우리나라 남해 서부 해역에 위치한 진도군 해역은 동부는 남해, 남부는 제주해협과 인접한 다도해로서 그 수심은 50m내의로 말은 천해역을 이루고 있다. 이 해역은 황해저층냉수, 황해난류수, 한국 남ㆍ서 연안수, 양자강 희석수 등 계절에 따라 이들 수계의 영향을 받고 있어 이들 수계간에 형성되는 조경역의 변동이 어장 형성에 영향을 미치는 한편, 부어류의 호어장을 형성한다(Gong and Cho, 1972). 또한 년도별 계절별 해황의 변동과 황해저층냉수의 소장에 따라 갈치, 삼치, 병어 등 주요 수산자원의 풍흉에 영향을 미치는 해양 환경적 특성을 지니고 있다. (중략)
1990년 6월(月)부터 8월(月)까지 한국남해(韓國南海) 연안해역(沿岸海域)의 14개 정점(定點)에서 난자어(卵仔魚)를 수직채집(垂直採集)하여 멸치 난자어(卵仔魚)의 분포역(分布域)과 순간사망계수(瞬間死亡係數)를 분석(分析)하였다. 난(卵)과 자어(仔魚)의 분포역(分布域) 변동(變動)을 보면 6월(月)에는 발생(發生)이 진행(進行)됨에 따라 점차 남해도(南海島) 주변으로 부터 거제도(巨濟島) 동부 해역으로 분포역이 변동(變動)되는 경향을 보였으나 7월(月)과 8월(月)에는 난(卵)과 자어(仔魚)의 발생(發生)이 진행(進行)되는 동안 거제도(巨濟島) 동부해역(東部海域)에서만 분포(分布)의 중심(中心)을 이루었다. 한편 난자어의 분포와 동물성 부유생물의 분포가 일치하지 않았던 6월에는 낮은 난사망율과 높은 자어사망율을 보였으나 분포가 서로 일치하였던 7월에는 높은 난사망율과 낮은 자어 사망율을 보이므로서 동물성 부유생물의 분포가 난과 자어의 사망율에 상반되는 영향을 미치는 것으로 추정되었다.
2008년 한반도 남해동부해역에서 Cochlodinium polykrikoides 적조의 발생, 진행 및 소멸현상을 식물플랑크톤 종조성, 물리 화학적 환경요소와 기상자료를 이용하여 분석하였다. 2008년 C. polykrikoides 적조는 7월말에 조기 발생하여 저밀도로 장기간 연안해역에 집중되어 발생하였다. 7월 초부터 동해남부해역에서 발생한 냉수대의 영향으로 외해로부터 C. polykrikoides 가입이 어려웠으며, 연안 저층의 포자(cyst) 발아에 의한 적조발생 이후 약한 바람 및 가뭄으로 인한 낮은 영양염 농도로 적조가 확산 성장하지 못하고 연안해역에 제한되어 발생한 것으로 판단된다.
남해 연안해역에서 이른 여름 식물플랑크톤 군집의 분포특성을 파악하기 위해 2018년 6월말에서 7월 중순까지 11개 해역을 대상으로 실시하였다. 결과 출현한 식물플랑크톤 출현 종은 56속 105종으로 규조류가 52.4%, 와편모조류가 40.0%, 기타 편모조류가 7.6%였다. 현존량은 표층에서 5.5~593.2 cells mL-1로 변화하여, 출현종과 현존량 모두 동부해역에서 높고, 서부 해역에서 낮은 특정을 나타내었다. 식물플랑크톤 군집은 남해 금포, 여수 오천동 및 고흥 외나로도 해역을 제외하면 규조류에 지배되는 특성을 보였으며, 우점종은 여수 오천동과 완도 충도를 제외하면 중심규조 Skeletonema costatum-like species (ls)에 의해 우점되었다. 그러나 오천동 해역은 유독와편모조류 Gymnodinium catenatum에 의해 극우점되었고, 남해 금포 및 외나로도 해역은 와편모조류 Tripos fusus에 의해 12% 이상의 우점율을 나타내었다. 이른 여름 남해 연안해역의 식물플랑크톤 군집의 공간분포는 강수량 등 영양염류 공급에 크게 지배되고 있는 것으로 판단할 수 있었다.
