• 대한화학회지
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• 제65권4호
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• pp.249-253
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• 2021

안동에 있는 한 가축 농가의 우사에서 깔짚과 퇴비를 채취하였다. 이들 시료로부터 질소(N)와 인(P)의 성상의 변화를 조사하고 이들을 유용하고 현실적으로 제거할 수 있는 방안을 제시하고자 하였다. 시료의 조성 및 그 함량은 X-선 형광 분석기(XRF)로 확인하였다. 시료에서 용출되어 나오는 아질산성질소(NO₂^-), 질산성 질소(NO₃^-), 인산이온(PO₄^3-)들은 이온 크로마토그래프로, 암모니아성 질소(NH₄⁺), 총인(T-P), 총질소(T-N)는 자외선/가시광선 분광기를 이용하여 분석하였다. 연구의 결과로서, 소의 배설물 초기 상태에 있는 암모니아성 질소는 pH를 상승시켜 바로 휘발시킬 수 있는 암모니아 가스 상태로 만들 필요성이 있다. 녹조류 증식의 주요 영양원인 질소와 인은 퇴비의 발효를 촉진시킨 후 칼슘(Ca)과 마그네슘(Mg)을 첨가하여 인은 인산칼슘(CaHPO₄·3H₂O), 질소는 스투루바이트(NH₄MgPO₄·6H₂O) 형태의 난용성염을 생성 시킴으로서 제거 할 수 있다.

• 해양환경안전학회지
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• 제29권5호
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• pp.435-444
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• 2023

새만금 내에서는 종종 식물플랑크톤이 증식하기에 알맞은 환경조건이 생성되며 일시에 식물플랑크톤 대증식이 발생하면서 조류 관리기준을 초과하는 사례가 발생하고 있다. 이를 대비하기 위하여 과학적 예측기법을 토대로, 식물플랑크톤의 종별로 가장 효과적이고 효율적인 녹조발생 억제 방안을 제안하기 위하여 식물플랑크톤 대증식 가능성을 예측하고, 제어할 수 있는 모델을 개발하였다. 즉, 하천에서 유입하는 영양염(DIN, PO4-P)을 정책적으로 조절하고, 갑문운영을 통해 호 내 염분을 제어하는 것이다. 먼저 관측치로부터 인공신경망 알고리즘을 이용해 식물플랑크톤 대증식 가능성을 예측 결과, 모델의 Kappa 수는 0.7889 ~ 1.0000의 범위로, good ~ excellent 수준이었다. 다음으로 Garson 알고리즘을 이용하여 종별로 설명변수의 중요도를 평가하였고, 또한 DIN 및 염분 값의 변화에 따른 식물플랑크톤 대량 증식 확률을 예측하였다. 그 결과, 각 종별로 식물플랑크톤의 대증식을 억제할 수 있는 DIN과 염분 농도를 정량적으로 예측할 수 있었다. 따라서, 향후 새만금과 같은 거대한 인공 호수에서 식물플랑크톤의 대증식을 억제하기 위한 효율적이고 효과적인 대응방안을 마련할 수 있도록 녹조제어모델을 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.402-402
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• 2020

대청호는 1998년 조류경보제 도입 이후 1999년과 2014년을 제외하고 매년 조류 경보가 발령되었으며 2001년 조류 경보 '대발생'이 발령된 후 2017년 가장 높은 조류 발생 수치를 기록하였다. 상시 조류 발생 지역인 대청호 내 녹조를 제어하기 위해 비점오염원 발생원을 기준으로 우선관리지역을 선정하고, 각 지역의 특성을 반영한 관리대책을 제안하였다. 우선관리지역 선정을 위해 대청호 유역 내 오염총량 소유역을 기준으로 각 소유역의 농업 비점오염원의 발생부하량을 산정하고 유출을 고려한 가중치를 추가하였다. 본 연구에서는 농업 비점오염원을 크게 토지계 비점오염원과 축산계 비점오염원으로 분류하였으며, 토지계 농업비점오염원은 논, 밭, 과수원 지역으로 정의하였다. 발생부하량의 산정은 오염총량관리 기술지침(2019, 국립환경과학원)을 기준으로 하였으며, 토지계 발생부하량 산정을 위한 토지계 정보원으로 환경부에서 제작 및 배포하는 세분류 토지피복도를 축산계 발생부하량 산정을 위한 축산 두수는 2017년 기준 전국오염원조사 내 축산두수를 이용하였다. 토지계 비점오염원의 하천까지 유출을 반영하기 위해 각 소유역별 평균 경사도를 가중치로 이용하였으며, 축산계 비점오염원은 오염물질이 발생한 후 하천까지의 평균 유출 정도를 확인하여 가중치로 반영하였다. 실제 하천에 미치는 영향이 높은 지역에 대한 우선적인 관리를 위해 하천수 수질측정망에서 측정한 수질 데이터와의 비교를 통하여 최종 우선관리지역을 보청A03, 보청A05, 금본F14, 금본F22 소유역으로 선정하였다. 각 소유역에 대한 수질 관리목표를 확인하였으며, 지역의 특성을 분석하여 토지계 및 축산계 비점오염원에 대한 적절한 관리대책을 제안하였다. 본 연구에서 사용한 수질 측정망 데이터가 각 소유역보다 적게 분포하여 소유역에서 발생한 비점오염물질이 하천에 미치는 영향을 직접 파악하는데 한계가 있었다. 또한, 축산계의 경우 발생한 비점오염물질이 모두 하천으로 유입되지 않으며, 축산계 비점오염원의 배출경로를 파악하는데 어려움이 있다는 한계를 가진다. 본 연구의 한계를 바탕으로 농림축산식품부 및 축협 등에서 구축하는 사육두수의 데이터를 이용하는 방법론 등의 추가적인 연구가 필요할 것으로 보인다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제7권3호
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• pp.140-147
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• 2002

