1. 서 론: 연구수행 배경
2. 울릉도‧독도 해양환경 및 해양생태계 특징 개요
3. 주요 울릉도·독도 해양환경 및 생태계 모니터링 시스템
3.1 울릉도독도해양연구기지 및 독도 전용연구선, 독도누리호
3.2 실시간 독도 및 울릉도 관측부이 운영 및 기본라인 해양환경 모니터링
3.3 울릉도 해안쓰레기 모니터링
3.4 해양보호생물 모니터링 및 울릉도 연안 실시간 수중영상 송출 시스템 구축
4. 울릉도·독도 해양환경 및 생태계 모니터링 주요 결과
4.1 실시간 관측부이 운영 및 기본라인 모니터링
4.2 울릉도 해안쓰레기 모니터링
4.3 기후변화 대응 울릉도·독도 연안 해양생물 변화 모니터링
5. 결론 및 향후 연구 방향
1. 서 론: 연구수행 배경
북서태평양의 연해인 동해는 전 세계적으로 가장 빠른 수준의 온난화를 경험하는 해역 중 하나로서, 대양과 유사한 자오면 순환 시스템 및 자체적인 심층수 생성과 함께 대양에 비해 매우 짧은 순환 주기를 가지고 있어 ‘작은 대양(miniature ocean)’으로 부르며 전 세계 기후변화 연구의 핵심 해역으로 평가되고 있다(Kim et al., 2004; IPCC, 2007; Lee and Nam, 2023). 울릉도는 한반도 본토로부터 최단 130.3 km 떨어진 동해 남서부에 위치한 섬이며, 울릉도의 부속 섬인 독도는 울릉도로부터 최단 87.4 km 남동쪽에 위치한 대한민국 본토로부터 가장 최외곽에서 위치한 섬이다. 울릉도‧독도는 동해 한복판에 위치한 대양섬이라는 특징 때문에 한반도 및 동해 기후변화 연구의 적지로서 기대되고 있다. 기상청의 경우, 서해안 안면도, 제주도 고산에 이어 세계기상기구(WMO) 지구대기감시 프로그램의 지역급 관측소로 승인된 울릉도‧독도기후변화감시소를 2014년 8월부터 울릉도에 운영하고도 있다.
울릉도·독도 해역을 포함한 동해는 우리나라 해역 중 가장 빠르게 표층수온이 상승하는 해역으로서, 특히 울릉도는 우리나라에서 해수면이 가장 빠르게 상승하는 지역이다(Cha et al., 2024). 비록 울릉도·독도는 동해 기후변화 연구 거점으로서 기대되지만, 한반도 본토로부터 울릉도·독도의 지리적 거리, 선박이 유일한 교통수단이면서 항로상의 잦은 해상기상 악화로 접근성이 크게 제한되어 관련 연구가 제한적으로 수행되어왔다. 그러나 2005년 5월, 『독도의 지속가능한 이용에 관한 법률』이 제정되면서 독도와 독도 주변해역에 대한 해양생태계 조사가 활성화되는 계기를 마련하였다. 또한, 2005년 3월, 일본 시마네현의 다케시마 날 조례 제정에 대응하여 경상북도 독도수호 종합대책 일환으로서 2013년 울릉도 현포에 건립된 울릉도·독도해양연구기지가 경상북도, 울릉군, 한국해양과학기술원간 운영협약에 따라 한국해양과학기술원이 2014년 1월부터 위탁운영을 맡으면서 울릉도·독도 해역 연구의 새로운 전기가 마련되었다. 한국해양과학기술원은 울릉도·독도해양연구기지 운영을 착수하면서 <섬 효과 규명을 위한 울릉도 연근해 특성 연구>, <기후변화와 인위적 교란에 따른 울릉도 해양생태계 반응 연구>, <해양환경변화가 울릉도·독도 해역에 미치는 영향 및 대응 방안 연구>, <한국 주변 해양생태계 변동 이해 및 대응 기반 연구> 일환으로 해양환경변화에 따른 울릉도·독도 해양생태계 장기 모니터링 시스템을 구축해왔다.
