한국 동해 연안해역의 갯녹음 현황 파악 및 관리방안 연구

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 한국 동해안 연안해역의 갯녹음 발생 현황, 관리방안을 연구하고 동해 갯녹음 해역의 공간적 특성 분석과 해양 생태학적 특성을 분석하여 갯녹음 발생에 따른 적정한 관리대책을 마련하고자 한다.
갯녹음 공간적 특성을 파악하고자 동해 영해면적 내 수면적을 산정한 결과 총 979,018.5 ha, 포항시가 116,619 ha로 가장 넓은 면적을 속초시가 19,140.4 ha로 가장 작은 수면적을 보유하는 것을 알 수 있었다. 암반 분포 특성의 경우, 수심 20 m 까지 수면적 42,614 ha 중 암반 13,009 ha로 비 암반이 우세하였고, 동해 북부권역은 암반 비율 21%, 동해 중부권역은 암반 비율이 37%로 수심 20 m 까지 암반의 분포가 동해 중부권역이 높은 것을 알 수 있었으며, 동해 해역에 대해 북부, 중부, 남부로 3등분하여 암반의 분포 형태를 분석한 결과, 북부(Ⅰ-type)는 고수심대의 패치형 암반 형태를 보이며, 중부(Ⅱ-type)의 경우, 저수심대에서 군집형 형태를 보였고, 남부(Ⅲ-type의 경우, 전 수심대에서 혼합형 암반이 분포하는 특성을 보였다.
갯녹음 분포특성은 2017년과 2019년 조사자료를 분석 결과, 2017년 진행지역 3,137 ha, 심화지역 3,356 ha로 나타났으며, 2019년 진행지역 3,384 ha, 심화지역 2,649 ha로 2017년에 비해 갯녹음 심화지역이 감소하는 것을 알 수 있다.
동해 연안해역의 갯녹음 발생의 지형학적 특성을 정밀 파악하고자 암반 특성을 고려하여 3개 지역으로 구분하고 갯녹음에 대한 변화를 분석한 결과, 2017년에 대비 2019년에 갯녹음 회복 양상과 저수심대 회복 경향이 두드려지는 것을 확인 하였다. 그러나 진행과 심화지역의 변동 특성을 고려할 경우, 2019년도 조사결과에서는 평균수심 10 m 내외에서 갯녹음 발생이 증가하는 경향으로 나타났다.
3개 해역 중심으로 갯녹음 발생해역의 생태·환경적 현황 분석 결과, 동해 연안해역의 수온 분포 변화는 우리나라 연안해역서 일반적으로 관찰할 수 있는 계절적 수온 변화를 나타내었으며, 염분의 분포 특성은 중부권역이 울진 기성리 해역에서 평균 농도 편차가 가장 낮았다. 또한 데이터 오류를 제외하면 북부권역 8월 표층 염분이 최소 30.3 psu로 낮았으며, 남부권역의 11월 저층이 33.7 psu 로 가장 낮은 농도를 나타내었다. 수소이온 농도의 경우, 전체 해역의 분포 특성 결과, 표층과 저층간 차이는 거의 없었으며, 평균 8.1 수준으로 나타났다. 용존산소의 분포 결과는 강원도 양양군 수산리의 경우 표층(평균 9.0)과 저층(평균 8.2)에서 상대적으로 높은 특성을 보였으며, 동해 북부권에서 남부권으로 내려갈수록 용존산소량이 낮아지는 경향을 보였다. 또한, 클로로필-a, 투명도의 경우, 북부권에서 남부권으로 내려갈수록 농도가 낮아지는 특성을 보였으며, 부유현탁물질(SS), 화학적산소요구량(COD), TN, TP, DIN, DIP의 경우에는 북부권에서 남부권역으로 지리적으로 내려갈수록 높아지는 경향을 나타내었다.
갯녹음 발생 원인생물인 유·무절산호조류와 해조류와의 상대피도를 조사한 결과, 동해 해역 전체 30개 조사 정점 중 16개 정점(53.3%)에서 심화, 12개 정점(40.0%)에서는 진행으로 나타났으며, 2개 정점(6.7%)에서 정상으로 조사되었다. 동해해역에서 무절산호조류의 상대피도는 75.2%로 나타났고, 유절산호조류는 2.0%, 일반해조류는 22.8%로 나타났다. 수심별로 갯녹음 진행 상태를 조사하여 보면 수심 5 m 와 10 m에서 갯녹음 심화 또는 진행 해역이 수심 15 m와 20 m 보다 더 많이 분포하는 것으로 조사되었다.
