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1 Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society Vol. 15, No. 10 pp , ISSN / eissn 제주바다목장해역크기별엽록소 a 의시 공간적분포특성과미소플랑크톤의중요성 윤양호 1* 1 전남대학교해양기술학부 Spatio-temporal Variability and Size Fractionation of Chlorophyll a in the Jeju Marine Ranching Area(JMRA) with Special Reference to the Signification of Nanoplankton Yang Ho Yoon 1* 1 Faculty of Marine Technology, Chonnam National University 요약제주바다목장해역의크기별식물플랑크톤조성비및물질순환특성을파악하기위해 2008년 4월에서 11월까지 4회현장조사를하였다. 제주바다목장해역의표층에서초미세플랑크톤은 0.03 ~ 0.84 μg /L에서평균 0.30 μg /L로 17.3%, 미소플랑크톤은 0.22 ~ 3.93 μg /L에서평균 1.35 μg /L로 78.0%, 소형플랑크톤은 nd ~ 0.24 μg /L에서평균 1.73 μg /L로 4.7% 를차지하였다. 10m 수층도측정값에서다소차이는있지만경향은표층과매우유사하여, 계절에따라엽록소 a의측정값은변화하지만, 미소플랑크톤조성비는연중높게나타났다. 또한제주바다목장해역의크기별엽록소 a의분포는지리적으로인접한우리나라연안해역이나, 쿠로시오나쓰시마난류의영향을받는동중국해및일본연안보다도계절풍이후의열대해역연안환경과유사한것으로나타났다. 즉제주바다목장해역의물질순환은전통적인먹이사슬보다는저차영양단계는미세먹이망으로구성되어, 기초생산은영양염류공급보다미소동물플랑크톤의포식압등의 top-down 동태에의해조절될가능성이큰것으로판단되었다. Abstract To understand size fractioned chlorophyll a and material cycle characteristics in Jeju marine ranching area (JMRA), 4 times of survey were conducted from April to November Picoplankton on the surface in JMRA was on average, 0.30 μg /L(annual mean(m):17.3%) in the 0.03 ~ 0.84 μg /L range, accounting for 17.3%. Nannoplankton and picoplankton was on average, 1.35 μg /L(M:78.0%) in the 0.22 ~ 3.93 μg /L range, and 1.73 μg /L(M:4.7%) in the nd ~ 0.24 range, respectively. The 10m layer was similar to the surface. The measured values changed according to the measurement times but the nanoplankton composition ratio was higher throughout the year. In addition, the size fractioned chlorophyll a distribution in JMRA was similar to that of tropical sea area affected by the Monsoon rather than South Korean offshore coast geographically adjacent to the East China Sea and Japan coastal waters affected by the Kuroshio/Tsushima warm currents. That is, the material cycle of JMRA consists of a microbial food web rather than traditional food chain at a lower trophic levels. Primary production is deemed to have a higher possibility of being adjusted by top-down dynamics, such as micro-zooplankton grazing pressure rather than nutrients supply. Key Words : chlorophyll a, spatio-temporal variation, size fractionation, nanoplankton, top-down dynamics, Jeju marine ranching area 이논문은 2013년도정부 ( 교육과학기술부 ) 의재원으로한국연구재단의지원을받아수행된기초연구사업 (No ) 결과이다. * Corresponding Author : Yang Ho Yoon(Chonnam National Univ.) Tel: yoonyh@jnu.ac.kr Received June 19, 2014 Revised September 30, 2014 Accepted October 10,

2 제주바다목장해역크기별엽록소 a 의시 공간적분포특성과미소플랑크톤의중요성 1. 서론수권생태계에서식물플랑크톤군집은광합성으로에너지를합성하여상위영양단계의소비자에게에너지를공급하는 1차생산자로해양의탄소순환등물질순환에중요한역할을수행한다 [1,2]. 그리고식물플랑크톤성장의조절인자는무기영양염류의공급 (bottom-up) 이나동물플랑크톤포식압 (top-down) 은물론, 빛, 해수유동등다양한해양환경인자에의해지배되며 [3-6], 특히하구해역의식물플랑크톤크기구조는담수의유입 [7] 등비생물학적환경인자와군집의종조성 [8], 세포의분열속도 [9] 등생물의생리적인인자 [10] 에의한다양한생물학적과정에의해지배된다 [11,12]. 즉식물플랑크톤크기구조는표영생태계의해양환경조건 [13] 과먹이사슬등탄소순환경로에도중요하여 [14], 비교적크기가큰소형식물플랑크톤은전통적인해양생태계의먹이사슬에관여하며, 크기가작은미소플랑크톤은미세먹이망에서복잡한저차영양단계를구성한다. 