• Journal of the korean society of oceanography
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• 제39권4호
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• pp.222-233
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• 2004

Using nitrogen as the limiting nutrient, the default version of a microplankton-detritus model linked chlorophyll concentration to the autotroph nitrogen. However, phosphorus dynamics were added to simulate the results of a microcosm experiment. Using standard parameter values with a single value of microheterotroph fraction in the microplankton taken from the observed range, the best simulation successfully captured the main features of the time-courses of chlorophyll and particulate organic carbon, nitrogen and phosphorus, with root-mean-square error equivalent to 29% of particulate concentration. A standard version of microbiological model assumes complete internal cycling of nutrient elements; adding a term for ammonium and phosphate excretion by microheterotrophs did not significantly improve predictions. Relaxing the requirement for constant microheterotroph fraction resulted in an autotroph-heterotroph model AH, with dynamics resembling those of a Lotka-Volterra predator-prey system. AH fitted the microcosm data worse than did MP, justifying the suppression of Lotka-Volterra dynamics in MP. The paper concludes with a discussion of possible reasons for the success of the simple bulk dynamics of MP in simulating microplankton behaviour.

• 생태와환경
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• 제49권3호
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• pp.228-235
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• 2016

화학물질의 유입은 수생생태계에 유해한 영향을 미치는 주요 인자 중의 하나로, 수생태계에 미치는 화학물질의 영향을 보다 정확하게 평가하기 위해서는 서로 다른 영양단계의 생물군집들의 생물학적 상호작용을 고려한 군집 수준의 독성시험이 요구된다. 하지만 현재 제시되고 있는 마이크로코즘 및 메소코즘을 이용한 군집 수준의 독성평가 시험 방법은 너무 복잡하고, 기존의 종 수준에서 얻어진 정보와의 직접적 비교가 어렵다. 본 연구에서는 독성시험 표준 생물인 녹조류 Pseudokirchneriella subcapitata와 물벼룩 Daphnia magna를 이용하여 화학물질의 독성을 생산자와 소비자의 상호작용을 고려한 군집 수준에서 평가할 수 있는 간단한 bi-trophic 마이크로코즘 시험 방법과 이에 대한 생물군집의 적정 조건을 제시하고자 하였다. 마이크로코즘 시험계 및 물벼룩 배양의 경우, $5{\times}10^5cells\;mL^{-1}$ 이상의 P. subcapitata (생산자) 농도를 설정하는 것이 적절할 것으로 분석되었다. 장기 독성시험을 고려할 경우, 물벼룩 (소비자)은 태어난 지 24시간이 되지 않은 미성숙 개체로 구성하여 마이크로코즘 시험을 시작하면 성체 및 혼합 개체군이 보다 안정적으로 유지되는 것으로 나타났다. 이와 같은 bi-trophic 마이크로코즘 시험계는 오염원에 의한 생산자-소비자의 생물학적 상호작용의 교란 정도를 평가하고, 수생태계에 대한 위험요소평가를 종 수준의 평가에서 군집수준의 평가로 확대할 수 있는 적절한 시험 방법으로 판단된다.

• Journal of Ecology and Environment
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• 제34권4호
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• pp.401-410
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• 2011

We assayed the effects of simulated acid rain on the mass loss, $CO_2$ evolution, dehydrogenase activity, and microbial biomass-C of decomposing Sorbus alnifolia leaf litter at the microcosm. The dilute sulfuric acid solution composed the simulated acid rain, and the microcosm decomposition experiment was performed at 23$^{\circ}C$ and 40% humidity. During the early decomposition stage, decomposition rate of S. alnifolia leaf litter, and microbial biomass, $CO_2$ evolution and dehydrogenase activity were inhibited at a lower pH; however, during the late decomposition stage, these characteristics were not affected by pH level. The fungal component of the microbial community was conspicuous at lower pH levels and at the late decomposition stage. Conversely, the bacterial community was most evident during the initial decomposition phase and was especially dominant at higher pH levels. These changes in microbial community structure resulting from changes in microcosm acidity suggest that pH is an important aspect in the maintenance of the decomposition process. Litter decomposition exhibited a positive, linear relationship with both microbial respiration and microbial biomass. Fungal biomass exhibited a significant, positive relationship with $CO_2$ evolution from the decaying litter. Acid rain had a significant effect on microbial biomass and microbial community structure according to acid tolerance of each microbial species. Fungal biomass and decomposition activities were not only more important at a low pH than at a high pH but also fungal activity, such as $CO_2$ evolution, was closely related with litter decomposition rate.

