Regeneration Processes of Nutrients in the Polar Front Area of the last Sea IV. Chlorophyll a Distribution, New Production and the Vertical Diffusion of Nitrate

동해 극전선역의 영양염류 순환과정 IV. Clorophyll a 분포, 신생산 및 질산염의 수직확산

A study on the biological and chemical characteristics in the middle last Sea of Korea was carried out at 31 stations in October $11\~18$, 1995 on board the R/V Tam-Yang. The chlorophyll a concentration, new and regenerated production, and the vertical diffusion of nitrate from the thermocline structure were investigated. From the vertical distribution of chlorophyll a, subsurface maxima were observed near the thermorline at most stations including the frontal zone, except at the southern stations where the maximum chloropyll a concentration occurred at the surface, The nanophytoplankton was the most dominant fraction comprising $83.5\%$ of total phytoplankton cell numbers, but netphytoplankton were common at the southern stations where the dominant species were Rhizosolenia sp. Nitrogenous new production and regenerated productions were measured using the stable isotope $^{15}N$ nitrate and ammonia uptake method. The vertically integrated nitrogen production varied between 8.470 and $72.945\;mg\;N\;m^{-2}\;d^{-1}$. The f-ratio, which is the traction of new production from primary production, waried between 0.03 and 0.72, indicating that $3\%$ to $72\%$ of primary production was supported by the input of nutrients from below the euphotic zone and the rest are supported by ammonia recycled within the euphotic layer. This range of f-ratio encompasses from extremely oligotrophic to eutrophic area characteristics. The differences in productivity and f-ratio among stations were related to frontal structure and the bottom topography. The values were high near the frontal zone and low outside of it, and the station near Ulleng Island showed the highest f-ratio. Vertical diffusion coefficients were calculated from both the water column stability (Kz-1) of King and Devol's equation (1979) and new nitrogen requirement (Kz-2). The values of Kz-2 ($0.11\~0.55\;cm^2/s$) were relatively low compared to the values reported previously.

한국 동해 중부해역의 생$\cdot$화학적 특성에 대한 조사가 1995년 10월 11일부터 18일까지 동해 중북부해역의 31개 정점에서 연구선인 탐양호를 이용하여 수행되었다. chlorophyll a의 농도분포 및 신생산과 수온약층으로부터의 질산염의 수직확산이 측정되었다. chlorophyll a의 농도 범위는 검출한계 이하에서 $0.72{\mu}g/\ell$로서 대부분의 정점에서 최대농도는 수온약층부근에서 발견되었으나, 조사 해역의 남쪽 부분에서는 표층에서 나타났다. 이곳은 상대적으로 netphytoplankton의 비율이 높았고 우점종으로는 연안에서 종종 출현하는 Rhizesolenia sp.이었다. $^{15}N$ 질산염과 암모니아 흡수방법을 이용하여 측정한 질소 신생산과 재생산은 유광층의 적분한 질소생산은 $8.470\~72.945mg\;N\;m^{-2}\;d^{-1}$의 값을 보였으며 기초생산 중 신생산이 차지하는 비율인 f-ratio의 범위는 $0.03\~0.72$로, 기초생산의 $3\~72\%$가 수직확산 등에 의하여 공급되는 질산염에 의해서 유지되고 나머지 $28\~97\%$가 수층내에서 순환되는 암모니아에 의하여 유지된다는 것을 보여주었다. 이러한 f-ratio 값은 극도의 빈영양 해역에서 부영양 해역의 특징을 포함한다. 정점간 생산성과 f-ratio의 차이는 전선의 위치와 섬 (울릉도)와 연관된 해저지형에 관계되어 있는 것으로 보인다. 즉 전선역에서는 생산성과 f-ratio가 높게, 밖에서는 낮게 나타났으며 울릉도 부근에서 가장 높은 f-ratio를 보였다. 수직확산계수는 두 가지 방법으로 구하였는데, King and Devol(1979)의 식에 나타난 수직 안정도로부터 계산한 Kz-1과 new nitrogen 요구량으로부터 계산한 Kz-2이다. Kz-2는 $0.11\~0.55\;cm^2/s$ 의 범위로 이전의 다른 연구들에 의해 보고된 값에 비해서 낮았다.