• 제목/요약/키워드: Nitrogen (N) limitation

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생물검정실험에 의한 섬진강 하구역 식물플랑크톤 성장의 제한영양염 평가 (Limiting Nutrients for Phytoplankton Growth in the Seomjin River Estuary as Determined by Algal Bioassay Experiment)

  • 권기영;김창훈;강창근;문창호;박미옥;양성렬
    • 한국수산과학회지
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    • 제35권5호
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    • pp.455-461
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    • 2002
  • 1999년 3월부터 2001년 10월까지 섬진강 하구역에서 영양염의 DIN/DIP 비와 생물검정실험을 이용하여 식물플랑크톤 성장을 제한하는 영양염을 파악$\cdot$비교하였다. 조사기간 동안 용존무기질소와 인산 인의 비는 평균 14.7$\~$681.1의 범위로, 조사시작 지점인 난초도 주변 해역을 제외한 25 psu 이하 염분역과 엽록소 a의 농도가 매우 높았던 구간에서는 계절에 관계없이 N/P 비가 16 이상으로 매우 높아 식물플랑크톤의 성장을 조절하는 제한 영양염은 인산 인인 것으로 판단된다. 반면, 약 25 psu 이상의 염분역인 난초도 주변 해역은 광양만으로부터 공급되는 인산 인의 영향으로 인해 DIN/DIP 비는 16 이하로 낮아, 용존무기질소가 식물플랑크톤의 성장을 제한하는 것으로 판단된다. 섬진강 하구역에서의 DIN/DIP 비의 변화양상은 인산 인의 공급양상, 즉 육상으로부터 의 낮은 공급 및 광양만으로 부터의 높은 공급 그리고 시$\cdot$공간적인 식물플랑크톤의 성장에 의해 주로 영향을 받는 것으로 판단된다. Skeletonema costatum 및 nalassiosira rotula와 현장 식물플랑크톤을 이용한 생물검정실험 결과는 인산 인이 첨가된 배지에서 성장이 상대적으로 높게 나타나, 섬진강 하구역에서 식물플랑크톤을 조절하는 제한영양염은 인산 인인 것으로 검증되었다. S. costatum은 타종에 비해 염분 적응이 빠르고, 인산 인에 대해 반응이 크게 나타나, 섬진강 하구역에서 가을철에 우점율 $90\%$ 이상의 costatum bloom이 발생되는 주요 원인이었을 것으로 추측된다 현장식물플랑크톤을 이용한 생물검정실험에서는 배양시작 초기에 미량금속 첨가계에서 비교적 빠른 성장을 보였으며, 20일 이후에 는 인산 인 첨가계에서 월등한 성장을 보였다. 이는 주변 해수의 영양염 분석과 식물플랑크톤 현존량만으로는 판단하기 어려운, 영양염 이외의 미량금속 그리고 비타민 등의 성장제한 요인에 대한 정보를 얻을 수 있다는 것을 시사해 준다.

각종 탄소원이 $velA^+$ 및 velA1 Aspergillus nidulans의 분화에 미치는 영향 (Effect of Various Carbon Sources on the Development of Aspergillus nidulans with $velA^+$ or velA1 allele)

  • 한동민;한유정;채건상;장광엽;이영훈
    • 한국균학회지
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    • 제22권4호
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    • pp.332-337
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    • 1994
  • Under standard condition (Han, et al., 1990: glucose 1%-nitrate 0.1% minimal medium, 30 ml in 9 cm plate, $10^6$ cells of inoculum per plate), wild type of Aspergillus nidulans developed both sexual and asexual organs in ballance, while velA1 mutant developed asexual ones preferentially. Increase of glucose concentration did not significantly affect the asexual sporulation. However, development of sexual organs were largely affected. It was greatly enhanced when favorable nitrogen source, for example, casein hydrolysate was added, which is contrary to the case of Neurospora or Saccharomyces where limitation of N source induces sexual development. On most of moderate C sources asexual development in $velA^+$ strain was largely inhibited except acetate on which only asexual spores were produced, while that in velA1 mutant strain was not affected. Lactose promoted the sexual development even in velA1 mutant indicating that lactose itself or its metabolic intermediate may induce sexual development independent of allelic state of velA gene. On other moderate favorable C sources, glycerol, galactose and ethanol, asexual development was largely inhibited in $velA^+$ strain but not in velA1 mutant strain. Sexual organs were, however, never produced on acetate. These results suggested that asexual development of wild type is largely dependent on C sources and the velA gene is involved in the repression of asexual development in not-enough-grown (non-competent) thalli resulting in preferential progression of sexual development.