울릉도·독도해양연구기지는 개소 이후 겨울철을 포함한 약 160차례에 걸쳐 독도 현장 조사를 수행하는 등 국내 연구기관 중 가장 활발하게 독도 현장 조사를 수행하였다. 한국해양과학기술원 이외에도 기상청, 국립해양조사원, 국립수산과학원, 서울대학교를 중심으로 울릉도·독도 해역을 대상으로 다양한 해양환경 및 생태계 모니터링이 수행되어 왔다. 대표적으로 국립해양조사원에서는 울릉도 조위관측 일환으로 1965년 8월부터 울릉도 저동항에서 조위 및 표층 수온 관측을 진행해오고 있으며, 울릉도와 독도 사이의 한국해저간극에서는 서울대학교와 한국해양과학기술원 등의 공동연구로 동해 남서부 해역의 심층순환 변동 규명 목적으로 1996년 11월부터 심층순환 계류 관측이 진행되고 있다(Lee and Nam, 2021). 기상청에서는 2011년 12월부터 울릉도 저동항 동쪽 17.4 km 해상에 기상요소 및 파고, 표층수온 등을 관측하는 울릉도 해양기상부이를 계류하고 있다(Kim and Kim, 2014). 이 논문에서는 울릉도·독도 해양환경 및 생태계 특징, 울릉도·독도해양연구기지 운영 이후 수행중인 울릉도·독도 해역 장기 모니터링 및 향후 연구 방향을 소개하였다.
2. 울릉도‧독도 해양환경 및 해양생태계 특징 개요
울릉도·독도는 남·북한, 러시아, 일본에 둘러싸인 북서태평양의 연해인 동해 남서부에 위치한 섬으로서, 울릉도·독도 주변 해역은 동해의 난수역과 냉수역을 구별하는 극전선역에 위치한 지리적 특성상 난류와 한류의 교차에 따라 시·공간적인 해황 변화가 매우 큰 해역이다. 울릉도·독도 주변 해역 상층의 해황 변화는 동한난류 및 대마난류의 외해지류(Offshore Branch)의 경로 변화, 울릉난수성소용돌이(Ulleung Warm Eddy)와 독도냉수성소용돌이(Dok Cold Eddy)의 위치 변화 등에 의해 크게 좌우된다(Chang et al., 2002; Mitchell et al., 2005). 쿠로시오에서 분기한 대마난류는 대한해협을 통해 동해로 유입된 후 한반도의 동해 연안을 따라 북상하는 동한난류와 일본 서쪽 연안을 따르는 대마난류의 일본연안지류(Nearshore Branch) 그리고 한국 남동해안에서 분기되어 동쪽으로 사행하는 외해지류로 분기된다. 동해 연안을 따라 북상하는 동한난류는 북위 약 37.5°부근에서 북쪽에서 남하하는 북한한류의 영향으로 동쪽으로 향하여 울릉도 및 독도 해역으로 향하게 된다. 울릉도와 독도 쪽으로 사행하는 동한난류는 동해 북부 해역으로부터 울릉도와 독도 사이 해역으로 남하하는 냉수괴와 울릉도 북쪽의 해저지형 등의 영향으로 다시 남쪽으로 향하면서 빈번히 시계방향으로 회전하는 울릉 난수성 소용돌이를 형성한다.
독도 주변해역에 영향을 미치는 수심 약 200 m 이내의 수괴는 크게 대마난류수와 동해중층수로 분류될 수 있다(Chang et al., 2002). 대한해협을 통해 동해로 유입되는 대마난류의 영향을 받는 대마난류수는 수온 10℃ 이상, 염분 34.3 이상의 특성을 갖는 해수이며, 동해중층수는 동해 극전선 북쪽에서 기원하는 수온 1~5℃, 염분 34.06 미만의 범위를 보이며 비교적 높은 용존산소량을 갖는 해수로 정의되어 왔다(Kim et al., 2004). 비록 고온, 고염의 특성을 갖는 해수를 대마난류수로 흔히 정의하여 왔지만, 여름철을 중심으로 표층에 나타나는 약 33.8 미만의 저염한 해수와 구분하기 위하여 약 34.3 이상의 고염한 물을 대마난류중층수 그리고 표층의 저염한 해수를 대마난류표층수로 대마난류수를 세부적으로 분류하고 있기도 하다(Kim and Kim, 1983). 저염, 고온의 특성을 갖는 대마난류표층수는 양자강저염수 혹은 남해연안수의 영향을 받은 물이 제주해류 혹은 대마난류에 실려 동해로 유입된 것으로 연구되고 있다(Nof, 2001; Lie et al., 2003).
