• 생태와환경
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• 제43권1호
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• pp.35-43
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• 2010

담수호인 영산호의 식물플랑크톤에 대한 광 제한과 영양염 제한의 영향을 파악하기 위해 2003년 3월부터 2004년 4월까지 (11월~12월제외) 월별조사를 실시하였다. 플랑크톤의 크기를 대형 (net-size)과 소형 (nano-size)으로 구분하여 콜로로필, pheopigment ratio를 측정하였고 물리화학적 환경특성을 측정하였다. 또한 광 제한 지수와 영양염 제한 지수를 산정하기 위해 기존 문헌의 수식을 이용하였다. 식물플랑크톤은 대형과 소형 모두 풍수기 특히 8월에는 낮은 현존량을 보였고 나머지 계절에 간헐적으로 현존량이 증가하는 형태를 보였다. 일조시간은 풍수기에 짧았고 갈수기에 증가하였고, 영양염 특히 인산염과 암모니아는 2004년 봄철에 상당 폭 증가하였다. 광 제한 8월에 최소값(0.01)을 기록하였고, 영양염 제한 지수는 5월과 9월을 제외하고 다소 높은 지수(>0.4)를 나타냈다. 영산호는 인곤 호소들보다 영양염 농도가 높은 점을 고려했을 때, 영양염 제한보다는 광 제한이 식물플랑크톤의 성장에 더 영향을 미칠 것으로 사료된다. 공간적으로는 광 제한 지수는 하류로 갈수록 증가하였지만 영양염 제한 지수는 큰 변동을 보이지 않았다. 상관성 분석에서 net-pheopigment index는 광 제한 지수 및 영양염 제한 지수와 음의 상관관계, nano-pheopigments index는 제한 지수들과 양의 상관관계를 보여 환경악화로 인한 영향이 식물플랑크톤의 크기별로 상이하게 나타날 수 있는 가능성을 보여준다.

• 해양환경안전학회지
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• 제28권4호
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• pp.459-468
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• 2022

천수만과 태안해역의 제한영양염을 평가하기 위해 장기자료 분석과 생물검정실험을 진행하였다. 우선 잠재적인 제한영양염을 평가하기 위해 국가수질측정망에서 제공되는 2004~2016년 동안의 장기 영양염 자료를 이용하였다. 장기자료의 DIN/DIP를 분석한 결과 대부분 16이하로 N 제한이 우세하였지만 N, P, Si의 농도비를 이용한 분석에서는 하계와 추계에는 N 제한이 우세하였고, 동계와 춘계에는 해역에 따라 일부 Si 제한을 보이거나 또는 제한이 나타나지 않았다. 생물검정실험 시 채집된 현장수의 영양염 분석결과, DIN/DIP는 3월과 5월에 모든 정점에서 P 제한을 나타냈고, 7월과 10월에는 N 제한이 우세하였다. N, P, Si의 농도비를 이용한 분석에서 3월과 5월은 P와 Si 제한을 보이거나 제한영양염이 나타나지 않은 정점이 존재하였으나 7월과 10월에는 N 제한이 우세하였다. 실질적인 제한영양염을 평가하기 위해 수행된 생물검정실험 결과 3월에는 특정 제한영양염이 나타나지 않았으나, 5월, 7월 10월에는 NH₄⁺와 NO₃^-가 반응을 보임으로서 이 시기에는 N이 식물플랑크톤 성장에 직접 관여하는 실질적인 제한영양염임을 확인하였다.

• KSBB Journal
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• 제30권2호
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• pp.91-95
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• 2015

Production of biodiesel from microalgae is dependent on the microalgal lipid content and free fatty acid composition. Both lipid and free fatty acid are regulated by nutrient sources. In this study, newly developed mutant Chlamydomonas reinhardtii with higher lipid content was investigated for the effect of nutrient limitation. Nitrogen $NO_3{^{-}}$ and phosphate $PO_4{^{3-}}$ were limited for nutrient starvation during the cultivation. Under nutrient starvation, total lipid content level was increased to 27~33% and C16:0 fatty acid content constituted over 31~43% of total fatty acid. Interestingly, we also found that the expression of fatty acid desaturase (FAD7) was decreased when nutrients were starved.

• 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.

• 생물환경조절학회지
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• 제6권1호
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• pp.27-33
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• 1997

