해양 생태계에 서식하는 수생 포유류로 먹이와 생존을 위해 해양 환경에 적응한 고래, 물개, 해달, 북극곰, 해달, 매너티 등이 포함된 비공식 그룹입니다.
해양수산부 산하 국립수산과학원이 2000년에 발간한 ‘한반도 연안 고래류’에 의하면 우리나라 연안에는 35종의 고래가 서식하는 것으로 추정되었습니다. 그러나 최근에는 대형 고래류의 감소 경향과 목시조사 결과 20종 정도가 발견할 수 있는 최대치로 추정됩니다(손호선 등, 2012). 연안에서 주로 관측되는 고래류는 밍크고래, 참돌고래, 낫돌고래, 남방큰돌고래, 상괭이 등이며, 기각류로는 점박이물범이 대표적입니다.
연구 방법으로 목시조사(Sighting survey), 음향 조사(Acoustic monitoring), 조직검사(Biopsy), 위성 장치(Satellite logger) 등 다양한 방법을 활용합니다. 고래의 분포 및 이동 경로 등에 관한 연구들은 주로 시각 정보를 활용하는 목시조사가 주를 이루었으나, 최근에는 수중에서 고래가 내는 소리를 측정하여 분석하는 음향 조사를 이용한 연구가 활발하게 진행되고 있습니다.
[ 목시조사 ]
출처 : https://www.fisheries.noaa.gov
[ 음향조사 ]
출처 : https://www.mpostock.com
[ 조직검사 ]
출처 : https://www.nzgeo.com
[ 위성장치 ]
출처 : https://cascadiaresearch.org
음향 조사는 90% 이상의 시간을 수중에서 생활하는 고래를 연구할 수 있는 효과적인 방법으로, 고래의 행동을 방해하지 않고 지속적으로 관측할 수 있다는 장점이 있습니다. 넓은 지역을 조사하기에는 많은 비용이 요구되지만, 해상풍력단지와 같은 제한된 공간에서는 매우 효율적으로 활용될 수 있습니다.
해상풍력단지 주변 수중에 음향 시스템 계류
- 수중의 소리를 녹음하는 수중청음기와 저장할 수 있는 저장장치로 구성
- 수중에서 발생하는 모든 소리를 녹음하여 해양포유류가 발생시키는 신호만 탐지
- 탐지된 해양포유류 신호를 이용하여 상괭이 등의 출현 종 파악
[ 해상풍력단지 음향 조사 개념도 ]
출처 : 한양대학교 해양음향공학연구실
서남해 해상풍력단지 주변에 서식하는 대표적인 해양포유류는 ‘상괭이’입니다.
쇠돌고래과에 속하며, 일반적으로 체장은 2m 이하, 체중은 100 kg 이하의 소형 돌고래입니다.
상괭이의 생태적 특성
영명 : Finless porpoise
학명 : Neophocaena asiaeorientalis
- 동북아시아 연안 해역에 서식하며, 국내는 동해 북부를 제외한 대부분의 지역에서 관찰
- 큰 무리를 형성하는 경우가 거의 없으며 일반적으로 쌍으로 발견
- 조용히 헤엄치며 도약하거나 물을 튀기지 않으며, 배를 피하는 경향
[ 상괭이 ]
출처 : 해양환경정보포털(meis.go.kr)
상괭이의 개체수는 급격하게 줄어들고 있어, 2016년부터 해양보호생물로 지정되었다(해양환경정보포털).
상괭이는 전방의 물체를 탐지하기 위해 반향정위 클릭(echolocation click)을 연속적으로 발생시키는 클릭 트레인(click train)을 사용합니다.
* 상괭이의 반향정위 클릭 : 신호 길이는 55~85𝝁𝒔 로 매우 짧으며, 사람의 귀로는 들을 수 없는 120~150kHz의 고주파 신호
[ 물고기를 탐지하기 위한 돌고래의 클릭 신호 활용 예시 ]
출처 : https://www.bbc.com
[ 해상풍력단지에서 측정된 상괭이의 클릭 트레인 ]
출처 : Yoon et al., 2021
[ 클릭의 시계열 신호 예시 ]
출처 : Yoon et al., 2021
[ 클릭의 주파수 특성 예시 ]
출처 : Yoon et al., 2021
해상풍력단지 건설 후 (Site1) :
시간대 별 탐지된 상괭이의 평균 클릭수
음향 조사는 야간에도 상괭이의 출현을 파악할 수 있어, 상괭이의 주요 분포 시간, 생활패턴 등의 생태학적 특성까지 확인할 수 있는 효과적인 조사 방법입니다.
