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하계 진해만 광역조사 - 식물플랑크톤 군집구조의 단기변화와 수평적 분포특성 - (The Study of Summer Season in Jinhae Bay - Short-term Changes of Community Structure and Horizontal Distribution Characteristics of Phytoplankton -)

  • 백승호;김영옥
    • 환경생물
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    • 제28권3호
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    • pp.115-124
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    • 2010
  • 진해만 광역해역에서 하계 식물플랑크톤의 수평적 군집 구조를 파악하기 위해서 16개 정점에서 식물플랑크톤 개체수 밀도와 환경요인을 조사하였다. 식물플랑크톤은 총 66종이 출현하였고, 전체의 80% 이상이 규조류의 점유율을 보였고, 다음으로 와편모조류와 라피도조류순으로 관찰되었다. 규조류의 우점종은 Chaetoceros affinis, C. didymus, C. pseudocurvisetus, Leptocylindrus danicus, Pseudo-nitzchia pungens, Skeletonema costatum으로 나타났고, 와편모조류는 Cochlodinium polykrikoides, Gymnodinium impudicum, Karenia mikimotoi, Prorocentrium minimum, Protoperidium bipes, Scrippsiella trochoidea로 관찰되었다. 각 정점별 식물플랑크톤의 군집구조를 바탕으로 한 MDS와 Cluster 분석에서 하계 진해만 광역해역은 크게 2그룹으로 나누어졌다. 제1그룹은 마산만 내측 정점으로 담수기원으로 높은 영양염 농도와 낮은 염분농도의 영향을 강하게 받은 곳이다. 제2그룹은 나머지 다른 외측 정점으로 구분되었다. 정준대응을 근거로 한 분석(CCA)에서도 만 내측에 우점 출현한 크기가 작은 와편모조류 K. mikimotoi, P. minimum, P. bipes, S. trochoidea와 중심목 규조류 S. costatum, C. pseudocurvisetus는 DIN (암모니윰, 질산염, 아질산염)과 상관관계를 보였다. 이러한 결과는 본 해역에서 만 내측과 외측의 정점으로 식물 플랑크톤의 군집조성이 확연히 구분되고 있고, 특히 만내측에서 높은 Chl.a농도와 더불어 식물플랑크톤의 현존량이 높게 나타나고 있다는 것을 의미한다. 결과적으로 내만의 얇은 수심에서 하계 식물플랑크톤의 대증식을 유발할 수 있었던 것은 높은 질소기원의 영양염과 수온에 의한 영향으로 사료된다.

통영 바다목장 해역에서 식물플랑크톤군집에 미치는 환경요인의 영향 (Effects of Environmental Factors on Phytoplankton Communities in the Marine Ranching Ground of Tongyeong Coastal Waters, Korea)

  • 이진환;정승원;김종만
    • Ocean and Polar Research
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    • 제27권1호
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    • pp.15-24
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    • 2005
  • In order to investigate the structures and dynamics of phytoplankton communities, each physicochemical environmental factor, species composition, standing crop, and dominant species were examined in the marine ranching ground of Tongyeong coastal waters from April to October, 2000. During the studies, mean water temperature and salinity were $18.8^{\circ}C$ and 33.1 psu, respectively. DO, SS and transparency varied from 5.43 to 11.39 mg/l, 14.6 to 32.4mg/l and 3.5 to 9.0m, respectively. Light intensities varied from 0.02 to $966{\mu}E/m^2/s$, which decreased with depth. $NH_4-N,\;NO_3-N,\;NO_2-N,\;PO_4-P,\;and\;SiO_2-Si$ were fluctuated from 0.059 to 0.332 mg/l, 0.040 to 0.800 mg/l, 0.001 to 0.468 mg/l, 2.3 to $143.0{\mu}g/l$, and 0.007 to 0.600 mg/l, respectively. chlorophyll a concentrations were fluctuated from 0.7 to $8.9{\mu}g/l$. Among 130 taxa of phytoplankton communities observed. diatoms occupied more than 81.54% of the total species, and the others were dinoflagellates and silicoflagellates. Phytoplankton standing crops ranged from $4.6{\times}10^4\;to\;2.6{\times}10^6cells/l$. In October, the standing crops were at bloom level showing more than $10^6cells/lat$ all stations. Dominant species changed by month and station. Leptocylindrus danicus occupied 59.84% in April and 22.03% in June. Pseudo-nitzschia pungens in August and Chaetoceros socialis and Skeletonema costatum in October were predominant species. In order to investigate factors influencing the total phytoplankton standing crops the correlations between the standing crops of diatoms, dinoflagellates, all phytoplanktons occurred and environmental factors were calculated using a multiple regression analysis. The coefficient of determination $(R^2)$ for total standing crops was 0.63 which explained 63% of variance and that of $R^2$ for diatom was 0.82. In statistical analysis, the results showed that the environmental factors influencing the size of the communities were predominantly water temperature, salinity and silicate.

