우리나라 서남해 연안역에서 해수유동을 재현하기 위해 모든 분조를 포함하고 절점변조진폭, 위상보정인자 및 천문인수를 적용한 완전한 형태의 실조석(Real Tide)을 도입하였다. 실조석으로 해수유동을 재현한 결과, 조석의 관측치와 계산치의 상관계수는 1.0으로 진폭 및 위상의 정확도가 매우 우수하였고, U성분 및 V성분으로 구분하여 나타낸 조류는 각각 평균 0.883과 0.936의 높은 상관도를 보여 실조석으로 재현하는 것이 타당한 것으로 보였다. 그리고 잔차류의 관측치와 계산치의 차는 평균 0.006 m/s로 유의미하지 않았고, 그 진 행방향은 서로 매우 유사하였다. 그리고 본 연구의 계산결과에서 관측치와 계산치 간에 나타난 유속성분 오차는 주로 고파랑이나 폭풍을 비롯한 남풍계열의 강한 바람과 같은 기상적 요인에 의한 것이 원인으로 분석되었다. 향후 해수유동 수치모형 실험에서 하나의 변수로 작용하는 기상적 요인을 고려하고 본 연구의 실조석을 재현한다면 계산결과는 더욱 향상될 것으로 기대된다.

국립수산과학원과 지역자치단체의 적조모니터링 결과를 바탕으로 해양환경 변동이 적조발생에 미치는 영향을 규명하였다. 1972년 적조 모니터링이 시작된 이후, 1980년대에서 1990년대까지 적조 발생은 지속적으로 증가를 하였으며, 1998년 109건의 최다 적조발생 이후 2010년대까지 감소 추세를 보이고 있다. 1970년대는 대부분 규조 적조가 발생하였으며, 1980년대에는 연안성 와편모조류가 주로 적조를 일으켰으며, 1993년 이후 Cochlodinium polykrikoides 적조가 지속적으로 발생하고 있다. 우리나라에서 수산피해를 일으킨 유해 적조 생물은 3종이다. 1981년 진해만에서 Karenia mikimotoi에 의한 고밀도 적조가 발생하여 패류가 대량 폐사하였다. 1992년 통영해역에서 Karenina sp.에 의한 적조가 발생하여 양식어류를 폐사시켰으며, 1995년 C. polykrikoides 적조로 765억 원의 최대 규모의 수산피해가 발생한 이후 지속적으로 발생하고 있다. 연안해역의 영양염 농도는 1980년대에 가장 높았으며, 1990년 중반 이후 매우 감소하고 있다. 이러한 영 양염 감소는 적조발생 감소를 잘 설명해 준다. 2016년 이후 30℃이상의 여름 고수온이 나타나며 C. polykrikoides의 적조 발생 범위와 규모 는 매우 감소하였다. 2016년 K. mikimotoi 적조가 전남 장흥∼고흥 해역에 발생하였으며, C. polykrikoides 적조는 여수해역에만 발생하였다. 2017년은 C. polykrikoides 적조 발생이 없었으며, Alexandrium affine 적조가 전남 여수∼경남 통영해역까지 발생하였다. 2018년은 평년에 비해 소규모 C. polykrikoides 적조가 발생하였다. 본 연구결과 우리나라 연안의 영양염 감소와 기후변화로 인한 고수온은 적조 발생에 영향을 주는 것으로 판단된다.

본 연구에서는 한국의 동해, 서해 및 남해안에서 하계 수온의 단기적인 변화에 영향을 주는 환경 요인을 파악하기 위해 국립해 양조사원에서 제공하는 2016년 하계 조위관측소의 수온, 기온, 조위 및 바람자료를 이용하여 스펙트럼 분석을 실시하였다. Power spectrum 분석 결과, 평균조차가 100 cm 이상인 서해안(인천, 평택, 군산 및 목포)과 남해안(완도, 고흥, 여수, 통영 및 마산)에서는 수온, 조위가 동일 한 주기에서 peak가 나타났다. 반면에 서해안과 남해안에 비해 평균조차가 상대적으로 작은 동해안(묵호, 포항 및 울산)과 부산에서는 수온의 주기성이 나타나지 않았다. Coherence 분석에서 서해안과 남해안의 3개 정점(완도, 고흥, 통영)은 수온과 조위의 상관성이 높게 나타났다. 특히 완도와 통영에서 수온과 조위의 상관성은 반일주기에서 0.96으로 높았다. 여수는 조석과 담수의 유입이 수온에 영향을 주는 것으로 보인다. 한편 마산의 수온은 남풍의 바람 영향이 가장 크지만 조석과 담수의 영향도 받는 것으로 판단된다. 그리고 동해안은 조차가 작고 해류의 영향이 크기 때문에 수온에 대한 조석의 영향이 작은 것으로 사료된다. 환경 요인의 시계열그래프를 비교한 결과, 수온과 조위가 상관성이 높게 나타난 정점은 창조 시 비교적 저수온의 외해수가 유입되고 낙조 시 빠져나가는 것으로 판단된다. 일주기의 수온 변화는 조석의 영향이 크지만 전체적인 수온의 상승과 하강은 기온의 영향이 큰 것으로 보인다.

