• 한국해양학회지:바다
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• 제28권4호
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• pp.158-177
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• 2023

하구역은 강과 하천을 통해 육상과 해양을 연결하는 전이수역으로 해양으로 공급되는 많은 물질들은 연안환경의 일차 생산성을 결정하는 중요한 역할을 담당하며, 이러한 연안생태계는 생물량에 의해 제거되는 탄소인 블루카본의 탄소 저장소로서 기후변화를 완화시키는 역할을 한다. 우리나라의 서-남해 하구역(한강, 금강, 영산강, 섬진강, 낙동강)과 동해 용승해역에서 지난 6년간 표층퇴적물의 평균입도와 유기탄소 함량의 변화와 두 인자들 사이의 상관관계를 분석하였다. 조사기간(2015-2020년) 동안 서-남해 하구역과 동해 용승해역 표층퇴적물의 평균입도와 유기탄소 함량은 계절적 변화가 관찰되지 않았으며, 전반적으로 각 해역의 다양한 해양환경 및 수리역학적 조건에 의해 두 인자들이 조절되는 것으로 해석된다. 조사된 모든 시료채취의 동시성이 없는 문제점에도 불구하고 연구지역에서 분석된 모든 퇴적물 평균입도들의 평균값과 유기탄소 함량의 평균값은 양의 상관관계를 보이며 각 하구역과 동해 용승해역을 구분한다. 동일한 양의 상관관계를 보이는 각 하구역에서는 아마도 같은 과정에 의한 퇴적물 점토입자의 퇴적이 유기탄소 축적에 중요한 역할을 담당한다. 그러나 동해 용승해역은 하구역과 다르게 추가적인 유기탄소 축적의 요인이 나타난다. 국내 주요 하구역들이 연안환경에서 중요한 탄소저장소로서 평가되기 위해서는 탄소 저장량 계산을 위한 추가적인 자료(퇴적률, 전밀도 등)가 요구된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제57권4호
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• pp.301-310
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• 2024

강수의 공간적·시간적 불균형이 물관리를 어렵게 하고 있다. 기후변화로 인해 강수의 불균형이 심화되고, 가뭄과 홍수가 빈번하게 발생하고 있다. 또한 가뭄과 홍수의 강도가 심화되어 기존의 물관리 시스템을 어렵게 만들고 있다. 2022년 6월부터 2023년 6월까지 영섬유역의 주요 수자원시설 저수율이 대부분 30% 이하였으며 유역 내 가장 용수 의존도가 높은 주암댐의 경우에 역대 최저 저수율인 20.3%까지 하락하였고 평림댐은 2023년 5월 4일 최저 저수율 27.3%를 기록하였다. 평림댐은 2022년 봄부터 강수량 부족으로 2022년 6월 19일 가뭄 관심 단계가 발령되었고 연이어 7월 2일 가뭄 주의 단계, 8월 21일 가뭄 심각 단계에 진입하였다. 수양제와 연계 운영이 가능한 평림댐은 관리기관이 다르다. 그럼에도 불구하고 가뭄 상황에서 유기적 연계 운영을 통해 평림댐에서 저수위에 도달하지 않고 3개군 급수인구 63,000명에게 안정적으로 용수를 공급할 수 있었다. 한정된 수자원 활용을 극대화할 수 있도록 유역간, 수원간 물이동을 원활하게 이동 가능 방안을 검토하여 수요자 중심의 물공급 시스템을 갖추어 기후변화로 인한 물부족 상황에 대비해야 한다.

