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ISSN : 2671-9940(Print)
ISSN : 2671-9924(Online)
Journal of the Korean Society of Fisheries and Ocean Technology Vol.52 No.1 pp.24-35
DOI : https://doi.org/10.3796/KSFT.2016.52.1.024

An acoustic and trawl pilot survey using a small vessel in Jinhae bay of the South Sea of South Korea

Junseong PARK1, Jeong-hoon LEE2, Kangseok HWANG2, Hyung Kee CHA2, Junsu PARK3, Myounghee KANG1
1Department of Maritime Police and Production System/Institute of Marine Industry, Gyeongsang National University, Tongyeong 53064, Korea
2Fisheries Resources Management Division, National Institute of Fisheries Science, Busan 46083, Korea
3Southeast Fisheries Research Institute, National Institute of Fisheries Science, Tongyeong 53085, Korea
mk@gnu.ac.kr, Tel: +82-55-772-9187, Fax: +82-55-772-9189
January 27, 2016 February 24, 2016 February 24, 2016

Abstract

An acoustic and trawl pilot survey using a small vessel was conducted in Jinhae bay of the South Sea of South Korea on April 13~14, May 11~13 and June 8~10, 2015. During the survey, acoustic data was collected and bottom trawls were conducted at the same time. First, various noises were eliminated by using the Park method based on the Wang method(Wang et al., 2015; Park et al., 2015), the species compositions and catch rate from each bottom trawl were observed, and spatial distribution of fishery resources in the water column and their nautical area scattering coefficient (NASC) were investigated through acoustic data. During the entire survey period, 12 orders, 33 families and 41 species were caught. The most caught species in April, May and June were Okamejei kenojei, Zoarces gilli and Pholis nebulosa, respectively. Fish schools were observed near the line of net mouth height in April. Numerous weak scatters were presented on the echograms in May and June. Many fish schools appeared in between the water surface and 20 m deep in May. The NASC value from entire water columns was the lowest in April (35.9 m2/n･mile2) and highest in June (1541.3 m2/n･mile2).

Acoustic , Bottom trawl , Small vessel , Costal survey

진해만에서 수행된 소형선박을 이용한 음향과 트롤 시험조사

박준성1, 이정훈2, 황강석2, 차형기2, 박준수3, 강명희1
1경상대학교 해양경찰시스템학과/해양산업연구소
2국립수산과학원 연근해자원과
3국립수산과학원 남동해수산연구소

초록

    National Fisheries Research and Development Institute
    R2016026

    서 론

    우리나라 남해에 위치한 진해만은 창원, 고성, 통영, 거제 등으로 둘러싸인 전형적인 반폐쇄성 내만으로, 해수의 교환이 비교적 자유롭지 못한 해역이다 (Park et al., 2012). 이러한 특성과 더불어, 주변에 위치한 마산수출자유지역 형성으로 인한 선박의 빈번한 출입과 창원 및 고성의 급격한 도시화･산업화 그리고 만 내의 양식업 등으로 인해 적조 발생이 빈번하고, 빈산소수괴가 형성되는 등 해양환경 오염이 심화된 해역이다 (Lim et al., 2007; Song et al., 2012; Lee et al., 2014). 이러한 이유로, 진해만에서 수행된 조사들은 해양환경에 관한 연구 (Kim and Lee, 1994; Kang et al., 1996; Cho et al., 2002; Hyun et al., 2003; Lee et al., 2003), 수질에 관한 연구 (Cho and Chae, 1998; Cho and Chae, 1999; Cho et al., 2004), 퇴적물 및 중금속에 관한 연구 (Yang et al., 1995; Lee and Kim, 2000; Kim et al., 2008) 등 해양환경 오염문제에 관한 연구가 주를 이루고 있다. 또한 해양생물에 관한 조사 역시, 적조 원인으로 의심되는 식물플랑크톤에 관한 연구 (Yoo et al., 2007; Hyun et al., 2011; Park et al., 2012), 오염지표종이 될 수 있는 저서동물들에 관한 연구 (Lim et al., 1992; Lim and Hong, 1994; Lim and Hong, 1996; Lim and Hong, 1997; Paik and Yun, 2000; Lim and Shin, 2005; Paik et al., 2005; Lim et al., 2007)가 대부분이다. 그러나 진해만은 여전히 국내 최대 대구 산란장으로 알려져 있으며, 먹이자원이 풍부하고 포식자로부터 은신할 수 있는 피난처들이 많아서, 다양한 어족생물들의 산란장 및 서식지의 역할을 하고 있다 (Huh et al., 2011). 그럼에도 불구하고, 진해만에서 수행된 어류자원에 관한 조사는 매우 적은 편이다.