본 연구는 51년 장기(1967-2017년) 수온 관측자료와 ONI(Oceanic Niño Index)를 이용하여 El Niño와 La Niña가 한국 동해 연안용승 발생에 미치는 영향을 파악하였다. 수온의 시계열분석 결과 하계 연안용승 발생빈도가 동해남부(울기~감포) 연안에서 가장 높았다. 하계 ONI 가 2.5 이상 급감하는 연변동이 발생한 1987-1988년과 1997-1998년에 동해 전 연안역(부산~고성)의 수온이 4~7 ℃ 급상승하였다. ONI가 1.5 이상으로 El Niño가 강한 1987, 1997년과 ONI가 –0.8 이하로 La Niña가 강한 1988, 1998년 동해 연안역의 수온구조가 서로 다르게 나타 났다. El Niño가 강한 시기 연안해역의 이상 수온은 음의 값으로 비교적 차가운 냉수괴가 분포한다. 이는 수온 경계층경사(Baroclinic tilting) 가 강해 연안역의 수온 성층 형성 수심이 얕아지기 때문이다. La Niña가 강한 시기는 El Niño가 강한 시기와 반대로 이상 수온은 양의 값으 로 수온이 높게 나타났다. 또한 수온의 경계층경사가 El Niño가 강한 시기에 비해 약해 수온 성층이 El Niño가 강한 시기보다 깊은 곳에 형 성된다. El Niño가 강한 시기 얕은 수심에 수온성층이 형성되는 현상은 하계 남풍계열의 바람에 의한 연안용승이 발생할 확률을 높일 수 있다. 반대로 La Niña가 강한 시기에는 남풍계열의 바람이 지속적으로 불어도 연안용승이 발생할 확률이 작다. 왜냐하면, 수온성층이 El Niño가 강한 시기에 비해 깊은 수심에서 형성되기 때문이다.

각기 다른 해양 환경 특성을 보이는 서해, 남해, 동해, 제주 연안역을 대상으로 춘계 (5월)와 하계 (8월)에 출현한 부유성 요각류의 군집구조에 대하여 분석하였다. 봄과 여름에 출현한 부유성 요각류는 총 73종이었으며, 이 중 연안종이 28종이었다. 봄 (49종)에 비해 여름 (58종)에 출현 종이 다양하였다. 요각류 출현 개체수는 봄과 여름 Chl-a 농도가 낮게 나타난 동해연안해역에서 가장 낮았으며, 봄에 Chl-a 농도가 높게 나타난 서해연안해역에서 출현 개체수가 높게 나타났다. 그러나 여름에 제주연안해역에서 Chl-a 농도가 0.6 μg L-1으로 낮게 나타났으나, 높은 출현 개체수를 보였다. 봄에 한국 연안에서 우점적으로 출현하는 요각류는 Acartia hongi, A. ohtsukai, Paracalanus parvus s. l., Oithona similis이었다. 여름에는 이들 종 이외에 A. omorii, A. pacifica, A. steueri, Calanus sinicus, Corycaeus affinis, Corycaeus sp., Pseudodaiptomus marinus, Tortanus forcipatus이었다. Paracalanus parvus s. l.은 봄에 조사 해역에서 최우점종 또는 차우점종으로 생태적 지위를 달리하였으나, 여름에는 전 조사해역에서 최우점종으로 출현하였다. 요각류 군집특성은 수온, 염분, Chl-a 농도 등의 환경 요인에 따라 서해, 남해, 동해, 제주 4구역으로 명확하게 구분되었다.

남해 중앙부의 가막만 입구해역에 설치된 sediment trap의 와편모조 시스트 및 시스트에서 발아된 유영세포에서 국내 미기록 와편모조 시스트 9종을 관찰하였기에 형태적 특징을 고찰하였다. 미기록 와편모조 시스트는 모두 종속영양종으로 와편모조문 (Dinophyta), 와편모조강 (Dinophyceae), 페리디니움목 (Peridiniales)에 속하였다. 미기록 종은 Brigantedinium majusculum (Protoperidinium sinuosum), cyst of Diplopsalis lebourae, cyst of Protoperidinium excentricum, cyst of Pt. sp. cf. nudum, cyst of Pt. obtusum, cyst of Pt. ventricum, cyst of Protoperidinium sp.1, cyst of Protoperidinium sp.2 및 미동정된 cyst of Peridinales 등이었다.

