서 론

대형 노무라입깃해파리(Nemopilema nomurai)의 성 체는 약 1 m 이상으로, 그 무게는 최대 200 ㎏까지 성장 한다. 지구 온난화로 인해 수온이 상승하고 중국 연안에 서 발생되는 것으로 추정되는 대형 노무라입깃해파리가 다량으로 번식하여 우리나라 연근해해역으로 유입되고 있으며, 이로 인하여 수산 및 해양산업에 직·간접적으로 큰 피해가 발생하고 있다(Lee et al., 2009;Yoon et al., 2012). 일반적으로 해파리가 발생하게 되면 어획량이 줄 어들고 채집되는 어류의 선도가 저하되는 현상이 나타 나 어가에 심각한 경제적 피해가 발생하며, 해수욕을 즐기는 해수욕객이 쏘임 현상이 발생하여 사회·경제적 으로 많은 문제를 발생시킨다(Park et al., 2015).

최근, 해파리의 출현 시기가 빨라지고 소멸 시기가 늦어지면서 어장을 파괴하고, 주 어획기의 어획량을 감 소시켰다(Kim et al., 2013). 해파리로 인한 피해를 예방 하고 줄이기 위해서는 해파리의 이동 경로와 생리·생태 적인 습성 등에 대한 다양한 정보를 파악하여야 한다 (Lee at al., 2019). 그중 해파리의 분포 및 이동 경로를 파악하는 방법에는 목시조사, 항공조사, 채집 어구를 이 용한 채집조사 등이 주로 이용되고 있다. 그러나, 트롤조 사 및 목시조사에 의한 조사방법은 해파리의 분포 밀도 를 측정하기에 효과적이지만, 특정 정점에서만 조사를 진행하고, 조사 구역의 수층별 분포를 파악하기에 어려 움이 존재한다(Uye, 2008;Lee et al., 2007). 이에 비 해 음향 조사방법은 타 방법에 비하여 넓은 수역에서 전 수층에 대한 데이터를 비교적 단시간에 쉽게 수집할 수 있다. 또한, 해파리의 주요 먹이생물이 동물플랑크톤 인 점을 고려하여 동물플랑크톤의 연직일주운동과 관련 된 전 수층의 분포를 파악할 수 있다(Lee et al., 2007).

따라서, 본 연구에서는 노무라입깃해파리가 유입되는 경로로 추정되는 동중국해역과 여름철 주로 출현하는 우리나라 연근해해역에서 에코계수법에 의한 대형 해파 리의 수층별 분포를 파악하였다. 또한, 목시조사와 트롤 조사를 병행하여 조사방법별 분포 밀도를 비교하였으며 상관관계를 분석하였다.

재료 및 방법

동중국해역에서 2021년 05월 17일부터 27일까지 국 립수산과학원 소속인 탐구21호(R/V, 999G/T)를 이용하 여 조사하였고, 우리나라 연근해해역에서 2021년 06월 29일부터 07월 11일까지 탐구20호(R/V, 885G/T)를 이 용하여 음향조사를 수행하였다(Table 1). 음향조사 정점 은 Fig. 1에 나타내었다.

데이터 수집

음향조사 시스템은 탐구20호와 탐구21호 선저에 부 착되어 있는 split beam 방식의 과학어군탐지기(EK80, Simrad, Norway)의 주파수 18, 38, 70, 120, 200 kHz에 대한 음향자료를 수집하였다. 음향자료는 음향자원평가 에서 기본적으로 권고하는 펄스폭 1,024 ms, 펄스 반복 주기를 1 초로 설정하여 음향자료를 수집하였고, 음향조 사 방법과 함께 해파리의 목시조사 방법과 트롤조사 방 법을 병행하여 조사를 수행하였다. 목시조사 방법은 선 박의 좌현과 우현에서 각 10 m 간격, 총 20 m의 간격으 로 해파리의 개체수를 관찰하였으며, 트롤조사 방법은 해파리 전용 채집망을 이용하여 정해진 정점에서 30분 간 중층을 예망하여 해파리를 채집하였다.

데이터 분석

수집된 음향자료는 향후 실험실에서 음향 분석 후처 리 소프트웨어(Echoview V 8.0, Echoview Software Pty Ltd, Autralia)를 이용하여 에코그램의 잡음 제거와 해파 리의 에코신호를 추출하였고, 수집된 음향 자료에는 5개 의 주파수의 음향자료가 수집되었지만, 해파리를 식별 하는 주요 주파수인 38, 120 kHz에 대한 음향자료만 분석하였다.