초분광센서를 활용한 낙동강 하류부 남조류세포수 추정식 개발에 관한 연구 (A study on the development of a Blue-green algae cell count estimation formula in Nakdong River downstream using hyperspectral sensors)

  • 김광수;최재윤;남수한;김영도;권재현
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제56권6호
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    • pp.373-380
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    • 2023
  • 국내 이상기후현상과 기후변화로 인해 하천, 호소에 조류의 과대성장이 빈번히 발생하고 있다. 하천의 조류는 녹조류, 남조류, 규조류, 기타조류 등으로 분류되며, 남조류 중 일부 종은 악취 유발과 독성물질의 배출로 문제를 야기하고 있다. 국내에서는 조류경보제를 시행하고 있으며, 이는 유해남조류세포수에 따라 발령이 된다. 이렇듯 유해남조류 측정은 매우 중요하며, 현재 조류의 분석방법은 현장샘플을 하여 조류검경을 통해 녹조류, 남조류, 규조류 중 유해남조류를 구분하여 세포수를 산정하기 때문에 시간이 많이 소요된다. 최근 원격탐사를 통해 남조류세포수의 대체 인자(지표)인 Phycocyanin을 통해 조류농도를 분석하고 있으나, 남조류세포수 분석에 대한 연구는 미비한 실정이다. 본 연구에서는 실제 하천에서 발생한 조류를 채취하여 조류검경을 통해 남조류세포수를 검경하였으며, 광학센서로 Phycocyanin농도, 초분광센서를 통해 조류스펙트럼을 취득하고, 이를 통해 남조류세포수 추정식을 산정하여 남조류세포수를 추정하였다.

생물검정실험을 통한 동계 진해만 식물플랑크톤의 군집 변동 특성 파악 (Understanding of Phytoplankton Community Dynamics Through Algae Bioassay Experiment During Winter Season of Jinhae bay, Korea)

  • 현봉길;신경순;김동선;김영옥;주혜미;백승호
    • 한국해양학회지:바다
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    • 제16권1호
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    • pp.27-38
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    • 2011
  • 동계 진해만 광역해역의 식물플랑크톤의 군집구조와 영양염 제한 특성을 파악하고자 식물플랑크톤 군집의 정점간 비교와 환경인자간의 관계를 조사하였다. 아울러 식물플랑크톤의 성장에 영향을 미치는 제한영양염을 평가하기 위해서 현장수를 이용하여 생물검정실험을 수행하였다. 조사기간동안 규조류와 은편모조류는 대부분의 정점에서 전체 식물플랑크톤의 90% 이상을 점유하였고, 식물플랑크톤의 현존량은 마산만이 진해만 보다 현저히 높게 관찰되었다. DIN:DIP 비, pH, 투명도는 식물플랑크톤의 생물량과 유의한 양(+)의 관계를 보였다. 식물플랑크톤 군집구조를 바탕으로 Cluster 분석과 MSD 분석을 한 결과 크게 3개의 그룹으로 구분되었다. 제 1그룹은 고성과 통영을 중심으로 한 진해만 서부해역으로 은편모조류가 전체 식물플랑크톤 현존량에 50% 이상으로 우점하였다. 제 2그룹은 마산만 가장 내측해역으로 높은 생물량, 낮은 투명도, 높은 DIN:DIP 비가 관찰된 것이 특이적이였다. 제 3그룹은 진해만 동부수역에 해당되는 마산만 외측과 진해만 중앙해역으로 구분이 되었고, 이들 정점의 특성은 DSi:DIP 비가 높았고, 규조류가 우점출현하였다. 영양염 절대농도와 구성성분비에 의한 제한영양염과 생물검정실험을 통한 영양염 제한은 마산만 대부분의 정점은 P 영양염의 제한이 관찰되었고, 진해만은 N기원의 영양염제한이 식물플랑크톤의 증식에 중요한 역할을 하는 것으로 파악되었다. 동계 진해만은 규산염이 상대적으로 풍부하게 존재하였고, 이는 규조류가 우점하기 좋은 환경이라 사료된다.

