북부 가막만의 식물플랑크톤 군집 변동 해석

Variation Analysis of Phytoplankton Communities in Northern Gamak Bay, Korea

  • 오석진 (부경대 해양과학공동연구소) ;
  • 박종식 (전남대학교 수산과학과) ;
  • 윤양호 (전남대학교 수산과학과) ;
  • 양한섭 (부경대 해양과학공동연구소)
  • Oh, Seok-Jin (Korea Inter-University Institute of Ocean Science, Pukyong National University) ;
  • Park, Jong-Sik (Faculty of Marine Technology, Chonnam National University) ;
  • Yoon, Yang-Ho (Faculty of Marine Technology, Chonnam National University) ;
  • Yang, Han-Soeb (Korea Inter-University Institute of Ocean Science, Pukyong National University)
  • 발행 : 2009.12.31

초록

북부 가막만에서 해양환경의 변화에 따라 식물플랑크톤의 군집이 어떻게 변화하는지 기존에 발표된 식물플랑크톤 생리학적 자료를 이용하여 해석하였다. 해양환경 및 식물플랑크톤 조사는 2007년 11월부터 2008년 9월까지 2개 정점에서 관측하였다. 조사 동안 10%이상 점유율을 나타내는 우점종은 와편모조류 1종, 규조류 11종 등 총 12종이었다. 우점종의 출현 시기를 보면 규조류 Skeletonema costatum이 하계(7월과 8월)를 제외하고 우점하였으며, 특히 12월은 90% 이상의 매우 높은 우점율을 보였다. 그리고 나머지 기간은 규조류 Eucampia zodiacus와 Chaetoceros속이 우점하였다. 따라서 2008년 7월과 8월에 S. costatum이 우점하지 않는 이유를 생리학적 측면에서 살펴보면 1) S. costatum과 E. zodiacus는 모두 광온 광염성 종이지만, 하계의 수온에서는 E. zodiacus가 S. costatum보다 높은 성장속도를 보였고, 2) 7월에 낮은 부유물질의 농도는 높은 광량이 수중에 도달할 수 있어 E. zodiacus와 같이 광에 대한 친화성이 낮은 종도 우점할 수 있다. 또한 3) 인산염이 비교적 낮은 시기에는 성장전략을 보이는 S. costatum이, 높은 인산염 농도일 때 저장전략을 보이는 E. zodiacus종이 우점할 수 있기 때문으로 생각된다. 앞으로 더 구체적인 식물플랑크톤의 군집 변화를 알아보기 위해서는 계절별로 우점하는 대표 식물플랑크톤에 대한 생리실험이 필요할 것으로 보인다.

Using physiological data which had been already published, we investigated variation of phytoplankton communities due to changes of marine environmental factor at 2 stations of northern Gamak Bay from November 2007 to September 2008. Dominant species (occupied species above 10%) were dinoflagellates 1 species and diatom 11 species. Diatom Skeletonema costatum was observed as dominant species during the periods except in summer (i.e. July and August), especially, which occupied above 90% in December. On the other hand, dominant species during summer were diatom Eucampia zodiacus and Chaetoceros spp., Considering the results of other physiological studies, S. costatum might be non-dominant species during summer by following reasons 1) growth rate of E. zodiacus might be taster than that of S. costatum under the temperature during summer although both S. costatum and E. zodiacus are eurythermal and euryhaline species. 2) Species as E. zodiacus characterized by low affinity with light might have a chance to be dominant with increasing optical transparency due to low suspended solids in July. 3) In aspect of nutrition, species of growth strategist as S. costatum could be dominant in relatively low concentration of phosphate and species of storage strategist as E. zodiacus could be dominant in relatively high concentration of phosphate during summer in this study area. In order to understand the phytoplankton dynamics in detail, the physiological informations about strains isolated from this study area are necessary because physiological conditions are different depending on isolated area.

