제주도 동부 먼바다 어장에서 겨울철에 어획된 저서생물의 분포특성

Ⅰ. 서 론

제주 근해 해역은 적도에서 발원하여 태평양 서안을 따라 대만 동쪽으로 올라온 난류가 대마도를 거쳐 동해로 유입되는 대마난류의 길목에 위치하여 각종 어류들의 회유와 산란 및 서식을 통해 어선어업이 활발한 좋은 어장으로 알려져 있다. 조경과 같은 해양환경의 입지조건으로 풍부한 어족자원이 형성되어 있어서 다양한 어업의 형태로 조업이 이뤄지고, 이와 함께 어구, 어법 등의 어업에 관한 조사와 연구도 활발하다. 특히 자원조사적 측면에서 서식 어종의 종조성, 군집정도 등 어업생물자원의 조사보고가 다양하다고 볼 수 있다. (Parker et al.,2007; Jeong et al.,2014; Sohn et al.,2015).

어업생물자원의 조사와 연구는 여러가지 어획방법으로 생물의 개체수와 어획량을 채집하고 있지만, 본 연구조사에서는 일반적으로 많이 이용되는 저층 예망 어구를 사용함으로써 저층에 서식하고 이동하는 생물의 동태와 자원량을 가장 적절하게 나타낼 수 있을 것으로 사료된다.

다행하게도 이러한 연근해 어업자원조사는 이미 국립수산과학원에서 2004년부터 매년 정기적으로 시행되고 있으며, 소규모 어선을 이용하여 연안에 한정된 국지적 조사를 진행 중이다. 따라서 수심이 100m 이상되는 근해어장의 연구조사는 여러 가지 제약조건으로 그 연구가 잘 이루어지지 않고 있으며, 대형 어선을 통해 일부 해역에 조사된 것을 볼 수 있다(Kim et al.,2010a, 2010b & 2011;Yoon et al.,2008).

그러므로 본 조사연구는 우리나라 제주도 동쪽 부근 해역으로 수심 110m 정도의 깊은 해저에서 서식하는 어업어종을 대상으로 하고, 저층 트롤어법에 의해 4년간 겨울철에 서식하는 저서생물의 종조성, 출현종별 어획량 변동 등을 조사하여 그 변동 실태를 연구함으로써 이 해역의 어업 자원 추정과 서식 환경변화에 따른 종조성과 어획량 변동 등 을 파악하고자 한다.

Ⅱ. 재료 및 방법

본 조사연구는 2012 ~ 2015년 4년간 부경대학 실습선 가야호(총톤수 1,737톤, 2,976마력)를 이용하여 [Fig. 1]에 나타낸 것처럼, 제주도 동쪽 약 40마일을 중심으로 한 수심 110m 전후에서 총 14회의 저층트롤 조업을 행하였다. [Fig. 1]에서 표시된 정점들은 매 조업횟수에서 예망된 거리의 중앙을 나타내었고, 예망방향은 NNE 또는 SSW이었다.

[Fig. 1]

Map showing the bottom trawl survey stations of winter season during 4 years.

[Fig. 1]의 조사 어장에서 행해진 어획조건은 <Table 1>과 같다. 여기서 수온의 분포를 보면 4년동안 16.3 ~ 18.8℃ 로 나타났고 연도별 변동 차는 2.5℃였다. 예망속력은 평균적으로 3.4kn이며, 평균 예망시간은 약 90분이었고, 저질 상태는 조개껍질(Sh)이나 뻘(M)로 나타났다.

<Table 1>

The bottom trawl’s operating condition in the winter season

단위면적당 개체수 N과 생체량 W는

로 나타내었다. 여기서 N_f or W_f는 어획된 개체수 또는 어획된 생체량을 의미하는 어획수, S_a는 예망된 소해면적, C_e 는 어획효율을 의미하여 통상 0.5(Prado,1990)로 설정하였다.

종의 풍부도와 개체수의 균등 분포를 나타내는 생물학적 수질 지표는 담수역과 기수역 및 해양의 오염 상태를 조사하는 데 이용된다. 수역에 서식하고 있는 생물의 종류가 많고 안정된 생물 군집을 형성하고 있을 때는 청수역이 되고, 반대로 생물의 종류가 적고 특정한 생물이 다량으로 번식하고 있을 때는 오염 수역을 나타낸다. 생물 조사에서 이 지수가 높을 때는 청수역을 의미한다. 이와 관련된 계산식은 다음과 같다.

종다양성지수(H′)는

이다(Shannon & weaver, 1949). 여기서, S 는 군집의 총 종수, P_i = N_i/N 으로 확률을 나타내며, N_i 는 어떤 한 종류의 개체수, N 은 총 개체수이다.

종풍부도 지수(R)는

으로(Margalef, 1969),

종균등도 지수(E)는

로 표현된다(Pielou, 1966).

