• 제목/요약/키워드: Phytoplankton Community

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섬진강 하구역에서 염분구배에 따른 식물플랑크톤 활성도 평가 (Assessment of Phytoplankton Viability Along the Salinity Gradient in Seomjin River Estuary, Korea)

  • 임영균;백승호
    • 해양환경안전학회지
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    • 제23권5호
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    • pp.513-523
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    • 2017
  • 본 연구는 섬진강 하구역에서 2017년 2월 대조기 만조와 간조, 3월 소조기 간조 동안 염분 구배에 따른 식물플랑크톤 생리활성도를 평가하였다. 또한 2월 대조기 조사에서 나타난 특이적인 pH 변화특성을 파악하기 위해 추가적인 재현실험을 병행하였다. 현장조사 결과에 의하면, 만조와 간조에 수층 혼합에 의한 수직적인 염분의 차이는 미미하였지만, 담수역으로 향할수록 염분이 낮아져 수평적인 염분구배가 뚜렷하였다. 염분과 영양염(질산염+아질산염: R=0.997, p<0.001; 규산염: R=0.979, p<0.001)과의 강한 음의 상관관계를 보였고, 이는 담수 기원의 질소와 규소의 높은 농도의 영양염류가 해수와 혼합되는 과정에서 희석되고 있다는 것을 의미한다. 반면, 인산염농도는 염분이 15 psu를 기점으로 고염분의 유역에서는 상대적으로 높은 농도가 관찰되었고, 이는 수심이 얕은 광양만의 퇴적물이 조석에 의한 수층혼합으로 재부유되어 인산염 재용출로 인해 수층에 일정량 기여하였다는 것을 의미한다. 섬진강 하구역에서 동계 2월과 3월 우점한 식물플랑크톤은 Eucampia zodiacus로 나타났고, 그들은 전체 군집의 70% 이상을 차지하였다. 특히, 3월 생물 활성도를 평가한 결과, 염분과 chlorophyll a(R=0.82)뿐만 아니라 active chlorophyll a(R=0.80)과 강한 양의 상관관계를 보였다(p<0.001). 특히 담수의 영향을 강하게 받는 상류 정점에서는 해수종 규조류가 염분충격으로 생리활성을 잃어 최대 75 % 사멸율을 기록하였다. 2월 대조기 조사에서는 상대적으로 형광값이 높은 정점에서 pH가 높게 나타났고, 이는 높은 밀도로 우점한 규조류의 광합성 작용으로 $CO_2$가 다량 흡수되어 pH 상승효과를 가져온 것으로 판단되었다. 또한 2월 현장식물플랑크톤 군집을 농축하여 저염분 환경에서 생물농도구배에 따른 pH 변화를 파악한 결과, 염분충격에 의해 사멸한 식물플랑크톤의 영향으로 광합성 활성도의 감소를 가져왔고, 우점 규조류의 사멸로 인해 박테리아가 현저하게 증식하였다. 그 결과 박테리아가 규조류를 생분해하는 과정에서 $CO_2$가 발생하여 pH 의 감소를 유발하였다. 결과적으로 섬진강하구역에서는 염분 구배에 따른 생물의 광합성 활성도의 차이와 생물사멸이 뚜렷하게 관찰되었고, 이는 pH의 증감을 유발하는 중요한 인자로 파악되었다.

2020년 하계 장강 저염수가 이어도 해양과학기지 주변 해역의 식물플랑크톤 다양성 및 개체수 변화에 미치는 영향 (Phytoplankton Diversity and Community Structure Driven by the Dynamics of the Changjiang Diluted Water Plume Extension around the Ieodo Ocean Research Station in the Summer of 2020)