음향을 이용하여 조사해역에 분포하는 노무라입깃해 파리의 밀도 분석 방법은 Echo integration 방법과 echo counting 방법으로 구분된다. 본 연구에서는 Echo counting 방법을 이용하여 분석하였고, Echo counting 방법이란 생물이 서로 흩어져 분포하는 경우, 각각의 개체어로부터 반사되는 초음파 신호는 서로 분리되어 수신되는데, 이와 같은 경우에 사용되는 방법으로 에코 그램 상에서 나타난 해파리의 에코 신호를 계수하는 방 법이다(Kim et al., 2020).

노무라입깃해파리는 개체별로 유영하고, 우산 갓 모 양의 음향 신호로 나타난다. 이와 같이 과학어군탐지기 에 탐지되는 해파리를 하나씩 계수하여 개체수를 나타내 고, 수층별에 분포하는 해파리를 파악할 수 있다(Fig. 2). Echo counting을 이용하여 탐지된 해파리를 항주 거리 에 대한 탐지 밀도는 식 (1)에 의해 계산하였고, 빔 폭과 조사선의 항주 거리를 이용하여 빔 폭 내에 탐지되는 해파리를 체적 단위로 식 (2)에 의해 계산하였다.

목시조사를 이용하여 해파리의 밀도를 분석하는 방법 은 선박의 양쪽 10 m 구간을 설정하였으며, 조사해역의 투명도를 평균하였다. 그러하여 수심 약 4 m에서 유영 하는 해파리가 탐지된 것으로 가정하였고, 조사선의 항 주 거리를 이용해 식 (3)에 의해 밀도를 계산하였다.

트롤조사는 음향조사와 밀도를 비교하기 위하여 단위 체적당 개체수로 계산하였으며, 트롤조사 방법을 이용 한 해파리의 밀도 산정 방법은 해파리 채집 어구의 망고, 망폭의 길이와 조사선의 항주 거리를 이용하여 식 (4)와 같이 밀도를 계산하였다.

결 과

동중국해역에서 조사법에 따른 개체수 비교

Echo counting 방법을 이용하여 해파리의 개체수를 파악한 결과는 수층별 분포는 Fig. 3와 같다. Fig. 3에서 대형 해파리는 전 수층에서 고르게 분포하였으나, 주로 중·저층에서 분포하였다.

과학어군탐지기의 빔 폭(7 deg.) 내에 탐지되는 대형 해파리의 분포 밀도를 Table 2에 나타내었다. 대형 해파 리는 조사해역의 서쪽 해역인 정점 6번에서 239마리로 가장 많이 탐지되었다. 대형 해파리의 분포 밀도는 조사 해역의 서쪽 부근인 정점 6번에서 30,254.9 (10^-6 ind./m³ ) 로 가장 높았다. 대형 해파리가 서식하는 수온과 염분의 범위는 12.4~19.8℃, 31.8~34.5 psu로, 그 중 13.5~15.8℃, 31.8~34.0 psu 범위에서 주로 분포하였다(Fig. 4). 대부분 해파리는 양자강 유출수의 영향을 받은 저염분 해역의 조사해역 서쪽 해역 쪽에서 많이 분포하였다.

목시조사 분포 밀도 결과를 Table 3에 나타내었다. 조사해역의 남서쪽인 정점 12번에서 609마리의 개체수 가 출현하였고, 분포 밀도는 4,025.7 (10^-6 ind./m³ )으로 가장 높았다.

조사해역의 정점별 대형 해파리의 채집량과 분포 밀도 를 Table 4에 나타내었다. 트롤조사의 결과는 조사해역의 서쪽 해역인 정점 11번에서 236 마리로 가장 많이 채집되 었고, 분포 밀도는 774.4 (10^-6 ind./m³ )으로 나타났다.

음향조사와 목시, 트롤조사를 비교하기 위하여 노무 라입깃해파리의 분포 밀도를 수평 분포로 나타내었다 (Fig. 5). 음향조사는 대부분 서쪽과 중앙해역에서 분포 하였으나, 목시조사와 트롤조사에서는 서쪽과 남쪽 부 근에서 높은 출현량을 보였다. 또한, 조사방법별 평균 밀도를 비교하였을 때, 음향조사는 목시조사에 비하여 약 12배 이상 높게 산정되었고, 트롤조사에 비해 음향조 사가 약 42배 이상 높게 산정되었다.

우리나라 연근해 해역에서 조사법에 따른 개체수 비교

음향조사에서 대형 해파리는 전 수층에서 분포하였 고, 주로 중층보다는 10-30 m와 저층 부근에서 분포하 였으나, 수심의 영향을 크게 받지 않는 것을 확인하였다 (Fig. 6).