이염화이소시아뉼산나트륨(NaDCC) 주입 선박평형수 처리기술의 해양생태위해성평가에 대한 연구 (A Study on Marine Ecological Risk Assessment of Ballast Water Management Technology Using the Sodium Dichloroisocyanurate (NaDCC) Injection Method)

  • 김태원;문창호;박미옥;전미해;손민호
    • 해양환경안전학회지
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    • 제24권2호
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    • pp.203-214
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    • 2018
  • 이염화이소시아뉼산나트륨(NaDCC) 주입 선박평형수처리설비(BWMS, ballast water treatment system)에 의해 처리된 배출수 내에는 브롬 및 염소계열의 활성물질과 소독부산물질(DBPs, disinfection by-products)들이 포함되어 있다. 본 연구에서는 NaDCC로 처리된 선박평형수가 해양환경에 미치는 생태위해성을 파악하기 위하여 생태독성시험(WET test, whole effluent toxicity test)과 생태위해성평가(ERA, ecological risk assessment)를 수행하였다. 배출수독성 시험종은 규조류(Skeletonema costatum, Navicula pelliculosa), 녹조류(Dunaliella tertiolecta, Pseudokirchneriella subcapitata), 로티퍼(Brachionus plicatilis, Brachionus calyciflorus) 및 어류(Cyprinodon variegatus, Pimephales promelas)로 8개의 해양 및 담수종을 이용하였다. 생태독성시험결과, 규조류 및 녹조류를 이용한 성장저해시험에서만 명확한 독성영향이 나타났으며 해수의 시험 조건에서 무영향농도(NOEC, no observed effect concentration), 최저영향농도(LOEC, lowest observable effect concentration) 및 반수영향농도(EC50, effect concentration of 50 %)는 각각 25.0 %, 50.0 % 및 > 100.0 %로 가장 민감한 영향을 나타냈다. 하지만 로티퍼 및 어류를 이용한 독성시험의 경우 모든 염분 구간에서 독성영향이 나타나지 않았다. 한편, 배출수에 대한 화학물질분석결과, bromate, isocyanuric acid, formaldehyde, chloropicrin과 trihalomethanes (THMs), halogenated acetonitriles (HANs), halogenated acetic acid (HAAs) 등 총 25개의 소독부산물질들이 검출되었다. ERA결과, 25개의 소독부산물질들 중, 지속성(P), 생물축척성(B) 및 생물독성(T)의 특성을 모두 보이는 물질은 없었다. 예측환경농도(PEC, predicted environmental concentration) / 예측무영향농도(PNEC, predicted no effect concentration) 비율은 일반적인 항구 환경에서는 모든 물질이 1.0을 초과하지 않았지만 선박 최 인접지역의 경우 Isocyanuric acid, Tribromomethane, Chloropicrin 및 Monochloroacetic acid가 1.0을 초과하여 위해성이 있을 것으로 나타났다. 하지만 실제 배출수를 이용한 생태독성시험결과의 NOEC (25.0 %)를 적용한 결과 NaDCC로 처리된 선박평형수가 해양에 배출되었을 때 선박 최 인접지역을 포함한 일반적인 항구 환경에 수용 불가한 생태위해성을 가지지 않는 것으로 판단된다.

천수만 식물 플랑크톤의 공간적, 시간적 변화 (Spatial and Temporal Variations of Phytoplankton in Ch$\check{o}$nsu Bay)

