Journal Archive

둥근성게의 갯녹음 지역과 바다숲 조성지역의 뚜렷한 생태 비교를 위하여 동일지역에서 해조류 상태의 변화가 완전히 다른 곳을 조사 Site로 선정하기 위하여 바다숲을 조성한 여러 곳을 사전 조사한 결과 경상북도 울진군 매화면 덕신리 해역의 바다숲 조성지역에는 이식한 감태(Ecklonia cava)를 비롯하여 구멍갈파래(Ulva australis), 참개도박(Pachymeniopsis elliptica), 우뭇가사리(Gelidium amansii), 진두발(Chondrus ocellatus) 등 대형 해조 군락의 해조상이 풍부하였다. 갯녹음 지역은 무절산호조가 암반 전체에 피복되어 있어, 해조류가 거의 없거나 소량의 홍조류 위주로 해조상을 형성하고 있었다. 수심은 10∼12 m, 암반 및 해조장 조성지 주변이 사질로 둘러싸여 있고, 조사지의 수평거리도 100 m 이상으로 성게의 이동이 불가하므로 두 지역의 해조류 풍요도 및 해조상이 현저한 차이가 난다. 따라서 해조류 먹이 자원의 차이에 따른 성게의 생태 특성 변화과정을 비교 분석할 수 있는 좋은 조건을 가진 곳으로 판단하여 Site로 선정하였다([Fig 2, 3]).

[Fig. 2] 
Map showing the sampling sites in barren and marine forest areas.(B.A: N36° 52.391, E129° 25.535, M.A: N36° 52.338, E129° 25.533).

[Fig. 3] 
A view of algae condition in under water at sampling sites.(up: barren areas(B.A), down: marine forest areas(M.A))

영덕군 덕신리 해역의 해양환경은 해양환경정보포털의 해양환경측정망 저층 수온 자료를 인용하였고, 과거 5년 평균 수온과 금년 수온을 8∼12월까지 상, 중, 하순으로 구분하여 분석하였다.

해조상 조사는 2019년 8월에서 11월 4회에 걸쳐 Site 내에 서식하는 해조류를 수중촬영한 후 0.5×0.5 m 크기의 방형구를 4회 사용하여 서식하고 있는 해조류를 끌칼 등을 이용해 파괴법으로 전량 채집하였다. 채집된 해조류는 실험실로 운반하여 당일 생물 상태에서 Site 별, 분류군별 종 단위까지 동정하고 종별 습중량을 측정하여 현존량(g/㎡)으로 나타내었다. 갯녹음 지역은 무절산호조인 진분홍딱지(Hildenbrandia rubra)가 전 암반에 피복되어 있으므로 수중채집이 불가능하여 Table에 +로만 표시하였다. 매월 동일한 장소에서 채집이 될 수 있도록 각 Site 별로 수중에 부표를 시설하여 표시하였다.

2019년 8월부터 12월까지 둥근성게 산란기를 중심으로 매월 scuba diving으로 조사지에 서식하는 둥근성게의 서식 습성을 관찰하여 수중촬영하고, 30개체 이상을 무작위로 채집하여 생물 상태로 운반하여 측정하였다. 조사항목 중 각경, 각고는 vernier caliper를 이용하여 1/10 mm까지 측정하였고, 전중량은 생체중량을 측정하였다. 생식소와 소화관 중량은 각을 절개하여 시약 스푼으로 내용물을 꺼내어 전자저울로 0.01 g까지 측정하였고, 내부를 깨끗이 제거한 껍질의 무게를 측정하여 각중량으로 표시하였으며, 다음과 같은 계산식으로 각 항목별 지수를 산출하였다. 또한 정밀 생태 특성 파악을 위하여 각경/각고비, 각경/중량비, 암수의 생식소양, 소화관 중량, 성비, 각 부위의 구성비, 생식소 및 소화관의 월별 생태 사진, 관족의 골편(spicules of podium) 등을 조사하였다.