일반적으로소형플랑크톤은무기영양염류공급에의한 bottom-up 방식에의해조절되지만 [15], 미소플랑크톤은미소동물플랑크톤의포식압에의한 top-down 방식에의해조절되는것 [16,17] 이알려져있다. 연안해역의바다목장은해역의생산성과자원조성에따른경제성을높이기위해서특정해역의해양환경과생물의군집구조를개선하여해역생태계를자원육성에바람직한방향으로변화시키고자하는것이다. 제주바다목장해역은제주도서부해역인한경면연안의 23km2 (2,300ha) 해역에해중림조성과종묘방류에의한어장조성과체험공원설치등새로운생태계를조성을목적으로체험ㆍ관광형바다목장해역으로개발하는사업이다. 제주바다목장해역은암반이발달하였고, 기후는온난한아열대해역특징및소규모용승등으로다양한수산생물이출현한다. 또한조류도원활하여, 외해와해수교환이활발하게이루어지는해역이기도하다. 지금까지제주바다목장해역을대상으로수행된학술연구는대부분바다목장이지정된다음연구된것으로어류를포함한자원생물의동태및음향을이용한구집과순치, 경제적평가등에관련한연구가대부분이다 [18-24], 기타로는해수의이화학적특성 [25], 식물플랑크톤군집에관련된연구 [26] 및외국기인에의한쓰레기관련연구 [27] 가있지만, 해양생태계및어장기초환경파악을위한조사 는매우빈약하다. 따라서이연구는제주바다목장주변해역의크기별식물플랑크톤구성비, 해역의저차영양구조및물질순환구조등의특성을고찰하여바다목장해역의효율적관리와생산증대에필요한기초자료를제공하고자한다. 2. 재료및방법제주바다목장해역에서크기별식물플랑크톤조성과해양생태계의기초를파악하기위한현장조사는바다목장주변의 8개정점을대상으로 2008년 4월, 6월, 9월, 11 월, 총 4회조사를실시하였다 [Fig. 1]. 계절적으로겨울현장조사는실시되지못하였다. 현장조사는용선한소형선박으로각정점의표층과 10m 수층의해수를 3L 용량의반돈채수기로채수하였다. 표본은실험실에서공경이 0.2μm, 3.0μm의박막여과지 (Ø 47mm ) 와망목이 20μm인플랑크톤네트지가각각장착된플라스틱여과기 (Sartorius, Germany) 를중첩으로설치하여 1L의해수표본을진공여과시켜엽록소 a의분석시료로하였다. 포집된여과지는 90%(v/v) 아세톤용액을용매로색소를충분하게추출시킨다음, 원심분리기로불순물을분리 (3,000rpm, 15min.) 하여, 상등액을 UV 분광광도계 (Mecasys Co Ltd., Optizen 2120UV) 로비색측정하여, 경험식으로색소량을계산하였다 [28]. 분획은초미세플랑크톤 (picoplankton, 0.2~3.0μm ), 미소플랑크톤 (nanoplankton, 3.0~20.0μm ) 와소형또는네트플 [Fig. 1] Map show to sampling stations in the JMRA. 6389

3 한국산학기술학회논문지제 15 권제 10 호, 2014 랑크톤 (microplankton or net plankton, >20.0μm ) 등 3가지크기로구분하였다. 3. 결과 3.1 크기별생물량의경시변화제주바다목장해역의전체엽록소 a 변화는봄 4월표층에서 1.54 ~ 3.42 μg /L, 10m 수층에서 1.58 ~ 2.10 μg /L의변화범위로표층이다소높았다. 크기별로는표층의미소플랑크톤이 1.12 ~ 2.83 μg /L로전체엽록소 a에대해정점평균 70.3% 를차지하였고, 초미세플랑크톤은 0.29 ~ 0.84 μg /L로 26.4%, 소형플랑크톤은 0 ~0.19 μg /L로 3.3% 를점유하였다. 10m 수층도표층과유사하여미소플랑크톤이 1.00 ~ 1.52 μg /L로 68.3%, 초미세플랑크톤은 0.22 ~ 0.51 μg /L로 21.7%, 소형플랑크톤은 0 ~ 0.51 μg /L로 10.0% 를차지하였다 (Table 1). 초여름 6월표층의전체엽록소 a는 2.05 ~ 4.25 μg /L, 10m 수층은 1.24 ~ 2.66 μg /L로변화하여 4월과같이표층이 10m보다높았다. 크기별로는표층의미소플랑크톤이 1.78 ~ 3.93 μg /L로평균 87.7%, 초미세플랑크톤은 0.27 ~ 0.59 μg /L로 11.4%, 소형플랑크톤은 0 ~ 0.24 μg /L로 0.9% 를차지하였다. 10m 수층도표층과유사하여 미소플랑크톤이 1.04 ~ 2.28 μg /L로 82.0%, 초미세플랑크톤은 0.20 ~ 0.50 μg /L로 10.3%, 소형플랑크톤은 0 ~ 0.16 μg /L로 10.0% 를차지하였다 (Table 1). 초가을 9월표층의전체엽록소 a는 0.43 ~ 0.66 μg /L, 10m 수층은 0.33 ~ 0.62 μg /L로초여름 6월의 1/4 수준이었다. 크기별은표층의미소플랑크톤이 0.22 ~ 0.53 μg /L로평균 74.1%, 소형플랑크톤은 0~0.20 μg /L로 14.8%, 초미세플랑크톤은 0.03 ~ 0.08 μg /L로 11.1% 로소형플랑크톤이초미세플랑크톤보다다소높았다. 10m 수심은표층과유사하여미소플랑크톤이 0.24 ~ 0.53 μg /L로 77.6%, 초미세플랑크톤은 0.03 ~ 0.10 μg /L로 12.2%, 소형플랑크톤이 0 ~ 0.10 μg /L로 10.2% 를차지하였다 (Table 1). 늦가을 11월표층은총엽록소 a 농도가 0.75 ~ 1.02 μg /L, 10m 수층은 0.59 ~ 1.46 μg /L의범위로 6월의 1/5 수준이었다. 크기별은표층미소플랑크톤이 0.44 ~ 0.80 μg /L로평균 66.7%, 초미세플랑크톤은 0.05 ~ 0.39 μg /L 로 20.0%, 소형플랑크톤은 0 ~ 0.23 μg /L로 16.7% 를차지하였다. 10m는표층과유사하여미소플랑크톤이 0.54 ~ 0.85 μg /L로 76.9%, 초미세플랑크톤은 0.01 ~ 0.22 μg /L로 12.1%, 소형플랑크톤이 0 ~ 0.48 μg /L로 11.0% 를차지하였다 [Table 1]. [Table 1] Temporal variation of size-fractionated Chlorophyll a biomass at surface and 10m layer April June Sept Surface Chlorophyll a ( μg /L) 10m layer Minimum Mean Maximum SD Minimum Mean Maximum SD Picop Nanop Net P Total Picop Nanop Net P Total Picop Nanop Net P Total Picop Nov. 01 Nanop Net P Total SD: standard deviation, Picop.: picoplankton, Nanop.: nanoplankton, Net P.: net/micro-plankton 6390