  • 김지훈;최동한;이하은;정진용;정종민;노재훈
    • 해양환경안전학회지
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    • 제27권7호
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    • pp.924-942
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    • 2021
  • 여름철 장강 저염수의 확장은 북부 동중국해의 환경 및 식물플랑크톤 다양성과 군집구조에 영향을 미치는 주요 요인으로 알려져 있다. 2020년 하계는 장강 저염수의 방류량이 매우 높았던 시기로 환경 특성 변화에 따라 식물플랑크톤 다양성 및 군집구조에 미치는 동력을 이해하기 위해 현장관측을 수행하였다. 2020년 8월 16일~17일 이어도호 승선조사와 2020년 8월 15일~21일 이어도 해양과학기지(IORS)에서 체류조사를 실시하였다. 조사 정점들에서 CTD로 측정한 결과 조사 수역 남서쪽은 장강 저염수의 영향을 받아 염분이 낮고 엽록소 형광값이 높았으며, 대마난류의 영향을 받은 남동수역은 염분이 높고 엽록소 형광값이 낮았다. 12개 정점의 표층수 시료의 엽록소 a 농도는 미소형(20~3 ㎛) 및 소형(> 20 ㎛) 식물플랑크톤의 생체량이 우점함을 나타냈으며, 대마난류수의 영향을 받은 정점에서만 초미소 식물플랑크톤(< 3 ㎛) 생체량이 약 50%를 차지하였다. 이러한 표층수의 식물플랑크톤 크기 분포는 영양염류 공급과 관련되어 장강 저염수의 높은 질산염 공급을 받는 정점들은 소형 식물플랑크톤의 생체량 기여율이 높았다. 형태분류 결과 미소형 및 소형 식물플랑크톤은 총 45종이며, 이들 중 우점 분류군은 규조류인 Guinardia flaccida, Nitzschia spp.와 와편모조류인 Gonyaulax monacantha, Noctiluca scintillans, Gymnodinium spirale, Heterocapsa spp., Prorocentrum micans, Tripos furca 등이었다. 대마난류의 영향을 받으며 질산염 농도가 낮은 정점들은 광합성 초미소 진핵생물(PPE)의 개체수와 광합성 초미소 원핵생물(PPP)인 Synechococcus의 개체수가 높았다. 질산염/인산염 비는 대부분 정점에서 인산염 제한을 받고 있음을 나타냈다. 유세포 분석 결과 Synechococcus 개체수는 난류의 영향을 받는 빈영양 수역의 정점들에서 높은 개체수를 보였다. NGS 분석 결과 PPP 중 Synechococcus는 29개의 clades가 나타났고, 이 중 한 시료에서 한 번이라도 1% 이상의 우점율을 보인 clade는 11개로 나타났다. 표층수에선 clade II가 우점분류군이었으며 SCM 층에서 다양한 clades(I과 IV 등)가 차우점군들로 분포하였다. Prochlorococcus 속은 난류 수역에서 high light adapted 생태형이 출현하는 양상을 보였으며 북쪽 수역에선 출현하지 않았다. PPE는 총 163개의 높은 operational taxonomic units(OTUs) 다양성을 보였으며, 이 중 한 시료에서 한 번이라도 5% 이상의 우점률을 나타낸 OTU는 총 11개였다. 장강 저염수의 영향을 받는 정점의 표층수에선 Amphidinium testudo가 우점 분류군이었으며, SCM 층에서 녹조류가 최우점하였다. 대마난류의 영향을 받는 해역에서는 다양한 분류군의 착편모조류가 우점하였다. IORS에서의 관측 결과도 주변 정점들과 식물플랑크톤 생체량, 크기분포, 다양성에서 유사한 수준을 나타냈다. 이번 연구 결과는 장강 저염수의 영향에 따른 식물플랑크톤의 반응을 다양한 분야에서 확인할 수 있었다. 또한, IORS와 승선조사를 비교하여 IORS 관측이 장강 저염수의 식물플랑크톤 동적 역학 모니터링에 활용할 수 있음을 확인하였다. 향후 기후변화에 따라 나타날 동중국해 하계 환경 및 생태계의 변화에 대비하여 IORS의 효과적 이용 방안 수립이 필요할 것으로 판단된다.

