The floating island was investigated in order to make a purification of lake water quality with the uptake of nutrients, the prevention of algae growth and the supply of habitat for aquatic plants. Although the concentrations of organics and nutrients inside facility were shown higher than outside, the quantitative analysis was not attainable. Nitrogen uptakes by Cattail, Phragmites japonica, Reed and Wild rice were shown 48.2, 98.0, 111.1 and $72.0g/m^2{\cdot}year$, respectively, and in the case of phosphorus they were 3.2, 8.3, 6.1 and $4.6g/m^2{\cdot}year$, respectively. Considering total floating areas of $2,560m^2$, the nitrogen uptake is totally estimated to $210.7kg/m^2{\cdot}year$ and $14.2kg/m^2{\cdot}year$ for the phosphorus uptake. In order to promote the spread of floating island, the selection of aquatic plants, the control of growth rate properly and the method of quantitative analysis for the purification of water quality and the application to the stream water should be thoroughly surveyed from all angles prior to the application.
This study was conducted to investigate the effect of aquatic plant as a botanical air purification on the indoor air pollution by formaldehyde. Three aquatic plants such as Eichhornia crassipes, Cyperus alternifolius, Echinodorus cordifolius, were selected for this study and they were placed in the artificially contaminated chamber under laboratory condition. The results showed that all three plants could remove the formaldehyde from the contaminated air system effectively. Reduction in the formaldehyde levels by Eichhornia crassipes, which is the floating plant, might be associated with the factors of plant and water. Reduction in the formaldehyde levels by Cyperus helferi and Echinodorus cordifolius, which were emergent plant, was due to the complex effect of plant, soil medium and water. In aquatic plant system, dissolution, microbial degradation in rhizosphere, uptake through root and shoot, sorption to soil and shoot, hydrolysis are known as the main mechanisms of water soluble pollutants in the given system. The advantages of indoor air quality control system using aquatic plants can be; 1) various purifying mechanisms than foliage plants, 2) effective for decontamination of water soluble pollutants; 3) easy for maintenance; 4) diverse application potential. Therefore it was suggested from the results that indoor air control system of aquatic plants should be more effective for reduction of indoor air pollutants.
Standing crop distribution of aquatic plants in the West Nakdong River and riparian wetlands in the Nakdong River were surveyed in May, July and September, 2010. Total 25 aquatic macrophyte species (submerged: 9, leaf-floating: 3, free-floating: 5, emergent: 8) were observed during the survey periods. Distribution area of aquatic plants and proportion of submerged communities were highest in Garakchi-deung ($212,032m^2$, 72.7%). The distribution area of aquatic plants was highest in Phragmites australis community ($421,584m^2$), followed by Hydrilla verticillata-Vallisneria natans community ($181,511m^2$), Potamogeton wrightii-Vallisneria natans community ($61,604m^2$), and Hydrocharis dubia community ($49,709m^2$). Garakch-ideung (212,032 kg) also had the highest aquatic plant production, followed by Suanchi-deung (15,546 kg), Daedong (5,813 kg), Dunchi-do (3,963 kg), Maekdo (1,463 kg), Yeommak (571 kg), Jungsa-do (530 kg), and Shinan (300 kg). Average standing crop of the study area were $147.8{\pm}20.8g\;DW{\cdot}m^{-2}$ in 1988, $96.1{\pm}20.0g\;DW{\cdot}m^{-2}$ in 2000, and $172.6{\pm}76.1g\;DW{\cdot}m^{-2}$ in 2010. For a sustainable management of river habitat and food source, aquatic plant should concurrently be surveyed with river environmental variables (i.e. sediment, nutrient, flow).
