The Sea Journal of the Korean Society of Oceanography ISSN:1226-2978(Print) 2671-8820(Online) 한국해양학회지 바다

이 연구에서는 해수 산소 안정동위원소(δ¹⁸O_H2O)를 활용하여 2020년 8월 한반도 주변 해역에서 관측된 표층 저염수의 기원을 구명하고자 하였다. 조사 기간동안 동중국해와 대한해협에서 주변 해역보다 현저히 낮은 염분(26.78과 25.59)을 보이는 표층 해수가 관측되었으며 δ¹⁸O_H2O 역시 각각 -1.54‰과 -2.46‰의 작은 값을 나타냈다. 염분과 δ¹⁸O_H2O 간의 상관관계를 이용하여 저염수의 기원과 특성을 추적한 결과, 끝 성분 혼합(endmember mixing)의 차이를 통해 동중국해와 대한해협에서 관찰된 두 표층 저염수의 기원이 다름을 확인하였다. 동중국해의 표층 저염수는 δ¹⁸O_H2O = 0.221 × S – 7.47의 혼합 특성을 가지며 장강 희석수에서 기원한 것으로 나타났고 δ¹⁸O_H2O 값(-7.47‰)이 이를 뒷받침하였다. 대한해협의 표층 저염수는 δ¹⁸O_H2O = 0.297 × S – 9.85의 혼합 특성을 보였으며, 2020년 여름의 장마와 태풍에 의한 집중호우 영향으로 낙동강 하구로 유입된 담수에서 기원한 것으로 나타났고 -9.85‰의 낮은 δ¹⁸O_H2O 값은 집중호우 기원의 담수 특성을 잘 반영한다. 이 결과는 해수 산소동위원소가 표층 저염수의 기원과 혼합 특성을 이해하는 데 효과적인 도구로 활용될 수 있음을 보여준다.

중조차 해빈 연안의 퇴적물 분포 및 변화 특성을 밝히기 위해 2007년과 2022년에 송호해빈 연안의 65개 동일 정점에서 표층퇴적물을 채취하여 입도를 분석하였다. 그 결과 송호해빈 연안의 조간대에서는 해빈모래가 해안을 따라 좁고 길게 분포하고, 바다 쪽 조하대에서는 실트와 점토가 혼합된 펄이 넓게 분포하여 해빈모래의 유입과 이동이 주로 해안을 따라 이루어짐을 보여주었다. 송호해빈 연안에서 지난 15년 동안(2007-2022) 퇴적물의 입도 변화를 분석한 결과, 해빈모래가 분포하는 조간대에서는 모래가 감소(평균 -2.3%)하면서 자갈 함량이 증가(평균 +1.6%)하여 평균입도가 0.2Ø만큼 조립해졌고, 펄이 우세한 조하대에서도 점토 함량이 감소(평균 –4.0%)하고, 실트 함량이 크게 증가(평균 +8.6%)하면서 평균입도가 0.3Ø 정도 조립해진 변화를 보였다. 또한 조간대의 해빈모래는 송호해빈의 북측 해안에서 감소하고, 남측해안에서 서측의 조하대 방향으로 증가하는 변화를 보여 해빈모래가 북쪽에서 남쪽으로 이동하여 조하대로 유출됨을 나타내었다. 실트는 송호해빈 서측의 넓은 조하대와 북측 및 남측의 조간대에서 크게 증가하는 변화를 보여 실트 분포가 조하대에서 조간대 해빈 쪽으로 확장됨을 나타내었다. 그리고 점토는 주로 송호해빈의 남서쪽 조하대에서 감소하는 특징을 보였다. 이러한 송호해빈 연안의 중장기적 퇴적물 분포 변화는 해빈으로 유입되는 하천 및 연구지역 주변 강수량의 감소, 조하대 양식장의 면적 증가, 매년 진행되는 양빈, 그리고 남측 해안선의 변형(축제식 양식장 축조)에 따른 파랑에너지 환경의 변화 등의 영향을 받은 것으로 판단된다.