• 환경생물
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• 제29권3호
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• pp.162-170
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• 2011

본 연구는 해역의 수질오염 특성을 알아보기 위해서 2010년 2, 5, 8, 11월에 광양만 20개 정점과 진해만 23개 정점에서 COD (화학적산소요구량, Chemical Oxygen Demand), Chlorophyll a, 대장균 Escherichia coli를 조사하였다. 또한, 광양만과 진해만의 지형학적특성을 고려하여 각각 3개 구역, 4개 구역으로 나누어 평가하였다. 광양만의 COD농도는 춘계 (평균: 4.3 mg $L^{-1)$)에 가장 높았고, 구역 I (반폐쇄성 해역; 정점 1~9)에서 평균 5.64 mg $L^{-1)$으로 가장 높았다. Chl. a농도는 하계 (평균: 14.0 ${\mu}g\;L^{-1)$)에 현저히 높았고, 구역 I에서 최고치 25 ${\mu}g\;L^{-1)$를 보였다. E. coli군수는 하계에 높게 나타났고, 섬진강에 가장 가까운 정점 10에서 최고치 2,094 cfu $L^{-1)$를 기록하였다. 반면, 외측정점 (정점 15~20)으로 향할수록 그들의 개체수는 현저하게 줄어드는 양상을 보였다. Chl. a는 섬진강의 영향을 받는 광양만의 산업단지와 대도시가 인접하고, 수계의 혼합이 적은 지역에서 가장 높았다. 진해만에서는 구역 I (마산만과 행암만의 부영양화된 수역)에서 다른 구역에 비해 집중되어 E. coli군수를 보였다. 구역 I에 속하는 정점 중 육상에 가장 가까운 정점 1, 4, 5에서 다른 정점에 비해 많은 E. coli군수를 나타내었으며, 특히 동계에 정점 4에서 최고치 (5,250 cfu $L^{-1)$)를 보였다. 그 외 춘계와 동계에 구역 IV에서 각각 평균 336 cfu $L^{-1)$, 383 cfu $L^{-1)$로 비교적 많은 E. coli군수가 관찰되었다. 광양만의 COD와 Chl. a와의 상관성이 관찰되지 않았으나, 진해만에서는 유의한 상관관계를 보였다 (r=0.49, p<0.001). 결론적으로, 본 연구에서 얻은 결과는 해역의 지형학적특성에 따른 수질오염을 가늠할 수 있는 기초적인 자료로 활용가능하다고 판단된다.

• 한국농림기상학회지
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• 제19권3호
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• pp.153-163
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• 2017

데이터 처리 속도는 예보 능력과 관련이 있다. 최신의 입력 자료를 이용한 예측 데이터의 고속 생산은 신속한 대처를 가능하게 한다. 또한 알고리즘 작성, 계산, 결과 평가, 알고리즘 개선으로 이어지는 순환 구조를 원활하게 할 뿐만 아니라 오류 발생시 빠른 시간 내에 복구할 수 있게 하는 등 매우 중요한 요소이다. 현재의 조기경보 시스템은 매 계산 주기 마다 섬진강 유역의 10개 시군에 대해 30미터 해상도의 격자형 자료를 400개 이상 생성하고 있으며(중간 데이터 포함) 최대 9일까지 예보되는 자료를 포함할 경우 600개 이상이다. 이는 전국을 30미터 해상도로 약 45개를 생성하는 계산양과 비슷하다. 또한 14,000여개의 필지에 대한 구역 통계와, 각 래스터의 평균, 최대, 최소 등의 통계자료 생성도 함께 수행 해야 한다. 이와 같은 대량의 데이터를 한정된 시간 내로 처리하기 위한 몇 가지 기법을 적용하여 적용하였으며, 아직 적용은 못하였으나 가능성의 여부를 평가해 보는 것으로 본 연구를 진행하였다. 그 결과 앞서 제시된 래스터 캐시, NFS 캐시, 분산 처리를 모두 적용할 경우 데이터 처리 시간을 1/8로 단축 시킬 수 있음이 확인되었다. 또한 GPU를 이용한 연산을 적용할 경우 일부 모듈에 대해 매우 큰 폭으로 수행 시간을 단축 시킬 수 있음을 확인하였다. 다만 캐시를 위한 추가적인 디스크, GPU라는 별도의 하드웨어, 추가된 하드웨어 지원을 위한 고출력 전원 장치와 이에 따른 UPS (Uninterruptible power supply, 무정전 전원공급 장치)까지 상대적으로 높은 사양으로 준비해야 하는 비용적인 문제가 발생할 수 있다. 본 연구에서 제시한 네 가지 기법 중 세 가지는 계산 서버 추가를 통한 수평적 성능 확장에 관한 것이다. 하지만 서버의 추가가 처리 속도 향상으로 이어지지 않음은 물론 오히려 저하시키는 경우가 있다. 본 연구에서는 특정 시간 내로 작업을 완료 시키지 못하면 해당 작업을 반환하여 다른 서버가 처리하는 간단한 방식을 이용한다. 하지만 이런 문제를 지속적으로 발생시키는 계산 서버가 발견된다면 정해진 기준에 따라 계산 작업에서 완전히 퇴출 시켜야 성능 향상에 도움이 된다. 따라서 처리 속도에 대한 정확한 원인을 검사하고 이를 실시간으로 반영할 수 있는 기법이 필요하다.

