해양생태계에 미치는 영향 연구방법:Mesocosm 활용

Abstract

해양에서 사용되는 실험용 폐쇄생태계 (Enclosed Experimental Ecosystem)는 자연생태계로부터 격리시킨 인위적으로 만든 생태계를 말한다. 이러한 실험 장치는 연구자가 조사목적에 맞게 환경요인을 조절할 수 있고, 실험을 반복할 수 있으며, 필요에 따라 세밀한 조작이 가능하다. 이러한 점은 생태계의 변화를 모니터링 하는 데 장점이 있어 기초학문 연구뿐만 아니라 독성실험, 환경오염, 기후변동에 대한 생태계의 반응 실험 등 응용분야에서도 활용도가 높다. 폐쇄생태계는 규모에 따라 소형 폐쇄생태계 (microcosm), 중형 폐쇄생태계 (mesocosm), 대형 폐쇄생태계 (macrocosm) 등으로 구분된다. 연구자에 따라 다소 차이는 있으나 일반적으로 1㎥보다 작은 것을 소형 폐쇄생태계, 1㎥에서 1,000㎥까지를 중형 폐쇄생태계, 1,000㎥보다 큰 것을 대형 폐쇄생태계라 한다 (Lalli, 1990). 이 중에서 가장 많이 사용되고 있는 것은 중형 폐쇄생태계이며, Harrison (1999)은 mesocosm 실험이 간단하고, 작은 규모의 실험실 연구와 복잡한 현장연구를 연결시켜주는 매우 중요한 장치임을 시사하였다. 폐쇄생태계를 활용한 해양생태계 연구가 많은 장점이 있지만 임해 연구시설, 많은 연구 인력과 연구비가 소요되므로 우리나라에서는 최근까지도 연구가 미흡한 실정이다. 한국해양연구원에서는 1999년 거제도 장목 남해연구소에 폐쇄생태계를 설치하여 플랑크톤 동태 및 유기오염물질의 이동에 관한 예비실험을 시작하였으며, 2000년에는 폐쇄생태계 8개를 동시에 사용하여 실험할 수 있는 mesocosm 플랫폼을 설치하여 본격적인 실험에 착수할 준비를 갖추었다. 이러한 시설을 이용하여 질산염 (NO3+NO2)변화와 N/P ratio 변화에 따른 식물플랑크톤 현존량과 우점종의 변화 및 투입한 초식자에 따른 식물플랑크톤의 변화를 조사하였다. 또한 이산화탄소 증가와 플랑크톤 생태계의 상관성을 조사하기 위해 2005년에 일자형의 mesocosm 플랫폼을 제작, 설치하였으며, 태양광이 모든 실험구에 일정하게 노출될 수 있도록 하였다. 또한 mesocosm 내 입자들의 균질된 분포와 수온상승을 시키기 위한 장치들이 고안되어 실험에 사용되고 있다. 향후 이동식 mesocosm을 제작하여 다양한 지역에서 해양산성화 진행에 따른 생태계 반응연구들에 활용할 예정이다.