• 해양환경안전학회지
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• 제12권2호
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• pp.89-98
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• 2006

이 연구는 해산어 양식장 환경을 재현한 해양 microcosm을 이용하여, 양식장에서 빈번히 사용하고 있는 옥소린산에 대한 미생물이 나타내는 항생제 내성획득에 관해 알아보고자 하였다. 옥소린산 처리 전과 후의 세균상을 비교한 결과, 비브리오 과 세균은 실험기간 전반에 걸쳐 65-75% 정도로 우점하였으며, 그람양성세균인 Micrococcos sp. 와 Bacillus sp. 는 옥소린산 처리 기간 중에 출현 빈도가 증가하였다. 해산어양식 환경에서 세균의 ETS 활성은옥소린산 처리 기간중 42-67%로 줄어들었지만, 옥소린산의 처리가 종료된 후에 세균은 다시 회복되었다. 해산어 양식장에서 옥소린산의 빈번한 사용은 옥소린산에 대한 세균의 내성을 증가시키는 것으로 관찰되었다.

• 한국토양비료학회지
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• 제40권4호
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• pp.298-310
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• 2007

본 연구는 동판 건물 주변의 구리 오염 토양과 지렁이를 이용해 microcosm soil test를 실시함으로써 지렁이 체내에 농축된 구리 농도와 몇 가지의 토양 내 중금속 침출 방법으로 측정한 토양 내 구리 농도간의 상관관계를 비교하기 위하여 수행하였다. 조사 지역의 토양 시료를 이용해 control, 1C(Contamination level, 최저 처리 농도), 2C, 4C, 8C, 16C(최고 처리 농도)의 여섯 가지 처리구를 통해 microcosm soil test를 실시한 결과, 토양 내 구리의 농도와 실험 기간이 경과함에 따라 지렁이의 생장량과 지렁이 체내 농축 구리 농도가 함께 증가하는 것으로 조사되었으며, 그 정도는 microcosm 내 토양의 구리 처리 농도와 같은 순서였다. 토양 내 구리 농도를 조사하기 위해 공정시험법을 사용하였고 토양 내 구리 총함량을 조사하기 위해 EPA 3051 방법을 사용하였다. 공정시험법으로 침출한 토양 내 구리 농도와 토양 내 구리 총함량간의 상관계수(r)는 0.9875~0.9993로 고도의 정의 상관관계가 존재하였다. 위의 두 결과와 지렁이 체내에 농축된 구리 농도와의 상관관계를 비교해 본 결과, 공정시험법으로 침출한 토양 내 구리 농도와 지렁이 체내 농축 구리 농도간의 상관계수와 토양 내 구리 총함량과 지렁이 체내 농축 구리 농도간의 상관계수는 각각 0.9193~0.9728과 0.9282~0.9844로 고도의 정의 상관관계를 나타내었다. 토양 내 구리 농도와 지렁이 체내 농축 구리 농도 간에 상당히 높은 수준의 상관관계를 보임에 따라 지렁이는 토양 내 구리 오염에 대한 유용한 생물지표종(biological indicator species) 또는 생물모니터링(biomonitoring)에 적합한 종의 역할을 할 수 있을 것이라 판단하였다.

• Journal of Ecology and Environment
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• 제36권2호
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• pp.141-150
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• 2013

Natural zooplankton communities are composed of many different species at different trophic levels in the aquatic food web. Several researchers have reported that in mesocosm/enclosure experiments, larger cladocerans tend to be more sensitive to carbamate insecticides than smaller ones (Daphnia > Moina, Diaphanosoma > Bosmina). In contrast, results from individual-level laboratory tests have suggested that large cladoceran species are more tolerant than small species. To clarify this inconsistency, we conducted a microcosm experiment using model zooplankton communities with different species compositions, where animals were exposed to lethal (near to the 24 h LC50, concentration estimated to kill 50% of individuals within 24-h for the small cladoceran Bosmina) and lower, sublethal concentrations of carbaryl. In the experiment, population densities of the small cladocerans (Bosmina and Bosminopsis) decreased subsequent to the applications of chemical, but no impacts were observed on the large cladoceran Daphnia. Our results supported the reports of previous individual level toxicity tests, and indicated that the sensitivity of zooplankton to the insecticide was unchanged by biological interactions but the response of population can be modified by compensation of population through hatching from resting eggs and/or the persistence of insecticide in the systems.

• 한국토양비료학회지
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• 제48권2호
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• pp.132-137
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• 2015

Effects of chitin and chitosan treatments on soil microorganisms and the mesofauna were investigated in a microcosm and a fumigated field experiment. Responses of microorganisms were determined using microbial phospholipid fatty acid (PLFA) analysis, whereas responses of the mesofauna were measured in terms of the abundances of nematodes and microarthropods. Soil nitrate concentration increased on the application of chitin. Overall, chitin promoted bacterial and fungal abundance, leading to an increase in abundance of free-living soil nematodes that feed on decomposers. The ratio of saturated to unsaturated fatty acids was highest in the chitin-treated soil. Chitosan had a minimal effect on the abundance of microorganisms; however, it reduced the abundance of collembolans in the microcosm experiment. These results indicate that the application of chitin has beneficial effects on the supply of nutrients and promotion of the abundance of soil organisms.

