• 생태와환경
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• 제55권1호
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• pp.60-75
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• 2022

베이지안 알고리즘 모델은 입력된 자료를 기반으로 확률을 계산하는 모델 알고리즘으로써 주로 복합재난 및 수질관리를 위해 사용되었다. 최근에는 생물 간, 혹은 생물-비생물 요인들 사이의 생태학적 구조를 파악하고 이를 이용한 생태 네트워크 분석에 활용되고 있다. 본 연구는 국내 하구수생태계의 부착돌말류 군집 변화와 이화학적 요인들 사이의 베이지안 네트워크 분석을 수행하여 부착돌말류 건강성 변화의 주요 요인들을 파악하였다. 베이지안 분석을 위해 본 연구 자료를 위해 물환경측정망의 생물 측정망을 기준으로 전국 하구 지역에 분포하는 668개 지점을 2008년부터 2019년까지 연간 2회 조사를 수행하였다. 자료는 서식지 요인, 물리적 요인, 화학적 요인, 생물학적 요인으로 분류하였으며 이를 베이지안 네트워크 모델에 입력하여 전국 및 해역별 하구수생태계 네트워크 분석을 수행하였다. 2008년부터 2019년까지 전국 하구수역에서 부착돌말류는 총 625개 분류군이 출현하였으며 2목, 5아목, 18과, 141속, 595종, 29변종, 1품종으로 구성되었다. Nitzschia inconspicua의 누적 세포밀도가 가장 높았으며 Nitzschia palea가 뒤를 이었고, 이외에도 Pseudostaurosira elliptica와 Achnanthidium minutissimum 분류군의 누적 세포밀도가 높았다. 부착돌말류를 이용한 하구수생태계 건강성 평가 결과는 조사 지점이 증가함에 따라서 대체로 보통(C등급)~나쁨(D등급) 등급의 비율이 증가하였으나 조사 시기에 따른 등급별 변화는 매우 미약하였다. 베이지안 네트워크 모델을 이용하여 하구수생태계 부착돌말류 건강성 평가 결과와 서식지 정보 및 이화학적 수질 정보 사이의 관계를 분석한 결과, 건강성 평가 점수에 가장 민감하게 영향을 미치는 요인은 생물 요인이었으며 서식지 및 이화학적 요인은 상대적으로 민감도가 낮았다. 하구수생태계 건강성 평가 점수에 가장 민감하게 영향을 미치는 부착돌말류 분류군은 Nitzschia inconspicua, N. fonticola, Achnanthes convergens, Pseudostaurosira elliptica으로 나타났으며 생물 요인 이외에도 서식지 인근의 공단과 축사의 비율이 건강성 평가 점수에 많은 영향을 미쳤다. 해역에 따라서 부착돌말류 건강성 평가 점수에 민감한 주요 분류군 조성은 다르게 나타났으나 모든 해역에서 부착돌말류의 세포밀도와 AFDM 및 Chl-a는 부착돌말류 건강성 점수에 민감한 영향을 미치지 않았다. 베이지안 네트워크 분석은 하구수생태계와 같이 복잡한 생태구조에서도 건강성에 영향을 미치는 주요 분류군과 요인들을 파악하는데 유용하였으며 이를 통해 향후 훼손된 하구수생태계의 복원을 수행함에 있어서 복원 대상을 보다 정확하게 제시할 수 있을 것으로 판단된다.