키워드

참고문헌

  1. 강인석(2009), 부유성규조류 Skeletonema costatum과 저서성 규조류 Nitzschia sp.의 서장에 미치는 광학적 특성과 그에 다른 영양염 성장 동력학, 전남대학교 석사학위논문, p. 84.
  2. 김정배, 이상용, 유준, 최양호, 정창수, 이필용(2006), 가막만의 빈산소 수괴의 특성, 한국해양환경공학회지, 제9권, pp. 216-224.
  3. 노일현, 윤양호, 김대일, 오석진(2006), 가막만에서 분리한 유해성 침편모조류 Chattonella marina (Subrahmanyn)Hara et Chihara (Raphidophyceae)의 성장에 미치는 수온, 염분 및 빛의 영향, 한국수산학회지, 제39권, pp. 487-494.
  4. 문성기, 최철만(2003), 국내 해양식물플랑크톤의 주요종과 분포에 대한 조사, 한국환경과학지, 제12권, pp 725-733.
  5. 박종식, 윤양호, 오석진(2009), 한국 남해 가막만 입구해역의 식물플랑크톤 군집 변동 특성, 한국환경생물학회지, 제27권, pp. 202-215.
  6. 오석진, 윤양호(2004), 여수해만에서 분리한 유독 와편모조류 Gymnodinium catenatum (Graham)의 성장에 미치는 수온, 염분과 광조건, 한국조류학회지, 제19권, pp. 293-301.
  7. 오석진, 윤양호, 김대일, 島崎洋平, 大島雄治, 本城凡夫(2006), 유해성 적조생물, Cochlodinium polykrikoides Margalef (Dinophyceae) 성장에 영향을 미치는 광량과 파장, 한국조류학회지, 제21권, pp. 311-316.
  8. 오석진, 윤양호, 양한섭(2007), 여수해만산 유독 와편모조류 Gymnodinium catenatum (Graham)의 용존태 무기인에 대한 성장 및 흡수, 한국수산학회지, 제40권, pp. 98-101.
  9. 오석진, 강인석, 윤양호, 양한섭(2008), 진해만에서 분리한 중심목 규조류 Skeletonema costatum (Grev.) Cleve의 성장에 미치는 광학적 특성, 한국환경생물학회지, 제26권, pp. 57-65.
  10. 오석진, 강인석, 윤양호, 양한섭, 박종식(2009). 생물학적 환경정화를 위한 부착미세조류 Nitzschia sp.의 생장에 미치는 광학적 특성과 그에 따른 인산염 성장 동력학, 바다, 제14권, pp. 205-212.
  11. 윤양호(1995), 가막만 북부해역의 해양환경과 식물플랑크톤 군집의 변동특성 2. 식물플랑크톤 군집의 계정동태와 적조원인생물, 여수수산대학교 수산과학연구소 연구보고지, 제4권, pp. 1-15.
  12. 윤양호, 고남표(1995), 거금수도내 양식어장의 해양환경특성 I. 식물플랑크톤 군집의 계절변동, 한국양식학회지, 제8권, pp. 47-58.
  13. 윤양호(1998a), 완도 신지연안해역 식물플랑크톤 군집구조 특성, 여수대 논문집, 여수수산대학교 수산과학연구소 연구보고지, 제12권, pp. 651-664.
  14. 윤양호(1998b), 시아해 식물플랑크톤 군집의 계절변동특성, 한국환경생물학회지, 제16권, pp 403-409.
  15. 윤양호(2000), 가막만 북부해역의 해양환경과 식물플랑크톤 군집의 변동특성 2. 수질환경과 엽록소 a량의 변동특성, 한국환경과학회지, 제9권, pp. 429-436.
  16. 윤양호(2003), 한국 남서해역의 식물프랑크톤 군집 출현 및 분포 특성, 여수수산대학교 수산과학연구소 연구보고지, 제12권, pp. 1-17.
  17. 이규형, 조규대(1990), 가막만의 수온과 염분의 분포, 한국수산학회지, 제23권, pp. 25-39.
  18. 이원호, 심재형(1995). 한국연안 산 규조 Skeletonema costatum의 조도에 대한 생태적지위 성분의 종내 변의, 한국해양학회지, 제30권, pp. 436-441.
  19. 이진환, 이은호(1999), 득량만의 수질과 식물플랑크톤 적조, 한국환경생물학회지, 제17권, pp 271-278.
  20. 이문옥, 권영아(2007), 해양환경이 굴 양식에 미치는 영향 II, 2007년도 추계 한국해양환경공학회 학술대회 논문집, 인천, pp. 77-81.
  21. 이진환, 윤수미(2000) 여자만의 수질과 식물플랑크톤 군집, 한국조류학회지, 제15권, pp. 89-98.
  22. Boney, A. D.(1979), Phytoplankton. Camelot Press, Southampton, p. 116.
  23. Brand, L. E.(1984), The salinity tolerance of forty-six marine phytoplankton isolates, Estuaries Coastal Shelf Sci., Vol. 18, pp. 543-556. https://doi.org/10.1016/0272-7714(84)90089-1
  24. Chihara, M. and M. Murano,(1997), An illustrated guide to marine plankton in Japan, Tokai Univ. Press, Tokyo, p. 1574.
  25. Curl, H. and G .C. McLeod.(1961), The physiological ecology of a marine diatom, Skeletonema costatum (Grev.), J Mar. Res., Vol. 19, pp. 70-88.
  26. Dugdale, R.C,(1967) Nutrient limitation in the sea: dynamic, identification, and significance. Limnol. Oceanogr., Vol. 12, pp.685-695. https://doi.org/10.4319/lo.1967.12.4.0685
  27. Eppley, R. W., J. N. Rogers and J. J. McCarthy. (1969), Half-saturation constants for uptake of nitrate and annnonium by marine phytoplankton, Limnol. Oceanogr., Vol. 14, pp. 912-920. https://doi.org/10.4319/lo.1969.14.6.0912