해상풍력단지 건설 후 (Site1) :
전체 측정기간 동안 탐지된 상괭이의 클릭수
장기 음향 모니터링을 수행하면 상괭이의 일주기 및 계절에 따른 이동 특성 환경 변화에 따른 분포 패턴 변화 등 다양한 정보를 파악할 수 있습니다.
해상풍력단지 건설 후 (Site2) :
시간대 별 탐지된 상괭이의 평균 클릭수
음향 조사는 야간에도 상괭이의 출현을 파악할 수 있어, 상괭이의 주요 분포 시간, 생활패턴 등의 생태학적 특성까지 확인할 수 있는 효과적인 조사 방법입니다.
해상풍력단지 건설 후 (Site2) :
전체 측정기간 동안 탐지된 상괭이의 클릭수
장기 음향 모니터링을 수행하면 상괭이의 일주기 및 계절에 따른 이동 특성 환경 변화에 따른 분포 패턴 변화 등 다양한 정보를 파악할 수 있습니다.
우리나라 해역의 고래 자원평가 및 생태학적 연구는 국립수산과학원 고래연구센터에서 수행하고 있으나, 해상풍력단지가 건설되는 연안해역의 해양포유류 분포에 관한 연구와 정보는 매우 제한적입니다.
본 연구는 해상풍력단지 주변 해역의 해양포유류를 모니터링하고 상괭이에 대한 유용한 생태학적 정보를 제공한 최초의 사례입니다.
서남해 해상풍력단지 주변에 서식하는 대표적인 해양포유류는 ‘남방큰돌고래’입니다.
참돌고래과에 속하며 체장은 약 2.5m, 체중은 약 200kg의 중형돌고래로 큰돌고래와는 다른 종입니다.
남방큰돌고래의 생태적 특성
영명 : Indo-Pacific bottlenose dolphin
학명 : Tursiops aduncus
- 국내에서는 제주도 주변 연안해역에 110여 마리 서식
- 이 개체군은 전 세계에 분포하는 개체군 중 가장 개체수가 작은 것으로 추정
- 수~수십 마리의 무리로 구성
[ 남방큰돌고래 ]
출처 : http://m.dongascience.com
남방큰돌고래는 2012년부터 해양보호생물로 지정되어, 개체 수 보전을 위해 노력하고 있다 (해양환경정보포털).
남방큰돌고래는 상괭이가 사용하지 않는 휘슬 신호도 발생시키지만, 수중에서 전방 탐색을 위해 지속해서 클릭을 사용합니다.
본 연구에서는 휘슬보다 더 빈번하게 발생시키는 클릭을 이용하여 남방큰돌고래의 출현을 파악하였습니다.
* 남방큰돌고래의 반향정위 클릭 : 20~50𝝁𝒔 로 매우 짧은 신호, 40~120kHz 범위로 상괭이보다 상대적으로 낮은 주파수 사용
[ 클릭의 시계열 신호 및 주파수 특성 예시 ]
출처 : 해상풍력 단지 해양공간 환경 영향 분석 및 데이터베이스 구축 부록보고서 (3차년도)
>[ 대정읍 : 시간대 별 탐지된 상괭이의 평균 클릭수 ]
출처 : 해상풍력 단지 해양공간 환경 영향 분석 및 데이터베이스 구축 부록보고서 (3차년도)
(데이터 다운로드)[ 대정읍 : 전체 측정기간 동안 탐지된 상괭이의 클릭수 ]
출처 : 해상풍력 단지 해양공간 환경 영향 분석 및 데이터베이스 구축 부록보고서 (3차년도)
(데이터 다운로드)본 연구는 산업통상자원부의 재원으로 한국에너지기술평가원(KETEP)의 지원을 받아 수행한 연구(No. 20203030020080, 해상풍력 단지 해양공간 환경 영향 분석 및 데이터베이스 구축, 2020~2024)의 결과입니다(문의 : 한양대학교 최지웅 교수, choijw@hanyang.ac.kr).