서 론

우리나라 동해안에 서식하는 물레고둥 (Buccinum striatissimum)은 수심 200~500 m의 사니질 어장에 분포 하고 있다 (NFRDI, 2000 ; Okutani, 2000). 이 종은 주로 통발 어구에 어획되어 고가로 유통되므로 연안 통발 어 업인들의 중요 소득원이 되고 있다. 물레고둥의 어획에 사용되는 통발의 형태는 반구형 또는 원통형이다 (NFRDI, 2008 ; Park et al., 2007).

어업생산통계 (http://fs.fips.go.kr) 자료에 의하면 우리 나라 고둥류의 연간 어획량은 6,000~7,000 M/T이며 어 획량의 약 60%가 통발에 의해 어획되고 있다. 우리나라 동해안에서 어획되는 물레고둥의 어획량 변동에 관한 정확한 통계 자료는 없으나, 소형 개체의 보호, 가격 안 정 등의 지속적 이용 방안을 강구하기 위한 노력이 필요 하다.

일반적으로 어구와 조우하는 대상 생물의 크기는 다 양하다. 이들 생물 중에서 소형 개체의 어획을 감소시키 기 위해서는 어구가 가진 망목 선택성을 활용한다 (Mituhashi et al., 2000 ; Jeong et al., 2000 ; Kim et al., 2005 ; Harada et al., 2007 ; Millar & Fryer, 1999). 어구의 망목 크 기를 확대하면 미성숙 소형 개체는 선상에 올라오기 전 에 망목을 통하여 빠져 나가고 상품성이 있는 큰 개체는 어구 속에 남게 된다. 어구의 망목 선택성을 적절히 활 용하면 자원의 남획을 방지할 수 있고, 어획물의 선별 작업에 소요되는 시간과 노동력을 감소시키는 효과가 있다.

지금까지 통발에 대한 고둥류의 망목 선택성에 관한 연구로는 망목 크기와 정20면체에 투영된 고둥의 크기 와의 관계에 기초한 관절매물고둥 (Neptunea arthritica) 의 선택성 연구 (Nashimoto et al., 1995), 통발에 대한 세 고리물레고둥 (Buccinum opisthoplectum)의 선택성 연구 (Park et al., 2007 ; Park et al., 2013) 등이 있다.

이 연구에서는 반구형 통발에 대한 물레고둥의 망목 선택성을 조사하기 위하여 망목 크기가 다른 반구형 통 발을 제작하여 시험 조업을 수행하였으며, 어획 시험으 로부터 얻어진 통발의 망목 크기별 물레고둥의 각고 조 성에 기초하여 망목 선택성 곡선을 추정하였다.

재료 및 방법

시험 어구 및 조업 방법

이 연구에서는 동해안의 연안 통발 어선에서 고둥류 어획에 많이 이용하는 반구형 통발 (밑면 직경 58 cm, 높 이 37 cm, 중량 700 g)을 사용하였다 (Fig. 1). 시험 조업에 사용한 통발은 철봉 (직경 5 mm)으로 구성된 틀에 PE 230Td, 9~12Ply 망지를 덮어서 제작한다 (NFRDI, 2008). 이들 통발에는 직경 약 12 cm의 입구가 통발 중간 높이 의 좌우에 부착되어 있으며 고둥 등의 대상 생물을 유인 하는 미끼는 두개의 입구 사이를 연결하는 고무줄에 부 착된다. 이 연구에서는 미끼로 정어리 1~3마리를 사용 하였고, 통발의 침지시간은 약 3일로 하였다.

시험 조업에 사용한 통발의 망목 크기 (본 연구에서는 내경을 나타낸다)는 5종류 (17.1, 24.8, 35.3, 39.8, 48.3 mm)로 설정하였다. 시험 조업에 사용한 망목 크기별 통 발의 개수는 40개 내지 50개였고 각 시험에 사용한 망목 크기별 통발의 수는 동일하였다. 통발의 설치 간격은 10 m로 하였고 망목 크기 순으로 반복 배치하였다 (Jeong et al., 2000). 시험 조업은 2003년 6월과 9월 사이에 동해 안 영일만 주변 수역 (Park et al., 2004)에서 통발 어선 (5.8톤)을 용선하여 수행하였다. 동해안 어업인들은 지 역에 따라 수심은 110~350 m 수역에서 물레고둥을 어 획한다. 본 연구에서 시험 조업한 수심은 120~220 m의 범위였다. 시험 조업에서 통발에 어획된 물레고둥은 망 목 크기별로 분류하여 어항까지 운반하였다. 그리고 모 든 개체의 각고 (Shell height, l)를 디지털 켈리퍼스를 이 용하여 0.1 mm 단위로 측정하였고 체중은 디지털 저울 (CAS, SW-1)을 사용하여 1 g 단위로 측정하였다.