전북 새만금 해역에서 1998년에 처음으로 유해성 적조생물인 Cochlodinium polykrikoides/Gymnodinium impudicum이 우점하는 대규모 적조가 발생한 뒤 유해성 적조의 반복적인 발생에 대한 우려가 증폭되고 있으므로, 이 해역의 적조생물을 비롯한 식물플랑크톤 동향과 이에 영향을 줄 수 있는 상위포식자인 원생동물에 대한 연구가 절실히 필요한 시점이다. 이 해역에서의 원생동물의 시간적 변화에 대한 연구를 하기 위하여, 1999년 8월 10일부터 11월 11일까지 모두 5차례에 걸쳐 매번 4개 정점의 2-5개 수층에서 시료를 채집하였다. 원생동물인 종속영양성 와편모류와 섬모충류(ciliates)의 종조성과 풍도를 조사하고, 본 연구와 동시에 조사된 유해성 적조생물을 포함한 식물플랑크톤과의 상관관계를 연구하였다. 조사기간 중 종속영앙성 와편모류, 종피성 섬모충류 및 무피성 섬모충류의 출현 종 수와 풍도 모두 규조류가 우점한 시기에 최대값(풍도:종속영양성 와편모류는 11, 종피성 섬모충류는 10, 무피성 섬모충류는 12 cells $m\ell$$^{-1}$)을 기록한 반면, C. polykrikoides/G. impudicum가 우점하는 유해성 적조 발생 시기에는 낮은 값(풍도:종속영양성 와편모류는 1, 종피성 섬모충류는 0.5, 무피성 섬모충류는 2.4 cells $m\ell$$^{-1}$)을 나타냈다. 또한 규조류가 우점한 시기인 8월 10일과 11월 11일에 종피성 섬모충류와 무피성 섬모충류가 규조류와 비교적 높은 양의 상관관계를 나타내 이들이 규조류의 중요한 포식자로 작용했을 가능성이 높고, 동시에 규조류의 양적변화가 종피성 섬모충류와 무피성 섬모충류 풍도 변화에 큰 영향을 주었을 가능성이 높다. 독립-혼합영양성 와편모류가 우점한 9월 16일과 10월 18일에는 종속영양성 와편모류가 독립-혼합영양성 와편모류와 높은 상관관계를 나타냈는데, 10월 18일에 최고 우점종인 Noctiluca scintillans는 C. polykrikoides/G. impudicum의 유영속도가 현저히 떨어졌을 때 효과적으로 포식할 수 있는 능력을 가지고 있어, 당시에 운동성이 적은 C. polykrikoides/G. impudicum개체들의 포식자였을 가능성이 높다. 본 연구해역에서 조사된 종속영양성 와편모류, 종피성 섬모충류, 무피성 섬모충류의 최대풍도는 C. polykrikoides/G. impudicum이 우점하는 적조가 가장 먼저 연례적으로 발생하는 전남 고흥-여수 해역에서 1997년 8-9월 적조발생 전후에 조사된 최대풍도보다 상당히 낮게 나타났다. 본 연구의 결과는 연구해역의 우점 식물플랑크톤과 종속영양성 와편모류, 종피성 섬모충류, 무피성 섬모충류 간의 포식자-피식자 관계 규명을 위한 기초자료가 될 뿐 아니라, 나아가 서해안의 유해성 적조발생기작 연구에 있어서 원생동물성 포식자들의 역할 연구를 위한 유용한 자료로 활용될 것이다.