안동호의 수심에 따른 식물플랑크톤 군집비교 (Dynamics of Phytoplankton Community by the Water Depth in Andong Reservoir)

  • 박정원;유삼환;김순영;이종은;서을원
    • 생명과학회지
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    • 제18권9호
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    • pp.1249-1256
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    • 2008
  • 본 연구에서는 안동호의 수질이 수심에 따른 식물플랑크톤 군집에 어떠한 변화를 미치는가에 대해 이해하는 연구의 일환으로 안동호의 2개 지점(서부리, 댐축)에서 6회 시료 채취 및 조사를 한 결과는 다음과 같다. 안동호의 수질의 경우 수온은 수심 1 m와 수심 4 m는 계절에 따라 다소 변화가 나타나고 있지만, 수심 7 m의 경우에는 계절의 변화와는 크게 관계없이 일정한 범위 내에서 유지되고 있다. DO는 수심 1 m와 수심 4 m는 비슷한 수치를 나타내고 있지만, 수심 7 m는 수온이 낮아지면서 DO는 증가하였다. pH와 탁도는 모든 수심(수심 1 m, 수심 4 m, 수심 7 m)에서 일정한 수치를 나타내고 있고, SiO2-Si는 수심과는 커다란 연관성 없었으며, Chl-a는 수심이 깊어질수록 그 수치가 낮아지고 있다. 따라서 수심이 깊어질수록 DO, pH, SiO2-Si, Chl-a의 수치가 수심 1 m에 비해 조금씩 낮아지고 있으며, 변화의 폭도 크게 나타났다. 안동호에서 출현한 식물플랑크톤은 모두 59종류였고, 녹조강이 25종류(43%), 남조강이 17종류(29%), 규조강이 10종류(17%), 은편모조강이 3종류(5%), 시누라조강과 와편모조강이 각각 2종류(3%)가 출현하였다. 우점종은 녹조강의 Elakatothrix gelatinosa (8월 23일), Eutetramorus fottii (8월 23일 및 9월 28일) 남조강의 Aphanizomenon cf. flos-aquae (8월 16일), Microcystis aeruginosa (모든 조사기간), Aphanocapsa delicatissima (10월 27일), 규조강의 Cyclotella stelligera (10월 13일), Cyclotella sp. (10월 13일 및 10월 27일), Synedra acus (8월 16일)였다.

탁수가 임하호 식물플랑크톤에 미치는 영향 (Effect of Turbid Water on the Phytoplankton Community in Imha Reservoir)

  • 박정원;유삼환;김순영;이종은;서을원
    • 생명과학회지
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    • 제18권12호
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    • pp.1671-1678
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    • 2008
  • 본 연구에서는 탁수 발생이 식물플랑크톤 군집에 어떠한 변화를 미치는가에 대해 이해하는 연구의 일환으로 임하호의 네 지점(중평리, 댐축, 도수로, 지례리)에서 9회에 걸쳐 시료 채취 및 조사를 한 결과는 다음과 같다. 임하호의 수질의 경우 탁도와 $SiO_2$-Si의 농도는 그 수치가 비례하여 탁도가 높으면 $SiO_2$-Si의 농도도 증가하고 수심이 깊어질수록 탁도와 $SiO_2$-Si의 농도가 증가하는 것을 알 수 있다. Chl-a는 수심이 깊어질수록 농도가 낮아지고 있어 수심에 따라 수질의 상태가 변하는 것으로 조사되었다. 임하호에서 출현한 식물플랑크톤은 모두 70종류였고, 녹조강이 32종류(46%) 남조강과 규조강이 12종류(17%), 유글레나강이 6종류(9%), 시누라조강이 4종류(6%), 은편모조강이 3종류(4%), 그리고 와편모조강이 1종류(1%)로 구성되었다. 탁수와 조류의 상관관계에서 식물플랑크톤의 현존량이 매우 높게 나타난 것은 탁수와 함께 유입된 영양물질등이 식물플랑크톤의 증가에 영향을 준 것으로 판단된다. 즉, 탁수와 TN 및 $SiO_2$-Si 등과 높은 상관관계가 나타난 것은 TN과 $SiO_2$-Si가 탁수와 함께 임하댐 내로 유입된 것으로 짐작할 수 있다. 질소의 경우 토양 미립자에 단단하게 부착하지 않고 느슨하게 결합되어 있기 때문에 적은 강우라도 쉽게 유출된다. 그리고 $SiO_2$-Si는 탁수의 성분으로 고려해 볼 때 TN과 $SiO_2$-Si는 탁수와 함께 임하댐내로 유입되었음을 알 수 있다. 따라서 탁수 유입 후 그리고 탁수 소멸 이후에는 오히려 식물플랑크톤 현존량이 더욱 증가된 것으로 판단된다.

