152 Alge Vol. 23(2), 2008 종을내열종으로구분하였다. 현재까지원자력발전소의온배수가해조류에미치는영향에관한연구는 1983년이래로많이수행되었지만 (Kim 1986; Kim nd Ahn 2005, 2006; Kim et l. 2007), 대부분의연구는취수구,

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1 Alge Volume 23(2): , 2008 월성원자력발전소온배수가해조류종조성및군집구조에미치는영향 최한길 * ( 원광대학교생명과학부 기초자연과학연구소 ) Effects of Therml Effluents from Wolseong Nucler Power Plnt on Mcrolgl Composition nd Community Structure Hn Gil Choi* Fculty of Biologicl Science nd Reserch Institute for Bsic Science, Wonkwng University, Iksn, Jeonbuk , Kore Mrine lgl flor nd community structure were sesonlly exmined t three sites in the vicinity of the Wolseong nucler power plnt in Kore from Februry to November A totl of 126 seweeds including 25 green, 31 brown, 70 red lge, nd 1 mrine plnt were identified. The gretest number of species occurred t Jeonchonri (101 species) followed by intke (88 species) nd dischrge (29 species) during the study period. Of 126 seweeds, 76 nnuls nd 13 wrm tolernce species were recorded. Dominnt species bsed on importnt vlue (IV > 10) were Ulv pertus nd Enteromorph linz t intke, U. pertus nd Pdin rborescens t dischrge, nd Srgssum horneri nd Corllin pilulifer t Jeonchonri shore. Annul verge biomss exhibited wide rnge of vritions, from 40.67g m -2 in dry weight t dischrge to g m -2 t Jeonchonri. Among six functionl groups, dominnt group ws corsely-brnched form t intke nd Jeonchonri, but it ws different t dischrge site s filmentous form. Seweed community structures of dischrge site were distinguishble in decresing species richness, biomss, species diversity index (H ), richness index (R), nd evenness index (J ). Also, the rtios of green lge, wrm tolernce species, nnul lge, filmentous form nd dominnce index (DI) remrkbly incresed. Such phenomenons of dischrge site re usully found under environmentlly stressful conditions such s high disturbnce. Thus, I cn conclude tht the heted effluents of nucler power plnt ct s environmentl stress influencing seweed community structures nd it cn be detected with vrious community indices. Key Words: lgl flor, biomss, community, diversity, dominnt species, functionl form 서론해양생태계의일차생산자인해조류는부착생물로서생물학적, 무생물학적환경의변화에따라출현종, 종다양성및생물량이달라지는특징때문에생물지시자 (bio-indictor) 로사용되고있다 (Orfnidis et l. 2001; Arévlo et l. 2007; Lee et l. 2007). 예를들면, 연안에시설된하수처리장에서흘러나오는영양염이풍부한생활하수와원자력발전소배수구의온배수는해조류의종다양성, 생물량및피도를감소시키는것으로알려져있다 (Lngford 1990; Díez et l. 1999: Arévlo et l. 2007). *Corresponding uthor (hgchoi@wku.c.kr) 국내에건설된모든원자력발전소는관류냉각방식 (oncethrough cooling system) 으로냉각수로사용되었던고온의해수가배수구를통하여해조류가서식하는연안으로대량방류되고있다 (Kim et l. 2004). 배수구에서온배수의일방통행적인흐름은조석의영향과수온의시 공간적인변화를상대적으로적게만들어다른해안과구별되는환경조건을만든다 (Nylor 1965; Lngford 1990). 따라서원자력발전소의배수구해역은흘러나오는온배수로인해주변해역과구별되는해조류의종조성, 기능형의비율, 군집구조및생물량의변화가일어나는것으로알려졌다 (Lngford 1990; Steinbeck et l. 2005). Abbott nd North(1971) 는수온이 20 C가넘는해역에서생육하는해조류를내열종 (wrm tolernt species) 으로정의하였으며, Kim nd Ahn(2005) 은국내의원자력발전소배수로에서주로관찰되는해조류 37