울릉도와 독도 사이의 상층 해수의 시간적 변동 특성은 주로 동한난류의 경로 및 소용돌이의 위치 등에 따라 약 20~50일 주기의 변동 특성을 보인다(Chang et al., 2002; Chang et al. 2009; Kim et al., 2013). 이러한 시간적 변동 특성과 함께 독도 연안 해역에서는 강한 해류와 바람 그리고 섬 지형의 마찰로 인한 해수의 수직혼합이 활발히 발생하는 독도 효과(Dokdo effect)로 명명된 섬 효과(island effect)가 빈번히 발생하는 특성을 보인다(Back et al., 2018). 섬 주변에서 해류의 흐름과 관련된 물리적 영향으로 부유생물의 생물량이 증가하는 현상인 섬 효과는 전 세계적으로 활발히 연구되어 왔다(Hamner and Hauri, 1981; Hasegawa et al.,2008; Andrade et al., 2014; Gove et al., 2016; Wang et al., 2024). 울릉도·독도 해역을 둘러싼 동해 외해역이 빈영양 해역이라는 특성을 고려할 때, 울릉도·독도 연안에 발생하는 섬 효과는 울릉도·독도 연안 생태계의 영양염 공급과 관련하여 중요한 영향을 미친다(Back et al., 2018). 연안역의 섬 효과에 의한 하층의 영양염 공급과 함께 우리나라에서 가장 겨울철 강수량이 풍부한 지역인 울릉도의 경우, 영양염 공급원으로서 육상 지하수에 의한 역할 또한 기대되고 있다(Kim et al., 2005; KMA, 2012). 이러한 특징으로 울릉도·독도는 동해 해양생태계의 오아시스로서, 다양한 해양생물의 서식처 및 해양생물 다양성의 보고로서 주목받고 있다(Song et al., 2017).
울릉도·독도 연안은 우리나라에서 물속 투명도가 가장 깊은 해역으로서 잘피류가 동해안 내륙 연안에 비해 현저히 깊은 수심에서 관찰되고 있다(Park et al., 2025). 이에 해양수산부에서는 유착나무돌산호, 해송류 등 해양보호생물의 서식지와 산란지를 보호하고, 산호와 해초 등 우수한 해저 경관을 보전하고 관리할 목적으로 2014년 12월, 동해안 최초로 울릉도 주변 해역을 해양보호구역으로 지정하였다. 해양생물 서식처로서 울릉도·독도의 특징은 울릉도·독도 연안의 암반 생태계를 구성하는 무인도서가 발달한 특징과도 직결된다. 울릉도 주변에는 해양수산부 관리 무인도서 12개를 포함하여 최소 약 80여개의 크고 작은 바위가 분포하고 있다. 독도 또한 본 섬인 동서와 서도를 제외하고 주변에 육상면적이 4 m2 이상인 89개의 부속도서와 크고 작인 암반이 발달되어 있다. 이러한 암반 생태계는 울릉도·독도 연안 생태계의 중요한 특징이다.
울릉도‧독도 해역은 우리나라 관할 해역 중 가장 빠르게 표층수온 및 해수면이 상승하는 지역이라는 환경적 특징이 있다. 울릉도는 지난 25년간(1993~2018년) 한반도 연안 해수면 상승률 분석에 의하면 우리나라에서 가장 빠르게 해수면이 상승하는 지역으로서, 전 지구 평균에 비해 두 배 이상 빠르게 상승하였다(Cha et al., 2024). 동해의 표층수온 상승률 또한 최근 56년간(1968~2023년) 연평균 1.90℃로, 전 지구 평균(0.7℃)에 대비 2배 이상으로 우리나라 해역 중 가장 빠르게 증가하고 있다.
울릉도‧독도 해역의 해양환경변화는 울릉도의 주요 상업어종인 살오징어의 어획량 및 조업 시기 변화에도 영향을 미치고 있다(Kim, 2019). 동해에서 살오징어 어군은 동해 남부에서 북상하는 난류와 동해 북부에서 남하하는 한류가 형성하는 수온 전선역 주변 혹은 난수성 소용돌이의 가장자리에 형성되는 특징이 있다(Yamamoto et al, 2002; Cho et al., 2004; Watts et al., 2006; Kim, 2019). 울릉도 주변해역의 아열대화에 따라 울릉도 오징어 어획량은 2000년 11,315톤에서 최근 4년간(2021~2024년) 평균 어획량 447톤으로 급격히 감소하였다. 해양환경 변화는 오징어 조업 시기 변동에도 영향을 미치고 있다. 울릉도 오징어는 1990년대 무렵에는 주로 9~10월에 울릉도 주변에서 어기가 형성되었지만, 최근에는 가을철 표층수온 고수온화의 영향으로 해상기상이 크게 악화되는 11~1월에 어기가 형성되고 있으며 심지어 1월 어획량이 9월 어획량을 크게 능가하는 경향을 보이고 있다(Kim, 2019). 이러한 늦가을로 어기 변동에 따라 겨울철 해상기상 악화에 따른 출어 일수 감소로 어획량이 크게 감소하고 있으며, 한편으로는 2004년부터 시작된 한해 수천 척의 중국 어선에 의한 동해 북한수역 오징어 남획 여파로 오징어 자원량 감소 또한 우려되고 있다. 중국 어선은 기상악화 시에 수백 척의 어선이 울릉도 연안으로 동시에 피항하면서 울릉도 연안의 해양심층수 관로 등 해저시설물 훼손, 기름 유출, 해양쓰레기 투기 등의 2차 피해를 발생시키고 있다.