    최근 국내 수산자원의 과학적 조사는 어구를 이용한 조사와 음향을 이용한 조사가 주로 수행되고 있으며, 어구를 이용한 조사에는 특히 트롤 어구를 많이 이용한다. 트롤 어구는 조사해역 내의 종 조성을 비교적 정확하게 파악할 수 있지만, 많은 조사 시간과 노동력이 요구되며, 샘플링 면적과 수층이 제한된다는 단점이 있다. 음향을 이용한 조사는 비교적 적은 비용과 짧은 시간 동안 많은 정보를 얻을 수 있고, 거의 전 수층에 대한 어류의 분포 정보를 얻을 수 있는 장점이 있지만, 다양한 어종이 혼재되어 있는 경우 종 식별이 어려워 수산자원량을 파악하기 힘들다는 단점이 있다 (Kang et al., 1996; Kang et al., 2003; Simmonds and MacLennan,2005). 이런 이유로, 음향과 트롤조사의 장단점을 상호보완하기 위하여 이들 조사가 동시에 수행되는 경우가 많다 (Hwang et al., 2005; Lee et al., 2014). 그러나 트롤과 음향을 동시에 이용한 조사는 건조할 때부터 선체부착형 (Hull mounted) 음향 장비와 트롤 조사를 위한 부대시설이 설비되어 있는 중대형 조사선 또는 실습선을 이용한 경우가 대부분으로, 조사 해역 또한 수심이 얕거나 육지와 가까운 연안보다는 근해 및 외해 쪽에서 조사를 하는 경우가 많다.

    평균 수심이 10~20 m인 진해만 (Soh and Choi, 2004)과 같이 수심이 얕고, 섬이 많아 해안선이 좁은 연안해역에서는 소형 조사선이나 소형 어선을 이용하여 조사를 수행하는 경우가 일반적이다. 이러한 소형선들은 상업용 어군탐지기만 장비하고 있으며, 과학적인 조사를 위한 과학어군탐지기 (이하, 과학어탐)는 대부분 설치되어 있지 않은 실정이다. 과학어탐을 부가적으로 설치하는 경우에 별도의 예인체에 부착하여 사용하거나, 고정장치를 이용하여 현측에 설치하는 것이 일반적이다. 이런 조사에서는 부득이하게 선박의 상업용 어군탐지기나 음향장비에 의한 간섭, 그리고 전기잡음이나 현측에 부착되는 송수파기의 적절하지 못한 깊이로 인해 잡음이 발생하는 사례가 많다고 할 수 있다. 잡음은 음향 데이터를 분석할 때 시각적 또는 정량적인 오차를 발생시킬 수 있다. 그러나 데이터 내에 잡음이 포함되어 있더라도 Park et al. (2015)과 Wang et al. (2015)의 방법과 같은 잡음소거법을 활용한다면 음향 데이터를 분석하는데 있어 보다 수월하고 정확하게 연구가 진행될 수 있으며, 이에 본 조사와 같은 소형선을 이용한 음향과 트롤 조사가 보다 활발하게 수행될 수 있을 것으로 생각한다.

    본 연구에서는 남해안 진해만에서 소형 조사선의 현측에 부착한 과학어탐과 소형 저층 트롤 어구를 이용하여 조사를 수행하여 수집한 트롤 자료와 음향데이터로부터 해역의 종 조성 및 어군의 공간적인 분포를 살펴보았다. 이 조사는 시범적인 조사로 데이터양을 충분히 확보하지 못하였으나, 중대형 조사선이 수행하기 어려운 육지와 가까운 연안역에서 소형선에 부착한 과학어탐과 트롤 어구를 동시에 사용하여 연안 수산자원조사에 활용될 수 있다는 점을 알리고자 한다.

