Korean Journal of Environmental Biology (환경생물)

Korean Society of Environmental Biology (한국환경생물학회)
권호 표지
DOI QR코드

DOI QR Code

Effect of Sand Extraction on Meiobenthic Community of Jangbong-do in the Eastern Yellow Sea of Korea

서해 주문도 연안 사질 조하대에서의 해사채취가 중형저서동물 군집에 미치는 영향 연구

  • 강태욱 (한국해양과학기술원 해양생태계연구부) ;
  • 민원기 (한국해양과학기술원 동해연구소) ;
  • 홍재상 (인하대학교 자연과학대학 해양과학과) ;
  • 김동성 (한국해양과학기술원 동해연구소)
  • Received : 2014.04.25
  • Accepted : 2014.06.11
  • Published : 2014.06.30
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

The objective of the study survey was to determine the effect of marine sand extraction on community composition and rate of recolonization of the meiobenthos following cessation of mining activities. Because of meiobenthic distribution in nature, high abundance, intimate association with sediments, fast reproduction, benthic larva period, sensitivity to pollution and rapid life histories, meiobenthos are widely regarded as ideal organisms to study the potential ecological indicator of natural and anthropogenic stresses. The community structure of meiobenthos was studied at seven stations within sandy tidal and sub tidal zones in Jangbongdo in the Yellow Sea, Korea from Aug. 2006 to Dec. 2007. Meiobenthic samples were collected by three core samples, with a 3.6 cm in diameter, from each sediment sample taken with a Smith-McIntyre Grab. It was found that sand mining often causes complete removal of the sediment and the damage to the habitats of meiobenthos. This study in the effect showed that sand mining resulted in a reduction in total abundance and biomass of meiobenthos in mining area. The finding of this study further showed that initial restoration of abundance and biomass within one year of the cessation of sand mining.

본 연구에서는 해사채취가 이루어지지 않았던 해역에서 해사채취에 따른 저서생태계 변화를 모니터링하였다. 인위적인 교란지역, 자연지역 등의 실험 지역을 선정하여 생태계에서의 중형저서동물이 해사채취로 인한 영향을 알아보았다. 연구는 강화도 남쪽에 위치한 장봉도 인근의 수심 20 m 내외의 주문지적에서 실시되었다. 조사지역에서의 해사채취는 2006년 10월 21일부터 2006년 12월 10일까지 $38,000m^3$의 해사를 고정식 방법으로 진행되었다. 조사 지역에서의 시료 채집은 해사채취를 이전에 조사를 실시하고, 시범채취가 시작된 이후 2~7차 조사를 실시하였다. 본 연구에서 중형저서동물은 해사채취로 인한 퇴적상의 변화로 서식밀도와 생체량이 해사채취 기간 동안 크게 감소하는 것을 알 수 있었다. 하지만 해사채취가 종료된 후에는 전체 서식밀도와 생체량 값이 채취 이전의 상태와 비슷한 값으로 다시 나타나는 것을 알 수 있었다. 중형저서동물의 군집 변화를 보면, 해사채취 지역인 정점 M에서는 2006년 10월, 11월, 2007년 1월에 각 160.8, 102.3, 67.4 inds. $10cm^{-2}$로 감소하는 경향을 보였으며, 2007년 8월, 11월, 12월에도 286.4, 231.7, 51.4 inds. $10cm^{-2}$로 동계로 가면서 감소하는 경향을 보였다. 조사 지역을 두 지역 (영향지역, 비영향지역)으로 구분을 하여 분석한 결과, 해사채취가 진행되고 있는 시기에 영향지역의 퇴적물이 해사채취로 인해 평균입도가 세립화되어졌다. 이 시기에 전체 중형저서동물의 서식밀도는 영향지역에서 2개월 전보다 급감하여 132.3 inds. $10cm^{-2}$ 값이 나타났고, 비영향지역에서는 281.5 inds. $10cm^{-2}$로 이전 조사보다 증가하였다. 이 후 2006년 11월부터는 두 지역의 퇴적물 평균 입도 차이가 $0.50{\Phi}$ 이내로 감소하고, 2007년 11월, 12월에서는 거의 차이가 없는 것으로 나타났다. 전체 중형저서동물의 서식밀도에서도 두 지역의 평균 입도 차이가 감소하는 2006년 11월부터는 큰 차이가 나타나지 않고, 그 이후의 서식밀도 역시 큰 차이는 나타나지 않았다. 하지만 CLUSTER analysis와 SIMPROF test 결과, 채취 지역과 인근 주변의 정점들과의 유의한 차이를 보이지는 않았다. 본 연구에서는 해사채취량이 지속적으로 많이 이뤄지지 않고 강한 조류의 영향으로 해사채취 웅덩이가 빠르게 메워졌고, 또한 강한 조류로 인하여 주변 생물의 가입이 빠르게 나타나 해사채취 영향이 크게 나타나지 않은 것으로 사료된다.