3. 주요 울릉도·독도 해양환경 및 생태계 모니터링 시스템
3.1 울릉도독도해양연구기지 및 독도 전용연구선, 독도누리호
울릉도‧독도 해역 해양환경 및 해양생태계 장기 모니터링을 위해서는 장기 모니터링을 지원할 수 있는 인프라 구축이 중요하다. 이를 위해 한국해양과학기술원에서는 울릉도에 울릉도‧독도해양연구기지 및 다목적 독도‧울릉도 전용 소형연구선을 운영하고 있다. 한국해양과학기술원에서는 동해 해양연구 전진 기지 구축 및 울릉도‧독도권 해양환경변동 특성 연구, 유용 해양자원 탐사, 해양생태계 보존 및 복원 연구, 해양자원 활용 고부가가치 산업 육성 일환으로 2014년부터 울릉군으로부터 울릉도독도해양연구기지를 위탁 운영하고 있다(Fig. 1). 울릉도‧독도해양연구기지는 2005년 일본 시마네현의 다케시마의 날 조례 제정에 대응하여 경상북도의 독도 수호 종합 대책 일환으로 울릉도 현포에 설립된 울릉도 유일의 연구기관으로 2025년 현재, 단기 일용직 직원을 제외하고 운영지원 포함 10명(연구분야 5명)의 전임직 이상 직원이 상주하고 있다. 울릉도‧독도해양연구기지는 울릉도·독도 주변해역 해양생태계 변동 감시 및 해양생태계 보전, 울릉도·독도 해양수산자원 증·양식 및 고부가가치 해양산업 육성 등 연구 업무와 함께 울릉도·독도 해양생태관 및 울릉도 해양보호구역 방문자센터 운영 등의 해양영토교육 수행 등을 주요 임무로 하고 있다. 2025년의 경우, 약 20,000여명이 기지를 교육 목적으로 방문하였다. 2014년 개소 이후 울릉도 및 독도 실시간 해양관측부이 운영, 독도 바다사자 유전자 정보 확인, 국가해안쓰레기모니터링 울릉도 정점 운영, 울릉도 현포항 내의 표층가두리 시험양식 시설 운영, 기후변화 대응 울릉도 및 독도 정기 해양조사 관측점 운영, 울릉도·독도 해양보호생물 모니터링 등 연구를 수행하고 있다. 또한 『독도의 지속가능한 이용 연구에 관한 법률』에 따른 해양수산부 지정 독도특수목적입도객지원센터 운영기관으로서, 매년 30차례 이상의 국내 독도 관련 연구기관 지원 업무를 수행하고 있다.
2022년에는 한국해양과학기술원에서 건조한 다목적 독도‧울릉도 전용 소형연구선인 독도누리호가 취항하여 울릉도 현포항을 주정박지로 독도 및 울릉도 현장 조사를 지원하고 있다(Fig. 2). 독도누리호는 총톤수 41톤, 승선정원 20명(승무원 4명 포함), 최대 속력 27노트의 쌍동 알루미늄 연구선으로, 기상관측장비, A-프레임, CTD(650 m급), 실시간 표층 수온·염분 측정계, ADCP(300 kHz) 등과 함께 수중잠수 지원 장비를 보유하고 있다.
3.2 실시간 독도 및 울릉도 관측부이 운영 및 기본라인 해양환경 모니터링
울릉도·독도 연안의 실시간 해양환경 모니터링 일환으로 한국해양과학기술원에서는 울릉도 및 독도 연안에 실시간 해양관측부이를 운영중에 있다. 독도 연안의 경우, 2009년 3월부터 해양수산부의 <독도의 지속가능한 이용 연구 사업> 일환으로 독도 동쪽 3.2 km 해상의 수심 140 m 해역에 기상관측센서와 다층 유속계(ADCP, 300 kHz), 수심별(표층, 20, 30, 40, 60, 80, 120 m) 수온염분계(SBE37), 파향파고계, 탁도계, 클로로필센서 등을 장착한 실시간 독도해양관측부이를 운영중에 있으며, 센서를 활용하여 10분 간격으로 측정하고 있다(Fig. 3). 울릉도 연안의 경우, 2018년 4월부터 울릉도 북서쪽 연안인 현포항 북쪽 2.5 km 해상의 수심 145 m 해역에 기상관측센서와 다층 유속계(ADCP, 300 kHz), 수심별(표층, 20, 40, 60, 80, 120 m) 수온염분계(SBE37), 파고계 등을 장착한 실시간 울릉도 해양관측부이를 운영중에 있으며, 각 항목들을 10분 간격으로 관측하고 있다(Fig. 4).
