Ch1 a abundance, Ch1 a-specific productivity and phytoplankton growth rate in each size fraction (pico, $<2{\mu}m$; nano, $2-10{\mu}m$; micro, > $10{\mu}m$) in the waters around the South Shetland Islands (Ant-arctic Peninsula Area) were analysed. Although Ch1 a-specific productivity and growth rate were highest in micro-size fractions, ChI a abundance was highest in pico-size fractions. Selective removal of nano- and micro-size phytoplankton especially by krill and salp grazing, but not limitation of phytoplankton growth, seemed to be the major reason to explain this miss match between productivity and abundance of the phytoplankton community.
The temporal and spatial variations of size-structured phytoplankton dynamics in Youngsan Lake were investigated to explore potential mechanims controlling the dynamics in the Youngsan Lake. Field data were collected monthly from February to October, 2003 at 6 stations along the axis of Youngsan Lake. In this study, phytoplankton (chlorophyll $\alpha$) were categorized into three size classes: micro-size ($>20{\mu}m$), nano-size ($2{\sim}20{\mu}m$) and pico-size ($<20{\mu}m$). Water temperature, light attenuation coefficients, PAR (photosynthetically active radiation) and suspended solids were measured to analyze relationship between physical-chemical properties and size structure of phytoplankton. Phytoplankton blooms developed during March, July and October in the upper region of the main stem whereas small-scaled spring bloom was observed in the lower region. The scales of phytoplankton blooms were higher in the upper regions than the lower region and blooms were predominated by micro-size class in upper region but predominated by nano-size class in lower region. Growth of size-structured phytoplankton appeared to be controlled by rather light availability than temperature-dependant metabolisms in the system. Phytoplankton growth may be also supported by ambient nutrients available in the water column from analyses of chlorophyll $\alpha$ vs. nutrient concentrations including nitrite+nitrate and orthophosphate. Growth of nano-sized phytoplankton alone appeared to be supported by orthophosphate as well as nitrite+nitrate indicating that response of phytoplankton to nutrient inputs may be size-dependent.
전남 주암호에서의 식물플랑크톤 동태를 파악하기 위해 2003년 2월부터 10월까지 식물플랑크톤생체량 (클로로필 a)의 크기별 시 ${\cdot}$ 공간적 변동과 제반 환경요인에 대해 조사하였다. 본 논문에서는 주암호와 같은 담수호에서 식물플랑크톤의 크기 구조가 계절적, 공간적으로 어떻게 변화하고 그러한 변화 속에서 물리적 요인들이 어떤 영향을 미치는지 회귀분석을 통해 파악하고자 하였다. 식물플랑크톤 (클로로필 a)은 세 그룹 즉, 대형 (micro-size > 20 ${\mu}m$), 소형 (nano-size 3-20 ${\mu}m$) 마지막으로 초소형 (pico-size, < 3 ${\mu}m$)으로 구분했다. 물리적 특성 파악을 위해 수온, 광소멸계수, PAR (photosynthetically active radiation), 수중 탁도등도 동시에 측정하였다. 최대치의 클로로필 a 는 2003년 하류지역에서는 4월에 상류지역에서는 10월에 발생하였다. 식물플랑크톤의 대번성기에는 대부분 세포크기가 큰 대형 (micro-size)식물플랑크톤이 우세하였다. 주암호의 크기별 식물플랑크톤의 변동에 영향을 미칠 수 있는 물리적 특성들에 대해 논의하였다.
Phytoplankton community in the coastal waters off the northeastern Korean Peninsula were characterized from May 2002 to August 2003. Taxonomic composition, abundance and biomass were determined at two water depths at 10 sample sites. A total of 153 phytoplankton species including 121 diatoms, 28 dinoflagellates, 7 green algae and 7 other species were identified. The mean abundance of phytoplankton varied from 15 to 430 cells mL–1 in the surface layer and from 11 to 545 cells mL–1 in the bottom layer, respectively. Phytoplankton was more abundant in coastal stations relative to those in more open ocean. The most dominant species were marine diatoms such as Thalassionema nitzschioides, Licmorphora abbreviata, Chaetoceros affinis and Chaetoceros socialis. In addition, a few limnotic diatoms including Fragilaria capucina v. rumpens, the green alga Scenedesmus dimorphus, some marine dinoflagellates and Cryptomonas sp. appeared as dominant species. Mean concentration of total chlorophyll-a varied from 0.22 to 7.87 μg chl-a L–1 and from 0.45 to 6.79 μg chl-a L–1 in the surface and bottom layers, respectively. The contribution of phytoplankton each size-fractionated varied highly with season. The contribution of microphytoplankton to total biomass of phytoplankton in the surface and bottom layer was high in February and August 2003, and that of nano-phytoplankton was high in May 2002 in both surface and bottom layers.
