한국 동해안 도루묵, Arctoscopus japonicus의 자원생물학적 연구

Abstract

도루묵, Arctoscopus japonicus (Steindachner), 자원은 전세계적으로 우리나라와 일본에 분포하며 상업적으로 중요한 종이다. 도루묵의 합리적인 자원관리를 위해 양국의 계군의 구조를 밝힐 필요가 있다. 본 연구에서는 microsatellite DNA marker를 개발하고 이를 이용하여 집단간의 유전적 특성 및 다양성을 분석하여 우리나라와 일본의 산란장을 중심으로 한 계군을 구분하였다. 한국계군은 1개의 계군이 존재하고, 일본계군은 Hokkaido(北海道)를 포함한 본토 서해안계군과 Akita ken(秋田縣)계군 및 유전적으로 가장 먼 일본 북태평양 계군으로 나뉘어 졌다. 그리고 한국의 계군은 포항이남지역과 이북지역으로 분화가 이루어지고 있는 것이 시사되었으며, 포항이남 지역은 일본 Tottori ken(鳥取縣)지역과 동일한 것으로 추정되었다. 도루묵 암컷의 GSI는 11월에 28.7±4.42로 최고값을 보였고, 수컷의 경우에는 8월에 15.0±5.02로 최고값을 보였다. 수컷은 총배설강 바로 앞에 생식돌기가 나타나 외형적으로 암수구분이 가능하였다. 암컷의 경우 산란시기가 되면 난막이 두터워지고 난경은 최대 3.12 mm가 된다. 포란수는 최대 2,254립(BL, 19.5 cm)이었고, 최소 483개(BL, 15.3 cm)이었다. 도루묵 수컷의 경우는 GSI가 최고가 되었다가 급격히 하락하는 순간에 방정에 참여하는 일반적인 어류에 비해, 생식소의 중량과 발달단계가 함께 동반되지 않는다는 것을 확인 할 수 있었다. 평균 포란수는 1,163립이었다. 군성숙체장은 14.80 cm였고, 이때의 나이는 연령-체장성장식에 의하면 2.40세였다. 횡단절단한 이석에 나타나는 윤문을 연령형질로 사용하였고, 윤문의 주형성시기는 12월로 연 1회 나타났다. 윤문형성시의 체장과 체중의 평균치를 사용하여, Walford plot method에 의해 구한 성장 파라메터로부터, von Bertalaffy growth equation을 구한 결과, 암컷은 , 수컷은 , 으로 나타났으며 최대 연령은 6세로 나타났다. 자원특성치 중 생잔율(S)은 어획물 곡선법에서 0.1647로 가장 낮은 값을 보였으며, Jackson's method과 Hiencke's method으로 추정한 값은 0.2468/year과 0.2458/year을 나타났다. 평균연령법과 Chapman and Robson's method은 0.2210/year로 추정되었다. 순간전사망계수(Z)는 5가지 추청방법에 의한 각 생잔율의 평균을 구하여 추정한 결과, 1.52/year였다. Alverson and Carney's method (1975)과 Pauly's method으로 추정된 순간자연사망계수(M)의 값은 0.92/year와 0.58/year이었으며, Rikhter and Efanov's method는 0.65/year, Roff's method는 0.53/year, Alagaraja's method는 0.77/year이었다. 5가지 방법으로 구한 각 순간자연사망계수의 평균치는 0.69/year였다. 순간전사망계수 1.52/year에서 순간자연사망계수 0.69/year를 제하면 어획사망계수(F)는 0.83/year으로 추정되었다. 어장가입연령()은 연구기간동안 어획된 어체의 최소체장 9.8 cm를 연령으로 환산한 0.89세였다. Pauly's method에 의하여 추정된 어구가입연령을 추정하면 2.03세였다. 도루묵은 우리나라의 경우 1960년대는 어획량이 매년 증가 추세를 보이다가 1971년에 24,809톤으로 최고 어획량을 보인 후 차츰 감소하기 시작하여 1979년에는 1,367톤으로 급감한 다음 1987년에는 12,169톤으로 회복하였으나 다음해에 또 다시 급속히 감소 한 후, 1994년 이전까지 평균 3,800톤이었다가, 1994년 이후는 평균 2,000톤으로 평형상태가 유지되고 있다. 도루묵의 주 어획대상업종은 중형기선저인망어업이고 1994년 이후로 동해트롤어업(총 어획량의 5-8%)과 자망어업(총어획량의 5-45%)의 비율이 높아지기 시작하고, 중형기선저인망어업 어획량의 비율(43-77%)이 조금씩 줄어들기 시작하였다. 월별로 어획량을 보면 7월의 어획량이 가장 많았으며 다음으로 11월, 7월, 8월이었다. Schaefer model에서 최대지속적생산량(MSY)은 5,108톤, 최대지속어획노력량()은 어선 48척으로 나타났다. Fox model에서 최대지속적생산량은 5,213톤이고 이때의 어획노력량은 어선 29척이었다. Schaefer model에 비해 Fox model의 결과가 약 100톤 정도 낮게 나타났다. 현재의 어획개시연령(2.03세)과 순간어획사망계수(0.83/year)를 적용한 Beverton and Holt Model의 가입당생산량은 7.04 로 나타났다. 현재의 어획개시연령에서 순간어획사망계수를 높일수록 가입당생산량은 조금 더 증가하며, 순간어획사망계수가 1.6/year일 때, 가입당생산량은 7.61 으로 최대의 값을 얻을 수 있다. 현재의 어획개시연령을 유지할 경우 순간어획사망계수는 현 수준보다 약 2배정도 높이는 것이 자원을 효율적으로 이용하는 방안이 될 것으로 본다. 우리나라는 2006년부터 수산자원회복계획에서 회복대상종으로 도루묵을 선정함으로서 인해, 산란장 주변 보호를 통한 어장관리를 시도하고 있다. 도루묵 자원을 증가시키기 위해서는 산란시기에 도루묵의 어획량을 줄이고, 가입량을 증가시키기 위해서는 산란을 위해 회유하는 산란장에 해중림을 조성할 필요가 있는 것으로 사료된다.