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남한강 보 구간 퇴적물의 영양염류 용출에 관한 연구 (Investigation of Nutrient Release from the Sediments Near Weir in the Namhan River)

  • 김혜연;허인애;최정현
    • 대한환경공학회지
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    • 제35권8호
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    • pp.554-563
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    • 2013
  • 본 연구의 목적은 보 인접 퇴적물을 대상으로 영양염류의 용출 가능성을 평가함에 있다. 이를 위해 현장 퇴적물을 채취하여 퇴적물 기본 특성(입도, 함수율, 완전연소가능량, TOC, TP, SRP, TN, 존재형태별 인)을 측정하였고, 반연속식 용출조를 운영하여 호기 혐기 조건 하에서 영양염류 용출량을 산정하였다. 퇴적물의 토성은 전 지점에서 Sand를 보였다. 퇴적물의 SRP 농도는 전체적으로 호기보다 혐기에서 용출 후 SRP 함량이 낮게 나타나 혐기에서 상대적으로 활발한 용출이 일어났음을 알 수 있었다. TP 용출의 경우 강천보 상류 혐기조건에서 1.26 $mg/m^2{\cdot}day$로, $PO_4$-P 역시 강천보 상류 혐기조건에서 0.25 $mg/m^2{\cdot}day$로 최대 용출을 보였다. $PO_4$-P 용출율은 초기 2~3일까지 급격하게, TP는 18일까지 지속적으로 증가하였고 전반적으로 증가 경향을 보이는 7~8일 범위 내에서 산정한 $PO_4$-P 용출율은 퇴적물 내 초기 SRP 농도와 $R^2$=0.8502의 값을 보여 높은 상관성을 보였다. 질소 계열 중 $NO_3$-N의 용출율은 -5.7~-3.08 $mg/m^2{\cdot}day$로 일관된 감소 경향을 보였지만 유기물 분해산물인 $NH_3$-N는 0.57~2.41 $mg/m^2{\cdot}day$의 용출율을 보였다. TN의 상당량은 유기 질소 성분으로 추정되며 이는 비점오염원을 거쳐 유입되는 지류의 영향이라고 여겨진다. 본 연구를 통해 측정된 결과는 퇴적된 지 1년 미만의 퇴적물을 대상으로 했기 때문에 연구 결과를 일반화시키기에 한계점이 있다. 따라서, 보에 의한 퇴적물의 축적이 수질에 미치는 영향을 보다 명확하게 파악하기 위해서는 퇴적물 내 쌓이는 영양염류를 지속적으로 모니터링 할 필요성이 있다.

여과 섭식성 패류가 동 ${\cdot}$ 식물플랑크톤 군집에 미치는 영향 (Effect of Filter-feeding Bivalve (Corbiculidae) on Phyto- and Zooplankton Community)