In order to understand variation and relationship between standing crops and biomass of phytoplankton dominant species for the long term periods, this study was seasonally investigated in the marine ranching ground of Tongyeong coastal waters from 2000 to 2007. Total 268 taxa representing 217 Bacillariophyceae, 46 Dinophyceae, 4 Dictychophyceae, 1 Euglenophyceae were observed in phytoplankton communities. Dominant species consisted of 5 species as standard in standing crops: Chaetoceros curvisetus (18.01%), Chaetoceros socialis (12.95%), Skeletonema costatum (8.39%), Chaetoceros compressus (6.87%), Asterionellopsis glacialis (5.02%). However, to determine dominant species as biomass concept, Ditylum brightwellii, Guinardia striata, Rhizosolenia spp. and Skeletonema costatum were occupied with dominant species (19.67%). As determining for cell sizes, dominant species were divided with two groups such as micro- and nanophytoplankton (standing crops) and mesophytoplankton (biomass). However, Skeletonema costatum in anophytoplankton was associated to affect fluctuation between standing crops and biomass.
식물성플랑크톤은 영양염, 광합성, 탄소순환 등의 측면에서 해양의 생태계를 제어하는데, 해양 환경에 미치는 영향의 정도는 식물성플랑크톤의 크기에 좌우된다. 원격탐사 기술을 기반으로 해양의 식물성플랑크톤 크기 별 생체량을 식별하려는 많은 연구가 있었으며, 그 중 가장 성공적인 접근법 중 하나는 식물성플랑크톤의 크기를 세 등급(micro-plankton;> 20 ㎛, nano-; 2-20 ㎛ 및 pico-; <2 ㎛)으로 구분하여 각 그룹별 엽록소 농도를 추정하는 삼성분 모델(three-component model)이다. 이 연구에서는 동해에서 식물성플랑크톤의 크기 별 생체량 분포를 추정하기 위한 GOCI 자료의 활용 가능성에 대해 검토하였다. 각 크기 별 엽록소 농도(CHL)를 도출하기 위해, 연구지역에서 수 년 동안 수집된 식물성플랑크톤 색소자료를 기반으로 회귀분석을 통해 삼성분 모델의 계수를 산출하였다. 새롭게 산출된 삼성분 모델을 시간 별 GOCI 기반 엽록소 농도 이미지에 적용하여, 전체 엽록소 농도 중 각 식물성플랑크톤 크기 별 생체량이 차지하는 비율을 산출하였다. 또한, 이 결과를 이용하여 동해에서 2013년 여름 대규모 적조가 발생한 시기의 크기 별 엽록소-a 농도 분포를 분석하였다.
아산만에서 크기별 식물플랑크톤의 계절적인 변동과 크기 구조에 따른 식물플랑크톤과 환경인자와의 상관성을 조사하기 위해 2003년 10월부터 2004년 9월까지 매월 5개의 조사 정점에서 현장조사를 실시하였다. 조사기간 동안 전체 엽록소 $\alpha$ 농도에 대해서 크기가 큰 세포들(소형 식물플랑크톤, $>20\;{\mu}m$)은 크기가 작은 세포들(미소식물플랑크톤, $3\sim20{\mu}\;m;$ 초미세 식물플랑크톤, $<3{\mu}\;m$)보다 더 높은 점유율을 나타내었다. 특히 엽록소 a 농도가 높았던 2004년 2월부터 4월까지 크기가 큰 세포들은 전체 엽록소 $\alpha$ 대하여 80% 이상 점유율을 보였다. 식물플랑크톤 생체량이 감소했던 5월 소형식물플랑크톤에서 미소식물플랑크톤으로 크기 구조의 변동이 일어났으며, 초미세 식물플랑크톤의 생체량도 급격히 증가하였다. 겨울과 봄철동안 소형식물플랑크톤은 상류지역에서 높은 생체량 분포를 보였으며, 미소와 초미세 식물플랑크톤은 봄과 여름철 중류와 하류(정점 3, 5)에서 높은 생체량 분포를 나타내었다. 소형식물플랑크톤은 추운 계절 동안 수온과 영양염의 공급에 의해서 조절되어지는 반면에 미소와 초미세 식물플랑크톤은 따듯한 계절 동안 성층과 빛에 노출 등에 의해서 영향을 받는 것으로 판단된다.
