Environmental Studies in the Lower Part of the Han River - IX. Succession of Epilithic Diatoms on the Artificial Substrate and Factor Analysis

To study the succession of epilithic diatoms on the artificial substrate, we investigated environmental factors and the diatom assemblages biweekly from Mar. 2004 to Feb. 2005 at 2 stations in the lower part of the Han River. A total of 60 taxa, representing 2 orders, 3 suborders, 8 families, 17 genera, 51 species, 7 varieties and 2 forms were identified, and mean number of species were 19 species in spring, 20 in summer, 22 in autumn and 22 in winter. Standing crops of epilithic diatoms varied extensively by months and stations; mean values of those were $3.2{\times}10^4$ cells $cm^{-2}$ in spring, $1.9{\times}10^4$ in summer, $1.7{\times}10^4$ in autumn and $1.8{\times}10^5$ in winter. Chlorophyll a concentrations were also similarly showed as variations of the diatom assemblages. Succession of the diatoms in St. 1 was as follows; Melosira varians, Fragilaria capucina, Cyclotella comta, Nitzschia palea in spring, Fragilaria capucina in summer, Aulacoseira granulata var. angustissima in autumn, Aulacoseira granulata var. angustissima and Melosira varians, Cymbella minuta in winter. In station 2, Aulacoseira granulata and Nitzschia palea dominated in spring as a pioneer in early stage of succession, Fragilaria capucina in summer, and Nitzschia palea in winter. According to Canonical Correspondence Analysis (CCA), there showed similar to that of succession of epilithic diatoms within St. 1 and St. 2, and they were not changed by stations but seasons. Nitzschia palea belonged to saprophilous taxa correlated with nitrogen sources and suspended solids. Meanwhile, Fragilaria capucina and Cymbella minuta included in xenosaprobic taxa show correlation with DO and pH. Eurysaprobic taxa correlated with all environmental factors.

한강하류의 환경학적연구 - IX. 인공기질을 이용한 부착돌말류의 천이와 요인분석

본 연구는 한강하류역에서 인공기질을 이용하여 부착돌말류의 계절적 천이를 규명하고, 환경요인과 부착돌말류의 관련성을 통계학적으로 규명하기 위하여, 2004년 2월부터 2005년 2월까지 1년간 매 격주간격으로 2개 정점에서 환경요인과 부착돌말류를 조사하였다. 조사 결과 수온은 전형적인 온대지방의 기후를 나타냈고, pH는 갈수기인 겨울철에 상대적으로 높게 나타났다. 전기전도도, 질소, 인 등은 정점 간 차이를 보여 정점 2에서 높은 값을 나타냈으며, 규산염은 계절 및 정점 간 차이가 거의 없었으며, BOD와 COD는 수질 3등급에 속하였다. 환경요인과 생물학적요인 및 우점종의 변화에 대한 조사 정점간의 차이를 변량 분석 (ANOVA)한 결과 환경요인에서는 정점 2에서 수질이 더 악화되었으나, 생물학적 요인에서는 전체 현존량의 변동별 구분은 나타나지 않았다. 돌말류는 60종류 2목 3아목 8과 17속 51종 7변종 2품종이 출현하였으며, 계절별로는 봄철에 19종류, 여름철에 20종류, 가을철에 22종류, 겨울철에 22종류로 변화폭이 크지 않았고, 정점 2보다 정점 1에서 다양하였다. 부착돌말류의 평균 현존량은 $2.3{\times}10^5\;cells\;cm^{-2}$로 $2{\sim}3$개월 간격으로 계절별 변화를 보였으며, 정점 1에서 더 높았다. Chlorophyll a의 농도는 $3.0{\sim}132.6\;mg\;m^{-2}$로 변화의 폭이 매우 컸으며, 부착돌말류의 착생초기인 봄철에 가장 높은 농도를 보였다. 우점종에 의한 부착돌말류는 정점 1에서 봄철에는 Me1osira varians(초봄) 및 Nitzschia palea(봄철), 여름에는 Fragilaria capucina, 가을철에는 Aulacoseira granulata var. angustissima(가을철), 겨울철에는 Melosira varians(겨울철) 및 Cymbella minuta(늦겨울)까지의 천이를 보였으며, 정점 2에서 봄철에 Aulacoseira granulata 및 Nitzschia palea에서 여름에 Fragilaria capucina, 겨울철에 다시 Nitzschia palea(겨울철)로 천이 계열을 형성하였다. CCA분석에서 환경요인에 따라 봄철, 가을철, 겨울철로 구분되었다. 이는 부착돌말류의 천이와 유사한 양상이었으며, 돌말류의 종 조성 분포가 정점간의 차이가 아닌 계절에 따라 변하였다. 또한 호오염성군에 속하는 Nitrschia palea는 주로 질소원과 부유물질 등과 상관성을 가지며, 호청수성군에 속하는 Fragilaria capucina와 Cymbella minuta는 DO, pH 등과 상관성을, 광적응성군에 속하는 종들은 모든 환경요인들과 상관성을 보였다. 따라서 한강 하류의 부착돌말류는 상대적으로 양호한 수질을 가지고 있는 정점 1에서 다양한 생물상을, 탄천의 영향을 받는 정점 2는 상대적으로 수질이 악화되어 호오염성 종들이 높은 분포를 나타내고 있었다. 또한 부착돌말류 중 Cymbella minuta는 다른 부착돌말류에 비해 강한 오염지표성을 나타내고 있었다.