2 152 Alge Vol. 23(2), 2008 종을내열종으로구분하였다. 현재까지원자력발전소의온배수가해조류에미치는영향에관한연구는 1983년이래로많이수행되었지만 (Kim 1986; Kim nd Ahn 2005, 2006; Kim et l. 2007), 대부분의연구는취수구, 배수구, 대조구의 3개의정점에서출현한해조류의종수, 분류군별구성, 생물량, 종다양도및내열종수의변화등군집수준에서평가되었다 (Kim et l. 1992; Kim nd Choi 1995). 또한, 개체군수준에서온배수는부챗살 (Ahnfeltiopsis flbelliformis) 과붉은까막살 (Priontis corne) 의외부형태변화에영향을주는것으로확인되었다 (Kim nd Choi 1995). 2000년이후의연구는대부분동해안에위치한울진, 월성및고리원자력발전소의 1개혹은3개의배수로에서출현한해조상및생물량에대한장기모니터링의결과를분석및비교하여경향성을찾는데집중되었다 (Kim et l. 2004; Kim nd Ahn 2005, 2006; Kim et l. 2007). 원자력발전소주변해역에대한해조류의수평분포를나타내는 C/P, R/P 및 (R+C)/P의값은Kim nd Kim(1991) 에의해1회사용되었고, Kim et l.(2008) 은취수구, 배수구및대조구에서관찰된해조류출현종을 Littler nd Littler(1984) 가제안한해조류기능형군으로구분하여비교하였다. 최근에해조군집을해석하는지표로서다년생과일년생해조류의출현비율 (Orfnidis et l. 2001, 2003) 과 Littler nd Littler(1984) 의 6가지기능형군을근거로구분한생태학적상태그룹 (Ecologicl Stte group) 인 ESG I( 다육질형, 유절산호말형, 각상형 ) 과 ESG II( 엽상형, 사상형, 성긴분기형 ) 의비율을사용하기도한다 (Orfnidis et l. 2001). 또한, 해조류군집간의출현종의우점도경향을 k-dominnce곡선으로비교하였다 (Arévlo et l. 2007). 따라서본연구는월성원자력발전소의취수구, 배수구및전촌리해안에서식하는해조류군집을계절적종조성, 수평분포지수, 기능형비, 생태학적상태그룹, 생물량및다양한군집지수 ( 다양도, 풍도, 균등도지수등 ) 와 k-dominnce곡선을이용하여비교함으로써온배수가해조류군집변화에어떠한영향을미치는지, 어떤군집지표가배수구해조군집의특징을주변해역의해조군집과구별하는지를파악하고자하였다. 재료및방법채집방법해조류는경북경주시양남면에위치한월성원자력발전소의취수구 (35 42 N, E) 와취수구에서 150 m 거리에있는배수구해안 (35 42 N, E) 과발전소에서방출된온배수영향이거의받지않을것으로판단되는전촌리 (35 47 N, E) 에서 2006년 2월부터 2006년 11월까지계절 별로정량및정성채집되었다. 취수구와배수구는방파제로둘러싸여있어대조구인전촌리에비해외해에서오는파도의영향이적었다. 조사정점의해조류부착기질은모두암반이었으나배수구암반은 45 의경사로배열되어있었다. 정량채집은각정점을대표할수있는조간대를설정하고 cm로구획된방형구 (50 cm 50 cm) 를상, 중, 하부에놓고현장에서피도와빈도를 Sito nd Atobe(1970) 의방법에의해야장에기록한후끌칼을이용하여방형구내에출현하는모든해조류를전량채집하였다. 채집된해조류는현장에서포르말린-해수용액 (5-10%) 으로고정시켜실험실로운반후현미경을사용하여동정하였으며, 출현종목록및국명은 Lee nd Kng(2001) 에따랐다. 본연구에서출현한해조류중에서내열종은 Kim nd Ahn(2005) 에의해, 일년생 (nnul) 과다년생 (perennil) 해조류의구분은 Kng(1968) 에의해결정하였다. 군집분석정량채집된해조류는담수로수회세척하여모래와불순물을제거하고동정한후 60 C로설정된건조기에서 7일간건조한후건중량을측정하고단위면적당 (m 2 ) 생물량으로환산하였다. 피도는피도등급에의해기록된야장을근거로단위면적당피복백분율로, 빈도는 25개의소방형구에대한각종의출현방형구수의비로구하였다. 상대피도는방형구내의전출현종의피도합에대한대상종의피도백분율로, 상대빈도는방형구내의전출현종의빈도합에대한대상종의빈도백분율로나타냈다. 각정점의우점종 (dominnt species) 을판단하는중요도는상대피도와상대빈도의산술평균으로나타냈다. 정성채집된해조류를동정하여분류군별로구분한후갈조류에대한녹조류의비 (C/P) 와갈조류에대한홍조류의비 (R/P) 를이용하여해조류의수평분포지수와지리적분포를구분하는지수로사용하였고 (R+C)/P도계산하였다 (Feldmnn 1937; Segw 1956; Cheney 1977). 기능형분석해조류의기능형은출현종의형태및내부구조에따라엽상형 (sheet form), 사상형 (filmentous form), 성긴분기형 (corsely brnched form), 다육질형 (thick lethery form), 유절산호말형 (jointed clcreous form), 각상형 (crustose form) 의 6개그룹으로구분되었으며 (Littler nd Littler 1984), 이를근거로하여 ESG I( 다육질형, 유절산호말형, 각상형 ) 과 ESG II( 엽상형, 사상형, 성긴분기형 ) 로구분되었다 (Orfnidis et l. 2003).

3 Choi: Effect of Therml Effluents on Mcrolgl Community 153 군집지수계절별로모든방형구의평균피도를정점별로계산하고정성자료와함께 Mrglef(1958) 의풍도지수 (richness index, R), Fowler nd Cohen(1990) 의 Shnnon s 다양도지수 (diversity index, H ) 와균등도지수 (eveness index, J ), McNughton (1967) 의우점도지수 (dominnce index) 를비롯하여출현종의존재유무 (presence/bsence) 자료를이용하여 Bry-Curtis(Bry nd Curtis 1957) 의유사도지수 (similrity) 및출현종에대한우점도경향을비교하기위한 k-dominnce 곡선 (Lmbshed et l. 1983) 은 PRIMER version 6 (Clrke nd Gorley 2006) 으로계산및도식화되었다. 집괴분석이일어난개체군에대한유의차는 Similrity profile test(simprof) 를이용하여검정하였다. 통계분석계절별및조위별생물량에관한유의차검정은 two-wy ANOVA를이용하였으며, 자료에대한 Homogeneity of vrince는 Cochrn s test로하였고본연구에서생물량데이터는변환 (Log trnsformtion) 한후에ANOVA test가실시되었다. 평균에대해유의차가발견되면, Tukey s 사후검정방법을사용하였다 (Sokl nd Rohlf 1995). ANOVA분석을위해서사용된통계프로그램은 STATISTICA version 5.0 이었다. 결과종조성본연구기간에월성원자력발전소의취수구, 배수구및전촌리해안에서출현한해조류는총 126종 ( 녹조 25종, 갈조 31종, 홍조 70종 ) 이, 현화식물은 1종이었다. 분류군별로보면, 녹조류가 19.69%, 갈조류가 24.41%, 홍조류가 55.12% 였으며, 현화식물이 0.79% 를차지하여홍조류의출현종수가최대였고, 다음은갈조류와녹조류의순서로나타났다 (Tble 1). 취수구에서연구기간동안에출현한해조류는총 88종으로녹조류 17종 (19.32%), 갈조류 23종 (26.14%), 홍조류 47종 (53.41%), 현화식물 1종 (1.14%) 이었다. 계절별출현종은 38-57종의범위로가을에최소, 겨울과여름에최대였다. 취수구에서연중출현한해조류는녹조류 5종, 갈조류 5종, 홍조류가 9종으로총 19종으로확인되었다. 배수구에서는녹조류 11종 (37.93%), 갈조류 10종 (34.38%), 홍조류 8종 (27.59%) 으로총 29종이출현하였으며, 다른정점에비해녹조류비율이매우높았다. 배수구해안에서는가을에 10종으로최소였고겨울과여름에 14종으로가장많은종이출현하였다. 