영덕군 덕신리 해역의 8월 수온은 과거 5년 평균 24.0∼24.4℃, 금년 23.7~24.6℃로 거의 비슷한 분포 범위를 보였다. 9월은 과거 5년 평균 23.0∼23.9℃, 금년 22.2∼23.7℃로 다소 낮은 경향을 보였고, 10월은 과거 5년 평균 19.1~21.5℃, 금년 20.8∼21.3℃로서 10월 중순 이후 평년보다 다소 높은 값을 보였다. 11월은 과거 5년 평균 16.1∼17.9℃, 금년 15.8∼19.0℃로 과거 5년 평균 수온보다 1℃ 이상 높은 값을 보였으며, 12월 초순은 과거 5년 평균 15.2℃ 금년 15.5℃로 나타났다([Fig 4]). 여름철 고수온기는 과거 5년 평균과 비슷한 수온이나, 10월 중순 이후 1℃ 이상 고수온을 보이므로, 수온의 급격한 변화가 없어서 둥근성게의 산란기가 늦거나 길어질 것으로 판단되었다.

[Fig 4] 
Montly variations of water temperature at the sampling site.

조사지에서 채집된 해조류는 갯녹음 지역에서 녹조류 1종(5.0%), 갈조류 3종(17.0%), 홍조류 14종(78.0%)이 출현하였고, 월별로 9월 14종, 8월, 10월, 11월은 9∼11종으로 총 18종이 채집되었다. 바다숲 조성지역은 녹조류 2종(11.0%), 갈조류 2종(11.0%), 홍조류 14종(78.0%)이 출현하였고, 월별로 8월, 11월에 15종씩, 9, 10월에는 13∼14종으로 동일하게 18종이 채집되었다(<Table 1>).

현존량은 갯녹음 지역에서 전 조사지의 암반에 갯녹음 원인 해조류인 진분홍딱지가 대부분 피복되어 있었고, 그 외 구멍갈파래가 월별 6.9∼50.8 g/㎡, 총 90.2 g/㎡으로 가장 현존량이 높게 나타났으며, 잔금분홍잎(Acrosorium polyneurum)이 월별 1.2~47.1 g/㎡, 총 84.6 g/㎡으로 차순위였고, 감태, 작은구슬산호말(Corallina pilulifera), 혹돌잎(Lithophyllum okamurae)이 상위종으로 나타났다.문별 현존량은 홍조류가 월별 38.4∼99.1 g/㎡, 총 304.8 g/㎡, 녹조류가 월별 6.9∼50.8 g/㎡, 총 90.2 g/㎡, 갈조류는 월별 8.9~35.6 g/㎡, 총 86.4 g/㎡의 현존량을 나타내었다. 갯녹음 암반은 진분홍딱지의 피복도가 가장 높았으나 현존량 표시가 불가능하여 +로 표시하였다(<Table 2>).

바다숲 조성지역은 월별 1,587.4∼2,281.6 g/㎡으로 이식한 해조류인 감태가 월별 750.5∼850.7 g/㎡, 총 3,201.7 g/㎡이 채집되어 가장 높은 현존량을 보였다. 다음으로 우뭇가사리가 월별 173.6∼793.2 g/㎡으로 총 1,517.2 g/㎡이 채집되었으며, 차순위는 참개도박이 총 1,418.3 g/㎡, 구멍갈파래가 총 455.4 g/㎡, 개우무(Pterocladiella capillacea)가 총 370.3 g/㎡의 순으로 나타났다. 문별 현존량은 홍조류가 월별 653.8~1,185.1 g/㎡으로 총 4,305.6 g/㎡, 갈조류가 월별 806.0~912.5 g/㎡으로 총 3,469.9 g/㎡, 녹조류가 월별 52.8~185.4 g/㎡, 총 484.4 g/㎡의 현존량을 보였다(<Table 3>).

우리나라 동해안 경북 울진군 덕신리 해역의 갯녹음 지역과 바다숲 조성지역에 서식하는 둥근성게의 산란기인 8월에서 12월의 생태에 대해 비교한 결과는 다음과 같다.

