한 국 해 양 과 학 기 술 원

보고서발간 번호 9935BBSPE

11020- -3

갯벌 저서 동물 서식 굴가 시화 를통 한전 시/ 홍보 컨텐 츠개 발

한국 해양 과학 기술 원

갯벌 저서동물 서식굴 (burrow) 가시화를 통한 전시/홍보 컨텐츠 개발

Development of the contents for exhibition and public relations by visualization of macrobenthic burrows in tidal

flats

2016.06.30

한 국 해 양 과 학 기 술 원

제 출 문

한국해양과학기술원장 귀하

본 보고서를 “갯벌 저서동물 서식굴 (burrow) 가시화를 통한 전시/홍보 컨텐츠 개발에 관한 연구”과제의 최종보고서로 제출합니다.

2016. 06. 30

총괄연구책임자 : 구 본 주

참 여 연 구 원 : 김 민 규

“ : 서 재 환

“ : 장 민 성

- 2 -

보고서 초록

과제고유

번호 PE9935B 해당단계

연구기간

2015.07.07-2016.

06.30 단계 구분

연구사업명 중사업명 기관 주요 사업

세부사업명 연구과제명

대과제명 국가사회 현안 대응 과제

세부과제명 갯벌 저서동물 서식굴 (burrow) 가시화를 통한 전시/홍보 컨텐츠 개발

연구책임자 구 본 주

해당단계 참여연구원수

총 : 4 명 내부: 1 명 외부: 3 명

해당단계 연구비

정부: 100,000 천원

기업: 천원

계 : 100,000 천원 총연구기간

참여연구원수

총 : 4 명 내부: 1 명 외부: 3 명

총 연구비

정부: 100,000 천원

기업: 천원

계 : 100,000 천원 연구기관명

및 소속부서명

한국해양과학기술원

생태기반연구센터 참여기업명

국제공동연구 위탁연구

요약(연구결과를 중심으로 개조식 500자 이내) 보고서

면수 103

○ 연구목표

- 갯벌 저서동물 서식굴 표본 제작과 입체 데이터베이스 구축을 통한 전시/홍보 컨텐츠를 개발하는 것을 목적으로 함.

○ 연구결과

- 총 21종 104점의 갯벌 저서동물 서식굴 표본을 제작하고 서식굴의 구조를 분석함 - 총 21종 104점의 갯벌 저서동물 서식굴의 입체 데이터베이스를 구축함.

- 총 20종 88점의 갯벌 표면 3차원 이미지를 제작하고 데이터베이스를 구축함.

- 총 18종 갯벌 저서동물 서식굴 3D 데이터와 3차원 갯벌 이미지를 결합하여 3차원 서식지 입체화 를 구현함.

- 총 21종의 갯벌 저서동물 서식굴의 구조, 형태 및 크기 정보와 3차원 입체 모형이 수록된 홍보책 자를 발간함.

- 서식굴 3차원 입체 모형을 바탕으로 3D 프린팅을 수행하고 시제품을 제작하여 갯벌 퇴적물 내부 모습을 가시화함.

색인어 (각 5개 이상)

한 글 서식굴, 저서동물, 갯벌, 서식굴 구조, 3D 데이터베이스

영 어 burrow, macrobenthos, tidal flat, architecture of burrow, 3D database,

요 약 문

Ⅰ. 제 목

갯벌 저서동물 서식굴 (burrow) 가시화를 통한 전시/홍보 컨텐츠 개발

Ⅱ. 연구개발의 목적 및 필요성

○ 연구개발의 목적

- 갯벌 저서동물 서식굴 표본 제작과 입체 데이터베이스 구축을 통한 전시/홍보 컨텐츠 를 개발하는 것을 목적으로 함.

○ 연구개발의 필요성

- 갯벌 환경교육에 대한 수요 급증 및 관련 컨텐츠 창출이 필요함

갯벌 생태계에 대한 국민들의 인식 증가와 더불어 갯벌 환경교육에 대한 수요가 급증하 고 있는 상황임에도 불구하고 교육이나 홍보를 위한 관련 컨텐츠는 매우 제한적인 상황 임.

최근 들어 갯벌 관련한 각종 전시관 및 체험관 등이 건립되고 있으나 전시를 위한 컨텐 츠가 부족하여 어려움을 겪고 있음.

따라서, 교육 및 전시를 위한 갯벌생태 관련 컨텐츠의 개발을 통한 관련 기술의 선점이 필요함.

- 저서동물 서식굴 정보의 부재로 인해 갯벌생태자료가 과소평가됨

갯벌 저서동물은 높이가 최대 30cm인 주상시료채니기를 이용해 채집 조사함. 그러나 우 리나라와 같이 큰 조차를 가진 연안환경의 갯벌에는 저서동물의 서식 깊이가 이 보다 훨 씬 깊어 최대 2m 까지 이르기도 함.

그러므로 주상시료채니기를 이용한 저서동물 채집 방법은 갯벌 생태조사에 한계를 가짐.

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갯벌 표면에 형성된 굴의 입구를 포함한 종별 서식굴 구조를 밝힘으로써 기존의 채집방 법으로는 포함되지 않았던 생물자료까지 포함된 보다 현실적인 자료가 생산될 수 있기 때문에 서식굴 정보의 가시화가 필요함.

Ⅲ. 연구개발의 내용 및 범위

○ 저서동물 종별 서식굴 표본제작

- 주요종 및 생태 특이종의 서식굴 표본 제작 - 종별 서식굴 구조 분석

○ 서식굴 표본의 입체 데이터베이스 구축

- 3D 스캐닝을 통한 서식굴 표본의 데이터베이스화 - 종별 서식굴의 생태적 특성 기록 및 관련 홍보책자 집필

Ⅳ. 연구개발결과

○ 저서동물 종별 서식굴 표본제작

- 총 21종 104점의 갯벌 저서동물 서식굴 표본을 제작함.

- 총 21종 갯벌 저서동물 서식굴의 구조를 분석함.

○ 서식굴 표본의 입체 데이터베이스 구축

- 총 21종 104점의 갯벌 저서동물 서식굴의 입체 데이터베이스를 구축함.

- 총 20종 88점의 갯벌 표면 3차원 이미지를 제작하고 데이터베이스를 구축함.

- 총 18종 갯벌 저서동물 서식굴 3D 데이터와 3차원 갯벌 이미지를 결합하여 3차원 서 식지 입체화를 구현함.

- 총 21종의 갯벌 저서동물 서식굴의 구조, 형태 및 크기 정보와 3차원 입체 모형이 수 록된 홍보책자를 발간함.

- 서식굴 3차원 입체 모형을 바탕으로 3D 프린팅을 수행하고 시제품을 제작하여 갯벌 퇴적물 내부 모습을 가시화함.

Ⅴ. 연구개발결과의 활용계획

○ 서식굴 표본의 전시물 활용

- 서식굴 표본 원본을 한국해양과학기술원 부산 신청사 또는 박물관 등의 전시관 해양생 태 공간에 전시물로 활용할 수 있음.

○ 서식굴 모형 제작을 통한 전시 및 홍보용 기념 장식품 활용

- 데이터베이스화 된 표본의 축소 및 단순한 형태로의 변형을 통해 기념품 및 장식품을 제작하여 홍보물로 활용할 수 있음.

○ 갯벌생물 서식굴 정보의 웹 활용

- 갯벌생물 종별 생태, 서식굴 구조, 서식굴 크기 정보가 담긴 데이터를 웹상에 등록하 여 일반인들이 손쉽게 웹에 접속하여 열람할 수 있음.

○ 서식굴 관련 책자 기부를 통한 홍보

- 갯벌 저서동물 서식굴의 구조, 형태 및 크기 정보와 3차원 입체 모형이 수록된 책자를 박물관, 전시관, 해양관련 교육센터, 환경단체, 학교 등의 기관에 기부함으로써 홍보에 활용할 수 있음.

○ 교육 프로그램 관련 교구 개발

- 서식굴의 구조와 관련 생물의 생태적 기능을 정리하여 해양환경 교육 프로그램 개발을 목적으로 한 교육부 사업을 추진하고 제작된 3D 입체 모형을 교구로 활용할 수 있음.

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S U M M A R Y

Ⅰ. Title

Development of the contents for exhibition and public relations by visualization of macrobenthic burrows in tidal flats

Ⅱ. Objective and necessity

○ To develop of the contents for exhibition and public relations by casts production of macrobenthic burrows and construction 3D database.

○ Rapid increase in demand for environmental education in tidal flat and necessity association with contents.

- Although the demands of public on environmental education have been increasing, relevant contents for education or public relations are very limited.

- Recently, various exhibitions and experience centers are being constructed however, they have many problems due to lack of relevant contents.

- Thus, the development of contents association with tidal flat ecology for education and exhibition is needed.

○ Underestimation of ecological data in tidal flat due to lack of burrow information of macrobenthos.

- The macrobenthos has been studied using core sampler which has 30 cm height.

- However, in tidal flat where has large tidal range, habitat depth of macrobenthos is up to 2 m therefore, macrobenthos investigation using core sampler has limit.

- Thus, visualization of macrobenthic burrow is needed for more accurate data on macrobenthos.

Ⅲ. Content and scope

○ Casts production of macrobenthic burrows

- Burrow casts production of major species and ecological specific species in tidal flats.