This experiment was carried out to investigate the effects of limited nutrient supply during 21 days before and after pollination stage on the growth, fruit quality and nutrient uptake of muskmelon in rockwool culture. Muskmelon, cv. Earl's Favorite seeds sowed on rockwool cube and transplanted on rockwool slab($90\times15\times7.5cm$) when 2 to 3 true leaf appeared on Sep. 6, 1991. Three kinds of nutrient composition recommended by Shizuoka university, combinated with the composition of Otsuka house A and composition Shizuoka III. One half of calcium nitrate(Ca(NO$_3$)$_2$.4$H_2O$) for limiting nitrogen supply during 21 days was treated and then fertigated the nutrient composition recommended by Shizuoka university up to harvest time. Trickling nozzles(Netafim Co. Israel) were used for fertigation of nutrient solution and noncirculating system was employed. Temperature was maintained $18^{\circ}C$ in night but 23 to $25^{\circ}C$ for 10 days after pollination for softening the fruit. The drainage ratio of nutrient solution was adjusted 20 to 30 percent. Fertigated and drained amount, and the pH and EC of nutrient solution were recorded. The concentrations of mineral elements including N, P, K, Ca, and Mg were analyzed and compared among treatments. In both autumn and winter cultivation, the limitation of nutrient supply by adjustment of nutrient composition(NO$_3$-N : 8meㆍ$\ell^{-1}$) caused the nutrient deficiency in muskmelon plant due to the limited nutrient supply. After pollination nutrient limitation by the lowering the nitrate retarded the over thickening of upper leaves of muskmelon but plant height and fresh weight of fruit were higher in the plot of nonlimited nutrient supply. The phenomena were attributed to the differences of the amount of nutrient uptake due to the limited time of nutrient solution, duration of nutrient supply and concentration of nutrient solution. These results suggested that increasing nutrient supply in the pollination stage was favorable for better appearance of fruit and improving fruit quality. Further trials would be required for the incre-ment of sugar degree of muskmelon grown in rockwool.

• Ocean and Polar Research
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• 제32권2호
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• pp.97-111
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• 2010

Phytoplankton production is affected by various physico-chemical factors of environment. However, one of the most critical factors generally accepted as controlling primary production of phytoplankton is nutrients. It has recently been found that the succession of phytoplankton groups and species are closely related to the chemical properties of ambient water including nutrient limitation and their ratios. In Jangmok Bay, silicate and nitrate are primarily supplied by rainfall, while phosphate and ammonia are supplied by wind stress. Typhoons are associated with rainfall and strong wind stress, and when typhoons pass through the South Sea, such events may induce phytoplankton blooms. When nutrients were supplied by heavy rainfalls during the rainy season and by summer typhoons in Jangmok Bay, the dominant taxa among the phytoplankton groups were found to change successively with time. The dominant taxon was changed from diatoms to flagellates immediately after the episodic seasonal events, but returned to diatoms within 3~10 days. Pseudo-nitzschia spp. were dominant mainly in the presence of low phosphate levels during the first of the survey which included the rainy season, while Skeletonema costatum was dominant when phosphate concentrations were high due to the strong wind stress during the latter half of the survey as a result of the typhoon. The competition between S. costatum and Chaetoceros spp. appeared to be regulated by the silicate concentration. S. costatum preferred high silicate and phosphate concentrations; however, Chaetoceros spp. were able to endure low silicate concentrations. These results implied that, in coastal ecosystems, the input patterns of each nutrient supplied by rainfall and/or wind stress appeared to contribute to the summer succession of phytoplankton groups and species.

• Ocean and Polar Research
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• 제33권2호
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• pp.99-111
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• 2011

To estimate the effects of limitation nutrients for phytoplankton growth and its influences on short-term variations of a winter phytoplankton community structure, we investigated the abiotic and biotic factors of surface and bottom waters at 20 stations of inner and offshore areas from 6 to 7 February in Gwangyang Bay, Korea. Also, several algal bio-assay studies were conducted to identify any additional nutrient effects on phytoplankton assemblage using surface water for the assay. The dominant species in the bay was diatom Skeletonema costatum, which occupied more than 70% of total species in most stations (St.1-16) of the inner bay. According to a cluster and multidimensional scaling (MDS) analysis based on phytoplankton community data from each station, the bay was divided into three groups. The first group included stations from the south-western parts of Myodo lsland, which can be characterized as a semien-closed eutrophic area with high phytoplankton abundance. The second group included most stations from the north-eastern part of Myodo lsland, influenced indirectly by surface water currents from offshore of the bay. The standing phytoplankton crops were lower than those of the first group. The other cluster was restricted to samples collected from offshore of the bay. In the bay, silicon (Si) and phosphorus (P) were not a major limiting factor for phytoplankton production. However, since the DIN: DIP and DSi: DIN ratios clearly demonstrated that there were potential stoichiometric N limitations, nitrogen (N) was considered as a limiting factor. Based on the algal bio-assay, in vivo fluorescence values in N (+) added experiments were higher compared to control and P added experiments. Our results suggested that nitrogen may act as one of the most important factors in controlling primary production during winter in Gwangyang Bay.