• 환경영향평가
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• 제27권2호
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• pp.203-214
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• 2018

본 연구는 국내에 서식하는 뉴트리아의 집중분포지역과 잠재적인 서식가능지역을 예측하여 효과적인 관리방향 설정에 유용한 자료를 제공하고자 하였다. 뉴트리아의 전국 분포 자료를 토대로 CVh(가능도 교차타당성)값을 띠폭(bandwidth)에 적용하여 분포밀도를 분석한 결과, 부산광역시, 대구광역시, 경상남도 소재 11개 시 군, 경상북도 소재 1개 군 등 낙동강수계에 위치한 14개 행정구역 내에서 우선적인 제거가 필요한 집중분포지역이 확인되었다. MaxEnt 모델을 이용한 잠재적인 서식가능지역 예측에서는 낙동강 중 하류 일대와 섬진강 하류, 가화천 일대에서 출현 가능성이 나타났다. 모형의 변수별 기여도는 고도, 건조한 달의 강수량, 가장 추운달의 최저온도, 수계로부터의 거리 순으로 높은 기여도를 보였으며, 출현확률과의 관계를 살펴보면, 고도 34m 이하의 저지대, 가장 추운달의 최저온도가 $-5.7^{\circ}C$이상 $-0.6^{\circ}C$ 이하인 지역, 가장 건조한 달의 강수량이 15-30mm, 수계로부터 1,373m 이하인 지역에서 임계값보다 높은 출현확률을 보였다. 뉴트리아의 생태적 특성과 본 연구결과를 종합하면, 고도, 물과의 접근성 및 이용성, 겨울철 낮은 기온이 뉴트리아의 정착과 확산에 영향을 주는 주요 요인으로 판단되므로 향후 서식가능지역의 검출과 확산 예측 모델링에 있어 중요한 변수로 검토될 수 있다. 뉴트리아와 같은 침입외래생물의 집중분포지역과 관리대상지역을 구분하고 그에 적합한 관리전략을 수립하여 관리현장에 적용하는 것은 영구적인 제어 목적의 관리에 있어 필수적인 사항이다. 본 연구에서 제시된 결과는 우선관리대상지역의 신속한 관리와 확산가능지역에 대한 사전 예방적 관리 등 전략적인 관리의 실행에 있어 유용한 자료로 활용될 수 있다.

• 한국지리정보학회지
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• 제23권2호
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• pp.53-69
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• 2020

