1. 서  론

대형저서동물 군집구조는 다양한 환경요인에 의해 영향을 받는 것으로 알려져 있다. 특히 이들 군집구조는 서식기질인 퇴적상에 의해 일차적으로 영향을 받으며 양식시설이 있는 내만의 경우 퇴적물 내의 유기물 함량에 의해 영향을 받는다(Jung et al., 2002; Lim et al., 1992). 또한 하천이 유입되는 곳에서는 염분 농도 차이가 대형저서동물 공간분포에 영향을 미치며(Lim and Hong, 2002; Nishijima et al., 2013; Ysebaert et al., 2003), 여름철에 주로 발생하는 저층 빈산소 현상도 반폐쇄적인 해역의 저서동물 군집에 심각한 영향을 미친다(Lim et al., 2016). 아울러 저서동물 군집의 복잡한 시 ‧ 공간 분포양상은 퇴적물의 특성, 기온 변화 그리고 부영양화 등과 관련된 것으로도 해석되고 있다(Yoo and Hong, 1996).

저서동물은 비교적 이동성이 적고, 행동반경이 좁기 때문에 환경 변화에 매우 민감하게 반응한다(Pearson and Rosenberg, 1978). 저서동물의 이러한 생태특성을 이용하여 환경을 해석하는 기법들이 개발되어 사용되고 있다(Borja et al., 2004; Choi and Seo, 2007: Weisberg et al., 1997). 또한 대형저서동물은 섭식활동 과정 중에 일어나는 퇴적물의 생물교란(bioturbation)을 통해 유기물 분해를 촉진시켜 생태계의 물질 순환과정에서 중요한 역할을 수행한다(Volkenborn et al., 2007). 뿐만 아니라 영양단계에서의 상위 포식자인 어류 및 대형 무척추동물, 철새들에게도 중요한 먹이원이 되고 있다(Sokolowski et al., 2012).

지금까지 완도-도암만 해역에서 수행된 대형저서동물 군집 연구는 없는 반면, 인접한 해역인 목포 연안(Lim and Park, 1999), 득량만(Seo et al., 2014), 여자만(Lim, 2015) 등에서는 군집 구조에 대한 체계적인 연구가 수행되었다. 완도-도암만 해역은 신지도, 조약도, 고금도 및 완도 사이의 수로를 통해 해수가 소통되며 주변에는 큰 도시나 공장 등이 거의 없어 인위적인 유기오염을 발생시킬 가능성이 크지 않지만 양식장이 산재해 있어 고형 유기물의 공급 가능성이 있다. 또한 고금도 북측에서 강진에 이르는 좁은 수로역의 상부에는 탐진강으로부터 배출되는 담수가 유입되는 소형 하천이 있어 풍수기의 대량 담수유입 등으로 인해 해양생태계 일시적인 변화가 예상되는 해역이다. 이 연구에서는 저서동물의 번식 및 성장 등과 같은 생태학적 과정(ecological process)이 극대화되는 여름철에 대형저서동물의 군집 구조 및 공간분포 특징을 파악하고, 이들 요소와 저서환경 요소들과의 상관관계를 파악하고자 하였다.

2. 재료 및 방법

2.1 대상해역의 현황

완도-도암만은 우리나라 남서부 해역에 위치하며 면적이 총 388.48km²로서 군외천 외 약 30여개의 하천이 유입되고 행정구역상 전라남도 해남군, 장흥군, 완도군, 강진군이 나누어 관할하고 있다. 또한 완도-도암만은 남북방향으로 약 19km, 동서로 약 7km의 네 방향으로 갈라진 십자 형태이며, 만내에는 크고 작은 유․무인도가 있다. 만의 남측에는 고금도, 완도, 조약도, 신지도 등의 작은 도서들이 있어 외해와의 해수 소통은 좁은 수로를 통해 이루어지고 있다. 따라서, 파랑의 영향이 적으며 깊숙이 만입된 반폐쇄적인 내만의 상부역에는 탐진댐에서 담수가 유입되고 있으며 입구역에서는 양식을 비롯한 어업 활동이 많이 이루어지고 있다. 만내 수심이 평균 4.5m로 얕고 만 중심부 해역에서는 수심 20m 이상으로 남측으로 경사를 이루고 있다. 완도-도암만은 현재 가막만, 득량만, 함평만 등과 함께 국가환경관리해역으로 2000년 2월 14일에 지정되었다(해양환경관리공단, 2013).

조사대상 해역을 둘러싸고 있는 행정구역인 완도읍, 근외면, 신지면, 고금면, 약산면 연안에는 양식어업 활동이 활발하여 총 376건, 130만 ha에 달하는 양식장이 분포되어 있다(해양수산부, 2016). 이 가운데 해조류 양식건수가 가장 많아 37%(142건)였으며 패류 양식 건수는 32%(122건)였다. 면적은 해조류 양식장이 60%를 차지하였으며, 복합 양식장 면적이 30%를 차지하였다. 가장 많은 양식장이 위치한 곳은 고금면이며 양식장 건수는 35%, 면적은 30%를 차지하였다. 여기서 주로 양식되는 패류는 전복이며, 가두리 양식 방법으로 양식되고 있다. 또한 전복의 먹이로서 다시마 연승수하식 양식이 이루어지고 있다. 양식과정에서 잔류먹이나 양식동물들의 배설물로 인해 많은 고형유기물이 발생하여 저서생태계에 영향을 미치는 어류 양식 시설은 해조류 양식 시설의 건수나 면적에 비해 상대적으로 적다.