배수구에서창자파래 (Enteromorph intestinlis), 애기가시덤불 (Culcnthus okmure) 과참가시우무 (Hypne chroides) 는 Fig. 1. Results of cluster nlysis performed on Bry Curtis similrity from stndrdized species presence/bsence trnsformed dt. The dotted lines indicte no significnt difference mong three sites nd four sesons (SIMPROF test). I, Intke; D, Dischrge; J, Jeonchonri; Sp, Spring; Su, Summer; A, Autumn; W, Winter 연중출현하였다. 전촌리해안에서는녹조류 19종 (18.81%), 갈조류 23종 (22.77%), 홍조류 58종 (57.43%), 현화식물 1종 (0.99%) 으로총 101종이관찰되어최대출현종수를보였다. 계절별로출현한종은 49-59종으로가을에최소, 여름에최대였다. 전촌리에서는총 20종 ( 녹조 4종, 갈조 6종, 홍조 10 종 ) 이연중관찰되었다. 정점별로계절적출현종의유 무로집괴분석을한결과통계학적유의차를보이는 4개그룹, A그룹 ( 전촌리여름 가을 ), B그룹 ( 취수구여름 가을 ), C그룹 ( 전촌리와취수구의겨울과봄 ) 및 D그룹 ( 배수구 4계절 ) 으로구분되었다 (Fig. 1). 배수구 (D그룹) 는나머지 3개그룹과유사도 (19.74%) 가매우낮았으며, A와 B그룹간에는유사도 39.67% 로유의차를보였다 (SIMPROF test, P < 0.05). C 그룹내에존재한취수구와전촌리의겨울 봄의해조상은유사도 (42.22%) 에서유의차가없었으며, A B그룹과 C그룹간의유사도는 34.91% 로통계학적인유의차를나타냈다 (SIMPROF test, P < 0.05). 내열성해조류는취수구에서 11종 (12.50%), 배수구와전촌리에서는 13종이출현하여내열성해조류의비율은전촌리에서 12.87% 였으며배수구에서 44.83% 로가장높았다. 분류군별내열종의비율은녹조류가 6종 (46%) 으로최대였으며, 취수구에서는다른정점에서관찰된창자파래 (E. intestinlis) 와가시파래 (E. prolifer) 가출현하지않았다. 계절별로출현한내열종은 7-10종으로가을에최소, 봄과여름에최대였다. 배수구에서연중출현하는내열종은창자파래, 애기가시덤불과참가시우무로나타났다 (Tble 1). 해조류는생활형에따라일년생 (nnul) 과다년생 (perennil) 으로구분되며, 새우말은다년생으로취급되었다. 본연구에서출현한 126종의해산식물중에서 76종 (59.84%) 이일년생이었고 51종 (40.16%) 이다년생으로나타났다. 정점별로는취수구에서는일년생이 47종 (53.41%), 다

4 154 Alge Vol. 23(2), 2008 Tble 1. Mrine lgl lists, biomss (g dry wt m -2 ), functionl (F) form, nd life form (LF) occurred t three sites in the vicinity of the Wolseong nucler power plnt in Kore (W, Winter; Sp, Spring; Su, Summer; A, Autumn) Species Intke Dischrge Jeonchonri W Sp Su A W Sp Su A W Sp Su A F LF Chlorophyt Monostrom grevillei S A Monostrom sp. + S A Blidingi minim 0.03 F A Enteromorph compress* S A Enteromorph intestinlis* S A Enteromorph linz* S A Enteromorph prolifer* S A Enteromorph sp. + S A Ulv rskii S A Ulv conglobt S A Ulv pertus* S A Urospor penicilliformis + F A Chetomorph moniliger F A Cldophor lbid* F A Cldophor opc + F A Cldophor pusill F A Cldophor rudolphin + + F A Cldophor skii F A Cldophor stimpsonii F A Cldophor uncinell + + F A Cldophor sp F A Bryopsis pulmos + + F A Codium rbicum CB A Codium divrictum + + CB A Codium frgile CB A Pheophyt Ectocrpus rctus F A Ectocrpus siliculosus + F A Ectocrpus sp F A Hicksi mitchelle + F A Rlfsi verrucos + + C P Lethesi difformis CB A Colpomeni bullos CB A Colpomeni sinuos* CB A Petloni fsci S A Scytosiphon lomentri S A Punctri ltifoli + S A Sphcelri divrict + + F A Sphcelri furciger* F A Sphcelri rigidul + F A Undri pinntifid TL A Eckloni cv + TL P Eckloni stolonifer + TL P Dictyopteris ltiuscul + CB P Dictyopteris prolifer CB P Dictyot dichotom S A Dictyot mxim 0.76 S A Asterisk(*) denotes the wrm tolernce species. S, sheet form; F, filmentous form; CB, corsely brnched form; TL, thick lethery form; JC, jointed clcreous form; C, crustose form; A, nnul; P, perennil

5 Choi: Effect of Therml Effluents on Mcrolgl Community 155 Tble 1. (Continued) Species Intke Dischrge Jeonchonri W Sp Su A W Sp Su A W Sp Su A F LF Dilophus okmure S A Pdin rborescens* TL P Sptoglossum pcificum + S A Srgssum fusiformis CB P Srgssum confusum + CB P Srgssum fulvellum* CB A Srgssum horneri* CB A Srgssum siliqustrum CB P Srgssum thunbergii CB P Srgssum sp. + + CB P Rhodophyt Erythrotrichi crne + + F A Bngi tropurpure + + F A Porphyr suboribicult + S A Porphyr tener + S A Porphyr yezoensis S