4 제주 바다목장 해역 크기별 엽록소 a의 시 공간적 분포 특성과 미소플랑크톤의 중요성 [Fig. 2] Spario-temporal variations of relative ratio for chlorophyll a at surface and 10m layers. 3.2 크기별 엽록소 a의 상대 조성비 초여름 6월 표층은 미소플랑크톤이 % 범 제주 바다목장 해역의 크기별 엽록소 a의 상대비 변화 위로 87.5 ± 2.9%, 초미세플랑크톤이 % 범위 는 봄 4월 표층에서 미소플랑크톤에 의한 점유률이 57.9 로 11.5 ± 2.4%, 소형플랑크톤이 nd 7.4%의 범위로 % 범위로 69.3 ± 8.1%, 초미세플랑크톤이 17.5 ± 2.6%의 변화를 보여, 미소플랑크톤 점유률이 높았다. 42.1% 범위로 27.1 ± 8.1%, 소형플랑크톤이 nd 10.2% 10m 수심은 미소플랑크톤이 % 범위로 81.1 의 범위로 3.6 ± 4.2%의 변화를 보였다. 10m 수심은 미소 ± 6.4%, 초미세플랑크톤이 % 범위로 17.9 ± 플랑크톤이 % 범위로 68.3 ± 5.2%, 초미세플 7.2%, 소형플랑크톤이 nd 6.0%의 범위로 1.0 ± 2.1% 랑크톤이 % 범위로 21.6 ± 4.8%, 소형플랑크 로 표층과 유사하였다[Fig. 2]. 톤이 nd 29.6%의 범위로 10.0 ± 9.6%의 변화로 표층 가을 9월 표층은 미소플랑크톤이 % 범위 로 73.7 ± 14.2%, 소형플랑크톤이 nd 39.4% 범위로 과 유사하였다[Fig. 2]. 6391

5 한국산학기술학회논문지제 15 권제 10 호, ± 13.7%, 초미세플랑크톤이 5.3 ~ 16.6% 의범위로 11.0 ± 4.1% 를보여유일하게소형플랑크톤이초미세플랑크톤보다높은점유률을보였다. 10m 수층은미소플랑크톤이 66.8 ~ 87.2% 범위로 77.3 ± 7.4%, 초미세플랑크톤이 7.6 ~ 15.4% 범위로 12.3 ± 3.1%, 소형플랑크톤이 nd ~ 22.2% 의범위로 10.4 ± 6.7% 로표층과는달리초미세플랑크톤이소형플랑크톤보다점유률이높았다 [Fig. 2]. 늦가을 11월표층은미소플랑크톤이 52.9 ~ 81.2% 범위에서 67.0 ± 10.3%, 초미세플랑크톤이 6.8 ~ 47.1% 범위로 20.4 ± 13.5%, 소형플랑크톤이 nd ~ 23.0% 의범위로 12.6 ± 8.8% 의변화를보였다. 10m 수층은미소플랑크톤이 58.0~ 92.3% 범위로 78.8 ± 10.4%, 초미세플랑크톤이 2.3 ~ 23.4% 범위로 12.4 ± 6.4%, 소형플랑크톤이 nd ~ 33.0% 의범위로 8.8 ± 11.3% 로변화하였다 [Fig. 2]. 4회조사평균으로는제주바다목장해역의표층초미세플랑크톤은 0.03 ~ 0.84 μg /L 범위에서평균 0.30 μg /L 로 17.3% 를점유하였고, 미소플랑크톤은 0.22 ~ 3.93 μg /L 범위에서평균 1.35 μg /L로 78.0%, 소형플랑크톤은 nd ~ 0.24 μg /L 범위에서평균 1.73 μg /L로 4.7% 점유률을나타내었다. 10m 수층은초미세플랑크톤은 0.01 ~ 0.51 μg /L 범위에서평균 0.22 μg /L로 17.0% 를점유하였고, 미소플랑크톤은 0.24 ~ 2.28 μg /L 범위에서평균 0.98 μg /L 로 76.0%, 소형플랑크톤은 nd ~ 0.51 범위에서평균 0.09 μg /L로 7.0% 점유률을나타내어, 연간미소플랑크톤이매우높은특성을보였다. 3.3 경시적엽록소 a의변화전체및크기별엽록소 a의경시적변화를보면전체엽록소 a는수층에관계없이수온상승기인 4월과 6월에 높은농도를보이는반면, 수온하강기인 9월과 11월에는 6월의 1/4~1/5 수준의농도를나타내었다 (Fig. 3에서측정값으로표현 ). 그림에서상대조성비로표현하고있는크기별은표층에서 6월에 80% 이상으로높고, 나머지시기는 70% 전후로유사하였다. 초미세플랑크톤은봄과가을에상대적으로높았고, 소형플랑크톤은수온하강기낮은생물량을보이는시기에상대적높은조성비를보였다. 10m 수층의미소플랑크톤은 4월 70% 전후값을보이지만, 나머지시기에는 80% 전후의높은조성비를나타내었다. 초미세플랑크톤은 4월에높은조성비를보인이후점차감소하는양상을보이나, 소형플랑크톤에서는일정한변동양상이발견되지않았다 [Fig. 3]. 제주바다목장해역의전체및크기별엽록소 a의변동양상은수온상승기에높고, 수온하강기에낮은경시적인큰차이를보였지만, 크기별플랑크톤에서미소플랑크톤의조성비는연중높은값으로균일한특성을나타내었다. 3.4 공간분포공간적으로는 4월봄표층의전체엽록소 a 및미소플랑크톤은연안정점에서다소높았고, 크기별로는연안의일부정점에서초미세플랑크톤점유률이다소높게나타나는것을제외하면, 전체적으로미소플랑크톤에의한점유률이높았다. 10m 수층의전체엽록소 a와미소플랑크톤은바다목장남부연안에서다소높고, 북쪽으로갈수록낮아지는양상을보였다. 크기별로는목장해역북부의일부연안정점에서소형플랑크톤에의한점유률이다소높은것으로제외하면표층과같이미소플랑크톤에의해점유되었다 [Fig. 4A]. 6월초여름의전체엽록소 a 와미소플랑크톤은남부해역에서높고, 북부연안에서상대적으로낮았다. 이른여름은특히미소플랑크톤에 [Fig. 3] Temporal variations of size fractioned chlorophyll a at surface and 10m layer. (total chlorophyll a; measured value, size fractionation: relative ratio, bar: standard deviation) 6392