• 생태와환경
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• 제40권1호
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• pp.121-129
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• 2007

본 연구는 부영양 저수지에서 남조류의 발달과 천이에 영향을 미치는 요인들과 그 결과를 평가하기 위하여, 2003년 3월부터 2004년 2월까지 현장 조사를 통하여 남조류 종조성과 밀도변화, 침전특성, 퇴적물 특성을 분석하였다. 또한 인, 수온, 광도를 달리한 조건에서의 남조류 성장률을 비교하였다. 식물플랑크톤은 봄철(3${\sim}$4월)에 규조류와 편모조류가 우점한 시기를 제외하고는 연중 남조류가 우점하였고, 7월과 11월에 높은 밀도 증가가 관찰되었다. 남조류 우점기간 중 5월에는 Oscillatoria spp., 6월에는 Aphanizomenon sp.이 우점하였고, 7월부터 11월까지는 Microcystis spp.가 우점종으로 나타났다. Oscillatoria spp.가 우점하고 침강율이 높았던 5월에는 수온, 광도 그리고 TN/TP비가 높았던 반면, Microcystis spp.가 우점한 7월부터 11월까지의 TN/TP비는 상대적으로 낮은 범위 (평균 27)를 보였다. 침강속도는 규조류가 우점한 3월 가장 높았고, 남조류의 우점종 기간 중에서는 5월과 10월이 다른 시기와 비교할 때 빨랐다. 퇴적물의 C/N비는 $6{\sim}8$의 범위였고, 간극수내 무기인의 농도는 심층에 산소농도가 희박(<2mg $O_2$ $L^{-1}$)하였던 시기에 감소하였다. 남조류의 성장률은 영양염 농도와 수온에 크게 의존하였고, 특히 높은 인 농도는 낮은 수온에서도 남조류가 발달하는 원인으로 나타났다. 본 연구의 결과는, 인이 충분하게 공급되는 국내의 많은 소형 부영양 저수지에서 연중 남조류의 발달과 지속가능성을 시사하며, 수질개선과 조류제어를 위해 인의 저감(특히, 퇴적층 관리)을 매우 중요하게 고려해야 함을 강조한다.

• 생태와환경
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• 제40권3호
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• pp.379-386
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• 2007

계면활성제의 주된 원료이며 Estrogenic hormone으로 알려진 nonylphenol이 수중생태계 먹이망의 하등생물군 성장에 미치는 독성영향을 파악하고자, 배양중인 조류(Microcytis aeruginosa), 편모충(Diphylleia rotans), 소형 (Brachionus calyciflorus) 및 대형동물플랑크톤(Daphnia magna)에 다양한 농도로 제작된 NP을 처리하고 각 개체군의 성장 및 동물플랑크톤 B. calyciflorus, D. magna의 발생특성을 각각 조사하였다. 예비실험을 통하여, 투여농도는 개체군에 따라 조류(0.01, 0.05, 0.10, 1.00mg $L^{-1}$), Diphylleia rotans (0.5, 1, 2.5, 5, 10 ${\mu}g\;L^{-1}$), Brachionus calyciflorus (0.1, 0.5, 1, 2.5, 5 ${\mu}g\;L^{-1}$), Daphnia magna (0.5, 1, 5, 10, 50 ${\mu}g\;L^{-1}$) 등으로 $4{\sim}5$단계 농도를 처리하였으며, 독성효과는 각 개체군의 현존량 변화로 산정 하였으며 실험은 각각 3회씩 반복 실행하였다. 분석결과, 예상했던 것처럼 모든 개체군은 NP농도가 증가할수록 강한 성장 억제를 보였다. 조류실험에서는 0.05 mg $L^{-1}$, D. rotans와 B. calyciflorus는 공히 10 ${\mu}g\;L^{-1}$, 대형동물플랑크톤 D. magna는 5.0 ${\mu}g\;L^{-1}$부터 각각 유의한 성장억제를 보였다. Nonylphenol에 대한 각 개체군의 $EC_{50}$은 B. calyciflorus (2.49 ${\mu}g\;L^{-1}$) < D. rotans (3.49 ${\mu}g\;L^{-1}$) < D. magna (7.61 ${\mu}g\;L^{-1}$) < M. aeruginosa (47 ${\mu}g\;L^{-1}$) 의 순으로 나타나 NP에 대해 조류세포가 가장 강한 내성을 보인 반면 B. calyciflorus가 가장 약한 것으로 나타났다. 또한 동물플랑크톤의 발생에 있어서 B. calyciflorus는 NP농도$(0.1{\sim}1{\mu}g\;L^{-1})$, D. magna는 이보다 약간 높은 NP농도 $(0.5{\sim}5{\mu}g\;L^{-1})$에서 공히 내구란이 형성되지 않았다. 이상의 결과를 종합하여 볼 때, 조류섭식자인 편모충이나 동물플랑크톤은 모두 nonylphenol에 대하여 조류보다 내성이 극히 약하며 특히 발생계에 치명적인 영향을 받기 때문에 NP가 유입되는 수계에 있어서 섭식자 소멸로 인한 식물플랑크톤 대발생의 인자로 작용할 수 있음을 시사해 주고 있다.