A Auduinell codicol + F P Nemlion vermiculre + CB A Gelidium mnsii CB P Gelidium divrictum + + CB P Gelidium pcifium + CB P Dumonti simplex S A Pneophyllum zostericol + C P Lithophyllum okmure C P Amphiro zont JC P Amphiro diltt JC P Corllin officinlis JC P Corllin pilulifer JC P Mrginisporum berrns + JC P M. crssissim + JC P Crpopeltis ffinis CB P Priontis corne + CB P Prionitis elt CB P Prionitis ptens CB P Grteloupi divrict CB A Grteloupi filicin CB A Grteloupi okmure + TL P Grteloupi prolongt CB P Grteloupi sprs TL P Grteloupi turuturu TL P Grteloupi elliptic TL P Grteloupi lnceolt TL P Hlymeniopsis cumint TL P Hlymeniopsis diltt + + TL P Gloiopeltis furct CB P Gloiopeltis tenx + CB P Culcnthus okmure* F P Hypne chroides* CB A Hypne sp CB A Grcilri textorii TL P Grcilri vermiculophyll + CB P Ahnfeltiopsis prdox CB P

6 156 Alge Vol. 23(2), 2008 Tble 1. (Continued) Species Intke Dischrge Jeonchonri W Sp Su A W Sp Su A W Sp Su A F LF Ahnfeltiopsis flbelliformis CB P Chondrus ocelltus CB P Chondrcnthus intermedi CB P Chondrcnthus tenellus CB P Lomentri ctent CB A Lomentri hkodtensis CB A Lomentri sp. + CB A Chmpi bifid F A Chmpi prvul F A Antithmnion nipponicum + F A Cllithmnion minutissim + F A Cermium jponicum + + F A Cermium kondoi F A Cermium pnicultum + F A Cermium tenerrimum F A Acrosorium polyneurum S P Acrosorium yendoi S P Acrosorium sp. + S P Myriogrmme crozieri + S A Dsy sessilis + F A Chondri crssiculis CB A Lurenci intermedi + CB A Lurenci okmure + CB A Lurenci venust CB A Polysiphoni jponic F A Polysiphoni morrowii F A Polysiphoni yendoi + F A Symphyocldi ltiuscul CB P S. mrchntioides + + CB P Spermtophyt Phyllospdix iwtensis + + TL P Biomss(g dry wt m -2 ) Chlorophyt Pheophyt Rhodophyt Spermtophyt 1 1 Totl 년생이 41종 (46.59%) 이었으며, 배수구에서는일년생이 25종 (86.21%), 다년생이 4종 (13.79%) 이었으며, 전촌리에서는일년생이 61종 (60.40%), 다년생이 40종 (39.60%) 으로나타났다. 취수구와전촌리에서다년생해조류는 40-47% 를차지하고있으나, 배수구에서는다년생이단지 14% 였으며일년생이 86% 로우점하였다. 생물량, 피도및수직분포해조류의연평균생물량 (g dry wt m -2 ) 과피도 (%) 는취수구에서 g과 47.97%, 배수구에서 40.67g과 25.21%, 전 촌리에서 g과 44.63% 로서해조류의생물량은전촌리- 취수구-배수구의순서였고, 피도는취수구에서최대, 배수구에서최저로나타났다 (Fig. 2A). 3개정점에서계절별생물량을 two-wy ANOVA로분석한결과생물량은정점별로유의차가관찰되었으나 (F 2,24 = 10.44, P <0.001), 계절별유의차는없었다 (F 3,24 = 1.18, P =0.34). 배수구의생물량은취수구와전촌리에비해현저히낮았으며취수구와전촌리에서연평균생물량은유의차가없었다 (Tukey HSD test). 계절별생물량은취수구에서여름에최소 (90.74 g) 이고겨울 ( g) 에최대였으나통계적유의차는발견되지않았

7 Choi: Effect of Therml Effluents on Mcrolgl Community 157 Biomss (g m -2 ) Biomss (g m -2 ) 으며 (Fig. 2A), 피도는 % 로서가을에최소였고여름에최대였다. 여름에피도가최대였으나생물량이낮은것은피도에비해생물량이낮은엽상형인구멍갈파래의피도가 25.19% 로매우높았기때문이다. 한편, 배수구의생물량과피도는가을 (4.29 g, 6.44%) 에최소이고봄에 g과 55.00% 로최대값을보였다. 배수구에서계절별생물량과피도는구멍갈파래 (60.97 g, 34.56%) 와부챗말 (32.09 g, 8.50%) 이증가하는봄에최대였고수온이높은여름에는이들의생물량 ( 구멍갈파래 3.67 g, 부챗말 3.61 g) 과피도 ( 구멍갈파래 2.31%, 부챗말 3.88%) 가점차감소하였고, 이들이사라진가을에는최소값을보여, 구멍갈파래와부챗말이배수구의생물량과피도를결정하는주요종임이확인되었다. 배수구에서봄철생물량은가을에비해통계적으로유의수준에서높게나타났다 (Fig. 2A). 전촌리에서생물량은 g, 피도는 % 의범위로봄에최대이고여름에최소였으나, 계절별생물량에는유의차가없었다. 조위별연평균생물량은취수구에서 g dry wt m -2, 배수구에서 g dry wt m -2, 전촌리에서 g dry wt m -2 의범위로모두조간대상부에서최소였고하부에서최대였다 (Fig. 2B). 3개정점에서조위별생물량은정점 (two-wy ANOVA, F2,27 = 6.37, P < 0.01) 과조위별로 (F 2,27 = 12.94, P < 0.001) 유의차가관찰되었다. 또한, 생물량은정점과조위의상호작용에의해영향을받는것으로나타났다 (F 2,27 = 4.08, P < 0.05). 