울릉도·독도 해역은 한류와 난류의 교차에 따라 시·공간적으로 해양환경이 크게 달라지기 때문에 해양환경 특성을 이해하기 위해서는 장기적인 현장 관측이 요구된다. 울릉도독도해양연구기지에서는 2014년 운영 착수 직후부터 울릉도 연안 해양환경 장기 모니터링 일환으로 층별 연속 수온·염분계(CTD)를 이용하여 울릉도 북서쪽 연안 5개 정점을 대상으로 약 1개월 간격으로 수심 약 350 m까지 수심별 수온, 염분, 용존산소, 클로로필 등을 관측하고 있다(Fig. 5, Fig. 6). 또한, 매년 봄·여름철을 중심으로 독도의 지속가능한 이용 연구 일환으로 울릉도와 독도 주변해역에서 CTD를 이용하여 수심별 수온, 염분 특성을 정점에 따라 최대 수심 약 2,302 m 바닥근처까지 조사를 진행하고 있다. 이 조사는 2006년 11월 착수 이후 매년 약 2차례에 걸쳐 42개 기준 정점을 대상으로 현재까지 수행 중에 있다(Fig. 5).
3.3 울릉도 해안쓰레기 모니터링
동해안 최초의 해양보호구역으로도 지정된 울릉도 연안은 동해 한복판에 위치한 지리적 특성상 바람과 해류에 따라 표류해 온 다양한 해양쓰레기가 해안가에서 발견되고 있다(Fig. 7). 울릉도 북서쪽 연안에 위치한 울릉도독도해양연구기지에서는 해양교육 목적으로 부정기적으로 수행한 해안쓰레기 모니터링을 통해 울진, 삼척 연안 등 동해안 기원의 해안쓰레기는 물론, 북한, 중국, 일본 등의 언어가 적힌 외국기인 쓰레기를 발견할 수 있었다. 이에 2008년부터는 울릉도 연안의 정량적인 해안쓰레기 실태 분석 및 국가 해안쓰레기 관리 정책 개선 일환으로 울릉도독도해양연구기지 전면 해안가인 웅포항을 대상으로 약 2개월 주기로 국가 해안쓰레기 모니터링 사업에 참여하고 있다(Woo and Kim, 2022).
3.4 해양보호생물 모니터링 및 울릉도 연안 실시간 수중영상 송출 시스템 구축
울릉도 주변해역은 해양보호생물의 산란장과 서식장을 보호하고, 산호, 해초 등 우수한 해저경관자원을 보전·관리할 목적으로 2014년 동해안 최초의 해양보호구역으로 지정되었다. 이에 해양수산부, 경상북도, 울릉군에서는 울릉도 해양보호구역 관리 활성화 일환으로 2020년 울릉도독도해양연구기지내에 울릉도 해양보호구역 방문자센터를 개관하였으며, 개관과 함께 울릉도독도해양연구기지가 위탁운영하고 있다. 또한, 울릉도독도해양연구기지에서는 울릉도 해양보호생물 모니터링 및 울릉도 연안 무인도서 생태지도 작성 일환으로 울릉도 주변의 해양보호생물의 서식처 조사를 매년 진행하고 있다. 이러한 조사 결과는 울릉도 해양보호구역 방문자센터를 통해 일반에게 소개되어 해양과학 기반의 해양영토 교육에 활발히 활용되고 있다.
또한, 울릉도·독도해양연구기지에서는 울릉도 연안의 수중 생태계를 실시간으로 관측할 목적으로 울릉도 북쪽 연안의 천부 해중전망대 수심 5 m에 2024년 4월부터 4 K 30 fps 고화질 수중카메라와 Seabird사의 SBE39 수온센서(2025년 8월부터 장착)를 운용 중에 있다(Fig. 8). 촬영 영상과 수온은 울릉도·독도해양연구기지 유튜브 채널을 통해 실시간으로 중계되고 있다. 선명한 영상 확보를 위해 약 2주일 간격으로(고수온기 약 1주일 단위) 카메라 세정 작업을 진행하고 있다.특히, 대용량으로 확보된 영상자료를 효율적으로 분석하기 위해 AI기반 어류 자동 탐지 및 분류 시스템 개발 및 시스템의 정확도를 높이기 위한 연구를 병행하고 있다. 수중 카메라 시스템 구축 과정에서 발생되는 네트워크 지연, 영상 신호 감쇄 등 다양한 문제점을 개선하면서 실시간 수중영상 운영 시스템의 노하우를 축적하고 있으며, 이를 통해 울릉도 뿐만 아니라 대한민국 최외곽에 위치한 독도에서 유사한 시스템 구축 또한 계획하고 있다.
