하계 강우기 전.후 신구저수지 내 입자성유기물의 수직분포 및 기원 연구 - 탄소 및 질소 안정동위원소비의 활용 -

A Study on Vertical Distribution and Origin of Particulate Organic Matter in Shingu Reservoir in Pre-monsoon and Post-monsoon Period - Application of Carbon and Nitrogen Stable Isotope Ratio -

본 연구는 부영양상태의 신구저수지에서 강우기 전 후의 수질 변화와 강우기 유입수의 영향을 평가하기 위해 이루어졌다. 강우기 전에는 수심에 따른 수온차가 $1^{\circ}C$이하였지만 강우기 후에는 $4^{\circ}C$차 이상까지 벌어져 수온 약층이 뚜렷하게 형성되었다. 탁도는 강우기 전보다 강우기 후에 표층에서 12NTU, 저층 120NTU로 크게 증가하였다. POC의 농도는 강우기 전의 조사에서 수심에 따라서 $4.96{\sim}6.68mg\;L^{-1}$의 범위를 나타내고 강우기 후의 조사에서는 $1.73{\sim}5.32mg\;L^{-1}$의 범위를 나타내고 있어 전체적으로 강우기 전보다 강우기 후의 POC의 농도가 낮았으나 수심에 따라서 크게 증가하는 경향을 보이고 있다. 또한, DOC의 농도는 강우기 전의 조사에서 $3.82{\sim}3.96mg\;L^{-1}$의 범위를 나타내고 있고, 강우기 후의 조사에서 $2.18{\sim}2.57mg\;L^{-1}$의 범위를 나타내고 있어 전체적으로 강우기 전보다 강우기 후의 DOC농도는 감소하고 있다. 또한 강우기 후 저층의 높은 탁도층에서 강우기 전보다 입자성유기물의 C/N비가 크게 증가하였고 입자성 유기물의 ${\delta}^{13}C$와 ${\delta}^{15}C$값이 뚜렷하게 가벼운 값을 보이는 것으로 볼 때 저수지 주변 유역에서 유입된 유기물의 영향을 크게 받았다는 것을 알 수 있다. 본 연구 결과로 볼 때 농업용 저수지인 신구저수지는 하계 강우기시 유입하천을 통해 외부로부터 유입된 육상식물 유기물이 저층에 부유된 상태로 존재하며 이는 저수지 내 저층 수생태계의 에너지 흐름에 영향을 줄 수 있는 것으로 사료된다.

The vertical distribution and origin of particulate organic matter (POM) were investigated in Shingu reservoir on 4th July (pre-monsoon) and 7th August (post-monsoon) 2006. High turbid water (120 NTU) were found at 4.5 m water depth in postmonsoon period. The average C/N ratio of POM was about 5.70 and 6.96 in surface water and bottom water, respectively in pre-monsoon period, exhibiting the close values to its ratio in phytoplankton cell. However, the average C/N ratio was 7.10 in surface water and 12.81 in bottom water in post-monsoon period. In addition, the ${\delta}^{13}C$ values of POM in pre-monsoon period ranged from -25.1%o to -26.1%o in whole water column, but the ${\delta}^{13}C$ values of POM in post-monsoon period showed relatively wide range between -23.2%o and -27.5%o. The apparently lighter values (average -27.5%o) in near bottom water (4.5 m water depth) demonstrate that POM in high turbid water in post-monsoon period may be derived from the outside terrestrial plants through heavy rainfall during the summer monsoon period. The present study suggests that carbon and nitrogen stable isotope ratios as well as C/N ratios should be useful indexes to clarify the origin of POM.