본 연구는 패류양식업이 밀집한 남해 강진만 해역에서 수하식 및 살포식 양식해역과 비양식해역을 구분하여 양식활동으로 인한 유기물 축적과 저서다모류군집 변화를 파악하고, 어장환경평가 기법을 활용하여 건강도를 평가하고자 수행되었다. 남해 강진만 해역의 평균 입도, 수온, 염분농도, 총유기탄소 등의 시·공간 분포는 정점간에 큰 차이가 없었던 반면, 출현 종수, 개체밀도와 종다양도 등은 살포식 양식 해역의 정점이 다른 해역의 정점과 비교해 상대적으로 낮은 경향을 보였다. 한편 집괴분석과 주요좌표분석 결과에서도 살포식 양식해역 정 점의 저서다모류군집이 나머지 정점의 군집과 뚜렷하게 구분되었다. 수하식 양식해역의 정점과 비양식해역 정점에서는 오염지시종인 Scolectoma longifolia와 Sigambra tentaculata가 우점종으로 출현하였으나, 수심과 해수 유통 등의 물리적인 요인에 의한 영향을 받는 일부 정점 을 제외하면 점유율이 높지 않았다. 강진만 해역의 저서생태계 건강도는 1~2등급으로 양호한 상태였다. 그러나, 다모류군집구조의 시·공간 분 포와 저서생태계 건강도지수를 고려하면 살포식 양식해역의 퇴적환경은 양식으로 인한 물리적인 교란에 영향을 받는 것으로 보여진다.

집약적이고 장기적인 양식어업 활동은 많은 양의 유기물을 발생시켜 퇴적환경과 생태계를 악화시켜왔다. 정부에서는 양식어장 의 환경 보전과 관리를 위해서 어장관리법을 제정하였고 이를 근거로 2014년부터 어류 가두리 양식장에 대한 어장환경평가가 실시되었 다. 따라서 어장환경평가를 위해 국내 환경에 적합한 과학적이고 객관적인 평가방법의 개발이 필요하였다. 이를 위해 저서다모류 군집과 양식장의 주 오염원인 유기물의 관계를 이용한 저서생태계 건강도지수(BHI)를 개발하였고, 본 연구에서는 저서생태계 건강도지수의 개발 과정과 계산방법을 소개하고자 한다. 저서생태계 건강도지수는 국내 연안역과 양식장에서 출현한 225종의 다모류를 대상으로 퇴적물 내 총유기탄소량의 농도 구배와 종별 분포특성을 연관지어 4개의 그룹을 나누고, 각 그룹에 가중치를 부여하는 방식으로 계산된다. 저서생 태계 건강도지수를 이용하여 저서동물군집을 4개의 생태등급(Grade 1: Nomal, Grade 2: Slightly polluted, Grade 3: Moderately polluted, Grade 4: Heavily polluted)으로 나누었다. 개발된 지수를 현장에 적용한 결과, 기존의 평가방법인 다양도 지수나 국외에서 개발된 AMBI와 비교해 보 다 정확하고 계절의 영향을 적게 받아 우리나라 환경을 평가하기에 효과적인 것으로 판단된다. 또한 저서생태계 건강도지수를 사용하면 어장환경을 정량화된 수치에 따라 등급화 할 수 있어 양식장 환경관리에 효율적으로 활용할 수 있을 것이다.

양식장 환경관리를 위하여 여러 나라에서 양식장 환경관리시스템을 구축하고 있으며, 어장환경평가가 그중 하나이다. 2013년에 개정된 국내 어장관리법에는 어류가두리양식장 면허를 연장할 때 어장환경평가를 받도록 명시되어 있다. 어장환경평가는 과학적 분석을 통한 평가를 바탕으로 양식장 환경 개선 조치를 실행하여, 지속 가능한 어업생산 조성, 어장 생산력 증가, 어업인의 소득 증가를 목적으로 한다. 어장환경평가의 평가지표는 저서다모류 군집을 기초로 한 생물지수인 저서동물지수(BHI)와 총유기탄소량(TOC)이며, 두 항목을 점 수화하여 단일등급으로 산출하여 평가에 사용한다. 본 연구는 어장환경평가지표인 BHI와 TOC의 선정 과정과 산출된 평가 등급의 생태학 적 의미를 설명한다.