그리고 우점도 지수(D)는 생물 군집 내 종의 우점화 비율을 나타내는 척도(McNaughton, 1968)로서

으로 계산된다. 여기서, N₁, N₂ 는 각각 첫 번째 우점종과 두 번째 우점종의 개체수를 나타낸다. 일반적으로 부영양 또는 오염 수역은 다양한 생물의 분포가 제한되고 내성도가 높은 생물의 우점화 경향으로 종다양도는 감소하고 특정종의 우점화 경향이 뚜렷하게 나타난다. 상기 종다양도 지수의 계산식은 확률적 의미와 상관관계성을 내포하고 있으므로 현장 조사량에 따라 변동될 수 있으며, 그 이론적 검토는 많은 연구자들에 의해 진행 중이다(Peet,1974).

Ⅲ. 결과 및 고찰

1. 어획물의 종조성(출현종)

<Table 2>는 4년간 동절기에 어획된 각 어종과 단위면적당(km²) 마리수(N)와 무게(W)를 나타내었다. 제주도 동부 먼바다 어장에서 어획된 어종은 4년동안 총 54종이며, 어류 40종(74.1%), 연체류 9종(16.7%) 및 갑각류 5종(9.2%)으로 조성되어 있다. 이들 어종은 연도별로 보면 2012년 31종, 2013년 18종, 2014년 13종, 2015년 40종 이었으며, 세부적으로 분류하면 <Table 3>과 같이 분포하였다.

<Table 2>

Species composition of demersal fishes caught by a bottom trawl in the eastern sea of Jeju Island in the winter season

<Table 3>

Specification of collected fishes‘s species and rates

연도별 어종수의 변화와 1회의 양망횟수당 어종수 및 해수 온도 변동을 [Fig. 2]에 나타내었다.

[Fig. 2]

Annual variations in number of species, species per each trawling and seawater temperature.

[Fig. 2]의 윗쪽 그림은 연도별 어종수를 4년동안 1년만 어획된 것, 2~3년간 어획 된 것 그리고 4년 계속 어획된 어종으로 나누어 표시하였다. 1년만 어획된 어종을 살펴보면, 2012년에 11종(갈치, 도화돔, 돌돔, 민달고기, 밑달갱이, 붉벤자리, 붕장어, 삼치, 아귀, 연붉돔, 잿방어)으로 당해연도 31종 중에서 35.5%를 차지하였다. 2013년도만 어획된 어종은 1종(두툽상어)으로 당해 어종 18종의 5.6%에 불과하였다. 2014년에만 어획된 어종은 없었으며, 2015년에만 어획된 어종은 19종(개상어, 구갈돔, 꼴뚜기, 네동가리, 노랑촉수, 달강어, 돗돔, 두점박이민꽃게, 범돔, 복상어, 부시리, 갈살치, 소라게, 아홉니부채새우, 얼룩통구멍, 에보시감펭, 은밀복, 참꼴뚜기, 창꼴뚜기)으로 당해연도 40종의 47.5%를 점유하였다. 이와 같은 어종의 급격한 많은 변동은 <Table 2>에서 나타난 수온의 상승과 밀접한 연관이 있는 것으로 추정된다.

4년동안 계속 어획된 어종은 10종(갈전갱이, 꼬마달재, 달고기, 말쥐치, 메퉁이, 무늬홍어, 참돔, 황돔, 흰꼴뚜기, 히메치)이었다. 그래서 남은 2~3년동안 어획 된 어종은 2012년 11종, 2013년 7종, 2014년 3종 그리고 2015년 11종으로 나타났다.

그 중에서 3년동안만 어획된 어종은 5종(능성어, 살오징어, 옥돔, 전갱이, 홍어)이었다. 3년이상 출현된 어종을 이 어장의 서식어종으로 본다면 모두 15종이 되므로 총 54종 중 27.8%를 차지하였다.

[Fig. 2]의 중간 그림은 1회 양망횟수당 어종수로서 2015년이 17.6 species/trawling으로 4년 동안 가장 높았고, 2013년에 12 species/trawling로 가장 적었다.

[Fig. 2]의 아래쪽 그림은 수온 변화를 나타내었고, 수온의 증감에 비례하여 어종수도 함께 변하였다. 또한 현저히 눈에 띄는 현상은 2012년과 2015년의 어종을 보면, 그 해 1년 만 어획된 종수가 각각 10종과 19종이었다. 이 어종은 그 해에만 어획된 것으로 서로 다른 종임을 알 수 있었다. 당해 연도 타 어종에 비하여 차지하는 비율도 매우 높아 각각 35.5%, 47.5%를 보였다.

이 현상들의 뚜렷한 이유는 계속 조사하여야겠으나, <Table 1>의 여러 조건 중에서 찾는다면, 수온의 연도별 차로 인하여 출현종의 변동과 점유비율이 증가하는 것으로 추정된다.

3. 종의 다양성 변동(군집구조)

조사기간동안 출현한 종수와 개체수를 기준으로 연도별 생태지수를 분석한 결과, 종다양도지수(H’)는 1.97 ~ 2.40의 범위이며, 출현종이 다양하게 많이 나타난 2015년이 가장 낮은 1.97로 나타났다. 따라서 출현종수가 많다고하여 종다양도지수가 높은 것이 아님을 알 수 있다.