- Analysis for architectures of macrobenthic burrows.

○ Construction of 3D database on burrow casts - Construction of 3D database using 3D scanning.

- Publication a publicity booklet including architectures, shapes and dimensions of macrobenthic burrows.

Ⅳ. Results

○ Casts production of macrobenthic burrows

- Produced 104 burrow casts of 21 macrobenthic species.

- Analyzed burrow architectures of 21 macrobenthic species.

○ Construction of 3D database on burrow casts

- Constructed 3D database for 104 burrow casts of 21 macrobenthic species.

- Produced 3D database for 88 3D tidal flat surface models of 20 macrobenthic species.

- Realized 3D habitat models for 18 species by combination 3D burrow data with 3D tidal flat surface model.

- Published a publicity booklet including architectures, shapes and dimensions for burrows of 21 macrobenthic species.

- Visualized inner part of sediments by 3D printing of macrobenthic burrow 3D model.

Ⅴ. Application

○ Use of macrobenthic burrow casts for exhibition

- Application of macrobenthic burrow casts as exhibit for exhibition of KIOST new building or museum.

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○ Use of macrobenthic burrow miniatures for exhibition and public relations

- Application of macrobenthic burrow miniatures as souvenir by modification of burrow database.

○ Use of web database system on macrobenthic burrow information

- Application of web database system for public by construction web database of ecology of macrobenthos, architecture of burrow and dimension of burrow.

○ Use of publicity booklet for public relations by donation

- Application of publicity booklet for public relations by donation to museum, exhibition, education center, environmental organization and school.

○ Use of 3D solid model for educational program

- Application of 3D solid model as learning tools for educational program.

C O N T E N T S

Chapter 1. Introduction

Section 1. Objective of research

1. Cast production of macrobenthic burrow ···12

2. Production of 3D database on burrow casts ···12

Section 2. Necessity of research ···12

Chapter 2. State-of-Art Section 1. Domestic research trend 1. Research on burrow architecture ···14

2. Research on burrow function ···14

Section 2. International research trend 1. Research on bioturbation ···14

2. Research on burrow architecture ···15

Section 3. Precedent study 1. Research on burrow ···15

Section 4. Limit of current technology Chapter 3. Contents and results of research Section 1. Materials and methods 1. Cast production of macrobenthic burrow ···17

2. Construction of 3D database on burrow casts ···18

3. Production of 3D model of tidal flat surface ···18

4. Realization of 3D habitat models ···18

5. 3D printing of burrow cast ···19

Section 2. Results of research 1. Cast production of macrobenthic burrow ···20

2. Analysis of burrow architecture ···22

3. Construction of 3D database on burrow casts ···45

4. Production of 3D model of tidal flat surface ···66

5. Realization of 3D habitat models ···67

6. Publication of publicity booklet ···86

7. 3D printing of burrow cast ···87

- 10 -

Chapter 4. Evaluation for target goals and contribution index

Section 1. Evaluation for target goals ···88 Section 2. Quantitative achievement ···89 Section 3. Contribution index ···92 Chapter 5. Application plan of research results

Section 1. Necessity of further research ···93 Section 1. Application plan ···95 Chpater 6. References ···96

List of Tables

Table 3-1-1. Hardener ratio and hardening time according to habitat

sediment type ···24

Table 3-2-1. Study sites and quantity of burrow cast ···28

Table 3-2-2. Results of dimension for burrow cast ···29

Table 3-2-3. Study sites and quantity of 3D tidal flat surface model ··· 73

Table 4-2-1. Public relations exercise ···98

- 12 -

List of Figures

Fig. 3-1-1. Study sites and proceeding of burrow cast ···24

Fig. 3-1-2. Proceeding of 3D scanning and 3D scan data of

Laomedia astacina

burrow ···25

Fig. 3-2-1. Burrow cast of

macrobenthos

···27

Fig. 3-2-2. Burrow of

Cyclina sinensis

···30

Fig. 3-2-3. Burrow of

Laomedia astacina

···32

Fig. 3-2-4. Burrow of

Helice tridens tientsinensis

···33

Fig. 3-2-5. Burrow of

Urechis unicinctus

···34

Fig. 3-2-6. Burrow of

Macrophthalmus dilatatus

···35

Fig. 3-2-7. Burrow of

Uca arcuata

···36

Fig. 3-2-8. Burrow of

Ocypode stimpsoni

···37

Fig. 3-2-9. Burrow of

Sesarma haematocheir

···38

Fig. 3-2-10. Burrow of

Perinereis aibuhitensis

···39

Fig. 3-2-11. Burrow of

Sesarma dehaani

···40

Fig. 3-2-12. Burrow of

Solen strictus

···41

Fig. 3-2-13. Burrow of

Helice tridens tridens

···42

Fig. 3-2-14. Burrow of

Cleistostoma dilatatum

···43

Fig. 3-2-15. Burrow of

Upogebia major

···44

Fig. 3-2-16. Burrow of

Scopimera globosa

···45

Fig. 3-2-17. Burrow of

Sinocorophium japonicum

···46

Fig. 3-2-18. Burrow of

Macrophthalmus japonicus

···47

Fig. 3-2-19. Burrow of

Diopatra sugokai

···48

Fig. 3-2-20. Burrow of

Ilyoplax pingi

···49

Fig. 3-2-21. Burrow of

Uca lactea lactea

···50

Fig. 3-2-22. Burrow of

Periserrula leucophryna

···51

Fig. 3-2-23. Burrow cast of

Cyclina sinensis

···52

Fig. 3-2-24. Burrow cast of

Laomedia astacina

··· 53

Fig. 3-2-25. Burrow cast of

Helice tridens tientsinensis

···54

Fig. 3-2-26. Burrow cast of

Urechis unicinctus

···55

Fig. 3-2-27. Burrow cast of

Macrophthalmus dilatatus

···56

Fig. 3-2-28. Burrow cast of

Uca arcuata

···57

Fig. 3-2-29. Burrow cast of

Ocypode stimpsoni

···58

Fig. 3-2-30. Burrow cast of

Sesarma haematocheir

···59

Fig. 3-2-31. Burrow cast of

Perinereis aibuhitensis

···60

Fig. 3-2-32. Burrow cast of

Sesarma dehaani

···61

Fig. 3-2-33. Burrow cast of

Solen strictus

···62

Fig. 3-2-34. Burrow cast of

Helice tridens tridens

···63

Fig. 3-2-35. Burrow cast of

Cleistostoma dilatatum

···64

Fig. 3-2-36. Burrow cast of

Upogebia major

···65

Fig. 3-2-37. Burrow cast of

Scopimera globosa

···66

Fig. 3-2-38. Burrow cast of

Sinocorophium japonicum

···67

Fig. 3-2-39. Burrow cast of

Macrophthalmus japonicus

···68

Fig. 3-2-40. Burrow cast of

Diopatra sugokai

···69

Fig. 3-2-41. Burrow cast of

Ilyoplax pingi

···70

Fig. 3-2-42. Burrow cast of

Uca lactea lactea

···71

Fig. 3-2-43. Burrow cast of

Periserrula leucophryna

···72

Fig. 3-2-44. 3D habitat model of

Laomedia astacina

···74

Fig. 3-2-45. 3D habitat model of

Helice tridens tientsinensis

···75

Fig. 3-2-46. 3D habitat model of

Urechis unicinctus

···76

Fig. 3-2-47. 3D habitat model of

Macrophthalmus dilatatus

···77

Fig. 3-2-48. 3D habitat model of

Uca arcuata

···78

Fig. 3-2-49. 3D habitat model of

Ocypode stimpsoni

···79

Fig. 3-2-50. 3D habitat model of

Sesarma haematocheir

···80

Fig. 3-2-51. 3D habitat model of

Perinereis aibuhitensis

···81

Fig. 3-2-52. 3D habitat model of

Sesarma dehaani

···82

Fig. 3-2-53. 3D habitat model of

Helice tridens tridens

···83

Fig. 3-2-54. 3D habitat model of

Cleistostoma dilatatum

···84

Fig. 3-2-55. 3D habitat model of

Upogebia major

···85

Fig. 3-2-56. 3D habitat model of

Scopimera globosa

···86

Fig. 3-2-57. 3D habitat model of

Macrophthalmus japonicus

···87

Fig. 3-2-58. 3D habitat model of

Diopatra sugokai

···88

Fig. 3-2-59. 3D habitat model of

Ilyoplax pingi

···89

Fig. 3-2-60. 3D habitat model of

Uca lactea lactea

···90

Fig. 3-2-61. 3D habitat model of

Periserrula leucophryna

···91

Fig. 3-2-62. 3D mud habitat model of macrobenthos ···92

Fig. 3-2-63. Publicity booklet ···93

Fig. 3-2-64. 3D printing of

Laomedia astacina

and

Periserrula leucophryna

···94

Fig. 4-2-1. Article of burrow architecture ···97

Fig. 4-2-2. Exhibited burrow casts at museum ···98

- 14 -

목 차

제 1 장 서론

제 1 절 연구개발의 목표

1. 저서동물 종별 서식굴 표본제작 ···19

2. 서식굴 표본의 입체 데이터베이스 구축 ···19

제 2 절 연구개발의 필요성 ···19

제 2 장 국내외 기술개발 현황 제 1 절 국내 동향 1. 갯벌 저서동물 서식굴 구조 연구 ···21

2. 갯벌 저서동물 서식굴 기능 연구 ···21

제 2 절 국외 동향 1. 생물교란 연구 ···21

2. 서식굴 구조 연구 ···22

제 3 절 기타 선행연구 분석 1. 서식굴 관련 연구 ···22

제 4 절 현기술의 한계 분석 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 제 1 절 연구방법 1. 갯벌 저서동물 서식굴 표본 제작 ···24

