쏙의 생물교란 활동이 조간대 잘피 애기거머리말에 미치는 영향
Effects of mud shrimp (Upogebia major) bioturbation on intertidal seagrass (Zostera japonica)
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초록
인간 기원 스트레스의 증가로 전 세계 연안 저서환경에서 과도한 생물교란 현상이 빈번하게 발생하고 있다. 그러나 이러한 변화가 기능적으로 중요한 연안 식생 생태계에 미치는 영향에 대한 실증적 연구는 여전히 부족한 상황이다. Burrowing shrimp (가재붙이하목, 가재아재비하목)는 온대 및 열대 잘피 생태계에서 흔히 발견되는 생물교란성 동물이지만, 이들이 잘피의 생태계 안정성과 기능에 미 치는 영향은 아직 충분히 규명되지 않았다. 본 연구는 한국 남해안 거제 지역에서 현장 조사와 실험을 통해, 국내 연안 환경에서 가장 흔한 burrowing shrimp인 쏙 (Upogebia major)이 조간대 잘피 애기거머리말 (Zostera japonica)에 미치는 영향을 규명하였다. 구체적으로, 1) 쏙의 서식 밀도를 조사하여 이들이 애기거머리말에서 주요 생물교란자로 기능한지 확인하고, 2) 쏙의 생물교란 활동 강도와 애기거머리말 식생 특성 간의 연관관계를 분석하며, 3) 쏙의 서식 밀도 증가가 이식된 애기거머리말의 지속성과 성장에 미치는 영향을 실험적으로 평가하였다. 연구 결과, 애기거머리말과 인근 비식생 갯벌에서 쏙의 굴 밀도는 각각 102개 m-2와 266개 m-2로 나타났으며, 이는 쏙이 비식생 갯벌뿐만 아니라 조간대 잘피를 서식지로 활용하고 있음을 시사한다. 쏙 굴 밀도가 280개 m-2를 초과하는 지역에서는 애기거머리말 식생이 더 이상 관찰되지 않았다. 쏙의 서식 밀도는 애기거머리말의 식생 피도, 슈트 밀도, 지하부 생중량과 음의 연관성을 보였으며, 이러한 양상은 굴 밀도가 크게 증가한 가을철에 두드러졌다. 식생 이식 실험 결과, 대조군 (~16 m-2)에 비해 굴 밀도가 높은 (~277 m-2), 또는 극단적으로 높은 (~634 m-2) 환경에서 애기거머리말 식생의 유실이 급격히 진행되었다. 이러한 결과는 쏙이 남해안 조간대 잘피 생태계에서 중요한 생물교란자로 기능하며, 쏙의 서식 밀도가 극단적으로 높을 경우 잘피 생태계의 안정성에 부정적인 영향을 미칠 수 있음을 제시한다.
Abstract
With intensifying anthropogenic stress, incidences of extreme bioturbation have increased throughout coastal vegetation ecosystems worldwide. However, ecosystem consequences of extreme bioturbation within coastal vegetations remain poorly understood. Burrowing shrimps (infraorders Gebiidea and Axiidea) are pervasive bioturbators in seagrass ecosystems, spanning temperate to tropical regions. To date, empirical investigations about their effects on seagrass ecosystem properties are few and sparse. We conducted a series of field surveys and experiments in Geoje, South Korea to assess 1) whether burrowing shrimp Upogebia major could serve as an important bioturbating agents in intertidal seagrass Zostera japonica, 2) the relationship between bioturbation intensity and seagrass vegetation characteristics, and 3) effects of extreme shrimp bioturbation on the persistence of transplanted seagrass. Z. japonica served as an important habitat for U. major, with an average of 102 burrows m-2 found inside the vegetation compared to 266 burrows m-2 in adjacent mudflats. Increasing burrow density was associated with declining seagrass % cover, belowground biomass, and shoot density, particularly during the fall season when shrimp bioturbation activity peaked. No vegetation occurred in areas with >280 burrows m-2, suggesting a potential density threshold for seagrass shrimp co-existence. When Z. japonica was transplanted into low (~16 m-2), high (~277 m-2), and extreme high (~634 m-2) burrow-density areas, the latter two groups showed significantly faster vegetation losses. Overall, these findings suggest that: 1) U. major might serve as an important bioturbating agent in intertidal seagrass habitats across the southern coast of Korea, and 2) this species might pose a threat to seagrass resilience at high population densities.