4. 울릉도·독도 해양환경 및 생태계 모니터링 주요 결과
4.1 실시간 관측부이 운영 및 기본라인 모니터링
Fig. 9는 2018년 4월부터 2019년 12월까지의 울릉도 및 독도 해양관측부이에서 관측된 수심 10 m 층의 유속·유향 분포와 수심별 수온 분포를 나타낸다. 울릉도·독도해역은 동한난류의 경로 변동, 울릉난수성소용돌이 등의 위치 변화에 따라 해수 유동 변동이 크게 나타나며, 이러한 변동에 따라 수심별 수온 분포가 크게 달라진다. 특히, 여름철을 중심으로 수심 약 100 m 내외의 저층에 동해 북부 해역으로부터 유입된 수온 5℃ 이하의 동해중층수 유입이 강해지는 특징이 있다.
Fig. 10은 국립해양조사원 울릉도 조위 관측소 및 기상청 울릉도 해양기상부이에서 관측된 울릉도 연안에서 1965년부터 2024년까지의 표층 수온 20℃ 이상이 나타난 연간 일수를 나타낸다. 표층 수온 20℃ 이상 연간일수는 1970년 88일에서 2024년 160일로 크게 증가하였다. 표층 수온 20℃ 이상 연간일수의 변동은 울릉도 해역의 아열대화를 잘 보여준다.
Fig. 10.
Distribution of the number of days with surface water temperatures above 20℃ along the coast of Ulleungdo Island from 1965 to 2024 (Data: (red) Ulleungdo Tide Observatory, National Oceanographic Research Institute; (blue) Ulleungdo Marine Meteorological Buoy, Korea Meteorological Administration).
한국해양과학기술원에서 운용중인 울릉도 및 독도 해양관측부이는 기상청에서 운영중인 해양기상과 함께 표층수온을 관측하는 해양기상부이와는 다르게 연안역이지만 전 층에 걸쳐 수심별 수온·염분·해수유동 분포를 관측하고 있으며, 독도 해양관측부이의 경우, 우리나라 최동단에 위치한 부이로서 지리적 가치가 있다. 향후 기후변화 연구를 위해 장기적인 계류관측 유지와 함께 물리 특성 위주의 관측에서 생지화학 관측 장비의 보완과 함께 태풍 등 악기상 전후의 해양생태계 반응, 울릉난수성소용돌이 특성 연구 등 임무형 관측이 또한 요구된다. 또한 계류 관측 및 연구선 기반 관측의 한계를 극복하기 위해 수중글라이더 등 무인관측장비의 적극적 활용이 요구되며, 이를 위해 대학 및 연구 기관과 연계하여 수중글라이더 활용 연구를 점차 확대해 나갈 예정이다.
4.2 울릉도 해안쓰레기 모니터링
울릉도 주변해역은 동해안 최초의 해양보호구역으로서, 또한 국가해양생태공원 예정지역으로서 해양생태적 가치가 뛰어난 해역이다. 그러나 바람과 해류를 따라 다양한 외부기인 해양쓰레기가 울릉도 및 독도 해안으로 밀려 오고 있는 실정이다. 2020년부터 2024년까지 울릉도 북서쪽 연안에서 해안쓰레기 모니터링 결과, 봄철 및 겨울철에 해안쓰레기가 크게 증가하였으며, 재질별로는 플라스틱류가 70~80%로 압도적으로 많았다. 외국기인 쓰레기의 경우, 중국 기원 쓰레기가 약 80%를 차지하였으며, 특히, 외국기인 쓰레기가 전체 해안 쓰레기의 3~9% 수준으로 국내 타 해역에 비해 높은 비율을 나타냈다. 중국 기원의 해양쓰레기는 2004년부터 동해 북한 수역을 대상으로 한 중국 어선의 오징어 조업 및 기상악화시 울릉도 연안 피항과 관련된 것으로 보인다. 현재 1개소에서 진행중인 울릉도 해안쓰레기 모니터링에 대해 시민참여 모니터링을 통한 정점의 확대 및 독도 해안쓰레기 모니터링 정례화를 계획하고 있다.