취수구의조위별생물량은유의차가없었으며, 우점종은겨울에는구멍갈파래, 납작파래 ( 상부 )-구멍갈파래, 지충이 ( 중부 )-괭생이모자반, 지충이 ( 하부 ) 였으며, 봄에는구멍갈파래-미역-괭생이모자반과 (A) Winter Spring Summer Autumn Intke Dischrge Jeonchonri b High Mid Low (B) Intke Dischrge Jeonchonri Fig. 2. Men biomss(g dry wt m -2 ) in different sesons() nd tidl levels(b) t three sites in the vicinity of the Wolseong nucler power plnt in Kore. Brs re stndrd errors. b Tble 2. Men biomss (g dry wt m -2 ), coverge (%), reltive coverge (RC), reltive frequency (RF) nd importnce vlue (IV) of dominnt seweeds for four sesons t the three sites t Wolseong nucler power plnt in Kore. Site / Species Biomss Coverge RC RF IV* Intke Ulv pertus Enteromorph linz Chondri crssiculis Corllin pilulifer Dischrge Ulv pertus Pdin rborescens Hypne chroides Enteromorph compress Culcnthus okmure Srgssum fulvellum Jeonchonri Srgssum horneri Corllin pilulifer Chondri crssiculis Dictyot dichotom Asterisk(*) denotes importnce vlue (IV) > 5. 참보라색우무가조간대상 중 하부에서각각우점하였다. 취수구에서여름에는상부 ( 구멍갈파래, 작은구슬산호말, 돌가사리 )-중부( 개그물바탕말, 청각, 지충이 )-하부( 작은구슬산호말, 청각, 개서실 ) 의주요종이각기다르게나타났으며, 가을에는조간대상부에서염주말과참까막살이, 중부와하부에서는작은구슬산호말과참산호말이생물량을구성하는주요종이었다. 배수구의생물량은취수구와전촌리에비해낮았고조간대상부의생물량은중 하부에비해낮았으나조위별유의차는관찰되지않았다 (Fig. 2B). 배수구에서겨울에는조간대상부에서애기가시덤불 ( 생물량에대해 59.67%) 이, 중부와하부에서는부챗말이각각생물량의 41.51% 와 90.88% 를차지하였다. 봄에는구멍갈파래 ( 상부 )-구멍갈파래, 모자반, 참가시우무 ( 중부 )-부챗말과구멍갈파래 ( 하부 ) 가수직분포를보였다. 배수구에서여름에는상부 ( 구멍갈파래, 모자반 )-중부( 모자반 )-하부( 모자반과괭생이모자반 ) 의주요종으로확인되었으며, 가을에는조간대상부에서애기가시덤불이, 중부에서가시파래가우점하였으며하부에서는참가시우무만관찰되었다. 전촌리해안에서생물량은조간대상 중부에비해하부에매우높았으며 (Fig. 2B), 해조류의수직분포는겨울에지충이 ( 상부 )-개서실( 중부 )-괭생이모자반, 톳 ( 하부 ) 이었고봄에는가시파래와대마디말류-명주대마디말과그레빌레홑파래-괭생이모자반과작은구슬산호말이조간대상 중 하부에서각각우점하였다. 전촌리에서여름에는상부 ( 작은구슬산호말, 지충이 )-중부( 모자반과참그물바탕

8 158 Alge Vol. 23(2), 2008 Tble 3. Sesonl vritions in the number of seweed functionl form occurred t three sites in the vicinity of the Wolseong nucler power plnt in Kore (W, Winter; Sp, Spring; Su, Summer; A, Autumn; Cu, Cumulus) Functionl form Intke Dischrge Jeonchonri W Sp Su A Cu W Sp Su A Cu W Sp Su A Cu S (ESG II) F (ESG II) CB (ESG II) TL (ESG I) JC (ESG I) C (ESG I) No. of ESG II No. of ESG I Totl S, sheet form; F, filmentous form; CB, corsely brnched form; TL, thick lethery form; JC, jointed clcreous form; C, crustose form 말 )-하부( 괭생이모자반 ) 의주요종이각기다르게나타났으며, 가을에는조간대상부에서개서실, 참가시우무와구멍갈파래가, 중부에서개서실 ( 생물량에대해 51.44%) 과작은구슬산호말 (35.02%) 이, 하부에서는괭생이모자반 (48.45%) 과작은구슬산호말 (42.98%) 이생물량의대부분을차지하였다. 중요도각정점에서출현한해조류중에서 4계절의평균중요도가 5.0 이상인생물종의생물량과피도는다르게나타났다 (Tble 2). 취수구의주요종은구멍갈파래, 잎파래, 개서실과작은구슬산호말로나타났으며가장우점적으로출현한구멍갈파래는연평균피도합 (47.97%) 의 23.82% 를차지하였다. 배수구에서는구멍갈파래, 부챗말, 참가시우무, 납작파래, 애기가시덤불, 모자반이주요종이었으며, 중요도를기준으로할때제1우점종인구멍갈파래와제2우점종인부챗말의연평균생물량과피도의합은 26.91g dry wt m -2 과 16.15% 로서 (Tble 2), 전체생물량 (40.67g dry wt m -2 ) 과피도 (25.21%) 의각각66.17% 와 64.06% 를차지하였다. 구멍갈파래는취수구와배수구에서, 그리고개서실 (Chondri crssiculis) 과작은구슬산호말은취수구와전촌리에서중요도가 5.0 이상으로나타났다. 전촌리해안에서의주요종은괭생이모자반, 작은구슬산호말, 개서실, 참그물바탕말이었으며, 가장우점하는괭생이모자반 ( 생물량 g dry wt m -2, 피도 9.88%) 은전체생물량 ( g dry wt m -2 ) 의 49.95% 와전체피도 (44.63%) 의 22.14% 를차지하였다. 계절별제1, 2우점종및중요도를보면, 취수구에서는겨울에잎파래 (35.27) 와구멍갈파래 (20.69) 가, 봄에는구멍갈파래 (26.48) 와작은구슬산호말 (15.55), 여름에는구멍갈파래 (23.90) 와개서실 (15.26) 이었고, 가을에는참가시우무 (22.48) 와잎파래 (15.17) 로나타났다. 특히, 구멍갈파래는겨울, 봄, 여름의 3계절에걸쳐우점적인출현을보여취수구의대표종 이었다. 배수구에서는겨울에구멍갈파래 (27.25) 와부챗말 (23.98), 봄에구멍갈파래 (56.52) 와부챗말 (13.65), 여름에참가시우무 (25.21) 와부챗말 (22.52), 가을에참가시우무 (47.88) 와애기가시덤불 (15.97) 이각기제1, 2우점종으로나타났다. 전촌리해안에서는겨울에톳 (12.64) 과지충이 (10.97), 봄에는잎파래 (14.54) 와명주대마디말 (14.50), 여름에괭생이모자반 (26.15) 과작은구슬산호말 (19.11), 가을에개서실 (22.63) 과괭생이모자반 (19.67) 이우점하는것으로나타났다. 기능형및생태학적상태그룹본연구기간에 3개정점에서출현한해조류와새우말 ( 다육질형 ) 을 6개의기능형으로구분하면, 성긴분기형 45종 (35.43%), 사상형 35종 (27.56%), 엽상형 25종 (19.69%), 혁질형 13종 (10.24%), 유절산호말형 6종 (4.72%), 각상형 3종 (2.36%) 이었다 (Tble 1). 