6 제주 바다목장 해역 크기별 엽록소 a의 시 공간적 분포 특성과 미소플랑크톤의 중요성 [Fig. 4] Spatio-temporal distributions of size fractioned chlorophyll a at surface and 10m layer. 의한 점유률이 높았다. 10m 수층에서도 전체 엽록소 a와 중앙부 연안 정점을 제외하면 전 해역에서 비교적 균일 미소플랑크톤은 차귀도의 인접정점과 남부의 외곽 및 일 하였다. 크기별로는 미소플랑크톤에 의한 점유가 높았고, 부 연안정점에서 상대적으로 높았으나, 표층과 같이 중 남부해역애서 소형플랑크톤 및 초미세플랑크톤에 의한 앙부 연안정점에서 상대적으로 낮았다. 크기별로는 대부 점유비가 상대적으로 높았다[Fig. 4D]. 분 미소플랑크톤에 의해 점유되지만, 차귀도 및 북부의 일부 정점에서 소형플랑크톤과 초미세플랑크톤에 의한 4. 고찰 점유률이 낮았다[Fig. 4B]. 9월 가을의 표층 전체 엽록소 a와 미소플랑크톤은 북부 해역에서 다소 높고, 점차 남쪽 으로 진행할수록 낮았다. 크기별로는 다른 계절과 같이 엽록소는 측정하는 방법이 다양하기에 측정된 절대값 미소플랑크톤에 의해 점유률이 높았으나, 해역의 북부 으로 단순 비교하기는 쉽지 않다. 때문에 여기에서는 크 및 남부에서 소형플랑크톤에 의한 점유비가 상대적으로 기별 엽록소의 상대비로서 비교하였다. 다. 또한 크기별 높았다. 10m 수층은 표층에 비해 상대적으로 낮은 엽록 식물플랑크톤 구분에는 시판되는 여과지의 공경이나 연 소 a이지만, 전체 엽록소 a와 미소플랑크톤은 북부 및 남 구자의 목적에 따라 매우 다양하기에 방법에서 표현한 부의 연안 정점에서 상대적으로 높고, 외곽 정점군에서 초미세플랑크톤, 미소플랑크톤 및 소형 또는 네트플랑크 상대적으로 낮았다. 크기별로는 미소플랑크톤에 의한 점 톤 3가지 유형으로 정리하여 비교하였다. 유비가 높았지만, 차귀도 및 북부 및 외곽의 일부 정점에 지금까지 국내 및 세계 주요 해역에서 크기별 분획에 서 소형플랑크톤 및 초미세플랑크톤에 의한 점유비가 높 의한 엽록소 a 측정값의 변화를 Table 2에 정리하였다. 았다[Fig. 4C]. 11월 늦가을 표층의 전체 엽록소 a와 미소 국내의 경우 개방적 특성에 단조로운 해안선의 특징을 플랑크톤은 북부 연안과 남부 차귀도 해역에서 다소 높 가지는 동해 중북부의 신포(북한), 울진, 축산 및 울산연 고, 외곽 및 중앙부 연안 해역에서 낮았다. 크기별로는 미 안은 미소플랑크톤 + 초미세플랑크톤을 더한 것보다 소 소플랑크톤에 의해 점유률이 높았고, 북부와 남부의 차 형플랑크톤 상대비가 높거나 유사하여, 소형플랑크톤 조 귀도 해역에서 소형플랑크톤에 의한 점유비가 상대적으 성비가 높은 특성을 나타내었다[29-32]. 특히 북한 신포 로 높았다. 10m 수층의 전체 엽록소 a와 미소플랑크톤은 연안은 5월 봄을 제외하면 전 계절 소형플랑크톤 비율이 6393

7 한국산학기술학회논문지제 15 권제 10 호, 2014 훨씬높았고 [31], 울산은가을미소플랑크톤이 60% 이상으로우점한것을제외하면, 모든계절에소형플랑크톤이연평균 52.3% 로높았다 [33]. 반면동해남부의고리연안은겨울초미세플랑크톤상대비가가장높게나타났으며 [33], 동해남부의개방해역에서표층의미소플랑크톤이대부분정점에서 80% 이상의조성비를보이나, 초미세플랑크톤조성비도 29.3% 로비교적높고, 특리유광층하부수층은 40% 이상을차지하였다 [34]. 갯벌이발달하고육수유입의비교적좋은서해의경우, 부영양화가진행된인천도크와천수만은 20μm이하의미소플랑크톤조성비가각각 32.5 ~ 96.8% 의변동범위에서연평균 73.2%[35] 와 19 ~ 93% 의범위에서 64% 를나타내었다 [8]. 그러나경기만은미소플랑크톤 47.3%, 소형플랑크톤 33.0% 및초미세플랑크톤 19.7% 로 20μm이하의미소플랑크톤은천수만과 67.0% 로유사하였지만 [36], 영산강 및아산호하구해역은담수배출에따라차이가있으나소형플랑크톤이 70% 이상점유하는것으로보고되었다 [7,37]. 제주남부해안의중문연안은미소플랑크톤조성비가높은것은바다목장해역과유사하지만, 초미세와소형플랑크톤의조성비는목장해역과반대로소형플랑크톤조성비 [38] 가높았다 [Table 2]. 국외의경우쿠로시오영향을받는서일본해역의패류양식장은초미세와미소플랑크톤이각각 40.2% 와 33.0% 로초미세플랑크톤이높았다 [39]. 부영양화된중국산동반도인근의염호는 88% 가미소플랑크톤이며, 나머지 4% 와 8% 만이초미세및소형플랑크톤으로보고되었다 [40]. 지중해내부의부영양화해역은초미세, 미소및소형플랑크톤이 55%, 23%, 22% 를나타내었으며 [41], 인도양열대해역의하구해역에서계절풍이끝난다음에하구에서떨어진연안해역은초미서, 미소및소형플랑크 [Table 2] Size fractionation of phytoplankton observed in the different coastal waters of Korea and global ocean areas Study conditions Relative ratio (%) Range of Area Period/Times Chl-a ( μg /L) Picoplankton Nanoplankton Jeju marine ranching area 2011/ (17.3) (78.0) Net Plankton nd (4.7) References this study Shinpo coast, North Korea / [31] Uljin coast / (33.9) Chuksan coast / (58.4) (66.1) (41.6) Ulsan port and coast / (52.3) [32] Gori coast /4 (winter) [33] Southern area of East Sea /spring and summer over 80 at most stations.[29] [30] - [34] Incheon dock 2002/ (7.3) (73.2) [35] Kyeonggi Bay / [36] Cheonsu Bay / (64) [8] Yeongsan estuarine /12 >70 [7] Southern coast of Jeju Island /12 mean (3.02) [38] Pearl culture area, western Japan / (40.2) [39] Eutrophic saline lake in China summer/22 < [40] Inner parts of Mediterranean / [41] Tropical area in Indian Ocean Values in ( summer 2006 estuarine 13.7± coastal waters 5.3± Arctic area 2003/summer (0.4) [43] ) was indicated maen [42] 6394