2.2 현장 조사 및 시료의 처리

완도-도암만 저서동물의 군집구조와 공간분포 양상을 파악하기 위하여 여름철인 2013년 8월에 25개 조사정점을 설정하고 현장 조사를 수행하였다(Fig. 1). 저서동물 채집을 위해 van Veen Grab(표면적 0.1m²)을 이용하여 각 정점당 2회씩 해저퇴적물을 인양하였다. 채집된 퇴적물은 1mm망목의 표준체로 선상에서 해수를 이용해 체질하여 펄을 제거한 다음, 잔존물을 시료 병에 넣고 10% 중성 해수-포르말린 수용액으로 고정하였다. 고정된 잔존물은 실험실로 운반하여 저서동물을 분류군별로 선별하고 시료의 수분을 제거한 다음 0.01g까지 측정할 수 있는 전자저울을 사용하여 분류군별 습중량(wet wt., g)을 측정하였다. 습중량 측정 후 현미경을 이용하여 종 수준까지 동정한 다음 각 종별 개체수를 세었고 개체수 및 생체량은 단위 면적(m²)으로 환산하여 분포도를 작성하였다.

Fig. 1. Map showing sampling stations and bathymetry of Wando-Doam Bay and the archipelago of Wando in the southern coast of Korea in August 2013. Shaded area indicates tidal flat.

저서동물 군집 구조에 영향을 미칠 것으로 보이는 수질환경요소(저층수온, 염분, DO, pH)는 현장 측정용 센서가 부착된 CTD(YSI-6600, USA)을 사용하여 현장에서 측정하였다. 또한, 저서동물 채집을 위해 인양된 퇴적물 500g을 별도의 시료병에 담아 현장에서 드라이아이스로 냉동한 다음 실험실로 운반하여 표층퇴적물 환경요소(입도조성, 평균입도, 분급도, TOC, TN, IL, AVS)를 해양환경공정시험기준(국토해양부, 2010)에 따라 분석하였다.

2.3 자료 분석

군집구조를 파악하기 위해 종 다양도 지수(Shannon and Weaver, 1963)를 구하였다. 생물 자료간의 편중을 피하기 위하여 네제곱근(fourth-root)으로 변환한 자료를 사용하여 Bray-Curtis 유사도 지수(Bray and Curtis, 1957)를 구한 다음 그 결과 생성된 유사도 행렬에 기초하여 집괴분석(cluster analysis)을 실시하였다. 정점군의 수지도 작성은 가중평균결합법(WPGMA)을 사용하였으며, SIMPROF(similarity profile) test를 적용하여 결과해석에 유의성을 기하였다(Clarke et al., 2008). 저서군집에 영향을 미치는 환경요소를 파악하기 위하여 각 환경자료에 대해 변수 값에서 평균값을 뺀 다음 표준편차로 나누어서 표준화(normalization)한 후 Bio-Env 분석을 실시하였다. 분석된 환경요소와 생물요소와의 상관관계는 비모수통계인 Spearman correlation coefficient를 구하여 파악하였다. 본 연구에서 수행된 군집분석과 통계분석에는 PRIMER(v. 6) 및 SPSS(v.12)를 이용하였다.

조사해역에 서식하는 저서생물군집의 오염정도를 평가하기 위하여 섭식유형과 생활사 특성에 기반한 기능군의 조성을 이용하여 산출되는 저서오염지수(Benthic Pollution Index, BPI)를 사용하였다(Choi and Seo, 2007; Seo et al., 2014). 지수 계산을 위해 출현한 모든 생물군을 대상으로 식성을 고려하여 4가지 기능군으로 구분하였다. 이 지수는 내만역에서 적용하면 정점간 변별력이 높고 계절간 차이를 잘 반영하는 것으로 알려져 있다. 군집 건강도에 대한 평가 기준치는 Seo et al.(2014)의 기준을 적용하였다.

3. 결 과

3.1 서식지 환경

완도-도암만과 그 주변 해역의 8월 저층 수온은 외해역에서 내만역으로 들어오면서 수온이 증가하는 우리나라 남해 연안 내만의 전형적인 여름철 공간분포 양상을 보인다. 가장 외해 쪽의 정점 17에서 17.83°C였으며, 가장 내측의 정점 1에서 29.38°C로써 평균 23.24°C였다(Table 1). 만 외측과 내측의 저층 수온 차이는 약 10°C였다. 특히, 저층 수온은 완도-도암만 입구역의 24°C 등온선을 중심으로 외해측 정점들과 만 내측의 정점들로 뚜렷하게 구분되는 양상을 보였다. 저층 염분은 28.23~31.27 psu 범위로써 평균 30.84 psu였는데, 만 내측의 정점 1에서 가장 낮은 값이었으며, 외해로 나갈수록 염분이 증가하는 양상을 보였다. 만 내측의 경우 탐진강에서 유입되는 담수의 영향을 받고 있지만 수량이 많지 않아 뚜렷한 염분농도 경사를 보이지 않고 있다. 저층 용존산소는 5.40~7.82 mg/L 범위로서 평균 6.83 mg/L였는데, 우리나라의 반폐쇄적인 내만역에서 여름철 고수온기에 발생하는 특징인 빈산소현상(hypoxia)은 나타나지 않았다. 저층의 용존산소 농도는 내측의 정점 1에서 가장 낮았으며, 고금도 주변에서는 7.0 mg/L 이상의 높은 값을 보인다. 수소이온농도(pH)는 외해역이 높고 만 내측은 낮은 값을 보이지만 그 차이는 크지 않았다.