  28. Epply, R. W.(1972), Temperature and phytoplankton growth in the sea, Fish. Bull. Nat. Ocean. Atmos. Adm., Vol. 70, pp. 1063-1085.
  29. Gallagher, J. C.(1982), Physiological variation and eletrophoretic banding patterns of genetically different seasonal population of Skeletonema costatum (Bacillariophyceae), J. Phycol., Vol. 18, pp. 148-162. https://doi.org/10.1111/j.1529-8817.1982.tb03169.x
  30. Goldman, J. C. and E. J. Carpenter.(1974), A Kinetic approach to the effect of temperature on algal growth, Limnol. Oceanogr., Vol. 19, pp. 756-766. https://doi.org/10.4319/lo.1974.19.5.0756
  31. Harrison, P. J., J. S. Parslow and H. L. Conway. (1989), Determination of nutrient uptake kinetic parameters: a comparison of methods, Mar. Ecol. Prog. Ser., Vol. 52, pp. 301-312. https://doi.org/10.3354/meps052301
  32. Hitchock, G. L.(1980), Influence of temperature on the growth rate of Skeletonema costatum in response to variations in daily light intensity, Mar. Biol., Vol. 57, pp. 261-269. https://doi.org/10.1007/BF00387569
  33. Langdon, C.(1987), On the causes of inter specific differences in the growth-irradiance relationship for phytoplankton. Part I. A comparative study of the growth-irradiance relationship of three marine phytoplankton species: Skeletonema costatum, Olisthodiscus luteus and Gonyaulax tamarensis, J. Plankton Res., Vol. 9, pp. 459-482. https://doi.org/10.1093/plankt/9.3.459
  34. Lederman, T. C. and P. Tett.(1981), Problems in modeling the photosynthesis-light relationship for phytoplankton, Bot. Mar., Vol. 24, pp. 125-134. https://doi.org/10.1515/botm.1981.24.3.125
  35. Lehman, J. T., D. B. Botkin and G. E. Likens.(1975), The assumptions and rationales of computer model of phytoplankton population dynamics, Limnol. Oceanogr., Vol. 20, pp. 343-363. https://doi.org/10.4319/lo.1975.20.3.0343
  36. Matsubara, T., S. Nagasoe, Y. Yamasaki, T Shikata, Y. Shimasaki, Y. Oshima and T Honjo,(2007), Effects of temperature, salinity and irradiance on the growth of the dinoflagellate Aksshivo sanguinea, J. Exp, Mar. Biol. Ecol., Vol. 342, pp. 226-230. https://doi.org/10.1016/j.jembe.2006.09.013
  37. Monod, J.(1949), The growth of bacterial cultures, Ann. Rev. Microbiol., Vol. 3, pp. 371-394. https://doi.org/10.1146/annurev.mi.03.100149.002103
  38. Morel, F. M. M.(1987), Kinetics of nutrient uptake and growth in phytoplankton, J. Phycol., Vol. 23, pp. 137-150.
  39. Nagasoe, S., D. I. Kim, Y. Shimasaki, Y. Oshima, M. Yamaguchi and T. Honjo. (2006), Effects of temperature, salinity and irradiance on the growth of the red tide dinoflagellate Gyrodinium instristum Freudenthal et Lee, Harmful Algae, Vol. 5, pp. 20-25. https://doi.org/10.1016/j.hal.2005.06.001
  40. Nishikawa, T.(2002), Effects of temperature, salinity and irradiance on the growth of the diatom Eucampia zodiacus caused bleaching of seaweed Porphyra isolated from Harima-Nada, Seto Inland Sea, Japan, Nippon Suisan Gakkaishi, Vol. 68, pp. 356-361. https://doi.org/10.2331/suisan.68.356