  • 심재형;여환구
    • 한국해양학회지
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    • 제23권3호
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    • pp.130-145
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    • 1988
  • 천수만 식물 플랑크톤 군집의 공간분포와 시간경과에 따른 변화양상이 1985년 9월부터 1986년 8월까지의 기간동안 조사되었다. 식물 플랑크톤의 현존량은 반 일주조의 조석주기에 따라 변해 간조시에 만조시보다 높은 양을 나타내며, 식물 플랑크톤 현존량의 월별 변화는 3월에 1차 대발생이 일어나고 8월에 2차 대발생을 보인다. 본 해역은 해수의 수온 및 염분 등 물리적 요인과 식물 플랑크톤의 분포양상으로 볼 때 외만(outer bay)과 내만(inner bay)의 두 수역으로 나누어진다. 외만 수역은 외양수의 영향에 의해 수괴 혼합이 활발한 반면 내만 수역은 외안보다 비교적 정체된 모습을 나타낸다. 그러나 만 북단의 수역은 방조제 수문을 통한 비정기적인 담수유업에 영향받는 것으로 사료된다. 조사된 정점들 간의 수리적 차이 때문에 각 조사정점에서 식물 플랑크톤의 천이양상 또한 차이가 보인다. 전반적으로 본 해역에서는 Paralia sulcata와 Skeletonema costatum이 년중 우점종으로 출현하고 있으나 일시성 부유 규조류인 Paralia sulcata는 정점 6(만 북단의 정점)에서 6월을 제외하고는 우점종으로 나타나지 않는다. 이는 만 북단의 수역이 외만에 비해 수괴혼합이 덜 이루어지는 비교적 정체된 때문인 것으로 추측된다. 주성분 분석(Principal component analysis) 결과는 천수만 해역의 환경조건이 년중 순환되는 모습을 보여주고 있으며 따라서 본 해역이 정상적인 연안 생태계임을 시사하고 있다. 또한 이러한 천수안내 환경조건의 순환을 주도하는 주요 요인은 수온과 질소계 영양염($NO{_3}{^-}$-N, $NO{_2}{^-}$-N, $NH{_4}{^+}$-N)인 것으로 사료된다.

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주암호 식물플랑크톤 군집 동태-와편모조 Peridinium, bipes를 중심으로 (Dynamics of Phytoplankton Community in Lake Juam, Korea)

  • 이기호;백순기;김백호
    • 생태와환경
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    • 제38권2호통권112호
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    • pp.249-260
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    • 2005
  • 전남-광주권의 주요 상수원의 하나인 주암호의 2개 정점 (취수탑, 문덕교)에서 2003년 1월부터 12월까지 매월1회씩 환경요인과 식물플랑크톤 군집의 변동을 조사하였다. 조사기간 동안 두 정점의 환경요인은 큰 차이를 보이지 않았으나 식물플랑크톤 출현 및 종 조성은 뚜렷한 차이를 나타냈다. 식물플랑크톤은 6분류군 중 녹조류 (41.8%), 규조류(35.8%)가 가장 높은 종 출현을 보였으며, 와편모조류 (46.3%), 남조류 (27.6%)가 가장 높은 현존량을 나타냈다. 취수탑에서는 저온기를 중심으로 주로 Peridinium bipes, 문덕교에서는 고온기를 중심으로 Microcystis aeruginosa가 각각 우점하였으며, 수온 및 조사 정점에 대한 지표성이 높았다. CCA 분석에 따르면, P, bjpes은 DO와 COD에 의해, M. aeruginosa는 수온이나 총질소에 크게 영향을 받는 것으로 나타났다. 따라서 주암호의 식물플랑크톤 군집은 1차적으로 수온에 의해 크게 지배되며, 호수내 연간 1차 생산에 있어 두 우점종 P, bjpes, M. aeruginosa가 가장 크게 기여하는 것으로 나타났다.

광양만 동물플랑크톤 군집 동태에 영향을 미치는 환경요인 (Environmental Factors Affecting Zooplankton Community in Gwangyang Bay)

  • 이은혜;서민호;윤양호;최상덕;서호영
    • 환경생물
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    • 제35권4호
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    • pp.631-639
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    • 2017
  • 광양만에서 출현하는 동물플랑크톤에 영향을 미치는 환경요인 (수온, 염분, 엽록소-${\alpha}$ 농도, Noctiluca scintillans 밀도, 규조류 밀도, 와편모조류 밀도)을 이해하기 위해 2015년 11월부터 2016년 5월까지 11개 정점에서 계절조사를 실시하였다. 조사기간 동안 출현한 동물플랑크톤 출현 개체수는 평균 $544{\sim}19,753indiv.\;m^{-3}$였다. 계절별 출현 개체수는 여름에 최대 $40,000indiv.\;m^{-3}$였으며, 가을에 최소 $412indiv.\;m^{-3}$였다. Noctiluca scintillans를 제외한 35개 분류군이 출현하였고, 우점한 동물플랑크톤은 Paracalanus parvus s. l., Corycaeus spp., Oithona spp., Acartia omorii, Acartia ohtsukai, Centropages abdominalis, Unidentified harpacticoids였다. 중복분석(RDA) 결과 광양만의 동물플랑크톤 군집은 봄-가을, 여름, 겨울 그룹으로 나타났다. 여름에 출현한 동물플랑크톤은 수온과 먹이요인에 의해 영향을 받는 반면 겨울에 출현한 동물플랑크톤은 염분과 N. scintillans 밀도에 의해 좌우되었다. 광양만의 동물플랑크톤 군집은 수온, 염분, N. scintillans 밀도, 규조류 밀도에 영향을 받는 것으로 나타났다.

