한, 환경상태와 밀접한관련을보이는 ESG II의 비율은약 22.65%를 보여해조상을 통해 파악된 국립공 원내도서지역환경상태는양호한편이다.
주요어 :해조류, 다도해해상국립공원, 한려해상국립공원
Abstract :We investigated species composition and variation of benthic marine algae between 2014 at southern coast island, Korea. Coarsely branched form seaweeds were dominant functional group comprising 47.73% in species number, whereas filamentous form (18.64%), sheet form (11.82%), thick leathery form (9.55%), crustose form (6.82%), jointed calcareous form comprised 5.45%. C/P, R/P and (C+R)/P values were 0.33, 0.96 and 2.57, respectively. Such fast growing ESG II (ecological state group) was 22.65% and slow growing perennial algae, ESG I was only 77.35%.
Key words :Seaweed, Dadohaehaesang National Park, Hallyeohaesang National Park
서 론
해조류는 해초류, 식물플랑크톤과 함께 해양생태계의 중 요한 일차생산자이며, 어류 및 무척추동물을 포함한 다양한 해양생물의 은신처, 산란장 및 먹이장으로서 생태학적 역할
을 한다(Linstrom 2009). 이러한 이유로 해조류는 연안생태
계에서 먹이사슬 상위에있는 해양생물의종다양성과 풍부 도, 어장형성 등에 영향을 준다(Wan et al. 2009; Janiak and Whitlatch 2012; Satheesh and Wesley 2012). 또한, 해조류는 연안의 도시화와 산업화로 인해 해양에 유입되는 유기 및 무기 오염물을 제거하는 생물여과자(bio-filter), 연안환경을 모니터링하는 생물지표자(biological indicator)로도사용되고 있다(Worm et al. 2000; Wells et al. 2007; Scherner et al.
2013).
해조류의 군집구조는 환경요인에따라 밀접한 관련을가 지며 변화하는데, 안정된 해역에 교란(disturbance), 퇴적
(sedimentation) 및 생활하수 유입 등과 같은 환경스트레스가
증가되면 종다양성, 홍조류/갈조류의 출현종수(비율) 그리고 이들의 생물량과 피도 및 비율의 감소가 발생하며, 반대로
기회종인녹조류의생물량이증가되는특성을보인다(Arévalo
et al. 2007; Pinedo et al. 2007; Wells et al. 2007). 어떤해 역에서 생장이 느린 다년생 해조류인 다육질형(thick leathery form), 유절산호말형(jointed calcareous form)과 각상형(crustose
form) 해조류의 피도 혹은 생물량이 많으면 부영양화, 교란
과 같은 인간의 간섭이 적은 지역이며, 빠른 생장을 보이는 엽상형(sheet form), 사상형(filamentous form) 해조류가많으 면 오염도가높은지역, 성긴분기형(coarsely branched form) 이 많으면 환경적스트레스가 중간정도인 것으로판정한다
*Corresponding author
E-mail: [email protected]
(Yoo et al. 2007; Wells et al. 2007; Kim et al. 2010).
우리나라 남해안은 해안선의 굴곡이 심하고, 크고 작은 섬들로 구성되어 있을 뿐만 아니라 해류, 수온, 염분, 수심, 영양염 및 탁도 등의 측면에서 매우 복합적인 해황적 특성 을 나타내며(Choi 1992; Kang 1966), 쿠로시오 난류의 영향 으로 해조류의 식생이 풍부하고 생육하는 해조류의 종조성
이상이하여보다 세밀하고집중적인연구가필요하다(Sohn
1987). 한국 남해안의 해조류에 대한 연구는 Kang(1966)의
“한국산 해조류의 지리적 분포”를 시작으로 해조상(Song et
al. 1970; Kang and Lee 1979; Oh et al. 2002; Choi 2008), 생물량(Choi 2008; Kim et al. 2008)과 수직분포(Hwang et al. 1997; Kwak and Huh 2009)에 관한 많은 연구가 수행되 었으나, 이전 연구의 대부분은 접근이 용이한 연안에 국한 되고도서지역의해조상에 관한연구는미흡한 실정이다.
