2000-2024년 여수 해역의 Margalefidinium polykrikoides에 의한 유해성 적조 발생 특성: 영양염류 농도 및 비율을 중심으로

Q: 이 논문에서 정의한 Margalefidinium polykrikoides란 무엇인가?

한국 연안에서 가장 빈번하게 유해성 적조를 일으키는 주요 원인종으로, 특정 환경 요인의 변화에 따라 대량 증식하여 해양 생태계의 교란을 야기하고 수산업에 직접적인 피해를 유발하는 식물플랑크톤의 일종이다.

Q: 여수 해역에서 Margalefidinium polykrikoides 적조가 발생하는 핵심 환경 조건은 무엇인가?

연구 결과, 질산염이 고갈되고 규산염이 풍부한 낮은 N:P 환경에서 높은 밀도로 발생하며, 특히 질산염의 수직 농도차가 작고 용존무기인산염의 표층과 저층 간 농도 차이가 클수록 대규모 적조가 발생하는 경향을 보인다.

김주언; 옥진희

doi:10.7846/JKOSMEE.2025.28.4.250

학술저널

저자정보: 김주언 (한양대학교 ERICA) 옥진희 (한양대학교 ERICA)

저널정보: 한국해양환경·에너지학회 한국해양환경·에너지학회지 한국해양환경·에너지학회지 제28권 제4호

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식물플랑크톤은 해양 1차 생산의 50% 이상을 담당하며, 지구 탄소순환과 해양 먹이망의 기초를 이루는 핵심 생물군이다. 그러나 환경 요인의 변화로 특정 유해성 종이 대량 증식하면 적조가 발생하여 해양 생태계 교란, 수산업 피해, 인체 건강 위험 등 심각한 문제를 초래한다. 따라서 어떤 환경 조건에서 유해성 적조종이 대규모로 발생하는지를 규명하고 이를 예측하는 것은 어업에 종사하는 우리나라 국민의 피해를 최소화하기 위해 매우 중요하다. 본 연구는 해양환경측 정망과 국립수산과학원 적조 속보에 장기간 축적된 데이터 중, 2000~2024년 25년간의 자료를 활용하여, 한국 남해안에서 주요 유해성 적조 원인 종의 대규모 발생 메커니즘을 분석하였다. 연구 결과, 지난 25년간 우리나라 해역에서 Margalefidinium polykrikoides (= Cochlodinium polykrikoides)에 의한 적조가 가장 많이 발생(435회)하였으며, 이 종에 의한 적조는 8월 여수 해역에서 가장 많이 발생한 것으로 밝혀졌다. 또한, M. polykrikoides의 개체수가 가장 높았던 2001년, 2015년, 2013년 8월의 영양염류 조건을 분석한 결과, 표층의 N:P 비는 4.8 미만, 저층의 N:P 비는 3.8 미만으로 매우 낮은 비율을 보였으며, 우리나라 여수 해역에서 N:P 비가 낮을 때 M. polykrikoides에 의한 대규모 적조가 발생하였다는 사실을 새롭게 규명하였다. 또한, 질산염의 저층-표층 농도 차이가 0에 가까울수록 적조가 더 많이 발생하는 경향을 처음으로 확인하였다. 본 연구 결과는 질소가 고갈되고 규산염이 풍부한 환경에서 M. polykrikoides의 대규모 적조가 집중적으로 발생한다는 점을 보여주며, 이는 영양염 농도와 비율의 복합적 변화가 적조 발생을 유발하는 주요 조절 요인임을 시사한다. 또한 저층과 표층의 용존무기인산염 농도 차가 커질수록 M. polykrikoides에 의한 대규모 적조가 발생함을 밝혔다. 따라서 향후 여수 해역의 저층 인산염 농도가 지속적으로 증가하고, 저층과 표층의 질산염 및 규산염의 불균형이 심화될 경우, M. polykrikoides 적조가 더욱 빈번하고 심화될 가능성을 보여주며, 이에 따라 영양염 농도 변화 및 비율과 적조 발생에 대한 지속적인 모니터링의 필요성을 강조한다. 이러한 발견은 향후 적조 예측 모델의 정확도를 높이고, 효과적인 대응 전략을 수립하는 데 중요한 학문적, 사회적 기반을 마련할 것으로 기대된다.

Phytoplankton contribute more than 50% of marine primary production and form the foundation of global carbon cycling and marine food webs. However, when certain harmful species proliferate massively under changing environmental conditions, red tides occur, causing serious problems such as disruption of marine ecosystems, damage to fisheries, and risks to human health. Therefore, identifying the environmental conditions under which harmful algal species form large-scale blooms, and predicting their occurrence, is crucial to minimizing the impacts on fisheries-dependent communities in Korea. This study analyzed the bloom mechanisms of major harmful algal species in the southern coastal waters of Korea using 25 years (2000–2024) of long-term data accumulated from the Marine Environment Monitoring Network and the harmful algal bloom (HAB) alert system of the National Institute of Fisheries Science, Korea. The results showed that Margalefidinium polykrikoides (= Cochlodinium polykrikoides) was the most frequent bloom-forming species, with 435 recorded events over the past 25 years, and that its blooms occurred most frequently in August in the Yeosu region. Nutrient conditions during the peak bloom years of 2001, 2015, and 2013 revealed extremely low N:P ratios, with surface values below 4.8 and bottom values below 3.8, indicating that large-scale M. polykrikoides blooms were associated with low N:P environments. In addition, we newly confirmed that the closer the nitrate concentration difference between surface and bottom waters approached zero, the more frequently blooms occurred. Furthermore, the results demonstrated that large-scale blooms of M. polykrikoides were concentrated under nitrogen-depleted and silicate-rich conditions, suggesting that the combined variation in nutrient concentrations and stoichiometric ratios (N:P:Si) acts as a key regulatory driver of bloom development. It was also revealed that large-scale red tides caused by M. polykrikoides occur more frequently as the difference in dissolved inorganic phosphate concentration between the bottom and surface layers increases. This implies that if bottom-water phosphate concentrations continue to rise and the imbalance of nitrate and silicate between surface and bottom waters intensifies, the frequency and magnitude of M. polykrikoides blooms in the Yeosu coastal region are likely to increase. These results indicate a potential causal link between changes in nutrient structure and bloom formation, highlighting the importance of continuous and integrated monitoring of nutrient concentrations and ratios to better predict bloom dynamics. These findings provide novel evidence of the key environmental conditions driving M. polykrikoides blooms, and are expected to enhance the accuracy of future bloom prediction models while establishing an essential academic and societal basis for effective management strategies.

#Cochlodinium polykrikoides(코클로디니움 폴리크리코이데스) #Red tide(적조) #Marine ecosystem(해양 생태계) #Nutrients(영양염) #N:P ratio(질소:인 비)

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