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ISSN : 1229-3431(Print)
ISSN : 2287-3341(Online)
Journal of the Korean Society of Marine Environment and Safety Vol.23 No.7 pp.869-877
DOI : https://doi.org/10.7837/kosomes.2017.23.7.869

Mass Balance Using the LOICZ Model in Gomso and Geunso Bays

Yong-Hyeon Choi*, Yoon-Sik Cho**†, Yoon-Seok Choi**, Seung Ryul Jeon**
*Tidal Flat Research Center, National Institute of Fisheries science, Gunsan 54014, Korea
**Tidal Flat Research Center, National Institute of Fisheries science, Gunsan 54014, Korea

* First Author : cyh6414@naver.com, 063-472-8631

Corresponding Author : yscho2@gmail.com, 063-472-8613
20170927 20171106 20171228

Abstract

Recently, Gomso Bay saw a decrease in the production of manila clam, which accounted for 17.8 % of production across the whole country in 2015, while Geunso Bay saw an increase that raised its contribution to 49.1 %. The tidal flats in these bays are inhabited by various benthos, and material flows in and out according to the tide. It is essential to understand the mass balance of these regions while giving consideration to the characteristics of these tidal flats. In this study, we compared areas where aquaculture farms were located in Gomso Bay with those without from May to August 2015. We divided the region into three sea areas (Sector I, Sector II, and Control), and the mass balance was estimated using the LOICZ model. As a result, the DIP of Sector in Gomso Bay and another region in Geunso Bay, where a manila clam farm was located, were found to be 207.2 kg/day and 77.2 kg/day. The DIN was 4,996.7 kg/day and 926.6 kg/day. These results suggest that Gomso Bay han a higher density than Geunso Bay, which is thought to be mainly due to the feeding action of organisms. Therefore, in order to maintain a healthy tidal flat ecosystem and to sustain the production of manila clams, sustainable management to reduce the high density of tidal flat farms is necessary.

LOICZ Model , Mass Balance , Ruditapes philippinarum , Fishery management , High density

LOICZ 모델을 이용한 곰소만, 근소만 갯벌어장 물질수지 산정

최 용현*, 조 윤식**†, 최 윤석**, 전 승렬**
*국립수산과학원 갯벌연구센터
**국립수산과학원 갯벌연구센터

초록

최근 전북 지역은 바지락 생산량이 감소하여 2015년에 전국 생산량의 17.8%를 차지한 반면, 충남 지역은 점차 증가하여 49.1% 를 차지하였다. 갯벌은 다양한 저서생물이 서식하고 있고, 조석에 의해 물질이 유출·입되는 특성이 있기 때문에 만의 특성을 고려한 물질 수지를 이해하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 2015년 5월과 8월에 곰소만과 근소만의 바지락 어장 지역과 외해지역의 차이를 비교하기 위해 3개의 해역(Sector , Sector , Control)으로 구분하고, LOICZ Model을 이용하여 물질수지를 산정하였다. 분석결과 바지락 성장이 활 발한 5월에 바지락 양식장이 밀집한 곰소만과 근소만 Sector 의 DIP는 각각 207.2 kg/day와 77.2 kg/day로 나타났고, DIN은 4,996.7 kg/day와 926.6 kg/day로 나타났다. 주로 양식생물의 섭식작용에 큰 원인으로 보이며, 근소만보다 곰소만에서 바지락 밀식이 이루어지는 것 으로 판단된다. 따라서 건강한 갯벌 생태계 유지와 지속적인 바지락 생산을 위해서는 밀식을 저감하기 위한 지속적인 관리가 필요하다.