• 환경생물
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• 제38권1호
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• pp.114-126
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• 2020

유해 남조류 Microcystis 종에 의한 녹조현상은 매년 빈번하게 일어나며, 이로 인한 수자원의 질적 변화와 먹는 물확보에 문제가 발생하고 있다. Microcystis 종에 의한 피해를 막고자 개발된 naphthoquinone (NQ) 유도체 물질의 장점 분석을 위해 국내에서 빈번히 사용되는 황토를 이용한 microcosm 실험을 하고자 하였다. 그 결과, NQ 40, NQ 2-0 물질은 선행 연구 결과와 동일하게 유해 남조류 Microcystis 종을 선택적으로 99.9%, 99.6% 제어했으며, 식물플랑크톤 종 다양성을 증진시켰다. 그러나, 황토를 처리한 실험구는 실험 초기 일시적인 조류 제어효과를 보인 후 다시 증가하였으며, 유용 조류를 포함한 모든 식물플랑크톤에게 적용되어 다른 조류의 성장은 이루어지지 않았다. 뿐만 아니라, NQ 물질을 처리한 처리구는 비생물학적, 생물학적요인 모두 영향을 미치지 않았으며, 대조구와 유사한 경향이 관찰되었다. 따라서, 최종적으로 개량된 유해 남조류 제어물질 NQ 2-0은 높은 살조효과, 선택적 제어효과, 저독성, 자연분해에 의한 비잔류성 뿐만 아니라, 편의성 및 경제성까지 갖춘 새로운 살조물질로서 현재까지 개발된 살조물질보다 현장 생태계 적용에 가장 적합한 친환경 녹조제어 물질이라고 판단된다.

• 한국습지학회지
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• 제17권2호
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• pp.203-208
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• 2015

벚나무류가 식재된 인공 연못에서 벚나무류의 낙화가 연못생태계의 물질순환에 어떠한 영향을 미치는지 확인하기 위해 벚꽃이 분해되는 기간을 달리하여 마이크로코즘 실험을 수행하였다. 벚나무류의 꽃잎을 넣은 망(mesh)의 크기가 $1mm^2$인 나일론 꽃잎주머니를 제작하였다. 플라스틱 통을 하나의 마이크로코즘 단위로 하여 인공 연못의 유입수를 채우고, 꽃잎주머니를 넣은 처리구와 넣지 않은 대조구를 설정하였다. 처리구에서 꽃잎주머니를 수거하는 시기를 달리한 결과, 실험이 끝난 후 벚꽃잎은 초기 건중량의 32.3%만이 남았으며, 분해율(k)은 $7.06{\times}10^{-2}day^{-1}$로 나타났다. 벚꽃잎이 분해된 물의 $NO_3-N$ 농도는 1.90 mg/L에서 처음 4일 후 급격히 감소하여 0.02 mg/L를 나타낸 반면, $NH_4-N$ 농도는 0.03 mg/L에서 분해가 진행되는 동안 계속적으로 증가하여 2.85 mg/L를 나타냈다. $PO_4-P$ 농도는 0.03 mg/L에서 꽃잎의 분해에 의해 2.39 mg/L까지 증가하여, 인이 질소에 비해 상대적으로 높은 비율이 무기형태로 용탈되고 있음을 알 수 있다. 인공 연못에 쌓이는 벚꽃의 양을 추산하고 용탈되는 가용성 질소와 인의 양을 예상한 결과, 벚꽃잎이 분해되어 물에 녹아나온 가용성 인은(0.02 mg/L 증가) 인공 연못의 부영양화를 유발할 수 있는 것으로 판단된다.

• 환경생물
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• 제27권4호
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• pp.353-362
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• 2009

This study attempted to compare the litter decomposition rate of Arundinella hirta and Miscanthus sinensis var. purpurascens which collected from serpentine soil acting potentially toxic concentration of heavy metals and non-serpentine soil by using the microcosm method for 192 days under constant humidity and $23^{\circ}C$. The contents of Ni, Fe, Mg and Cr in the serpentine and nonserpentine soil originated litter showed high differences between them. The litter samples from serpentine site have lower C/N than non-serpentine litter, but the soluble carbohydrate content was shown almost similar between two plant litter. The mass loss rates of leaf litter from serpentine area were slower than those from non-serpentine site. During the experimental period, the remained dry weight of A. hirta and M. sinensis var. purpurascens litter collected from serpentine site were 64.7%, 65.0% of initial dry weight and litter samples from non-serpentine site showed 54.2%, 50.7%, respectively. K and Na were leached rapidly at the initial decomposition periods, but Ca showed immobilization and other metal elements reserved at the decomposing litter for a long time. The decomposing A. hirta litter from non-serpentine soil showed higher values of $CO_2$ evolution, microbial biomass-C, and microbial biomass-N than those in serpentine soil originated litter acting nutrient stresses and exhibited rapid decay rate. The microbial biomass and microbial respiration of decaying litter were positively correlated with litter decomposition rate, and these relationships showed more rapid slope in non-serpentine soil originated litter than that in serpentine soil.