4.3 기후변화 대응 울릉도·독도 연안 해양생물 변화 모니터링
울릉도·독도 해역은 우리나라 해역 중 가장 빠르게 표층수온이 상승하는 해역으로서, 기후변화 연구에서 지리적으로 매우 중요한 해역이다. 특히, 해양수산부에서는 2021년, 해양생태계와 해양생물 다양성의 체계적 보전·관리를 위해 『해양생태계 보전 및 관리에 관한 법률』을 개정하면서 5대 해양생태축 개념을 도입해 울릉도·독도 해역을 가거도, 이어도, 제주도, 거문도, 홍도, 남형제섬 등 서·남해안 최외곽 섬들과 연계해 기후변화 관찰축으로 지정한 바도 있다. 이러한 울릉도·독도 해역 기후변화 연구에서 출현 어종 모니터링은 기후변화에 따라 어떻게 생태계가 반응하는지 파악하는 중요한 모니터링 요소중 하나이다. 어종 변화 모니터링을 위해 연구 현장에서 흔히 진행되는 수중잠수조사의 경우, 시계열 모니터링 측면에서 큰 한계가 있다. 이러한 보완 측면에서 울릉도 연안 실시간 수중영상 송출 시스템이 구축되었다.
울릉도 북쪽 연안의 천부 해중전망대 수심 5 m에서 2024년 4월부터 8월까지 촬영된 영상 중 1시간 간격의 2,304개의 영상 분석 결과, 자리돔, 망상어, 쥐노래미, 벵에돔, 긴꼬리벵어돔, 돌돔, 놀래기, 용치놀래기, 볼락 등 22종의 어류가 동정되었다. 특히, 자리돔, 복섬, 돌돔 등 지속적으로 관찰되는 어류가 있는 반면, 볼락의 경우는 7월 중순 이후에는 목격되지 않았다. 실시간 수중영상 송출 시스템은 어류의 시계열 출현 양상을 매우 정밀하게 관찰할 수 있음이 확인되었으며, 한편으로 AI 딥러닝을 통한 특정 어류 출현 자동 알림 시스템과 어류의 종분류 분석 시스템 도입 등을 통하여 대용량 자료에 대한 효율적인 분석이 가능할 것으로 고려된다.
수중잠수조사 및 타임랩스 수중카메라를 활용한 현장 조사에서는 기존에 발견되지 않는 여러 어종들을 추가로 확인할 수 있었다. 2021년에는 한국미기록 어종인 동해비늘베도라치(Neoclinus chihiroe)를(Fig. 11), 2024년의 경우, 국내 미기록 어종 2종을 포함하여 14종(녹색물결놀래기, 주걱치, 파랑비늘돔, 황안어, 호박돔 등)이 울릉도 혹은 독도 해역에서 처음 확인되었다(Myoung et al., 2021). 특히 울릉도 독도해역에서 새롭게 발견된 14종 어류 중 8종이 열대성 어류로, 한반도 해역 중 가장 빠르게 표층수온이 증가하는 해역인 울릉도·독도 해역의 특징을 잘 보여주는 사례라 할 수 있다.
Fig. 12는 울릉도 주변에서 서식 혹은 출현이 확인된 해양보호생물 분포도이다. 울릉도 연안에는 점박이물범, 물개, 바다사자, 유착나무돌산호 등 9종의 해양보호생물이 서식 혹은 일시적 출현이 확인되었다. 이외에도 국제자연보전연맹(IUCN)에 의해 멸종동물로 분류된 독도바다사자 뼈를 독도에서 채취하여 독도바다사자 유전자 정보를 보고했으며(Lee et al., 2019), Lee et al.(2022)은 독도바다사자 개체군을 재구성하여 1900년대 초 독도바다사자 개체군 추정치를 제시한 바 있다.
5. 결론 및 향후 연구 방향
울릉도·독도 해역은 전 세계적으로 가장 빠른 수준의 온난화를 경험하는 해역 중 하나인 동해 남서부에 위치한 섬으로서, 우리나라에서 가장 빠른 해수면 상승율을 동반한 우리나라에서 가장 빠르게 아열대화가 진행되는 해역이다. 비록 동해 외해역은 빈영양해역이라는 특징을 가지고 있지만, 울릉도·독도 연안은 해류와 바람 그리고 해저지형에 의한 섬 효과 및 우리나라에서 겨울철 강수량이 가장 많은 섬으로서 육상으로부터 지하수 유입 영향과 함께 암반 생태계가 발달하여 해양생물의 서식장 및 산란장으로서 동해 해양생태계의 오아시스라 부를 만한 섬이다. 또한, 우리나라에서 물속 투명도가 가장 높은 해역으로서 해중경관이 우수하고, 다양한 해양보호생물이 서식하고 있어 울릉도의 경우, 동해안 최초의 해양보호구역으로 지정된 바도 있다.