산업화와 도시개발로 인한 불투수층 면적의 증가는 수문순환 체계를 왜곡시켜 심각한 건천화를 야기한다. 이를 관리하기 위해 건천화의 정량적인 평가 및 예측이 가능한 하천건천화 영향평가 기술이 필요하다. 본 연구에서는 분포형 수문모형(Drying Stream Assessment Tool and Water Flow Tracking, DrySAT-WFT)과 시계열 GIS자료를 활용하여 전국 5대강 유역의 댐·보 유역을 대상으로 하천유입량 감소원인 평가를 실시하였다. 이를 위해 5개 하천건천화 영향요소(토양침식, 산림성장, 도로-하천 단절, 지하수이용, 도시개발)를 선정하여 1976년부터 2015년까지 GIS 기반의 시계열 공간자료를 연대별로 구축하였다. DrySAT-WFT는 2005~2015년까지 8개의 다목적댐(충주댐, 소양강댐, 안동댐, 임하댐, 합천댐, 섬진강댐, 주암댐, 용담댐) 및 4개의 유량 관측지점(오수천, 미호천, 마륵, 초강)에 대해 하천유량 검보정을 실시하였고, 검보정 결과 결정계수(R²)는 평균 0.76(0.66~0.84), Nash-Sutcliffe 모형효율은 평균 0.62(0.52~0.72)의 값을 보였다. 이를 토대로 2010년대(2006~2015)의 기상조건을 기준으로 연대별(1980년대: 1976~1985, 1990년대: 1986~1995, 2000년대: 1996~2005, 2010년대: 2006~2015) GIS자료를 이용하여 댐·보 유역의 하천유입량 변화를 계산하므로서 각 영향요소별 하천유입량 감소 기여비율을 산정하였다. 모의결과, 1980년대를 기준으로 5대강 유역평균 2010년대 풍수량(Q95)은 4.1~6.3%의 감소율을 보였고, 평수량(Q185)은 6.7~9.1%의 감소율을 보였으며, 갈수량(Q355)은 8.4~10.4%의 감소율을 보였다. 하천건천화 영향요소 중에서 지하수 이용량의 증가로 인한 기저유량 감소(하천건천화 기여율: 40.5%)가 가장 큰 영향을 주었으며, 다음으로는 산림성장에 의한 증발산량 증가(하천건천화 기여율: 29.0%)로 나타났다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제7권2호
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• pp.68-77
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• 2002

2000년 한반도 남해안에서 발생한 Cochlodinium polykrikoides 적조 초기발생, 진행과 소멸현상을 현장과 NOAA 위성 표층수온 자료를 이용하여 검토하였다. 일반적으로 C. polykrikoides 적조는 1995년에서 1999년에는 적조 띠가 고흥 나로도해역에서 최초 발생되었으나, 2000년에는 여수해만 해역에서 최초로 발생되었다. 이는 한반도 남해해역에서 여러 해수가 영향을 미쳤기 때문으로 생각된다 : 1) 대마난류와 남해연안류, 2) 진도냉수대와 남서해 연안수 및 3) 남동연안의 저온수와 외양난류수, 이 기간동안 실시한 현장조사에서는 C. polykrikoides의 유영세포가 이들의 경계역에 집적되는 경향을 나타내었는데, 특히 8월말에 대마난류와 남해연안류 사이의 남해 해양전선이 여수해만에서 형성되어 2000년 C. polykrikoides 적조가 바로 이 지점에서 시작하는 것을 관찰할 수 있었다.(8월 22일). 이 C. polykrikoides 우점 적조는 Alexandrum tamarense, Gymnodinium mikimotoi, Skletonema coastatum, 그리고 Chaetoceros spp.와 혼합하여 발생하였다. 적조발생 기간 중에 한반도에는 'Prapiroon'과 'Saomai' 2개의 태풍이 C. polykrikoides 적조세력에 영향을 미쳤다. 태풍 'Prapiroon'이 통과한 후 C. polykrikoides 유영세포의 수는 최대를 보였고, 태풍 'Saimai' 통과 후 적조는 소멸하였다(9월 20일). 10월 5일에는 진해만과 한산-거제만에서 C. polykrikoides 적조가 발생하였는데, 이때의 위성사진은 22$^{\circ}C$의 수온전선이 한산-거제만을 거쳐 진해만까지 깊숙이 관입되어 있었으며, 적조발생해역 및 현장수온도 일치하고 있었다. 또한 이 지역에서 가을과 겨울철에 우점 출현하는 Akashiwo sanguinea(=Gym, sanguineum)와 C. polykrikoides이 함께 적조를 형성하였다.

