아산만 중부해역의 해양환경요인에 따른 대형저서동물 군집의 시·공간적 변화 :Spatio-temporal variation of macrobenthic community according to marine environmental factors of central area in Asan bay

김광배

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자료유형: 학위논문

저자정보: 김광배 (순천향대학교, 순천향대학교 대학원)

지도교수: 마채우

발행연도: 2018

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2021

아산만 중부해역에 서식하는 대형저서동물의 군집구조 및 저서 건강도 평가

김광배 , 정윤진 , 오정규 외 3명 수산해양교육연구 2021.08 학술저널

2018

아산만 중부해역의 해양환경요인에 따른 대형저서동물 군집의 시·공간적 변화

김광배 생물학과 2018.01 학위논문

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아산만은 최근 20여년 넘게 실시된 각종 공사로 인해 해양 저서동물 군집구조의 변화가 클 것으로 예상됨에도 불구하고, 이러한 대규모 환경 변화에 놓인 아산만에 대한 저서동물에 대한 생태적 연구는 매우 적다. 따라서 본 연구는 1) 아산만 중부 해역의 해양환경의 변화 2) 대형저서동물의 군집 분포 3) 해역의 전반적인 건강상태 4) 대형저서동물과 저서환경요인의 관계를 파악하였다.
현장 조사는 2010년부터 2014년까지 아산만 주변 해역 10개의 정점에서 계절별로 수행하였고, 저서환경자료 및 대형저서동물의 채집은 van Veen grab (0.1 ㎡), 해양수질은 Niskin sampler를 이용하였다.
해양수질 중 수온은 전형적인 온대 수역으로 하계에 높았고 동계에 낮았으며, 염분과 COD는 하계 담수의 유입으로 인하여 공간적인 변화양상을 보였다. pH는 해양생물의 서식과 산란에 영향을 미치지 않는 범위에서 변동하였으며, DO는 수중생물의 생존 한계농도보다 지속적으로 높았고, 영양염류는 전체적으로 하계에 높았다. SS는 대조차 환경하에서 조석으로 인한 퇴적물 재부유의 영향을 받았으며, 미량금속은 해양생태계 보호기준 및 사람의 건강 보호기준을 만족하였다.
표층 퇴적물의 평균입도는 세립사부터 점토까지 다양하였으나 대부분이 극세립사 및 중립실트 사이였고, 시간이 지남에 따라 세립해지는 결과를 보였다. 유기물은 일본의 저질환경 기준보다 낮은 값으로 나타났고, 미량금속은 최소영향수준(ERL) 미만으로 나타나 비교적 양호한 환경을 보였다.
대형저서동물군집의 총 종수는 186종, 서식밀도는 938 inds./㎡, 생체량은 78.82 gWWt/㎡로 다모류가 91종, 563 inds./㎡을 나타내 가장 우점하는 생물이었고, 일반적으로 황해 저서동물 군집에서 다모류가 차지하는 비율을 보였다. 우점종은 Heteromastus filiformis, Amphiodia craterodmeta, Ampharete arctica, Lumbrineris longifolia 등으로 다수의 유기물 오염지표종들이 포함되어 있었다. 군집의 결정에 있어 공간적인 분포 보다는 계절적인 영향에 의해 구분되었으며, 퇴적물 특성이 다양하고 불량한 분급을 가진 군집에서 생물 다양성이 높았다. 건강도를 평가한 결과, 전체적으로 ‘Good’ 상태를 나타내 비교적 양호하였고, BPI 및 AMBI가 BOPA와 비교해 상대적으로 환경질 판단에 보다 효율적임을 알 수 있었다. 주요 우점종과 저서환경요인의 관계를 분석한 결과, 일반적으로 유기물 오염지표종으로 알려진 H. filiformis, L. longifolia는 다양한 입도조성 그리고 유기물에 매우 뚜렷한 상관관계를 보이며 폭 넓게 분포하는 것으로 나타나 본 해역의 생태적 지위가 매우 넓은 종으로 파악되었다. 또한 자갈 함량과 매우 뚜렷한 상관관계를 보인 A. craterodmata는 항로 주변의 자갈함량이 감소함에 따라 서식밀도가 감소하여 본 해역의 입도조성의 변화를 유추할 수 있는 주요 종으로 판단되었다. 전체 군집의 종조성과 서식밀도의 시·공간적 변화에 대해 가장 밀접한 상관성을 보인 저서환경 요인은 실트와 모래였으며, 시간이 지남에 따라 AVS, COD, IL에 의해 대형저서동물이 분포하는 결과를 보였다.