울산항의 물리 및 이화학적 요인과 크기그룹별 식물플랑크톤 생체량의 계절변이 이해를 위해, 2007년 2월부터 2009년 11월까지 계절 조사를 수행하였다. 조사기간 중 수온과 염분은 각각 8.94-$24.26^{\circ}C$와 25.06-34.54 psu의 범위에서, 용존산소는 4.30-10.73 mg/L, 수소이온농도는 7.97-8.53, 화학적 산소요구량은 0.66-40.70 mg/L, 그리고 총 부유물질은 57.4-103.3 mg/L의 범위에서 변이를 나타냈다. 이 요인들은 무기영양염과 생체량을 지시하는 총 엽록소-a 농도 분포특성과 달리 뚜렷한 공간적 분포차이가 없었다. 무기영양염 중 인산염은 0.01-3.03 ${\mu}M$의 범위에서, 질산염은 0.05-21.62 ${\mu}M$, 그리고 규산염은 0.01-27.82 ${\mu}M$의 범위에서 변이를 나타냈는데, 특히 내측정점의 농도가 외측정점에 비해 약 2배 이상 높은 특징을 나타냈다. 총 엽록소-a 농도는 0.36-7.11 ${\mu}gL^{-1}$의 범위로, 내측정점 (평균 1.88 ${\mu}gL^{-1}$)에서 외측정점 (평균 0.90 ${\mu}gL^{-1}$)에 비해 높게 나타나 무기영양염의 분포특성과 유사하였다. 소형플랑크톤은 봄철 (34.0-81.2%), 여름철 (35.1-65.6%) 및 겨울철 (3.9-62.0%)에 전체 생체량의 높은 비율을 차지했고, 가을철에는 미소 및 초 미소플랑크톤이 각각 58.2-74.5%와 22.4-38.2%의 높은 비율을 나타냈다. 그러나 각 크기그룹별 생체량의 점유율의 내측 및 외측 정점 간의 공간분포는 뚜렷한 차이가 없었다. 따라서 동해 울산항의 식물플랑크톤은 계절적으로 가을철을 제외한 모든 시기에 소형플랑크톤 그룹 (평균 52.3%)에 의해 주도되었고, 이는 무기영양염의 농도와 밀접함을 지시하였다 (p<0.05).
동해 연근해 해역에서 식물플랑크톤 군집의 분포 특성을 파악하기 위해 2018년부터 2020년까지 계절적으로 13개 정점을 대상으로 조사를 실시하였다. 그 결과 동계에는 규조류인 Chaetoceros curvisetus가 최우점종으로 출현하고 있었으며, 동계를 제외한 전 계절에에 미동정 미소편모조류가 우점하는 것으로 나타났다. 식물플랑크톤의 크기별 구성에서도 연간 계절별 평균 범위는 소형 20.6~26.2%, 미소 27.1~35.9%와 초미소 40.8~49.9%를 나타내었다. 성층이 형성되는 시기인 춘계, 하계 및 추계 표층 혼합층 내에서 미소와 초미소식물플랑크톤의 구성비가 높았다. 특히, 하계 표층 수온 상승이 예년에 비해 높아짐에 따라 수괴 안정도는 증가하고 있었으며 이로 인하여 성층이 강화됨에 따라 저층으로부터 표층으로의 영양염 유입이 감소하여 표층 혼합층 내 미소와 초미소식물플랑크톤의 구성비가 77.9%로 가장 높은 특징을 나타내었다. 동해 연근해 해역의 식물플랑크톤 군집의 크기 구조는 상당히 소형화가 진행되었으며, 이로 인하여 복잡한 미세먹이망 구조를 형성하며 상위 소비자 단계로의 총 탄소량 전달을 낮춰 전체적인 생산력은 낮아질 것으로 판단된다.
1985년 10월의 한국 동남해역에서의 식물성 부유생물에 의한 기초 생산력은 0.7에서 2.7gCm$^{-2}$$d^{-1}$의 범위를 갖으며 본 해역의 평균 기초 생산력은 1.3gCm$^{-2}$$d^{-1}$ 이었다. 표층 총 Chlorophyll양은 0.97에서 3.59 mgchlm$^{-3}$ 의 범위에 나타났다. 표층에서의 nano-phytoplankton(〈20$\mu\textrm{m}$) 의 기초 생산력은 43내지 97%에 이르었다. 적정광도의 범위는 300에서 700$\mu$Es$^{-1}$m$^{-1}$ 이었다. 표층 기초생산력은 Iopt를 벗어나는 오전 9시부 터 오후 3시까지 광저하 현상을 보였다. 표광층 기저부의 식물성 부유생물은 매우 Iopt를 보이며 이는 이 층의 식물성 부유생물이 장시간 낮은 광도하에 머물러 낮은 광도에 적응하였음을 보여 준다. Iopt은 부유식물의 주변 광도에 대한 적응을 나타 내주기 때문에 여러수층의 Iopt의 변화정도는 해양에서의 수직와류혼합의 강도와 밀접한 관계를 나타낸다.본 연구해역에서는 macrozoplankton 에 의한 amonium 분비에 의한 영양염 재생산은 식물부유생물의 일일 질소 영양염 요구량의 3-19%를 공급하고 있으며nitrate 수직확산에 의해 밀도약층 하부로 부터 공급되는 영양염은 식물성 부유생물의 일일 질소영양염 요구량의 약 3% 를 공급하고 있음이 밝혀졌다.국지적으로 용승류에 의한 하층으로부터의 영양염 공급은 연안에 가까운 용승역에서 중요한 영양염 공급원이 돌 가능성이 있다.본 연구를 통하여 본 해역에서의 구조적 영양염 주요공급과정은 20$\mu\textrm{m}$이하의 미세 부유생물에 의한 수괴 자체내의 영양염 재순환에 의하고 있음을 암시한다.본 연구를 통하여 대마난류의 기초 생산력은 한국 해역을 통과하는 과정에서 활발한 영야염 재순환 및 국지적인 용승류 및 연안수의 유입등과 식물성 부유생물의 촉진된 성장을 통하여 증가되고 있음이 밝혀졌다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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