우리나라의 수산 양식의 대부분이 이루어지는 연안과 내만에 최근 빈번한 고수온 현상으로 매년 막대한 양식 피해가 발생하고 있다. 2018년~2021년의 최근 4년간의 7월은 이례적인 고수온, 장마, 태풍 등에 의해 1990년 이후 수온의 연별 변동성이 1994년~1997년에 이 어 두 번째로 크게 나타났다. 동·서·남해의 대표적인 고수온 양식피해 우심해역(천수만, 가막만, 구룡포)에 대한 열속과 열수지 분석을 통 해 여름철 천수만과 가막만의 고수온 발생은 주로 대기로부터 해수면을 통한 열유입에 의한 것임을 확인하였다. 벌크식으로 계산한 순열 속과 수온변화로부터 계산한 해양 열 저장률로부터 4년간(2018년~2021년)의 7월 평균 해양 열 수송률을 추산한 결과, 서산 창리는 순열속 의 13.5 %, 여수 신월은 순열속의 62.3 %가 외부로 유출되는 것으로 계산되었다, 구룡포 하정은 순열속의 22.2 %가 평균적으로 외부로 유출 되는 것으로 평가되었으나, 냉수대 발생 유무에 따라 연도별로 해양 열 수송률이 순열속의 -174.5 %에서 132.5 %까지 큰 차이를 보였다.

본 연구에서는 어장환경평가가 수행된 어류가두리 양식장의 조사 결과 중 일부를 대상으로 저서동물지수(Benthic Health Index, BHI)를 이용하여 양식장의 건강도를 평가하였으며, 평가 결과로 산출된 각 등급의 양식장 환경 특성을 파악하였다. 평가대상 어류가두리 양식장은 동해, 서해, 남해에 위치한 43개 양식장으로, BHI 1등급은 8개 양식장, 2등급은 4개 양식장, 3등급은 12개 양식장, 4등급은 19개 양식장이 포함되었다. 1등급 어류가두리양식장은 사질 퇴적상, 양식강도가 낮은 양식장이 포함되었으며, 2등급 어류가두리양식장은 해수 유통이 원활한 해역에 위치한 양식장이 속하였다. 3, 4등급이 속한 어류가두리양식장은 높은 강도로 양식 활동이 진행되고 있는 대다수의 양식장이 포함되었다. 3등급과 4등급의 양식장은 총유기탄소는 큰 차이가 없었으나, 다모류 군집분석의 결과는 4등급의 양식장에서의 유 기물 농축이 더 높은 것으로 나타났다.

본 연구는 울산광역시의 태화강을 포함한 하구역에 서식하는 대형저서동물의 군집구조를 파악하기 위하여 2012년 2월부터 동년 11월까지 총 4회에 걸쳐 현장조사를 실시하였다. 태화강 하구역에서는 총 176종/9.6㎡ 과 1,992개체/㎡ 의 대형저서동물이 출현하였고, 가장 우점한 동물군은 다모류로 출현 종수와 평균 서식밀도는 각각 91종과 1,463개체/㎡ 이었다. 태화강 하구역의 주요 우점종은 다모류의 Minuspio japonica(609±1,221개체/㎡ ), 참갯지렁이(Hediste japonica, 174±318개체/㎡ ), Tharyx sp.1(106±283개체/㎡ ), 긴자락송곳갯지렁이(Lumbrineris longifolia, 79±207개체/㎡ ), 이매패류의 아기반투명조개(Theora fragilis, 114±272개체/㎡ ) 및 단각류의 발성육질꼬리옆새우(Grandidierella japonica, 88±223개체/㎡ )등이었다. 출현 종과 개체수의 자료를 근거로 대형저서동물의 군집구조를 파악한 결과, 대형저서동물 군집은 크게 3개로 구분되었다. 그룹 Ⅰ (조립질 퇴적물)과 Ⅲ (세립질 퇴적물)은 각각 담수 및 해수우세 환경의 군집으로, 그룹 Ⅱ (혼합질 퇴적물)는 2개 환경이 혼합되는 추이대로 고려할 수 있었다. 결국 태화강 하구역에 서식하는 대형저서동물 군집은 염분농도의 구배와 퇴적상에 따라 구조를 달리함을 알 수 있었다.

