황해 최적 생태계 모형 구축을 위한 1차원 연직 혼합 하위생태계 결합 모형 연구

Abstract

황해는 높은 생물다양성과 복잡한 먹이구조를 가진 전세계에 분포한 광역해양생태계(Large Marine Ecosystems) 중 하나로 구분되는, 수산 자원 모형 연구에 적합한 단위의 해역으로 알려져 있다. 겨울 동안 냉각된 수괴가 여름철까지 수온 약층 아래에 약 10도 이하의 수온을 유지하며 저층냉수의 형태로 존재하고 있으며 이는 다른 해역에서는 보기 힘든 독특한 특성이다. 이 차가운 수괴는 황해의 물질순환 및 생태계 기능에 영향을 끼칠 것으로 예측되고 있으나 아직 그 메커니즘에 대해서는 정확히 알려진 바가 없다. 한국해양과학기술원 해양생태연구센터에서는 황해 생태계 구조와 물질 순환에 관한 연구사업을 진행하고 있으며 그 일환으로 황해 최적 생태계 모형을 구축하여 환경변화에 따른 생태계 기능과 구조 변화를 이해하고, 나아가 수산자원 변화를 예측하기 위한 연구에 착수하였다. 우선적으로, ERSEM-GOTM이라는 1차원 연직 혼합-생태계 결합모형을 위도 35도 상의 저층 냉수층 발달 지역과 연안 부근의 2곳에 적용하였다. 모형 결과와 관측 값들을 비교한 결과 몇 가지 주요 문제점을 발견하였다. 첫째, 저층 냉수 해역에서 주로 나타나는 중층에서의 엽록소 최대층이 저층 냉수 해역 뿐 아니라 표층 가까이에서 엽록소 최대층이 나타나야 하는 연안 정점에서도 동일하게 재현되고 있었다. 둘째, 저층 냉수, 연안 해역 관계없이 일차생산량과 박테리아 생체량이 과대평가되어 있던 반면, 동물플랑크톤의 생체량이 여름철 이후 높게 유지되는 현상은 전혀 재현되고 있지 않았다. 전자의 경우 조석전선이나 수평적 유입을 반영하지 못한1차원 연직 혼합 모형의 내재적인 한계점, 혹은 수층 광투과성의 과대평가에서 기인한 것으로 추측되며, 후자의 경우 기존 생태계 모형이 황해의 독특한 생태계 구조와 기능에 최적화되어 있지 않기 때문으로 판단된다. 이번 발표에서는 황해 하위생태계에 최적화된 모형을 구축하기 위해 위와 같이 모형 기초 분석 결과에서 얻은 몇 가지 고찰 내용과 앞으로 개선 방향에 대해 논의하고자 한다.