동해 북부권역인 양양 수산리의 경우, 정점 평균 상대피도는 무절산호조류는 72.9%, 유절산호조류는 4.3%, 일반해조류는 22.8%로 갯녹음 발생 정도는 진행으로 조사되었다. 동해 중부해역인 울진 기성리의 경우, 정점 평균 상대피도는 무절산호조류는 91.0%, 유절산호조류는 2.8%, 일반해조류는 6.2%로 갯녹음 발생 정도는 심화로 조사되었고, 동해 남부해역인 경주 나정리의 경우, 정점 평균 상대피도는 무절산호조류는 77.6%, 유절산호조류는 0.0%, 일반해조류는 22.4%로 갯녹음 발생 정도는 진행으로 분석되었다.
갯녹음 발생해역의 회복 및 복원을 통한 유용수산자원의 변화 분석 결과는 동해 북부, 중부, 남부해역 모두 집중관리 해역이 시간 경과에 따른 변동은 있으나, 비교구보다 CPUE가 높게 나타났다. 특히 중부권역의 경우, 2017년 집중관리 시작 시기에서 폭당어획량의 차이가 관리해역은 4,772 (wwt/g/CPUE), 비교구는 2,850 (wwt/g/CPUE)로 나타나 관리해역이 2배 이상 높게 나타났으며, 관리에 따른 유용수산자원의 위집 및 서식등 효과성이 더 높은 것으로 확인 되었다.
이러한 결과를 바탕으로 동해 연안해역에서의 갯녹음 발생에 따른 대응 방안 및 적정 관리대책으로 자연암반의 회복과 복원을 목적으로 하는 부착기질 개선, 해조류 확산 면적 확대, 인공구조물을 활용한 부착기질 추가 투입, 해조류 포자 확산 증대를 위한 추가 자원 가입 등의 방법을 제시하였다. 또한 천연 해조 군락지의 보호 및 서식지 확대를 위한 조식동물 집중 구제, 자생 해조류 추가 이식, 포자확산 유도등을 통한 재 생산등 관리적 방법으로 구분 하였다.
동해 연안해역의 지형학적 특성과 원인생물의 분포 특성을 고려해 볼 때, 북부권역(Ⅰ-type)의 경우, 원인생물 제거를 위한 부착기질 집중개선 및 조식성 생물의 섭식압 조절을 통한 해조류의 생존율 극대화 방안을 제시하였다. 동해 중부(Ⅱ-type)와 남부(Ⅲ-type)해역의 경우에는 암반분포 형태가 패치형으로 갯녹음 심화 범위가 저수심대 패치 및 복합형으로 분포함에 따라, 독립적 패치 암반의 연결과 부착면적 확대를 위한 인공구조물 설치, 해조류 착생율 향상을 위한 부착기질 개선, 저수심대 수중저연승 및 포자주머니 등 설치, 이식 해조류의 집중 양성관리, 서식밀도 유지를 위한 조식동물 집중구제를 최적 관리방안으로 제시하였다.
또한, 기존 자생 해조 군락지의 보호 및 서식지 확대를 위한 천연 해조장 내 조식동물 집중구제, 자생 해조류의 추가 이식을 통한 적정 서식밀도 유지 및 포자 확산에 의한 재 생산 유도등을 적정 관리방안으로 제시하였다.
본 연구는 동해 연안해역의 갯녹음 발생 현황을 파악하고 효율적인 관리 방안을 마련하기 위하여 동해 영해면적 내 수면적을 산정하였으며, 초분광항공 영상촬영기법(Hyperspectral Aerial Photography)을 활용한 해조류 서식이 가능한 암반의 분포 특성과 면적을 추출하고 지형학적 특성에 따른 특성 분류 (3-type)를 마련하였다. 또한 갯녹음 발생에 관한 적정 관리방법으로 지리적 특성에 기반하여 3개 권역으로 구분하고 효율적 관리방안을 마련하였다. 본 연구에서 제시한 유형별 관리방안은 갯녹음 회복 및 복원을 위한 바다숲 조성 등에 효율적으로 이용될 수 있을 것이다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This study intends to study the current status of Whitening event in the coastal waters of the East Coast of Korea and management methods, and to prepare appropriate management measures for the occurrence of tidal greening based on the results by analyzing the spatial characteristics and marine ecological characteristics of the tidal greening in the East Sea.