LOICZ 모델 , 물질수지 , 바지락 , 어장관리 , 밀식
    National Fisheries Research and Development Institute
    R2017056

    1.서 론

    서해 갯벌에서 양식되고 있는 이매패류 중 웰빙 식품으 로 알려진 바지락은 불포화 지방산을 다량 포함하고 있고 (Kinsella, 1987), 국민 조개로 인지될 만큼 선호도가 높다 (NFRDI, 2014). 2005~2015년까지 전라북도에서 생산된 바지락 은 2011년에 최대 17,986M/T을 생산했고, 전국 생산량에 비하 여 47.7%로 나타났다. 하지만 2015년에는 4,544M/T(17.8%)을 생산하여 점차 감소하는 경향을 보였다. 충청남도는 같은 기간동안 대체로 곰소만보다 적은 생산량을 나타냈지만, 2015년에 12,521M/T(49.1%)을 생산하여 점차 증가하는 경향 을 보였다(MOF, 2017). 바지락 생산량의 변화에 대한 원인으 로는 수온, 해수유동, 서식지 변화, 질병, 먹이원 등 다양한 요인이 있다. 만 내의 갯벌 어장에는 바지락뿐만 아니라 다 양한 저서생물이 서식하고, 조석에 의한 물질의 유출·입이 주기적으로 이루어진다. 따라서 꾸준한 갯벌어장 관리를 위 해 만의 특성을 고려한 물질수지 이해가 필요하다.

    곰소만 물질수지에 대한 연구사례는 곰소만 조간대에서 4계절 변화에 따른 염분, DIP, TDN의 물질수지 연구(Jeong et al., 2006), 질소수지 산정을 통해 갯벌의 수질 정화기능 평가 연구 (Yoo et al., 2002)가 있었다. 박스모델을 이용하여 영양염 물질수지를 연구한 사례는 금강 하구해역(Kim et al., 2000)과 함평만의 물질수지(Kim and Jang, 2016), 가막만의 물질수지 (Eom et al., 2001) 연구가 있다. 더 나아가 복합적인 박스모델 을 이용하여 영양염 물질수지를 연구한 사례는 목포항 주변 하구역에서 일어나는 생지화학적 순환을 파악하기 위한 연 구(Kim et al., 2016)와 아산만 주변 방조제 배출수에 따른 영 양염 물질수지 산정 연구가 있다(Jeong et al., 2016). 해외에서 는 오스트리아 서부에 위치한 Shark Bay의 탄소와 인의 물질 수지 연구(Smith and Atkinson, 1983), Hakata Bay(Yanagi, 1999) 와 Chesapeake Bay(Boynton et al., 1995)에서 영양염 물질수지 연구 사례가 있다. 이러한 연구들은 하나의 만 또는 하구역 에서 물질수지를 파악하고, 주로 영양염 수지의 거동 현황 해석과 향후 수질 관리 대책 등에 초점이 맞춰져 있었다.

    곰소만은 바지락 어장이 위치한 지역과 아닌 지역으로 나 눌 수 있고, 근소만은 법산과 파도의 바지락 어장으로 나눌 수 있다. 만의 특성과 지속적인 관리에 따라 갯벌 어장 생태 계는 변화하며 최근 곰소만 바지락 생산량이 감소하였고 근 소만은 증가하는 추세에 있다. 이러한 생산량 감소의 원인 을 파악하기 위해서는, 곰소만과 근소만의 물질수지를 산정 및 비교하는 것이 중요하다.

    따라서 본 연구에서는 건강한 갯벌 생태계와 지속적인 바 지락 생산을 위해 LOICZ Model을 이용하여 곰소만과 근소 만의 물질수지를 산정 및 파악하고자 한다.

    2.재료 및 방법

    2.1.연구지역

    곰소만은 전라북도 고창군과 부안군 사이에 위치해 있으 며, 폭 7~9 km, 만 입구 평균 수심 6~8 m(조사 수심 : 5~8 m), 길이 약 20 km의 전라북도 최대의 만이다(Chang et al., 2007). 곰소만의 조석은 일조부등이 거의 없는 1일 2회조로서 277.8~589.9 cm(평균 433.8 cm)의 조차를 보인다(NGII, 1981) 지 역별 갯벌 어장의 유무에 따라 양식 생물에 의한 먹이원 소 비 속도가 다를 것이고 물질수지 또한 이를 반영할 확률이 높으므로 물질수지 변화를 파악하여 이를 확인하기 위해, 곰소만을 어장이 없는 지역, 어장 밀집지역, 대조구로 구분 하여 2개의 소해역과 외해로 구분하였다. Sector Ⅰ 의 면적 은 약 14.5 km2이고, Sector Ⅱ 는 58.1 km2이며, Sector Ⅱ 에 바지 락 어장이 밀집되어 있다(Jeon et al., 2015). 곰소만으로 크게 4개의 하천이 유입되고 있는데, Sector Ⅰ 으로 고창과 부안에 서 갈곡천(13,306~55,137 m3/day)과 줄포천(1,300~1,327 m3/day) 이 유입되고 Sector Ⅱ 로 주진천(61,000~133,013 m3/day)과 백 천(599~1,536 m3/day)이 유입되고 있다(Fig. 1). 조사 정점은 곰 소만을 2개의 지역으로 나누어 Sector Ⅰ(35° 35′0.1″, 126° 36′44.8″), Sector Ⅱ (35° 34′40.1″, 126° 33 20.3 )로 설 정하였고, 대조구(35° 34′8.6″, 126° 28′18.6″)로 외해를 설정하였다(Fig. 1).