Although anthropogenic disturbance of 20 years duration affects benthic habitats, few studies have examined its effects on the macrobenthic communities of Asan Bay. The aim of this study was as in the following. The first, changes in the marine environment of the central Asan Bay, the second, distribution of macrobenthic communities, the third, their health conditions of the sea area, the fourth, the relationship between macrobenthic and benthic environmental factors. The survey was conducted at 10 stations from 2010 to 2014, using van Veen grab (0.1 m2) for collection of benthic environment data and macrobenthos and Niskin sampler for marine water quality.
The sea water temperature in the marine waters was high in the summer and low in the winter, typical of the temperate waters, and salinity and COD have changed spatially due to inflow of freshwater in the summer. The pH varied within a range that did not affect the morphology and spawning of marine organisms. The DO was consistently higher than the marginal survival level of aquatic organisms, while the nutrient salts was higher in summer, but less spatial. The SS was even affected by tidal resuscitation due to tidal conditions in the environment and trace metals met the marine ecosystem protection standards and human health protection standards. The average grain size of surface sediments varied from fine grained to clay, but most of them were between fine grained and neutral grained silt. Organic matter was lower than Japan''s low environmental standard, and trace metals showed a relatively good environment with less than the Effects Range Low (ERL).
The total species number of macrobenthos communities was 186, the abundance was 938 inds./m2, the biomass was 78.82 gWWt/m2, and the number of polychaetes was 91, 563 inds./m2. Generally, the proportion of polychaetes in the Yellow Sea benthic communities was shown. Dominant species were Heteromastus filiformis, Amphiodia craterodmeta, Ampharete arctica, Lumbrineris longifolia, etc. and many of them were typical species of organically enriched area. In the decision of cluster, it was classified by seasonal effect rather than spatial distribution, biodiversity was highly in communities various sediment characteristics and poorly sorted.
As a result of evaluating the health, overall, ''good'' condition was shown to be relatively good, and BPI and AMBI were found to be more efficient in judging environmental quality compared with BOPA.
As a result of analyzing the relationship between dominant species and benthic environmental factors, H. filiformis and L. longifolia, which are generally known as organic pollutant indicators, have a very closely correlation with various grain sizes and organics and ecological status is widely distributed. In addition, A. craterodmata showed a very significant correlation with the gravel content, which decreased as the gravel content around the sea route decreased. Therefore, it is considered to be the main species which can infer change of grain size composition in Asan Bay. The benthic environment factors which showed the closest correlation with the temporal and spatial changes of species composition and densities of whole communities were silt and sand, but over time macrobenthos were distributed by AVS, COD and IL.

제1장 서론 1
제1절 아산만의 조하대 환경 및 저서동물군집 1
제2절 아산만 해역의 연구 현황 2
제3절 연구목적 3
제2장 재료 및 방법 4
제1절 지역개황 4
제2절 조사정점 및 조사시기 5
제3절 해양환경 6
1. 해양수질 6
2. 해양퇴적물 6
제4절 대형저서동물 6
1. 자료처리 및 분석 7
가. Le Bris index 우점종 7
나. 생태학적 지수 7
다. 유사도 분석 8
라. SIMPER test 8
마. 건강도 평가 8
(1) 저서오염지수(BPI) 9
(2) Azti’s 생물지수(AMBI) 10
(3) BOPA index 10
제5절 대형저서동물과 저서환경요인의 상관관계 11
1. 정준대응분석 및 상관분석 11
2. BIO-ENV 분석 11
제3장 결과 12
제1절 해양환경의 시?공간적 변화 12
1. 해양수질 12
가. 수온, 염분, 수소이온농도 12
나. 용존산소, 화학적산소요구량 16
다. 부유물질, 총질소, 총인 19
라. 미량금속(Pb, As, Zn, Cd, Cr) 23
2. 해양퇴적물 29
가. 표층퇴적물의 입도조성 및 조직변수 29
나. 함수율 37
다. 화학적산소요구량 44
라. 산휘발성황화물 51
마. 강열감량 58
바. 미량금속(Cu, Pb, As, Hg, Zn, Cd, Cr) 65
제2절 대형저서동물의 시?공간적 분포 69
1. 분류군별 종조성 69
2. 연도별 분류군의 종조성 71
3. 계절별 분류군의 종조성 74
4. 정점별 종조성 76
5. 우점종의 변화 78
6. 생태학적 지수 81
7. 군집구조 분석 84
8. 건강도 평가 104
가. 저서오염지수(BPI) 104
나. Azti’s 생물지수(AMBI) 106
다. BOPA index 108
제3절 대형저서동물과 저서환경요인의 상관관계 116
1. 정준대응분석 116
2. 상관분석 123
3. BIO-ENV 분석 130
제4장 고찰 132
제1절 연구해역의 해양환경 132
제2절 대형저서동물의 군집 136
제3절 연구해역의 건강상태 138
제4절 대형저서동물과 저서환경요인의 관계 139
제5장 결론 141
제1절 연구해역의 해양환경 141
제2절 대형저서동물의 군집 142
제3절 연구해역의 건강상태 142
제4절 대형저서동물과 저서환경요인의 관계 142
제6장 참고문헌 143
Abstract 153

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