본 연구는 거제한산만에 서식하는 대형저서동물의 군집구조와 건강도를 평가하는데 목적이 있다. 대형저서동물의 채집을 위한 현장조사는 2013년 5월(이하 춘계)과 8월(이하 하계)에 실시하였다. 거제한산만에서는 총 300종 7.6 m-2과 75,760개체(1,994개체 m-2)의 대형저서동물이 출현하였고, 다모류가 110종과 49,955개체(1,315개체 m-2)의 밀도를 나타내 가장 우점하는 생물이었다. 거제한산만의 주요 우점종은 다모류의 긴자락송곳갯지렁이(Lumbrineris longifolia, 299±164개체 m-2), Aphelochaeta monilaris(100±57개체 m-2), 이매패류의 종밋(Musculista senhousia, 91±96개체 m-2) 및 다모류의 꼬리대나무갯지렁이(Praxillella affinis, 80±696개체 m-2)등이었다. 출현 종과 개체수의 자료를 근거로 대형저서동물의 군집구조를 파악한 결과, 대형저서동물 군집은 크게 내만역(산달도 인근 양식어장) 정점군과 수로역(한산도에서 추봉도 해역) 정점군으로 대별되었다. 거제한산만의 건강도를 평가한 결과, 수로역의 정점군과 비교해 내만역에 위치한 산달도 인근 양식어장 정점군에서 환경질이 상대적으로 불량하였다. 또한 3개의 생물 평가지수(다양도 지수, M-AMBI 지수 및 환경보전도지수)는 AMBI 지수와 비교해 상대적으로 효율적인 지수임을 알 수 있었다.

본 연구는 가로림만에 서식하는 대형저서동물의 군집구조와 건강도를 평가하는데 목적이 있다. 대형저서동물의 채집을 위한 현장조사는 2012년 5월(이하 춘계)와 7월(이하 하계)에 실시하였다. 가로림만에서는 총 247종 4.4 m-2과 35,745개체(1,625개체 m-2)의 대형저서동물이 출현하였고, 다모류가 120종과 27,310개체(1,241개체 m-2)의 밀도를 나타내 가장 우점하는 생물이었다. 가로림만의 주요 우점종은 다모류의 작은사슴갯지렁이(Ampharete arctica), 긴자락송곳갯지렁이(Lumbrineris longifolia), Mediomastus californiensis 및 Euclymene oerstedi등이었다. 출현 종과 개체수의 자료를 근거로 대형저서동물의 군집구조를 파악한 결과, 대형저서동물 군집은 크게 3개로 구별되었고, 조립질 퇴적물(그룹 1과 2)과 혼합 및 세립질 퇴적물(그룹 3)이 우세한 정점군으로 나뉘었다. 가로림만의 건강도를 평가한 결과, BPI지수는 춘계와 하계에 공통적으로 가장 양호한 상태(high status; normal)를 나타낸 반면, AMBI지수는 양호한 상태(good status; slightly polluted)를 반영하고 있었다. 따라서 가로림만의 건강도는 양호한 상태를 나타내는 것으로 판단할 수 있었다.

지금까지 연안 양식장의 지속적인 생산 및 체계적인 관리를 위해 어장환경용량 산정 및 활용에 관하여 많은 연구가 선행되어 왔다. 그러나, 생태학적 부하를 고려한 지속적 적정 생산을 위해서는 4가지 계층구조(물리적 수용능력, 생산 수용능력, 생태학적 수용능력 및 사회적 수용능력)에 의한 어장환경용량 산정 개념을 활용할 수 있다. 생태학적 수용 능력 산정의 경우, 환경과 패류 양식의 상호작용에 관한 좀 더 전체적인 접근이 필요하여 아직까지 모델 개발은 초기 단계에 있으므로, 이에 대한 대안접근으로 패류양식장이 해양생태계의 가능을 어떻게 변화시킬 수 있는지 패류양식장의 생태적 효율을 평가할 수 있는 생태지표의 필요성이 대두되었다. 현재 거제한산만 굴양식장의 정화율 생태지표는 0.331, 여과압 생태지표는 0.203으로 계산되었으며, 이는 연안 생태계에 부하를 주지 않는 생태학적 수용 능력인 0.05를 초과하고 있음을 나타내었다. 본 연구에서는 생태학적 수용 능력의 개념에 근거한 생태지표를 거제한산만에 적용하여, 현재의 굴 양식장의 개발 수준이 어느 정도인지를 평가하여 지속적인 생산과 효과적인 양식어장 관리 지침으로 활용하는 방안을 마련하고자 하였다.