Table 1. The sedimentary properties and bottom water conditions at each station in Wando-Doam Bay, southern coast of Korea in August 2013

표층 퇴적물은 완도-도암만 입구역의 정점 6과 7에서 모래함량이 다소 높았으며, 외해역의 정점 17에서는 약 2%의 모래함량을 보였다(Table 1). 평균 입도는 7.52~9.42범위로서 세립한 양상이었으며, 일부 정점들을 제외하고는 전체적으로 니질퇴적상이었다. 퇴적물의 총유기탄소(TOC) 함량은 0.36~1.35% 범위로서 대부분의 정점들에서 1.0% 이하의 낮은 값이었다. 강열감량(IL)은 3.80~8.42% 범위로서 TOC분포 양상과 유사하였다. 황화물(AVS) 함량은 0.00-0.86 mg S/g dry의 범위로 완도-도암만 최상단 측에서 가장 높은 함량을 보였으며, 그 밖의 해역에서는 검출되지 않거나 매우 낮은 함량으로 분포하였다. 이들 퇴적환경 요소들은 저층수온, 염분 및 용존산소 농도와는 달리 일정한 분포 패턴이 없이 불규칙한 분포 양상이었다.

3.2 출현종 조성

여름철 완도-도암만과 그 주변해역에서는 총 186종의 대형저서동물이 출현하였으며, 이 가운데 환형동물이 78종으로 43%를 차지하여 가장 우점하였다. 절지동물은 49종이 출현하여 26%를 점유했으며, 연체동물은 44종으로 24%를 차지하였다. 그 외 극피동물과 기타 분류군은 8종(4%) 및 7종(3%)이 출현하였다. 평균 밀도는 연체동물이 554 ind./m²(45%)로서 가장 우점하였고, 절지동물이 346 ind./m²(30%), 환형동물이 276 ind./m²(22%)였다. 생체량은 연체동물이 126.5 g/m²(48%) 출현하여 가장 우점하였으며, 출현종수와 평균 밀도가 낮은 극피동물과 기타 분류군은 각각 91.7g/m²(34%) 및 29.9g/m²(11%) 출현하였다. 환형동물과 절지동물은 각각 3%씩의 점유율을 보였다(Table 2).

Table 2. Number of species, abundance and biomass of macrobenthos and their percentage composition from Wando-Doam Bay, southern coast of Korea in August 2013

3.3 저서동물의 공간분포 및 종 다양도

공간분포 양상을 보면 정점별로는 정점 12와 20에서 각각 52종의 저서동물이 출현하여 가장 많았고, 정점 3에서 8종의 저서동물이 출현하여 가장 적었다(Fig. 2). 고금도와 완도 및 신지도 사이에 위치한 정점들에서는 40종 이상의 저서동물이 출현하여 높은 출현종수를 보였으며, 완도-도암만 내측 정점들에서는 20종 미만이었다. 40종 이상의 저서동물이 출현한 정점에서는 다모류가 20종 이상씩 출현하였다. 대부분의 정점들에서 다모류의 출현종수가 많았으며, 완도 북측의 정점 10에서는 다모류가 26종이 출현하여 가장 많았다. 연체동물과 갑각류 출현종수는 정점당 각각 20종 미만이었다.

Fig. 2. Spatial distribution of macrobenthic species number, abundance, biomass and species diversity in Wando-Doam Bay, southern coast of Korea in August 2013.

저서동물 출현밀도는 정점 21에서 6,815 ind./m²가 출현하여 가장 높았으며, 정점 3에서는 50 ind./m²가 출현하여 가장 낮았다(Fig. 2). 그 밖의 정점들에서는 2,000 ind./m² 미만의 밀도였다. 출현종수가 22종이었던 정점 14에서는 2,380 ind./m²가 출현하여 세 번째 높은 밀도를 보였는데 연체동물의 점유율이 높았다. 밀도가 가장 높은 정점 21에서는 연체동물의 밀도가 95%를 점유하였으며, 정점 14에서도 연체동물이 86%를 점유하였다. 정점 10과 16에서는 각각 935 ind./m²가 출현하였는데 다모류 밀도가 상대적으로 높았다. 갑각류는 정점 5에서 64%, 정점 6에서 82%, 정점 9에서 79%의 높은 점유율을 나타내었다.

평균 생체량은 265.7 g/m²으로서 연체동물과 극피동물의 점유율이 높았다. 정점 14에서 1,389 g/m²으로 가장 높은 값을 보였는데 연체동물의 생체량 점유율이 높았으며, 정점 15에서 12.9 g/m²으로 가장 낮은 값을 보였다(Fig. 2). 완도-도암만 내측에서는 생체량이 큰 연체동물의 출현으로 인해 상대적으로 높은 생체량을 보인 반면 완도, 고금도 및 신지도 사이의 수로 정점에서는 낮은 생체량을 보였다.

종 다양도는 0.79~3.46(평균 2.47) 범위였으며, 41종이 출현한 정점 17에서 3.46으로 가장 높았다. 그러나 종밋(Musculista senhousia)이 우점적으로 출현한 정점 14에서 0.79로서 가장 낮았다(Fig. 2). 가장 많은 52종이 출현한 정점 20에서는 상대적으로 낮은 2.01이었는데 아기반투명조개(Theora fragilis)의 점유율이 높았다. 특히 아기반투명조개가 5,340개체/m²로서 가장 높은 밀도로 출현한 정점 21에서는 균등도(0.31)와 종 다양도(1.18)가 낮은 값을 보였다. 이러한 종 다양도의 공간분포 양상은 출현종수 및 밀도의 출현양상을 잘 반영하고 있다.