울진군 덕신리 해역은 동해안 장호 해역의 해조류 구성 비율 녹조류 11.7%, 갈조류 25.2%, 홍조류 63.1%(Lee and Kim, 1999) 및 울진 해역 6개소 해조류 구성 비율 녹조류 12.6%, 갈조류 33.3%, 홍조류 54.0%(Choi et al.,2006)의 결과와 비교하여 녹조류와 갈조류의 출현비가 낮지만 홍조류의 출현비가 높게 나타났다. 덕신리 해역의 해조상이 인근 해역보다 풍부하지 못하고 갈조류의 비율이 낮은 것은 인공적으로 시설한 바다숲 조성지역이므로 시설년도가 짧고(3년), 이식해조류인 감태가 부착기질을 대부분 점유하여 소형해조류의 광합성을 저해하므로 종수가 적은 것으로 사료된다. 특히 갈조류는 종수가 적은 것은 미역, 쇠미역 등 갈조류의 소실기인 8~11월에 이루어진 것 때문으로 생각된다. 해조류 현존량은 바다숲 조성지가 월 평균 2,065.0 g/m²으로 월 평균 120.4 g/m²인 갯녹음 지역보다 17.2배의 높은 해조류의 풍부도를 보였다. 각 지역에 서식하는 성게의 생태특성도 먹이 자원의 다양성과 현존량 및 소화율에 의해 큰 차이가 난 것으로 생각된다.

[Fig. 19] 
Frequency of body compisinents of Strongylocentrotus nudus in barren and marine forest areas.

둥근성게는 춘계와 추계에는 전석과 암반의 표면에 붙어 생활하고 여름에는 암반의 그림자에서 생활하는 경향이 있다(Tuji et al., 1989). 강원 남애 연안에 서식하는 성게 3종의 서식습성은 둥근성게 노출형, 새치성게 반노출형(Infiltrative), 말똥성게 잠입형(Infiltration type)으로 구분하였고(Son, 1999), 삼척 호산에 서식하는 둥근성게는 갯녹음 지역에서 노출 서식 개체가 많았고, 해조장에서는 숨은 개체의 비율 또한 낮았으며 바위틈에 서식하는 개체가 노출 서식처 개체보다 각경이 작은 소형 개체가 서식하였으므로(You et al., 2004), 본 조사와 비슷한 경향을 보였다.

둥근성게의 연령과 각경 크기와의 관계는 일본 북해도 Urakawa 연안산은 2년생 41.8 mm, 3년생 51.8 mm, 4년생 61.1 mm(Kawamura, 1966a), 북해도 Yoichi 연안산은 2년생 35.7 mm, 3년생 46.2 mm, 4년생 54.3 mm, 5년생 62.6 mm(Kawamura, 1966b), 해상 가두리 사육시험에서 둥근성게의 연간 각경 성장량은 1~2년생이 20 mm, 3~4년생이 10 mm, 5~6년생이 5 mm 정도 성장하는 것으로 나타났으므로(Park and Son, 1998), 성게의 성장 차이는 먹이 해조류, 서식환경, 수온 변화 등 여러 가지 요인이 있는 것으로 사료된다.

각경에 대한 각고의 비는 강원연안 새치성게 이식에 관한 연구(Son et al., 1989)에서 해조가 없는 깊은 곳 성게를 10 m층 해조장으로 이식한 결과 이식한 성게의 각경에 대한 각고의 비가 높게 나타났으며 비율은 약 1/2정도였고, 경북 연안산 둥근성게의 각경은 각고의 2배 정도로 나타났다(Park and Son, 1998). 본 연구에서도 해조가 적은 갯녹음 지역보다 해조가 풍부한 바다숲 조성지역에서 각경에 대한 각고의 비가 높아졌으므로 일치되는 결과를 보였다.