    근소만은 태안 서쪽에 위치하고 있으며, 육상에서 직접적 으로 유입되는 하천이 없다. 간조시 갯벌의 70%가 대기중에 노출되고, 만조시 2~4 m의 수심(조사 수심 : 2.5~3.0 m)을 유지 한다. 평균조차는 6 m이며, 만 입구를 통해 해수 교환이 이루 어지고 있는 반폐쇄성 만이다(Kim and Kim, 2008). 근소만은 두 조사 정점 모두 바지락 양식이 이루어지고 있지만, 지역 별 갯벌 어장의 생산량이 상이하고, 서로 다른 서식환경 특성 을 가지고 있어(Choi et al., 2016), 2개의 소해역과 외해로 구분 하였다. 조사 정점은 Sector Ⅰ (36° 44′10.9″, 126° 30′40.1″), Sector Ⅲ (36° 43.6′6.9′, 126° 8′42.1′)로 설정하였고, 대조 구(36° 42′7.1′, 126° 7′32′)로 외해를 설정하였다(Fig. 2). Sector 의 면적은 약 20.0 km2, Sector Ⅱ 는 약 14.0 km2이다.

    2.2.해수 및 퇴적물 분석 방법

    갯벌어장 현장 조사는 2015년 5월과 8월 해수와 퇴적물을 채취하였다. 해수는 만조시에 선박을 이용하여 6시간동안 시간별 채수를 수행하였다. 곰소만의 퇴적물 플럭스 산정을 위해 Sector Ⅱ 의 상부, 중부, 하부 조간대와 Sector Ⅰ 의 조간 대에서 0~10 cm 깊이의 퇴적물을 채취하였고 근소만은 법산 과 파도 갯벌 조간대에서 채취하였다. 채취된 퇴적물을 1 cm 간격으로 분리하여 50 ml Corning Tube에 넣고, 원심분리기로 30분 동안 3000 rpm으로 회전하였다. 분리된 상층액은 국립 수산과학원 서해수산연구소의 영양염자동분석기로 분석하 였고, Fick’s law의 산정방식에 근거하여 계산하였다. 각 정점 별 해수는 temperature, dissolved oxygen(이하 DO), salinity, pH, dissolved inorganic nitrogen(NO2--N + NO3--N + NH4+-N)(이하 DIN), dissolved inorganic phosphorus(PO43--P)(이하 DIP), chlorophyll a (이하 chl.a)를 측정하였다. temperature, DO, salinity, pH는 YSI 556 Multiprobe System으로 현장 측정하였으며, DIN, DIP, chl.a 는 해양환경공정시험법(MOF, 2013)에 준하여 분석하였다.

    2.3.물질수지 산정

    LOICZ모델의 수립 과정으로써, 만으로 유출·입되는 담수 량을 파악하여 물 수지를 산정하고, 곰소만과 근소만 내의 염분이 보존적이라는 가정을 하고 잔차류의 유량을 결정하 였다. 조사 기간 동안 유출·입 수량을 현장 조사 및 기상청 자료를 통하여 파악하고, 수집된 항목별 농도의 곱을 통해 유동량을 계산하였다. 이를 위하여 아래와 같은 전제 조건 이 필요하다.

    • ① 조사 기간 동안 만의 체적은 정상상태 또는 준정상상태 를 유지한다.

