유기물 투기에 대한 박테리아의 반응을 이해하기 위해 동해의 비투기해역과 투기해역의 유광대에서 1996년 4월부터 1997년 9월까지 총 5회에 걸쳐 박테리아 개체수, 박테리아 생산력, 아미노펠티다제(aminopeptidase; AMPase) 가수분해능, 베타글로코시다제(${\beta}$-g1ucosidase; ${\beta}$-GLCase) 가수분해능을 측정하였다. 비투기해역과 투기해역에서 유광대 수심으로 적분한 식물플랑크톤 생물량 및 박테리아 변수들을 비교해 본 결과, 전 시기에 걸쳐 일관되게 외양의 투기 정점에서 외양의 비투기 정점보다 ${\beta}$-GLCase 가수분해능이 항상 높았다. 또한 thymidine과 leucine 고정율로부터 추정된 박테리아 생산력도 계절에 관계없이 투기해역에서는 유의한 상관관계(균형성장)를 나타내었으나 비투기해역에서는 무관한 관계(불균형성장)를 나타내었다. 이러한 결과들은 투기해역에서 유기성 투기물의 지속적인 공급에 대해 박테리아 군집이 반응하고 있는 양상으로 보인다. 또한 계절에 관계없이 투기해역에서는 박테리아 개체수와 생산력이 양의 상관관계를 나타내었으나 비투기해역에서는 무관한 관계를 나타내어, 투기해역에서 박테리아 개체수의 조절 기작이 비투기 해역과 다름을 시사하였다. 그 밖의 변수들의 관계들은 연구 해역과 계절에 따라 변화하는 양상을 나타내어 봄과 여름에 박테리아 조절 요인들이 달라짐을 보여주었다. 이러한 변화가 수온, 수온과 관련된 현상, 또는 투기물 특성의 변화와 연관된 것인지에 대한 추가적인 연구가 필요하다.
The variations of physico-chemical factors and the species compositions of phytoplanktons were investigated to analyze the marine ecosystem at the depths during summer in the coast of Dokdo (stations DOK 1-3). The mean values of conductivity (48.9 mS $cm^{-1}$), salinity (32.9 psu) and total suspended solids (57.9 mg $L^{-1}$) were the highest in DOK 1. The biomass (Chl-a) of phytoplanktons was the highest in the surface of DOK 1 (2.61 ${\mu}gL^{-1}$). By the means of physicochemical factors (salinity, turbidity, Chl-a, TN, TP and Si), the water estimated in the coast of Dokdo was more eutrophicated than that in 2008. The phytoplanktons were a total of 42 species in Dokdo, which were composed of 33 species (78.6%) for Bacillariophyceae and 9 species (21.4%) for Dinophyceae. The standing crops of phytoplanktons were the highest ($18{\times}10^3$ cells $L^{-1}$) in the surface of DOK 2 and in the surface of DOK 3, while they were the lowest ($2{\times}10^3$ cells $L^{-1}$) at depth of 40 m of DOK1 and at depth of 30 m of DOK 3. The dominant species of phytoplanktons were Chaetoceros castracanei ($6{\times}10^3$ cells $L^{-1}$) in the surface, Rhizosolenia alata f. gracillima ($3{\times}10^3$ cells $L^{-1}$) at depth of 20 m and Protocentrum compressum ($4{\times}10^3$ cells $L^{-1}$) at the depth of 30 m of DOK 1. At the surface of DOK 2, the dominant species was Bacillaria paxillifer ($6{\times}10^3$ cells $L^{-1}$), while it was Hemiaulus indicus ($12{\times}10^3$ cells $L^{-1}$) at the surface of DOK 3. The DOK 1, which is affected by upwelling, whirlpool and circulation due to the East Korean Warm Current, was the most eutrophicated water body among three stations. The monitoring of marine ecosystem in the coast of Dokdo should be continued to propose the alternatives for water quality and species conservation and to purify the eutrophicated water body due to artificial pollutants as well as natural effectors by the global warming, the climatic change, etc.