이러한 대형저서동물 분포양상에 영향을 미치는 환경 요소들은 저층수온(WT), 저층염분(Sal), 저층 pH, 퇴적물의 함수율(water content), 유화물 양(S)으로서 이들 요소들의 조합이 전체 환경 요소의 71%를 설명하고 있다(Table 3). 각각의 환경요소들과 군집요소들과의 상관관계를 보면 출현종수와 밀도는 저층수온과 유의한 상관관계를 보여 수온이 높고 염분이 낮은 완도-도암만 내측에 위치한 정점에서는 출현종수와 밀도가 낮은 양상을 반영하고 있다(Table 4). 또한 출현종수와 밀도는 저층염분, pH, DO와는 양의 상관관계를 보여 외해역으로 나오면서 출현종수와 밀도가 증가하는 양상을 반영하고 있다. 그러나 생체량과 환경요소와의 상관관계는 보이지 않았다.

Table 3. Relationship between environmental variables and macrobenthic assemblage data using BIO-ENV analysis with up to environmental variables best explaining the faunal pattern. Resulting values are weighted Spearman rank correlation coefficient (r). Bold values indicate the highest correlation value for the best explanatory variables

Table 4. Spearman‘s rank correlation coefficients between benthic habitat variables and community parameters and the abundance of dominant species(*: p<0.05, **: p<0.01)

†Tf: Theora fragilis, Ll: Lumbrineris longifolia, Ic: Idunella chilkensis

3.4 우점종 출현 및 공간분포

완도-도암만에서 여름철에 출현한 대형저서동물 가운데 각 종별 평균 밀도 점유율 순으로 상위 10종을 선별하였다. 이들은 평균 밀도의 1.7% 이상을 차지하고 있으며 이들의 밀도 합이 전체 밀도의 64%를 차지하였다(Table 5). 이 가운데 절지동물이 4종으로 가장 많았고, 환형동물과 연체동물이 3종이었다. 이들의 공간 분포 양상은 Fig. 3과 같다.

Fig. 3. Spatial distribution of abundance of macrobenthic dominant species in Wando-Doam Bay, southern coast of Korea in August 2013.

가장 우점한 종은 아기반투명조개(Theora fragilis)로서 전체 평균 밀도의 29%를 차지하였고(평균 359개체/m²) 총 17개 정점에서 출현하였다. 신지도와 조약도 사이에 위치한 정점에서 가장 높은 출현 밀도를 보였으며(5,340개체/m²) 이 정점에서 출현한 전체 밀도의 78%를 점유하였다. 그러나 완도 주변 및 완도-도암만 내측의 정점들에서는 출현하지 않았다. 이 종은 내만으로 들어오면서 모래 함량이 높은 정점들에서는 밀도가 낮아 모래 함량과 음의 상관을 보였으며, 퇴적물의 유기물 함량 요소들과는 양의 상관관계를 보였다(p<0.05)(Table 4).

두 번째 우점종은 옆새우류인 Eriopisella sechellensis로서 전체 밀도의 10%를 차지하였으며(125개체/m²) 18개 정점에서 출현하였다. 이 종은 최우점종인 아기반투명조개의 분포역과는 달리 완도 및 고금도 북측 정점들에서 높은 밀도로 출현하였으며 완도-도암만 입구역의 정점에서 가장 높은 밀도(745개체/m²)를 보였다. 그러나 완도 주변과 완도-도암만 내측, 조약도 주변 정점들에서는 출현하지 않았다. 이 종은 퇴적물 환경 요소와 상관 관계를 보이지 않았다(p>0.05)(Table 4).

세 번째 우점종은 종밋이며 평균 83개체/m²가 출현하여 전체 우점종의 7%를 차지하였고 5개 정점에서만 출현하였다. 특히 정점 14에서 가장 높은 밀도(2,035개체/m²)를 보였는데 이 정점에서 출현한 밀도의 85%를 점유하였다. 이 정점에서는 TOC가 0.78%, IL이 6.26%로서 다른 정점들에 비해 높은 편은 아니었으나 평균 입도는 9.01로서 세립한 양상을 보였다. 그 밖의 대부분 정점들에서는 출현하지 않았으며 환경 요소와의 상관 관계는 없었다(p>0.05)(Table 4).

네 번째 우점종은 긴자락송곳갯지렁이(Lumbrineris longifolia)로서 전체 밀도의 3%를 차지하였고(평균 42개체/m²) 13개 정점에서 출현하였다. 정점 10에서 가장 높은 밀도였으며(640개체/m²) 그 밖의 대부분의 정점들에서는 100개체/m² 미만의 밀도를 보였다. 이 종은 고금도 및 완도 주변에 주로 분포하며 외해역이나 완도-도암만 내만역에는 출현하지 않았다. 저층 수온과는 음의 상관을 보여 수온이 상대적으로 높은 내만역에는 출현하지 않았으며, 염분 및 용존산소와는 양의 상관관계를 보였다(p<0.05)(Table 4).

다섯 번째 우점종은 옆새우류인 Idunella chilkensis로서 전체 밀도의 약 3%를 차지하였고(평균 39개체/m²) 16개 정점에서 출현하였다. 정점 9에서 가장 높은 밀도를 보였는데(250개체/m²), 이 종은 E. sechellensis가 출현하는 장소에서 동시에 출현하는 특징을 보인다. 퇴적물 내의 총 질소(TN) 함량과는 양의 상관관계를 보였으나(p<0.05) 여타 환경 요소들과는 상관관계가 없었다(p>0.05)(Table 4).