출현종 127종에서생태학적상태그룹 I(ESG I) 에속하는종은해산식물인새우말을포함하여 22 종 (17.32%) 이고, ESG II에속하는종은 105종 (82.68%) 으로나타났다. 정점별로보면, 취수구에서는성긴분기형, 사상형, 엽상형, 혁질형, 유절산호말형, 각상형의순서를보였으며, ESG I의종은18종 (20.45%), ESG II는 70종 (79.55%) 으로나타났다 (Tble 3). 배수구에서는사상형, 성긴분기형, 엽상형, 혁질형의순서로서사상형의비율이 44.83% 로서가장높고유절산호말형과각상형은출현하지않았다. 배수구에서의 ESG I 에속하는종은 1종 (3.45%) 이고 ESG II는 28종 (96.55%) 이었다. 전촌리에서는성긴분기형, 사상형, 엽상형, 혁질형, 유절산호말형, 각상형의순서를보였다. 전촌리해안에서의 ESG I의종은18종 (17.82%) 이고 ESG II는 83종 (82.18%) 이었다 (Tble 3). 계절별기능형의구성종을살펴보면, 취수구에서엽상형과사상형의출현종수는 1년동안거의유사하였으며, 성긴

9 Choi: Effect of Therml Effluents on Mcrolgl Community 159 Tble 4. Annul seweed community structures t three sites in the vicinity of the Wolseong nucler power plnt in Kore Community structures Intke Dischrge Jeonchonri Number of species Dominnt txon group (%) red (53%) green (38%) red (57%) Wrm tolernce species (%) 13% 45% 13% Annul species (%) 53% 86% 60% Dominnt functionl form CB (38%) Sheet (45%) CB (37%) Ecologicl stte group I (%) 20% 3% 18% Biomss (g dry wt. m -2 ) Percent cover (%) 48% 25% 45% Dominnce index (DI) Diversity index (H ) Richness index (R) Evenness index (J ) Chlorophyt/Pheophyt (C/P) Rhodophyt/Pheophyt (R/P) (R+C)/P Fig. 3. K-Dominnce curves (x-xis logged) for men biomss t three sites in the vicinity of the Wolseong nucler power plnt in Kore. Dt were pooled for four sesons nd three tidl levels. 분기형과혁질형은가을에최소였으며, 겨울에최대였다 (Tble 3). 배수구에서는겨울철에사상형의소형해조류 (Blidingi minim, Cldophor sp., Sphcelri furciger, Erythrotrichi crne, Cermium tenerrimum, Polysiphoni morrowii) 가출현하여최대였고봄에 2종으로최소였다. 전촌리해안에서는모든계절에성긴분기형이다른기능형군에비해많이출현하였으며, 특히여름철에성긴분기형과지누아리류 (Grteloupi spp.) 와같은혁질형이많이출현하였다 (Tble 3). 계절별로 ESG II의비율은취수구에서 %, 배수구에서 %, 전촌리에서 % 로서배수구에서최대였다. 군집지수해조류의피도 (coverge) 를이용하여산출한다양한군집지수는 Tble 4와같으며, 4계절에출현한해조류종수와피도의평균으로계산한우점도지수는취수구 0.35, 배수구 0.64, 전촌리가 0.34로서취수구와전촌리가유사하게나타났으며구멍갈파래와부챗말이상대적으로우점하는배수구에서최대였다 (Tble 4). 계절별우점도지수는취수구 ( ) 와전촌리 ( ) 에비해배수구 ( ) 에서높은값을나타냈다 (Tble 4). 특히, 배수구에서우점도지수는제1, 2우점종인구멍갈파래와부챗말의피도가높은겨울-여름철에높았으며, 구멍갈파래의피도가최대 (34.56%) 인여름에최대값을보였고, 구멍갈파래와부챗말이사라진가을에최소였다. 종다양도지수 (H ) 는배수구 (1.83) 에서최소였고취수구는 2.87로서전촌리 (2.94) 와유사한값을보였다. 계절별로는취수구에서는여름에최대 (2.34) 였고, 배수구와전촌리에서는봄에최대로나타났다. 풍도지수 (R) 는총101종이출현한전 촌리 (26.22) 에서 29종이출현한배수구 (8.66) 에비해3배이상높았다. 균등도지수 (J ) 는전촌리와취수구에서 0.64로동일하였으며, 배수구에서 0.54로낮은값을보였다. 한편, 정점별출현종의연평균생물량으로출현종의우점도를 k-dominnce 곡선으로도식하면, 배수구는변형곡선에, 취수구는사선형에가까운곡선을보였고, 전촌리는중간형을보였다 (Fig. 3). 배수구에서는우점하는 5종이전체생물량의 60% 정도를차지하지만, 전촌리와배수구에서는각기우점종 4종과 3종이각각전체생물량의 80% 를구성함으로써종다양성은취수구, 전촌리와배수구의순서를보였다. 해조상의지역적특성을나타내는데유용한 C/P값은취수구에서 0.74, 배수구 1.10, 전촌리에서 0.83으로배수구에서최대였다 (Tble 4). 하지만, 연구기간동안출현한해조류에대한R/P값은배수구 ( 홍조 8종, 갈조 10종 ) 에서최소 (0.80) 이고전촌리 ( 홍조 58종, 갈조 23종 ) 에서 2.52로최대였다. 이러한 R/P값의차이는홍조류의출현비율이배수구에서 27.59%, 전촌리에서 57.43% 인결과에서기인하였다. (R+C)/P값의경우는취수구 2.78, 배수구 1.90, 전촌리 3.35 로서전촌리에서최대이고배수구에서최소로나타났다 (Tble 4). 고찰해조류의출현종수는원자력발전소의온배수가흐르는배수구와취수구및대조구와구별되는패턴을보였다 (Kim nd Choi 1995). 동해안에위치한울진원자력발전소의배수구에서출현한종수는취수구와대조구에비해 년에각각51-74%, 년에각각 57-85% 수준으로나타