Kim, Ju-Hyoung;Kang, Eun Ju;Kim, Keunyong;Jeong, Hae Jin;Lee, Kitack;Edwards, Matthew S.;Park, Myung Gil;Lee, Byeong-Gweon;Kim, Kwang Young
ALGAE
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제30권2호
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pp.121-137
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2015
Studies on carbon flux in the oceans have been highlighted in recent years due to increasing awareness about climate change, but the coastal ecosystem remains one of the unexplored fields in this regard. In this study, the dynamics of carbon flux in a vegetative coastal ecosystem were examined by an evaluation of net and gross ecosystem production (NEP and GEP) and $CO_2$ exchange rates (net ecosystem exchange, NEE). To estimate NEP and GEP, community production and respiration were measured along different habitat types (eelgrass and macroalgal beds, shallow and deep sedimentary, and deep rocky shore) at Gwangyang Bay, Korea from 20 June to 20 July 2007. Vegetative areas showed significantly higher ecosystem production than the other habitat types. Specifically, eelgrass beds had the highest daily GEP ($6.97{\pm}0.02g\;C\;m^{-2}\;d^{-1}$), with a large amount of biomass and high productivity of eelgrass, whereas the outer macroalgal vegetation had the lowest GEP ($0.97{\pm}0.04g\;C\;m^{-2}\;d^{-1}$). In addition, macroalgal vegetation showed the highest daily NEP ($3.31{\pm}0.45g\;C\;m^{-2}\;d^{-1}$) due to its highest P : R ratio (2.33). Furthermore, the eelgrass beds acted as a $CO_2$ sink through the air-seawater interface according to NEE data, with a carbon sink rate of $0.63mg\;C\;m^{-2}\;d^{-1}$. Overall, ecosystem production was found to be extremely high in the vegetated systems (eelgrass and macroalgal beds), which occupy a relatively small area compared to the unvegetated systems according to our conceptual diagram of a carbon-flux box model. These results indicate that the vegetative ecosystems showed significantly high capturing efficiency of inorganic carbon through coastal primary production.
낙동강 중류 지점에서 (왜관, 낙동강 하구언으로부터 175 km 상류 지점) 1998년 1월부터 2002년 12월까지 동물플랑크톤 군집 동태 및 환경요인 들과의 상관관계에 대해서 조사하였다. 조사지점에서의 동물플랑크톤의 계절별 변화와 연간 변화는 매우 뚜렷하였으며(ANOVA, p<0.01), 1998년과 2002년을 제외하고는 1999년부터 2001년까지 3년 동안 유사한 동물플랑크톤 양상을 나타내었다. 조사기간 동안 연 평균 윤충류의 개체수는 43${\pm}76 ind. $L^{-1}$ (평균${\pm}$ s.d., n = 118)이며, 요각류 (1.6${\pm}$4.8 ind. $L^{-1}$)와 지각류 (0.4${\pm}$1.2 ind. $L^{-1}$) 순으로 나타났다. 윤충류 군집내에서는 Brachionus spp. Polyarthra spp., Colurella spp., Keratella spp.와 Trichocerca spp. 등이 우점하였다. 이러한 종들은 전체 총 윤충류의 개체수에 대한 상대 풍부도의 80% 이상을 차지하였다. 조사지점 내 총 동물플랑크톤 개체수는 봄과 가을에 급격히 증가 하였으며, 겨울 동안에는 낮은 개체수를 유지하였다. 여름기간 동안, 동물플랑크톤 동태는 수문학적 요인에 의해 크게 영향을 받는 것으로 파악된다. 조사구획 내 동물플랑크톤의 동태는 내적요인 (동물플랑크톤의 먹이상태, 예: 식물플랑크톤 생체량) 보다는 외적 요인 (강의 수문학적 요인)들에 의해서 보다 더 큰 영향을 받는 것으로 사료된다.
방류수내 남조류 세포의 밀포와 종조성 및 독소의 계절별, 일일 변화를 일본 중심에 위치하고 있는 Suwa호의 수문에서 1998년 5월부터 10월까지 조사하였다. Microcystis의 높은 세포밀도가 M. ichthyoblabe가 우점했던 7월과 M. viridis가 우점종으로 나타난 9월에 관찰되었다. Microcystis의 종조성과 총 세포밀도는 3종류의 microcystin의 정성${\cdot}$정량적인 변화와 관련이 있었다. M. ichthyoblabe가 우점했던 7월 동안에는 MC-RR과MC-LR만이 검출되었으나 M. aeruginosa의 개체수 증가와 함께 M. viridis가 우점종으로 나타난 8월부터 10월까지는 MC-YR을 포함한 3종류의 microcystin 모두 검출되었다. 방류수내 Microcystis의 세포밀포와 microcystin의 함량의 일 변화는 바람의 일 변화에 큰 영향을 받았다. 아침에 비해 오후에 바람이 강하게 부는 풍속주기의 조건에서 Microcystis의 세포밀도와 독소의 함량은 아침에 증가하고 오후에 감소하는 경향을 나타냈다. 본 연구의 결과들은 수문이나 취수탑에서 방류시기의 조절은 부영양 호수에서 물을 취수하여 이용함에 있어 원수내 조류의 생물량을 저감할 수 있는 유효한 방법임을 제시한다.