과학어군탐지기 빔 폭(7 deg.) 내에 탐지되는 대형 해파 리의 분포 밀도를 Table 5에 나타내었다. 대형 해파리의 분포 밀도는 우리나라 남해 부근인 정점 9번에서 92,104.1 (10^-6 ind./m³ )로 높은 밀도를 나타내었다. 대형 해 파리의 서식 수온과 염분은 11.9~24.0℃, 31.8~34.5 psu 범위에서 분포였다. 또한, 대형 해파리는 우리나라 남해안 에서 비교적 높은 분포 밀도를 냈고, 분포하는 수온과 염 분은 18.4~20.7℃, 32.9~33.8 psu로 나타났다(Fig. 7).

목시조사에서는 청산도 부근인 정점 7번에서 5,056 마리로 가장 높은 출현량을 나타내었고, 분포 밀도는 보길도와 추자도 사이인 정점 6번에서 29,687.5 (10^-6 ind./m³ )로 높게 나타났다(Table 6).

트롤을 이용하여 나타낸 대형 해파리의 분포 밀도는 Table 7에 나타내었다. 트롤조사에서는 음향조사 결과 와 유사하게 남해 부근인 정점 9번에서 265 마리로 가장 많은 채집량을 보였다. 분포 밀도는 목시조사와 같은 정점 6번에서 2,330.9 (10^-6 ind./m³ )로 가장 높은 분포 밀 도를 나타내었다. 조사기간 동안 트롤조사에서 채집된 대형 해파리는 총 771 마리가 채집되었다.

음향조사와 목시, 트롤조사를 비교하기 위하여 노무 라입깃해파리의 분포 밀도를 수평 분포로 나타내었다 (Fig. 8). 음향조사에서는 조사 정점에 고르게 분포하였 지만, 제주도 인근 해역보다 우리나라 남해안에서 주로 분포하였고, 특히 고흥, 남해 그리고 거제 부근에서 높은 밀도를 나타내었다. 목시조사에서는 우리나라 남, 서해 에서 높은 밀도를 보였으며, 특히, 추자도와 청산도 부근 에서 높게 나타났다. 트롤조사는 남해안에서 높은 밀도 를 나타내었지만, 전체적으로 채집량이 적었다. 그러나, 음향조사, 목시조사 그리고 트롤조사의 결과는 유사하 게 우리나라 남해안에서 밀도가 높게 나타났고, 제주 외해에서는 낮은 밀도를 보였다.

조사방법별 대형 해파리의 분포 밀도에 대한 상관관 계는 Fig. 9에 나타내었다. 음향조사의 밀도가 높은 시기 에 목시조사와 트롤조사에서도 높은 밀도를 나타내었지 만, 목시조사와 음향조사는 매우 낮은 상관관계를 나타 냈고, 트롤조사와는 상관관계가 있지만 매우 낮은 것으 로 나타났다. 목시조사는 표층에 분포하는 해파리를 파 악할 수 있고, 해파리 전용 채집망을 이용하여 조사한 트롤조사는 중층에 분포하는 해파리를 파악할 수 있지 만, 조사방법별 날씨, 파고 등 해양환경에 영향을 많이 받으므로 서로의 탐지영역이 달라 음향조사 결과와는 낮은 상관관계가 나타났다.

고 찰

동중국해역에서 5월에 음향조사를 실시한 결과 대형 해파리는 전 수층에서 고르게 분포하였다. 과학어군탐 지기에 탐지된 대형 해파리의 총 마리수는 1,466 마리였 고, 조사해역의 서쪽과 중앙 부근에서 주로 분포하였으 며, 분포 밀도는 서쪽 부근에서 높게 나타났다. 대형 노 무라입깃해파리의 주요 분포 수온과 염분은 12.4~19. 8℃, 31.5~34.5 psu 부근에서 주로 유영하였다. 2021년 7월에 우리나라 연근해해역에서 음향조사를 수행한 결 과 대형 해파리는 전 수층에서 분포하였고, 탐지된 해파 리의 총 마리수는 5,112 마리로 약 3배 이상 개체수가 많게 탐지되었다. 또한, 5월 조사와 7월 조사의 분포 밀 도를 비교해 보았을 때, 5월의 평균 분포 밀도는 4,732.2 (10^-6 ind./m³ )로 산정되었고, 7월의 평균 분포 밀도는 15,470.6 (10^-6 ind./m³ )로, 7월에 분포하는 해파리의 밀도 가 약 3배 이상 높게 나타났으며, 우리나라 남쪽 해역과 제주도 서쪽 해역에서 주로 분포하였다. 7월에 서식하는 해파리의 수온과 염분은 11.9~24.0℃, 31.8~34.5 psu로, 7월에 서식하는 해파리의 경우 수온의 범위가 더 넓어졌 지만, 5월에 서식하는 염분의 차이는 크게 나타나지 않 았다.