제주 연안 6개 정점에서 격월로 6회 수집한 520개의 대형해조류(MA) 샘플에서 총 2600개의 착생와편모류(EPD) 속별 생물량 데이터(MA Sample Data)를 산출하였다. 36개의 시공간적 시료채집점 각각에서 동일한 MA 종 시료들의 MA Sample Data를 평균하여 1955개의 데이터를 생성하였다(MA Species Data). MA Sample Data와 MA Species Data를 기반으로 제주 해안 해역을 대표하는 EPD 속별 생물량의 총평균을 세 가지 기준에 따라 계산하였다. 모든 데이터의 전체 평균, 81개 MA 종 시료군의 81개 평균의 전체 평균, 36개 시료채집점의 36개 평균의 전체 평균 등 세 가지 기준의 총평균 모두에서 MA Sample Data와 MA Species Data를 기반으로 계산한 데이터의 쌍은 통계적으로 유의하지는 않지만 눈에 띄는 차이를 보였으며, 세 가지 총평균값 사이에도 식별할 수 있는 차이가 나타났다. 이론적으로는 MA Species Data는 시공간 샘플링 지점을 대표하는 기반 데이터로서 MA Sample Data보다 각각의 시료점을 대표하기에 보다 더 적절할 것이다. 세 번째 기준에 따른 36개 시료채집점 평균 및 총평균은 조사 해역에서 EPD 속별 생물량의 시공간적인 분포를 다루게 될 때 실질적으로 필요한 평균값이다. MA Sample Data와 MA Species Data를 기반으로 계산한 세 가지 기준 모두의 5가지 속별 총평균 생물량의 순위와 범위는 Ostreopsis (327-452) → Amphidinium (160-184) → (Coolia (104-154) 또는 Gambierdiscus (87-147) → Prorocentrum (77-114)는 서로 순위가 일치하여, 제주해역을 대표하는 총평균 생물량 상대비의 전반적인 경향을 잘 나타내었다. 비독성 종류인 Gambierdiscus jejuensis가 대부분을 차지할 것으로 예상되는 Gambierdiscus는 정점 및 시료 채집 시점에 따라 가장 불균일한 생물량 분포를 보인 반면, Ostreopsis는 상대적으로 최고의 균일도를 보였다. 전체 MA 시료 가운데 Gambierdiscus의 최고 생물량은 12686 cells gww^-1로 10월 정점 1의 참곱슬이(Plocamium telfairiae) 시료-02에서 확인되었으며, 5000 cells gww^-1가 넘는 생물량을 보인 나머지 3개 시료도 모두 10월 정점 1에서 채집되었다. 정점 1과 정반대로 520개 MA 시료 평균 0.47 cells gww^-1의 극히 낮은 Gambierdiscus 생물량을 기록한 정점 4는 제주도 서단의 수직적인 해수 교란 현상에 의해 EPDs에게 가장 불리한 환경으로 판단된다. 정점 1은 성산의 내측 연안의 소만 내에 위치하여, 수층의 안정성이 높아 EPDs 서식에 가장 유리한 환경으로 보이며, 이는 남위 37도의 같은 온대역에서 호주의 Merimbula 및 Wagonga 포구에 국한되어 나타난 6565-8255 cells gww^-1의 높은 Gambierdiscus 생물량 기록 사례와 흡사하다. 무엇보다도, 추가적인 인위적 오류를 최소화하고 EPD 생물량 자료의 상호비교 가능성을 높이기 위하여, 잠수채집과 같은 표준화된 시료채집 방법이 필요한 것으로 판단된다.