    • ② 염분은 보존 성분으로서, 만으로 유입된 후 생지화학적 인 반응이나 그밖에 다른 과정에 의해서 생산되거나 제 거되지 않는다.

    • ③ 만으로 유입되는 물의 유입원은 주변 하천수(VQ), 담지하 수(VFG), 강우(VP), 조석 작용에 의한 외해수(VX) 등이 있다. 유출원은 곰소만에서의 증발량(VE)과 유출되는 잔차류(VR) 이다. 조석작용에 의한 외해수(VX)는 물 수지 산정과정에 따라 유입원이 되기도 하고, 유출원이 되기도 한다.

    2.3.1.물 수지와 염분 수지

    곰소만과 근소만의 물 수지를 정상상태로 가정하면, Sector Ⅰ 과 Sector Ⅱ 로 유·출입되는 물의 양은 동일해야하므 로 식(1), 식(2)와 같이 표현된다.

    Sector   I,   (V Q1  + V O1  + V P1  + V FG1 ) - V E1   ±   V RI   =   0
    (1)

    Sector   II,   (V Q2  + V O2  + V P2  + V FG2 ) - V E2   +   V R1 ±   V R2   =   0
    (2)

    여기서 VQ는 하천수 유입량, VO는 오폐수 유입량, VP는 강 우량, VFG는 담지하수 유입량, VR은 잔차 유동량, VE는 증발 량을 의미한다. 하천수 유입량은 수질오염공정시험법(MOE, 2014)에 근거하여 1 m 간격 당 유속과 수심을 측정하여 유량 을 산정하였다. 유속 측정의 경우 Valeport(UK)의 Model 106 Current Meter를 이용하였다. 오폐수 유입량은 곰소만의 경우 곰소항 옆에 위치해 있는 진서하수처리장의 배출수량을 이 용하였다. 강우량과 증발량은 현장조사 당일을 포함한 7일 간의 평균을 기상청 자료(KMA, 2017)를 통해 산정하여 이용 하였다. 곰소만의 강우량은 고창과 부안의 자료를 이용하였 고, 증발량의 경우 가장 가까운 전주 자료를 이용하였다. 근 소만은 서산과 보령의 강우량 자료를 이용하였고, 증발량은 서산의 자료를 이용하였다. 물 수지 산정에 입력한 값은 Table 1에 나타내었다.

    염분수지는 만 내의 염분(SSector), 하천수의 염분(SQ), 오폐 수의 염분(SO), 강수의 염분(SP), 조석작용에 의한 해수 교환 량(SX), 외해의 염분(Socn), 증발에 의해 소실되는 염분(SE), 담 지하수 염분(SFG)을 각각 나타내었다. 통상적으로 SSector, Socn, SX, SR을 제외한 염분값들은 0으로 가정할 수 있다(Fig. 3). 만 내의 평균체류시간은 해역의 체적을 해수 교환량(VX)과 잔 차 유동량(VR)의 합을 나누면 만 내의 평균체류시간을 알 수 있다.

    2.3.2.영양염 수지

    영양염 수지는 DIN, DIP의 농도와 만 내로 유출·입되는 수 량을 곱하여 영양염 유동량을 산정 하였다. 비보존성물질인 영양염 수지(ΔY)를 나타내는 일반식은 식(3)과 같다.

    V d Y d t = V 1 ∑ influxes   -   V 2 ∑ effluxes +V 3 ⋅ f
    (3)

    정상 상태일 때, V d Y d t = 0 이므로 식(4)와 같이 나타난다.

    ΔY= ( -V 1 ∑ influxes   -   V 2 ∑ effluxes )
    (4)

    ΔY 반응을 통해 순 생성되거나 순 제거되는 양을 나타낸다. ΔY가 양의 값을 나타내면 유기체 사망, 분해, 용출, 유입 등에 의한 영양염 증가를 나타내고, 음의 값일 경우 광합성, 생물의 섭식, 퇴적, 유출 등에 의한 영양염 감소를 나타낸다.