수생식물은 지각류의 종다양성과 풍부도를 결정하는 중요한 요인이지만, 식물의 종구성이나 구조에 대한 지각류의 영향은 충분하게 고려되지 않았다. 남한은 수생식물이 피복되기 쉬운 습지나 저수지가 전국에 산재하고 있기 때문에 지각류를 포함한 생물 연구 시 수생식물에 대한 고려가 필요하다. 본 연구에서는 6가지 유형의 미소서식처에서 지각류 군집의 종수와 풍부도를 조사하고, 이 결과를 기반으로 서식처 보전과 효율적인 관리에 대해 고찰하고 한다. 지각류 군집의 높은 종수와 풍부도는 부유식물, 부엽식물, 그리고 침수식물이 함께 구성된 혼합된 식물 군락에서 목격되었다. 식물 군락에서 침수식물의 포함은 서식처 구조의 복잡성에 크게 기여하며, 지각류 군집의 종수와 풍부도를 증가시킬 수 있다. 이는 침수식물이 부재한 부유 및 부엽식물로만 구성된 식물 군락과 비교함으로서 침수식물의 효율성을 파악할 수 있다. 혼합된 식물 군락에서는 다른 식물 군락에 부재하는 지각류 종 (Graptoleveris testudinaria, Ilyocryptus spinifer, Leydigia acanthocercoides)이 출현함으로서 종다양성이 가장 높았다. 혼합된 식물 군락에서 침수식물의 점차적인 생물량 (g) 증가는 지각류 군집의 종수와 풍부도를 유의하게 증가시켰다 (p<0.05). 이는 혼합된 식물 군락에서 침수식물의 증가가 지각류의 서식처로서 효율성에 긍정적인 영향을 미친다는 강력한 증거이다. 비록 침수식물은 수중에 침수되어 서식하기 때문에 경관적/미적인 가치에 크게 기여하지 않지만, 생물학적 측면에서 종다양성을 증가시키는 효과를 가지기 때문에 습지 창출/복원 시 중요하게 고려되어야 할 것으로 판단된다.
The floating islands have been constructed for the water quality improvement and the biodiversity conservation in an disturbed aquatic ecosystem. We made floating islands consisted of a special float and substrates of coconut fibers implanted with four emergent macrophytes such as Phragmites australis, Zizania latifolia, Iris pseudoacorus, Typha angustifolia. Vegetation structure and plant growth were compared between on the floating islands and on ground in order to select suitable plants for the construction of floating islands. Emergent-macrophytic vegetation on the floating islands showed lower coverages and higher plant biodiversity due to natural introduction of various hydrophytes and hygrophytes. Shoot density was increased on floating islands except for Zizania latifolia. From the point of coverage and density of plants, Phragmites australis and Iris pseudoacorus were suitable for floating islands. Total biomass of emergent macrophytes was decreased on the floating islands. The belowground/aboveground biomass ratio of floating islands was higher than that of the ground. Out of planted macrophytes, Iris pseudoacorus with a high belowground/aboveground biomass ratio could be evaluated a suitable plant for the floating islands because a plenty of its root is profitable to adapt with the nutrient-limited environment of floating islands.
The purpose of this study is to present the basic data for management of ecologically restored stream by surveying and analysing the vascular plants distributed in Chunghyocheon stream, Gyeongju-si. The survey of vascular plants in this site was conducted before and after restoration. The number of vascular plants were summarized as 276 taxa including 68 families, 188 genera, 242 species, 1 subspecies, 29 varieties and 4 forms. The rare plants were 2 taxa including Prunus yedoensis Matsum. and Iris ensata var. spontanea (Makino) Nakai, and the Korean endemic plant was Lespedeza maritima Nakai. The specific plants by floristic region were 13 taxa including 1 taxa of grade V, 3 taxa of grade III, 1 taxa of grade II and 8 taxa of grade I. The naturalized plants were 62 taxa including Persicaria orientalis (L.) Spach, Lepidium virginicum L., Poa compressa L. and so forth. The invasive alien plants were 3 taxa including Ambrosia artemisiifolia L., Aster pilosus Willd. and Lactuca scariola L.. The hydrophytes were 34 taxa including 26 taxa of emergent plant, 1 taxa of floating-leaved plant, 2 taxa of free-floating plant and 5 taxa of submerged plant.
본 연구에서는 혐기조 및 무산소조, 호기조로 구성된 미생물이 부착된 고정상 담체를 이용한 $A^{2}O$ 생물막 장치와 부유 수생식물인 부레옥잠을 이용한 자연정화장치에서 생활오수를 이용하여 성능실험을 수행한 후 HRT에 따른 유기물 및 T-N, T-P의 제거 특성을 알아보았다. 평균 SS 제거율과 $COD_{Cr}$ 제거율은 HRT가 증가함에 따라 증가하다가 HRT 12 hr 이상에서는 각각 제거율이 93%, 89% 정도의 일정한 수치를 나타내었다. 반면에 평균 $BOD_5$ 제거율 및 평균 $COD_{Mn}$ 제거율은 HRT가 증가함에 따라 제거율은 계속 증가하는 양상을 보여주고 있으며 HRT 26 hr일 때 각각의 제거율은 84.91%, 76.03%이었다. 한편 평균 T-N 제거율 및 T-P 제거율은 HRT 61 hr까지는 계속 증가하다가 HRT 61 hr 이상에서는 거의 비슷한 수치이었으며 HRT 61 hr일 때의 평균 T-N 및 T-P 제거율은 각각 70.20%, 77.86%이었으며 영양염류 제거 관점에서 최적 HRT는 61 hr임을 알 수 있었다. 부레옥잠의 잎에서는 실험 전 후의 질소 함량이 비슷하였으나 뿌리에서는 5.5%가 더 많은 질소가 발견되어 부레옥잠이 질소를 흡수한다는 사실을 알 수 있었다.