    재료 및 방법

    음향 및 트롤조사

    음향 및 트롤 조사기간은 2015년 4월 13~14일, 5월 11~13일, 6월 8~10일이었으며, 우리나라 남해안 진해만의 5개 정점 (Fig. 1)에서 조사가 수행되었다. 조사에 사용된 선박은 국립수산과학원 남동해수산연구소 소속의 소형조사선인 탐구 19호 (G/T 9.8 ton)였다. 조사수행 시, 트롤 어구를 예망하는 동시에 음향데이터를 수집하였고 사용된 트롤 어구는 저층용 어구로 총 길이 20 m, 끝자루 망목은 20 mm였다. 총 12회의 투망이 있었으며, 예망 시 망고는 2~3 m였다. 예망시간은 평균 30분이었으며, 예망 시 속력은 약 2 노트였다. 소형선의 여건상 트롤윈치가 없기 때문에, 투･양망 시 소형 롤러를 이용하였다. 음향 조사에는 Simrad사의 EK60 과학어탐 (120 kHz)이 사용되었으며, 조사선의 좌현 측에 고정장치를 사용하여 부착하였다. 고정장치는 별도로 제작되었으며, 탈･부착이 가능하도록 설계 되었다.

    트롤 어획 자료 처리

    저층 트롤 어구를 이용하여 4월에는 정점 2, 3, 4, 5에서, 5월에는 정점 1, 3, 4, 5 그리고 6월에는 정점 2, 3, 4, 5에서 조사를 수행하였다. 트롤 어획물은 육상과 선상에서 체장 (cm)과 체중 (g)을 측정하였다. 육상에서는 측정판과 체중계를 이용하여 어체 측정을 하였고, 선상에서는 줄자와 간이 체중계를 이용하여 측정하였다. 4월에는 어획물이 없었던 정점 3을 제외한 모든정점의 측정 데이터를 얻었지만, 5월의 경우 정점 1의 어획 데이터 밖에 얻지 못하였다. 또한 6월에는 체중을 측정하지 못하여, 체장-체중 관계식을 이용하여 샘플의 체중을 구하였다. 체장-체중 관계는 Fishbase (Froese and Pauly, 2015)와 해수어류 중량 계산기 (Christian, 2011)를 참고하여 계산하였다. 측정된 체중을 이용하여 정점별 어종의 어획량을 구하고, 백분율로 나타내었다(Table 1).

    음향 데이터 분석

    음향 데이터를 분석하기 위해서 후처리 소프트웨어인 Echoview version 6.1을 사용하였다. 수집한 음향 데이터는 월별, 정점별로 분석하였다. 먼저 에코그램의 가로축은 시간선 (10분) 간격으로 세로축은 수심 (20 m) 간격으로 그리드를 작성하였다. 다음으로 해수면 선은 근거리 장과 링다운 (ring down) 잡음을 분석에서 제외시키기 위해, 수심 1 m에 가상의 선을 긋고 수정하여 완성시켰다. 해저선은 위의 소프트웨어 기능 중 해저를 식별하는 best bottom candidate line pick 알고리즘을 이용하였다. 이 해저선으로부터 2.5 m 수심에 망고선 (빨간색)을 작성하였다. 수집된 음향 데이터에는 다수의 잡음이 존재하였고 (Fig. 2a), 이러한 잡음은 데이터 분석에 영향을 미칠 수 있기 때문에 Wang et al. (2015)의 방법을 응용한 Park et al. (2015)의 방법을 통해 소거하였다 (Fig. 2b). 잡음을 소거하는 과정 중에는 최대 SV(Volume backscattering strength) 값과 최소 SV값을 정하여 범위 내의 값만을 남기고 나머지 값은 제외시키는 과정이 필요하다. 이때 최대와 최소 SV값을 얼마로 설정하느냐에 따라 잡음 소거의 정도가 결정된다. 최소값으로 설정된 SV값이 너무 높으면, 약한 산란체들도 같이 소거될 위험이 있고, 최대값으로 설정된 SV값이 너무 낮으면 어군이 소거될 수 있다. 따라서 적절한 SV값을 설정하는 것이 매우 중요하다. 본 연구에서는 각 에코그램마다 약한 산란체들과 어군의 SV값이 다소 차이를 보였기 때문에 월별로 대표할 수 있는 최대･최소 SV값을 찾고, 정점별로 값을 조금씩 변경해 보면서 최적의 SV값을 선별하였다. 잡음 소거 후 음향 데이터로부터 생물량을 구할 때 많이 이용되며 음향 생물량 (acoustic biomass)이라고 불리는 NASC (Nautical area scattering coefficient)값을 Comma separated value (CSV) 포맷의 파일로 추출하였다. 추출된 NASC 값은 전 수층을 대상 범위로 하였다.