2. 서식굴 표본의 입체 데이터베이스 구축 ···25

3. 갯벌 표면 3차원 모형 제작 ···25

4. 갯벌 저서동물 3차원 서식지 입체화 구현 ···25

5. 서식굴 표본 3D 프린팅 ···26

제 2 절 연구결과

1. 서식굴 표본 제작 ···27

2. 서식굴 표본 구조 분석 ···29

3. 서식굴 표본의 입체 데이터화 ···52

4. 갯벌 표면 3차원 모형 제작 ···73

5. 갯벌 저서동물 3차원 서식지 입체화 구현 ···74

6. 서식굴 생태자료 홍보용 책자 발간 ···93

7. 서식굴 표본 3D 프린팅 ···94

제 4 장 연구개발목표 달성도 및 대외기여도 제 1 절 연구개발 목표 달성도 ···95

제 2 절 정량적 성과 ···96

제 3 절 대외기여도 ···99

제 5 장 연구개발결과의 활용계획 제 1 절 추가연구의 필요성 ···100

제 2 절 활용계획 ···102

제 6 장 참고문헌 ···103

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표 목 차

표 3-1-1. 서식지 퇴적상에 따른 경화제의 비율과 경화시간 ···24

표 3-2-1. 서식굴 표본 채집장소 및 수량 ···28

표 3-2-2. 서식굴 표본의 수치 분석 결과 ···29

표 3-2-3. 갯벌 표면 3차원 모형 제작 장소 및 수량 ···73

표 4-2-1. 홍보활동 내용 ···98

그 림 목 차

그림 3-1-1. 연구지역 및 서식굴 표본 제작과정 ···24

그림 3-1-2. 3D 스캔과정과 가재붙이 서식굴의 3D 스캔데이터 ···25

그림 3-2-1. 제작된 갯벌 저서동물 서식굴 표본 ···27

그림 3-2-2. 가무락 서식굴 ···30

그림 3-2-3. 가재붙이 서식굴 ···32

그림 3-2-4. 갈게 서식굴 ···33

그림 3-2-5. 개불 서식굴 ···34

그림 3-2-6. 길게 서식굴 ···35

그림 3-2-7. 농게 서식굴 ···36

그림 3-2-8. 달랑게 서식굴 ···37

그림 3-2-9. 도둑게 서식굴 ···38

그림 3-2-10. 두토막눈썹참갯지렁이 서식굴 ···39

그림 3-2-11. 말똥게 서식굴 ···40

그림 3-2-12. 맛 서식굴 ···41

그림 3-2-13. 방게 서식굴 ···42

그림 3-2-14. 세스랑게 서식굴 ···43

그림 3-2-15. 쏙 서식굴 ···44

그림 3-2-16. 엽낭게 서식굴 ···45

그림 3-2-17. 육질꼬리옆새우류 서식굴 ···46

그림 3-2-18. 칠게 서식굴 ···47

그림 3-2-19. 털보집갯지렁이 서식굴 ···48

그림 3-2-20. 펄털콩게 서식굴 ···49

그림 3-2-21. 흰발농게 서식굴 ···50

그림 3-2-22. 흰이빨참갯지렁이 서식굴 ···51

그림 3-2-23. 가무락 서식굴 표본 ···52

그림 3-2-24. 가재붙이 서식굴 표본 ···53

그림 3-2-25. 갈게 서식굴 표본 ···54

그림 3-2-26. 개불 서식굴 표본 ···55

그림 3-2-27. 길게 서식굴 표본 ···56

그림 3-2-28. 농게 서식굴 표본 ···57

그림 3-2-29. 달랑게 서식굴 표본 ···58

그림 3-2-30. 도둑게 서식굴 표본 ···59

- 18 -

그림 3-2-31. 두토막눈써밤갯지렁이 서식굴 표본 ···60

그림 3-2-32. 말똥게 서식굴 표본 ···61

그림 3-2-33. 맛 서식굴 표본 ···62

그림 3-2-34. 방게 서식굴 표본 ···63

그림 3-2-35. 세스랑게 서식굴 표본 ···64

그림 3-2-36. 쏙 서식굴 표본 ···65

그림 3-2-37. 엽낭게 서식굴 표본 ···66

그림 3-2-38. 육질꼬리옆새우류 서식굴 표본 ···67

그림 3-2-39. 칠게 서식굴 표본 ···68

그림 3-2-40. 털보집갯지렁이 서식굴 표본 ···69

그림 3-2-41. 펄털콩게 서식굴 표본 ···70

그림 3-2-42. 흰발농게 서식굴 표본 ···71

그림 3-2-43. 흰이빨참갯지렁이 서식굴 표본 ···72

그림 3-2-44. 가재붙이 3차원 서식지 입체화 ···74

그림 3-2-45. 갈게 3차원 서식지 입체화 ···75

그림 3-2-46. 개불 3차원 서식지 입체화 ···76

그림 3-2-47. 길게 3차원 서식지 입체화 ···77

그림 3-2-48. 농게 3차원 서식지 입체화 ···78

그림 3-2-49. 달랑게 3차원 서식지 입체화 ···79

그림 3-2-50. 도둑게 3차원 서식지 입체화 ···80

그림 3-2-51. 두토막눈썹참갯지렁이 3차원 서식지 입체화 ···81

그림 3-2-52. 말똥게 3차원 서식지 입체화 ···82

그림 3-2-53. 방게 3차원 서식지 입체화 ···83

그림 3-2-54. 세스랑게 3차원 서식지 입체화 ···84

그림 3-2-55. 쏙 3차원 서식지 입체화 ···85

그림 3-2-56. 엽낭게 3차원 서식지 입체화 ···86

그림 3-2-57. 칠게 3차원 서식지 입체화 ···87

그림 3-2-58. 털보집갯지렁이 3차원 서식지 입체화 ···88

그림 3-2-59. 펄털콩게 3차원 서식지 입체화 ···89

그림 3-2-60. 흰발농게 3차원 서식지 입체화 ···90

그림 3-2-61. 흰이빨참갯지렁이 3차원 서식지 입체화 ···91

그림 3-2-62. 펄 서식지 저서동물 3차원 서식지 입체화 ···92

그림 3-2-63. ‘갯벌 생물의 집, 서식굴’ 홍보용 책자 ···93

그림 3-2-64. 가재붙이 3D 프린팅과 흰이빨참갯지렁이 3D 프린팅 ···94

그림 4-2-1. 동아일보에 게재 된 서식굴 관련 기사 ···97

그림 4-2-2. 안산어촌민속박물관에 전시된 서식굴 표본 ···98

제 1 장 서 론

1. 저서동물 종별 서식굴 표본제작

○ 우리나라 갯벌의 저서동물 목록 작성

○ 주요종 및 생태 특이종의 서식굴 표본 제작

○ 종별 서식굴 구조 분석

2. 서식굴 표본의 입체 데이터베이스 구축

○ 3D 스캐닝을 통한 서식굴 표본의 데이터베이스화

○ 종별 서식굴의 생태적 특성 기록 및 관련 홍보책자 집필

1. 갯벌 환경교육에 대한 수요 급증 및 관련 컨텐츠 창출 필요

○ 환경에 대한 인식 증진과 더불어 최근 연안, 특히 갯벌 생태계의 중요성과 그 기능을 알고자 하는 수요가 환경단체 및 일선 학교를 중심으로 증가하고 있음. 어촌체험프로그램 선호도 조사에서 우리나라 국민은 다양한 항목 중 ‘갯벌 체험’과 ‘어촌먹거리 체험’을 가 장 선호하는 것으로 나타남 (농림수산식품부, 2010). YSLME (2010) 보고서에 의하면 갯 벌안내인양성교육을 받길 희망하는 국민 중 가장 많은 인원이 ‘갯벌생태계 이해’라는 교 육항목을 선호하는 것으로 조사되었음.

○ 갯벌 생태계에 대한 국민들의 인식 증가에도 불구하고 교육이나 홍보를 위한 관련 컨 텐츠는 매우 제한적인 것이 현실임. 갯벌 현장 생태교육의 대부분은 생물을 직접 잡아 생 물의 이름을 인식시키는 수준에 머물고 있음. 고 등은 (2007) 이러한 현장체험 학습으로 인해 갯벌 생태계가 크게 훼손될 수 있다고 보고함.

○ 최근 들면서 갯벌 관련한 각종 전시관 및 체험관 등이 건립되고 있으나 전시를 위한 컨텐츠의 부족으로 운영에 어려움을 겪는 경우가 많음. 따라서 교육 및 전시를 위한 갯벌 생태 관련 컨텐츠의 개발을 통한 관련 기술의 선점이 필요함.

