신구저수지의 1차 생산 및 지방산 생성속도 결정을 위한 $^{13}C$ 추적자 활용 연구

An Application of $^{13}C$ Tracer for the Determination of Primary Productivity and Fatty Acid Production Rate in Shingu Reservoir

본 연구는 $^{13}C$추적자를 사용하여 신구저수지 내 식물플랑크톤에 의한 1차 생산속도를 계산하고, $^{13}C$-GC/MS 기법을 사용하여 광합성을 통해 새롭게 만들어진 지방산의 생성속도를 분석하였다. 유광층 내의 SPM중 POM이 차지하는 비율은 약 76%였으며, 엽록소$-{\alpha}$의 평균 농도는 약 $89{\mu}g\;L^{-1}$이었다. 유광층 단위면적당 엽록소$-{\alpha}$ 총량, 1차 생산력, 엽록소$-{\alpha}$에 의한 탄소 고정 능력은 각각 112mg Chl-${\alpha}m^{-2}$, 3.53g C $m^{-2}\;d^{-1}$, 32mg C mg Chl-${\alpha}^{-1}\;d^{-1}$이었다. 수층 내 입자성유기물의 지방산 조성과 식물플랑크톤 광합성에 의해 새롭게 만들어진 입자성유기물의 지방산 조성이 거의 비슷한 것으로 미루어 보아, 본 연구기간 동안 수층의 입자성유기물은 대부분 식물플랑크톤에 의해 유래된 것으로 판단되었다. 또한 광합성을 통해 만들어진 유기물은 세포외배출 등의 과정을 통해 용존유기물 pool로 이동된 후 박테리아에게까지 빠르게 전달됨으로써, 박테리아에 의한 유기물 소비가 활발하게 일어나고 있는 것으로 판단된다.

The in situ incubation experiment was carried out using $^{13}C$ tracer to determine primary productivity and fatty acid production rate in the shallow, eutrophic Shingu reservoir on 4th July. Particulate organic matter (POM) accounted for 76% in suspended particulate matter (SPM), and average concentration of chlorophyll-${\alpha}$ was $89{\mu}g\;L^{-1}$ in the euphotic layer. Total amount of chlorophyll-${\alpha}$ (Chl-${alpha}$), primary productivity and Chl-${alpha}$ specific productivity in euphotic layer were 112 mg Chl-${alpha}m^{-2}$, 3.53 g C $m^{-2}\;d^{-1}$, 32mg C mg Chl-${\alpha}^{-1}\;d^{-1}$, respectively. The fatty acid composition in newly produced organic matter and suspended organic matter didn't show any significant difference, demonstrating that autochthonous organic matter should be a major source of POM pool. In addition, the fatty acids of bacterial origin were increased through extracellular release of newly photosynthesized DOC, and closely coupled with bacterial assimilation. This result suggests that organic carbon should be actively cycled through the microbial loop in Shingu reservoir in summer.