The Study on the Phytoplankton Bloom and Primary Productivity in Lake Shihwa and Adajcent Coastal Areas

시화호와 시화호 주변 해역 식물플랑크톤의 대증식과 일차 생산력에 관한 연구

To clarify the phytoplankton blooms in Lake Shihwa after the construction of a dyke, a study on the environmental factors, the distribution of chlorophyll-a, phytoplankton standing stocks, dominant species and primary productivity was carried out in Lake Shihwa and adjacent coastal areas from October, 1995 to August, 1996. Lake Shihwa is brackish water with mixing of freshwater from tributaries and the remaining salt water at the bottom. The dense phytoplankton bloom of average value of 168.6 ${\mu}gChl-a\;l^{-1}$ have occurred throughout the year in Lake Shihwa which is eutrophicated by the large input of nutrients from inflowing 5 tributaries and Shihwa Industrial Complex. The major organisms of algal bloom in Lake Shihwa were diatoms, Cyclotella atomus, Nitzschia sp. and Chaetoceros sp. in autumn and winter, and dinoflagellate Prorocentrum minimum and Chrysophyceae in spring and summer. The autumn and winter diatom blooms were limited by the depletion of silicate in the lake. Diatom blooms have occurred in the coastal areas adjacent to Shihwa lake from winter to summer due to the inflow of nutrient rich-water from Lake Shihwa. The primary productivities in the Lake Shihwa ranged from 2,653 mgC $m^{-2}\;day^{-1}$ to 9,505 mgC $m^{-2}\;day^{-1}$ with an average of 3,972 mgC $m^{-2}\;day^{-1}$. However, most of the high primary production was limited to the shallow euphotic zone due to the inhibition of light penetration. The primary productivities during autumn and winter were limited by the depletion of silicate. Lack of photosynthesis and the decomposition of falling organic matter under the middle of water column accelerated the depletion of dissolved oxygen in the bottom layer.

시화 방조제 건설 후 급속도로 오염되고 있는 시화호 내의 식물플랑크톤 대증식 현상을 파악하기 위하여 1995년 10월부터 1996년 8월까지 시화호 내외에서 환경요인들과 식물플랑크톤 chlorophyll-a, 현존량, 우점종, 일차생산력 등을 4계절 조사하였다. 시화호는 부영양화된 기수호의 성격을 띄고 있으며 저층에는 밀도가 높은 잔류해수가 남아있다. 시화호의 표층에서 육상으로부터 유입된 오염된 하천수의 영향으로 chlorophyll-a 농도가 평균 168.0 ${\mu}g\;l^{-1}$에 이르는 식물플랑크톤 대증식 현상이 연중 지속적으로 일어났다. 식물플랑크톤의 대증식은 추계와 동계에는 돌말류 Cyclotella atomus 에 의해 주로 일어났고, 춘계와 하계에는 와편모류 Prorocentrum minimum 등과 황갈조류 등에 의해 일어났다. 시화호 바깥해역에서도 시화호수의 방류로 통계에서 하계에 걸쳐 돌말류 Thalassiosira nordenskioeldii, Skeletonema costatum, Chaetoceros sp. 등에 의해 대증식이 계속 일어났다. 시화호의 식물플랑크톤에 의한 일차생산력은 연평균 3,972 mgC $m^{-2}\;day^{-1}$로 높게 일어났다. 그러나 일차생산력의 대부분은 표층에서의 높은 광흡수로 수심 3 m 내로 국한되고, 추계와 동계에는 규산염이 제한요인으로 작용하여 더 이상 높게 나타나지 못하였다. 저층에서는 광제한 등으로 광합성 작용이 거의 없었고, 표층에서 떨어진 유기물이 분해되어 산소가 고갈되는 양상을 보였다.