한국 남해 연안에 출현하는 춘·하계 어류 자치어 군집의 조성과 분포 특성을 파악하기 위하여 2016년 5월부터 9월까지 남해 의 세 해역(여수, 남해, 통영)에서 RN80 네트를 이용해 매월 1회 채집하였다. 조사기간 동안 총 50개 분류군의 자치어가 채집되었고, 이 중 멸치가 전체 출현 개체수의 56.8 %로 가장 우점하였으며, 청보리멸, 청베도라치, 망둑어과 타입A, 청베도라치과, 앞동갈베도라치 등이 각각 2% 이상의 개체수비를 보여 우점하였으며, 이상 6개 분류군이 전체 출현 자치어의 87.5%를 차지하였다. ANOSIM 결과 해역 간에 자치어 조성의 유의한 차이는 없었으나, 시기적으로는 유의한 차이를 보였다. 정준대응분석 결과 이러한 자치어 군집의 시기적 변동은 주로 수온 변화에 의한 것으로 나타났다.

본 연구에서는 연안용승이 발생하는 한국 동해연안을 대상으로 용승류 발생분포와 용승유량을 파악하고자 수치실험을 실시 하였다. 여기서 연안용승이 발생한 2013년 하계의 CTD 관측자료 및 정선자료(NIFS) 에서 수온 염분 값을 모델에 적용하였다. 또한, Case 별 실험은 하계에 가장 높은 빈도를 보이는 남풍과 남서풍에 풍속의 변화(3, 6 m/s 그리고 9 m/s)를 주었다. 풍속이 강한 조건일수록 상 승류의 강도와 분포범위가 넓게 나타났다. 그리고 남서풍은 남풍에 의한 용승역의 분포와 상승유속의 강도에 비해 강하고 넓었다. 동해 안의 5개 연안에서 용승유량을 산정한 결과 포항, 영덕, 후포, 부산, 그리고 울산 순으로 나타나며 남풍에 비해 남서풍의 조건에서 용승 유량이 약 1.5배 크게 나타났다. 남서풍 9 m/s에 의한 용승역은 약 17 22 km/day의 수평적 확산 속도로 바람이 1주일 이상 지속된다면 포항 남쪽 연안에서 발생된 용승현상에 의해 발생된 냉수대는 울릉도 근해까지 확장한다.

제주 연안 저서생물(해조류, 무척추동물)의 군집구조가 저서 기질 형태에 따른 차이를 파악하기 위해 신흥해역에서 2015년 2월부터 11월까지 매월 조사되었다. 암반정점에서는 해조류 57종과 무척추동물 102종이 출현하였고, 몽돌정점 에서는 해조류 42종과 무척추동물 67종이 관찰되어 암반기질에서 저서생물의 출현종수가 높은 것으로 나타났다. 해조 류의 연평균 생물량은 암반정점에서 1,601.13 g wet wt./㎡으로 몽돌정점의 448.85 g wet wt./㎡보다 약 4배 높았다. 감태는 암반정점에서 전체 생물량의 62.64% (1,002.93 g/㎡)를 차지하는 우점종이었고, 몽돌정점에서는 넓은게발, 감태, 붉은뼈까막살, 자루바다표고, 갈래곰보가 우점하였다. 저서무척추동물의 개체수 및 생물량은 암반정점에서 각각 106.9 indivi./㎡, 871.93 g/㎡이며, 몽돌정점에서는 64.6 indivi./㎡, 984.28 g/㎡로 나타났다. 무척추동물의 생물량 우점종을 파악한 결과, 암반정점에서는 소라(36.40%), 바퀴고둥(19.18%), 보라성게(13.61%)였고, 몽돌정점에서는 거 품돌산호(54.13%)와 그물코돌산호(24.28%)로 기질에 따른 우점종의 차이를 확인하였다.

지음향 모델링은 퇴적층과 기반암의 해저 지층을 통해 전파되는 음파 특성을 예측하기 위해 사용된다. 이 연구는 동해 한국대륙주변부의 정동진 해역에서 50 m 퇴적층 심도의 4개 지음향 모델을 구성하였다. 지층 모델은 고해상 에어건 탄성파 자료, SBP 자료, 퇴적물 코어에 근거한다. P파 속도는 신호투과법에 의해 측정되었고, 압전기 트랜스듀서의 공진 중심 주파수는 1 MHz를 유지하였다. 42개 P파 속도와 41개 음감쇠 측정이 세 개 코어 퇴적물에서 수행되었다. 실제 모델링을 위해, 모델의 P파 속도는 Hamilton 방법을 이용하여 해저면 아래 현장 심도 속도로 보정하였다. 연안 지층의 이 지음향 모델은 동해 정동진 해역에서 지음향 특성의 수직/수평 변화를 반영하는 지음향/수중음향 실험을 위해 활용될 것이다.