• 생태와환경
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• 제51권1호
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• pp.71-85
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• 2018

최근 생물 다양성이 생태계의 기능과 서비스 측면에서 강조되면서 생물 분류군별 다양성 및 분포 파악에 대한 연구가 중요한 이슈가 되고 있다. 국내 담수어류의 분포 및 다양성에 관한 연구는 2000년대에 들어서서 본격적으로 수행되고 있으나 아직까지도 전국적인 분포 및 다양성에 대한 분석은 이루어지지 않고 있다. 이에 본 연구는 한반도 남한지역 전 수계를 대상으로 동시에 모니터링하는 "수생태계 현황 조사 및 건강성 평가"의 자료를 활용하여 국내에 서식하는 담수어류의 분포 및 다양성을 파악하고, 더불어 국내 담수어류의 다양성에 영향을 줄 수 있는 주요 요인들을 제시하였다. 전국 953개 지점에 대한 수생태계 건강성 조사 (2014년 결과 활용) 결과 총 28과 130종의 담수어류가 서식하는 것으로 확인되었다. 전체 지점에서 우점종은 피라미 (Zacco platypus, 상대풍부도, 28.2%)와 참갈겨니(Zacco koreanus, 19.3%)였으며, 20종의 멸종위기종, 51종의 고유종, 4종의 외래종이 출현하였다. 대권역별 비교 시 한강 대권역에서 가장 많은 96종이 확인되어 다양성이 높았으며, 영산/섬진강 대권역에서 가장 적은 72종이 확인되어 다양성이 낮게 나타났다. 본 연구에서 파악된 수계별 평균 고유화 빈도는 32.7%였고 이는 과거 결과와 비교하여 증가한 수치였다. 외래종인 배스 (Micropterus salmoides), 블루길 (Lepomis macrochirus), 떡붕어 (Carassius cuvieri)는 동해안 수계를 제외한 전역에 확산되어 분포하는 것으로 나타났으며, 나일틸라피아 (Oreochromis niloticus)는 3지점에서만 출현하여 현재까지 국내 수계에 적응하지 못한 것으로 파악되었다. 또한 28종의 이입종이 확인되었고 이들의 대부분은 낙동강 및 영동지역 수계로의 이입이었다. 이 중 끄리 (Opsariichthys uncirostris amurensis), 강준치 (Erythroculter erythropterus)는 낙동강 중 하류에서 우점적으로 출현할 만큼 확산이 이루어졌으며, 이들은 외래종 못지 않은 포식압으로 이입된 수계에 영향을 미치고 있을 것으로 판단된다. 또한 4대강 공사로 인해 공사 전/중/후의 어류군집이 달라진 것이 확인되었는데, 특히 물리적인 서식 환경의 변화로 인해 고유종의 감소와 정수성 어종의 증가가 확인되었다. 인간의 직접적인 영향과 더불어 간접영향으로 나타나는 지구온난화는 장기적으로 국내 수계에 현재까지 적응하지 못한 외래종들의 정착을 가능하게 하면서 담수어류 다양성 및 분포 변화를 가속화 시킬 것으로 예상된다. 따라서 국내 상황에 맞는 실질적이면서 효과적인 담수어류의 관리 및 보호 방안 수립이 이루어져야 하며, 이러한 측면에서 전국을 토대로 기초적이고 정량적인 자료가 도출되는 "수생태계 현황 조사 및 건강성 평가"와 같은 연구가 중요하게 활용될 수 있을 것이다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제19권1호
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• pp.53-65
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• 2014