울산만의 육상기인 오염부하에 대한 해역수질의 응답특성을 조사하고 만내 수질관리에 활용하기 위하여 해양생태계모델링 연구를 수행하였다. 생태계모텔에 의해 계산된 울산만의 수질은 만 내측에서 COD 농도 2.8mg/L로 해양수질 III등급 수준으로 나타났다. 계산결과 울산만 전체 해역의 수질을 II등급으로 개선하기 위해서는 육상부하를 약 30% 이상 삭감해야 하며, COD 농도 1.0mg/L이하의 수질이 되기 위해서는 전체 육상부하의 70% 이상을 삭감해야 하는 것으로 나타났다. 해역수질 II등급을 유지하기 위하여 삭감해야 할 오염부하량은 약 3,083kgCOD/day, 이 때의 환경용량은 약 7,193kgCOD/day로 계산되었다. 태화강 하구역은 식물플랑크톤 대증식(Bloom)이 상습적으로 발생하는 해역이므로 식물플랑크톤에 의한 자생유기물 부하를 감소시키기 위해서는 유가물 삭감 이외에도 영양염의 제어가 필요한 것으로 나타났다.

It has been considered that fishing areas for shrimp beam trawl have been in ruin because Korean local governments have permitted trawling into the areas limited by the fisheries local regulations from 1994. Physical and biological effects of the trawling were investigated in the study. Physical effects were investigated by optical methods such as trawling tracking by side scan sonar and comparing the gear both before and after trawling. Biological aspects were investigated by grab sampling of benthic animals, concentration of trace metals in sediment and a flux evaluation of NH4+, PO4-, and SiO2 by coring. The fishing activity had physical impacts on the seabed but these recovered naturally in less than fourty days naturally, which increased the benthic biodiversity, increases the trace metal concentration of and nutrient flux into the seawater, especially phosphate and silicate. This method and these results can help in further studies looking for disturbances by fishing.

2003년 하계 진해만의 수질개선을 위한 육상오염물질 삭감량을 산정하기 위해 생태계 모델을 적용하였다. 모델에 의해 재현된 진해만의 수질은 마산만 측의 내측에서 해양수질 등급 III을 상회하는 수준으로 나타났으며, 등급 II의 수질로 개선하기 위해서는 육상부하를 50% 삭감하는 것이 효율적인 것으로 나타났다. 진해만 전 해역을 목표수질인 화학적 산소요구량 (COD) 농도 2.0mg/L을 만족하는 조 건은 전체 육상부하의 70~90%를 삭감하거나, 전체 육상부하와 저질 용출부하의 50%를 동시에 삭감하여야 하는 것으로 나타났다. 해역 II등급을 유지하기 위해 삭감해야 할 양은 유기물과 영양염을 동시에 삭감할 경우, 유기물 (COD) 5,632kg/day, 용존무기인 481kg/day 및 용존무기질소 7,991kg/day이며, 이 때 오염부하량의 한계 즉, 환경용량은 화학적산소요구량 부하 13,112kg/day, 용존무기인 206kg/day 그리고 용존무기질소 3,425kg/day 이라고 할 수 있다.

Chlorophyll a (chl a) has been used as an indicator for phytoplankton biomass in pelagic ecosystems due to the relative ease of measurement and selectivity for autotrophs in mixed plankton assemblages. However, the use of chl a as an indicator for phytoplankton biomass is restricted due to its inability to resolve taxonomic differences of phytoplankton and the highly variable relationship of chl a with phytoplankton. Here, we describe the analysis of High-Performance Liquid Chromatography (HPLC) photosynthetic pigment data using CHEMTAX, which is a matrix factorization program that uses chemical taxonomic indices (phytoplankton carotenoids) to quantify the abundance of phytoplankton groups. Compared to direct microscopic counting that can distinguish species within broad groups, the resolution of taxonomic groups by CHEMTAX is generally coarse. It can only distinguish between diatoms, dinoflagellates, cryptophytes, cyanobacteria, chlorophytes, prasinophytes, and haptophytes. However, CHEMTAX analysis is much faster and less expensive than microscopic counting methods. HPLC pigment observations were taken in the spring, summer, fall, and winter in 2005～2006 within Gamak Bay, South Korea. CHEMTAX results revealed that diatoms were the dominant taxonomic group in Gamak Bay. In inner Gamak Bay, the ratio between diatoms and cryptophytes was 75～80%, and the ratio between dinoflagellates and cryptophytes was 10～15%. In outer Gamak Bay, the ratio between diatoms and cryptophytes was 85～90%, and the ratio between dinflagellates and cryptophytes was only 1～5%. The population structure was seasonal. Relative diatom populations were less in the summer than the winter season.