8 제주바다목장해역크기별엽록소 a 의시 공간적분포특성과미소플랑크톤의중요성 톤이각각 15.6%, 73.2% 및 6.5% 의조성비로 [42], 제주바다목장의결과와가장유사하였다. 북극해의여름은 20μm이하의미소플랑크톤이 89.1%, 소형플랑크톤이 10.9% 의조성비 [43] 를보였다 [Table 2]. 이외에도매우다양한크기별분획에의한식물플랑크톤연구결과가있으며, 태평양등대양의빈영양수괴는초미세플랑크톤의중요성이매우높은것으로알려지지만 [44-46], 부영양화가상당히진행된일본오사카만도 10μm이하의미소플랑크톤조성비가 45 ~ 97%[47], 겨울과봄동중국해양자강하구해역도 20μm이하의미소플랑크톤조성비가 66.7%[48] 로미소플랑크톤조성비가높았다. 또한온대에서한대개방해역인호주의 45 S에서 67 S까지여름표층해수에서 3μm이하의초미세플랑크톤은온대해역은평균 23%, 한대해역은 16~19% 의조성비 [49] 를보이기도하였고. 일본북해도남부의분카만은 2μm이하의초미세플랑크톤조성비가연간 40 ~ 70% 로연평균 60%[50], 여름친조해역의유광층 (> 표층광량의 10%) 에서초미세플랑크톤이 48 ± 14%, 2 ~ 10μm크기가 41 ± 11%, 10μm이상은 11 ± 13%[51], 영국연안해역의봄에서가을까지 3μm이하의초미세플랑크톤조성비는 3.6 ~ 27.7% 로연평균 16.3%[52], 열대오만연안은 5μm이하초미세플랑크톤은 34.7 ~ 94.4% 로연평균 73.5% 를나타내는등 [53] 식물플랑크톤군집에서미소플랑크톤의중요성을나타내는결과가많다. 반면지중해의터키연안에서연평균으로 20μm이하의미소플랑크톤조성비는 9% 이하로소형플랑크톤이우점하는보고도있다 [54]. 이와같은해역에서크기별엽록소 a의조성비는조사해역과시기, 조사횟수에따라크게다른결과를나타낸다. 국내에서도 2010년과 2011년 11월동일시기에광양만조사에서미소플랑크톤조성비는유사하지만, 2010년은소형플랑크톤비율이가장높았지만, 2011년은초미세플랑크톤비율이가장높게보고하였다 [55]. 즉식물플랑크톤의크기별조성은조사시점의식물플랑크톤종조성및우점종, 영양조건등의비생물학적해양환경조건들과복잡하게관계된다 [13]. 대상해역의해양환경및생물해양학과정에따라크게변화하는것으로판단할수있다 [11,12]. 결론적으로제주바다목장해역의크기별엽록소 a는총엽록소 a농도의높고, 낮음에관계없이연중미소플랑크톤에의한조성비가높았다. 또한시공간적변동은지리적으로가까운우리나라연안해역이나, 쿠로시오나쓰 시마난류의영향을받으면서담수유입이원활한동중국해및일본연안보다도계절풍이끝난다음에영양염류유입이없는열대해역연안환경과유사하게나타났다. 즉제주바다목장해역, 제주도서부해역의저차영양단계에서의물질순환은전통적인먹이사슬구조보다미세먹이망에의한복잡한구조를나타내어 [14], 기초생산은영양염공급보다도미소동물플랑크톤의포식압에의해조절되는것 [16,17] 으로판단되었다. 때문에효율적해역관리및바다목장의활용을위해서는식물플랑크톤군집을조절하는포식자의 keystone 종파악등이시급하게이루어져야할것으로보아졌다. References [1] U. Riebesell, Effects of CO 2 enrichment on marine phytoplankton, J. Oceanogr., 60, , DOI: [2] J. H. Street and A. Paytan, Iron, phytoplankton growth, and the carbon cycle, Met Ions Biol Syst., 43, , [3] D. Tilman, S. S. Kilham and P. Kilham, Phytoplankton Community Ecology: The Role of Limiting Nutrients, Annual Rev. Ecol., Evol. System., 13, DOI: [4] A. Mataxas and R.E. Scheibling, Top-down and bottom-up regulation of phytoplankton assemblages in tidepools, Mar Ecol Prog Ser., 145, , DOI: [5] J. d. S. Severiano, A. d. N. Moura, E. M. d. M. Magalhães and V.L.d.S. Almeida, Study about top-down and bottom-up controls in regulating the phytoplankton biomass in a eutrophic reservoir in northeastern Brazil, J. Water Res. Prot., 4, , 2012, DOI: [6] J. T. O. Kirk, Light and Photosynthesis in Aquatic Ecosystems (3rd eds). Cambridge Univ. Press, 662pp., [7] Y. Shin, H. Soh and B. Hyun, Effect of salinity change on biological structure between primary producers and hervivores in water column, The Sea J. Korean Soc. Oceanogr., 10, , (in Korean) [8] Y. K. Shin, J. Y. Shim, J. S. Jo and Y. C. Park, Relative significance of nanoplankton in Chonsu Bay: Species composition, abundance, chlorophyll and primary productivity, J. Oceanol. Soc. Korea, 25, ,

9 한국산학기술학회논문지제 15 권제 10 호, 2014 (in Korean) [9] H. Jr. Curl and G. C. Mcleod, The physiological ecology of marine diatom, Skeletonema costatum (Grev.) Cleve, J. Mar. Res., 19, 70-88, [10] T. R. Parsons and M. Takahashi, Environmental control of phytoplankton cell size, Limnol Oceanogr., 18, , DOI: [11] R. A. Armstrong, Grazing limitation and nutrient limitation in marine ecosystems: steady state solutions of an ecosystem model with multiple food