따라서, 본 연구는남해안 다도해국립공원내 3개 도서와 한려해상국립공원 내 4개 도서에 서식하는 해조류의 종조성 을 파악하고, 군집지수, 정점간 유사도, 기능형 구성을 확인 하기 위하여 수행되었다.
재료 및 방법
다도해해상국립공원 내 4개 정점 및 한려해상국립공원 내 3개 정점에서 2~3회 Skin Diving을 이용하여 3월부터 10월 까지 해조류를 정성 채집하였다(Figure 1). 해조상을 파악하 기 위하여 다양한 기질과 조위에서 서식하는 모든 해조류를 채집하였으며, 채집된해조류는포르말린-해수 용액(5~10%) 으로 현장에서고정시켜실험실로운반한후현미경을사용 하여 분류및 동정하였다. 출현종 목록및 국명은 Lee and
Kang (2002)에 따랐다. 해조류의 기능형은 출현종의 외부형
태, 내부구조, 광합성효율 등에 따라 엽상형(sheet form), 사
상형(filamentous form), 성긴분기형(coarsely branched form), 다육질형(thick leathery form), 유절산호말형(jointed calcare- ous form), 각상형(crustose form)의 6개 그룹으로 구분하였 다(Littler and Littler 1984). 해조상의 특성을 파악하기 위하 여 정성 채집된 해조류를 분류 및 동정한 후 출현종수로 갈 조류에 대한 녹조류의 비(C/P), 갈조류에 대한 홍조류 비(R/
P), 갈조류에 대한 녹조류 및 홍조류의 비로 (R+C)/P를 구
하였다(Feldmann 1937; Segawa 1956; Cheney 1977).
해조류의 출현종 유·무로 정점간 유사도를 분석하였으며, 그룹간 유의차는 SIMPROF(similarity profile) test로 검정하 였다. 군집지수의 산출 및 도식화에는 PRIMER version 6 (Clarke and Gorley 2006)를 사용하였다.
결 과 1. 종조성
본 연구기간에 남해 연안 도서에서 출현한 해조류는 총
220종(녹조 20종, 갈조 60종, 홍조 140종)이었으며, 분류군
별로 녹조류 9.09%, 갈조류 27.27%, 홍조류 63.64%를 차지 하여홍조류의 출현종수가최대였고, 갈조류와 녹조류순의 비율을보였다. 국립공원별로비교해보면, 다도해국립공원 4 개 정점에서 총 191종(녹조 19종, 갈조 51종, 홍조 121종)이 었으며, 한려해상국립공원 3개 정점에서 총 141종(녹조 12 종, 갈조 38종, 91종)으로 출현하여 다도해국립공원의 출현 종수가 높았다. 정점별 출현종수는 53-136종으로 송도에서 최소, 백도에서 최대였다. 모든 정점에서 출현한 해조류 는 불레기말(Colpomenia sinuosa), 괭생이모자반(Sargassum horneri), 작은구슬산호말(Corallina piluligera), 우뭇가사리 (Gelidium amasii), 가는개도박(Grateloupia lanceolata), 참곱 슬이(Plocamium telfairiae)로 총 6종이 출현하였다(Table 1).
Figure 1. A map of study sites and the location of Dadohaehaesang-Hallyeohaesang National Park, in Korea.