Table 5. List of the macrobenthic dominant species in the study area, August 2012

3.5 집괴분석

각 정점별 출현종별 개체수를 사용하여 집괴 분석한 결과 조사해역의 각 정점들은 6개 정점군으로 구분되었다(Fig. 4). 만 외측의 완도, 신지, 고흥, 조약도 주변에 위치한 정점들이 하나의 정점군으로 구분되었으며 내만으로 들어오면서 서로 다른 군집으로 구분되었다. 특히 북측 내만 해역에서는 서로 인접한 정점들도 별개의 정점군으로 구분되어 종조성의 차이를 보였고, 섬 사이의 수로역 정점들도 별개의 정점군으로 구분되었다(Fig. 5).

Fig. 4. Dendrogram from the cluster analysis based on the abundance data of the subtidal macrobenthic community in Wando-Doam Bay, southern coast of Korea in August 2013.

Fig. 5. Spatial distribution of 6 station groups with similar macrobenthic faunal composition in Wando-Doam Bay, southern coast of Korea in August 2013.

정점군 A는 완도-도암만의 가장 내측에 위치한 정점 1로만 구성되어 있는데, 이 정점은 간조시 노출되는 갯벌 서식지로서 갯벌에 서식하는 칠게(Macrophthalmus japonicus) 및 펄털콩게(Ilyoplax pingi)와 펄함량이 높은 퇴적상에 서식하는 맛조개(Solen grandis)가 우점종으로 출현하는 특징을 보였다(Table 6). 개체당 생체량이 큰 종들이 출현하여 정점군 가운데 가장 높은 생체량을 보였다. 만조시에도 수심이 낮아 수온이 높고 담수유입으로 인해 염분이 가장 낮은 특징을 보였다. 정점군 B는 완도-도암만 입구에 위치한 정점으로 구성되어 있으며 TOC 함량이 0.9%로 가장 높아 유기오염의 가능성이 있다. 밀도는 낮지만 아기반투명조개가 주요 우점종으로 출현하였다. 정점군 C는 만 내측과 완도 북측해역의 정점으로 구성되어 있으며 종밋의 높은 밀도가 특징적이었다. 다모류인 실참갯지렁이속에 속하는 Tylorrhynchus sp.도 다른 정점군에 비해 높은 밀도였다. 퇴적물 평균 입도는 8.4였으며 TOC함량은 정점군 가운데 상대적으로 낮았다. 정점군 D는 완도-도암만 입구역에 위치한 정점들로 구성되어 있다. 옆새우류인 Eriopisella sechellensis가 주요 우점종으로 출현하며 이 종과 동시에 출현하는 특징을 가진 옆새우류인 Idunella chilkensis가 차우점종으로 출현하였다. 정점군 E는 외해역에 면한 대부분의 정점으로 구성되어 있으며 가장 많은 출현종수를 보였다. 가장 우점한 종은 유기오염역에서 출현하는 것으로 알려진 아기반투명조개였다. 정점군 F는 완도 주변에 있는 정점으로 구성되어 있으며 종 다양도는 정점군 A 다음으로 높았다. 가장 우점한 종은 옆새우류인 Gammaropsis utinomi였으며, 그 다음으로 바다대벌레류(Caprella sp.)가 우점하였다. 고금도와 완도 주변의 광범위한 해역을 차지하는 정점군 D와 E에서의 공통적인 종들은 E. sechellensis, I. chilkensis, T. fragilis였으며, 그 밖의 정점군에서는 정점군별로 특징적인 종들이 출현하였다(Table 6).

Table 6. Environmental and biological differences among 6 station groups of Wando-Doam Bay, southern coast of Korea in August 2013

Table 6. Environmental and biological differences among 6 station groups of Wando-Doam Bay, southern coast of Korea in August 2013 (Continued)

3.6 저서오염지수

완도-도암만의 저서군집 오염 정도를 파악하기 위하여 출현종 전체를 사용하여 저서오염지수(Benthic Pollution Index, BPI)를 구하였다. 종밋의 밀도가 높았던 완도 서측 해역과 고금도 및 신지도와 조약도 사이의 정점 14는 극심한 오염 상태였으며(BPI=9.5), 대부분의 해역은 BPI 값이 60.0 이상의 정상역에 속하였다. 완도-도암만 내측의 정점 4에서는 정상역에 근접한 59.6으로서 국지적으로 약간 오염 상태를 보였다(Fig. 6). 조약도와 신지도 및 고금도 사이에 위치한 정점 20은 심하게 오염된 상태였으며(BPI=26.7), 정점 21은 극심한 오염상태였다(BPI=14.3). 신지도-고금도-조약도 주변은 오염도가 높은 반면, 완도와 신지 및 고금도 사이의 정점들을 포함해 내측으로 들어오면서 오염도가 감소하는 경향을 보였다.

Fig. 6. Spatial distribution of benthic pollution index(BPI) in Wando-Doam Bay, southern coast of Korea in August 2013.