• Ocean and Polar Research
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• 제39권4호
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• pp.245-255
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• 2017

There are a number of pieces of evidences that suggest a link between marine diatoms and microorganisms, but knowledge about related microbial communities is greatly lacking. The present study investigated the microbial community structures related to the growth of the marine diatom Cyclotella meneghiniana. We collected free-living bacteria (FLB) and particle-associated bacteria (PAB) at each growth stage (e.g., lag, exponential, stationary and death) of the diatom, and analyzed their bacterial 16S rDNA using pyrosequencing. Metagenomics analysis showed that community structures of FLB and PAB differed considerably with the progress of growth stages. FLB showed higher diversity than PAB, but variation in the different growth stages of C. meneghiniana was more evident in PAB. The proportion of the genus Hoeflea, belonging to the order Rhizobiales, was dominant in both FLB and PAB, and it gradually increased with the growth of C. meneghiniana. However, Enhydrobacter clade tended to considerably decrease in PAB. In addition, Marinobacter decreased steadily in FLB, but first increased and then decreased in PAB. These results suggest that Hoeflea, Enhydrobacter, and Marinobacter may be closely related to the growth of diatom C. meneghiniana.

• Environmental Engineering Research
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• 제19권3호
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• pp.223-228
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• 2014

We investigated seasonal algae variability and its influence on water quality in an agricultural reservoir. We observed that maximal total phosphorus (TP) loads were 1,715 kg from farmland in September, which changed the ecosystem in the reservoir. At this time, Dictyosphaerium pulchellum as green algae dominated. Aulacoseira ambigua as diatom became the most dominant from November 2010 to May 2011. The diatom was sensitive to water temperature. Microcystis spp. and Oscillatoria spp. as cyanobacteria were dominant during summer and fall, and sank down to the sediment during winter and spring. Increasing water temperature during summer causes anaerobic conditions in the sediment, leading to regrowth of cyanobacteria. With regard to the ratio of total nitrogen (TN) to TP, green algae and cyanobacteria were dominant at TN:TP ratios less than 20-30. Diatoms were dominant at TN:TP ratios greater than 30-40. Statistical analysis indicated that diatom growth was dependent on water temperature and TN concentration. TP concentration and water temperature were the key factors for the growth of cyanobacteria and green algae. From these results of this study, the management of land-use was an important parameter for improving water quality in the agricultural reservoir.

• 생태와환경
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• 제43권2호
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• pp.232-241
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• 2010

섬강 수계로 유입되는 도시하천(원주천)의 유입이 부착조류 군집에 미치는 생태학적 영향을 평가하기 위하여 부착조류 및 수질조사를 실시하였다. 조사는 섬강 본류와 원주천을 포함한 지류 등 총 14개 지점을 선정하여 2007년 10월에서 2008년 9월에까지 계절별로 4회에 걸쳐 실시하였다. 조사결과, 수온과 용존산소를 제외한 대부분의 수질항목은 계절 변이가 크지 않았고, 섬강 상류에서 가장 낮은 농도를 보였으며, 섬강 중류(원주천 유입부분)에서 가장 높은 농도를 보였고, 원주천 합류 이후 하류로 갈수록 점차 농도가 감소하였다. 조사기간 동안 가장 높은 빈도와 생물량을 보인 종은 Achnanthes convergens이었고, 원주천를 비롯하여 수질오염이 심한 지점에서는 Navicula goeppertiana, Navicula subminuscula, Nitzschia palea 등이 높은 밀도를 보였다. 각 조사지점의 TDI(trophic diatom index)에 의하면, 섬강 수계는 크게 3 그룹 - 섬강 상류와 지류하천(A 또는 B등급), 원주천(D등급), 합류후 섬강하류의 본류(C등급)로 구분되었으며, 대부분의 수질과 높은 상관성을 보였다. 생물 및 수질요인을 근거로 하는 유사도 분석결과는 TDI 지수의 분포와 유사하였다. 따라서, 인구밀집과 공업단지를 관통하는 원주천은 섬강 수계에 서식하는 부착규조 및 수질에 큰 영향을 미치며, 원주천 합류 이후 하류로 갈수록 오염정도가 점차 감소하는 것으로 평가되었다.