    결 과

    에코그램 및 트롤결과

    다양한 잡음형태를 소거한 월별 및 정점별 에코그램은 Fig 3, 4, 5에, 트롤 어획 결과는 Table 1에 나타내었다. 에코그램에 검은 부분은 해수면선 위에 있는 데이터 샘플과 해저선 아래의 샘플, 그리고 잡음으로 간주할 수 있는 신호를 부정데이터로 정의한 샘플을 제거, 즉 no data로 설정한 것이다. 트롤 어획물들은 빨간선으로 표시된 망고선 내에서 어획된 결과이다.

    4월 조사 동안 정점 2, 3, 4, 5에서 음향 및 트롤 데이터를 수집하였으며, 정점 3 (Fig. 3c)에서는 트롤 어획물이 없었다. 정점 5 (Fig. 3a)의 에코그램에는 16시경 수심 20 m와 해저 사이에 약한 산란체들이 군집해 있는 것을 볼 수 있으며, 다소 약한 신호를 가진 어군들이 망고선 위에 분포하고 있는 것을 볼 수 있었다. 정점 4 (Fig. 3b)에는 가장 많은 수의 어군이 발견되었으며, 11시 30분 경의 신호는 트롤 어구를 양망하는 동안의 신호가 기록된 것으로 판단된다. 어군이 발견되지 않은 정점 3 (Fig. 3c)은 에코그램 전반에 걸쳐 다수의 약한 산란체들이 나타났다. 정점 2 (Fig. 3d)에서는 15시 30분과 15시 40분 경 망고 내에 어군이 있었으며, 다수의약한 산란체들도 망고 내에 존재하였다. 4월에는 약한 산란체들의 강도가 다른 조사기간에 비해 낮은 경향을 보였다 (Fig. 3).

    5월 조사 시, 정점 1, 3, 4, 5에서 음향 및 트롤 데이터를 수집하였으나, 어체 측정을 제대로 실시하지 못하여 정점 1의 어획데이터만 얻을 수 있었다. 5월의 경우 모든 정점에서 해수면과 수심 20 m 사이에 강한 신호들이 다수 발견되었다 (Fig. 4). 정점 5 (Fig. 4a)에서는 15시 45분 경에 2개의 어군이 망고선 부근에 위치해 있고 약한 산란체들이 밀집해 있는 것을 볼 수 있었으며, 정점 4 (Fig. 4b)에서는 해저에 약한 산란체들이 빽빽하게 있는 것을 관찰할 수 있었다. 정점 3 (Fig. 4c)에는 해수면과 수심 20 m 사이에 크기는 작지만 가장 많은 양의 어군이 존재하였으며, 정점 1 (Fig. 4d)에서는 13시 45분 경 크기가 매우 큰 어군이 발견되었다.