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○ 갯벌 생물의 서식굴은 갯벌의 생태적 기능 중 하나인 정화기능을 배가 시키는 중요한 역할을 함 (Koo et al., 2005; 2007). 그러나 서식굴은 퇴적물 속에 위치하고 있기 때문에 현장에서 그 모양을 눈으로 확인할 수가 없어 갯벌생물의 서식굴 정보는 거의 알려져 있 지 않음. 그러므로 서식굴의 형태를 파악하고 가시화하여 갯벌생태 교육 및 홍보 컨텐츠 로 활용할 수 있다면 해양환경으로부터 새로운 가치를 창출하는 것임.

2. 저서동물 서식굴 정보의 부재로 인한 갯벌 생태자료의 과소평가

○ 저서동물 서식굴의 구조를 파악하는 것은 학술적 측면에서도 중요한 의미가 있음. 갯 벌저서동물은 높이가 최대 30cm인 주상시료채니기를 이용해 채집 조사함. 이는 제한된 시간과 채집의 편의를 위해 세계적으로 통용되는 방법임. 그러나 우리나라와 같이 큰 조 차를 가진 연안환경의 갯벌에는 저서동물의 서식 깊이가 이 보다 훨씬 깊어 최대 2m 까 지 이르기도 함. 그러므로 주상시료채니기를 이용한 저서동물 채집 방법은 갯벌 생태조사 에 한계를 가짐.

○ 실제로 해양환경 모니터링이나 영향평가 조사 결과는 100% 주상시료채니기로 채집된 생물량 결과가 담겨있기 때문에 갯벌 생태자료는 대부분 과소평가되어 있는 게 현실임.

○ 갯벌 표면에 형성된 굴의 입구를 포함한 종별 서식굴 구조를 밝힘으로써 기존의 채집 방법으로는 포함되지 않았던 생물자료까지 포함된 보다 현실적인 자료가 생산될 수 있기 때문에 학술적 측면에서도 서식굴 정보의 가시화는 필요함.

제 2 장 국내외 기술개발 현황

1. 갯벌 저서동물 서식굴 구조 연구

○ 갯벌 저서동물 서식굴 연구는 Lee and Koh (1994)에 의해 우리나라에서는 처음으로 시도되었음. 갯벌 일부 저서동물의 구조가 밝혀졌으며, 특히 소조기와 대조기 동안 굴의 형태 변화가 있음이 보고되었음.

○ 이후 일부 학자들에 의해 서식굴 구조 관련한 연구가 시도되었으나, 기술 부족과 현장 조사 상황의 어려움으로 완전한 형태의 구조 파악에는 실패하여 기록으로 남기지 못함.

○ 2005년에 와서야 Koo et al. (2005)에 의해 강화도 갯벌의 저서동물 서식굴 구조 연구 가 재개되었음. 이 연구에서는 동일 종 내에서도 서식굴의 구조가 환경요인 (노출시간, 온도, 식물상)에 따라 크기의 차이가 있음이 밝혀짐.

○ 상기의 연구를 통해 지금까지 밝혀진 저서동물 서식굴의 구조는 10여 종 정도임.

2. 갯벌 저서동물 서식굴 기능 연구

○ 저서동물 서식굴의 생태적 기능과 관련한 연구는 국내에서 거의 이루어지지 않았으며, 구 (2009)에 의해 처음으로 현장과 실험 관측을 통해 서식굴 내부의 산소 및 영양염 거 동에 관한 연구가 진행됨. 아울러 이 연구에서는 가재붙이 (

Laomedia astacina

)의 관개 (irrigation) 활동에 의한 서식굴 해수 교환량 연구가 진행됨.

1. 생물교란 연구

○ 생물이 만든 서식굴 (burrow)은 Charles Darwin (1881)에 의해 처음으로 학문적 접근 이 시도되었음. 그는 마지막 저서인 “The Formation of Vegetable Mould through the Action of Worms with observation of their habits”에서 생물이 서식굴을 형성하는 과정 인 생물교란 (bioturbation)의 생태적 중요성을 처음으로 인식하였음. 1970년대 들어서면 서 생물에 의한 현생 퇴적물의 생지화학적 영향을 기술함에 있어 생물교란에 대한 연구

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가 이루어지기 시작했으며, 최근에는 퇴적물 내 지화학적 요소들의 구배를 변형시키고, 먹이원, 바이러스, 박테리아, 휴면상태의 포자와 알 등을 재 분포시키는 'ecosystem engineering'의 한 예로서 생물교란이 인식되어 지고 있음 (Meysman et al. 2006).

○ 해양 퇴적물에서 생지화학적 프로세스와 이와 연관된 미생물 군집은 깊이에 따른 분 포를 하며 그 분포는 수직적인 이동기작에 의해 조절됨. 그러나 생물교란 활동은 퇴적물 내 이러한 물리적인 구조를 깨뜨리며, 궁극적으로는 화학종의 층서화된 분포와 퇴적물- 물 경계면(sediment-water interface)에서의 물질교환과 같은 일련의 생지화학적 프로세 스에도 영향을 미침. 생물교란 활동을 통해 혐기성 퇴적물 속에 호기성 조건의 환경이 만 들어지고, 이는 퇴적물 내 산화매개체와 환원화합물 간의 다차원적인 확산 패턴을 만들어 퇴적물 내 미생물 군집과 화학종의 재 분포 및 일련의 생지화학적 프로세스에 영향을 미 치는 것으로 확인됨 (Rosenberg and Ringdahl 2005).

○ 유럽 중심의 생물교란 관련 전문가 모임인 “Nereis Park” 에서는 생물교란이 해양 퇴 적물의 생지화학적 프로세스, 미생물 군집, 수층과 퇴적물 경계면에서의 물질순환 등에 미치는 영향 관련한 연구 결과를 상호 자료 공유하고 있으며, EU 지원 하에 활발한 연구 활동을 하고 있음.

2. 서식굴 구조 연구

○ Kristensen and Kostka (2005)에 의해 와덴해의 갯벌 저서동물 서식굴 구조를 종별로 일반화하려는 시도가 있었음. 그러나 일부 국한된 종에 대한 기술에 그쳤음.

○ 서식굴 관련 연구는 대부분이 특정 종의 생태적 특징을 연구하는 과정에 부분 항목으 로 포함시켜 연구가 진행되었기 때문에 세계적으로도 단편적인 결과만이 있음.

1. 서식굴 관련 연구

○ 아직까지 저서동물의 서식굴을 종합적· 체계적으로 연구하기 위한 시도는 제한적인 경우만 있을 뿐이며, 특히 굴의 구조를 입체 데이터베이스화하여 재현하려는 연구는 없 음.

1. 기술적 측면

○ 서식굴의 본을 뜨기 위해서는 서식굴 내부에 생물이 포함된 상태에서 본을 떠야하기 때문에 생물의 행동상태에 따라 성공 여부가 좌우되는 등 다양한 변수가 존재함. 따라서 하나의 완성된 굴을 재현하기 위해선 많은 시간과 노력이 필요함.

○ 또한 액상 수지와 경화제 배합의 비를 굴의 크기 및 해수에 잠기는 시간 등을 고려하 여 결정하여야 하나, 아직 이에 대한 체계가 없어 연구자의 노하우에만 의존하는 실정임.

○ 본 연구를 통해 서식굴 재현 시 재료의 배합 비율 및 시간에 대한 체계적인 자료 생 산이 요구됨.

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제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과

1. 갯벌 저서동물 서식굴 표본 제작

가로림만, 강화도, 곰소만, 낙동강 하구, 대부도, 시화호, 안면도, 줄포, 한강하구, 황도 총 10곳의 남서해안 연구지역 갯벌에서 저서동물 서식굴 표본을 제작하였다. 폴리에스터 수 지와 경화제를 서식지의 퇴적상에 따라 적정 비율로 혼합한 후 약 10분간 교반하여 수지 와 경화제가 균일하게 섞이도록 하였다 (표 3-1-1). 교반 후에 제조된 레진을 갯벌 저서 동물 서식굴 입구에 투입하였다. 필요한 경우 펜스를 사용하여 서식굴에 레진이 충분히 투입되도록 하였다. 서식굴 입구에 레진 투입 후 경화제의 비율에 따라 적정시간 동안 레 진을 경화시킨 후 주변 갯벌을 제거하고 서식굴 표본을 채집하였다. 가재붙이 서식굴 표 본의 경우 크기가 크고 모양이 복잡하여 중장비를 투입하여 주변 갯벌을 먼저 제거한 후 채집하였다.

표 3-1-1. 서식지 퇴적상에 따른 경화제의 비율과 경화시간

서식지 퇴적상 경화제 비율 (%) 경화시간 (h)

펄 서식지 0.1 ~ 0.3 48 ~ 72

모래 서식지 0.5 ~ 1.0 0.5 ~ 1

그림 3-1-1. 연구지역 및 서식굴 표본 제작과정

2. 서식굴 표본의 입체 데이터베이스 구축

Geomagic Capture (3Dsystems, USA) 3D 스캐너를 이용하여 서식굴 표본을 360° 스캔 한 후 Geomagic Wrap (3Dsystems, USA) 프로그램을 이용하여 스캔 데이터를 수정 및 편집하였다.