춘계 진해만에서 식물플랑크톤 증식과 제한영양염 분포특성 (Distributional characteristics of phytoplankton and nutrient limitation during spring season in Jinhae Bay)

  • 손문호;김동선;백승호
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제15권5호
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    • pp.3345-3350
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    • 2014
  • 춘계 진해만에서 식물플랑크톤의 분포특성에 영향을 미치는 영양염 농도 및 거동을 파악하기 위해서 총 23개 정점에서 2010과 2011년에 현장조사를 수행하였고, 지리지형학 특성과 오염물 부하를 고려하여 4개의 구역으로 구분하여 평가하였다. 진해만 광역해역에서 해역별 영양염 제한은 해수 순환이 원활한 중앙해역인 구역 II에서 80% 이상으로 가장 높게, 다음으로 서남해역의 구역 III과 IV에서는 17%-83%의 중간정도로 나타났으며, 마산만 인근의 반폐쇄적인 구역 I에서는 35% 이하로 낮게 관찰되었다. 연도별 영양염 공급원으로는 2010년에는 오 폐수 등에 의한 질소기원 영양염의 유입이 높은 비중을 차지하였고, 2011년에는 강우에 의한 담수유입에 의하여 해역의 저염분화와 더불어 질소, 규소, 인 계열의 영양염이 동시에 유입되었다. 특히 2010년에는 질소계열의 영양염과 규조류(Pseudo-nitzchia spp.)의 높은 상관성을 보였고, 2011년에는 모든 영양염과 규조류 (Leptocylindrus danicus)와 높은 관련성이 있었다. 결과적으로 춘계 진해만에 유입되는 질소 계열의 영양염은 규조류의 성장에 중요한 영향을 미쳤으며, 그들의 빠른 영양염 섭취(uptake)로 인하여 해역에 따라서 영양염 절대농도 뿐 만 아니라, 영양염 구성성분비의 제한을 일으킬 수 있다는 것을 파악하였다.

딥러닝 기반 조류 탐지 모형의 입력 이미지 자료 특성에 따른 성능 변화 분석 (Analysis of performance changes based on the characteristics of input image data in the deep learning-based algal detection model)

  • 김준오;백지원;김종락;박정수
    • 한국습지학회지
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    • 제25권4호
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    • pp.267-273
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    • 2023
  • 조류는 생태계를 구성하는 중요한 요소이다. 그러나 남조류의 과도한 성장은 하천환경에 다양한 악영향을 발생시키고 규조류는 상수원과 정수장 공정관리에 영향을 미친다. 지속적이고 효율적인 조류 관리를 위해 조류 모니터링이 중요하다. 본 연구에서는 You Only Look Once (YOLO)의 최신 알고리즘 YOLO v8을 사용하여 조류경보제 기준에 사용하는 유해 남조류 4종과 정수처리공정에 영향이 큰 규조류 1종 총 5종의 이미지를 분류하는 이미지 분류모형을 구축하였다. 기본모형의 mAP는 64.4로 분석되었다. 모형의 학습에 사용된 원본 이미지에 회전, 확대, 축소를 수행하여 이미지의 다양성을 높인 5가지 모형을 구축하여 입력자료로 사용된 이미지의 구성에 따른 모형 성능의 변화를 비교하였다. 분석결과 회전, 확대, 축소를 모두 적용한 모형이 mAP 86.5로 가장 좋은 성능을 보이는 것을 확인하였다. 이미지의 회전만을 적용한 모형, 회전과 확대를 적용한 모형, 이미지의 회전과 축소만를 적용한 모형의 mAP는 각각 85.3, 82.3, 83.8로 분석되었다.