chains, Limnol. Oceanogr., 39, , DOI: [12] E. P. Y. Tang, The allometry of algal growth rates, J. Plankton Res., 17, , DOI: [13] T. C. Malone, Algal size, In, Morris, I. (ed.) The Physiological Ecology of Phytoplankton, Blackwell Scientific Publications, London, pp , [14] P. Cermeno, E. Maranon, V. Perez, P. Serret, E. Fernandez and C. G. Castr, Phytoplankton size structure and primary production in highly dynamic coastal ecosystem (Ria de Vigo, NW-Spain): Seasonal and short-time scale variability, Est. Coast. Shelf Sci., 67, , DOI: [15] S. W. Chisholm, Phytoplankton size. In: Falkowski, P.G., Woodhead, A.D. (Eds.), Primary Productivity and Biogeochemical Cycles in the Sea. Plenum Press, New York, pp , DOI: [16] R. Riegman, B. R. Kuipers, A. A. M. Noordeloos and H. J. Witte, Size-differential control of phytoplankton and the structure of plankton communities, Neth. J. Sea Res, 31, , DOI: [17] R. Jyothibabu, N. V. Madhu, K. V. Jayalakshmi, K. K. Balachandran, C. A. Shiyas, G. D. Martin and K. K. C. Nair, Impact of fresh water influx on microzooplankton mediated food web in a tropical estuary (Cochin backwaters-india), Est. Coast. Shelf Sci., 69, , DOI: [18] S. H. Kim, C. H. Lee, D. O. Seo and Y. J. Kim, A basic study on acoustic conditioning of fish suitable for a marine ranch 1. The sound sensitivity of Japanese parrot fish Oplegnathus fasciatus, J. Korean Fish. Soc., 35, , (in Korean) [19] M. H. Yang, T. S. Moon, J. T. Yu, J. C. Ko and D. S. Chang, Species appearance and seasonal variation of macrobenthic invertebrate in the coastal water of Chagwi-do, Jeju-Island, Korean J. Malacol,, 23, , (in Korean) [20] T. Y. Oh, H. K. Cha, D. S. Chang, C. H. Hwang, Y. J. Nam, S. N. Kwak and M. H. Son, Seasonal variation and species composition of fishes communities in artificial reef unit at marine ranching area in the coastal waters off Jeju Island, Korea, J. Korean Soc. Fish. Tech., 46, , (in Korean). DOI: [21] J. B. Lee, T. Y. Oh, I. Yeon, B. Y. Kim, H. O. Shin, B. K. Hwang, K. H. Lee and Y. W. Lee, Estimation of demersal fish biomass using hydroacoustic and catch data in the marine ranching area (MRA) of Jeju, J. Korean Soc. Fish. Tech., 48, , (in Korean) DOI: [22] S. K. Kang, The estimation and economic evaluation of fisheries benefit in Jeju trial sea farm project, J. Fish. Bus. Adm., 44, 29-46, (in Korean) DOI: [23] C. I. Zhang, H. C. Kwon, Y. Kwon, and B. Y. Kim, Age and growth of striped beakperch Oplegnathus fasciatus in the Jeju marine ranching area, Korean J. Ichith., 25, 25-32, (in Korean) [24] B. K. Hwang and H. Y. Jang, Spatial characteristics of fish distribution lured by artificial reefs in Jeju marine ranching area, J. Korean Soc. Fish. Tech., 50, 30-38, (in Korean) DOI: [25] Y. C. Choi and J. S. Kim, Distribution of physico-chemical characteristics on the development of marine ranching program in the Chagwi-Do cosatal waters, Jeju Island, J. Korean Soc. Mar. Environ. Eng., 11, , (in Korean) [26] A. Affan, J. B. Lee, J. T. Kim, Y. C. Choi, J. M. Kim and J. G. Myoung, Seasonal dynamics of phytoplankton and environmental factors around the Chagwi-do off the west coast of Jeju Island, Korea. Ocean Sci. J., 42, , DOI: [27] S. W. Jang, J. M. Park, Y. H. Chung, D. H. Kim and H. J. Yoon, A study on the inflow and seasonal characteristics of foreign marine debris in the coastal area of the West Sea, J. Korean Soc. Mar. Environ, Eng., 15, , (in Korean) DOI: [28] SCOR-Unesco, Determination of photosynthetic 6396