그림 3-1-2. 3D 스캔과정(왼쪽)과 가재붙이 서식굴의 3D 스캔데이터(오른쪽)

3. 갯벌 표면 3차원 모형 제작

서식굴 입구가 포함된 갯벌 표면을 DSLR 카메라를 이용하여 다양한 각도에서 10장 이상 촬영한 후 Agisoft Photoscan (Agisoft LLC, Russia) 프로그램을 이용하여 갯벌 표면 3 차원 모형을 제작하였다.

4. 갯벌 저서동물 3차원 서식지 입체화 구현

서식굴 표본의 3차원 입체 모형과 서식굴 입구가 포함된 갯벌 표면의 3차원 입체 모형을 Geomagic Wrap (3Dsystems, USA), Geomagic Design X (3Dsystems, USA)을 이용하 여 결합하고 수정 및 편집한 후 ZBrush (Pixologic Inc., USA) 프로그램을 이용하여 결 합된 3차원 모형의 질감을 품질을 보정하였다.

- 26 - 5. 서식굴 표본 3D 프린팅

FDM (Fused Deposition Modeling) 방식과 Polyjet 방식을 혼합하여 30×30×30 (가로×세 로×높이)의 크기로 3D 프린팅을 수행하였다. FDM 방식을 이용하여 갯벌 표면 3차원 모 형과 3차원 서식굴 모형을 프린팅 하였고 Polyjet 방식을 이용하여 생물 표본을 프린팅하 였다. 프린팅 된 갯벌 표면 3차원 모형과 3차원 서식굴 모형을 결합하고 생물을 서식굴 내에 위치시켰으며 생물이 위치한 부분을 외부에서 보일 수 있도록 제작하였다. 후처리 공정을 통해 갯벌 표면 3차원 모형의 세밀한 부분들을 정밀하게 묘사하였다.

1. 서식굴 표본 제작

10곳의 연구지역에서 총 21종 104점의 갯벌 저서동물 서식굴 표본을 제작하였다. 종별로 가무락 1점, 가재붙이 4점, 갈게 10점 개불 1점, 길게 3점, 농게 9점, 달랑게 4점, 도둑게 4점, 두토막눈썹참갯지렁이 3점, 말똥게 8점, 맛 2점, 방게 6점, 세스랑게 5점, 쏙 5점, 엽 낭게 5점, 육질꼬리옆새우류 3점, 칠게 11점, 털보집갯지렁이 2점, 펄털콩게 8점, 흰발농게 3점, 흰이빨참갯지렁이 7점을 제작하였다 (표 3-2-1).

그림 3-2-1. 제작된 갯벌 저서동물 서식굴 표본

- 28 - 표 3-2-1. 서식굴 표본 채집장소 및 수량

순 번 종 명 채집장소 수량

1 가무락 시화호 1

2 가재붙이 곰소만, 줄포 4

3 갈게 대부도, 시화호 10

4 개불 가로림만 1

5 길게 시화호 3

6 농게 대부도, 시화호, 줄포 9

7 달랑게 곰소만 4

8 도둑게 안면도, 황도 4

9 두토막눈썹참갯지렁이 강화도, 줄포 3

10 말똥게 한강하구, 낙동강 하구 8

11 맛 시화호 2

12 방게 강화도, 시화호 6

13 세스랑게 강화도 5

14 쏙 대부도, 시화호 5

15 엽낭게 낙동강 하구, 대부도 5

16 육질꼬리옆새우류 곰소만, 시화호 3

17 칠게 강화도, 시화호 11

18 털보집갯지렁이 대부도 2

19 펄털콩게 시화호, 낙동강 하구 8

20 흰발농게 곰소만, 대부도 3

21 흰이빨참갯지렁이 강화도 7

합계 104

2. 서식굴 표본 구조 분석

Geomagic wrap 프로그램을 이용하여 서식굴 표본의 구조적 특성 및 크기를 수치화하였 다. 각각의 종에 대해 입구개수, 입구직경, 깊이, 길이, 부피, 표면적 등의 수치를 분석하 였다 (표 3-2-2).

표 3-2-2. 서식굴 표본의 수치 분석 결과 M:mound, F:funnel

종명 n 입구

개수

입구직경 (cm)

깊이 (cm)

길이 (cm)

부피 (cm³)

표면적 (cm²)

가무락 1 1 0.7 7.3 8.2 15.7 42.8

가재붙이 4 M:1 F:8-13

M:0.6-1.4

F:0.3-1.5 71.2-198.0 500.3- 1231.8

3761.7- 18163.4

4966.0- 16179.8 갈게 10 1 2.8-9.7 24.2-98.6 30.7-101.1 225.9-

2042.9

379.6- 1920.9

개불 1 2 1.6 39.8 99.2 684.7 1073.1

길게 3 1 1.8-22 7.9-14.0 14.5-21.9 7.8-19.0 43.4-91.2 농게 9 1 1.4-3.0 13.4-65.5 14.8-101.7 56.7-568.9 115.2-777.5 달랑게 4 1 3.7-6.7 19.3-35.0 21.1-45.0 152.5-705.3 231.8-770.9 도둑게 4 1 4.3-6.7 12.1-17.4 16.5-24.3 407.4-752.0 399.3-681.6 두토막눈

썹참갯지 렁이

3 1 0.2-0.3 41.8-62.1 83.9-119.3 28.4-41.8 224.8-291.6

말똥게 7 1-3 2.2-3.5 9.9-17.1 10.8-50.6 92.7-588.4 141.1-821.3 맛 2 1 0.8-1.1 27.9-32.6 27.9-35.5 23.3-23.6 95.7-108.0

방게 5 2 1.8-4.3

1.4-5.1 11.6-36.2 22.6-76.1 67.6-281.8 150.3-565.6 세스랑게 3 1 0.5-2.2 46.4-56.7 47.2-74.0 98.3-358.8 290.4-715.7

쏙 5 2 0.3-0.9

0.3-0.9 48.4-128.8 83.2-184.5 217.6-1405.9 508.7-1868.9 엽낭게 5 1 1.0-1.7 10.8-19.0 11.3-22.6 10.0-37.3 43.0-113.8 육질꼬리

옆새우류 3 2 0.2-0.3

0.2-0.3 2.3-8.3 15.2-19.0 1.2-1.5 17.1-17.8 칠게 10 1-2 1.5-8.8 6.5-27.5 24.6-104.6 52.1-438.0 181.0-900.6 털보집갯

지렁이 2 1 0.5-0.6 29..6-44.7 30.2-47.6 9.9-16.0 66.7-101.5 펄털콩게 8 1 0.7-2.0 7.3-21.3 8.3-30.7 14.6-39.9 48.5-108.5 흰발농게 3 1 0.9-1.0 9.1-17.7 12.5-22.6 13.9-31.6 50.3-105.8 흰이빨참

갯지렁이 7 1 0.5-2.3 56.0-83.5 64.2-180.3 283.1-1731.5 524.5-2263.7

- 30 - (1) 가무락

갯벌 상에서 가무락의 서식굴 입구는 출수공과 입수공이 나온 흔적이 두 개 뚫린 형태이 나, 서식굴 표본 채집 결과 수관이 뻗어 나온 일자형의 수직입구와 개체의 몸통이 자리한 원형구조로 이루어져 있었으며, 입구의 개수는 1개이고, 직경은 0.7 cm, 수직 깊이는 7.3 cm, 길이는 8.2 cm이며, 부피는 15.7 cm³, 표면적은 42.8 cm²로 나타났다.

그림 3-2-2. 가무락 서식굴

(2) 가재붙이

가재붙이 서식굴은 매우 크고 복잡한 형태를 가지며, 크게 세 부분으로 구분되는 구조적 특성을 나타냈다. 상층부는 수평통로와 갯벌 표층으로 연결되는 수직통로로 구성되어 있 으며 두 구조가 만나는 곳은 약간 부풀어 있고, 이중 하나는 갯벌 표면에서 종 모양으로 솟아오른 둔덕과 연결되며, 나머지는 깔때기 모양의 함입구로 연결된다. 여러 개의 수평 통로는 아래쪽에서 주 통로로 연결되어 중층부를 구성하고 이 곳에서 주 통로는 비스듬 하게 나선형으로 꼬이면서 아래로 향하는 구조를 하며, 꼬임의 방향은 주기적으로 방향이 반대로 바뀌어 있는 것으로 나타났다.

꼬임의 방향이 바뀌는 곳에는 옆으로 확장된 구실이 있고, 주 통로에서부터 갈라진 분지 된 통로가 한 개 있으며, 분지된 통로는 퇴적물 표층으로 연결된 경우도 있으나 중간에 막힌 경우도 드물게 있었고, 구실은 아래로 향하면서 그 크기가 증가하는 것으로 나타났 다. 하층부에서는 주 통로가 거의 수직으로 향하며 일정 깊이 간격으로 수평으로 뻗은 구 실과 연결되어 있고 구실 중에는 중층부의 아래 부분에 위치한 것의 부피가 가장 크며 개체 몸체 부피의 약 30배에 달하는 것으로 나타났다.

주 통로 및 수평통로의 단면은 아랫부분이 평편한 타원꼴이며, 쏙상과의 다른 서식굴 구 조와 비교하여 가재붙이 서식굴은 나선형으로 꼬인 긴 주통로가 있는 것으로 나타났다.