As a result of calculating the surface area within the territorial sea of the East Sea to understand the spatial characteristics of Whitening event, it was found that Sokcho City has the largest area with a total of 979,018.5 ha and Pohang City with 116,619 ha and Sokcho City with the smallest with 19,140.4 ha. In the case of bedrock distribution characteristics, out of 42,614 ha of surface area up to a depth of 20 m, non-rock was dominant with 13,009 ha of bedrock. It was found that the distribution was high in the central region of the East Sea. In addition, as a result of analyzing the distribution of bedrock by dividing the East Sea area into three parts into northern, central, and southern areas, the northern (I-type) shows a high-deep patch-type rock formation, and in the central (II-type), low-water depth It showed a cluster-type shape in the large basin, and the mixed-type bedrock was distributed in the entire water depth zone in the southern part (in the case of III-type). As a result of analyzing the survey data in 2017 and 2019, the distribution characteristics of Whitening event were found to be 3,137 ha in the 2017 progress area and 3,356 ha in the deepened area. In addition, it can be seen that the number of areas with severe Whitening event is decreasing compared to 2017, with 3,384 ha of progress area and 2,649 ha of deepening area in 2019.
In order to precisely understand the topographical characteristics of the occurrence of Whitening event in the coastal waters of the East Sea, it was divided into three regions in consideration of the characteristics of the bedrock and the change in Whitening event was analyzed. The analysis result confirmed that the Whitening event recovery pattern and the low-depth zone recovery trend were stronger in 2019 compared to 2017. However, when considering the variation characteristics of progression and deepening regions, the 2019 survey results showed that the occurrence of Whitening event tends to increase at an average depth of about 10 m.
According to the results of the analysis of the ecological and environmental status of the areas where Whitening event occurs centered on the three sea areas, the change in the water temperature distribution in the coastal waters of the East Sea represents the seasonal temperature change that can be generally observed in the coastal waters of Korea, as for the distribution characteristics of salinity, the mean concentration deviation was the lowest in the central area of ​​Kiseong-ri, Uljin. Also, excluding data errors, the surface salinity of the northern region in August was at least 30.3 psu, and the bottom of the southern region showed the lowest concentration at 33.7 psu in November. In the case of hydrogen ion concentration, as a result of the distribution characteristics of the entire sea area, there was little difference between the surface layer and the bottom layer, and the average level was 8.1. In the case of Susan-ri, Yangyang-gun, Gangwon-do, the distribution of dissolved oxygen showed relatively high characteristics in the surface layer (average 9.0) and the bottom layer (average 8.2). At the same time, the amount of dissolved oxygen tends to decrease from the northern region of the East Sea to the southern region. In addition, in the case of chlorophyll-a, transparency, the concentration decreased from the northern to southern regions and suspended Suspended Material (SS), Chemical Oxygen Demand (COD), TN, TP, DIN, and DIP tended to increase as you geographically descend from the northern region to the southern region.
As a result of examining the relative coverage between Articulated Coralline Algae, Non-Articulated Coralline Algae and seaweed, the organisms that cause Whitening event, 16 out of 30 survey points in the East Sea area showed deepening at 16 points (53.3%), and progress at 12 points (40.0%), Two peaks (6.7%) were found to be normal. In the East Sea, the relative coverage of Non-Articulated coralline algae was 75.2%, articulated coralline algae was 2.0%, and general seaweed was 22.8%. When examining the progress of Whitening event by water depth, it was found that the areas where Whitening event deepened or progressed at depths of 5 m and 10 m were more distributed than those of depths of 15 m and 20 m.
In the case of Susan-ri, Yangyang, the northern part of the East Sea, the average relative cover at the apex was 72.9% for Non-Articulated Coralline Algae, 4.3% for Articulated Coralline Algae, and 22.8% for general seaweed. The degree of Whitening event was investigated as progress. In the case of Kiseong-ri, Uljin, the central part of the East Sea, the average relative cover at the apex was 91.0% for Non-Articulated Coralline Algae, 2.8% for Articulated Coralline Algae, and 6.2% for General seaweed, indicating that the degree of Whitening event was deepened. Also, in the case of Najeong-ri, Gyeongju, which is the southern part of the East Sea, the peak average relative cover was 77.6% for Crustose Coralline Algae, 0.0% for Articulated Coralline Algae, and 22.4% for general seaweed, indicating that the degree of Whitening event was progressing.