    2.3.3.생태계 순 생산량(Net Ecosystem production : NEP)

    연안역 또는 하구역에서 생산량(Production)과 호흡량 (respiration)은 생물에 의한 DIC유동량으로 추정할 수 있다. 총 DIP 부하량이 입자성 유기물(POM)의 생산과 소비에 비례 한다는 가정 하에(Gordon et al., 1996), 생태계 순 생산량을 식(5)와 같이 계산할 수 있다(Hang and Hung, 2003).

    NEP(p   -   r) = - (C/P ratio)   ×   ΔDIP/A
    (5)

    생물에 의한 생산량과 호흡량을 식물플랑크톤에 의한 것 으로 가정하면, Redfield ratio에 의해 C : P = 106 : 1이 된다. A는 해역의 표면적(m2)이다. NEP의 값이 양의 값이면 광합 성과 같은 유기 물질의 순 생산에 의해 CO2를 소비하는 역 할을 하는 독립영양 상태를 나타내고, 음의 값이면 호흡으 로 인한 CO2를 생산하는 종속영양 상태로 판단한다(Kim et al., 2016).

    3.결과 및 고찰

    3.1.곰소만, 근소만의 수질 및 염분 수지

    바지락에 영향을 주는 수질인자를 곰소만, 근소만 구간별 조사 시기에 따라 Table 2, Table 3에 나타내었다.

    곰소만의 조사 기간 동안 수온은 23.1~26.4– (평균 25.0–) 로 나타났고, 근소만은 17.5~29.8– (평균 23.3–)로 나타났다. 바지락 성장이 왕성하여 수확이 가장 활발한 5월에 곰소만 의 수온은 23.1~24.8–, 근소만의 수온은 17.5~24.8– 로 나타 났다(NFRDI, 2014). DO의 경우 곰소만은 6.54~9.28 mg/L(평균 7.95mg/L)로 나타났고, 근소만은 6.80~9.60 mg/L(평균 8.28 mg/L) 로 나타났다. 바지락의 서식환경은 수온이 20~31–, DO가 4 mg/L 이상일 때 이상적인데, 5월에 곰소만은 이에 부합하는 조건을 가지고 있었지만, 근소만은 바지락양식장이 있는 Sector Ⅱ 의 수온이 적합조건에 못 미치고 있었다(Mulolland, 1984). 염분은 곰소만, 근소만 모두 만 안쪽에서 외해로 갈수 록 점차 높아지는 경향을 보였고, DIN과 DIP는 점차 낮아지 는 경향을 보였으며, 이를 활용하여 염분 수지와 영양염 수 지를 계산하였다. 곰소만의 5월과 8월에 만 내측인 Sector Ⅰ 은 짧은 체류시간(1.7 days)을 나타낸 반면 Sector Ⅱ 는 25.5 ~33.5 days로 긴 체류시간을 나타내었다. 근소만은 Sector Ⅰ 에서 5월과 8월에 각각 17.3 days, 73.4 days로 나타났고, Sector Ⅱ 에서 197.4 days, 276.5 days로 나타나 매우 긴 체류시 간을 보였다(Fig. 4, Fig. 5). 근소만의 체류시간은 가막만의 20.8~42.3 day(Eom et al., 2011), 마산만의 21.6~97.0 day(Hong et al., 2007), 함평만의 52.4 day(Kim and Jang, 2016)보다 훨씬 길 게 나타났다. 근소만의 체류시간이 매우 길게 나타난 것은 근소만이 반폐쇄성 만의 특성을 가지고, 유입되는 하천과 하수처리장이 없으며, 조사 시기에 비슷한 강우량과 증발량 을 보여 산정된 잔차 유동량이 적게 나타났기 때문으로 보 인다. 또한 연안역의 물질수지에 있어 해수 지하수 유출량 과 이를 통한 영양염 플럭스가 고려되어야 하지만(Eom et al., 2011), 본 연구에서는 염지하수를 고려하지 않은 한계점 이 있다.