망목 선택성 곡선 추정법

망목 크기 m_i (i=1, 2, 3, …, k)인 통발에 각고 (shell height) 계급 ι_j (j=1, 2, 3, …, n)인 고둥의 어획 개체수 c_ij 는 식 (1)로 표현된다.

여기서 R_ij는 상대 각고로서 ι_j/m_i로 표현되며 s (R_ij)는 망 목 크기별 어획 확률을 나타내는 망목 선택성 곡선이다. 그리고 qi및 Xi는 망목 크기 m_i인 통발의 어구 효율과 어 획 노력량을 나타내며 N_j는 통발 어구와 접촉한 각고 l_j 인 고둥의 개체수이다.

이 연구에서는 통발의 망목 선택성 곡선을 나타내는 수식 s (R_ij)을 식 (2)의 Logistic 함수로 표현하였다. 여기 서 a와 b는 선택성 곡선을 결정하는 파라미터이며 시험 결과로부터 추정된다.

통발 어구를 사용한 시험 조업에서 각고 계급 ι_j인 고 둥이 망목 크기 m_i인 통발에 어획될 비율 =ψ_ij은 식 (3)으 로 표현된다. 수식에 나타낸 C_ij는 시험에 사용한 모든 통발에 어획된 각고 계급 ι_j인 고둥의 총 개체수를 나타 낸다.

각고 ι_j인 고둥이 망목 크기 m_i인 통발에 어획될 비율 은 식 (1)과 식 (3)으로부터 아래와 같이 표현된다.

식 (4)에서 분모 분자에 공통항인 N_j는 소거되고 p_j (= q_iX_i)는 망목 크기별 조우 확률 (split parameter)로서 kΣ i=1 p_j =1로 주어진다.

이 연구에서는 p_j를 다항분포에 기초하여 어획 노력 량 (통발 수)의 비율로 나타내는 경우 (p-fixed model)와 추정하는 경우 (p-estimated model)로 구분하는 SELECT (Share Each Length,s Catch Total) 모델을 적용하였다 (Millar and Walsh, 1992 ; Fujimori and Tokai, 2001 ; Park et al., 2004 ; Wileman et al., 1996 ; Yamashita et al., 2009 ; Park et al., 2011). 또한, 수식의 파라미터는 최우법 (Maximum Likelihood Method)을 사용하여 추정하였고, 식 (5) 의 대수 함수를 최대화함으로서 계산할 수 있다. 여기서 L은 우도를 나타낸다.

어장에 서식하는 고둥이 어구와 조우할 확률이 일정 하다고 가정한 모델 (p-fixed model)과 확률이 다르다고 가정한 모델 (p-estimated model) 중에서 어느 쪽 모델이

보다 적합한지를 검토하기 위하여 이 연구에서는 AIC 값을 비교하였다 (Akaike, 1974). AIC 값은 최대대수우 도를 MLL, 파라미터 수를 Q라고 하면 AIC=–MLL + 2Q로 주어지며, AIC 값이 작은 모델이 양호한 모델로 판정된다. 또한, 어구의 망목 선택성을 평가하는 지표로 서 식 (6)으로 표현되는 50%상대선택각고 R₅₀과 선택범 위 SR (=R₇₅–R₂₅)을 나타내었다 (Wileman et al., 1996 ; Miyajima et al., 2012).

결과 및 고찰

어획물 조성

시험 조업은 총 10회 수행하였고 선상에 양망된 통발 의 수는 모두 2,075개였다 (Table 1). 시험 어구에 어획된 어획물의 종류는 물레고둥 (Finely-striate buccinum, Buccinum striatissimum), 세고리물레고둥 (Constricted whelk, Buccinum opisthoplectum) 명주매물고둥 (Neptunea constricta), 물렁가시붉은새우 (Morotoge shrimp, Pandalopsis japonica), 대게 (Snow crab, Chionoecetes opilio), 굵은띠 매물고둥 (Neptunea frater), 도화새우 (Coonstripe shrimp, Pandalus hypsinotus）등이었다 (Table 2). 망목 크기가 작은 통발 (주로 망목 크기 17.1 mm)에 비유용 생물인 거미불가사리가 다소 어획되었으나, 측정은 생략하였 다. 시험 조업에 어획된 물레고둥의 각고와 체중의 관계 는 Fig. 2에 나타내었다.