줄포에서 채집한 가재붙이 서식굴의 경우 둔덕의 개수는 1개, 함입구의 개수는 8개 였으 며 깊이 146.6 cm, 길이 1231.8 cm, 부피 18163.4 cm³, 표면적은 16179.8 cm²로 총 4개의 서식굴 표본중에 가장 큰 크기를 나타냈으며, 꼬임의 방향이 바뀌는 곳의 깊이는 상부로 부터 각각 31.1, 41.6, 52.5, 60.4, 81.1 cm로 나타났다.

곰소만에서 채집한 가재붙이 서식굴 표본들의 경우 둔덕의 개수는 1개, 함입구의 개수는 평균 12개였으며, 평균 깊이는 12.7 cm, 길이 734.8 cm, 부피 5957.7 cm³, 표면적은 7601.0 cm²로 나타났다.

- 32 -

그림 3-2-3. 가재붙이 서식굴

(3) 갈게

갈게의 서식굴은 퇴적물 아래로 수직 혹은 비스듬히 뻗은 일자 형태를 하나, 일부에서는 상부에서 한번 꺾어진 형태를 가지기도 하였고, 하나로 뚫린 굴 입구는 둥근 원형 혹은 타원형으로 나타났다.

대부도와 시화호에서 채집한 갈게 서식굴 표본들의 경우 입구개수는 모두 1개이고 평균 입구직경은 5.3 cm 깊이 54.5 cm, 길이 66.9 cm, 부피 765.5 cm³, 표면적은 935.4 cm²로 나타났다.

그림 3-2-4. 갈게 서식굴

- 34 - (4) 개불

개불의 서식굴은 “U”자형 구조이며 서식굴의 외벽은 점액질 성분으로 코팅되어 있으며 굴의 입구 부분은 종지를 엎어 놓은 것과 유사한 형태를 보였다.

가로림만에서 채집한 개불 서식굴 표본의 경우 입구의 개수는 2개이고 2개 모두 직경이 1.6 cm로 나타났다. 몸체에 비해 입구의 직경은 좁으나 평행하게 달리는 하부 부분의 통 로에서의 직경은 3 cm로 나타났으며, 서식굴의 깊이는 39.8 cm, 길이 99.2 cm, 부피 684.7 cm³, 표면적은 1073.1 cm²로 나타났다.

그림 3-2-5. 개불 서식굴

(5) 길게

길게의 서식굴의 입구는 반원 혹은 세모꼴 형태이며, 갯벌 표면에서부터 비스듬하게(수평 기준 35°이하) 직선으로 아래로 향하는 모습을 보였다.

시화호에서 채집한 길게 서식굴 표본들의 경우 서식굴 입구의 직경은 평균 1.9 cm였으며 굴의 단면은 옆으로 긴 타원형이고 서식굴의 평균 깊이는 11.5 cm, 길이 17.4 cm, 부피 13.8 cm³, 표면적은 68.3 cm²로 나타났다.

그림 3-2-6. 길게 서식굴

- 36 - (6) 농게

농게 서식굴의 입구에는 주변을 따라 1-2 cm 높이의 울타리가 있는 경우가 흔하나 그렇 지 않은 경우도 있는 것으로 나타났다. 울타리는 암컷 서식굴에서 흔하며, 수컷의 서식굴 에서는 잘 찾아볼 수 없었다. 농게 서식굴의 입구는 하나이며, 일자로 또는 살짝 휘어진 형태로 아래로 향하는 경우가 일반적인 것으로 나타났다.

대부도, 시화호, 줄포 3곳에서 채집한 농게 서식굴 표본들의 경우 평균 입구 직경은 2.1 cm 였으며, 깊이 32.3 cm, 길이 39.5 cm, 부피 258.9 cm³, 표면적은 393.6 cm²로 나타났 다.

그림 3-2-7. 농게 서식굴

(7) 달랑게

달랑게 서식굴의 경우 갯벌 표면으로 하나의 입구로 연결되며 수직으로 아래로 향하다 중간 부분에서 비스듬히 뻗는 "L"자형 구조를 보였다.

곰소만에서 채집한 달랑게 서식굴 표본들의 경우 평균 입구 직경은 4.7 cm였고, 깊이 28.0 cm, 길이 37.2 cm, 부피 457.9 cm³, 표면적은 555.1 cm²로 나타났다.

그림 3-2-8. 달랑게 서식굴

- 38 - (8) 도둑게

도둑게의 서식굴 입구는 하나이며, 통로는 비스듬히 아래로 향하는 구조를 보였다. 서식 굴의 내벽은 다른 생물의 서식굴과는 다르게 울퉁불퉁한 모습을 나타냈다.

안면도와 황도에서 채집한 도둑게 서식굴 표본들의 경우 평균 입구 직경은 5.3 cm, 깊이 14.0 cm, 길이 19.6 cm, 부피 566.6 cm³, 표면적은 548.3 cm²로 나타났다.

그림 3-2-9. 도둑게 서식굴

(9) 두토막눈썹참갯지렁이

두토막눈썹참갯지렁이 서식굴의 경우 입구는 하나인 경우가 대부분이며, 간혹 두 개 이상 표면과 연결된 경우도 있는 것으로 나타났다. 서식굴은 매우 가늘고 구불구불한 형태로 아래로 뻗어 있으며 나뭇가지 모양으로 분지된 경우가 많고, 일정한 모양을 나타내지 않 았다.

강화도와 줄포에서 채집한 두토막눈썹참갯지렁이 서식굴의 경우 평균 입구 직경 0.3 cm 였으며, 깊이 55.2 cm, 길이 105.6 cm, 부피 36.1 cm³, 표면적은 254.0 cm²로 나타났음.

그림 3-2-10. 두토막눈썹참갯지렁이 서식굴

- 40 - (10) 말똥게

말똥게의 경우 한강, 낙동강, 금강 등의 일부 하구역에만 분포하며 서식굴은 거의 수직으 로 아래로 향하며 살짝 휘어진 형태를 보였다. 굴의 입구는 대부분 하나였지만 드물게는 여러 개의 서식굴이 아래에서 서로 연결된 형태를 보이기도 했다.

한강 하구와 낙동강 하구에서 채집한 말똥게 서식굴 표본들의 경우 평균 입구 직경 2.7 cm, 깊이 14.4 cm, 길이 22.8 cm, 부피 268.9 cm³, 표면적은 372.5 cm²로 나타났다.

그림 3-2-11. 말똥게 서식굴

(11) 맛

맛의 서식굴의 형태는 단면이 타원형인 길쭉한 모양이며, 수직으로 아래로 뻗은 경우와 사선으로 뻗은 경우 2가지 형태로 나타났다.

시화호에서 채집한 맛 서식굴 표본들의 경우 평균 입구 직경 0.9 cm, 깊이는 30.3 cm, 길 이 31.7 cm, 부피 23.5 cm³, 표면적은 101.9 cm²로 나타났다.

그림 3-2-12. 맛 서식굴

- 42 - (12) 방게

방게의 서식굴은 “Y”자 형이며, 두 개의 서식굴 입구를 가지고, 두 입구로부터 연결된 각 통로는 비스듬히 아래로 뻗어 5-10 cm 깊이에서 하나로 연결되어 아래로 연장되어 있는 모습을 보였다. 일부의 경우에는 윗부분의 두 통로가 서로 연결된 형태도 있으며, 아래의 통로에서 분지된 경우도 있었다.

강화도와 시화호에서 채집한 방게 서식굴 표본들의 경우 굴의 입구 중 작은 입구의 평균 직경은 1.9 cm, 큰 입구의 경우는 3.1 cm로 나타났으며, 깊이는 19.1 cm, 길이 43.4 cm, 부피 179.8 cm³, 표면적은 352.2 cm²로 나타났다.

그림 3-2-13. 방게 서식굴

(13) 세스랑게

세스랑게는 독특한 형태의 구조물을 서식굴 입구에 만드는데 구조물의 형태는 원뿔 모양 이며 원뿔 모양의 꼭지점 상에는 작은 구멍이 뚫려 있어 공기 순환이 가능하도록 되어 있었다. 모든 개체가 이러한 구조물을 만드는 것은 아니며 정확한 이유는 아직 밝혀지지 않았다. 세스랑게 서식굴은 수직으로 혹은 약간 기울어져 아래로 향하는 모양이며 대부분 의 경우에는 분지된 통로가 없는 모습을 보였다.

강화도에서 채집한 세스랑게 서식굴 표본들의 경우 입구는 1개이며 평균 직경 1.5 cm, 깊이 50.0 cm, 길이 59.1 cm, 부피 201.1 cm³, 표면적은 439.5 cm²로 나타났다.

그림 3-2-14. 세스랑게 서식굴

- 44 - (14) 쏙

쏙 서식굴의 형태는 "Y"자 형이며 굴의 내벽은 점액질 등으로 코팅되어 있었다. 두 개의 수직통로가 "U"자 형태로 연결되어 상층부를 이루며 하부에는 일자형의 통로가 있는 "Y"

자형 구조를 보이며 통로로부터 짧은 길이로 분지된 경우도 있는 것으로 나타났다. 수직 통로에 비해 일자형 통로의 직경이 약간 더 넓은 것으로 나타났다 (수직통로 : 2.8 cm, 일자형통로 : 3.2 cm).