  • 김호섭;공동수;황순진
    • 생태와환경
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    • 제37권3호통권108호
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    • pp.319-331
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    • 2004
  • 본 연구는 실험적으로 조성된 인공연못(2 m ${\times}$ 2 m ${\times}$ 2 m)에서 패류의 여과 섭식이 수체 내 물질순환과 플랑크톤 군집에 미치는 영향을 평가하기 위해 이루어졌다. 실험의 초기에는 처리구와 대조구 enclosure 모두에서 남조류인 Microcystis viridis와 M. aeruginosa 등이 우점하였고, 세포밀도와 생물량의 큰 차이는 없었다. 패류 100개체 투입 이후에 처리구에서 세포밀도의 감소와 수중 내 N/P의 증가와 더불어 우점종은 Microcystis에서 Scenedesmus로 바뀌었다. 반면에, 대조구에서의 세포밀도는 증가와 더불어 Oscillatoria spp.가 우점하였다. 패류 600개체 투입 이후에는 처리구와 대조구 모두에서 Selenastrum spp.와 Cryptomonas sp.가 우점하였다. 실험 초기 대조구에서의 동물플랑크톤 밀도는 처리구에 비해 높았으나 100개체 투입 이후에는 처리구에서 높았다. 패류 600개체 투입 이후에는 처리구에서 크기가 작은 윤충류와 요각류 유생들의 밀도가 감소하였으나, Bosmina longirostris, Diacyclops thomasi와 같은 크기가 큰 동물플랑크톤의 밀도와 생물량은 대조구에 비해 높았다. 실험기간 동안 엽록소 a농도의 증가는 처리구에서 수체 내 DIP농도가, 대조구에서는 암모니아농도가 상승한 직후에 나타났다. 처리구에서 600개체 투입 전후 시기동안 대조구에서는 TSI (Chl. a-TN)과 TSI (Chl. a-TP)가 모두 증가하였으나 처리구에서는 암모니아 농도의 증가로 인하여 질소 제한에 대한 변화가 나타나지 않았다. 이러한 결과들은 패류의 여과섭식이 수체내 영양염 이용율을 변화시키고, 동물플랑크톤과의 동일한 먹이원에 대한 경쟁 혹은 직접적인 섭식을 통해 수환경에서 물질 순환과 플랑크톤 군집 변화에 중요한 영향을 미칠 수 있음을 의미한다.

인삼의 품질과 약리활성 물질과의 상관성 (Relationship of Saponin and Non-saponin for the Quality of Ginseng)

  • 남기열;고성룡;최강주
    • Journal of Ginseng Research
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    • 제22권4호
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    • pp.274-283
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    • 1998
  • It has generally been accepted that quality of ginseng should be determined not by the content of a single component but by composition and balance of total active principles. However, there still can be an exception with a product in which a given ginsenoside is used for the treatment of a specific disease. Although ginsenosides have been regarded to be major active components of ginseng and employed as index components for the quality control, it does not consistent with the traditional concept on ginseng quality creterion; main root has been more highly appreciated than the lateral or fine root. Content of ginsenosides in the lateral or fine root is much higher than that in main root. However, the ratio of protopanaxadiol (PD) and protopanaxatriol (PT) saponins existing in various part of ginseng root is greatly different. The ratio of PD/PT saponins in main root is well balanced but the thinner the root is the higher the ratio. Thus far, a total of 34 different kinds of ginsenosides have been isolated from Korean (red) ginseng, and their pharmacological activities were elucidated partly. Interestingly, different ginsenoside shows similar or contrary effects to each other in biological systems, thus indicating the significance of absolute content of single ginsenoside as well as compositional patterns of each ginsenoside. Therefore, pharmacological activities of ginseng should be determined as a wholly concept. In these regards, standardization of ginseng material (fresh ginseng root) should be preceded to the standardization of ginseng products because ginsenoside content and non-saponin active principles such as polysaccharides and nitrogen (N)-containing compound including proteins are significantly different from part to part of the root. In other words, the main root contains less ginsenosides than other lateral or fine roots. Contents of polysaccharides and N-containing compound in main root is higher. However, the quality control of ginseng products focused on non-saponin compounds has limitation in applying to the analytical method, because of the difficult chemical analysis of these compounds. Content of ginsenosides, and ratios of PD/PT and ginsenoside Rb,/Rg, are inversely proportional to the diameter of ginseng root. Therefore, these can be served as the chemical parameters for the indirect method of evaluating from what part of the root does the material originate. Furthermore, contents of polysaccharides and N-containing compounds show inverse relationship to saponin content. Therefore, it seems that index for analytical chemistry of saponin can be applied to the indirect method of evaluating not only saponin but also non-saponin compounds of ginseng. From these viewpoints, it is strongly recommended that quality of ginseng or ginseng products be judged not only by the absolute content of given ginsenoside but also by varieties and compositional balance of ginsenosides, including contents of non-saponin active principles.