Keywords

References

  1. Back JW, KC Kim, SH Lee, KH Lee, DJ Lee, JH Chae and W Lee. 2009. Meiofauna Community from Sandy Sediments Near Taean in the Yellow Sea, Korea. Ocean Polar Res. 31: 199-212. https://doi.org/10.4217/OPR.2009.31.2.199
  2. Boyd SE, KM Cooper, DS Limpenny, R Kilbride, HL Rees, MP Dearnaley, J Stevenson, WJ Meadows and CD Morris. 2004. Assessment of the re-habilitation of the seabed following marine aggregate dredging. Sci. Ser. Tech. Rep. CEFAS. 65-81, 109-118, 136-153.
  3. Cho DO and HB Chang. 2003. A Study of the supply and Demand of Seasands and Management. KMI. Seoul Media Group Press, Seoul. pp.1-3, 71-72.
  4. Clark RB. 2001. Marine pollution. 5th ed. Oxford University Press, Oxford. 236pp.
  5. Clarke KR and RN Gorley. 2006. Primer v6: User manual/tutorial. Primer-e Plymouth.
  6. Dernie KM, MJ Kaiser, EA Richardson and RM Warwick. 2003. Recovery of soft sediment communities and habitats following physical disturbance. J. Exp. Mar. Biol. Ecol. 285-286: 415-434. https://doi.org/10.1016/S0022-0981(02)00541-5
  7. Dickson RR and A Lee. 1973. Gravel extraction: effects on seabed topography. Offshore Ser. 6:32-39.
  8. Flemming BW. 2000. The role of grain size, water depth and flow velocity as scaling factors controlling the size of subaqueous dunes. pp.55-60. In Marine Sandwave Dynamics, France.
  9. Folk RL and WC Ward. 1957. Brazos River Bar: A study in the significance of grain size parameters: Jour. Sed. Petrol. 27: 3-26. https://doi.org/10.1306/74D70646-2B21-11D7-8648000102C1865D
  10. Giere O. 1993. Meiobenthology: The microscopic fauna in aquatic sediments. Springer-Verlag, Berlin.
  11. Hill AS, LO Veale, D Pennington, SG Whyte, AR Brand and RG Hartnoll. 1999. Changes in Irish Sea benthos: Possible effect of 40 years of dredging. Estuar. Coast. Shelf Sci. 48: 739-750. https://doi.org/10.1006/ecss.1999.0476
  12. James WN and DB Mark. 2004. Marine Biology: An ecological approach. Person Education, Inc.
  13. Kenny AJ and HL Rees. 1994. The effects of marine gravel extraction on the macrobenthos: early post dredging recolonization. Mar. Pollut. Bull. 28:442-447. https://doi.org/10.1016/0025-326X(94)90130-9
  14. Kenny AJ and HL Rees. 1996. The effects of marine gravel extraction on the macrobenthos: Results 2 years post--dredging. Mar. Pollut. Bull. 32:615-622. https://doi.org/10.1016/0025-326X(96)00024-0
  15. Kim CS and HS Lim. 2009. Sediment dispersal and deposition due to sand mining in the coastal waters of Korea. Cont. Shelf. Res. 29:194-204. https://doi.org/10.1016/j.csr.2008.01.017
  16. Kim DS, WG Min and JH Lee. 2004. Variation of Meiobenthic Community in the Sediment of Coastal Area in Bangameori Daebudo, Korea. Korean J. Environ. Biol. 22:308-320.
  17. Kim DS, WG Min and WS Kim. 2002. Marine Meiobenthic Faunal Communities of the Sediments near Dokdo in the East Sea, Korea. Ocean Polar Res. 24:419-427. https://doi.org/10.4217/OPR.2002.24.4.419
  18. Kum BC, DH Shin, SK Jung, S Jang, ND Jang and JK Oh. 2010. Morphological Features of Bedforms and their Changes due to Marine Sand Mining in Southern Gyeonggi Bay. Ocean Polar Res. 32:337-350. https://doi.org/10.4217/OPR.2010.32.4.337