    3.2.곰소만, 근소만의 영양염 수지

    5월 곰소만의 Sector Ⅰ 에서 DIP 부하량은 하천과 하수처 리장에서 유입되는 DIP 부하량(1.0 kg/day)보다 잔차류와 조 석혼합을 통한 유출(77.9 kg/day)과 퇴적물에서 제거되는 부 하량(22.8 kg/day)이 많아 99.7 kg/day가 축적되었다. Sector Ⅱ 는 퇴적물에서 공급되는 DIP 부하량(149.4 kg/day)이 주요 유입 원이고, 유입부하량보다 외해로 유출되는 부하량(22.7 kg/day) 이 적어 207.2 kg/day가 제거되었다. 8월에는 Sector Ⅰ 으로 하 천과 하수처리장에서 DIP부하량이 유입(9.3 kg/day)되고, 퇴적 물에서도 유입(2.6 kg/day)되었지만, Sector Ⅱ 와의 물리적순환 으로 인한 DIP 유출부하량(135.0 kg/day) 때문에 123.2 kg/day가 축적되었다. Sector Ⅱ 는 물리적 순환으로 유입되는 DIP 부하 량(135 kg/day)과 외해로 유출되는 DIP 부하량(172.7 kg/day)이 5 월에 비해 적은 차이를 보여 14.5 kg/day가 축적되었다(Fig. 6).

    근소만의 경우 5월에 Sector Ⅰ 의 주요 DIP 유입부하량은 Sector Ⅱ 와의 조석혼합으로 인한 부하량(93.4 kg/day)이였고, 총 101.3 kg/day가 제거되었다. Sector Ⅱ 또한 외해와의 교환 보다 Sector Ⅰ 과의 혼합이 활발하여 77.2 kg/day가 축적되었 다. 8월에는 Sector Ⅰ 의 주요 유입원은 퇴적물 DIP 부하량 (99.5 kg/day)이였고, 108.9 kg/day가 제거되었다. Sector Ⅱ 는 유 입 및 유출부하량이 매우 적어 4.1 kg/day가 제거되었다(Fig. 7).

    5월 곰소만 Sector Ⅰ 에서 DIN 부하량은 2,356.2 kg/day가 축적 되었다. 주요 유입원은 퇴적물에서의 용출(433.8 kg/day) 이였고, 유출원은 조석혼합에 의한 부하량(2,815.7 kg/day)이 였다. Sector Ⅱ 는 Sector Ⅰ 에서의 잔차류와 물리적 순환으로 유출되는 DIN 부하량(2,839.8 kg/day)이 주요 유입원이였고, 다음으로 담수에 의한 DIN 유입부하량(226.4 kg/day)이 많았 다. 외해와의 교환으로 인한 DIN 유출부하량은 434.2 kg/day 였으며, Sector Ⅱ 에서 총 4,996.7 kg/day가 제거되었다. 8월에 는 하천과 하수처리장에서 유입되는 DIN 부하량(132.2 kg/day) 이 Sector Ⅰ 으로 유입되는 주요 부하량이였다. Sector Ⅱ 로 잔차류와 물리적 순환으로 인한 DIN 부하량(1,335.3 kg/day)로 인해 1,086.5 kg/day가 축적되었다. Sector Ⅱ 는 Sector Ⅰ 과 조 석혼합에 의한 DIN 유입부하량(1,335.3 kg/day)이 가장 컸으 며, 다음으로 퇴적물 용출에 의한 DIN 부하량(1,118.8 kg/day) 이 많았다. 잔차류와 조석혼합으로 997.7 kg/day의 DIN 부하 량이 유출되었고, Sector Ⅱ 에서 총 1,515.8 kg/day가 제거되었 다(Fig. 8).

    근소만은 5월에 Sector Ⅰ 은 Sector Ⅱ 와 조석혼합으로 인 해 유입되는 DIN 부하량(1,217.0 kg/day)이 가장 많았고, 유출 되는 부하량이 없어 1,344.5 kg/day가 제거되었다. Sector Ⅱ 는 퇴적물에서 가장 많은 DIN 부하량(262.6 kg/day)이 유입되었 지만 Sector Ⅰ 로 유출되는 DIN 부하량(1,225.5 kg/day)이 매우 커 926.6 kg/day가 축적되었다. 8월 Sector Ⅰ 로 유입되는 가장 큰 요인은 퇴적물에서 용출되는 DIN 부하량(1,324.4 kg/day)이 였고, 총 1,463.9 kg/day가 제거 되었다. Sector Ⅱ 에서도 퇴적 물 용출이 가장 주요 DIN 유입부하량(561.5 kg/day)였으며, Sector Ⅰ 과 외해와의 교환으로 131.2 kg/day가 유출되어 총 439.4 kg/day가 제거 되었다(Fig. 9).