망목 선택성 곡선

시험 어구에 어획된 망목 크기별 물레고둥의 각고 조 성을 Fig. 3에 나타내었다. 통발의 망목 크기에 따른 각 고 조성을 보면, 망목 크기의 증가에 따라 소형 개체의 어획이 감소하는 경향을 보였다. 또한, 망목 크기가 17.1, 24.8, 35.3 mm인 경우에는 2개의 최빈값 (mode)을 나타내나, 망목 크기가 39.8, 48.3 mm의 경우에는 1개의 최빈값을 나타내었다. 망목 크기가 가장 작은 통발 (m= 17.1 mm)에 어획된 각고 조성의 최빈값은 각각 52.5, 87.5 mm이며 그 외의 통발에서도 비슷한 위치에 최빈값 을 나타내었다.

이 연구에서는 망목 크기별 물레고둥의 각고 조성을 사용하여 선택성 곡선의 파라미터를 추정하였다. 시험 통발에 어획된 각고 ι_j인 물레고둥이 망목 크기 m_i인 통 발에 어획되는 비율 =ψ_ij을 계산하고 두 모델 (p-estimated, p-fixed)로부터 계산된 추정치 를 그림으로 나타내었다 (Fig. Fig. 4.4).

각고 조성에 기초하여 계산된 관측치 (Observed value) 와 추정치 (Expected value)를 비교하면 망목 크기 24.8 mm 통발은 각고 50 mm 이하의 범위에서, 망목 크기 48.3 mm 통발은 각고 100 mm 이상의 범위에서 관측치 와 추정치 사이에 다소 일치하지 않는 부분이 보인다. 이것은 이들 각고 범위의 어획 개체수가 적은 영향으로 생각된다. 그러나 어획 개체수가 비교적 많은 각고 범위 (50~100 mm)에서는 두 모델의 관측치와 추정치가 비 교적 잘 일치하는 것으로 나타났다.

각 모델에서 계산된 Logistic 함수의 파라미터 (a, b), 조우 확률 (p) 등을 Table 3에 나타내었다. 조우 확률 일 정 모델 (p-fixed)과 조우 확률 추정 모델 (p-estimated)의 50%상대선택각고 R₅₀는 각각 1.260 및 1.276을 나타낸다 (Table 3).

각 모델로부터 추정된 파라미터를 사용하여 선택성 곡선 Master curve 및 망목 크기별 선택 곡선을 각각 Fig. 5와 Fig. 6에 나타내었다. 통발의 망목 크기가 25, 35, 50, 60 mm로 증가함에 따른 물레고둥의 50%선택각고 (ι₅₀) 는 조우 확률 일정 모델에서는 각각 31.9, 44.7, 63.8, 76.6 mm를 나타내고 조우 확률 추정 모델에서는 각각 31.5, 44.1, 63.0, 75.6 mm를 나타낸다. 이와 같은 결과는 반구 형 통발의 망목 크기가 증가할수록 소형 개체의 물레고 둥이 통발의 망목을 통하여 쉽게 빠져나간다는 것을 의 미한다.

일반적으로 시각이 발달한 어류나 갑각류 등이 통발 에 입망한 경우, 망목을 통과할 수 있는 소형 개체는 자 력으로 유영하거나 기어서 탈출할 수 있다. 실험 수조에 서 rock crab (Cancer irroratus)이나 green crab (Carcinus meanas)을 사용한 실험 결과를 보면 통발 안에 큰 개체 가 있을 경우에는 작은 개체의 어획이 감소하는 결과를 나타내었다 (Miller and Addison, 1995). 이러한 현상은 게류의 시각에 의한 영향으로 생각되나, 고둥류의 경우 에는 시각으로 망목을 확인하여 탈출한다고 보기 어렵 다. 고둥류는 망목에 접촉한 개체 크기와 망목 크기 사 이의 상대적인 관계에 의하여 망목을 통과하며, 그러한 결과로 인하여 망목 크기가 증가할수록 소형의 개체가 쉽게 망목을 통과하는 것으로 생각된다 (Nashimoto et al., 1995).