4. 고  찰

4.1 종조성 및 공간분포

완도-도암만 조하대 여름철 대형저서동물의 출현종수는 우리나라 남해안과 서남해안에 위치한 내만역의 출현종수에 비해 적은 양상이었다. 평균 밀도는 여자만보다 낮지만 앵강만과 유사하며 인접한 소리도 주변 해역, 영산강 하구역, 진해만, 남해도 주변 해역보다 높았다(Table 7). 대형저서동물의 출현종수는 표본의 크기(sample size: 채집횟수, 정점수, 그랩 표면적 크기 등)에 따라 차이가 있으며, 일반적으로 표본의 크기가 커질수록 출현종수는 증가하다가 일정 수준에 수렴한다. 따라서 직접적인 출현종수의 비교시 표본의 크기를 고려하여 그 의미를 파악하여야 한다. 또한 계절적인 조사를 수행한 경우와 특정 계절에만 조사한 경우에도 차이가 나타나기 때문에 가능한 동일한 계절의 결과를 비교하여야 한다. 본 조사는 여름철에만 이루어진 제한적인 결과이기 때문에 여름철에 조사된 자료만을 비교하면, 출현종수 및 밀도 모두 인접한 득량만(Seo et al. 2014)보다 높고 여자만(Lim, 2015)보다 낮은 값을 보였다. 서로 다른 표본 크기의 종 다양도를 비교하는 생물종지수(d)에서도 득량만보다 높고 여자만보다 낮은 값을 보였다. 특히 완도-도암만 해역의 연체동물 밀도는 영산강 하구역을 제외한 우리나라 여타 내만 해역에 비해 높게 나타난 것이 특징적이었는데, 아기반투명조개의 출현밀도가 전체 평균 밀도의 약 29%를 차지하여 단일종에 의한 우점율이 높았기 때문이었다.

완도-도암만은 북측으로부터 탐진강의 담수가 유입되고 있지만 수량이 많지 않아 전형적인 하구역의 특징을 보이지는 않는다. 그러나 국지적으로 상부역의 저서동물 군집은 염분에 의해 영향을 받는 것으로 판단된다. 즉, 완도-도암만의 염분 농도 기울기는 북측 해역에서 만 입구역으로 나올수록 증가하는 양상이었으며 출현종수 및 밀도는 저층 염분과 양의 상관관계를 보이고 있다(p<0.05). 따라서 비록 제한적이기는 하지만 만 북측에 위치한 상부역의 저서군집은 염분농도에 의해 영향을 받는 것으로 해석된다. 저층 수온도 내만역이 높고 외해역으로 나오면서 감소하는 양상을 보이는데 저서동물 분포와 음의 상관관계를 보였다(p<0.05).

Table 7. Comparison of macrobenthic communities investigated around southern and southwestern Korean coastal waters

지금까지 우리나라에서 조사된 하구역 저서동물 분포 연구를 보면, 담수가 유입되는 하구역은 유입되는 담수량에 상관없이 유사한 군집 구조를 보여 출현종수는 적은 반면 밀도는 높은 양상을 보인다. 즉, 와탄천(Lim and Hong, 2002), 광양만 북측의 수어천( Lim et al., 2012) 및 여자만의 상부역인 벌교천 하구역(Lim, 2015)에서도 유사한 결과가 보고되었다. 보다 큰 규모인 한강 하구역에서도 Yoo and Hong(1996)에 의해 저서군집에 미치는 염분 영향이 파악되었다. 따라서 완도-도암만 북측 해역은 제한적으로 담수에 의해 군집이 영향을 받고 있지만, 만 입구로 나오면서 다른 수괴 환경 요소들이 출현종수, 밀도의 공간분포에 영향을 미치는 것을 알 수 있다.

4.2 우점종 공간분포 양상

완도-도암만의 북측 상부역의 저서동물의 분포는 염분에 의해 영향을 받지만 우리나라에서 조사된 법성포 와탄천 하구역이나 여자만 북측 벌교천 하구 그리고 광양만 북측의 수어천 하구역과는 차이를 보인다. 일반적으로 조차가 있는 소규모 하구역에서는 조사용 선박 운항이 가능한 만조시 조사를 수행하는데, 와탄천, 벌교천 및 수어천 하구역에서는 만입구역에서 상부역까지 뚜렷한 염분 구배를 보였으나 완도-도암만에서는 염분 농도구배가 뚜렷하게 나타나지 않았다. 이것은 완도-도암만 북측에서 유입되는 담수량이 적기 때문으로 판단된다. 또한 와탄천, 벌교천 및 수어천 하구역의 상부 기수역에는 사질 퇴적상을 보이며 기수종인 재첩Corbicula japonica)과 계화도조개(Potamocorbula amurensis)가 특징적으로 출현하였으나 본 조사지역에서는 출현하지 않은 것도 차이점이었다. 완도-도암만 북측해역에서 이들 특징종이 출현하지 않은 것은 퇴적물에 모래 함량이 적고 펄 함량이 많았으며 수층의 염분농도 역시 낮지 않았기 때문으로 판단된다. 그 대신 최상부역의 정점 1에서는 맛조개(Solen grandis)가 460개체/m² 출현하였으며, 칠게(Macrophthalmus jsponicus), 엽낭게(Ilyoplax pingi) 등이 출현하여 펄 함량이 높은 갯벌 환경 특성을 나타내었다. 맛조개는 조간대 사니질에 서식하는 자원생물로서 서식생태에 대한 연구는 없으며, 자원보존과 양식 측면에서의 생식소 발달에 관한 일부 연구가 있을 뿐이다(Jung et al., 2006). 완도-도암만 북측 최상부역까지 조사가 이루어지지 않았기 때문에 서식하고 있는 재첩과 계화도조개가 관찰되지 않았던 것인지, 아니면 과거에는 서식하였으나 담수유입량의 감소로 인한 퇴적환경 변화 때문에 폐사하였는지 이번 조사로서는 알 수 없으나 우리나라 다른 하구역에서 출현하는 전형적인 생물상이 관찰되지는 않음으로서 담수의 영향이 큰 해역은 아닌 것을 알 수 있다.

