• 제목/요약/키워드: marine ecosystem health

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베이지안 모델을 이용한 하구수생태계 부착돌말류의 생태 네트워크 (Ecological Network on Benthic Diatom in Estuary Environment by Bayesian Belief Network Modelling)

  • 김건희;박채홍;김승희;원두희;이경락;전지영
    • 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.

절식이 나일 틸라피아 Oreochromis niloticus의 Kiss2, GnRH I mRNA 발현 및 성 스테로이드 호르몬 농도에 미치는 영향 (Effects of Fasting on Brain Expression of Kiss2 and GnRH I and Plasma Levels of Sex Steroid Hormones, in Nile Tilapia Oreochromis niloticus)

  • 박진우;권준영;진예화;오승용
    • Ocean and Polar Research
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    • 제38권1호
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    • pp.81-88
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    • 2016
  • In many fish species, including Nile tilapia (Oreochromis niloticus), gonadal development occurs at the expense of stored energy and nutrients. Therefore, reproductive systems are inhibited by limited food supply. It has been well established that reproductive function is highly sensitive to both metabolic status and energy balance. Nothing is known about the possible mediated connection between energy balance and reproduction. Kisspeptin, a neuropeptide product of the Kiss gene has emerged as an essential gatekeeper of reproduction and may be possibly be linked to energy balance and reproduction in non-mammalians. Thus, in this study, the effect of fasting (10 days) on the expression of kisspeptin and the gonadotropin-releasing hormone (GnRH) gene were assessed in Nile tilapia (male and female) using qRT-PCR. In addition, plasma levels of estradiol-$17{\beta}$ ($E_2$) and 11-ketotestosterone (11-KT) in adult tilapia were measured by ELISA. In male tilapia, fasting reduced Kiss2 and GnRH I mRNA expression in the brain and 11-KT level in comparison with the fed tilapia (p < 0.05). In females, however, there were no significant differences in GnRH I mRNA expression and $E_2$ between fish subjected to fasting and those fed (p > 0.05). These data indicate the impact of nutritional states on kisspeptin as a potential regulatory mechanism for the control of reproduction in male Nile tilapia.

DISTRIBUTION CHARACTERISTICS OF NUTRIENTS IN CHINESE BOHAI SEA

  • Li, Zhengyan;Gao, Huiwang;Bai, Jie;Shi, Jinhui
    • 한국환경보건학회:학술대회논문집
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    • 한국환경보건학회 2001년도 Proceedings of the 3rd Annual Meeting of Yellow Sea Environment
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    • pp.19-29
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    • 2001
  • Nutrients are key environmental factors in marine ecosystem. They limit algal growth when at low concentrations and cause algal bloom when at high contents. They also control the growth and succession of many other biota including bacteria and zooplankton, either directly or indirectly. Nutrient contents therefore affect both the structure and functions of marine ecosystem. To study the contents and distribution of nutrients in Chinese Bohai Sea, two cruise surveys were undertaken in August 2000 (summer) and January 2001 (winter), respectively. A total of 595 water samples were collected from 91 sites. After collection the samples were transported to the laboratory and five nutrients, i.e., nitrate, nitrite, ammonia, phosphate and silicate, were analyzed. The results showed that tile average concentration of total inorganic nitrogen (TIN) in Bohai Sea in winter (6.5293.717 ${\mu}$mol$.$l$\^$-1/) was significantly higher than that in summer (3.717 ${\mu}$mol$.$l$\^$-1/). The phosphorus concentration in winter (0.660 ${\mu}$mol$.$l$\^$-1/) was also significantly higher than that in summer (0.329 ${\mu}$mol$.$l$\^$-1/). Mean silicate concentration in winter (7.858 ${\mu}$mol$.$l$\^$-1/) was not significantly different from that in summer (7.200 ${\mu}$mol$.$l$\^$-1/). Nutrients also varied considerable among different areas within Bohai Sea. TIN concentration in Laizhou Bay (4.444 ${\mu}$mol$.$l$\^$-1/), for example, was significantly higher than those in Bohai Bay (2.270 ${\mu}$mol$.$l$\^$-1/) and Bohai Straight (2.431 ${\mu}$mol$.$l$\^$-1/), which probably reflects tile discharge of large amounts of nitrogen into Laizhou Bay via Yellow River. The nutrients also showed vertical distribution pattern. In summer, nutrients in bottom layer were generally higher than those in surface and medium layers. In winter, however. nutrients in different layers were not significantly different Compared with historic data, TIN contents increased continuously since early 1980s, phosphorus arid silicone contents, nevertheless, fell down to some degree. Based on atomic ratios of different nutrients, nitrogen is still the main limiting factor for algal growth in Bohai Sea.