• Ocean and Polar Research
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• 제41권3호
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• pp.203-211
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• 2019

Diatom growth is affected by associated bacteria that probably provide useful substances like vitamins. In the present study, we analysed the variation of vitamins $B_1$, $B_7$ and $B_{12}$ on the growth stages of the marine diatom Cyclotella meneghiniana and assessed putative vitamin-producing bacteria (e.g., ${\alpha}$- and ${\gamma}$-proteobacteria). HPLC analysis showed that total amounts of vitamins $B_1$ and $B_{12}$ decreased with cell growth, whereas vitamin $B_7$ increased gradually on the growth stages. $B_1$ and $B_{12}$ measured 0.5% and 0.18% at the stationary phase, following 0.25% and 0.72% at the lag phase. They considerably increased to 0.75% and 0.77% at the death stage. 16S pyrosequencing showed relatively high ratios of ${\alpha}$- and ${\gamma}$-proteobacteria in all the growth stages of the C. meneghiniana. In addition, we detected previously-reported vitamin-producing bacteria, such as Marinobacter, in high numbers. The species was dorminant in the lag (relative abundance 72%) and exponetial (72%) stages, whareas it decreased in the stationary (49%) and death (48%) stages. These results suggest that vitamins $B_1$ or $B_{12}$ may be necesaary for diatom growth and that associated bacteria, including Marinobacter, may produce these substances for the cell growth of C. meneghiniana.

• 생태와환경
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• 제48권2호
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• pp.115-121
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• 2015

부착규조 군집의 유기오탁지수 (DAIpo)에 의해 금호강의 수질을 평가하고 이전 수질과 비교하기 위하여 금호강에 5개의 정점을 선정하고, 2010년 4월부터 2012년 9월까지 매년 4월과 9월 총 6회에 걸쳐 채집조사를 실시하였다. 116종이 출현하였으며 2목, 3아목, 7과, 26속, 103종, 13변종으로 분류되었다. Achnanthes minutissima 등 10종이 우점하였고 하류로 갈수록 호오탁성종이 늘어났다. 부착규조 군집과 이화학적 요인과의 상관관계 (r)는 -0.62~0.71의 범위로 상관성의 범위가 넓었다. 두 규조지수 (DAIpo, TDI)가 총질소와 높은 상관성 (r=0.57, r=0.67)을 나타내어 총질소가 부착규조 군집에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 상관분석 결과, DAIpo와 TDI는 상관계수 0.62로 나타났다. 평균DAIpo는 37.24~74.98이었고 상류에서 하류로 갈수록 수치가 낮아졌다. 금호강의 정점별 평균수질은 정점 1은 ${\beta}$-빈부수성수역, 정점 2는 ${\alpha}$-빈부수성수역, 정점 3는 ${\beta}$-중부수성수역으로 이전의 수질과 변화가 거의 없었다. 그러나 정점 4와 5는 ${\alpha}$-중부수성수역과 강부수성수역으로 수질오염이 심하였으나, 이번 조사에서 ${\beta}$-중부수성수역으로 나타나 하류의 수질이 상당히 개선된 것으로 나타났다. DAIpo를 이용한 종합적 수질평가인 RPId는 52.27로 금호강은 중간 정도의 수질로 평가되었다.

• 한국물환경학회지
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• 제29권5호
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• pp.598-609
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• 2013

Spatial and temporal distribution of environmental factors and epilithic diatom communities in major rivers (30 rivers and 58 sampling points) of the Korean peninsula were surveyed each one time before (May) and after the monsoon (October) 2012. The stream of the east harbor (EAST), the south harbor (SOUTH), and the west harbor (WEST) was sampled in order. Over the survey, a total of 284 taxa were classified, and the number of diatom species in each harbor did not show significant changes after the monsoon, but a biomass significantly decreased. Results also showed that EAST deterioration of water quality and chlorophyll-a after the monsoon, was opposite to SOUTH. Five major dominant species including Nitzschia inconspicua, which contained higher biomass over the survey, were common species which widely distributed in brackish water. Indicator Species Analysis showed that a large number of clean water species in EAST and polluted water species in SOUTH and WEST were emerged respectively. In sum, the Asian monsoon significantly decreased a biomass of epilithic diatoms and water qualities over the harbors (lower stream) in the Korean peninsula, but did not change the major species indicating water quality.

