최근 기후변화의 가속화로 바다에 의한 탄소의 흡수 작용을 칭하는 ‘블루 카본(blue carbon)’에 대한 관심이 많아지고 있지만, 탄소 순환의 핵심이 되는 해양 생태계에 대한 우리의 이해는 아직 부족한 실정이다. 본 연구는 탄소 순환을 고려한 글로벌 해양 생태 권역(marine eco-province)을 k-means clustering 기법을 활용하여 분류·분석하였다. 지난 20년 간(2001-2020) 위성을 활용하여 생산된 Carbon-based Productivity Model (CbPM) 순일차 생산량(Net primary production, NPP), particulate inorganic and organic carbon (PIC and POC), 위성 관측과 재분석모델을 결합하여 생산한 해수면 염분(sea surface salinity, SSS) 및 온도(sea surface temperature, SST) 총 다섯가지 자료를 활용하였다. 최적화 과정을 거쳐 총 9개의 생태권역을 도출하였으며, 각 권역의 공간분포와 특성을 분석하였다. 이 중 5개의 권역은 주로 대양의 특성을 반영하고, 4개의 권역은 연안 및 고위도 해역의 특성을 반영하는 것으로 나타났다. 또한, 기존에 알려진 해양 생태 권역과의 정성적 비교를 통하여 탄소순환을 고려한 해양 생태권역의 특징을 상세히 분석하였다. 마지막으로 과거 5년 단위(2001-2005, 2006-2010, 2011-2015, 2016-2020)로 생태 권역의 변화를 분석하였으며, 연안생태계의 빠른 변화와 특히 담수유입으로 인해 생산량이 높고 생태적으로 중요한 권역의 감소를 확인하였다. 이러한 연구 결과는 탄소 순환 및 기후변화를 고려한 해양 생태 권역 분류 및 연안 관리에 대한 중요한 참고자료로 활용 될 수 있으며, 기후 변화에 취약한 지역에 대한 체계적인 관리 지침 개발에 활용될 수 있다.

An acceleration of climate change in recent years has led to increased attention towards ‘blue carbon’ which refers to the carbon captured by the ocean. However, our comprehension of marine ecosystems is still incomplete. This study classified and analyzed global marine eco-provinces using k-means clustering considering carbon cycling. We utilized five input variables during the past 20 years (2001-2020): Carbon-based Productivity Model (CbPM) Net Primary Production (NPP), particulate inorganic and organic carbon (PIC and POC), sea surface salinity (SSS), and sea surface temperature (SST). A total of nine eco-provinces were classified through an optimization process, and the spatial distribution and environmental characteristics of each province were analyzed. Among them, five provinces showed characteristics of open oceans, while four provinces reflected characteristics of coastal and high-latitude regions. Furthermore, a qualitative comparison was conducted with previous studies regarding marine ecological zones to provide a detailed analysis of the features of nine eco-provinces considering carbon cycling. Finally, we examined the changes in nine eco-provinces for four periods in the past (2001-2005, 2006-2010, 2011-2015, and 2016-2020). Rapid changes in coastal ecosystems were observed, and especially, significant decreases in the eco-provinces having higher productivity by large freshwater inflow were identified. Our findings can serve as valuable reference material for marine ecosystem classification and coastal management, with consideration of carbon cycling and ongoing climate changes. The findings can also be employed in the development of guidelines for the systematic management of vulnerable coastal regions to climate change.