다도해및한려해상국립공원 7개정점에서출현한해조류 220종에서 성긴분기형이 105종(47.73%), 사상형이 41종 (18.64%), 엽상형이 26종(11.82%), 다육질형이 21종(9.55%), 각상형이 15종(6.82%), 유절산호말형이 12종(5.45%)으로 구 분되었다. 출현종수를 근거로 남해안 연안에서 가장 우점하 는 해조류 기능형군은 47.73%를 차지하는 성긴분기형이었 다. 또한, 정점별로 기능형 해조류의 출현종수는 다르게 나 타났으며, 성긴분기형은 32-64종으로 거문도에서 최소였고 백도에서 최대였으며, 사상형도 2-31종으로 거문도에서 최 소, 백도에서 최대로 확인되었다. 엽상형은 2-9종으로 송도
에서 최소, 백도에서 최대였고, 다육질형(3-13종)은 송도에 서 최소, 백도에서 최대로나타났다. 각상형은소매물도, 송 도에서 1종으로최소, 백도에서 11종으로최대였다. 유절산 호말형은 소매물도와 송도에서 2종으로 최소를 보였으며, 여서도에서 10종으로 최대였다. 조사정점별로 ESG I과 ESG II 해조류의 출현종 비율을 살펴보면, ESG II의 비율은 14.52~
30.56%으로 청산도에서 최소, 소매물도에서 최대를 보였고,
ESG I은 반대로 청산도에서 최대, 소매물도에서 최소를 보
였다. 유기물 과잉이나 오염에 의해 증가한다고 알려진
ESG II의 비율은다도해국립공원보다 한려해상국립공원에서
Table 1. The number of seaweed species collected at the seven study sites in south coastal water of Korea Taxon Dadohaehaesang National Park Hallyeohaesang National Park
CSD YSD GMD BD SJD SMMD SD To
Chlorophyta 6 11 9 11 7 6 4 20
Phaeophyta 19 29 23 36 26 22 11 60
Rhodophyta 37 66 23 89 68 44 38 140
C/P 0.32 0.38 0.39 0.31 0.27 0.27 0.36 0.33
R/P 1.95 2.28 0.96 2.47 2.62 2.00 3.45 2.25
(C+R)/P 2.26 2.66 1.35 2.78 2.88 2.27 3.82 2.57
Total 62 106 54 136 101 72 53 220
CSD, Cheongsando; YSD, Yeoseodo;, GMD, Geomundo; BD, Baekdo; SJD, Sejondo; SMMD, Somaemuldo; SD, Songdo; TO, Total; C, Chlorophyta; P, Phaeophyta; R, Rhodophyta
Table 2. Total species number of seaweed functional form group collected at the seven study sites of Dadohaehaesang-Hallyeohaesang National Park
F-form Dadohaehaesang National Park Hallyeohaesang National Park
CSD YSD GMD BD SJD SMMD SD
Sheet 4 7 6 9 7 6 2
Filamentous 5 17 2 31 21 16 8
Coarsely-branched 35 52 32 64 52 38 37
Thick-leathery 6 12 5 13 10 9 3
Jointed-calcareous 4 10 4 8 4 2 2
Crustose 8 8 5 11 7 1 1
NO. of ESG II 9 24 8 40 28 22 10
NO. of ESG I 53 82 46 96 73 50 43
Total 62 106 54 136 101 72 53
See the abbreviation of islands in Table 1.
Figure 2. Results of cluster analysis performed on Bray Curtis similarity from standard species presence/absence transformed data.
The dotted lines indicate no significant difference among the study sites (SIMPROF test). See the abbreviation of islands in Table 1.
높게나타났다(Table 2).
2. 군집지수
해조상의 지역적 특성을 나타내는데 유용한 평균 C/P값은 0.33으로 나타났고, 세존도와 소매물도에서 0.27로 최소였고, 거문도에서 0.39로 최대를 보였다. 하지만, 연구기간 동안
출현한 해조류에 대한 평균 R/P값은 2.25로 거문도에서
0.96로최소, 송도에서 3.45로 C/P값과 다른경향을보였고,
(R+C)/P값의 경우는 평균 2.57로 나타났고, 거문도에서 1.35
로 최소, 송도에서 3.82에 값을 보여 최대였다. C/P값을 제 외한 R/P, (R+C)/P값은 거문도에서 최소, 송도에서 최대값을 보였다(Table 1).