    6월에는 정점 2, 3, 4, 5에서 음향 및 트롤 데이터를 수집하였으나, 정점 2의 음향 데이터가 저장되지 못하여 누락되었다. 6월에는 약한 산란체들이 에코그램 전반에 걸쳐 커튼처럼 펼쳐져 있는 경향을 보였다 (Fig. 5). 정점 5 (Fig. 5a)에서 10시 40분 경 수심 20 m에서 대형 어군이 관측되었고, 다수의 어군이 에코그램 내에 존재하였다. 정점 4 (Fig. 5b)에는 12시경 수심 약 10 m에 대형 어군이 발견되었으며, 그 외에도 다수의 어군이 존재하였다. 또한 11시 40분에서 11시 50분 사이에 수심 10 m에 약한 산란체들이 띠를 이루고 있는 것을 볼 수 있었다. 이런 띠 모양은 정점 3 (Fig. 5c)에 더 두드러지게 나타났는데, 약한 산란체들이 수심 20 m에 에코그램 전체에 걸쳐 길고 선명하게 띠를 형성하고 있었다.

    월마다 정점별로 나눠져 있던 트롤 결과를 4, 5, 6월의 월별로 합하여, Fig. 6과 같이 원형 그래프로 나타내었다. 조사기간 동안 총 12목 33과 41종의 어획물이 있었다. 4월에 가장 어획량이 높은 종은 홍어 (50.7%)였다 (Fig. 6a). 5월에는 등가시치가 68.7%로 가장 높은 어획량을차지하였으며 (Fig. 6b), 6월에는 베도라치 (32.3%)가 가장 높은 어획량을 나타냈다. 4월에 출현했던 대구는 산란기가 지난 5, 6월에는 출현하지 않았고, 홍어만이 4월과 6월 두 달 동안 10% 이상의 어획량을 나타냈다. 4, 5, 6월 동안 모두 어획된 종은 등가시치와 주둥치였다.

    월별 NASC 값 비교

    조사기간 동안 정점별로 NASC (m2/n･mile2) 값을 추출하여 Fig. 7로 나타내었다. NASC 값의 경향을 보면 약한 산란체들의 수가 적고, 신호가 약했던 4월이 평균 35.9로 전체적으로 매우 낮은 NASC 값을 보였으며, 6월이 평균 1541.3으로 높은 값을 나타내었다. 4월에는 정점 4에서 96.3으로 가장 높았고, 5월에는 정점 3에서 2103.6으로 가장 높았다. 마지막으로 6월에는 정점 4에서 3079.9로 가장 높은 값을 나타내었다. 4, 6월에는 정점 3과 5에서 NASC 값이 낮고, 정점 4에서 높은 경향을 보이는 반면, 5월에는 반대로 정점 3과 5에서 높고 정점 4에서 낮은 경향을 나타냈다.

    고 찰

    진해만 종조성 비교

    앞서 서론에서도 언급한 것 같이 진해만에서 환경오염의 지표종이 될 수 있는 저서동물이 아닌, 수산자원에 관련된 조사의 수는 매우 적다. 그중 진해만에서 수행된 조사중 어구를 이용한 수산자원의 종 조성에 관한 연구를 Table 2에 나타내었다. 이들 조사 중에서 본 조사와 비슷한 시기에 수행된 조사는 용원 천해역 조사(Lee et al., 2000), 진해만 남서부 조사 (Huh et al., 2011), 새우조망을 이용한 조사 (Song et al., 2012)이다. 진해만의 용원 천해역에서 수행된 조사 (Lee et al., 2000)는 간조 때 수심이 1 m 내외인 매우 얕은 해역에서 망목 5 mm의 저인망을 이용하였다. 본 조사와 같은 시기인 4~6월의 종 조성을 살펴보았을 때, 9목 19과 26종의 어획물이 어획되었다. 개체수로는 4, 5월은 베도라치, 6월은 사백어가 우점하는 양상을 보였고, 생체량으로는 4, 6월은 복섬, 5월은 베도라치가 우점하였다. 진해만 남서부 조사 (Huh et al., 2011)는 통영 고성 거제 방면의 수심 5~10 m인 수역에서 12개의 정점을 설정한 뒤 RN80 어구를 이용하여 수행된 조사였다. 4~6월 동안의 어획물은 6목 14과 20종이었으며, 4월에는 조피볼락, 5월에는 풀망둑, 6월에는 문절망둑이 우점하는 양상을 보였다. Lee et al. (2000)과 Huh et al. (2011)의 조사해역이 조간대와 천해역이었기 때문에 본 조사의 종 조성과는 다소 차이가 있었다. 본 조사에 비해 종의 수가 적었으며, 출현이 거의 없던 망둑어류가 다수 출현하였다. Song et al. (2015)은 진해만 6개의 정점에서 망목 18 mm (끝자루는 10 mm)인 새우조망을 이용하여 조사를 수행하였다. 본 조사와 비슷한 시기인 4월과 6월 동안 23목 61과 89종의 매우 다양한 어획물이 있었다. 개체수에서 4월은 마루자주새우, 6월은 등가시치가 우점하였으며, 생체량으로는 4월에 홍어, 6월에 아무르 불가사리가 우점하였다. 새우조망 조사는 본 조사와 가장 비슷한 지점에서 조사를 수행하였으며, 종조성 또한 본 연구에서 출현한 41종의 어획물 중 32종이 동일하며 매우 유사한 경향을 보였다. Song et al.(2012)의 조사에는 본 조사에는 출현이 적었던 다양한 종의 불가사리, 패류 및 갑각류들이 어획되었는데, 이 것은 새우 조망이라는 어구의 특성 때문이라고 판단된다. 4~6월 동안 진해만에서 어획된 종들을 모두 종합하면 28목 75과 118종으로 매우 다양한 어종들이 서식하고 있다는 것을 알 수 있다.