완도-도암만 입구역인 신지-조약도 사이 해역에서 출현하는 특징적인 우점종은 우리나라 및 일본의 유기 오염해역에서 출현하는 것으로 알려진 아기반투명조개이다. 진해만과 영산강 하구역과 같이 반폐쇄적인 내만 저서생태계는 만 입구역에서 만 내측으로 들어오면서 입도가 세립해지고 유기물 함량이 증가하면서 유기오염 지표종인 아기반투명조개가 출현하는 패턴을 보인다(Lim and Hong 1997; Lim and Park, 1999). Jung et al.(2002)에 의하면 우리나라 남해안 어류가두리 양식장에서도 아기반투명조개가 높은 밀도로 출현하며, 동시에 등가시버들갯지렁이(Capitella capitata)가 우점종으로 출현한다고 보고하였다. 완도-도암만 연구 해역에서는 양식장 시설물이 많이 설치된 곳인 조약도, 신지도로 둘러싸인 해역에서 아기반투명조개의 밀도가 높았다. 그러나 이곳에는 배설물과 잔류먹이가 발생하는 어류나 여과성 이매패 등의 양성시설은 거의 없고 해조류 양성시설이 주류를 이루고 있다. 또한 C. capitata가 출현하지 않고 아기반투명조개만 높은 밀도로 출현한 것은 동물성 사료가 주로 공급되는 어류 가두리와는 달라서 해조류 잔류물 침전이나 전복 배설물이 영향을 미친 것으로 보인다. 다만 퇴적물의 유기물 지표인 TOC의 함량이 현저하게 높지 않음에도 불구하고 아기반투명조개의 고밀도 출현 양상은 향후 추가적인 분석이 필요할 것으로 보인다.

완도-도암만의 우점종 출현 및 분포 양상의 두 번째 특징으로서 고금도 및 완도 북측해역에서 우점종으로 출현하는 소형옆새우류인 Eriopisella sechellensis의 출현을 들 수 있다. E. sechellensis는 저질 입도가 세립하지만 유기오염의 영향이 적은 여자만(Lim, 2015) 및 득량만(Seo, et al., 2014) 해역에서 우점종으로 보고되어 있다. 따라서 완도-도암만 북측 해역의 저서환경은 득량만이나 여자만과 유사한 상태로 판단되며 유기오염의 영향을 없는 정상상태(normal condition)를 나타내는 BPI 값(60이상)의 분포에서도 뒷받침된다. 완도-도암만의 경우 이들 두 종의 공간분포 양상과 밀도 변동이 저서환경을 반영하는 지표로서 사용될 수 있으며 면밀한 감시가 요구된다.

완도 서측 해역에서는 국지적으로 종밋이 높은 밀도로 출현하는 특징을 보였다. 이 종은 현재 Arcuatula senhousia로 속명이 변경되었으며, 우리나라에서의 종밋 연구는 Lim and Park(1998)에 의해 목포주변 갯벌에서 분포와 성장에 대한 연구가 유일하다. 이 종은 아시아 대륙 연안과 호주, 뉴질랜드 및 지중해, 프랑스 남부 및 미국까지 매우 광범위하게 분포하고 있으며(Crooks, 1996), 최근에는 이탈리아까지 침입하여 서식한다고 보고되었다(Como, et al., 2015). 종밋은 조간대 및 조하대 저서생태계에서 혐기성 저서환경을 만들어 다른 생물의 서식을 어렵게 하고 저서 군집 구조를 변화시키는 것으로 알려져 있다(Crooks and Khim, 1999). 따라서 종밋의 분포 범위를 면밀하게 감시하는 것은 조사 해역의 저서환경 변화를 파악하는 중요한 수단이 될 수 있다. 한편 종밋은 생태계 내의 먹이사슬에서 민어과 어류 및 갯벌을 찾는 물새(흰죽지, 댕기흰죽지, 검은머리흰죽지) 및 도요새류(Limosa fedoa)의 먹이로서 중요한 역할을 하는 것으로 보고되어 있어(Crooks, 2002), 생태계 내에서의 이들의 역할에 대한 연구도 필요하다고 생각된다.

4.3 저서군집 특징

완도-도암만의 저서군집은 만 입구에서부터 만 내측까지 6개로 구분되었는데, 이러한 군집 배열은 환경 요소의 구배가 뚜렷한 우리나라 연안 내만역에서 주로 나타나는 군집분포와 유사한 양상을 보인다. 만 입구역의 신지도, 조약도, 고금도, 완도 남측 해역의 정점군들은 퇴적물내의 유기물 함량이 높은 장소에서 주로 출현하는 기회종의 밀도가 높음에도 불구하고 모두 하나의 정점군(정점군 E)으로 구분되었다. 이것은 우리나라 여타 내만역에서 만 입구역의 정점군은 출현종수가 많고 퇴적물 유기물 함량도 적어 기회종의 밀도가 낮다고 보고된 것과는 다소 차이를 보인다(Lim and Hong, 1997; Lim and Park, 1999). 완도-도암만 북측의 정점들은 다소 복잡한 정점군으로 구분되었는데 가장 북측에 위치한 정점군 A에서는 갯벌에 주로 출현하는 종들로 구성되어 있었다. 정점군 B에서는 가장 높은 유기물 함량을 보이며, 생물상도 상대적으로 빈약하여 완도-도암만에서 가장 빈약한 군집 구조를 보인다.