• 생명과학회지
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• 제26권4호
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• pp.460-467
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• 2016

사상체 토착 남세균을 경상남도 합천군 합천호의 수화시료로부터 무균적으로 분리하였으며, 형태적·분자적 동정 결과 림노트릭스 속에 속하는 것으로 밝혀졌다. 따라서, 본 남세균 균주는 림노트릭스 속 KNUA012 균주로 명명하였으며, 분리균주의 최적생장 온도는 섭씨 25도였다. 지질성분 분석 결과, 에스테르 교환반응을 거치지 않고 직접 연료로 사용할 수 있는 펜타데칸(C₁₅H₃₂)과 헵타데칸(C₁₇H₃₆)과 같은 알칸들이 본 균주에 의해 광독립 영양적으로 생합성 된다는 것이 밝혀졌다. 또한 알칸 생합성에 관여하는 유전자들이 본 남세균 내에 존재하는 것을 발견하였다. 일반적인 미세조류 바이오디젤 구성성분으로 알려진 미리스트올레산(C_14:1), 팔미트산(C_16:0) 및 팔미톨레산(C_16:1) 역시 KNUA012 균주에 의해 주요 지방산 성분으로서 생산되는 것으로 확인되었다. 근사분석 결과 KNUA012 균주의 휘발성물질 함량은 86.0%였으며, 원소분석 결과 고위발열량은 19.8 MJ kg⁻¹으로 나타났다. 또한, 본 분리균주는 고부가가치 항산화물질로 알려져 있는 피코시아닌을 광독립영양적으로 21.4 mg g⁻¹의 농도로 생산할 수 있는 것을 확인하였다. 따라서, 본 연구결과는 KNUA012 균주가 미세조류 기반 바이오연료와 바이오매스 원료의 경제적인 생산에 있어 이상적인 자원이 될 수 있음을 제시하였다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제22권4호
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• pp.187-198
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• 2017

영산강의 유기물 농도와 플럭스를 파악하기 위하여 2006~2015년까지 10년 동안 약 2주 간격으로 영본D 지점에서 강물을 채취하여 유기물(DOC, POC)을 분석하였다. DOC 농도는 연평균 $2.49{\sim}4.39mg{\cdot}C/L$ 범위로 연중 중영양상태가 유지되었고, 조류증식 및 강수에 의한 증감에 따라 30.1% (${\sigma}_x/\bar{x}$) 변동하였다. POC는 2006년 $6.68({\pm}2.80)mg{\cdot}C/L$에서 2015년 $0.19({\pm}0.14)mg{\cdot}C/L$로 10년간 점진적으로 무려 97% 감소하였으며, 2011년 보건설을 기점으로 극적인 변화를 보였다. 이는 보에 의한 정체와 거름망 효과에 기인한 것으로서 보건설 전후로 POC와 SPM 관계의 상이함, 보건설 이후 POC와 chlorophyll-a의 관계로부터 POC의 기원 및 조성의 극명한 변화가 유도된 사실을 파악하였다. TOC 농도는 POC 감소효과로 보건설 이후 52.3% 줄었고 POC:DOC 존재형태 비 또한 DOC가 90.9%에 달하는 압도적 우위를 차지하였다. 하구언 배수량을 이용해 계산된 TOC 플럭스는 $2.56{\sim}19.41{\times}10^9g{\cdot}C/yr$ 범위에서 점진적 감소가 뚜렷하였으며, 2011년을 기점으로 전후 5년 평균 $14.54{\times}10^9g{\cdot}C/yr$에서 $5.40{\times}10^9g{\cdot}C/yr$로 62.9% 줄었다. 따라서 보건설 이후 2015년까지 $9.14{\times}10^9g{\cdot}C$, 즉 매년 약 $1.83{\times}10^9g{\cdot}C$의 유기물이 하상에 축적되었을 것으로 추정된다.