10 160 Alge Vol. 23(2), 2008 났다 (Kim nd Choi 1995; Kim et l. 2008). 또한, 동해안에위치한 3개 ( 고리, 월성, 울진 ) 원자력발전소의장기모니터링 ( 년) 에서도배수구의출현종수는대조구에비해 30-47%, 취수구에비해 50-61% 의수준이었다 (Kim nd Ahn 2005). 본연구기간에월성원자력발전소배수구의출현종수는 29종으로취수구와전촌리해안의한계절에출현한종수의 1/2수준이며, 취수구 88종, 전촌리의 101종에비해각각 33% 와 29% 로다른원자력발전소배수구및이전의연구에비해출현종수가현저하게낮은것으로확인되었다. 이처럼배수구에서해조류의출현종수가다른정점에비해적은이유는해수흐름의방향, 유속, 파도에대한노출정도, 기질등에의한영향도예견되지만, 특히원자력발전소의배수구수온이취수구 대조구에비해 4-6 C가높고여름에는최대 8 C 이상높아 (Glsstone nd Jordn 1980; Kim nd Choi 1995), 온배수영향이가장클것으로사료된다. 본연구의대상지역인월성원자력발전소의취수구와배수구의수온을 5년 ( 년) 간측정한결과, 계절별수온차는 C( 평균 4.7 C) 의범위로배수구에서높게나타난것이이를뒷받침하고있다 (Kim nd Ahn 2006). 해조류출현종의구성에서도배수구는취수구 대조구와다른경향을보이는것으로알려져왔다. 본연구에서취수구 전촌리에서는홍조류의비율이 50% 이상을보였으나배수구에서는홍조류 (28%) 에비해녹조류가 38% 로주요한분류군이었다. 이러한결과는온배수가흐르는배수구에서녹조류가대표적인분류군임밝힌 Kim nd Ahn(2006) 의결과와일치한다. 또한내열종의비율은배수구의 45% 에비해취수구와전촌리에서 13% 로낮게나타났으며, 일년생의비율도배수구 (86%) 에서취수구 전촌리해안 (60%) 에비해높았다. 이외에도배수구해조류는사상형그룹이우점하고생태학적상태그룹 I(ESG I) 의비율이취수구및전촌리에비해뚜렷하게구분되는양상을보였다 (Tble 5). Orfndis et l.(2001) 은안정된환경에서는 ESG I에속하는다육질형, 유절산호말형및각상형의해조류가주로서식하고 ESG II에속하는해조류 ( 엽상형, 사상형, 성긴분기형 ) 는환경적인스트레스가심한교란혹은오염지역에서나타나는해조류로구분하였다. 월성원자력발전소배수구에서 ESG II에속하는해조류의기능형군이 97% 에해당하는것은 (Tble 4), 배수구에서온배수에의한환경적스트레스가매우심각하다는것을반영하고있다. Littler nd Littler(1984) 는교란이많은불안정한서식처에서는엽상형과사상형해조류의출현빈도가높고안정된환경에서는다육질형과유절산호말형이우점한다고하였다. 본연구에서배수구에서사상형 (45%) 의비율이취수구와전촌리에비해 20% 이상높았고유절산호말형해조류가전혀관찰되지않음으로써온배수가해조류의스트레스로작용하는것으로확인되었다. 원자력발전소의배수구와같이자연수온보다높은온도에서형성되는해조류의군집은종조성뿐만아니라생물량이감소한다는것은이미알려진사실이다 (Vds et l. 1976; Kim nd Ahn 2005, 2006). Kim nd Ahn(2005) 은동해안에위치한 3개원자력발전소배수구의평균생물량은 9년동안 ( 년) 계속적으로취수구와대조구에비해낮았으며, 특히월성원자력발전소의배수구에서는 127 g dry wt m -2 으로취수구 (301 g dry wt m -2 ) 와대조구 (305 g dry wt m -2 ) 의 42% 수준이었다. 본연구에서연평균생물량은배수구 (41 g), 취수구 (108 g) 및대조구인전촌리가 134 g dry wt m -2 으로배수구에서현저하게낮았다. 또한, 배수구의생물량은계절적변동이매우심하여구멍갈파래 ( 봄생물량의 49%) 와부챗말 (26%) 의생물량이증가하는봄에 123 g dry wt m -2 로최대였으며, 연평균생물량의 55% 를차지하는매우불안정한군집구조를가지고있었다. 이외에도온배수가해조류에미치는직접적인영향은엽체의경화 (hrdening), 탈색 (bleching) 혹은세포원형질분리 (cell plsmolysis) 등이있으며 (Lobbn nd Hrrison 1994), Mcrocystis의성체는 20 C 이상의수온에서수주일노출될경우조직의파괴가발생하였다 (North 1979). 본연구에서도여름과가을철에녹조류의파래류와구멍갈파래를비롯하여갈조류의부챗말, 홍조류의애기돌가사리등의해조류에서탈색현상이관찰되었으며, 월성원자력발전소의배수구에서는봄과여름에번무하였던구멍갈파래와부챗말이해수의온도가최대에도달하는가을에는거의사라지고없었다. 해조상이열대혹은한대해역에가까운지를구분하는방법으로 Segw(1956) 는 C/P값을, Feldmn(1937) 은 R/P값을제안하였으며 Cheney(1977) 는 (R+C)/P의값을사용하였다. 본연구에서 C/P값과 R/P값은온대성혹은혼합성해조상을보였다. (R+C)/P의값이3 이하이면온대성내지한대성해조상이고 6 이상이면열대성해조상이라하였는데, 본연구기간에출현한해조류에대한 (R+C)/P의값은취수구와배수구는온대 한대성이고전촌리는혼합성해조상을보였다. Kim nd Kim(1991) 이동해안의울진과월성및서해안의영광원자력발전소의취수, 배수구및대조구에서 2년 ( 년) 에걸쳐출현한해조상을토대로계산하면, 3개지역및정점에서 C/P값은평균 이고, R/P값은평균 이며, (R+C)/P의값은평균 의범위를보여온대지역혹은혼합성해조상을보이는것으로나타났다. 또한, 배수구에서는취수구와대조구에비해 C/P, R/P 및 (R+C)/P값이낮게나타났으나해조상의구분은뚜렷하지않았다. 결론적으로월성원자력발전소인근의해조류의군집구조는출현종수, 주요분류군, 내열종, 일년생, 기능형군, 생태학

11 Choi: Effect of Therml Effluents on Mcrolgl Community 161 적상태그룹, 생물량, 피도, 우점도지수, 종다양도지수, 풍도지수등에서취수구 전촌리와배수구로구분되었다. 하지만, C/P값, R/P값및 (R+C)/P값은취수구, 배수구및전촌리에서약간의차이만관찰되어배수구의특징을나타내는지수로서는한계가있었다. 배수구에서생물량과피도가계절별변동이심하고녹조류, 일년생, 사상형해조류가우점하고 ESG II의비율이특히높은것은교란및오염과같은환경적스트레스가강한해역에서나타나는특징으로서온배수가취수구와대조구인전촌리에비해출현종수및군집구조를변화시키는환경적스트레스로작용하고있음을알수있었다. 사 사 본연구를위해현장채집과자료정리를도와준원광대학교이기훈과유현일군에게고마운마음을전한다. 참고문헌 Abbott I.A. nd North W.J Temperture influences on florl composition in Cliforni costl wters. Proc. Intl. Seweed Symp. 7: Arevlo R., Pinedo S. nd Bllesteros E Chnges in the composition nd structure of Mediterrnen rocky-shore communities following grdient of nutrient enrichment: Descriptive study nd test of proposed methods to ssess wter qulity regrding mcrolge. Mr. Poll. Bull. 55: Bry J.R. nd Curtis J.T An ordintion of the uplnd forest communities of Southern Wisconsin. Ecol. Monogr. 27: Cheney D.P R & C/P-A new nd improved rtio for compring seweed flors. Suppl. J. Phycol. 