Distribution, Diversity and Abundance of Macrobenthic Fauna Along the South-Eastern Coast of Bangladesh: Seasonal Patterns and Environmental Drivers

기술 요약: 방글라데시 남동부 해안을 따라 나타나는 대형 저서동물의 분포, 다양성 및 풍부도

문제 제기 및 연구 공백
대형 저서 생물 군집은 영양염 순환, 생물 교란, 에너지 전달을 주도하며 생태계 기능의 근간을 이룬다. 이들은 환경적 스트레스에 대한 민감성 덕분에 효과적인 생물 지표로서 기능하지만, 방글라데시 남동부 해안 지역의 구조적 역학에 관한 연구 공백이 여전히 존재한다. 이 지역의 기존 연구들은 종종 파편화되어 있으며, 동일한 지리적 환경 내에서도 생태적으로 구별되는 기질(진흙 벌, 염생 식물 습지, 망그로브) 간의 비교 분석이 부족하다. 또한, 이전 연구들은 대개 거친 분류학적 식별에 의존하며, 군집 역학을 특정 계절 및 환경적 동인과 충분히 연결하지 못했다. 본 연구는 세 가지 서로 다른 서식지와 세 가지 계절적 시기에 걸쳐 고해상도 대형 저서 생물 분포, 다양성 및 풍부도를 평가함으로써 이러한 한계를 해결하고, 군집 형성을 결정짓는 환경 구배를 규명하고자 한다.

연구 방법론
본 연구는 방글라데시 남동부 해안 지역의 박칼리 강(Bakkhali River), 누니아차라(Nuniarchara), 소나디아 섬(Sonadia Island)의 세 곳에서 수행되었다. 샘플링은 각 지점별로 세 가지 뚜렷한 서식지(진흙 벌, 염생 식물 습지, 망그로브)와 세 계절(전 몬순, 몬순, 후 몬순; 2023년 5월부터 2024년 6월까지)을 포괄하는 완전 교차 설계(complete cross-design)를 따랐다.

• 샘플링: 총 81개의 퇴적물 샘플을 휴대용 머드 코어(면적 0.01 m², 깊이 15 cm)를 사용하여 수집하였다. 서식지, 지점, 계절당 3개의 반복 코어를 채취하였다.
• 분류학적 식별: 표본을 0.5 mm 메쉬 체로 체질한 후 7% 포르말린에 보존하였으며, 스테레오 현미경과 광학 현미경을 사용하여 가능한 가장 낮은 분류 단계까지 식별하였고, 세계 해양 생물 등록부(WoRMS)를 통해 검증하였다.
• 환경 변수: 수질 매개변수(온도, 염도, pH, 용존 산소, 탁도)와 퇴적물 매개변수(유기 탄소, 토양 염도, 토양 pH, 입도 분포)를 측정하였다.
• 통계 분석: 단변량 지수(Shannon-Wiener, Margalef, Pielou's evenness, Simpson)를 계산하였다. 다변량 분석에는 비매개변수 다차원 척도법(nMDS), 순열 다변량 분산 분석(PERMANOVA), 유사도 백분율(SIMPER), 정준 대응 분석(CCA)을 포함하여 군집 구조와 환경 변수 간의 상관관계를 분석하였다.

주요 결과

• 분류 구성: 총 1,592개체가 기록되었으며, 이는 11강 38과에 속하는 64개 분류군을 나타낸다. 다모류(Polychaeta)가 전체 풍부도의 62.12%, 종 풍부도의 78.12%를 차지하며 가장 우세하였고, 복족류(Gastropoda, 8.79%)와 맥스트라카(Malacostraca, 5.90%)가 그 뒤를 이었다.
• 풍부도 및 다양성 패턴:
  • 계절별: 가장 높은 평균 풍부도(1,872.42 ind./m²)와 종 풍부도(64종)는 후 몬순 기간에 나타났다. 가장 낮은 풍부도(1,054.52 ind./m²)와 종 풍부도(31종)는 전 몬순과 몬순 기간에 각각 기록되었다.
  • 공간별: 소나디아 섬이 가장 높은 평균 풍부도(1,761.86 ind./m²)와 종 수(64종)를 보였으며, 박칼리는 가장 낮은 수치(1,005.66 ind./m², 53종)를 기록했다.
  • 서식지별: 식생이 없는 진흙 벌 서식지는 가장 높은 풍부도(1,805.56 ind./m²)와 종 수(61종)를 기록하며, 염생 식물 습지 및 망그로브 서식지를 유의미하게 상회하였다.
• 군집 구조: PERMANOVA 결과, 계절, 지점, 서식지에 따라 대형 저서 군집이 유의미하게 구조화됨을 확인하였다(R² = 0.49, p = 0.001). SIMPER 분석을 통해 Glycera sheikhmujibi와 Capitella capitata oculata가 계절 간 변동을 주도하는 핵심 분류군임을 식별하였다.
• 환경적 동인: CCA는 종 조성 변량의 68.2%를 설명하였다. 분석 결과, 용존 산소(DO), 수중 염도, 유기 탄소(OC), 실트 함량이 주요 동인으로 나타났다.
  • 정적 상관관계: 수중 염도, 용존 산소(DO), 실트 함량은 풍부도 및 다양성 지수(Shannon, Margalef)와 양의 상관관계를 보였다.
  • 부적 상관관계: 유기 탄소와 수중 탁도는 풍부도와 음의 상관관계를 보였다.
  • 특이적 연관성: 후 몬순 군집은 높은 염도, 높은 용존 산소 및 증가된 실트와 연관되었다. 전 몬순 조건은 높은 유기 탄소 및 모래 함량과 상관관계가 있었다. 몬순 조건은 높은 탁도와 연결되었다.

의의 및 주장
저자들은 본 연구가 인위적 및 자연적 압력이 증가하고 있는 지역인 방글라데시 남동부 해안에 대한 필수적인 기초 데이터를 제공한다고 주장한다. 특정 환경 동인(DO, 염도, 실트, OC)과 핵심 지표 분류군을 식별함으로써, 본 연구는 다중 서식지 및 계절적 역동성을 가진 시스템 내에서 환경 구배가 대형 저서 군집에 미치는 영향에 대한 전 지구적 이해에 기여한다. 연구 결과는 생물 모니터링 노력을 지원하고 벵골만 저서 생태계의 건강을 유지하기 위한 보전 관리 전략을 수립하는 데 활용될 예정이다.

한계점
본 연구는 다음과 같은 제약 사항을 인정한다:

• 샘플링이 각 계절당 단 한 차례 수행되어, 연간 변동성을 놓쳤을 가능성이 있다.
• 작은 샘플링 면적(코어당 0.01 m²)은 공간적 이질성을 완전히 포착하지 못했을 수 있다.
• 이차 생산 및 영양 단계 간 에너지 전이가 조사되지 않았다.
• nMDS 순형 결과 스트레스 값이 0.216으로 나타났는데, 이는 신뢰할 수 있는 2D 해석을 위한 통상적인 임계값을 초과하므로 순형 도표 해석 시 주의가 필요하다.
• 생태적 질 평가를 위한 분자적 접근 방식이나 생물 지표(예: AMBI)를 활용하지 않았다.