  19. Min WG, DS Kim and CI Choi. 2003. Comparison of Meiobenthic Faunal Communities in seagrass Bed and Adjacent Bare Sediment. J. Kor. Soc. Oceanogr. 8:1-13.
  20. Min WG, DS Kim and JH Lee. 2006. Community Structure and Spatial Variation of Meiobenthos Associated with an Artificial Structure. J. Kor. Fish. Soc. 39:223-230.
  21. MOF(Ministry of Oceans and Fisheries). 2007. A Study on Environment- Friendly Management Plan of Sand Excavation (III). 513:275-292.
  22. Newell RC, LJ Seiderer and DR Hitchcock. 1998. The impact of dredging works in coastal waters: A review of the sensitivity to disturbance and subsequent recovery of biological resources on the sea bed. Oceanogr. Mar. Biol. 36:127-178.
  23. Newell RC, LJ Seiderer, NM Simpson and JE Robinson. 2002. Impact of marine aggregate dredging and overboard screening on benthic biological resources in the central North Sea: Production Licence Area 408. Coal Pit. Marine Ecological Surveys Limited. Technical Report No. ER1/4/02 to the British Marine Aggregate Producers Association (BMAPA).72.
  24. Newell RC, LJ Seiderer, NM Simpson and JE Robinson. 2004. Impacts of marine aggregate dredging on benthic macrofauna off the south coast of the UK. J. Coast. Res. 20:115-125.
  25. Robert B. 2001. An improved protocol for separating meiofauna from sediments using colloidal silica sols. Mar. Ecol. Prog. Ser. 214:161-165. https://doi.org/10.3354/meps214161
  26. Sandulli R and M de Nicola. 1990. Pollution effects on the structure of meiofaunal communities in the bay of Naples. Mar. Pollut. Bull. 21:144-153. https://doi.org/10.1016/0025-326X(90)90550-R
  27. Sandulli R and M de Nicola. 1991. Responses of Meiobenthic Communities Along a Gradient of Sewage Pollution. Mar. Pollut. Bull. 22:463-467. https://doi.org/10.1016/0025-326X(91)90217-G
  28. Sarda R, S Pinedo, A Gremaare and S Taboada. 2000. Changes in the dunamics of shallow sandy-bottom assemblages due to sand extraction in the Catalan Western Mediterranean Sea. ICES J. Mar. Sci. 57:1446-1453. https://doi.org/10.1006/jmsc.2000.0922
  29. Shirayama Y. 1983. Size structure of deep-sea meio- and macrobenthos on the western Pacific. Int. Rev. der Ges. Hydrobiol. 68:799-810. https://doi.org/10.1002/iroh.3510680605
  30. Simonini R, I Ansaloni, AM Bonvicini Pagliai, F Cavallini, M Iotti, M Mauri, G Montanari, M Preti, A Rinaldi and D Prevedelli. 2005. The effects of sand extraction on the macrobenthos of a relict sands area (northern Adriatic Sea): results 12 months post-extraction. Mar. Pollut. Bull. 50:768-777. https://doi.org/10.1016/j.marpolbul.2005.02.009
  31. Van Dalfsen JA, K Essink, H Toxving Madsen, J Birklund, J Romero and M Manzanera. 2000. Differential reponse of macrozoobenthos to marine sand extraction in the North Sea and Western Mediterranean. ICES J. Mar. Sci. 57:1439-1445. https://doi.org/10.1006/jmsc.2000.0919
  32. van dalfsen JA and K Essink. 2001. Benthic community response to sand dredging and shoreface nourishment in Dutch coastal waters. Senck. Marit. 31:329-332. https://doi.org/10.1007/BF03043041
  33. Van Der Veer HW, MJN Bergman and JJ Beukema. 1985. Dredging activities in the Dutch Wadden Sea: Effects on macrobenthic infauna. Neth. J. Sea. Res. 19:183-190. https://doi.org/10.1016/0077-7579(85)90022-5