조업 과정을 살펴보면 물레고둥이 서식하는 어장 수 심이 100 m 이상이므로 양망 중에 줄에 연결된 통발이 수중을 이동하면서 수류 등의 영향으로 흔들거릴 것으 로 생각된다. 이 경우, 통발 내부에 있는 고둥이 굴러다 니면서 통발의 망목과 접촉하는 기회가 많아지므로 망 목을 통과하는 확률은 높아질 것으로 생각된다. 금후, 고둥의 탈출 행동 등에 관한 연구를 통하여 고둥류가 통 발의 망목을 통과하여 빠져나가는 현상을 상세히 구명 할 필요가 있다.

이 연구에서 추정된 두 모델 (p-estimated, p-fixed)의 망목 선택성 곡선 중에서 어느 쪽이 보다 적합한지를 검 토하기 위하여 AIC 값을 비교하였다 (Table 3). 일반적 으로 AIC 값이 작으면 보다 적합한 모델로 평가되므로 이 연구에서는 조우 확률 p를 추정한 모델의 선택성 결 과를 채택한다. 조우 확률 추정 모델의 선택성 결과로부 터 Logistic 함수의 파라미터는 a=–16.438, b=13.044 이다.

금후 이 연구에서 얻어진 반구형 통발에 대한 물레고 둥의 선택성 결과를 자원 관리 등에 활용하는 방안의 검 토가 필요하다. 또한, 통발에 탈출구 (escape gap 또는 escape vent) 또는 격자 (grid spacing)를 부착한 통발을 사 용하여 어획시험을 수행하고 자원의 지속적 이용에 적 용하는 것이 중요하다 (Boutson et al., 2009 ; Jirapunpipat et al., 2008 ; Treble et al., 1998 ; Watanabe and Yamasaki, 2006).

결 론

어업 자원의 지속적 유효 이용을 위해서는 소형 개체 의 혼획을 감소시키고 상품성 있는 개체만을 선택적으 로 어획하는 것이 중요하다. 이 연구에서는 반구형 통발 (밑면 직경 58 cm, 높이 37 cm, 중량 700 g)에 대한 물레 고둥의 망목 선택성을 추정하기 위하여 망목 크기가 다 른 반구형 통발을 제작하여 2003년과 6월과 9월 사이에 동해안 영일만 주변 수역에서 시험 조업을 수행하였다. 시험 어구에 어획된 어종별 개체수는 물레고둥 (Finelystriate buccinum, Buccinum striatissimum) 50.9%, 세고리 물레고둥 (Constricted whelk, Buccinum opisthoplectum) 24.5%, 명주매물고둥 (Neptunea constricta) 4.6%, 물렁가 시붉은새우 (Morotoge shrimp, Pandalopsis japonica） 8.9%, 대게 (Snow crab, Chionoecetes opilio) 10.2%, 굵은 띠매물고둥 (Neptunea frater) 0.7%, 기타 (문어 포함) 0.1%로 나타났다. 이 연구에서는 반구형 통발에 대한 물 레고둥의 망목 선택성 곡선을 Logistic 함수로 표현하였 고 SELECT 모델을 적용하여 파라미터 등을 계산하였 다. 반구형 통발에 대한 물레고둥의 망목 선택성 Master curve는 s(R)=exp (13.044R–16.438)/[1 + exp (13.044R– 16.438)]로 추정되었다. 여기서 상대각고 은 통발의 망 목 크기 (m)에 대한 물레고둥의 각고 (ι)의 비율을 나타 낸다. 이와 같은 연구 결과는 망목 크기가 증가할수록 소형 개체의 물레고둥 어획량이 감소하는 것을 나타낸 다. 망목 선택성 결과로부터 50%상대선택각고는 1.260, 선택범위는 0.168로 계산되었다. 또한, 반구형 통발의 망목 크기가 25, 35, 50, 60 mm로 증가함에 따른 물레고 둥의 50%선택각고 (ι₅₀)는 각각 31.5, 44.1, 63.0, 75.6 mm 를 나타내었다. 금후, 이 연구에서 얻어진 결과가 물레 고둥 자원의 지속적 이용에 활용되기를 희망한다.