Yoon et al. (2015)의 선행 연구에서 노무라입깃해파리 는 수온약층이 형성되는 10~15 m 사이에서 분포하는 것 으로 나타났다. 분포하는 층의 수온과 염분은 16.6~20. 0℃, 29.9~30.4 psu로 본 연구와 유사한 수온대에서 분포 하였다. 또한, Lee et al. (2007)의 연구에서 대형 해파리는 수온 10℃인 저수온 수층에서도 분포하는 것으로 나타난 연구가 있다. Kim et al. (2020)의 선행 연구에서는 남해 해역에서 탐지된 해파리는 대부분 수심 10 m에서 분포하 였으며, 기장 해역의 오전에는 수심 10~20 m, 오후에는 50 m 부근에서 분포하였다고 보고하였다.

Yoon et al. (2012)은 양자강 유출수가 유입되는 저염 분 해역에서 어린 노무라입깃해파리가 대량으로 발견되 었다. 그리고 Dong et al. (2015)에서는 염도 10~45까지 의 노무라입깃해파리의 생존율을 실험했으며, 초기 폴 립은 10~30의 염도에서 87~97%의 높은 생존율을 나타 내었고, 염도 45에서는 7%의 생존율을 보였다. 포도시 스트의 최적 염도 범위는 20~27.5로 실험을 실시했던 범위의 중간 염도에서 폴립이 더욱 빠르게 번식하였다. Zhang et al. (2012)는 7~26℃, 염도 29~34에서 발생 빈 도가 높았고, 특히 염도 32와 33에서 눈에 띄는 피크가 나타났다. 노무라입깃해파리는 폴립 상태일 때 낮은 염 분에서 포도시스트를 다량으로 생성하고 높은 생존율로 인해 번식하는 것으로 나타났으며 지구 온난화로 인해 수온이 상승함에 따라 염분이 낮아지는 현상으로 노무 라입깃해파리의 번식에 영향을 주는 것으로 예상된다.

노무라입깃해파리와 비슷한 보름달물해파리의 경우 Malej et al. (2007)은 보름달물해파리는 황혼 시 표층으 로 상승하고, 야간에는 저층으로 하강하는 특징을 가지 고 있고, Albert (2010)은 빛에 예민하며 맑은 날에는 표층으로 상승한다 보고하였다(Shin et al., 2019). Shoji et al. (2009)에서는 수온이 증가함에 따라 개체수가 증 가하였으며, 해파리의 풍부도는 용존산소와 음의 상관 관계를 나타내었다. 인공 해안선 부영양화의 증가와 여 름철의 저산소증 등과 같은 환경적 요인으로 인해 노무 라입깃해파리와 비슷한 요인으로 보름달물해파리의 개 체수 증가에도 영향을 미치는 것으로 나타났다.

결 론

본 연구에서는 대형 해파리의 수층별 분포와 조사 방 법별 밀도를 파악하기 위하여 우리나라 연근해해역에서 과학어군탐지기를 이용한 음향조사와 목시조사, 트롤조 사를 수행하였다. 또한, 조사해역의 해양환경을 파악하 기 위하여 CTD를 이용하여 정보를 수집하였다. 대형 해파리는 5월과 7월 모두 다양한 수심대에서 고르게 분 포하였고, 염분 31-34 pus 범위에서 주로 출현하였다. 또한, 목시조사에서 높은 출현량을 나타냈을 때, 음향조 사에서는 많이 탐지되지 않은 것으로 보아 날씨, 파고, 먹이 등에 의한 해양환경에 영향을 받아 표층으로 상승 한 것으로 보여진다. 7월에는 여름철 쿠로시오 해류로 인하여 많은 해파리가 우리나라 남부 해역에서 주로 많 이 탐지되었다. 조사방법별 밀도는 음향조사, 목시조사, 트롤조사 중 음향조사가 가장 높게 나타났고, 서로의 탐지영역이 다르고, 탐지불가영역을 보완하기 때문에 낮은 상관관계를 보였다. 이러한 연구를 바탕으로 지구 온난화로 인하여 증가하고 있는 해양생태계의 유해생물 에 대한 수층별 분포와 해역별 밀도를 파악하여야 하고, 추가적으로 영향을 미치는 해양환경에 관한 다양한 연 구가 진행되어야하며, 해양생물의 분포량을 추정하는데 기초자료로 활용될 것으로 판단된다.