우리나라의 양식장에서 유출되는 생물기원 유기물 및 잔류먹이에 의한 저서퇴적물 유기 오염에 대해서는 몇몇 연구들이 진행되어 왔다. Kim et al.(2011)은 남해 연안 전복 양식장의 유기물 분해 특성을 연구하면서 양식생물의 배설물로 인해 저층 퇴적물의 황산염 환원이 활발해져 저서생물에게 악영향을 미친다고 보고하였다. 유기물이 유입되더라도 조류소통이 좋을 경우 확산되어 호기성 분해과정을 거쳐 영양염으로 작용한다. 그러나 시설물이 일종의 커튼 역할을 하여 유속이 감소될 경우 유기물이 축적된다(Cha et al., 2014). 따라서 완도-도암만 입구역의 신지도, 조약도, 고금도 사이에 위치한 정점군 E에서의 저서동물 기회종의 높은 밀도 및 낮은 저서오염지수의 원인은 이 해역에 뚜렷한 육상기원 오염원이 없는 점을 고려하면 이 주변에서 이루어지는 각종 양식 시설물로 인한 조류 감소와 생물기원 유기물에 의한 유기물 증가가 원인으로 판단된다. 그러나 이번 조사에서는 이 해역의 높은 유기물 함량의 원인에 대한 조사는 수행하지 않았기 때문에 향후 유기물 유입원, 유입량 및 범위, 계절변동과 저서동물 군집에 대한 보다 상세한 연구가 요구된다.

일반적으로 담수가 유입되는 하천의 경우 담수와 해수가 만나는 장소에서는 밀도가 서로 다른 해수와 하천수의 혼합과정에서 탁도 최대지역(Turbidity Maximum Zone, TMZ)이 나타난다(Jiang et al., 2013). TMZ에서는 높은 농도의 부유물이 존재하고 결국 퇴적되어 퇴적물에는 펄함량과 유기물 함량이 높아지는 현상이 나타난다(Bodineau, et al., 1998; Garnier, 2008; McLusky and Elliott, 2004). 완도-도암만의 정점 3의 퇴적물은 니질 함량이 64.5%로서 인접한 정점 2 및 4에 비해 높았으며, TOC 및 IL 함량도 높게 나타났다. 이 정점은 정점군 B로 구분되며 주변의 정점들과는 달리 유기물 오염지표종인 아기반투명조개가 우점종으로 출현하는 특징을 보였다. 이 조사에서는 TMZ와 관련하여 별도로 수행된 결과가 없으나 정점 3은 인접 정점에 비해 모래함량이 낮고 펄 함량이 높으며, 유기물 함량(TOC, IL)이 높고, 기회종이 출현하는 양상으로부터 정점 3이 속한 정점군 B 주변이 담수와 해수가 만나는 장소인 TMZ로 추정된다. TMZ는 유량이 풍부하고 댐과 같은 인공구조물이 없는 강에서 주로 나타나는 현상이기 때문에 유량이 적고 염분 구배가 뚜렷하지 않은 이 해역에 적용하는 것은 다소 무리가 있으나 향후 이러한 소규모 담수 유입장소에서도 TMZ가 존재하는지에 대한 연구가 필요하다.

4.4 저서오염 지수로 본 해역의 특징

완도-도암만의 신지도, 조약도, 고금도 주변 해역은 기회종인 아기반투명조개의 높은 밀도 출현으로 인해 저서오염지수가 낮은 값을 보여 매우 심한 오염 상태(very highly polluted)를 보였다. 이것은 입구역에서는 상대적으로 높은 저서오염지수 값을 보이는 우리나라 다른 내만 해역과는 다른 양상이다(Seo et al., 2014). 기회종이 높은 밀도로 출현하는 것은 이 해역의 밀집된 양식시설로부터 공급되는 고형유기물 때문으로 추정되는데, 그 이유는 이 해역 주변에는 많은 양식시설물이 설치되어 있으며 퇴적물의 유기물 함량을 높일 수 있는 뚜렷한 유입원이 없기 때문이다. 그러나 완도 주변의 정점 14에서는 종밋의 높은 밀도 출현으로 인해 낮은 저서오염지수를 보였다. 따라서 완도-도암만 해역의 저서 군집은 전체적으로는 높은 저서오염 지수값을 보여 정상적인 상태를 보이지만 입구역은 오염된 상태를 보여 양식장의 영향을 받는 것으로 나타났다.

결론적으로 완도-도암만의 대형저서동물 분포는 전체적으로는 저층수온, 염분, pH와 같은 수질환경 요소와 퇴적물내의 수분함량 및 황함량에 의해 영향을 받는 것으로 나타났다. 그러나 국지적으로는 다소 차이가 있어 담수가 유입되는 상부역에는 염분의 영향을 받고 있으며 만 입구역의 섬 사이 해역에는 유기오염의 영향을 받는 시스템으로 볼 수 있다. 완도-도암만 대부분의 해역은 높은 저서오염지수 값을 보여 저서생태계가 정상(normal) 상태이지만 조약도와 고금도 사이 해역 및 완도 서측 해역의 저서생태계는 낮은 저서오염지수 값을 보여 오염(pollution) 상태였다. 해수 소통이 자유로운 외해역에 비해 조류 소통이 불량한 내만역에서 유기오염 등에 의해 영향을 받는 경우가 일반적이지만 완도-도암만 해역은 만 입구역의 섬 주변이 양식장의 밀집으로 인한 영향을 더 받는 것으로 나타났다. 이러한 현상은 결국 내해역까지 영향을 미쳐 만 전체에 유기오염의 영향을 미칠 가능성이 있다. 따라서 조사해역 전체의 해양생태계 관리를 위해서는 만 입구역의 양식장에서 유래하는 유기물에 대한 지속적인 모니터링이 이루어져야 할 것으로 보인다.