13: 129. Clrke K.R. nd Gorley R.N PRIMER v 6: user mnul/tutoril. PRIMER-E Ltd, Plymouth, 190 pp. Diez I., Secill A., Sntolri A. nd Gorostig J.M Phytobenthic intertidl community structure long n environmentl pollution grdient. J. Mr. Pollut. Bull. 38: Feldmnn J Recherches sur l vegettion mrine de l Mediterrnee. L cote des Alberes. Rev. Algol. 10: Fowler J. nd Cohen L Prcticl Sttistics for Field Biology. John Wiley & Sons, Inc., New York, 227 pp. Glsstone S. nd Jordn W.H Nucler Power nd Its Environmentl Effects. Americn Nucler Society III, 395 pp. Kng J.W Illustrted Encyclopedi of Fun nd Flor of Kore. Vol. 8 (Mrine lge), Smhw Publ. Co. Seoul, 264 pp. Kim H.K., Kng R.S. nd Sohn C.H Effect of therml effluents on the mrine lgl community t the cost of Kori nucler power plnt. Koren J. Phycol. 7: Kim H.K. nd Kim Y.H Mrine lgl communities round three nucler power plnts in Kore. Koren J. Phycol. 2: Kim Y.H A study on the mrine lge t the cost of Kori nucler power plnt. 2. Mrine lgl vegettion in Koren J. Phycol. 1: Kim Y.H. nd Ahn J.K Ecologicl chrcteristics of mrine lgl communities t the dischrge cnls of three nucler power plnts on the est costs of Kore. Alge 20: Kim Y.H. nd Ahn J.K Effects of heted effluents on the intertidl mcrolgl community ner Wolseong, the est cost of Kore. Alge 21: Kim Y.H., Ahn J.K., Lee J.I. nd Eum H.M Effects of heted effluents on the intertidl mcrolgl community ner Uljin, the est cost of Kore. Alge 19: Kim Y.H., Ahn J.K., Yoon H.D. nd Jng M.A Effects of heted effluents on the intertidl mcrolgl community ner Gori nucler power plnt. Alge 22: Kim Y.H. nd Choi S.I Effects of cooling system t power plnt on mrine lgl vegettion. Koren. J. Phycol. 10: Kim Y.S., Choi H.G. nd Nm K.W Sesonl vritions of mrine lgl community in the vicinity of Uljin nucler power plnt, Kore. J. Environ. Biol. 29: (in press). Lmbshed P.J.D., Pltt H.M. nd Shw K.M The detection of differences mong ssemblges of mrine benthic species bsed on n ssessment of dominnce nd diversity. J. Nt. Hist. 17: Lngford T.E.L Ecologicl Effects of Therml Dischrges. Elsevier Appl. Sci., London, 468 pp. Lee K.H., Yoo H.I. nd Choi H.G Sesonl community structure nd verticl distribution of medicinl seweeds t Kkotji in Ten peninsul, Kore. Alge 22: Lee Y.P. nd Kng S.Y A Ctlogue of the Seweeds in Kore. Cheju Ntionl University Press, 662 pp. Littler M.M. nd Littler D.S Reltionships between mcrolgl functionl form groups nd substrte stbility in subtropicl rocky intertidl system. J. Exp. Mr. Biol. Ecol. 74: Lobbn C.S. nd Hrrison P.J Seweed Ecology nd Physiology. Cmbridge University Press, Cmbridge, 376 pp. Mrglef R Informtion theory in ecology. Gen. Syst. 3: McNughton S.J Reltionship mong functionl properties of Cliforni Grsslnd. Nture 216: Nylor E Effects of heted effluents upon mrine nd esturine orgnism. Adv. Mr. Biol. 3: Orfnidis S., Pnyotidis P. nd Stmtis N Ecologicl evlution of trnsitionl nd costl nd wter; A mrine benthic mcrophytes-bsed model. Medit. Mr. Sci. 2: Orfnidis S., Pnyotidis P. nd Stmtis N An insight to the ecologicl evlution index(eei). Ecol. Indic. 3: Sito Y. nd Atobe S Phytosociologicl study of intertidl mrine lge. 1. Usujiri Benten-Jim, Hokkido. Bull. Fc. Fish. Hokkido Univ. 21: Segw S Coloured Illustrtions of the Seweeds of Jpn, Osk, 195 pp. Sokl R.R. nd Rohlf F.J Biometry, 3 rd edn W.H. Freemn, New York, 887 pp. Steinbeck J.R., Schiel D.R. nd Foster M.S Detecting long term chnge in complex communities: A cse study from the rocky

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