    소형선에서 수집한 음향데이터의 잡음소거

    소형선을 이용하여 수행된 음향조사들을 Table 3에 나타내었다. 조사선들의 대부분 현측에 과학어탐을 부착하여 조사를 수행하였으며, Kang et al. (2008)의 연구에서는 예인체를 이용하였다. 소형선에서 얻은 음향데이터는 잡음에 노출되기 쉽다고 할 수 있다. 선행된 조사들에서도 잡음을 소거하기 위한 절차를 대부분 거쳤으나, 표층과 해저의 잡음만을 소거하거나 (Kang et al., 2008; Kim et al., 2013; Yoon et al., 2014), 잡음 소거에 대한 구체적인 언급이 없었다 (Kim et al., 2008; Lee et al., 2014). 음향 데이터는 조사를 수행할 때 대체로 많은 양을 수집하기 때문에, 많은 양의 데이터를 한 번에 처리하여 잡음을 소거할 수 있는 효율적인 방법이 필요하다. 잡음을 소거하는 방법에는 두 개의 주파수에서 얻은 음향데이터를 이용한 ΔMVBS (Mean volume backscattering strength difference) 방법 (Kang et al., 2003)이 있다. 그러나 소형선의 경우 별도의 고정장치나 예인체를 이용하여 과학어탐 조사를 수행해야 되기 때문에, 두 개의 과학어탐을 운반하여 설치할 경우 번거로움이 있어, ΔMVBS 방법을 적용하기가 곤란할 수 있다. 하지만 본 연구에서 사용한 Wang et al. (2015)과 Park et al. (2015)의 방법을 사용한다면, 단일 주파수일지라도 음향데이터에 내재된 잡음을 제거할 수 있다. 또한 이 방법은 Echoview 소프트웨어의 기능인 template의 형태로 저장할 수 있어 다른 데이터에 적용하기도 용이하다. 이들 잡음소거법은 소형선에서 얻은 음향데이터의 분석결과를 보다 정확하게 도출할 수 있도록 하기 때문에 수산자원 연구에 유용하게 활용될 수 있으리라 생각한다.