쏙 서식굴은 입구가 2개이며 대부도와 시화호에서 채집한 서식굴 표본들의 경우 평균 입 구 직경이 각각 0.6, 0.6 cm로 두 직경이 유사한 크기를 나타냈다. 서식굴의 평균 깊이는 69.8 cm, 길이 119.7 cm, 부피 631.7 cm³, 표면적은 977.5 cm²로 나타났다.

그림 3-2-15. 쏙 서식굴

(15) 엽낭게

엽낭게의 서식굴은 일자 형태로 아래로 곧게 내려가다 중간부분에서 약간 비스듬히 꺾이 는 구조를 보였다.

낙동강 하구와 대부도에서 채집한 엽낭게 서식굴 표본들의 경우 입구는 1개이며 평균 입 구 직경 1.4 cm, 깊이 15.0 cm, 길이 16.6 cm, 부피 20.9 cm³, 표면적은 72.2 cm²로 나타 났다.

그림 3-2-16. 엽낭게 서식굴

- 46 - (16) 육질꼬리옆새우류

육질꼬리옆새우류는 국내에서 아직 한글 이름이 붙여지지 않은 종으로 서식굴은 "U“자 형태이며 굴의 방향은 퇴적물 표면과 수직이거나 비스듬하게 기울어져 있는 모습을 보였 다. 곰소만과 시화호에서 채집한 육질꼬리옆새우류 서식굴 표본들의 경우 입구가 2개이며 평균 직경은 각각 0.3, 0.2 cm로 두 직경의 크기가 유사하며 깊이는 4.5 cm, 길이 16.7 cm, 부피 1.4 cm³, 표면적은 17.4 cm²로 나타났다.

그림 3-2-17. 육질꼬리옆새우류 서식굴

(17) 칠게

칠게 서식굴은 입구가 하나인 경우와 두 개인 경우가 있고 굴의 입구는 타원형에 가까우 며, 비스듬하게 퇴적물 아래로 이어지는 모습을 보였다. 굴의 전체 모습은 "U"자 형태에 서 분지가 형성된 구조이거나 "J"자형 구조를 보였다.

강화도와 시화호에서 채집한 칠게 서식굴 표본들의 경우 평균 입구 직경은 4.5 cm,깊이 14.1 cm, 길이 47.65 cm, 부피 184.1 cm³, 표면적은 415.6 cm²로 나타났다.

그림 3-2-18. 칠게 서식굴

- 48 - (18) 털보집갯지렁이

털보집갯지렁이는 갯벌 퇴적물 속에 튜브 형태의 서관을 만들고 그 안에 서식하며 서관 은 체액과 퇴적물을 섞어 만들고 퇴적물 밖으로 나온 부분에는 조개껍데기나 주변의 해 조류 등이 부착되어 있었다. 털보집갯지렁이 서식굴은 갯벌 표면으로부터 수직으로 곧게 뻗거나 비스듬하게 기울어져 있는 2가지 경우를 보였다.

대부도에서 채집한 털보집갯지렁이 서식굴 표본들의 경우 입구는 1개이며 평균 직경은 0.5 cm, 깊이 37.2 cm, 길이 38.9 cm, 부피 12.9 cm³, 표면적은 84.1 cm²로 나타났다.

그림 3-2-19. 털보집갯지렁이 서식굴

(19) 펄털콩게

펄털콩게의 서식굴은 상부에서 약간 휘어져 수직으로 아래로 뻗은 일자형 구조와 수직으 로 곧게 아래로 향하다 중간에서 옆으로 휜 "L"자형 구조 2가지 형태를 보였다.

낙동강 하구와 시화호에서 채집한 펄털콩게 서식굴 표본들의 경우 입구는 1개이며 평균 직경은 1.3 cm, 깊이 10.2 cm, 길이 13.8 cm, 부피 21.2 cm³, 표면적은 73.4 cm²로 나타났 다.

그림 3-2-20. 펄털콩게 서식굴

- 50 - (20) 흰발농게

흰발농게 서식굴의 입구에는 울타리 모양의 흙뭉치가 둘러져 있는 경우가 많으나 없는 경우도 있었고, 수컷에 비해 암컷 서식굴의 경우에 울타리가 둘러져 있는 경우가 많은 것 으로 나타났다. 굴의 형태는 중간부분에서 살짝 휘어진 일자형이며, 일부에서는 굴의 제 일 아랫부분이 확장되어 있는 모습도 보였다.

곰소만과 대부도에서 채집한 흰발농게 서식굴 표본들의 경우 입구는 1개이며 평균 직경 은 0.9 cm, 깊이 12.9 cm, 길이 16.0 cm, 부피 24.5 cm³, 표면적은 76.8 cm²로 나타났다.

그림 3-2-21. 흰발농게 서식굴

(21) 흰이빨참갯지렁이

흰이빨참갯지렁이 서식굴 입구는 작은 원형이며, 그 주변에는 굴을 파고 밀어낸 흙 뭉치 가 높게 쌓여있었으며, 퇴적물 표면에는 서식굴로 연결된 나뭇잎 모양의 흔적이 형성되어 있는데 이것은 먹이활동을 한 흔적인 것으로 나타났다.

서식굴은 단면이 둥근 수직으로 뻗은 통로와 그 중간에 비정형적인 방이 삽입되어 있는 구조를 하고 있고, 방의 개수는 굴의 전체 길이가 길수록 많으며, 아래로 향할수록 커지 는 경향을 나타냈다. 수직 통로는 약간 휘어져 있는 경우도 있으나, 분지되지 않은 일자 형의 구조를 나타냈다.

흰이빨참갯지렁이 서식굴 표본 중 가장 큰 표본의 경우 입구 직경은 1.7 cm, 깊이 80.8 cm, 길이 180.3 cm, 부피 1731.5 cm³, 표면적은 2263.7 cm²로 나타났다.

강화도에서 채집한 흰이빨참갯지렁이 서식굴 표본들의 경우 평균 입구 직경은 1.4 cm, 깊이 68.1 cm, 길이 116.6 cm, 부피 786.7 cm³, 표면적은 1201.8 cm²로 나타났다.

그림 3-2-22. 흰이빨참갯지렁이 서식굴

- 52 - 3. 서식굴 표본의 입체 데이터화

Geomagic capture 3D 스캐너를 이용하여 총 21종 104점의 갯벌 저서동물 서식굴 표본을 입체데이터화 하였다.

(1) 가무락 서식굴 표본

○ 시화호(n=1)에서 채집한 가무락 서식굴 표본을 입체데이터화 함.

그림 3-2-23. 가무락 서식굴 표본

(2) 가재붙이 서식굴 표본

○ 곰소만 (n=3), 줄포 (n=1)에서 채집한 가재붙이 서식굴 표본을 입체데이터화 함.

그림 3-2-24. 가재붙이 서식굴 표본

- 54 - (3) 갈게 서식굴 표본

○ 대부도 (n=6), 시화호 (n=6)에서 채집한 갈게 서식굴 표본을 입체데이터화 함.

그림 3-2-25. 갈게 서식굴 표본

(4) 개불 서식굴 표본

○ 가로림만 (n=1)에서 채집한 개불 서식굴 표본을 입체데이터화 함.

그림 3-2-26. 개불 서식굴 표본

- 56 - (5) 길게 서식굴 표본

○ 시화호 (n=3)에서 채집한 길게 서식굴 표본을 입체데이터화 함.

그림 3-2-27. 길게 서식굴 표본

(6) 농게 서식굴 표본

○ 대부도 (n=3), 시화호 (n=3), 줄포 (n=3)에서 채집한 농게 서식굴 표본을 입체데이터화 함.

그림 3-2-28. 농게 서식굴 표본

- 58 - (7) 달랑게 서식굴 표본

○ 곰소만 (n=4)에서 채집한 달랑게 서식굴 표본을 입체데이터화 함.

그림 3-2-29. 달랑게 서식굴 표본

(8) 도둑게 서식굴 표본

○ 안면도 (n=2), 황도 (n=2)에서 채집한 도둑게 서식굴 표본을 입체데이터화 함.

그림 3-2-30. 도둑게 서식굴 표본

- 60 - (9) 두토막눈썹참갯지렁이 서식굴 표본

○ 강화도 (n=2), 줄포 (n=1)에서 채집한 두토막눈썹참갯지렁이 서식굴 표본을 입체데이 터화 함.

그림 3-2-31. 두토막눈썹참갯지렁이 서식굴 표본

(10) 말똥게 서식굴 표본

○ 한강하구 (n=2), 낙동강 하구 (n=2)에서 채집한 말똥게 서식굴 표본을 입체데이터화 함.

그림 3-2-32. 말똥게 서식굴 표본

- 62 - (11) 맛 서식굴 표본

○ 시화호 (n=2)에서 채집한 맛 서식굴 표본을 입체데이터화 함.

그림 3-2-33. 맛 서식굴 표본

(12) 방게 서식굴 표본

○ 강화도 (n=3), 시화호 (n=3)에서 채집한 방게 서식굴 표본을 입체데이터화 함.

그림 3-2-34. 방게 서식굴 표본

- 64 - (13) 세스랑게 서식굴 표본

○ 강화도 (n=5)에서 채집한 세스랑게 서식굴 표본을 입체데이터화 함.