  41. Nishikawa, T. and Y. Hori.(2004), Effects of nitrogen, phosphorus and silicon on the growth of the diatom Eucampia zodiacus caused bleaching of seaweed Porphyra isolated from Harima-Nada, Seto Inland Sea, Japan, Nippon Suisan Gakkaishi, Vol. 70, pp. 31-38. https://doi.org/10.2331/suisan.70.31
  42. Okubo, A. (1982), Horizontal dispersion and critical scales for phytoplankton patches. In: Spatial Pattern in Plankton Communities, Ser. IV, 3. Steele, J. H. ed. Plenum Press, New York and London, pp. 21-42.
  43. Okubo, A. (1982), Horizontal dispersion and critical scales for phytoplankton patches. In: Spatial Pattern in Plankton Communities, Ser. IV, 3. Steele, J. H. ed. Plenum Press, New York and London, pp. 21-42.
  44. Rijstenbil, J. W.(1989), Competitive interaction between Ditylum brightwelli and Skeletonema costatum by toxic metabolites, Neth. J. Sea Res., Vol. 23, pp. 23-27. https://doi.org/10.1016/0077-7579(89)90039-2
  45. Sommer, U.(1989), The role of competition for resources in phytoplankton succession, In: Plankton communities, Springer-Verlag, Paris, pp. 57-106.
  46. Tarutani, K. and T. Yamamoto.(1994), Phosphate uptake and growth kinetics of Skeletonema costatum isolated from Hiroshima Bay, J. Fac. Appl. Biol. Sci., Vol. 33, pp. 59-64.
  47. Throndsen, J.(1978), Preservation and storage. In: Phytoplankton manual, Sournia, A., ed., Unesco, Paris, pp. 69-74.
  48. Tomas, C. R.(1997), Identifying marine phytoplankton, Academic Press, London, p. 858.
  49. Yamaguchi, M. and T. Honjo.(1989), Effects of temperature, salinity and irradiance on the growth of the noxious red tide flagellate Gymnodinium nagasakiense (Dinophyceae), Nippon Suisan Gakkaishi, Vol. 55, pp. 2029-2036. https://doi.org/10.2331/suisan.55.2029
  50. Yamaguchi, M., I. Imai and T Honjo.(1991), Effects of temperature, salinity and irradiance on the growth of the noxious red tide flagellate Chattonella antiqua and C. marina (Raphidophyceae), Nippon Suisan Gakkaishi, Vol. 57, pp. 1277-1284. https://doi.org/10.2331/suisan.57.1277
  51. Yamamoto, T., Y. Yoshizu and K. Tarutani.(1995), Effects of temperature, salinity and irradiance on the growth of toxic dinoflagellate Alexandrium tamarense isolated from Mikawa Bay, Japan, Jpn. J. Phycol., Vol. 43, pp. 91-98.
  52. Yamamoto, T. and M. Okai.(2000), Effects of diffusion and upwelling on the formation of red tides, J. Plankton Res., Vol. 22, pp. 363-380. https://doi.org/10.1093/plankt/22.2.363
  53. Yan, T., M. Zhou and P. Qian.(2002), Combined effects of temperature, irradiance and salinity on growth of diatom Skeletonema costatum, Chinese Journal of Oceanology and Limnology, Vol. 20, pp. 237-243. https://doi.org/10.1007/BF02848852
  54. Yoder, J. A.(1979), Effect of terrperature on light-limited growth and chemical composition of Skeletonema costatum (Bacillariophyceae), J. Phycol., Vol. 15, pp. 362-370. https://doi.org/10.1111/j.1529-8817.1979.tb00706.x