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한강수계 하천에서의 시공간적 수질변화 특성 및 연속적 인공댐호의 경험적 모델 (Spatio-temporal Water Quality Variations at Various Streams of Han-River Watershed and Empirical Models of Serial Impoundment Reservoirs)

  • 전혜원;최지웅;안광국
    • 생태와환경
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    • 제45권4호
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    • pp.378-391
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    • 2012
  • 본 연구에서는 2009~2010년 동안 한강 수계 인공댐 호소수 8개 지점 및 한강 본류 수계의 하천수 10개 지점의 총 18개 지점에서 인공댐 및 하류역 하천들에 대한 수질변이특성을 평가하고자 하였다. 이미 건설된 연속적 인공댐들이 상류로부터 하류까지 질소 (N), 인(P), 엽록소-a(CHL-a) 등의 화학적 수질 구배특성(Chemical gradient)에 미치는 영향을 분석하고, 수질 변수간의 경험적 모델(Empirical model)을 적용하여 하절기 몬순강우 특성 및 연별 집중강우 영향을 분석하였다. 한강수계는 상류에서 하류로 갈수록 수질이 악화되는 경향을 보였고 특히, 점오염원에 의한 오염물질의 유입은 수질변이에 가장 크게 작용하였으며, 특히 하류부의 중랑천 유입수는 수질을 급격하게 악화시키는 것으로 나타났다. 또한 하절기의 몬순강우는 하류역에서 총인(TP), 총질소(TN) 및 전기전도도(EC)값을 크게 낮추어 수질향상에 기여하였다. 5개의 인공댐들에서 총질소(TN), 총인(TP) 및 N:P 무게비에 대한 엽록소-a (CHL-a)의 경험적 모델식 평가에 따르면, 로그전환된 총인(TP)은 엽록소-a (CHL-a)농도 변이를 33.8% ($R^2$=0.338, p<0.001, 회귀식 기울기=0.710) 설명하였으나, 총질소 (TN) 변이는 21.4% 설명에 그쳤다 ($R^2$=0.214, p<0.001). 또한 N:P 무게비의 산정에 따르면, 본 인공호들에서는 모두 N:P 비가 29 이상으로 인 제한효과로 나타났으며, 총질소(TN)의 농도는 모든 수체에서 이미 $1000{\mu}g\;L^{-1}$을 상회하여 조류성장에 풍부한 것으로 나타나 엽록소-a (CHL-a)의 증감은 인(P)에 의해 조절되는 인 제한요인(P-limitation)으로 나타났다. 그러나 엽록소-a (CHLa)의 증감은 또한 개별적 인공댐에서 보여주는 바와 같이 부유물 증가에 의한 광투과도 저하, 수체류시간 감소에 의한 세척효과(Washing-out) 등도 부가적으로 영향을 미치는 것으로 나타났다. 결론적으로, 한강수계에서 하천 및 인공댐의 연속선 상에서 하천에 대한 댐의 이화학적 수질 특성에 미치는 영향은 미미한 것으로 나타났다. 반면, 유입 지천과 하천 유역의 점오염원으로부터의 방류수 유입은 이화학적 수질 변이에 크게 영향을 미치는 것으로 나타났다. 향후 연속적 인공댐의 수체에서 대형 무척추동물 및 어류와 같은 생물학적 지표를 이용한 영향평가도 수질과 같은 측면에서 연구될 필요가 잇는 것으로 사료되었다.

적도 태평양 용승계에서 철과 킬레이트 화합물이 일차생산과 질소 신생산에 미치는 영향 (Effects of Iron and chelators on Primary production and Nitrogen New Production in the Equatorial Pacific Upwelling System)

  • 양성렬
    • 한국해양학회지
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    • 제28권1호
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    • pp.52-68
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    • 1993
  • 철과 킬레이트 화합물이 적도용승계에서 일차생산에 미치는 영향이 1989년 TOGA와 EPOCS 항해 기간 중 연구되었다. 식물플랑크톤 현존량의 변화와 철 결핍으로 인한 영 향은 광합성 전자전달계의 저해제인 DCM에 의한 생체형광의 변화를 이용하여 추정하였 다. 질소 신생산은 안정동위원소인 /SUP 15/N KNO$_3$의 흡수를 이용하여 측정하였다. 표층 질산염의 농도가 5 uM 이상인 용승해역에서는 대조군과 킬레이트화된 철 처리군 사이에 생체형광과 질산염 흡수능력에 유의성 있는 차이를 보였다. 그러나 CFC(세포형 광용량)에 있어서는 영양염에 의한 제한이 대조군과 처리군 사이에 유의성 있는 차이 가 나타나지 않았다. 표층 질산염 농도가 낮은 (0.5 uM 이하) 용승해역 바깥은 대조군 과 처리군 사이에 생체형광과 CFC 값에 유의성 있는 차이가 보이지 않았다. 적도 용승 계에서 1차생산과 질소 신생산은 철의 가용도에 의해 제한을 받는 것이 자명하다. 그 러나 CFC 값에 의하면 이 해역에 자생하는 식물플랑크톤의 생리작용은 철 결핍에 의한 영향을 받지않는 것으로 사료된다.