As a result of analysis of changes in useful fishery resources through recovery and restoration of Whitening event-occurring areas, the intensively managed waters in the northern, central, and southern seas of the East Sea increased and decreased over time, but CPUE was higher than that of the comparative region. In particular, in the central region, the difference in catches per meter at the start of intensive management in 2017 was 4,772 (wwt/g/CPUE) in the managed area and 2,850 (wwt/g/CPUE) in the control area, which is more than twice as high in the managed area. and the management efficiency was confirmed to be high.
Based on these results, as a countermeasure and appropriate management measures for the occurrence of albinism in the coastal waters of the East Sea, improvement of adhesion substrate for the purpose of recovery and restoration of natural bedrock, expansion of seaweed spread area, additional input of adhesion substrate using artificial structures In addition, methods such as joining additional resources to increase the spread of seaweed spores were suggested. In addition, management methods such as herbivore intensive extermination for protection of natural seaweed colonies and habitat expansion, additional transplantation of native seaweeds, and re-production through induction of spore proliferation were classified into management methods.
Considering the topographical characteristics of the coastal waters of the East Sea and the distribution characteristics of causative organisms, in the case of the northern region (I-type), through intensive improvement of adherent substrate for removal of causative organisms and control of feeding pressure of basal organisms, a method for maximizing the survival rate of seaweed was suggested. In the case of the central (II-type) and southern (III-type) seas of the East Sea, the bedrock distribution was patch-type, and the deepening range of Whitening event was distributed as a low-depth patch and complex type. Therefore, the installation of artificial structures for the connection of independent patch bedrock and expansion of the attachment area, improving the adhesion substrate to improve the rate of algae growth, installation of low streak and spore sacs in the low water depth zone,
intensive cultivation management of transplanted seaweed, and herbivore intensive control to maintain habitat density were suggested as an optimal management method.
In addition, for the protection of the existing native seaweed colonies and the expansion of habitats, herbivore intensive control in natural seaweed, maintaining proper habitat density through additional transplantation of native seaweed, and induction of re-production by spore diffusion were suggested as an appropriate management plan.
In this study, the surface area was calculated in the territorial sea area of the East Sea in order to understand the current status of Whitening event in the coastal waters of the East Sea and to prepare an efficient management plan. To this end, using Hyperspectral Aerial Photography, the distribution characteristics and areas of the bedrock where seaweed can inhabit are extracted, and a characteristic classification (3-type) is prepared according to the topographical characteristics. In addition, as an appropriate management method for the occurrence of Whitening event, it was divided into three regions based on geographical characteristics and an efficient management plan was prepared. The management plan for each type presented in this study can be effectively used in the creation of sea forests for the recovery and restoration of Whitening event

목차 (Table of Contents)

• 목차 　ⅰ
• List of Tables 　ⅲ
• List of Figures 　ⅶ
• List of Appendices xⅵ
• 국문초록 xⅴⅲ
• 제 1 장 바다숲과 갯녹음 1
• 1. 연구 배경 및 목적 1
• 2. 연구 동향 6
• 3. 연안 갯녹음 발생 현황 9
• 제 2 장 동해 갯녹음 발생 공간적 현황 12
• 1. 서론 12
• 2. 재료 및 방법 13
• 가. 공간(수)면적 산정 13
• 나. 암반 산정 15
• 다. 갯녹음 발생 현황 파악 16
• 3. 결과 분석 23
• 가. 동해 연안해역 공간(수)면적 산정 결과 23
• 나. 암반 면적 현황 및 특성 분석 27
• 다. 갯녹음 면적 산출 결과 31
• 라. 지형학적 특성 분석 36
• 4. 고찰 45
• 제 3 장 갯녹음 발생해역의 생태·환경적 현황 47
• 1. 서론 47
• 2. 재료 및 방법 48
• 가. 생태·해양환경적 특성 48
• 나. 발생원인생물의 분포 특성 49
• 3. 결과 분석 50
• 가. 생태·해양환경적 특성 결과 50
• 나. 발생원인생물의 분포 특성 결과 120
• 4. 고찰 138
• 제 4 장 갯녹음 관리 방안 140
• 1. 서론 140
• 2. 갯녹음 발생 대책 및 관리 140
• 가. 회복 및 복원 140
• 나. 보호 및 보존 179
• 3. 고찰 185
• 제 5 장 종합결론 및 제언 186
• 참고문헌 188
• Abstract 195
• Appendices 205
• 부록 201
• 1. 동해 행정구역별 수면적 산정 결과 202
• 2. 동해 행정구역별 암반 산정 결과 213
• 3. 동해 행정구역별 갯녹음 산정 결과 225
• 감사의 글 236