    곰소만의 DIP와 DIN 산정 값은 각각 금강 하구해역의 1,566~37 kg/day와 -3,015~3,549 kg/day(Kim et al., 2000), 과거 곰소만 연구의 -1,100~ -450 kg/day와 972~7,290 kg/day(Jeong et al., 2006)에 비해 좁은 범위의 값을 보였다. 금강 하구해역 의 경우 금강으로부터 직접적인 유입 영양염 flux가 많았고, 과거 곰소만 연구의 경우 추정된 염지하수 유입량을 이용하 였기 때문에, 본 연구의 결과보다 넓은 범위의 값을 나타낸 것으로 보인다.

    근소만의 DIP와 DIN 산정 값은 각각 마산만의 -965~ 558 kg/day와 -8,075~ 7,210 kg/day(Hong et al., 2007)보다 좁은 범위의 값을 보였다. 마산만은 반폐쇄성만으로 근소만과 유 사한 특성을 보이지만, 근소만보다 면적과 수심이 각각 2배 이상의 차이를 보여 본 연구의 결과보다 넓은 범위의 값을 나타낸 것으로 보인다.

    바지락은 물리적 환경에 큰 영향을 받지만, 먹이원인 식 물플랑크톤의 현존량에도 영향을 받는다(Baek et al., 2008). 곰소만과 근소만 모두 바지락 성장에 적합한 5월이 8월보다 높은 chl.a농도를 보였고, chl.a의 농도가 2~11 μg/L 사이일 때 바지락 성장에 적합하다는 연구와 일치한다(Vincenzi et al., 2006). 따라서 바지락의 먹이원인 식물플랑크톤이 풍부하여 바지락이 섭식하기 좋은 환경을 조성하고 있다. 곰소만과 근소만의 바지락 양식장이 위치한 Sector Ⅱ 에서 5월 곰소만 의 DIN, DIP 부하량은 모두 음의 값을 나타내었다. 반면 근 소만은 양의 값을 나타내었다. 이러한 결과는 곰소만이 근 소만보다 바지락 양식장에서 밀식이 진행되고 있어, 주로 생물의 섭식작용에 의해 나타난 것으로 판단된다. 5월에 퇴 적물에서 용출되는 DIN과 DIP의 값은 곰소만이 2365.0 kg/day 와 149.4 kg/day였고, 근소만이 262.6 kg/day와 17.1 kg/day로 나 타났다. 8월에는 곰소만이 1,118.8 kg/day와 21.4 kg/day, 근소 만이 561.5 kg/day와 14.0 kg/day로 나타나 근소만보다 곰소만 의 수층으로의 퇴적물 용출량이 높은 것으로 보인다.

    3.3.곰소만, 근소만의 생태계 내 순생산량(net ecosystem production: NEP)

    곰소만의 경우 5월과 8월에 -0.90~0.38 g C m-2 · day-1(평 균 0.32 g C m-2 · day-1)로 나타났다. Sector Ⅰ 은 종속영양 상태를 보였고, Sector Ⅱ 는 5월에는 독립영양 상태, 8월에는 종속영양 상태를 보였다. 곰소만 내측은 생물의 호흡이 생 산을 초과하여 외해로부터 유기물질이 유입되어야 유지 가 능한 생태계임을 나타낸다. 8월에 곰소만의 Sector 가 종속 영양 상태를 보이는 것은 유기체의 사망, 유기물질의 분해, 생물의 호흡 등 다양한 요인이 있을 수 있다. 근소만은 -0.58 ~0.58 g C m-2 · day-1(평균 0.14 g C m-2 · day-1)로 나타나 독립 영양 상태를 보였다(Table 4). 근소만 Sector 은 5월과 8월에 독립영양 상태였지만, Sector 에서는 5월에 종속영양 상태 로 나타났다. 이러한 이유는 Sector 가 Sector 보다 노출시 간이 짧고, 모래함량이 높아 바지락 서식에 적합한 환경으로 바지락 성장이 활발했기 때문으로 판단된다(Choi et al., 2016).