Objectives: Microcystin (MC) produced during cyanobacterial blooms is a worldwide problem presenting a serious health threats to humans and ecosystems. During July through October of 2013, the Ilwol Reservoir experienced a high biomass of phytoplankton (maximum $211.7mg/m^3$ of Chlorophyll-a) containing the toxigenic cyanobacterium Oscillatoria sp. The aim of this study is to analyze MC concentration in the reservoir water, as well as in representative fish species (Carassius cuvieri, Carassius auratus, Channa argus). We also evaluated the human health risk of exposure to MCs accumulated in the fish. Methods: Concentrations of MCs in the water and fish samples were analyzed by liquid chromatography with a triple quadrupole tandem mass spectrometer (LC/MS/MS) and enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). Results: The total levels of four MC variants, including MC-LR, MC-RR, MC-YR and MC-LA were below the WHO drinking water guideline limit (1 ug MC-LR per liter) both for the dissolved and particulate fraction present in the water samples. The mean MC concentrations in the livers of all species were significantly higher than in the gills (p < 0.01) and muscles (p < 0.05). The values of estimated daily intake of MCs in muscles, the edible part of the fish, would be only $0.005-0.015{\mu}g/kg{\cdot}day$, much lower than WHO's provisional tolerable daily intake of $0.04{\mu}g/kg{\cdot}day$. Conclusion: This study suggests that, owing to the spatial distribution or temporal variation of MC, there is a need for careful monitoring of cyanotoxin in reservoir water and aquatic animals to protect public health.
본 연구 해역에서의 동물성 부유 생물에 의한 NH$_{4}$ 분비율은 0.90에서 2.32$\mu\textrm{g}$ atoms NH $_{4}$ -N.m$^{-3}$.h$^{-1}$의 범위를 보이며, 이에 의해 해 양 기초생산에 필요한 총질소요구량의 3내지 15%을 공급함을 밝혀졌다. 동물성 부 유생물의 습중량 및 단백질량의 정량결과, 외부연안수로 갈수록 그 양이 증가되는 경향을 나타내었다. 동물성 부유생물의 가장 중심적인 생화학적 단위인 GDH의 활 성도를 측정한 결과, 전형적인 Michaelis-Menten 효소기작을 보였다. 단백질 단위 GDH활성도는 본 연구 해역에서 1.5에서 3.2$\mu\textrm{g}$ atoms NH $_{4}$ -N mg$^{-1}$protein h$^{-1}$의 범위를 보였다. 외해수에서 동물성 부유생물의 GDH활성도가 높게 나타난 것은 조사당시의 외해수에서의 높은 기초 생산량을 포식하는 동물성 부유생물의 활발한 질소대사가 이루어지고 있음을 암시 한다. 본 연구를 통하여 한국 동남해역의 동물성 부유생물의 GDH활성도와 NH $_{4}$ 분비율 사이에 매우 높은 상관계가 밝혀졌으며 그 평균 GDH 활성도/ NH $_{4}$ 분비율의 비율은 18.8$\pm$2.6(n=6) 이었다. 차후 GDH활성도 측정등을 통 한 생화학적 효소연구방법은 여러 해양 환경에서 생물활동에 의하여 영향를 받는 비보전적인 해수원소의 동적 변화 및 해양생태계내에서의 각 생물군의 여러 생화학 적 역할을 규명하는데 중요하게 이용될 것으로 판단된다.
거금수도의 수질환경과 엽록소 양의 계절변동 특성을 파악하기 위한 현장조사를 1993년 2월, 4월, 8월과 10월 4회에 걸쳐 계절별로 수로내 25개 관측점의 표층과 저층해수를 대상으로 실시하였다. 대상 환경요인은 물리.화학적 환경요인으로 수온염분, 현장밀도, 투명도, 용존산소량(산소포화도와 겉보기 산소소비 포함), 화학적 산소요구량, 영양염류(암모니아염, 아질산염, 질산염, 인산염 그리고 규산염), N/P 비 그리고 총 부유물질량이고, 생물학적요인으로서 엽록소량을 측정, 분석하였다. 결과, 거금수도 해역은 빠른 유속과 조석혼합 등으로 성층의 발달은 보여지지 않았으며, 일부 계절과 항목을 제외하고는 표층과 저층의 관측 값에 차이를 나타내고 있지 않았다. 또한, 수로적 특성으로 저층의 풍부한 영양염류가 표층으로 원활이 공급되어, 해조류 양식장 등으로서 최적의 조건을 구비하고 있으나, 높은 부유물질량에 의해 서식생물에의 나쁜 영향도 우려되었다. 영양염류는 연가 기초생물의 생산활동을 영위할 수 있는 충분한 농도가 용존 하고 있고, 질소와 인의 농도는 비교적 높은 반면, 규산염의 농도가 매우 낮은 특성을 나타내었다. 특히, 거금수도의 영양염류 공급원은 육상으로부터의 담수유입에 의한 비율보다 해역 내 유기물 분해에 의한 영양염류의 재순환과 비교적 높은 영양염류를 포함하는 남해 연안수의 유입에 의한 비가 높은 것으로 판단되었다. 식물플랑크톤의 생물량은 복잡한 물리.화학적 환경요인에 의해 변동되는 특성을 나타내나, 영양염류만을 고려할 때, 여름에는 인산염의 용존량에 의해, 기타 계절은 용존 질소의 용존량에 의해 성장이 지배되는 것으로 나타났다. 거금수도는 현재 부영양화의 초기단계 수준으로 높은 생물생산이 가능하나, 영양염류의 불균형, 해저 퇴적물에 유기물의 축적현상 등으로, 현재의 높은 생물생산을 오랜 기간 지속시키기 위해서는 효율적인 해역의 이용과 관리 방안이 시급히 마련되어야 할 것으로 판단되었다.