10 제주바다목장해역크기별엽록소 a 의시 공간적분포특성과미소플랑크톤의중요성 pigments. In Unesco(ed.), Determination of photosynthetic pigments in sea water. Paris, pp , [29] H. C. Choi, Y. S. Kang and I. S. Jeon, Phytoplankton community in adjacent waters of Ulchin nuclear power plant, Korean J. Environ. Biol., 22, , [30] Y. S. Kang, H. C. Choi, J. W. Lim, I. S. Jeon and J. H. Seo, Dynamics of the phytoplankton community in the coastal waters of Chuksan harbor, East Sea, Algae, 20, , (in Korean) [31] Y. S. Kang, H. C. Choi, J. H. Noh, J. K. Choi and I. S. Jeon, Seasonal variation of phytoplankton community structure in northeastern coastal waters off the Korean Peninsula, Algae, 21, 83-90, DOI: [32] O. Y. Kwon and J. H. Kang, Seasonal variation of physico-chemical factors and size- fractionated phytoplankton biomass at Ulsan seaport of East Sea in Korea, J. Korea Aca.-Indus. Coop. Soc., 14, , (in Korean) DOI: [33] J. H. Shim, H. G. Yeo and Y. K. Shin, Ecological effect of thermal effluent in the Korean coastal waters I. Significance of autotrophic nano and picoplankton in adjacent waters of Kori nuclear power plant, J. Oceanol. Soc. Korea. 26, 77-82, (in Korean) [34] J. H. Shim, H. G. Yeo and J. G. Park, Primary production system in the southern waters of the east Sea, Korea I. Biomass and productivity, J. Oceanol. Soc. Korea. 27, , [35] J. S. Yoo, Productivity and abundance of bacteria and phytoplankton in Incheon Dock, western coast of Korea, J. Environ. Biol., 29, , [36] E. J. Yang. and J. K. Choi, The study on the seasonal variation of microbial community in Kyeonggi bay, Korea. II. Nano- and microplankton, The Sea J. Korean Soc. Oceangr., 8, 78-93, (in Korean) [37] B. Hyun, Y. Shin, C. Park, S. Yang, and Y. J. Lee, Temporal and spatial variations of size-structured phytoplankton in the Asan Bay, Korean J. Environ. Biol., 24, 7-18, (in Korean) [38] B. Shynn and J. B. Lee, Spatial and temporal distribution of picoplankto, nanoplankton and microplankton in Jumgmun coastal waters of Jeju Island, Korea, The Sea J. Korean Soc. Oceangr., 7, 78-86, (in Korean) [39] Y. Tomaru, N. Udaka, Z. Kawabata and S. Nakano, Seasonal change of seston size distribution and phytoplankton composition in bivalve pearl oyster Pinctada fucata martensii culture farm, Hydrobiol., 481, , DOI: [40] W. Zhao and S. L. Dong, The contribution of size-fractionated plankton to biomass and primary production of phytoplankton in saline alkaline ponds, Hydrobiol., 492, , DOI: [41] S. Kükrer and H. B. Büyükişik, Size-fractionated phytoplankton and nutrient dynamics in the inner part of İzmir Bay, eastern Aegean Sea, Turkish J. Bot., 37, , [42] Madhu, N.V., Jyothibabu, R. and Balachandran, K.K., Monsoon induced changes in