Seagrasses, sea flowering plants, comprise approximately 60 species globally and are often called ‘ecosystem engineers’ because they create their own habitats by modifying the surrounding environments, which provide coastal zones with a number of crucial ecosystem services. Zostera marina (the common name ‘eelgrass’) is one of the seagrass beds-forming species distributed widely in northern hemisphere including the Korean coast, which plays a pivotal role in ecosystem as a primary producer and a nursery habitat or refuge for other marine organisms. However, due to global climate change and anthropogenic activities such as reclamation and dredging, there has recently been a drastic decline in population sizes of Z. marina in Korea. In order to develop effective conservation and restoration management programs of Z. marina populations, it would be helpful to consider all biological aspects of this species such as genetic characteristics as well as ecological and physiological features. This study first provides information on genetic diversity and genetic structure of Jeju Island and Namhae populations of Z. marina, which will contribute to the establishment of appropriate conservation and restoration management plans for future persistence of this species. Using six microsatellite markers, we investigated the level of genetic diversity and genetic structure among 10 geographic populations of Z. marina inhabiting Jeju Island (Hamdeok, Tokki-seom, Sungsan, Woljeong, Ojo) and Namhae (Gamak bay, Jindong bay, Nampo, Anggang bay, Geoje) on the southern coast of Korea. The level of genetic diversity within Jeju populations (mean allelic richness [AR]: 1.57 ~ 3.09) was found to be significantly lower than Namhae populations (AR: 3.09 ~ 4.29) (Mann-Whitney U-test, P < 0.05). These findings suggest that effective population sizes (Ne) of Jeju populations are generally smaller than those of Namehae populations. Within Jeju Island, Hamdeok population had the smallest population size (coverage: 138 m2) and the lowest genetic diversity (AR: 1.57), while Ojo population had the largest population size (coverage: 275,736 m2) and the greatest level of genetic diversity (AR: 3.09). Hamdeok population showed evidence of genetic bottleneck. These results again suggest that Ne of Jeju populations is generally low (except Ojo population). Among Jeju populations, all pair-wise comparisons of FST values (i.e., degree of genetic differentiation) were highly significant (FST = 0.0612 ~ 0.7168, P < 0.001) despite Jeju populations that were geographically closely located, indicating that these local populations are genetically divergent, probably due to a lack of gene flow among the populations. The observed strong population structure was substantiated by evidence that five genetic clusters are most likely, based on population assignment test (STRUCTURE). The Mantel test showed a positive relationship between genetic distance (FST) and geographic distance (km) across all the populations sampled (R2 = 0.4118, P < 0.05), suggesting that our data follow Isolation By Distance (IBD) model. Woljeong population revealed the highest level of FST values compared to other populations within Jeju Island in IBD. STRUCTURE and factorial correspondence analysis (FCA) further showed that some Woljeong individuals included genotypes of Namhae populations. Population size of Woljeong (coverage: 310m2) was approximately 50 % smaller than that of Sungsan (coverage: 841m2); however, extent of its genetic diversity (AR: 2.39) was even higher than that of Sungsan population (AR: 1.77). We speculated that Woljeong population underwent a transplantation from Namhae populations with relatively higher level of genetic diversity. FST values within Namhae populations were relatively lower (compared to within Jeju Island) despite the populations that were geographically more distant. It means that level of gene flow is higher among Namhae populations than among Jeju populations. Z. marina is known to have different life histories by water depth. In subtidal zone (deep water depth) populations predominantly undertake sexual reproduction through seeds such as annual life history, whereas those of intertidal zone (shallow water depth) undertake both sexual and asexual reproductions through horizontal rhizomes i.e., perennial life history. STRUCTURE analysis showed no clear differences between shallow and deep populations at Namhae, but some FST values were statistically significantly different despite their low values. For Geoje population sampled in 2005, intertidal and subtidal populations were not significantly different (FST = 0.0045, P = 0.033), but these populations sampled in 2015 showed a significant difference (FST = 0.0328, P < 0.001). It means that genetic structure of Geoje has been changed over the 10 year period between shallow and deep populations. Overall, the Jeju and Namehae populations analyzed in the current study have relatively low levels of genetic diversity and distinct genetic compositions, which warns the message that this ecologically important species should be conserved separately in the local populations and with high priority. We propose that future conservation and restoration plans for seagrasses should consider genetic characteristics particularly because a close relationship between genetic diversity and ecological performance in marine species has been well documented.