섬진강 하구역의 계절별 일차생산력 및 식물플랑크톤 색소 조성 변화 (Seasonal Variation of Primary Productivity and Pigment of Phytoplankton Community Structure in the Seomjin Estuary)

  • 민준오;하선용;정미희;최보형;이연정;윤석현;윤원득;이재성;신경훈
    • 생태와환경
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    • 제45권2호
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    • pp.139-149
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    • 2012
  • 섬진강 하구역의 계절별 일차생산력의 변화는 하계 8월에 가장 높은 일차생산력을 보이고 있으며, 수온과 광 조건이 향상되고 주변 육지로부터 유입되는 영양염의 영향으로 높은 결과를 보이고 있다. 특히 섬진강 하구역의 상류정점들은 육상기원 영양염의 유입이 다른 정점들에 비해 활발하게 이루어 짐으로 더 높은 생산력을 보이고 있다. 식물플랑크톤 색소 조성 결과 diatoms의 지표색소인 Fucoxanthin이 조사시기와 정점에 상관없이 높은 농도를 나타냈다. 이는 현미경 종 동정 결과와 일치함을 보이고 있으며 일차생산력과 보조색소 분석 결과 그리고 종 동정 결과를 비교하여 볼 때 규조류 (Skeletonema costatum)가 일차생산력에 가장 크게 기여하는 것으로 사료된다. 본 연구를 통해 자연형 하구인 섬진강에서 시 공간적 일차생산력 변동을 확인할 수 있었으며 또한 식물플랑크톤의 대략적인 군집구조와 일차생산력 계절 변동을 평가할 수 있었다. 이러한 연구결과는 향후 섬진강 하구 내 생태 모니터링에 대한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 판단되며 수계 내 건강성 평가 및 수질관리를 위한 연구에 유용한 자료로 활용될 것으로 사료된다.

이사천 수계의 수질환경과 식물플랑크톤 군집의 시·공간적 분포 특성 (Characteristics of the spatio-temporal distributions of water quality and phytoplankton communities in the Isa Stream systems (ISS))

  • 박종식;정정조;윤양호
    • 환경생물
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    • 제39권3호
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    • pp.273-288
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    • 2021
  • 상사호에서 순천만까지 짧은 수역 특성을 나타내는 이사천 수계(Isa Stream systems)의 수질 환경 및 식물플랑크톤 군집의 시·공간 분포 특성을 분석하였다. 결과, 상사호는 상대적으로 빈영양 및 중영양 조건을 나타내지만, 순천만에 이루는 담수역과 기수역은 축산폐수 등 산업폐수의 영향으로 상사호 및 해수역보다 극심한 부영양상태를 나타내었다. 식물플랑크톤 군집은 상사호와 순천만보다 담수역 및 기수역에서 출현 종수가 높았지만, 현존량 및 엽록소 a 농도는 상사호와 해수역에서 상대적으로 높게 나타났다. 특히 봄과 여름 상사호는 중영양종인 Fragilaria crotonensis와 Asterionella formosa가 표층과 저층에서 서로 다른 우점 현상을 보이는 것으로 댐 하류의 담수역과 기수역에서는 A. formosa에 의한 영향이 크게 나타났다. 그러나 가을과 겨울은 기수역에서 해수역까지 부영양화 지표종인 Skeletonema costatum-ls가 극우점하였다. 즉 이사천 수계의 급격한 환경변화는 순천만 연안생태계 구조를 심각하게 훼손시킬 수 있을 것으로 판단되었다. 급격한 연안생태계 변화는 한국 제1호 람사르습지인 순천만 및 순천 생물권보전지역 및 최대 꼬막 산지인 여자만의 효율적 이용과 관리, 그리고 보전이라는 측면에서 매우 위협적인 내용이기에, 더욱 심층적인 관리방안 도출이 요구된다고 할 수 있다.