the size fractionated phytoplankton biomass and production rate in the estuarine and coastal waters of southwest coast of India, Environ. Monit. Assess., 166, , DOI: [43] H. M. Joo, J. H. Lee, K. H, Chung, J. S. Kang. and S. H. Kang, Phytoplankton and environmental factors in the southeastern Barents Sea during August 2003, Ocean and Polar Res., 27, , (in Korean) DOI: [44] A. L. Bouteiller, J. Blanchot and M. Rodier, Size distribution patterns of phytoplankton in the western Pacific: towards a generalization for the tropical open ocean, Deep-Sea Res., 39, , DOI: [45] E. Moreno-Ostos, A. Fernández, M., Huete-Ortega, B. Mouriño-Carballido, A. Calvo-díaz, K. A. G. Morán and E. Marañón, Size-fractionated phytoplankton biomass and production in the tropical Atlantic, Sci. Mar., 75, , DOI: [46] D. Zhang, C. Wang, Z. Liu, X. Xu, X. Wang, and Y. Zhou, Spatial and temporal variability and size fractionation of chlorophyll a in the tropical and subtropical Pacific Ocean, Acta Oceanol. Sinica, 31, , DOI: [47] M. Yamaguchi and I. Imai, Size frationated phytoplankton biomass and primary productivity in Osaka Bay, Eastern Seto Inland Sea, Japan, Bull. Nansei Nat'l Fish. Res. Inst. 29, 59-73, [48] S. Q. Song., J. Sun, Z. L. Shen, D. Wang and Q. S. Luan, Size-fractionated biomass of phytoplankton in the Yangtze River estuary and its adjacent waters in winter and spring, Ying Yong Sheng Tai Xue Bao, 19, ,

11 한국산학기술학회논문지제 15 권제 10 호, 2014 [49] W. Ehnert and C. P. McRoy, Phytoplankton biomass and size fractions in surface waters of the Australian sector of the southern ocean, J. Oceanogr., 63, , DOI: [50] Y. Maita and T. Odate, Seasonal change in size-fractionated primary production and nutrient concentrations in the temperate neritic water of Funka Bay, Japan, J. Oceanogr. Soc. Japan, 44, , DOI: [51] A. Shiomoto and S. Hashimoto, Size-fractionated chlorophyll a and primary productivity in the offshor Oyashio waters in July 1992, La mer, 39, 9-18, [52] A. Iriarte and D. A. Purdie, Size distribution of chlorophyll a biomass and primary production in a temperate estuary (Southampton Water): the contribution of photosynthetic picoplankton, Mar. Ecol. Prog. Ser., 115, , DOI: [53] Al-Hashmi, K. A. Claereboudt, M. R. Al-Azri, Adnan, R. Piontovski and A. Sergey, Seasonal changes of chlorophyll a and environmental characteristics in the Sea of Oman, Open Oceanogr. J., 4, , DOI: [54] S. Polat and A. Aka, Total and size fractionated phytoplankton biomass off Karataş, north-eastern Mediterranean coast of Turkey, J. Black Sea/Mediterranean Environ., 13, , [55] S. W. Bae, D. Kim, Y. O. Kim, C. H.. Moon and S. H. Baek, The influences of additional nutrients on phytoplankton growth and horizontal phytoplankton community distribution during the autumn season in Gwangyang Bay, Korea, Korean J. Environ. Biol., 32, 35-48, (in Korean) DOI: 윤양호 (Yang Ho Yoon) [ 정회원 ] 1984 년 3 월 : Nagasaki 대학대학원수산학연구과 ( 수산학석사 ) 1989 년 3 월 : Hiroshima 대학대학원생물권과학연구과 ( 학술박사 ) 1990 년 3 월 ~ 2006 년 2 월 : 여수대학교교수 2006 년 3 월 ~ 현재 : 전남대학교교수 < 관심분야 > 식물플랑크톤생리ㆍ생태, 연안환경생태, 미세조류의산업이용, 수산환경 6398