The Keum river is one of the important river in Korea and has a drainage area of 9,873$\textrm{km}^2$. The Keum river is deepening pollution state due to development of the lower city and construction of a industrial complex. The water quality of the Keum river come to eutrophication state and belong to III grade of water quality standard. The concentration BOD in river is affected by the organic loading from a tributary and the algae biomass that largely happen to under eutrophication state. In the eutrophic water mass such as the Keum river, the autochthonous BOD was very important part for making a decision of water quality management, because it was accounted for majority of the total BOD. The purpose of this study was to survey the chatacteristics of water quality in summer and to estimate reaction coefficient. Also, we studied to correlationship between chlorophyll a and BOD(COD) for estimation of the autochthonous BOD. The correlationship between chlorophyll a and BOD(COD) were obtained through the culture experiment of phytoplankton in the laboratory. The results of this study may be summarized as follows ; The characteristics of water quality in summer were belong to III~IV grade of water quality standard as BOD and nutritive condition is very high. The BOD, ammonia nitrogen and phosphate loadings in Miho stream which inflowing untreated sewage from Chungju city was occupied with 64.07%, 26.36%, 46.08%, respectively. Maximum nutrient uptake (Vmax) was 0.4400$\mu$M/hr as substrate of ammonia nitrogen, 0.1652$\mu$M/hr as substrate of phosphate. Maximum specific growth rate ($\mu$max) was 1.2525$hr^{-1}$ as substrate of ammonia nitrogen, 1.5177$hr^{-1}$ as substrate of phosphate. The correlation coefficient between chlorophyll a and BOD by the culture experiment were found to be 0.911~0.935 and 0.942~0.947 in the case adding nutrient and no adding nutrient, respectively. The correlation coefficient between chlorophyll a and COD through the culture experiment were found to be 0.918~0.977 and 0.880~0.931 in the case adding nutrient and no adding nutrient, respectively. The autochthonous BOD(COD) was estimated to the relationship between BOD(COD) and chlorophyll a. The regression equation were found to be autochthonous BOD=(0.045~0.073)${\times}chlorophyll$ a and autochthonous $COD=(0.137~0.182){\times}chlorophyll$ a.
삽교호유역에 위치한 19개 수질관측지점에서 측정된 월별수질자료를 이용하여 수질관측지점을 2개에서 7개의 수질특성으로 분류하였으며, 그에 따른 수질요인분석을 실시하였다. 군집분석결과 삽교호유역의 각 하천은 개개의 수질특성을 보이고 있으며, 삽교호, 삽효천, 무한천 및 곡교천의 4개 그룹으로 나눌 수가 있었다. 수질분석결과에 의하면 삽교호에서는 부유물질의 농도가 다른 하천보다 높았는데 이는 하천으로부터 유입되는 풍부한 영양염에 의한 식물플랑크톤의 생물량 증가에 따른 것으로 사료된다. 또한 곡교천의 수질은 다른 하천에 비해 생화학적산소요구량은 3.5∼4.8배, 화학적산소요구량은 1.7∼2.5배 높았으며, 전반적으로 삽교호 유역의 수질은 부영양상태를 훨씬 초과하였다. 요인분석결과 삽교천과 무한천은 농경지와 주거지에 의한 수질요인이 지배적이었고, 곡교천은 천안도시지역으로부터 유입되는 과다한 유기물유입과 상류에 위치한 하수처리장의 영향을 복합적으로 받고 있는 것으로 사료된다. 삽교호의 수질은 삽교천과 무한천및 곡교천에서 높은 부하를 보인 인자가 주된 오염요인으로 나타났다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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