그리고 종풍부도지수(R)는 1.91 ~ 4.59의 범위로 나타났으며, 2015년이 가장 높고 201년이 가장 낮았다. 종풍부도지수는 어종의 수에 비례하여 그 값이 높았다.

종균등도지수(E)는 0.54 ~ 0.83의 범위로 나타났고, 2013년이 가장 높고 2015년이 가장 낮았다. 4년동안의 종균등도지수의 변화의 폭은 그리 크지 않았다.

우점도지수(D)는 0.42 ~ 0.61의 범위로 나타났으며, 2015년이 가장 높고 2013년이 가장 낮으며, 우점도지수 역시 종균등도지수처럼 그 변화의 폭이 크지 않았다.

[Fig. 3]

Annual variations in diversity, richness, evenness and dominance.

4. 주된 어종의 체장변동

4년 연속 어획된 10개 어획종 중에서 개체수와 생체량이 많은 어종부터 6번째까지를 주요 어종이라고 하면, 이들이 차지하는 비율은 총 개체수의 55%, 총 생체량의 58%에 해당된다. 이들 6개 어류를 어종별로 체장에 대한 분포 빈도를 나타내면 [Fig. 4]와 같다.

[Fig. 4]

Length frequency distribution of the major species caught by a bottom trawl in the winter season from 2012 to 2015.

이들 주요 어종의 체장 조성을 살펴보면, 갈전갱이 평균 체장은 17.2 cm, 체장의 범위 는 10 ~ 32 cm,로 나타났다. 황돔은 평균 체장이 22.49 cm, 체장의 범위 8 ~ 32 cm로 나타났다.

말쥐치는 평균 체장이 30.44 cm, 체장의 범위는 23 ~ 39 cm로 나타났다. 참돔은 평균이 37.58 cm, 체장의 분포 범위는 16 ~ 60 cm였다. 달고기는 평균 체장이 22.78, 체장 분포 범위는 13 ~ 37 cm로 나타났다. 그리고 메퉁이는 평균 체장 50.07 cm, 체장의 분포 범위는 27 ~ 70 cm로 나타났다.

Ⅳ. 요약 및 결론

본 조사연구는 2012 ~ 2015년 4년간 부경대학교 실습선 가야호를 이용하여 제주도 동쪽 약 40마일에 위치한 수심 110m을 중심으로 총 14회의 저층트롤 조업을 행하였다.

어획된 어종은 총 54종(어류 40종(74.1%), 연체류 9종(16.7%), 갑각류 5종(9.2%))이었다. 4년 동안 계속 어획된 어종은 10종(갈전갱이, 꼬마달재, 달고기, 말쥐치, 메퉁이, 무늬홍어, 참돔, 황돔, 흰꼴뚜기, 히메치)이었고, 3년 동안 어획된 어종은 5종(능성어, 살오징어, 옥돔, 전갱이, 홍어)이었다. 이들 15종은 총 어종의 27.8%를 차지하여 주된 서식어종으로 추정된다. 또한 어느 한 해만 어획된 어종수도 당해 연도의 어종수의 비율로 보면 35.5~47.5%를 차지하며 매년 출현어종의 변동이 큼을 알 수 있다.

단위면적당 개체수는 4년동안 총 7,978 ind./km²을 어획했고, 이 중 황돔이 2,073 ind./km² (26.0%)으로 가장 높게 나타났으며, 다음으로 갈전갱이 1,467 ind./km²(18.4%), 노랑벤자리, 창꼴뚜기의 순으로 높은 개체수를 나타내었다. 황돔과 갈전갱이는 매년 어획되어 이 두 어종의 개체수가 총 개체수의 약 44%를 차지하였다.

단위면적당 생체량은 총 1,800 kg/km² 중에서 황돔이 449.8 kg/km²(25.0%)으로 가장 많은 생체량을 나타냈으며, 다음으로 갈전갱이, 말쥐치, 참돔의 순이었다. 모든 연도에서 동일어종이 가장 많은 생체량을 계속 유지하지는 못하였다.

종다양성 변동지수를 보면, 종다양도지수(H’)는 1.97 ~ 2.40의 범위였으며, 종풍부도지수(R)는 1.91 ~ 4.59의 범위로 나타나 어종의 수에 비례하여 그 값이 크게 변동하였다. 종균등도지수(E)는 0.54 ~ 0.83의 범위로, 우점도지수(D)는 0.42 ~ 0.61의 범위로 나타났으며 이들 지수는 크게 변동하지 않았다.

주된 어종의 평균 체장은 갈전갱이 17.2 cm, 황돔 22.49 cm, 말쥐치 30.44 cm, 참돔 37.58 cm, 달고기 22.78 cm이었다. 체장의 분포 범위에서 그 변동폭이 큰 어종은 참돔으로 16 ~ 60 cm로 나타났다.

Acknowledgments

※ 이 논문은 부경대학교 자율창의학술연구비(2016년)에 의하여 연구되었음.

본 논문의 자료조사에 참여한 부경대학교 실습선 가야호 항해사들와 해양생산시스템관리학부 실습생들에게 심심한 감사를 드립니다.

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