• 환경생물
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• 제33권1호
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• pp.1-6
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• 2015

전세계적으로 2000년대 이후로 남조류에 의한 녹조의 발생이 증가하고 있으며, 이와 관련된 환경 문제가 공중건강을 위협하고 인간 활동을 제한하고 있다. 1970년대 캐나다의 호수를 중심으로 수행된 다년간의 현장 연구를 통하여, 녹조발생의 핵심적인 영양 제한인자로 인이 제시되었고, 인 저감에 대한 수계 관리가 진행되었다. 그러나 2000년대 이후, 대형 담수수계에서 특히 Microcystis에 의한 녹조 현상에서는 인뿐만 아니라 질소가 남조류 녹조 발생에 미치는 영향이 부각되고 있다. 한국의 담수 수계에서도 이와 비슷한 남조류에 의한 위해성 녹조 번성 특징을 갖고 있으므로, 이러한 패러다임의 변화는 국내 담수수계의 영양염류 관리에서 중요한 의미를 갖는다. 최근 국제적인 관련 연구를 통하여, 위해성 남조류 번성을 막기 위해 제안된 방법은 다음과 같다. 1) 질소와 인을 함께 관리하는 전략, 2) 폐수의 수집 및 처리, 3) 호소 유입수의 사전처리, 4) 저니의 준설, 5) 체류시간의 단축, 6) 조류의 효율적 회수법, 7) 조류의 침강 및 응집 등이 제시되고 있다. 추가적으로 남조류의 생태학적 특성에 기반한 지속가능하고 통합적인 담수수계의 녹조 관리기법이 수립되어야 한다. 녹조를 유발하는 남조류는 척결되어야 할 생물체가 아니라, 담수 수계에 필수적인 미생물 구성원이기 때문이다.

• 생태와환경
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• 제43권1호
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• pp.136-141
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• 2010

본 연구는 국내 대표적 인공호수인 대청호에서의 식물 플랑크톤의 1차 생산력을 알아보기 위하여 실험실과 현장에서 영양염 첨가 설험을 실시하였다. 실험을 위한 샘플을 2009년 9월 대청댐 앞 정수대 지점에서 채수 하였으며, 채수한 샘플은 Cubitainer에 6 L씩 분배하였다. 대조군은(Control) 영양염 처가 없이 원수 그대로 사용하였으며 6개의 처리군(Treatment)에는 $KH_2PO_4$와 $KNO_3$을 이용하여 P, 2P, 4P, $2NO_3$-N, $2NO_3$-N 그리고 질소와 인은 동시에 첨가한 P+$NO_3$-N의 농도로 영양염을 첨가하였다. 엽록소-$\alpha$ (Chlorophyll-$\alpha$)와 총질소(TN), 총인(TP)의 농도 변화를 매일 동일한 시간에 분석을 실시하였다. 단기 영양염 실험에서 인을 첨가해준 실험군은 대조군이나 질소를 첨가해준 처리군에 비해 식품플랑크톤의 성장이 뚜렷이 나타났으며, 이들 간의 높은 유의 수준을 보였다(p < 0.05). 또한 가장 높은 인의 농도를 첨가한 4P 처리군에서 P, 2P 처리군보다 높은 조류 성장률을 보였다. 반면 질소를 첨가한 처리군에서는 조류성장과 유의성을 보이지 않았다(p > 0.20). 염양염 첨가 실험결과 일반적으로 담수 생태계가 인에 의해 제한 된다는 다른 연구결과들과 일치하는 것으로 나타났다. 한편 인과 질소를 동시에 첨가한 처리군에서 가장 낮은 조류 성장률을 보였는데, 이는 제한 영양염이 인에 의해 작용 하더라도 질소와 함께 첨가될 경우 조류 성장 억제 될 수 있는 것으로 사료된다. 과거 장기간 측정된 대청댐의 상대비율 (TN:TP ratio)에 따르면 전체의 95% 이상이 17을 월등히 상회하는 값을 보여(Forsberg and Ryding, 1980), 총인과 총질소의 상대 비에 의해서도 인에 의한 제한 영양염 효과가 나타났다. 결과적으로 대청호의 정수대 부근에서 용존인이 일정량 이상 충분히 유지될 경우, 용존인은 식물플랑크톤의 생산력과 강한 양의 상관관계를 보이는 것으로 사료된다.

• Environmental Engineering Research
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• 제23권2호
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• pp.216-222
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• 2018

The growth characteristics of Spirulina platensis were investigated using four photo-bioreactors with $CO_2$-mixed air flows. Each reactor was operated under a specific condition: 3% $CO_2$ at 50 mL/min, 3% $CO_2$ at 150 mL/min, 6% $CO_2$ at 50 mL/min, and 6% CO2 at 150 mL/min. The 3% $CO_2$ at 150 mL/min condition produced the highest algal growth rate, while the 6% $CO_2$ at 150 mL/min conditioned produced the lowest. The algal growth performance was suitably assessed by the linear growth curve rather than the exponential growth. The medium pH decreased from 9.5 to 8.7-8.8 (3% $CO_2$) and 8.4-8.5 (6% $CO_2$), of which trends were predicted only by the pH-carbonate equilibrium and the reaction kinetics between dissolved $CO_2$ and $HCO_3{^-}$. Based on the stoichiometry between the nutrient amounts and cell elements, it was predicted that depleted nitrogen (N) at the early stage of the cultivation would reduce the algal growth rates due to nutrient starvation. In this study, use of the photobioreactors capable of good light energy distribution, proper ranges of $CO_2$ in bubbles and medium pH facilitated production of high amounts of algal biomass despite N limitation.