춘계와 하계 광양만에서 식물플랑크톤 군집구조와 그들의 성장에 영향을 미치는 영양염제한 특성을 파악하기 위해서 만내외측의 20개 정점에서 생물학적 요인과 무생물학적 요인을 조사했다. 또한 식물플랑크톤 군집에 대한 영양염 첨가 효과를 알아보기 위해서 실험실에서 현장 20개 정점의 표층수를 이용하여 생물검정실험을 수행하였다. 전체 식물플랑크톤 군집의 90%이상을 규조류가 차지하였다. 이들 규조류중 Eucampia zodiacus와 Skeletonema costatum-like 종이 춘계와 하계에 각각 우점하였다. E. zodiacus와 S. costatum-like 규조류의 개체군 밀도가 춘계와 하계에 높은 밀도를 유지하게 된 이유를 간단히 설명하면, E. zodiacus 의 성장은 춘계 투명도가 높게 나타나 유광층내 광량의 증가가 원인으로 생각된다. 즉 유광층내 광량의 증가는 E. zodiacus의 개체수를 폭발적으로 증가시킬 수 있는 방아쇠 역할을 한 것으로 판단된다. 하계에 S. costatum-like이 전해역에서 우점한 이유는, 섬진강 담수 유입에 의한 낮은 염분과 함께 공급된 다량의 영양염은 그들 생물의 증식에 중요한 bottom-up 효과를 보였다고 판단된다. 실험실의 생물검정실험에서는 비록 내만(정점 8)과 외해(정점 20)에서 식물플랑크톤 군집의 최대 성장율은 유사하였지만, 인산염에 대한 반포화계수($K_s$)는 내만정점보다 약간 낮았다. 상대적으로 낮은 영양염농도에 적응한 세포는 낮은 인산염농도에서 충분히 성장할 수 있고, 다른 미세조류에 비하여 낮은 영양염농도의 조건에서 경쟁의 우위를 차지 할 것이다. 특히, 하계의 N영양염 첨가군의 효율은 대조군과 P영양염 첨가군에 비해서 높았다. 이는 광양만에서 하계에 N영양염의 공급이 섬진강을 통하여 계속적으로 유입되지만, 빠른 식물플랑크톤의 증식으로 인하여 N영양염 제한이 일어날 수 있다는 것을 시사할 수 있다. 반면, 규산염은 식물플랑크톤의 성장에 영향을 미치는 제한인자로 나타나지 않았고, 규조류의 분해로 인하여 Si의 재순환과 담수로부터 공급된 높은 규산염농도는 광양만에서 규조류 생태계를 유지할수 있는 유리한 조건이라 생각된다.

• 환경생물
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• 제32권1호
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• pp.35-48
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• 2014

2010년과 2011년 추계 광양만에서 식물플랑크톤 군집구조와 그들의 성장에 미치는 환경요인을 파악하기 위해 만내외측의 19~20개 정점에서 생물학적 요인과 무생물학적 요인을 조사하였다. 또한 식물플랑크톤에 대한 영양염 첨가 효과를 알아보기 위해 2010년 현장 10개 정점의 표층수를 이용하여 생물검정실험을 수행하였다. 2010과 2011년의 영양염 수평적 분포특성은 내만해역I (정점1~9)과 섬진강의 영향을 직간접적으로 받을 수 있는 해역II (정점10~14)에서 상대적으로 높게 나타났고, 해역III (정점15~20)으로 갈수록 점차적으로 감소하여 해역별 차이가 명확하였다. 반면, 크기별로 분획된 Chl. a함량은 영양염농도가 낮은 해역으로 갈수록 극미소(Nano와 Pico)크기의 생물량이 상대적으로 증가하였다. 이와 같은 양상은 2010년보다 2011년이 두드러졌다. 2010년 은편모조류가 대부분의 정점에서 85% 이상으로 우점하였고, 2011년에도 은편모그룹이 전체 식물플랑크톤 군집중 대부분의 정점에서 50% 이상의 높은 비율을 차지하였으나, 2010년의 출현개체수의 1/10 수준에 머물렀다. 은편모그룹 다음으로 높은 비율을 차지한 생물군이 규조류 Chaetoceros spp.와 Skeletonema spp.로 나타났다. 생물검정실험에서는 전 해역에서 N첨가군과 NP첨가군의 효율이 대조군과 P첨가군에 비하여 높았고, 특히 현장 영양염농도가 낮게 기록된 정점8과 20의 NP영양염첨가군에서 약 2배의 높은 효율을 보였다. 결과적으로 광양만에서 추계 갑작스럽게 높은 영양염이 공급될 경우 Skeletonema spp.와 같은 영양염 흡수능이 뛰어난 생물이 우점할 수 있을 것이며, 성층붕괴와 같은 일정량의 지속적인 영양염공급은 세포크기가 작은 기회성 특징을 가진 은편모그룹의 성장에 유리한 조건이라는 것을 알 수 있었다.