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생물검정실험을 통한 동계 진해만 식물플랑크톤의 군집 변동 특성 파악 (Understanding of Phytoplankton Community Dynamics Through Algae Bioassay Experiment During Winter Season of Jinhae bay, Korea)

  • 현봉길;신경순;김동선;김영옥;주혜미;백승호
    • 한국해양학회지:바다
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    • 제16권1호
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    • pp.27-38
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    • 2011
  • 동계 진해만 광역해역의 식물플랑크톤의 군집구조와 영양염 제한 특성을 파악하고자 식물플랑크톤 군집의 정점간 비교와 환경인자간의 관계를 조사하였다. 아울러 식물플랑크톤의 성장에 영향을 미치는 제한영양염을 평가하기 위해서 현장수를 이용하여 생물검정실험을 수행하였다. 조사기간동안 규조류와 은편모조류는 대부분의 정점에서 전체 식물플랑크톤의 90% 이상을 점유하였고, 식물플랑크톤의 현존량은 마산만이 진해만 보다 현저히 높게 관찰되었다. DIN:DIP 비, pH, 투명도는 식물플랑크톤의 생물량과 유의한 양(+)의 관계를 보였다. 식물플랑크톤 군집구조를 바탕으로 Cluster 분석과 MSD 분석을 한 결과 크게 3개의 그룹으로 구분되었다. 제 1그룹은 고성과 통영을 중심으로 한 진해만 서부해역으로 은편모조류가 전체 식물플랑크톤 현존량에 50% 이상으로 우점하였다. 제 2그룹은 마산만 가장 내측해역으로 높은 생물량, 낮은 투명도, 높은 DIN:DIP 비가 관찰된 것이 특이적이였다. 제 3그룹은 진해만 동부수역에 해당되는 마산만 외측과 진해만 중앙해역으로 구분이 되었고, 이들 정점의 특성은 DSi:DIP 비가 높았고, 규조류가 우점출현하였다. 영양염 절대농도와 구성성분비에 의한 제한영양염과 생물검정실험을 통한 영양염 제한은 마산만 대부분의 정점은 P 영양염의 제한이 관찰되었고, 진해만은 N기원의 영양염제한이 식물플랑크톤의 증식에 중요한 역할을 하는 것으로 파악되었다. 동계 진해만은 규산염이 상대적으로 풍부하게 존재하였고, 이는 규조류가 우점하기 좋은 환경이라 사료된다.

메소코즘에서 USCG phase-II 형식승인 대비 영양염 첨가에 따른 식물플랑크톤 대량 배양조건 확립 및 군집구조의 단주기변화 (Short-term changes of phytoplankton communities after nutrient addition and establishment of stable mass culture condition to prepare the type approval test of USCG Phase-II in mesocosm enclosure)