The sandfish, Arctoscopus japonicus is commercially exploited in Korea and Japan. We compared genetic variabilities of the Korean and the Japanese groups. Reproduction cycle, age and growth, population ecological characteristics and assessment of the stocks of the Korean groups were studied. Genetic variability of the 12 regional groups of the Korean and the Japanese stocks were analyzed by microsatellite DNA method. We developed 12 polymorphic micosatellite markers from the sandfish by screening enriched genomic library using polymerase chain reaction (PCR) techniques. The screened 12 microsatellite loci represented the polymorphisms. Genetic variability were more evident in the Japanese groups than in the Korean groups in terms of number of alleles and heterozygosity. The 12 regional groups were divided into four differentiated groups by the FST values. From these results, we estimated that the genetic variability of the three Japan groups (Atuta, Noto, Nou) may be caused by bottleneck and/or founder effects. Gonadosomatic index (GSI) of the females began to increase in August, peaked in November, and declined sharply in December, whereas GSI of the males began to increase in June, peaked in August, and declined in December. Annual reproductive cycle can be divided into 4 successive stages. Early growing stage of ovaries was from January to March, and that of testes from January to April. Period of late growing of testis was one month longer than that of ovaries. Females spawned in November, and males from October to November. Both ovary and testis were recovered during December-January. Diameter of the matured oocytes was 3.12±0.10 mm. Relationship between fecundity () and body length (BL) was , ranging from 483-2,254 eggs in body length of 15.0-22.9 cm. Body length at 50% maturity was 14.80 cm corresponding to the age of 2.40 years Ages of the sandfish sampled from the East Sea of Korea were determined by the transverse section method of otoliths. Ages were assigned to each individual according to the number of opaque zones, and then fitted to the von Bertalanffy growth equation. Estimated equations were for females, and for males, where is age (year) and is body length (mm) at age . These two equations were significantly different, and body length of females calculated from the equation was larger than that of males except the fish of 1 year old. Survival rate (S) was estimated to be 1.52/year, and the instantaneous coefficient of natural mortality (M) was 0.69/year. The age at first capture () was 2.03/year. From the estimates of survival rate (S) and natural mortality (M), the instantaneous coefficient of fishing mortality (F) was 0.83/year. Calculation based on the fisheries data for the past 25 years, the estimated MSY by the Schaefer model was 5,108 MT. A yield-per-recruit (YPR) analysis showed that the current yield per recruit of approximately 7.03 g, where =2.03 year and F=0.83/year. This YPR value was lower than the possible maximum yield-per-recruit of 7.61g. With fixed at the current level, the yield per recruit tended to decrease as the current F value (1.0/year) increased. Biological references at were estimated from spawning biomass per recruit (SPR) model, and fishing strategies for the rational management was derived from those values obtained.