그림 3-2-35. 세스랑게 서식굴 표본

(14) 쏙 서식굴 표본

○ 대부도 (n=3), 시화호 (n=2)에서 채집한 쏙 서식굴 표본을 입체데이터화 함.

그림 3-2-36. 쏙 서식굴 표본

- 66 - (15) 엽낭게 서식굴 표본

○ 낙동강하구 (n=1), 대부도 (n=4)에서 채집한 엽낭게 서식굴 표본을 입체데이터화 함.

그림 3-2-37. 엽낭게 서식굴 표본

(16) 육질꼬리옆새우류 서식굴 표본

○ 곰소만 (n=1), 시화호 (n=2)에서 채집한 육질꼬리옆새우류 서식굴 표본을 입체데이터 화 함.

그림 3-2-38. 육질꼬리옆새우류 서식굴 표본

- 68 - (17) 칠게 서식굴 표본

○ 강화도 (n=8), 시화호 (n=3)에서 채집한 칠게 서식굴 표본을 입체데이터화 함.

그림 3-2-39. 칠게 서식굴 표본

(18) 털보집갯지렁이 서식굴 표본

○ 대부도 (n=2)에서 채집한 털보집갯지렁이 서식굴 표본을 입체데이터화 함.

그림 3-2-40. 털보집갯지렁이 서식굴 표본

- 70 - (19) 펄털콩게 서식굴 표본

○ 낙동강 하구 (n=1), 시화호 (n=7)에서 채집한 펄털콩게 서식굴 표본을 입체데이터화 함.

그림 3-2-41. 펄털콩게 서식굴 표본

(20) 흰발농게 서식굴 표본

○ 곰소만 (n=1), 대부도 (n=2)에서 채집한 흰발농게 서식굴 표본을 입체데이터화 함.

그림 3-2-42. 흰발농게 서식굴 표본

- 72 - (21) 흰이빨참갯지렁이 서식굴 표본

○ 강화도 (n=7)에서 채집한 흰이빨참갯지렁이 서식굴 표본을 입체데이터화 함.

그림 3-2-43. 흰이빨참갯지렁이 서식굴 표본

4. 갯벌 표면 3차원 모형 제작

총 20종 88점의 갯벌 표면 3차원 이미지를 제작하였다. 종별로 가무락 1점, 가재붙이 6점, 갈게 2점, 개불 7점, 길게 4점, 농게 4점, 달랑게 1점, 도둑게 2점, 두토막눈썹참갯지렁이 3점, 말똥게 7점, 맛 4점, 방게 6점, 세스랑게 2점, 쏙 4점, 엽낭게 7점, 칠게 5점, 털보집 갯지렁이 4점, 펄털콩게 8점, 흰발농게 4점, 흰이빨참갯지렁이 3점을 제작하였다 (표 3-2-3).

표 3-2-3. 갯벌 표면 3차원 모형 제작 장소 및 수량

순 번 종 명 채집장소 수량

1 가무락 시화호 1

2 가재붙이 곰소만 6

3 갈게 강화도, 곰소만 2

4 개불 시화호, 황도 7

5 길게 곰소만, 시화호, 황도 8

6 농게 곰소만 4

7 달랑게 곰소만 1

8 도둑게 대부도 2

9 두토막눈썹참갯지렁이 강화도, 대부도 3

10 말똥게 한강하구 7

11 맛 시화호 4

12 방게 강화도 6

13 세스랑게 곰소만 2

14 쏙 시화호 4

15 엽낭게 대부도, 시화호 7

16 칠게 곰소만, 강화도 5

17 털보집갯지렁이 곰소만, 대부도, 황도 4

18 펄털콩게 강화도, 시화호 8

19 흰발농게 곰소만 4

20 흰이빨참갯지렁이 강화도 3

합계 88

- 74 - 5. 갯벌 저서동물 3차원 서식지 입체화 구현

갯벌 표면 3차원 입체 모형과 3차원 서식굴 모형을 결합하여 총 18종 18점의 갯벌 저서 동물 3차원 서식지의 입체화를 구현하였으며, 펄 서식지에 서식하는 갯벌 저서동물을 대 상으로 한 펄 서식지 입체화를 구하였다.

(1) 가재붙이 3차원 서식지 입체화

그림 3-2-44. 가재붙이 3차원 서식지 입체화

(2) 갈게 3차원 서식지 입체화

그림 3-2-45. 갈게 3차원 서식지 입체화

- 76 - (3) 개불 3차원 서식지 입체화

그림 3-2-46. 개불 3차원 서식지 입체화

(4) 길게 3차원 서식지 입체화

그림 3-2-47. 길게 3차원 서식지 입체화

- 78 - (5) 농게 3차원 서식지 입체화

그림 3-2-48. 농게 3차원 서식지 입체화

(6) 달랑게 3차원 서식지 입체화

그림 3-2-49. 달랑게 3차원 서식지 입체화

- 80 - (7) 도둑게 3차원 서식지 입체화

그림 3-2-50. 도둑게 3차원 서식지 입체화

(8) 두토막눈썹참갯지렁이 3차원 서식지 입체화

그림 3-2-51. 두토막눈썹참갯지렁이 3차원 서식지 입체화

- 82 - (9) 말똥게 3차원 서식지 입체화

그림 3-2-52. 말똥게 3차원 서식지 입체화

(10) 방게 3차원 서식지 입체화

그림 3-2-53. 방게 3차원 서식지 입체화

- 84 - (11) 세스랑게 3차원 서식지 입체화

그림 3-2-54. 세스랑게 3차원 서식지 입체화

(12) 쏙 3차원 서식지 입체화

그림 3-2-55. 쏙 3차원 서식지 입체화

- 86 - (13) 엽낭게 3차원 서식지 입체화

그림 3-2-56. 엽낭게 3차원 서식지 입체화

(14) 칠게 3차원 서식지 입체화

그림 3-2-57. 칠게 3차원 서식지 입체화

- 88 - (15) 털보집갯지렁이 3차원 서식지 입체화

그림 3-2-58. 털보집갯지렁이 3차원 서식지 입체화

(16) 펄털콩게 3차원 서식지 입체화

그림 3-2-59. 펄털콩게 3차원 서식지 입체화

- 90 - (17) 흰발농게 3차원 서식지 입체화

그림 3-2-60. 흰발농게 3차원 서식지 입체화

(18) 흰이빨참갯지렁이 3차원 서식지 입체화

그림 3-2-61. 흰이빨참갯지렁이 3차원 서식지 입체화

- 92 - (19) 펄 서식지 저서동물 3차원 서식지 입체화

그림 3-2-62. 펄 서식지 저서동물 3차원 서식지 입체화

6. 서식굴 생태자료 홍보용 책자 발간

총 21종의 갯벌 저서동물 서식굴의 구조, 형태 및 크기 정보와 3차원 입체 모형이 수록된

‘갯벌 생물의 집, 서식굴’ 홍보용 책자를 발간하였다. (ISBN : 978-89-444-9041-5)

본 홍보용 책자는 박물관, 전시관, 해양관련 교육센터, 환경단체, 학교 등의 114개소의 기 관에 배포되었다.

그림 3-2-63. ‘갯벌 생물의 집, 서식굴’ 홍보용 책자

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그림 3-2-64. 가재붙이 3D 프린팅(왼쪽)과 흰이빨참갯지렁이 3D 프린팅(오른쪽) 7. 서식굴 표본 3D 프린팅

가재붙이와 흰이빨참갯지렁이의 두 종의 3차원 입체 모형을 바탕으로 3D 프린팅을 수행 하였다. FDM 방식과 Polyjet 방식을 이용하여 30×30×30 cm (가로×세로×높이)의 크기로 3D 프린팅을 수행하였고, 서식굴 내부에 생물이 위치하도록 하였고 외부에서 서식굴의 모양과 크기, 서식굴의 입구가 위치한 갯벌 표면의 모양 및 생물의 위치와 모양을 확인할 수 있도록 제작하여 갯벌 퇴적물 내부를 가시화하였다.

제 4 장 연구개발 목표 달성도 및 대외기여도

1. 갯벌 저서동물 서식굴 표본 제작

○ 당초 15종의 갯벌 저서동물 서식굴 표본 제작이 목표였으나 총 21종 104점의 갯벌 저 서동물 서식굴 표본 제작을 완료함.

2. 갯벌 저서동물 종별 서식굴 구조 분석

○ 당초 15종의 갯벌 저서동물 서식굴 구조 분석이 목표였으나 총 21종의 서식굴 구조 분석을 완료함.

3. 서식굴 표본의 입체 데이터베이스화

○ 당초 15종의 서식굴 표본의 데이터베이스화가 목표였으나 총 21종의 서식굴 표본의 데이터베이스화를 완료함.

○ 21종 88점의 갯벌 표면 3차원 이미지를 제작하고 데이터베이스화를 완료함.

○ 서식굴 표본의 3D 데이터와 갯벌 표면 3차원 이미지를 결합하여 총 18종의 서식지 입체화를 구현함.

4. 홍보용 책자 발간

○ 총 21종의 갯벌 저서동물 서식굴의 구조, 형태 및 크기 정보와 3차원 입체 모형이 수 록된 홍보용 책자를 발간함.