  • 백승호;이민지;신경순
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제17권4호
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    • pp.34-42
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    • 2016
  • 본 연구는 USCG Phase-II 형식승인에 대비하여 여름철 메소코즘에서 영양염 첨가(+N, +P, +NP)에 따른 식물플랑크톤의 대량 배양 가능성의 검토와 더불어, 영양염 조성의 차이에 따른 자연 식물플랑크톤 군집의 반응과 시간경과에 따른 종천이 양상을 파악하였다. 메소코즘에서 식물플랑크톤은 영양염 첨가후 곧바로 반응하여 1-3일 이내 최고 개체수 밀도에 도달하였다. +NP 실험군($N:30{\mu}M$, $P:3{\mu}M$)에서 식물플랑크톤 군집의 성장율은 $2.47d^{-1}$로 현저하게 높게 나타났고, +N실험군($N:30{\mu}M$)에서도 1.98 d-1로 나타났다. 반면, +P실험군($P:3{\mu}M$)에서는 대조군과 유사한 성장율을 보여, 영양염 첨가 효과가 명확하지 않았다. 특히, 식물플랑크톤 개체수 밀도 또한 +NP실험군에서 대조군 보다 약 50배 높게 나타나, 선박평형수의 형식승인 시험용 시료를 확보하는 대량 배양가능성을 시사할 수 있었다. 식물플랑크톤의 군집조성은 자연 상태에서 우점한 Pseudo-nitzchia spp. 종이 영양염첨가와 더불어 압도적으로 우점하였고, 실험시간의 경과와 함께 영양염 고갈로 인하여 총 식물플랑크톤이 급격하게 감소하였다. 결과적으로 USCG Phase-II 형식승인에 대비하여 시험수로 활용하기 위한 자연생물 대량배양의 최적 영양염(질산염: $30{\mu}M$과 인산염: $3{\mu}M$)과 수확시기(하계기준 실험3일 후)를 제시할 수 있었고, 이와 같은 과학적 근거는 선박평형수 처리장치를 개발하는 산업계에 크게 도움이 될 것이다.

영양염류, 투명도 및 엽록소를 이용한 인공호 영양상태, 경험적 모델 분석 및 변수들 간의 상호관계 (Reservoir Trophic State and Empirical Model Analysis, Based on Nutrients, Transparency, and Chlorophyll-${\alpha}$ Along with Their Relations Among the Parameters)

  • 안광국;김재경;이상재
    • 환경생물
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    • 제26권3호
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    • pp.252-263
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    • 2008
  • 본 연구는 연구의 목적은 총질소(TN), 총인(TP), 엽록소(Chl), 투명도(SD)의 변수를 이용하여 호수의 영양상태(Trophic state)를 평가하였고, 전기전도도에 따르면 부유물질(SS)의 역동성을 비교 평가하여 총질소-엽록소(TN-Chl), 총인-엽록소(TP-Chl), 엽록소-투명도(Chl-SD)의 경험적 모델을 분석하였다. 호소의 영양상태 분석에 따르면, 36개 인공호 중 절반이상이 부영양-과영양화 상태 (Eutrophy-Hypertrophy)로 나타났다. 총인의 월 변이(% Variation)가 최고 500%까지 상회하였으며 특히 8월에는 연중 최고치를 보였다. 한편 총질소의 월 변이는 90% 이하로 나타났으며, 모든 호수에서 평균 총질소 농도는 1.2 mg L$^{-1}$ 이상을 상회하여, 배경 농도가 높은 것으로 나타났다(부영양-과명양화상태). 경험적 모델 분석에 따르면 투명도의 변이는 총인(R$^2$=0.15, p<0.001) 및 총질소 (R$^2$=0.20, p<0.001)보다 주로 엽록소 (R$^2$=0.31, p<0.001)에 의해 설명되는 것으로 나타났다 총인, 총 질소의 비 (TN : TP ratio)의 분석에 따르면, 대부부의 인공호는 조류 생장에 있어 잠재적인 인(P)의 영향을 시사하였다. 따라서 식물성 플랑크톤 성장은 질소보다 인에 의하여 조절 되는 것으로 나타났다. 수질 변수의 연 평균값에 로그-전환(Log$_{10}$ transformation)한 후 실시한 선형 회귀분석에 따르면 엽록소는 총인 및 총질소에 의해 각각 30%, 15% 설명되어, 연관성이 극히 낮은 것으로 나타났다. 그러나 개별 호소에 대한 선형 회귀분석 일부 총인-엽록소가 강한 정 상관관계 (R$^2$=0.62, p=0.002, n=12)를 총질소-엽록소에서는 유의성이 없는 것으로 나타났다(p=0.892, n=12). 상기 연구를 종합해보면 경험적 모델 분석 시 자료의 평균효과(Averaging effect)는 모델의 변이성을 설명하는 데 중요한 것으로 나타났다.