• ALGAE
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• 제32권2호
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• pp.101-130
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• 2017

The ichthyotoxic Cochlodinium polykrikoides red tides have caused great economic losses in the aquaculture industry in the waters of Korea and other countries. Predicting outbreak of C. polykrikoides red tides 1-2 weeks in advance is a critical step in minimizing losses. In the South Sea of Korea, large C. polykrikoides red tide patches have often been recorded offshore and transported to nearshore waters. To explore the processes of offshore C. polykrikoides red tides, temporal variations in 3-dimensional (3-D) distributions of red tide organisms and environmental parameters were investigated by analyzing 4,432 water samples collected from 2-5 depths of 60 stations in the South Sea, Korea 16 times from May to Nov, 2014. In the study area, the vegetative cells of C. polykrikoides were found as early as May 7, but C. polykrikoides red tide patches were observed from Aug 21 until Oct 9. Cochlodinium red tides occurred in both inner and outer stations. Prior to the occurrence of large C. polykrikoides red tides, the phototrophic dinoflagellates Prorocentrum donghaiense (Jun 12 to Jul 11), Ceratium furca (Jul 11 to Aug 21), and Alexandrium fraterculus (Aug 21) formed red tides in sequence, and diatom red tides formed 2-3 times without a certain distinct pattern. The temperature for the optimal growth of these four red tide dinoflagellates is known to be similar. Thus, the sequence of the maximum growth rates of P. donghaiense > C. furca > A. fraterculus > C. polykrikoides may be partially responsible for this sequence of red tides in the inner stations following high nutrients input in the surface waters because of heavy rains. Furthermore, Cochlodinium red tides formed and persisted at the outer stations when $NO_3$ concentrations of the surface waters were < $2{\mu}M$ and thermocline depths were >20 m with the retreat of deep cold waters, and the abundance of the competing red-tide species was relatively low. The sequence of the maximum swimming speeds and thus potential reachable depths of C. polykrikoides > A. fraterculus > C. furca > P. donghaiense may be responsible for the large C. polykrikoides red tides after the small blooms of the other dinoflagellates. Thus, C. polykrikoides is likely to outgrow over the competitors at the outer stations by descending to depths >20 m and taking nutrients up from deep cold waters. Thus, to predict the process of Cochlodinium red tides in the study area, temporal variations in 3-D distributions of red tide organisms and environmental parameters showing major nutrient sources, formation and depth of thermoclines, intrusion and retreat of deep cold waters, and the abundance of competing red tide species should be well understood.

• 한국해양학회지:바다
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• 제7권3호
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• pp.129-139
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• 2002

대규모 간척사업이 진행되고 있는 전북 새만금 해역에서 Cochlodinium polykrikoides가 우점하는 유해성 적조의 발생에 대한 연구를 하기 위하여, 1999년 8월 10일부터 11월 11일까지 모두 5차례에 걸쳐 4개 정점에서 시료를 채집한 뒤 적조원인생물의 시공간적 분포와 수온, 염분, 영양염류 분포 등 환경요인들과의 연관성을 연구하였다. 조사기간 중 출현한 유해성 적조생물은 Alexandrium tamarense, C. polykrikoides, Gymnodnium catenatum, Gyrodinium aureolum, Gymnodnium impudicum 등 이며, 크기 20$mu extrm{m}$ Gymnodinium sp.는 8월 10일 264 cells $m\ell$$^{-1}$, G. aureolum은 9월 16일 200 cells $m\ell$$^{-1}$, G. polykrikoides는 10월 18일 463cells $m\ell$$^{-1}$의 최대풍도로 적조를 일으켜 조사 시기에 따라 다양한 종들이 적조를 일으킨다는 것을 알 수 있었다. 1997년 전남 고흥 나로도 해역에서 발생된 C. poiykrikoides 적조발생과 비교하면 새만금 해역에서는 적조가 시기적으로 약 50일 정도 늦게 발생하였고, 6$^{\circ}C$ 정도 낮은 수온에서 발생하였다. C. polykrikoides는 9월 16일에 처음으로 발견되었는데(최대풍도: 5 cells $m\ell$$^{-1}$), 20~$25^{\circ}C$수온에서의 최대성장율(0.3~0.4 d$^{-1}$)을 감안하였을 때 이미 외부에서 만들어진 적조 띠가 연구해역으로 유입되지 않고 자체성장만으로도 10월 18일의 최대풍도에 도달할 수 있다고 판단된다. 새만금 해역과 고흥 해역 모두 C. polykrikoides 적조는 주로 규조류의 풍도가 낮은 환경에서 나타나, 규조류와의 경쟁에서 유리한 환경조건이 갖춰졌을 때 C. polykrikoides가 우점하게 된다고 추정할 수 있다