    본 연구의 NEP가 양의 값일 때 마산만(0.30~0.52 g C m-2 · day-1), 과거 곰소만(0.31~0.75 g C m-2 · day-1), 경기만(0.67~0.70 g C m-2 · day-1)과 유사한 범위를 보였고(Chung and Park, 1988), 전체적으로 다양한 아시아 지역의 계산 범위( 1.41 ~1.64 g C m-2 · day-1)에 포함된다(Dupra, 2000).

    4.결 론

    본 연구에서는 LOICZ 모델을 이용하여 2015년 5월과 8월 에 곰소만과 근소만의 물질수지를 산정하였다.

    물질수지 산정결과 곰소만의 체류시간은 1.7~33.5 days로 나타났고, 근소만은 17.3~276.5 days로 나타났다. 근소만의 체 류시간이 길게 나타난 것은 반폐쇄성만인 근소만으로 유입 되는 하천이 없고 조사시기의 강우량과 증발량이 비슷하여 잔차 유동량이 적게 산정되었기 때문으로 보인다. 또한 본 연구에서는 염지하수 유입량을 고려하지 않은 한계점이 있 어 추후 연구들은 이에 대한 보완이 필요할 것으로 생각된 다. 영양염 수지의 경우 바지락 성장이 활발한 5월에 바지락 양식장이 위치한 곰소만과 근소만의 Sector Ⅱ 의 DIP는 각각 207.2 kg/day와 77.2 kg/day로 나타났고, DIN은 4,996.7 kg/day 와 926.6 kg/day로 나타났다. 퇴적물에서 용출되는 DIN과 DIP 의 값은 5월에 곰소만은 2,365.0 kg/day, 149.4 kg/day였고, 근소 만은 262.6 kg/day, 17.1 kg/day로 나타났다. 8월에 곰소만은 1,118.8 kg/day, 21.4 kg/day였고, 근소만이 561.5 kg/day와 14.0 kg/day로 나타났다. 생태계 내 순생산량의 경우 곰소만은 종 속영양 상태로 나타났고, 근소만은 독립영양 상태로 나타났 다. 곰소만이 근소만보다 퇴적물에서 용출되는 영양염이 많 음에도 불구하고 이러한 차이가 나타나는 것은 곰소만에서 근소만보다 바지락 양식장이 밀집되어 있기 때문에 생물의 섭식작용이 활발히 이루어지고 있는 것으로 판단된다. 따라 서 곰소만과 근소만의 건강한 해양생태계를 유지하면서 지 속적인 바지락 생산을 위해서는 효율적이고 현실적인 모니 터링 체계를 구축하여 밀식을 저감하기 위한 지속적인 관리 가 필요할 것으로 판단된다.

    감사의 글

    이 논문은 2017년도 국립수산과학원 수산과학연구사업 (R2017056)의 지원으로 수행된 연구이며 연구비 지원에 감사 드립니다.

    Figure

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    Study area and survey sites in Gomso Bay, Korea.

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    Study area and survey sites in Geunso Bay, Korea.

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    Simple diagram of water and salt budgets (psu·m3·day-1).

    KOSOMES-23-869_F4.gif

    Salt budgets(× 106 psu·m3·day-1) in Gomso Bay.

    KOSOMES-23-869_F5.gif

    Salt budgets (× 106 psu·m3·day-1) in Geunso Bay.

    KOSOMES-23-869_F6.gif

    DIP budgets (Kg·day-1) in Gomso Bay.

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    DIP budgets (Kg·day-1) in Geunso Bay.

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    DIN budgets (Kg·day-1) in Gomso Bay.

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    DIN budgets (Kg·day-1) in Geunso Bay.

    Table

    Inflow and outflow in Gomso and Geunso Bay

    Environmental characteristics according to the monthly survey in Gomso Bay

    Environmental characteristics according to the monthly survey in Geunso Bay

    Net ecosystem production in Gomso and Geunso Bay

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