3. 유사도
해조류출현종의 유·무를근거로 하여 7개 정점의 유사 도를 분석하여 보면, 그룹 A(거문도)와 그룹B(소매물도, 송 도), 그룹C(청산도), 그룹D(여서도), 그룹E(백도, 세존도)로 구분되어 통계적 유의차를 보였다(SIMPROF test, P< 0.05) (Figure 2).
고 찰
남해안 연안 7개 정점에서 출현한 해조류는 총 220종(녹 조 20종, 갈조 60종, 홍조 140종) 이었으며, 평균 83.43종(정 점별로 53-136종)으로 확인되었다. 인근 해역의 해조류 출현 종수는 완도군 청산도의 3지역(당리, 진산리, 동촌리)의 조 간대와 조하대에서 2계절(하계와 동계)에 출현한 해조류는 136종으로기록되었고(Lee et al. 1991), 제주도추자도(예초 와 후포)에서는 162종이 서식하는 것으로 확인되었다(Kim et al. 2008). 또한, Choi(2008)의 2005년 조사에서 한려해상 국립공원에 89종의 해조류가 서식함을 보고하였으며, 거문 도에서 189종(Koh 1990), 고흥군 무인도서에서 80종(Song et al. 2011), 삼천포에서 84종(Kim et al. 1986), 신안군 우 이도에서 41-139종(Kang et al. 1979; Choi et al. 1994)이 보고되어 내륙 가까이 있는 도서는 평균적으로 다른 정점에 비해 낮은 출현종수를 보였다. 그러나, 여서도(106종), 백도
(136종), 세존도(101종) 등 외해에 있는 도서들은 출현종수 가 과거연구에 비해높게 나타나는 결과를 보였다. 따라서 다도해해상국립공원 및 한려해상국립공원 해역에 있는 무인 도서에 서식하는 해조류는 내륙에 비해 외해에서 출현종수 가 높게 나타났고 이는 상대적으로 청정해역인 외해도서가 해조류 서식지로 적합한 환경이라고 할 수 있다. 그러나 해 조상은 환경변화, 채집방법 및 채집시기에 따라 달라지기 때문에 해조류종다양성에대한 논의는 많은자료가축적된 후에 논의되어야 하며 효율적인 해조자원의 관리 및 변화를 모니터링하기 위한 연구 노력이 요구된다(Table 3).
해조류는 생태학적 특성에 따라 ESG I(다육질형, 성긴분 기형, 유절산호말형, 각상형) 해조류와 교란이나 환경오염 해역에서 빠른 생장을 보이는 ESG II(엽상형과 사상형) 해 조류로 구분되고 기능형군 구성비율은 해조류서식 환경상
태와 밀접한 관련을 보인다고 알려져 있다(Arévalo et al.
2007; Pinedo et al. 2007; Wells et al. 2007). 본 연구에서는 출현종 220종에서 성긴분기형이 47.73%, 사상형이 18.64%, 엽상형이 11.82%, 다육질형이 9.55%, 각상형이 6.82%, 유절 산호말형이 5.45%으로 순서로 나타났다. 이러한 연구 결과 는 남해안에서식하는해조류의기능형군별구성비가성긴 분기형, 사상형, 엽상형, 다육질형, 각상형, 유절산호말형의 순서로서 Sohn(1987)의 기록과 유사하였고 교란이나 환경오 염 해역에서 번무하는 ESGⅡ(사상형과 엽상형)는 약 22.65%
로서 환경상태는 양호한 편이다.