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다매체 환경 모델 MUSEM을 이용한 유해화학물질의 환경거동예측 모델링 (Modeling for the fate of Organic Chemicals in a Multi-media Environment Using MUSEM)

  • 노경준;김동명
    • 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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    • 제10권4호
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    • pp.201-210
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    • 2007
  • 생태계로 유입되는 POPs, EDCs, PBTs 등과 같은 화학물질에 의한 오염은 점점 복잡다양화 되고 있으며, 사람의 건강이나 생태계에 돌이킬 수 없는 피해를 가져올 우려 또한 증가되고 있다. 그러나 위해성 평가의 중요한 과정중 하나인 화학물질의 노출량 산정 부분에 대한 적정한 평가가 이루어지지 않는 경우가 많았다. 본 연구에서는 환경매체 중 화학물질량 산정에 있어 보다 효율적인 모델링 수행을 위하여, 화학물질의 물성 데이터베이스 및 지역 개황 데이터베이스 등과 프로그램으로 연계되어 있으며, 동시에 여러 대상물질이 시뮬레이션 가능한 다매체환경모델 MUSEM(Multi-media Simple box-systems Environmental Model)을 이용하여 62종의 화학물질에 대하여 일본 47개 지역의 환경매체 중 농도예측 및 동경지역에 대한 민감도 분석을 통하여 모델의 적용성을 검토하였다. 이러한 62종의 물질에 대한 매체별 잔류비(%)는 수역에 고비율로 분포하는 물질이 많은 것으로 예측되었다. 옥탄올-물 분배계수에 따른 환경매체중의 화학물질 농도변화는 도시산업용지의 토양 및 담수의 저질에서 상대적으로 크게 나타났으며, 대기와 담수에서는 상대적으로 작게 나타났다. 분해계수에 의한 환경매체중의 화학물질 농도변화는 육수역 물환경 및 도시산업용지의 토양, 육수역의 저질에서의 변화폭이 비슷하게 나타났으며 대기의 경우는 상대적으로 작게 나타났다.

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대사질환자의 해풍 걷기 프로그램이 호흡건강에 미치는 영향 (Effects of a Sea Breeze Walking Program on Respiratory Health in Patients with Metabolic Diseases)

  • 신재숙;김충곤;강성미;김현준
    • 대한통합의학회지
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    • 제11권4호
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    • pp.247-258
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    • 2023
  • Purpose : This study aims to evaluate the effectiveness of a sea breeze walking program by analyzing the metabolic disease-related, immune-inflammation-related, and respiratory health-related variables of the test subjects associated with improved respiratory health. Methods : In the experiment, 30 patients with metabolic diseases were divided into an experimental group (n=15) and a control group (n=15). The experimental group walked on the Namparang-gil, Geoje trail, while the control group walked on the Hoeya-cheon, Yangsan trail. Both groups participated in the same walking program for two hours, twice a week for four weeks. Thereafter, the metabolic disease-related, immune inflammation-related, and respiratory health-related variables were measured and compared between the two groups. Results : After the four-week sea breeze walking program, in terms of changes in the metabolic disease-related variable, a statistically significant interactive effect was found in waist circumference (p<.001). The experimental group showed a significant decrease in waist circumference after the program. After the four-week sea breeze walking program, the control group showed a statistically higher increase in lactic acid (p.<05), whereas the experimental group exhibited a decrease in lactic acid. For the respiratory health-related variables, no statistically significant differences were found after the sea breeze walking program. However, the experimental group showed an increase in FEV1,while the control group showed a decrease in FEV1. For the maximum oxygen intake, no statistically significant interactive differences were found but there was a statistically significant effect in time (p<.05). The two groups exhibited an increase in maximum oxygen intake. Conclusion : After the sea breeze walking program, positive physical changes were observed in the metabolic disease-related and immune inflammation-related variables.