2005년 『독도의 지속가능한 이용에 관한 법률』 제정 및 2014년 한국해양과학기술원의 울릉도·독도해양연구기지 위탁 운영 착수, 2022년 다목적 독도·울릉도 전용 소형연구선 독도누리호의 취항 등에 따라 울릉도·독도 해역의 연구가 점차 활발해지고 있다. 이 연구에서는 울릉도·독도해역에서 수행중인 해양환경변화에 따른 울릉도·독도 해양생태계 모니터링 일환으로 수행중인 다양한 모니터링 활동들을 소개하였다. 향후 보다 체계적이며 지속적인 모니터링을 위해서는 다학제간 융합 연구 체계의 구축, 생태계 반응 지표의 고도화와 함께 지역·기관 네트워크형 협력 체계 구축이 요구된다.
울릉도 주변해역은 동해안 최초의 해양보호구역으로서, 다양한 모니터링 시스템 구축을 통해 울릉도 해양보호구역 관리 활성화에 기여하고 있다. 보다 체계적인 관리 활성화를 위해서는 해양보호생물 서식실태 파악을 위한 지속적인 모니터링과 함께 주민 참여를 통한 기존의 1개소로 진행중인 울릉도 해안쓰레기모니터링 정점의 확대, 해양수산부 기후변화 관찰축 및 제주-부산-포항-울진-울릉도-독도 등 한국해양과학기술원 거점 연계형 해양생태계 조사 등이 요구된다. 이러한 과학적 자료는 울릉도 국가해양생태공원 추진 사업 등에도 기여할 예정이다. 또한 울릉도·독도해양연구기지에서는 국제협력을 통한 울릉도 해양생태계 관리 활성화를 위해 갈라파고스 찰스다윈연구소와도 교류를 진행중에 있다.
모니터링 활성화를 위한 기관 연계형 네트워크 구축은 운영중인 울릉도·독도해양연구기지의 제한된 연구 인력 인프라 극복은 물론, 관련 기관의 경우에는 그동안 접근성 제한으로 단편적이었던 울릉도·독도 연구 활성화의 계기를 마련할 수 있을 것이다. 관련 사례로서 “울릉도-독도 연계 독도 연안 자연과학 모니터링 협업 활성화 워크샵”(2023년 12월 개최)을 통해 독도 공동조사 정점, 독도 연안 과학적 장기 모니터링을 위한 표준 메뉴얼 구축, 다목적 독도·울릉도 전용 소형연구선인 독도누리호 활용 공동연구, 국제저널 특집호 추진 등이 협의되었으며, 협의 결과로써 독도 연안 2개소(남동쪽 해녀바위 주변, 북서쪽 똥여 주변)를 공동조사 정점으로 정하였으며, 워크샵 개최 이후 독도누리호의 유관 기관 공동 활용이 활성화되고 있다.
지역 주민 및 국민 참여형 모니터링 활성화도 요구된다. 울릉도·독도 서식 생물상 조사에서 어업인, 해양레저 활동가 등의 활발한 제보는 해양보호생물 서식실태 파악에 크게 기여하고 있다. 울릉도·독도 바다에서 평생을 물질한 울릉도에 거주하고 있는 제주출향 해녀의 증언은 해양생태계의 장기간 변화상을 간접적으로 이해하는데 기여하고 있다. 지역주민 참여형 모니터링은 인위적 해양생태계 교란 요인을 저감하여 해양생태계 보전에도 크게 기여할 것이다. 우리나라에서는 울릉도·독도에서만 군락지를 형성하는 대황의 가치와 독도에 우리나라 최대 군락지가 존재하는 유착나무돌산호, 울릉도 현포항의 잘피숲에 서식하는 해마 등이 지역 주민들에게 알려지면서, 해양보호생물의 가치를 인식하고 해양생태계 보호 활동에 적극적으로 참여하는 지역 해설사 또한 점차 증가하고 있다. 동해안 최초의 국가중요어업유산으로 지정된 <울진·울릉 돌미역 떼배 채취어업> 또한 지역의 생태적 가치를 인식한 지역 주민의 적극적 참여가 지정 과정에서 크게 기여하였다. 울릉도 고유의 바다 음식 문화를 형성해 온 자연산긴잎돌김, 울릉손꽁치, 대황, 오징어누런창·흰창찌개의 국제슬로푸드 생물다양성재단의 <맛의 방주> 등재 또한 지역의 해양생태적 가치에 대한 주목이 큰 역할을 하였다. 지역 주민의 참여를 보다 체계화하기 위해 울릉도·독도 해양생태해설사 도입을 유관기관과 협의중에 있다. 특히, 울릉도의 대표적인 수산업이었던 오징어 어업이 기후변화 등 영향으로 오징어 산업이 사실상 붕괴되면서 지역의 해양생태적 가치에 기반한 해양문화·미식관광·해양레저 융복합형 해양관광업에 요구가 증대되면서 해양생태계 보호에 대한 관심은 더욱 증가될 것으로 기대된다.