    연안에서 음향과 트롤 조사

    소형선을 이용한 음향조사들을 살펴보면, 어종식별을 위해 다양한 어구를 이용하여 어획데이터를 수집한 넷 샘플링조사와 병행하였다 (Table 3). 어구를 이용하여 얻은 어획데이터는 다수의 종이 혼재되어 있는 해역의 종 조성과 어류의 생태학적인 정보를 파악하는데 도움을 주며, 어구들 중에서 특히 트롤어구가 많이 이용되고 있다. 음향과 트롤 조사의 장점을 살려 동시에 수행된 연구로는 국내에서는 동해 남부의 멸치 어군분포특성 조사 (Kang et al., 1996), 제주도 저서어업자원 조사 (Lee and Lee, 1996), 황해 주요어족생물 분포특성 조사 (Hwang et al., 2002) 그리고 남해 저층 어군의 주･야 밀도분포 조사 (Lee et al., 2015) 등이 있고, 국외에서도 Argentine hake 자치어의 서식층 분리 및 자원량 조사에 관한 연구 (Álvarez-Colombo et al., 2014), 은상어의 분포와 이동에 관한 연구 (Andrews and Quinn, 2012), Baikalian omul의 현존량 및 생물량에 관한 연구 (Makarov et al., 2012) 등이 있다. 이와 같이 국내외에서 트롤과 음향을 이용한 조사의 가치가 높게 평가되고 있다. 비록 Kim et al. (2011)의 조사해역과 같이 어구의 운용이 제한적인 곳에서는 트롤의 사용이 어려울 수 있으나, 진해만에서는 트롤과 유사한 끌그물인 새우조망을 이용하여 조사를 수행한 바 있다(Kim et al., 2013). 새우조망선과 음향조사선을 따로 운용하고, 새우조망선이 투망할 때 음향조사선이 앞으로 이동하여 같은 침로에서 데이터를 수집하는 방법을 이용하였다. 음향 장비를 부착한 소형선에 어구를 이용할 수 없을 경우 대안으로 어선을 이용하여, 연안역에 음향과 어구를 적극적으로 이용한 연구 사례라고 할 수 있다. 한편 본 조사를 통하여 수집한 음향과 트롤의 결과를 비교해 보았을 때, 어획 결과와 망고 내의 범위에서 추출한 NASC 값 사이에 상관관계를 보이지 않았다. 이는 해저에 매우 가까이 서식하는 어족생물은 음향적으로 탐지가 어려운 점 (dead zone), 해저선 알고리즘이 해저신호가 포함되지 않도록 실제 해저보다 위쪽으로 작성되어 생물 신호를 제외시킬 수 있다는 점, 트롤 어구의 위치와 과학어탐의 탐지범위가 달라 같은 생물을 대상으로 하지 않을 수 있다는 점의 이유를 들 수 있다. 새우조망을 이용한 Kim et al. (2013)의 연구에서도 역시 이러한 결과를 보인 바 있다. Chirp신호를 사용한다면 펄스 폭이 짧아지며 그에 따라 고분해능의 데이터를 수집할 수 있으므로 해저 가까이 분포하는 어족 생물의 음향 강도 값을 보다 정확하게 추출할 수 있을 것으로 생각한다. 마지막으로 접근성이 보다 어려운 연안해역에서도 이와 같이 트롤과 음향을 동시에 이용한 연구가 활발히 진행된다면, 연안 생태계를 파악하고 관리하는데 도움을 줄 수 있을 것으로 판단한다.

    해양환경과 에코그램

    본 조사에서는 해양환경 데이터를 수집하지 못하였으나 조사기간 동안 해역의 수온을 알아보기 위해, 국립해양조사원 (KHOA, 2015)의 수온 관측 데이터를 참고하였다. 조사해역과 가장 가까운 마산 해상부이와 가덕도 관측지점의 수온 데이터를 평균하여, 조사해역의 수온을 구하였다. 4월의 수온은 12.1℃, 5월은 16.4℃ 그리고 6월은 18.5℃이었다. 수온은 식물플랑크톤의 성장요인 중 매우 중요한 요소라고 할 수 있다. 진해만은 영양염류가 풍부하고 해수의 교환이 원활하지 못하여 식물플랑크톤이 증식하기 좋은 환경을 가지고 있다(Yoo et al., 2007; Hyun et al., 2011). 4월에서 5월 사이에 4.3℃, 5월과 6월 사이에는 2.1℃의 증가는 식물플랑크톤의 증가를 초래하였다고 생각할 수 있다. 5월과 6월의 에코그램을 살펴보면 4월에는 없던 약한 산란체들이 다수 발견되었는데, 이것은 수온이 높아짐에 따라 식물플랑크톤의 증가로 기인한 것으로 판단할 수 있다. 이번 조사는 시범적인 조사로 데이터의 양이 적어 일반적인 경향 및 특징을 도출하기 어려운 부분이 있으나, 앞으로의 연구에서는 데이터의 양을 늘여서 환경자료 조사를 통한 수온 및 염분 데이터와 에코그램과의 비교를 통해 해양환경을 고려한 어류의 분포 및 행동에 관한 연구를 진행하고자 한다.