한국 남해 동부 해역인 통영해역에 설치된 연안 수온 분석 결과, 태풍이 남해안에 상륙하기 전에 수온이 급격하게 상승한 것으로 나타났다. 수온 상승은 표층(5m)은 물론 저층(15m)까지 같이 발생하였다. NOAA 위성에서 관측한 표면수온자료 분석 결과, 태풍이 상륙하기 전 한국 남해 동부 해역의 동쪽 해역에 30℃의 수온을 가지는 해수가 존재하였다. 한국 남동해역은 대마난류에 의해 서쪽에서 동쪽으로 해류가 우세한 지역이나 위성 자료 분석 결과, 30℃의 해수는 동쪽에서 서쪽으로 이동한 것으로 나타나 태풍 상륙 전에 태풍에 의한 에크만 수송의 영향을 받은 것으로 나타났다. 또한 남해 동부 해역은 한국 동해 해역과 달리 수심이 깊지 않기 때문에 바람에 의한 연직 혼합으로 인해 전 수층의 수온이 일정하게 나타날 수 있다. 수층별 수온 상승이 같은 날에 발생하였기 때문에 저층 수온 상승은 연직 혼합에 의한 결과라 볼 수 있다. 따라서 한국 남동해역은 태풍의 접근 방향과 고수온의 형성 위치에 따라 에크만 수송에 의해 수온이 급상승할 수 있는 해역임을 알 수 있다.
여름철 남해 동부해역 해양환경 변동에 따른 식물플랑크톤 군집의 단기변동을 연구하기 위하여 5차례에 걸쳐 11개 정점에서 현장관측을 실시하였다. 식물플랑크톤 군집의 변화에 영향을 미치는 환경요인인 수온, 염분, 영양염과 엽록소 a를 수심별로 조사하였으며 투명도와 강수량 자료도 이용하여 분석하였다. 조사기간 동안 총 63속 151종의 식물플랑크톤을 동정하였다. 이 중 규조류가 37속 92종으로 가장 우점하였으며, 와편모류가 22속 52종으로 그 다음을 차지하였다. 또한, 라피도조류 3속 6종, 유글레나류 1속 1종이 출현하였다. 7월 중순은 장마로 많은 영양염이 유입되어 규조류인 Chaetoceros 속이 대량 증식하였다. 8월 초는 가뭄으로 영양염이 감소하고 강한 수온약층이 형성되면서 Chaetoceros 속의 현존량이 급격히 감소하였다. 8월 하순에는 남해 외양수의 유입으로 표 저층의 수괴가 균질해지고 투명도 수심이 증가하였으며 식물플랑크톤 군집은 와편모류가 우점으로 나타났다. 9월 초는 다시 규조류 우점군집으로 천이하였으며, 외양수 유입현상도 소멸하였다. 2006년 우리나라 하계 남동해역은 1) 여름 갈수기가 이례적으로 극심하여 빈영양 상태가 지속되고, 2) 남해외양수 유입이 약하여 C. polykrikoides 적조가 비발생 하였으며 3) 외양수 영향으로 와편모류가 출현하였으나 곧 Chaetoceros 속이 재우점 하였다.