Characterization and gene expression of heat shock protein 90 in marine crab Charybdis japonica following bisphenol A and 4-nonylphenol exposures

  • Park, Kiyun;Kwak, Ihn-Sil
    • Environmental Analysis Health and Toxicology
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    • 제29권
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    • pp.2.1-2.7
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    • 2014
  • Objectives Heat shock protein 90 (HSP90) is a highly conserved molecular chaperone important in the maturation of a broad spectrum of protein. In this study, an HSP90 gene was isolated from Asian paddle crab, Charybdis japonica, as a bio-indicator to monitor the marine ecosystem. Methods This work reports the responses of C. japonica HSP90 mRNA expression to cellular stress by endocrine disrupting chemicals (EDCs), such as bisphenol A (BPA) and 4-nonylphenol (NP) using real-time. reverse transcription polymerase chain reaction. Results The deduced amino acid sequence of HSP90 from C. japonica shared a high degree of homology with their homologues in other species. In a phylogenetic analysis, C. japonica HSP90 is evolutionally related with an ortholog of the other crustacean species. The expression of HSP90 gene was almost distributed in all the examined tissues of the C. japonica crab but expression levels varied among the different body parts of the crabs. We examined HSP90 mRNA expression pattern in C. japonica crabs exposed to EDCs for various exposure times. The expression of HSP90 transcripts was significantly increased in C. japonica crabs exposed to BPA and NP at different concentrations for 12, 24, 48 and 96 hours. The mRNA expression of HSP90 gene was significantly induced in a concentration- and time-dependent manner after BPA or NP exposures for 96 hours. Conclusions Taken together, expression analysis of Asian paddle crab HSP90 gene provided useful molecular information about crab responses in stress conditions and potential ways to monitor the EDCs stressors in marine environments.

'해양교란유해종'의 영향 평가: 환경 및 사회경제적 평가를 위한 준정량 도구 및 프로토콜 (Assessing the Impact of 'Marine Invasive and Harmful Species': A Semi-Quantitative Tool and Protocol for Environmental and Socio-Economic Evaluation)

  • 김광용
    • 한국해양학회지:바다
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    • 제29권2호
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    • pp.116-138
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    • 2024
  • 본 연구는 '해양교란유해종'이 해양 환경과 사회경제적 측면에 미치는 영향을 평가하기 위한 새로운 도구와 프로토콜을 제시한다. 한국의 해양생태계 보전 및 관리법에서 발견된 한계점을 보완하기 위해, 본 연구는 해양 환경과 사회경제 그룹(영역)으로 나누어진 영향 평가 프레임워크를 도입하였다. 각 그룹은 6개의 영향 평가 카테고리(범주)로 구성되어 있으며, 준정량적인 5단계 척도를 사용하여 생태계의 교란에서 건강과 재산에 대한 영향에 이르는 폭넓은 이슈들을 다루는 유연한 방식을 제공한다. 이 영향평가 도구의 실행은 델파이 방법을 기반으로 한 체계적인 5단계 프로세스를 통해 진행된다. 이 접근법은 다양한 전문가와 이해관계자 간의 협력을 촉진하며, 다양한 관점을 통합하는 포괄적인 평가를 가능하게 한다. 또한 이 연구는 불확실성을 효과적으로 관리하고 결과의 일관성을 향상시키는 전략도 모색되었다. 본 평가 프로토콜의 적용은 '해양교란유해종'에 의한 생태학적 피해의 정도를 계량화하고 관리 대상 및 예방 조치의 우선순위를 정립하는 데 결정적인 역할을 할 것으로 기대된다. 평가 과정의 궁극적인 목표는 의사결정자가 해양생태계 보전과 사회경제적 영향을 완화하기 위한 전략을 수립하도록 지원하는 것이다.

고주파 능동소나를 이용한 저층 침적 위험유해물질 대체물질 음향 탐지 실험 및 모의 (Experiment and Simulation of Acoustic Detection for the Substitute for Sunken Hazardous and Noxious Substances Using the High Frequency Active Sonar)

  • 한동균;서힘찬;최지웅;이문진
    • 해양환경안전학회지
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    • 제24권4호
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    • pp.459-466
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    • 2018
  • 위험유해물질은 해양에 유입되었을 때 인간의 건강 및 해양생태계에 막대한 영향을 미치는 물질로 정의된다. 최근 선박을 이용한 물동량이 증가되면서 위험유해물질 누출사고의 발생비율도 증가되는 추세이다. 이에 따라 위험유해물질 누출사고 대응기술개발의 관점에서 해저에 침적되는 물질들의 방제 및 모니터링 연구가 수행되어야 한다. 본 논문에서는 저층 침적 위험유해물질의 음향 탐지 가능성을 확인하기 위해 저층 침적 위험유해물질 대체물질의 반사손실 측정 실험이 수행되었다. 위험유해물질로 구분되는 클로로폼의 위험성을 고려하여 클로로폼과 임피던스가 유사한 피마자유가 대체물질로 사용되었으며, 200 kHz 고주파 신호를 송신하여 물과 피마자유 경계면에서 발생되는 반사손실을 측정하였다. 그리고 물과 피마자유의 임피던스를 측정 및 조사하여 반사계수를 모의하고 모의된 반사손실이 측정값과 유사함을 확인하였다. 또한 저층 침적 위험유해물질로 분류되는 클로로폼의 반사손실을 모의하고 모의 결과가 다양한 해저면 구성성분의 반사손실 모의결과와 차이를 나타냄으로써 해저면과 구분되는 저층 침적 위험유해물질의 음향 탐지 가능성을 예측하였다.