    결 론

    한국 남해의 진해만에서 소형선을 이용하여 음향과 트롤 시험 조사를 수행하였다. 음향데이터를 분석하여 해수중의 해양생물의 분포를 파악하고, 트롤 결과를 통해 조사 해역의 종 조성을 살펴보았다. 음향데이터는 내재된 잡음을 소거한 후 분석을 실시하였다. 4월에는 약한 산란체들의 강도가 다른 조사기간에 비해 낮은 경향을 보였으며, 망고 부근에 어군들이 다수 관찰되었다. 5월에 가장 많은 어군들이 해수면과 수심 20 m 사이에서 발견되었다. 5, 6월의 에코그램에서는 다수의 약한 산란체들이 발견되었는데, 평균 수온이 4월에 12.1℃에서 5월에 16.4℃로 급격한 증가를 보이는 것에 따라 식물플랑크톤으로 판단할 수 있다. 조사기간 동안 정점별로 추출된 NASC 값을 살펴보았을 때, 4월이 평균 35.9로 매우 낮은 값을 보였으며, 6월이 평균 1541.3으로 높은 값을 나타내었다. 조사기간 동안 트롤을 통해 총 12목 33과 41종의 다양한 해양생물들이 어획되었다. 특히 4월에는 홍어 (Okamejei kenojei), 5월에는 등가시치(Zoarces gilli), 6월에는 베도라치 (Pholis nebulosa)가 가장 높은 어획량을 나타내었다. 이번 음향과 트롤 조사는 시험적인 조사로서 데이터의 양이 부족하지만, 연안에서 소형선을 이용한 조사의 활용방안을 제시하기 위한 연구이며, 향후에 중대형 조사선이 조사를 수행하기 어려운 연안 가까운 해역에서 음향과 트롤을 동시에 사용하는 과학조사가 더 활발하게 수행될 수 있기를 기대한다.

    사 사

    조사에 도움을 주신 국립수산과학원 남동해수산연구소 소속 탐구 10호 및 19호 직원분들과 경상대학교 석사 박영글에게 감사를 드립니다. 이 논문은 2016년도 국립수산과학원 수산과학연구사업 (R2016026)의 지원으로 수행된 연구이며, 연구비 지원에 감사드립니다.

    Figure

    299_F1.jpg

    Study area. Five acoustic and trawl survey stations are shown. The red box in the embedded map indicates the study area that is Jinhae bay in South Korea.

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    Echograms before (a) eliminating noise and after (b) eliminating noise (Station 4, April). The red box shows the example of noise.

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    Echograms by station in April. (a): station 5, (b): station 4, (c): station 3, (d): station 2. The red line near the sea bottom indicates the net mouth height. Some fish schools were expanded for better visualization (a and d).

    299_F4.jpg

    Echograms by station in May. (a): station 5, (b): station 4, (c): station 3, (d): station 1. The red line near the sea bottom indicates the net mouth height. Some fish schools were expanded for better visualization (a and c).

    299_F5.jpg

    Echograms by station in June. (a): station 5, (b): station 4, (c): station 3. The red line near the sea bottom indicates the net mouth height. Some fish schools were expanded for bettervisualization (a and b).

    299_F6.jpg

    The pie chart of the monthly catch rate. (a): April, (b): May and (c): June.

    299_F7.jpg

    The average nautical area scattering coefficient (NASC) by station in April, May, and June. The NASC was exported from the entire water column in each station of three months. Theshapes of diamond, square, and triangle indicate the average NASC in April, May and June, respectively.

    Table

    Detailed trawl results

    Scientific studies regarding fishery resources conducted in Jinhae bay of South Korea

    Acoustic surveys used a small vessel

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