둥근성게 산란기는 지역에 따라 차이가 있지만 Son(1989)은 강원 연안에서 둥근성게의 생식소 지수가 7월부터 증가하여 8월에 12~16으로 최대치를 보인 후 9월부터 감소하여 10월부터 다시 8 이하로 급격히 감소하므로 산란기를 8~10월로 추정하였으며, 일본 Shinor, Hokkaido 지역은 9~10월, Asmushi에서는 9~11월초로 지역에 따라 약간의 차이가 있지만 주로 9~10월의 수온 하강기(12~20℃)인 것으로 보고하였으며(Sugimoto et al., 1982), 둥근성게 생식소 발달은 겨울에서 봄까지 먹이량과 관계가 깊은 것에 기인하는 새치성게와 같은 원인으로 추정하였다(Kawamura, 1966b). 경북 연안의 수심 12~13 m에서 둥근성게 산란기는 1992년에는 8~10월로 추정하였으나, 1993년에는 수온 14.5~22.5℃인 8~11월로 전년에 비해 1개월 늦어지므로, 동일장소에서도 그 해의 수온의 변화에 따라 산란기와 산란기간이 달라진다고 보고하였다(Park and Son, 1989). 본 연구에서는 해조류가 풍부한 바다숲 조성지역이 갯녹음 지역보다 생식소 지수 최대치를 보인 9월 1.6배 높은 값을 나타냈으므로 먹이자원은 풍요도에 따라 동일 장소에서 산란기는 같지만 생식소의 양에는 큰 차이가 있음을 알 수 있고, 울진군 덕신리 해역의 생식소 지수에 의한 주 산란기는 수온 15.0∼22.0℃인 9월에서 11월로 추정하였다.

성게의 크기에 따른 생식소 지수는 보라성게의 경우 고연령군이 저연령군에 비해 일찍 산란을 마친다고 하였으며(Yoo et al.,1982), 새치성게의 경우 각경이 큰 개체일수록 일찍 산란하고(Son et al., 1989), 둥근성게 생식소 지수는 각경 45 mm 이하의 개체는 12~14로 낮고, 각경 50 mm부터 23으로 증가하여 60 mm 이상의 대형 성게는 25 내외로 높았다고 하였으므로(Park and Son, 1998), 산란 전에는 대형군이 지수가 높고 산란 후 소형군보다 낮아진다는 본 결과와 일치되었다.

성별에 따른 생식소 지수는 새치성게의 경우 생식소 지수가 최고치일 때 난소는 성장기, 성숙전기였으며, 정소는 성숙전기, 성숙후기였고, 암컷에서 성숙란이 생식소낭 내에 충만하는 것은 단기간이지만, 수컷에서는 조기에 정자괴가 출현한다 하였고(Sugimoto et al., 1982), 말똥성게도 수컷이 암컷보다 일찍 성숙한다 하였다(Park et al., 1990). 본 연구에서도 수컷이 산란기에 생식수 지수가 급격히 감소하여 암컷보다 일찍 산란 하는 것으로 나타나 비슷한 결과를 보였다.

소화관 내용물 지수가 갯녹음 지역에서 더 높게 나타난 것은 바다숲 조성지역이 소화관 내용물의 부피가 크지만 갯녹음 지역에서 딱딱하고 무게가 많이 나가는 모래, 돌, 무절산호조 등의 내용물이 주를 이루는 것에 기인하는 것으로 사료되며, 제주도와 통영에서 보라성게와 말똥성게의 섭식효과와 위 내용물을 조사한 결과 해조류뿐만 아니라 태형동물, 해면류, 모래와 펄입자, 산호조류 등 다양한 종류의 동, 식물이 출현하므로 잡식성의 먹이 습성을 나타낸다고 하였다(Lee et al., 1998; Kim and Jang, 2012). 또한 두 지역 동일하게 생식수 지수가 높은 시기에는 소화관 내용물 지수가 낮았으나, 산란 후 지수가 높게 나타남으로서 소화관 내용물 지수는 생식수 지수와 반대 경향을 보였다. 새치성게 소화관 내용물 지수는 생식소 지수와 역상관 관계로 특히 난과 정자가 형성되어 방출이 시작되는 7∼11월 사이에 심하게 반대 양상을 보이는데, 이는 생식소가 성숙되는 시기에 먹이를 대량으로 섭이하다가 산란기에 먹이 섭이량이 급속히 감소되고, 산란 후 다시 활발한 먹이 섭이를 시작하기 때문이라 보고하였다Son(1999). 섭이량의 변화는 4, 5월에 최대를 보인 후 6월 이후 낮아져 7~9월에 최저를 보인 후 12월부터 다시 증가되며 생식소 발달이 좋은 개체는 소화관 내용물 지수가 낮아진다 하였으며(Fuji, 1962), 생식소 중량이 증가할 때 소화관 중량이 현저히 감소한다고 하였다(Son, 1989). 둥근성게의 경우 해조류에 따라 통계학적 유의성의 유무를 보였지만, 평균적인 먹이 섭취량이 군집의 경우 더 높은 것으로 나타나 먹이경쟁에 의한 해조류 섭취가 촉진된다고 하였는데(Kim et al., 2007), 갯녹음 지역에는 성게가 군집을 이루므로 더 섭취가 촉진된다고도 볼 수 있을 것 같다. Fuji(1962)는 생식소 지수가 높은 시기에는 소화관 내용물 지수가 낮아진다 하였으며, 북해도 남부의 10m층 둥근성게의 소화관 내용물 지수는 4~5월에 1.4로서 최고 높은값을 보였고, 8월 하순에 0.5로 가장 낮은 값을 나타내었는데(Agatsuma and Sugawara, 1988) 다른 연구자들의 보고도 본 연구와 거의 일치 하는것으로 나타났다.