This research was performed to simulate shellfish production systems and sales in Gamak Bay, South Korea. To study the way the shellfish system generates maxima, a numerical model was developed to simulate the model under a control and a number of different scenarios. The program calculates the EMERGY flows by multiplying the flows of energy and materials by the appropriate solar transformity. In this study, an energy systems model was built to simulate the variation of sustainability for oyster aquaculture. The results of the simulation based on 2005 data that as oyster production yield slightly increases, money and assets increase to a steady state. When the program is run control simulation, the system reaches carrying capacity after 8 years. The simulation of models with price of purchased inputs increased with 3.5% inflation rate per year showed maximum benefit of shellfish production occurs after 6 years but amounts are less than control simulation, and then decreases slightly in money and yield results. The results with 3.5% inflation and increase of oyster price annually showed steady and slightly increase of money and yield.

The objective of this research is to apply more scientific, quantitative methods and procedures of environmental investigation to the development of the natural environment and the improvement of the human environment during the establishment of a sewage treatment plant and special facilities using environmental accounting. This research was performed to develop a method of strategic environmental assessment on the operation of sewage treatment plant and reuse of shellfish seeding areas through the use of environmental accounting based on EMERGY evaluation. The result was applied to marine environment policy in order to evaluate the real wealth of the regional environment and economy for both the present phase and the proposed developed phase. Using results from the comparison of EMERGY indices between the present situation and future scenarios, cost benefit analysis was performed for three different scenarios: (1) construction of a new sewage treatment plant, (2) relocation and recovery of the shellfish seeding area , and (3) relocation and re-seeding of shellfish area and construction of a new sewage treatment plant. Cost-benefit ratios of the three scenarios are 1.88, 0.94, and 1.38, respectively.

This research outlines a new method for evaluation of shellfish production in Gamak Bay based on the concept of EMERGY. Better understanding of those environmental factors influencing oyster production and the management of oyster stocks requires the ability to assess the real value of environmental sources such as solar energy, river, tide, wave, wind, and other physical mechanisms. In this research, EMERGY flows from environment sources were 76% for shellfish aquaculture in Gamak Bay. EMERGY yield ratio, Environmental Loading Ratio, and Sustainability Index were 4.26, 0.31 and 13.89, respectively. Using the Emergy evaluation data, the predicted maximum shellfish aquaculture production in Gamak Bay and the FDA (Food and Drug Administration, U.S.) designated area in Gamak Bay were 10,845 ton/y and 7,548 ton/yr, respectively. Since the predicted shellfish production was approximately 1.3 times more than produced shellfish production in 2005, the carrying capacity of Gamak Bay is estimated to be 1.3 times more than the present oyster production.

To find proper water quality management strategy for oxygen consumption organic matters in Jinhae bay, the physical process and net supply/decomposition in terms of COD was estimated by three-dimensional eco-hydrodynamic modeling. The estimation results of physical process in terms of COD showed that transportation of COD was dominant in loading area from land to sea, while accumulation of COD was dominant in middle～bottom level. In case of surface level, the net supply rate of COD was 0～60 mg/m2/day. The net decomposition rate of COD was 0～-0.05 mg/m2/day(-5～-10 m, in depth) to 2 level, and -0.05～-0.20 mg/m2/day(10 m ～) to bottom level. These results indicate that the biological decomposition and physical accumulation of COD are occurred for the most part of Jinhae Bay bottom. The variation of net supply or net decomposition rate of COD as reducing land based input loading is also remarkable. Therefore, it is important to consider both allochthonous and autochthonous oxygen demanding organic matters to improve the water quality of Jinhae Bay.

For the sustainable management of marine ecosystem in Masan Bay, we have to assess the carrying capacity and standard of target water quality. In this research, we assume that all pollutants loads are treated in Dukdong sewage treatment plant, then we simulate the physical-biological model for prediction water quality for the achievement of standard water quality. In 2001 year, for the achievement of COD 2.5 mg/L, we need to reduce COD 90 %, nitrogen 30 %, phosphate 90% than that of the present value. According to these results, the water quality of sewage treatment plant is required to treat COD 13.5 mg/L, nitrogen 33.3 mg/L, phosphate 6.0 mg/L. If the sewage treatment plant will be expanded much larger in 2011, it will need to be treated in COD 6.6 mg/L, nitrogen 2.5 mg/L, phosphate 5 mg/L for the achievement of water quality standard in COD 2.5 mg/L.