한국연안해역 표층퇴적물중의 유기물함량 분포특성을 밝히기 위하여 1993년 2월에 총117개 정점에서 중력식 corer로 채취한 표층퇴적물 시료에 대해서 유기탄소와 질소함량, 강열감량, 화학적산소요구량, phaeopigment 및 총황화물량을 측정하였다. 표층퇴적물중 유기 탄소 및 질소함량은 각각 $0.03{\sim}5.41\%$(평균 $1.08\%$), $0.01{\sim}0.44\%$(평균 $0.18\%$) 범위였는데 진주만에서 부산항사이의 남해동부연안역에서 각각 평균 $2.18\%$와 $0.23\%$로서 한반도 주변해역중 가장 높았고 금강에서 동진강에 이르는 군산연안 해역이 각각 평균 $0.17\%$와 $0.03\%$로 가장 낮은 분포였다. 주요인 분석의 결과는 조사해역의 표층퇴적물중 유기물함량 분포특징을 잘 나타냈는데 유기물 함량 즉 부영양화의 정도에 따라 서해와 남해동부해역이 뚜렷이 구분되며 부산항과 마산만 입구에서의 높은 C/N비는 이 수역이 인근 도시의 생활하수나 산업폐수의 영향을 크게 받고 있음을 보여준다. 또한 마산만내의 표층퇴적물은 높은 황화물량을 보여 다른 해역과 뚜렷이 구분된다.
1996년 8월 1일부터 10일까지 남해 해양조사에서 얻어진 자료를 이용하여 우리나라 남해 표층의 저염화현상과 표층수 중 영양염류의 분포특성에 대해 고찰하였다. 제주도 서쪽에 위치한 313선의 05점과 제주도 남쪽에 위치한 314선의 09점에서 20.00 psu 이하의 저염수가 출현하고 있으며, 이 저염수의 핵을 중심으로 30.00 psu 이하의 저염수가 남해 동부해역을 제외한 제주도 주변 대부분의 해역들에 나타나고 있다. 이러한 저염수의 최저염분 농도는 과거 30년 동안의 평균값보다 11.78 psu 낮은 값으로서 이는 양자강 유역에서 6월과 7월에 평년보다 훨씬 많은 강수량에 의해 막대한 양의 담수가 유출되었기 때문이라고 생각된다. 또한, 이러한 저염수는 대체적으로 수심 10~20 m 상부층에 존재하고 있어서 중 저층수와는 확실히 구분되고 있다. 표층수 중 영양염류는 인산인의 경우 농도가 비교적 낮고, 해역별 차이도 매우 작았다. 그러나, 질산질소와 규산규소는 저염수가 분포하고 있는 제주도 서쪽 및 남서쪽 해역에서 비교적 높은 농도를 보이며, 특히 염분농도가 가장 낮은 정점에서 농도가 가장 높았다. 질산질소와 규산규소의 경우 보존성 성분인 염분과 역의 상관성을 보이는데, 이는 양자강 유출수와 같이 영양염류 농도가 풍부한 물이 제주도 서쪽 해역으로 이동되어 왔음을 의미한다. 그라나, 인산인이 다른 영양염류 성분과는 달리 염분의 큰 변동에도 불구하고 농도 변화가 거의 일정한 것은 해수중의 물질순환과정이 질산질소 및 규산규소와는 다름을 의미한다.
남해 동부해역에서 해수는 계절에 따라 서로 다른 수질환경 특성의 수괴들에 의해 조절되는 것으로 밝혀졌다. 홍수기인 여름철 표층수는 북한한류 기원의 동해 냉수괴 특성의 수괴-A (East Sea Cold Water), 담수의 영향이 강한 연안성 수괴-B (river-dominated coastal water), 연안 염하구성 수괴-C (coastal pseudo-estuarine water)로 구분된다. 특징적으로 높은 영양염과 엽록소 농도를 갖는 저염의 염하구성 수괴-B는 홍수기인 여름철에 해안선에서 수 십 km 떨어진 해역까지 짧은 기간 일시적으로 형성되며, 집중호우 등 몬순(monsoon)기후 특성을 갖는 우리나라 연안역에서 육지-해양간 물질 순환에 상당한 역할을 할 것으로 사료된다. 