이 연구는 해양생태계의 복잡한 구조를 이해하고 실시간 변화에 대응하는 데 필요한 해양수산부 지정 해양보호생물 바닷새의 분포현황과 생태적 특성을 분석하기 위하여 2015년부터 2023년까지 9년간 국가 해양생태계 종합조사의 일환으로 국내 주요 연안습지 35개소를 대상으로 이루어졌다. 연구 결과, 해양보호생물은 13종이 관찰되었고, 우점하는 조류는 알락꼬리마도요(Numenius madagascariensis, 41.1%), 검은머리물떼새(Haematopus ostralegus, 30.8%), 검은머리갈매기(Larus saundersi, 10.1%), 저어새(Platalea minor, 9.8%), 노랑부리백로(Egretta eulophotes, 4.7%)의 순으로 나타났다. 이들 종은 주로 서해안 연안습지에서 확인되었으며, 동해안 권역에서 9종으로 가장 많은 종수가, 경기 권역에서 9,462개체로 가장 많은 개체수가 관찰되었다. 또한 국제적 중요 지역(IIS) 기준을 충족하는 지역은 총 12개소로, 경기 권역의 6개 전 지역이 모두 해당 기준에 부합하였다. 종별 서식 특성을 분석한 결과, 갯벌은 알락꼬리마도요(97.8%), 노랑부리백로(96.1%), 검은머리갈매기(95.4%) 등 다수 종의 주요 서식지로 나타났고, 외해에 주로 서식하는 해양성 조류는 해양 환경에서만 관찰되었다. 특히, 해양보호생물 중 해양성조류가 50%를 차지함에 따라 기존 연안 중심 조사의 한계를 극복하기 위한 선박 기반 조사의 추가 필요성이 제안되었으며, 장기적인 모니터링과 더불어 지역 및 권역 특성에 맞춘 서식지 관리, 종별 생태적 요구를 반영한 맞춤형 보호 전략 등 정책적으로 중장기적인 계획과 노력이 필요하다.

21세기에 들어서면서 바이러스에 의한 각종 감염병의 발생이 증가하였고, 2010년 이후로 지카바이러스, 조류 독감 바이러스 및 코로나 바이러스(사스, 메르스 등)에 의하여 인명손실 뿐만 아니라 사회 경제적인 피해가 크게 증가하였다. 특히 COVID-19는 2019년 발생하여 2020년에 전세계적인 팬데믹을 유발하고, 종식 여부를 알 수 없도록 지속되어 왔다. 세계보건기구(WHO)에서는 미래에 팬데믹을 유발할 수 있는 미지의 질병으로 ‘Disease X’를 지정하여 이에 대비하여야 함을 경고하고 있다. 해양은 전지구의 70% 이상의 면적을 차지하고 있으며, 지구생물의 80% 이상이 서식하는 것으로 알려져 있기 때문에, 다양한 해양생물을 숙주로 하는 바이러스가 육상에 비해 월등히 많을 것으로 예측되고 있다. 따라서 전세계적인 해수 및 다양한 해양생물 시료로부터 감염성 해양바이러스 존재 여부를 분석하고, 국가차원에서의 대응을 위한 기반을 구축하여야 함이 지적되고 있는 시점이다. “해양 환경 내 감염성 바이러스 빅데이터 기반 진단, 치료 및 제어기술” 연구를 위하여 5가지 세부목표를 설정하였다: 1) 감염성 해양바이러스 빅데이터 구축 및 데이터 마이닝 기술 개발, 2) 핵산 및 항체 기반 감염성 바이러스 진단기술 개발, 3) 감염성 바이러스 감염 모델 개발, 4) 해양생물 유래 항바이러스 전략 소재 개발, 5) 광범위 항바이러스 치료제 개발. 세부목표간 유기적 구성을 통하여 해양내 감염성 해양바이러스의 위험요소를 조기에 인지하고 진단하여, 향후 해양바이러스 위협으로부터 대응하기 위한 체계를 구축하고자 하였다. 본 연구의 결과는 미래 해양 유래 바이러스성 감염병 관리 및 해양생태계 보존을 위한 국가 관측시스템 구축 및 국가 대응 전략 설계의 근간으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.