A study of early life stage for Japanese common squid (Todarodes pacificus) based on observations and modelling approaches

Abstract

살오징어는 우리나라와 일본에서 상업적으로 중요한 수산자원이다. 그러나 현재까지 국내에서의 살오징어에 관한 연구는 주로 성어자원의 생태 및 어업학적 연구에 국한 되었으며, 이들의 초기 생활사 (부화, 알과 유생의 분포, 초기 수송과정)에 관한 연구는 전무한 실정이다. 수산자원생물의 가입매커니즘을 이해하기 위해서는 이들의 산란장을 밝히고, 산란장에서부터 성육장까지의 초기 수송과정을 이해하는 것이 필수적이다. 따라서 본 연구에서는, 동중국해 북부해역에서 계절별 살오징어 유생조사를 실시하여 이들의 분포 특성을 밝혔으며, 생물-물리 접합 모델을 이용하여 초기 유생수송과정을 알아보았다. 또한 IPCC SRES A1B 시나리오에 기반한 2030년대 기후모델 자료를 이용하여 향후 살오징어 산란장 변동을 예측하였다. 살오징어 유생의 계절 분포 특성을 알아보기 위해, 2004-2009년 동안 동중국해 북부해역에서 여름 (7월), 가을 (10월), 겨울 (2월, 4월)을 포함하는 총 8회의 살오징어 유생조사를 실시하였다. 총 조사정점 181개중 73개 정점에서 외투장1-17 mm 범위의 살오징어 유생이 총 482 개체 채집되었다. 계절별 유생의 풍도는 가을보다 겨울과 여름에 높게 나타났다. 연구해역에서 쓰시마 난류와 연안수 사이에 형성되는 전선은 살오징어 유생의 분포를 쓰시마 난류의 경계역 이남으로 제한하는 역할을 하는 것으로 나타났다. 쓰시마 난류가 제주도 서부해역까지 확장하는 가을과 겨울의 경우 유생의 분포 범위 또한 제주도 서부해역까지 확장하였으며, 쓰시마 난류가 제주도 남동쪽 해역으로 제한되는 여름에는 유생의 분포가 제주도 남동쪽에서 전선을 따라 형성되는 특성을 나타내었다. 각 계절별로 채집된 유생의 외투장은 유의한 차이를 나타내며, 겨울에 채집된 유생의 외투장이 여름에 채집된 유생보다 크게 나타났다. 살오징어 유생은 성장에 따라 그들이 분포하는 해역의 수온, 염분 범위가 넓어지며, 주로 수온이 하강하는 패턴이 관찰된다. 2.0 mm 이하 유생의 출현지역을 고려하면, 여름과 겨울철에는 동중국해 북부와 그 이남에서 산란장 형성가능성이 크며, 가을에는 연구해역 이북에서 산란장이 형성될 가능성이 크게 나타났다. 살오징어 초기 생활사 단계에서의 산란장에서부터 성육장으로의 수송과정을 연구하기 위하여 수치모델을 이용하였다. 동중국해 북부해역에서 채집된 유생의 기원을 확인하고, 주 산란시기 동안의 유생의 분포와 이동경로를 재현하기 위하여 해수순환모델 (ROMS) 상에서 입자추적 실험을 수행하였으며, 초기 생활사 단계에서의 개체 발생적인 수직이동이 입자추적 실험에서 고려되었다. 산란장의 역추정 실험결과, 여름산란군의 산란장은 동중국해 중부해역에서부터 제주도 남동해역으로 추정되었으며, 겨울산란군의 산란장은 남부 동중국해에서 대륙붕과 대륙붕단을 따라 제주도 이남 해역으로 추정되었다. 가을, 겨울 산란군의 주산란 시기 동안의 유생의 분포를 재현하는 실험에서는, 10월-11월에는 동해의 중부 혼슈 연근해에서 유생의 밀도가 높게 나타났으며, 2월-3월에는 큐슈 남서부 외양에서 유생의 밀도가 높게 나타났다. 살오징어 유생의 수송경로는 북서 태평양의 해류 패턴과 일치하게 나타나며, 쓰시마난류와 쿠로시오는 각각 가을산란군과 겨울산란군의 유생수송과정을 결정하는 가장 중요한 요인으로 밝혀졌다. 주 산란시기 동안의 산란장으로부터 주변해역으로의 유생 수송량은 가을산란군의 경우 유생의86%가 동해로 수송되었으며, 13%는 일본 남부 태평양 해역으로 수송되었다. 겨울산란군의 경우 일본 남부 태평양 해역으로의 수송이 40% 로 가장 높았으며, 33%는 동해로 수송되고, 27%는 동중국해에서 정체하는 것으로 나타났다. 북서태평양에서 살오징어의 산란은 수심100-500 m의 대륙붕과 대륙사면 지역에서 발생하며, 산란과 유생 생존에 적합한 수온은 표층수온18-23°C로 알려져 있다. 미래 기후변화에 따른 살오징어 산란장의 변동을 예측하기 위하여, IPCC SRES A1B 시나리오에 따른 서로 다른 두 기후시스템 모형 (MPI_echam5, MIROC_hires)에서 모의한 결과를 이용하여, 연구해역에서의 현재(1990년대)와 미래(2030년대)의 해양환경을 모의하였다. 1990-1999년과 2030-2039년의 각 표층수온의 평균값과 수심자료(ETOPO5)를 이용하여 1990년대와 2030년대의 살오징어의 잠재적 산란장의 변화를 추정하였다. 산란장 추정 결과는 가을과 겨울산란군에서 공통적으로 1990년대에 비해 2030년대에 산란장이 북상하는 경향이 뚜렸하게 나타났다. 또한 가을산란군의 경우 산란장 면적이 각 모델에 따라 11.6%(MPI_echam5)와 30.8%(MIROC_hires) 감소를 나타내었고, 겨울산란군의 경우 3.0% (MPI_echam5) 와 18.2%(MIROC_hires) 감소하는 결과를 나타내었다.