일본 북해도 남부 둥근성게의 각중량 지수는 6∼8월 하순 감소하고, 산란기인 9월부터 소화관 내용물 지수와 같이 상승하여 1월 하순에 4.4로서 최고 높게 나타났다고 하였는데(Agatsuma and Sugawara, 1988), 본 연구에서도 12월에 4.6으로 비슷한 결과를 보였다. 경북 연안 둥근성게의 각중량 지수는 각경이 2 cm일 때 5,1로 가장 높았으나 각경이 커짐에 따라 점차 낮아져 각경 4.2 cm일 때 3.2로 가장 낮았으며(Park and Son, 1998), 10m 층의 대형 성게는 2 m 층의 소형성게보다 각중량 지수가 월등히 낮게 나타났으므로(Son, 1999), 본 연구와 일치된 결과를 보였다.

둥근성게의 각, 생식소, 소화관의 구성비는 갯녹음 지역에서 각과 소화관 비율이 높았고 바다숲 조성지역은 생식수 구성비가 높게 나타났다. 남애 연안의 새치성게도 해조가 풍부한 곳으로 이식한 성게는 생식소 구성비가 높은 반면 소화관 구성비가 높은 것으로 나타나서 본 연구와 비슷한 결과를 보였다(Son et al., 1989).

경북 덕신리 해역의 둥근성게는 해조류가 적은 갯녹음 지역에 비해 해조가 풍부한 바다숲 조성지역에서 각경에 대한 각고의 비고 높고, 생식소 지수의 최대치가 1.6배 높은 값으로 나타으며, 매년 수온에 따라 산란기의 편차가 존재하겠지만 본 연구에서 주 산란기는 9∼11월로 나타났다.

바다숲 조성 시 필수적으로 동반되어야 하는 조식동물의 제거를 효과적으로 수행하기 위해서는 지역이나 수온에 따라 산란기 편차가 존재하지만 동해안에서 8~11월로 추정되며, 산란기 이전 조식동물을 구제한다면 훨씬 효과적인 바다숲 관리 방안이 될 수 있을 것으로 판단된다. 또한 먹이원이 거의 없는 갯녹음 지역은 바다숲 조성 지역에 비해 생식소의 양은 적지만 동일한 시기에 산란을 하며, 같은 생태적 특성을 띄고 있다. 따라서 바다숲 조성지의 이식 해조류 보호를 위해 구제 작업을 우선 시 해야하지만 갯녹음 지역의 구제도 동시에 수행해야 효과적인 개체수 조절이 가능할 것으로 사료된다. 본 연구는 조식동물의 한 종에 속하는 둥근성게를 대상으로 수행하였지만 동해안에는 성게류에 속하는 새치성게, 말똥성게 및 고둥류, 군소류 등 조식동물은 다양하게 분포하고 있다. 이러한 조식동물의 산라기 및 생태에 관한 연구가 동해안에서 수행된다면 더욱 효과적으로 조식동물 개체수 조절이 가능할 것으로 생각된다.