해조상이 열대 혹은 한대 해역에 가까운지를 구분하는 방 법으로 Segawa(1956)는 C/P값을, Feldman(1937)은 R/P값을 제안하였으며 Cheney(1977)는 (R+C)/P의 값을 사용하였다. 본 연구에서 C/P값과 R/P값은 온대성 혹은 혼합성 해조상 을 보였다. (R+C)/P의 값이 3 이하이면 온대성 내지 한대성 해조상이고 6 이상이면 열대성 해조상이라 하였는데, 본 연 구에서는 C/P값이 0.33(0.27~0.39), R/P값은 2.25(0.96~3.45), Cheney(1977)의 비율인 (R+C)/P값은 2.57(1.35~3.82)로서 혼 합된 해조상을 보였다. 과거 연구를 살펴보면 경남 통영의 해조상 연구에서 C/P 값은 0.33~0.55로한대, R/P값은 1.52~
3.27으로 혼합된 해조상을, (R+C)/P값은 1.90–3.82로서 한대 에서 혼합성 해조상까지 다양한 형태를 보여(Park et al.,
Table 3. Floristic comparisons of marine seaweeds for several localities in South coast of Korea (Sp, Spring; Su, Summer; Au, Autumn;
Wi, Winter)
Locality Season C P R Total C/P R/P (R+C)/P Reference
Chongsando Su, Wi 16 34 86 136 0.47 2.53 3.00 Lee et al., 1991
Chujado Chujado
Su 16 39 124 179 0.41 3.18 3.59 Lee et al., 1986
Sp, Su, Au, Wi 15 47 100 162 0.32 2.13 2.45 Kim et al., 2008
Hallyeo-haesang ND 10 30 49 89 0.74 1.91 2.64 Choi, 2008
Geomundo Sp, Su, Au 19 47 123 189 0.40 2.62 3.02 Koh, 1990
Goheung-gun Su 13 19 48 80 0.68 2.53 3.21 Song et al., 2011
Samchonpo Sp, Su, Au 8 19 57 84 0.42 3.00 3.42 Kim et al., 1986
Uido Su 5 10 26 41 0.50 2.60 3.10 Kang et al., 1979
ND 21 26 92 139 0.81 3.54 4.35 Choi et al., 1994
C, Chlorophyta; P, Phaeophyta; R, Rhodophyta; ND, No Data
2011) 본 연구와 유사한 경향을 나타냈으며, Choi(2008)의 연구결과, 한려해상국립공원의 24개정점에서 C/P값은 0.74, R/P값은 1.91, (R+C)/P값은 2.64로서 C/P값을 제외한 R/P값 과 (R+C)/P 값은 본 연구와 차이를 보였는데, 이러한 차이 는 연구 정점의 위치에 따른 차이 때문으로 사료된다.
현재, 남해안은 간척사업 등을 통한 환경오염으로 해조군 락이 황폐화되어가고 있으며, 생물 종다양성의 감소현상이 이루어지고 있으나(Lee and Kim 1977; Koh 1990; Choi
1992), 본 조사에서 조사한 남해안 7개 정점은 과거 연구와
유사하거나 양호한 상태로 평가되고 있다. 또한, 전체적으로 연안 인근 도서 및 유인도서(청산도, 거문도, 소매물도, 송도) 보다 외해에 있는 도서 또는 무인도서에서 출현종 비율이 높게 나타나 외해도서에 대한 보전 및 관리도 중요할 것으 로보인다. 이러한결과는무인도서들이 유인도서보다환경 오염에 영향을 덜 받은 결과로 판단하였다. 따라서 환경오 염으로 인한 유인도서들에 대한 종다양성 확대를 위한 연구 가 필요하며 종다양성이 상대적으로 높은 무인도서들의 해 양 생태계의 변화가 최소화 될 수 있는 보전관리 방안이 마 련되어야 할 것으로 사료된다.
사 사
본 연구는 2014년 국립공원연구원 해양연구센터에서 실시 한 생태축 예비조사와 한려해상국립공원 자원모니터링 사업 에 의해 수행되었습니다.
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(2015년 8월 31일접수; 2015년 9월 17일채택)