• ALGAE
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• 제23권4호
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• pp.277-288
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• 2008

The relationship between nutrients and phytoplankton dynamics was investigated daily from 12 April to 22 July 2003 in Sagami Bay, Japan. According to multidimensional scaling (MDS) and cluster analysis, phytoplankton community was divided into four distinct groups. The first group was consisted of centric diatom species, such as Guinardia spp., Detonula spp., Letocylindrus danicus, Skeletonema costatum, Eucampia zodiacus and Chaetoceros spp.. The second and third clusters comprised mainly diatoms and dinoflagellates, respectively. The other cluster was restricted to the samples collected during the last sampling period when the rainfall and river discharge was frequently recorded. Canonical correspondence analysis (CCA) was applied to analyze four groups respectively, which focused on the effects of nutrients concentration and ratio on phytoplankton variations. Based on CCA analysis, most species of centric diatom were negatively correlated with DSi concentrations and Si/N ratio. Nutrients were strongly limited phytoplankton growth during the summer when the rainfall was not observed, whereas river discharge by rainfall and counterclockwise coastal currents (although the surface circulation pattern is often altered by Kuroshio Current, the counterclockwise coastal currents are generally dominant) has brought phytoplankton population accumulation and triggered the micoalgae growth in western part of the bay. Phosphorous (P) was strongly limited after significantly increases in the phytoplankton abundances. However, silicate (Si) was not a major limiting factor for phytoplankton production, since Si/DIN and Si/P ratio did not create any potential stoichiometric limitation. This indicates that high Si availability contributes favorably to the maintenance of diatom ecosystems in Sagami Bay.

• 생태와환경
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• 제42권1호
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• pp.124-133
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• 2009

남한강 상류인 섬강수계의 부착규조 군집 및 출현종의 특성을 알아보고자 하천방향으로 수계 내 7개 지점을 선정하고, 자연기질과 인공기질에서 부착규조의 유입능(RIA) 및 기초환경조사를 실시하였다. 조사결과, 부착 규조 군집 종은 모든 기질에서 N. amphibia, Nav. subminuscula, C. minuta 등이 우점하였고, N. amphibia, C. minuta는 전 지점에 고르게 분포하였다. 조사기간 중 가장 높은 유입능을 보인 종은 Nav. subminuscula, C. silicula로 RIA 15 이상이었다. 모든 조사지점에서 높은 유입능을 보인 종은 복배선 형태를 보였으며, 각 기질에서 55% 이상의 높은 밀도를 나타냈다. 비교적 높은 유입능을 보인 N. fonticola, G. quadripunctatum은 각각 주변수의 영양염(p<0.05)과 20일 동안 배양한 인공기질에(p<0.05) 높은 상관성을 보였다. 이상의 결과를 종합하면 섬강수계의 부착규조 유입능은 조류밀도와 영양염에 의해 영향을 받으며, 인공기질의 배양기간은 20일이 적당한 것으로 판단되었다.

• 대한지리학회지
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• 제33권2호
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• pp.143-163
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• 1998

In order to clarify the depositional environment and sea-level change at Ilsan area including Gawaji and Saemal valley plains, which is located at the right side in downstream of the Han River, boring data, radiocabon dating and diatom analysis were comprehensively investigated. As a result, the palaeogeographies fo this area altered by the transgressions and regressions after 7,000 y. BP could be restored. The high tide sea-level(mean high water level of spring tide) was arrived ca. 7,000y. BP at the valley plain and risen to ca. 5.5m at ca. 5000y. BP. Since then, the sea-level was kept up the same level to ca. 3,200 BP. The descended sea-level to ca. 2,300 BP was risen up to ca. 5.8m in ca. 1,800 y. BP. It is presumed that such a sea-level change as well as the different sediments in quantity supplied from the river basin of the valley plain could be effected to change diversely the depositional environment of the study area and eventually to the prehistoric human life.