여름철 저층수는 저온-고염의 냉수인 저층 냉수괴-D(bottom cold water)가 지배적이며, 표층수의 수괴들과 비교하여 전체적으로 수온, pH, 용존 산소량은 낮은 반면, 높은 영양염 농도 특성을 갖는다. 여름철 저층 냉수괴의 높은 영양염 농도는 강한 성층과 낮은 수온으로 인하여 식물플랑크톤 번식이 제한되어 보존-축적된 결과로, 갈수기인 겨울철 영양염의 주요 공급원으로 작용한다. 갈수기인 겨울철 연구해역의 해수환경은 여름철과 다르게 대마난류수 (수괴-E)가 광범위하게 분포하며, 해안선을 따라 연안역의 좁은 범위에 대마난류수가 약간 변질된 연안성 수괴-F가 분포한다. 특히 광양만, 마산만 등의 반폐쇄성 지형의 여러 만(bay)들에 위치하는 연안성 수괴-F에서는 갈수기인 겨울철에도 낮은 수심과 느린 유속 등에 의해 기초생산력이 높으며, 이로인한 겨울철 영양염 고갈(depletion) 현상이 뚜렷하게 나타난다. 또한 남해 연안성 수괴와 대마난류 수괴사이에 연안전선이 발달하며, 이러한 전선은 직간접적으로 남해의 기초생산력을 조절하는 중요 환경요소로 작용할 것으로 예상된다. 결론적으로 연구해역은 계절적으로 다른 특성의 수괴의 수괴가 복합적으로 분포하며, 여름철의 수질환경과 일차 생태계는 크게 연안 염하구성 수괴와 저층의 냉수괴 발달 정도에 따라 변화할 것으로 예상되며, 겨울철에는 외양에서 유입되는 대마난류 수괴의 특성에 따라 지배될 것으로 분석된다. 또한 용존무기인이 잠재적 제한영양염으로 작용하는 서해 연안역과 달리 남해 연안역은 대부분 용존무기질소가 잠재적 제한영양염으로 작용하는 것으로 밝혀졌다. 이러한 제한영양염의 차이는 서해와 남해 연안역이 서로 다른 환경과 다른 생태계 구조를 갖고 있음을 지시한다.
한국 남해역에서 정기적인 해양 관측을 실시하고 있는 국립수산진흥원의 해양관측 정선이 외해쪽에만 치중되어 있어 연안수와 외해수간의 상호관계를 상세히 규명하기 어렵고 또한 해역에 따라서는 정선간의 간격이 커 복잡한 해황을 정확하게 파악하지 못하는 경우도 있다. 따라서 본 연구에서는 1986년 5월 23~25일간 부산수산대학교 실습선 402호를 이용하여 위와 같은 전선대 해역(제주도 동부 해역 부근)에서 자주 발생한다고 알려져 있는 수온역전 현상에 대해 DBT(Digital Momery Bathythermograph)를 사용하여 현장관측을 실시하여 보다 상세한 수온역전 구조와 그 발생 기구를 파악하고 부차적으로 이러한 수온역전 현상이 이 해역에 존재하고 있는 각 수괴들과 어떠한 관계가 있는가를 밝히고자 하였다. 그 결과, 총 67개 정점에서 수온역전이 출현한 정점은 39개이며, 그 출현빈도는 58.20%였다. 한정점에 수온역전 출현빈도는 한 개 층이 9개로서 13.42%, 두 개 층은 14개로서 20.80%, 세 개 층은 16개로서 23.88%로 나타났다. 수온역전은 대체로 수온약층 하의 수심인 40m 이심에서 일어났고 역전 수온 범위는 14~16$^{\circ}C$였다. 제주도 동부 해역에서 출현한 수온역전은 고온 고염의 쓰시마난류수가 저온 저염의 한국남안연안수 사이를 침투(intrusion)하여 생기는 수온역전과 저온 저염의 한국남안연안수가 고온 고염의 쓰시마난류수 사이를 침투하여 생기는 수온역전의 두 가지가 있다. 그리고 이러한 수온역전이 전선대에서 빈번히 발생함을 해양 관측을 통하여 구체적으로 밝혔다. 그리고 앞으로도 전선대에서 수온역전의 기구를 규명하여 각 수괴의 존재를 규명하는 문제로 계속적으로 연구해야 될 과제하고 생각한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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