한국 동해 남부해역의 일차생산계 II. 식물플랑크톤 군집구조 (Primary Production System in the Southern Waters of the East Sea, Korea II. The Structure of Phytoplankton Community)

  • 심재형;여환구
    • 한국해양학회지
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    • 제30권3호
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    • pp.163-169
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    • 1995
  • 동해 남부해역에서 1988년 5월과 1989년 7월 및 1991년 11월에 관찰된 식물 플랑크톤 집은 총 190종의 출현종을 기록하였고 규조류가 우점하고 있었다. 춘계 에는 Leptocylindrus danicus, Nitzschia pungens, Bacteriastrum delicatulum 등이 우점종으로 나타났고 하계에는 Skeletonema costatum이 전반적인 우점현상을 보였 으며 Chaetoceros socialis, Rhizosolenia alata f. gracillima 등이 수역에 따라 우점 하였다. 추계에는 Chaetoceros socialis, Nitzschia delicatissima, Nitzschia sp., Gymnodinium sp.. 등이 우점하였다. 종다양성 지수의 평균은 춘계에 1.24, 하계에 1.69, 추계에 2.12로 다소 낮게 측정되었다. 식물플랑크톤 군집의 집괴분석 결과 하 계에는 표층에서 대마난류의 영향을 받는 외양적 특성의 수계와 동해 연안의 수계 및 울릉도 주변수등 크게 3개의 수역으로 구분할 수 있는 것으로 나타났다. 한편 하계의 40m 수층 집괴분석 결과는 연구해역의 중앙부에서 표층 자료의 수역 구분 과는 별개의 또다른 식물수문학적 수역이 인지되었는데 이곳은 표층 주변의 대마 난류의 영향과 50m 이심의 수층에 존재하는 수온 1$0^{\circ}C$ 수괴의 양면적 영향을 받는 것으로 사료된다.

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동해 울릉도-독도해역에서 질소, 인, 철 첨가실험에 따른 식물플랑크톤의 성장 및 군집반응 (Growth and community response of phytoplankton by N, P and Fe nutrient addition in around water of Ulleungdo and Dokdo in East Sea)

  • 백승호;이민지;김윤배
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제17권11호
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    • pp.186-195
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    • 2016
  • 동해 울릉도-독도 2정점에서 식물플랑크톤의 군집조성 및 수직적 영양염분포 특성과 표층 현장수를 이용하여 N, P, NP, Fe을 첨가하여 식물플랑크톤의 영양염소비 및 성장특성을 파악하였다. 현장에서 영양염류농도는 유광층 상부에서 낮았고, 100 m보다 깊은 수심에서 증가하였다. N:P비는 Redfield비(16)보다 표층에서 21-25로 높았고, 조사 최대심도인 400 m 층에서는 6 전후로 극히 낮게 관찰되었다. 식물플랑크톤의 총개체수는 St.UD3과 St.50에서 각각 $4.9{\times}10^5cells\;L^{-1}$$1.9{\times}10^5cells\;L^{-1}$로 관찰되었다. 주요 우점종은 St.UD3에서 침편모조류 Heterosigma akashiwo, 은편모조류 Crytomonas spp., 규조류 Leptocylindrus danicus로 파악되었고, St.50에서는 규조류 Chaetoceros socialis, H. akashiwo, L. danicus로 각각 관찰되었다. 영양염첨가실험의 +N과 +NP실험군에서 빠른 식물플랑크톤의 성장반응을 보였고, +P실험군에서는 대조군과 유사하게 식물플랑크톤 성장이 관찰되지 않았다. 아울러 Fe을 첨가한 대조군, +N, +P, +NP실험군에서 Fe을 첨가하지 않은 다른 실험군과 비교하여 형광값의 유의한 차이를 보이지 않았다는 것은 Fe첨가에 따른 식물플랑크톤의 성장반응이 명확하지 않다는 것을 의미한다(p>0.05). 결과적으로 현장에서 우점한 H. akashiwo 와 L. danicus는 영양염이 추가적으로 공급된 환경의 생물검증실험에서도 빠르게 반응하여 높은 개체수로 우점한 것을 파악하였고, 특히 +Fe 실험군에서 L. danicus의 빠른 성장이 두드려졌다.