생물조절기법(Biomanipulation)을 이용한 수질개선 방법으로서, 인공식물섬을 이용한 부유성 수생식물(I. pseudoacorus)은 그 표면적에 따라서 수층으로의 광량 투과를 제어함으로써 미세조류의 광합성 효율을 저해한다. 또한, 수층에서 영양염을 흡수하여, 미세조류의 성장을 억제함으로서 남조류(M. aeruginosa) 대량발생을 제어할 수 있다는 것을 $^{13}C$, $^{15}N$ 추적자 실험을 통하여 정량적으로 확인하였다. 이와 같이 부유수생식물을 이용하여 저수지내 남조류 번성을 억제함으로서 수질 개선에 중요한 역할을 하지만, 동물플랑크톤의 종 조성 변화를 야기할 수 있다는 것을 고려해야 할 것이다. 본 연구 결과는 향후 인공 식물섬을 사용한 남조류 제어 기법에 중요한 자료로 활용될 것으로 사료된다.
The family of lemnacae colloquially known as duckweed contains the world' smallest species of flowering plants (macrophytes). Aquatic and free-floating, their most striking qualities are a capacity for explosive reproduction and an almost complete lack of fibrous material. They are widely used for reducing chemical loading in facultative sewage lagoons, but their greatest potential lies in their ability to produce large quantities of protein rich biomass, suitable for feeding to a wide range of animals, including fish, poultry and cattle. Despite these qualities there are numerous impediments to these plants being incorporated into western farming systems. Large genetically determined variations in growth in response to nutrients and climate, apparent anti-nutritional factors, concerns about sequestration of heavy metals and possible transference of pathogens raise questions about the safety and usefulness of these plants. A clear understanding of how to address and overcome these impediments needs to be developed before duckweed is widely accepted for nutrient reclamation and as a source of animal feed.
본 연구는 하계동안 습지 수면을 덮고 있는 부유성 수생식물이 습지생태계에 미치는 영향을 알기위하여 1998년 1월부터 1999년 10월까지 우포습지의 이${\cdot}$화학적 변화를 파악하고 하계에 부유수생식물 및 저토가 수질에 미치는 영향을 현장실험을 통하여 평가하였다. 우포습지의 수위는 홍수발생 시 낙동강의 범람으로 2-3m정도의 변화를 보였다. 대부분의 이 화학적 요인들 및 동${\cdot}$식물플랑크톤의 밀도는 여름동안의 홍수와 6월에서 10월까지 습지 수표면을 거의 덮고 있는 수생식물에 의해 많은 영향을 받는 것으로 나타났다. 용존산소(Jun.-Sept., 4.5${\pm}$2.5 mg/1: Oct.-May,8.1${\pm}$4.0 mg/l)와 pH(Jun.-Sept.,6.9${\pm}$0.4; Oct.-May,7.4${\pm}$0.8)는 다른 계절에 비해 여름철에 현저히 낮았다. 여름철에 번성하는 부유성 수생식물(개구리밥, 생이가래, 좀개구리밥)과 수중의 저토가 하계의 육수학적 특성이 미치는 영향을 파악하기 위하여 수표면에 enclosure(100 L, 6개)를 설치하고 부유식물, 천 그리고 노출 상태의 처리군을 부유식물의 유${\cdot}$무, 수중 저토의 유 ·무에 대해 실험한 결과, 부유식물이 있는 처리군이 다른 경우에 비하여 DO, pH가 낮게 나타났고, 노출된 대조구에서 상대적으로 식물플랑크톤(chi. a)의 생체량이 높았다. 또한 각 처리군에서 수중 저토가 있는 경우 영양염류농도가 높았고, 특히 부유식물이 있는 처리구에서 높은 영양염류의 농도를 보였다. 동물플랑크톤 군집의 변화는 부유식물에 의한 뚜렷한 영향은 보이지 않았지만, 초기에 rotifer가 우점하였고 이후 cladoceran과 copepods의 증가로 rotifer의 밀도가 급격히 감소하였다. 결과적으로, 조사기간 중 하계에 지속적으로 관찰된 DO와 pH가 감소하는 것은 수생부유식물의 번성과 수중 퇴적물의 분해에 따른 영향인 것으로 나타났다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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