Dietary Transformation of Lipid in the Rumen Microbial Ecosystem

  • Kim, Eun Joong;Huws, Sharon A.;Lee, Michael R.F.;Scollan, Nigel D.
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제22권9호
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    • pp.1341-1350
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    • 2009
  • Dietary lipids are rapidly hydrolysed and biohydrogenated in the rumen resulting in meat and milk characterised by a high content of saturated fatty acids and low polyunsaturated fatty acids (PUFA), which contributes to increases in the risk of diseases including cardiovascular disease and cancer. There has been considerable interest in altering the fatty acid composition of ruminant products with the overall aim of improving the long-term health of consumers. Metabolism of dietary lipids in the rumen (lipolysis and biohydrogenation) is a major critical control point in determining the fatty acid composition of ruminant lipids. Our understanding of the pathways involved and metabolically important intermediates has advanced considerably in recent years. Advances in molecular microbial technology based on 16S rRNA genes have helped to further advance our knowledge of the key organisms responsible for ruminal lipid transformation. Attention has focused on ruminal biohydrogenation of lipids in forages, plant oils and oilseeds, fish oil, marine algae and fat supplements as important dietary strategies which impact on fatty acid composition of ruminant lipids. Forages, such as grass and legumes, are rich in omega-3 PUFA and are a useful natural strategy in improving nutritional value of ruminant products. Specifically this review targets two key areas in relation to forages: i) what is the fate of the lipid-rich plant chloroplast in the rumen and ii) the role of the enzyme polyphenol oxidase in red clover as a natural plant-based protection mechanism of dietary lipids in the rumen. The review also addresses major pathways and micro-organisms involved in lipolysis and biohydrogenation.

농촌지역 기후변화 취약성 평가에 관한 연구 - 서천군을 대상으로 - (Climate Change Vulnerability Assessment in Rural Areas - Case study in Seocheon -)

  • 이경진;차정우
    • 농촌계획
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    • 제20권4호
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    • pp.145-155
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    • 2014
  • Since greenhouse gas emissions increase continuously, the authorities have needed climate change countermeasure for adapting the acceleration of climate change damages. According to "Framework Act on Low Carbon, Green Growth", Korean local governments should have established the implementation plan of climate change adaptation. These guidelines which is the implementation plan of climate change adaptation should be established countermeasure in 7 fields such as Health, Digester/Catastrophe, Agriculture, Forest, Ecosystem, Water Management and Marine/Fisheries. Basically the Korean local governments expose vulnerable financial condition, therefore the authorities might be assessed the vulnerability by local regions and fields, in order to establish an efficient implementation plan of climate change adaptation. Based on this concepts, this research used 3 methods which are LCCGIS, questionnaire survey analysis and analysis of existing data for the multiphasic vulnerable assessment. This study was verified the correlation among 7 elements of climate change vulnerability by 3 analysis methods, in order to respond climate change vulnerability in rural areas, Seocheon-gun. If the regions were evaluated as a vulnerable area by two or more evaluation methods in the results of 3 methods' comparison and evaluation, those areas were selected by vulnerable area. As a result, the vulnerable area of heavy rain and flood was Janghang-eup and Maseo-myeon, the vulnerable area of typhoon was Janghang-eup, Masan-myeon and Seo-myeon. 3 regions (i.e. Janghang-eup, Biin-myeon, Seo-myeon) were vulnerable to coastal flooding, moreover Masan-myeon, Pangyo-myeon and Biin-myeon exposed to vulnerability of landslide. In addition, Pangyo-myeon, Biin-myeon and Masan-myeon was evaluated vulnerable to forest fire, as well as the 3 sites; Masan-myeon, Masan-myeon and Pangyo-myeon was identified vulnerable to ecosystem. Lastly, 3 regions (i.e. Janghang-eup, Masan-myeon and Masan-myeon) showed vulnerable to flood control, additionally Janghang-eup and Seo-myeon was vulnerable to water supply. However, all region was evaluated vulnerable to water quality separately. In a nutshell this paper aims at deriving regions which expose climate change vulnerabilities by multiphasic vulnerable assessment of climate change, and comparing-evaluating the assessments.