• 한국미생물·생명공학회지
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• 제44권4호
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• pp.432-441
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• 2016

Machaerium cuspidatum은 Fabaceae과 legume속에 속하는 캐노피 덩굴식물(canopy liana)로, 열대 우림 지역에 분포하는 식물이다. 본 연구에서는 Machaerium cuspidatum 메탄올 추출물(MEMC)의 항산화능을 확인하고, 항암 활성 및 그 기전을 인체 폐암세포 A549, 인체간암세포 HepG2를 사용하여 분석하였다. 먼저 DPPH를 이용하여 MEMC의 radical 소거능을 분석한 결과, 소거능 50%의 MEMC 농도($IC_{50}$)는 $1.66{\mu}g/ml$l이었으며, MEMC가 추출물인 것을 감안할 때 효과적인 항산화능을 보유하고 있음을 알 수 있었다. 또한 MEMC는 A549, HepG2 및 HT29에 대해 농도의존적으로 세포 사멸 효과를 보였으며, 세포 형태 변화를 유도하였다. A549와 HepG2를 사용하여 세포주기를 분석한 결과, MEMC 처리 농도가 증가할수록 apoptotic 세포를 의미하는 subG1기의 세포가 증가하였다. 따라서 MEMC에 의한 A549 및 HepG2의 apoptosis 유도를 Annexin V/7AAD 염색으로 확인한 결과, A549 및 HepG2에서 MEMC 농도의존적으로 Annexin V 양성 세포의 비율이 증가하였으며, DAPI 염색결과 MEMC 농도의존적으로 A549와 HepG2의 apoptotic body가 증가하였다. 특히 MEMC에 의한 apoptosis는 p53과 Bax의 발현증가 및 Bcl-2의 발현감소와 연관되어 있으며, caspase-3, -8, -9의 활성화와 poly ADP ribose polymerase (PARP)의 단편화를 일으키는 것을 확인하였다. 이러한 결과들로부터 MEMC는 외인성 및 내인성 경로를 통한 apoptosis 유도에 의해 A549와 HepG2의 증식을 억제시키는 것으로 사료된다.

• 한국물환경학회지
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• 제34권2호
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• pp.183-201
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• 2018

The tolerance of Korean benthic macroinvertebrates to organic pollution has been analyzed since the early 1990s. However, considering the fact that there have been related studies carried out in some European countries since the early 20th century, the history of the research in Korea is very short and there is still much knowledge to supplement. We revised the saprobic valency, the saprobic value and the indicator weight value of 190 benthic macroinvertebrates taxa through the data of water quality and individual abundance collected from 7,086 sampling units in Korea from 2008 to 2014. The individual abundance of Uracanthella (Ephemeroptera) as a representative, one of the most common and abundant taxa in Korea, showed a typical lognormal distribution to 5-day biochemical oxygen demand (BOD5) concentration, and a normal distribution to the class interval of BOD5 concentration according to saprobic series. The value combining the mean individual abundance and the relative frequency of occurrence was a more efficient indicator value than that of each property alone. Benthic Macroinertebrates Index (BMI) was newly proposed as a modification of the saprobic index of Zelinka and Marvan (1961). BMI showed extremely significant correlation (determination coefficient $r^2$ > 0.6, n = 569 sites) with the concentration of BOD5, and the coefficient was a little higher than those of the previous indices. Until now, there has been very little research on the assessment of biological integrity of benthic macroinvertebrates community in Korea. While continuing researches into improve the reliability of BMI, it is necessary to develop multimetric indices for evaluating the integrity, including the composition of species and functional guilds, and the richness and diversity of the community.

• 한국습지학회지
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• 제8권2호
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• pp.53-64
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• 2006

최근 들어 국내에서도 생태도시를 지향하면서 도시하천을 자연형 하천으로 복원시키고 있는 사례가 증가하고 있어 B시의 상동천을 대상으로 하여 인공하천으로 조성 한 후 식생 및 어류생태계의 모니터링과 어류의 습식에 의한 조류의 제거 특성을 평가하고 하천생태계의 복원과정과 조류의 제거로 인한 수질개선방안을 연구하였다. 그 결과 기초적인 하천생태계는 조성된 후 4년이 지난 시점에서 건전하게 재생 복원되고 있었으며, 식물상 및 식생군락은 모두 관속식물 문으로 44과 73속 79종 14변종으로 총 93분류군이 관찰되었다. 어류는 총 3과 8종 354개체로 일반적으로 수질오염에 내성이 강한 참붕어, 잉어, 붕어 등이 우점 하여 출현하였으며 상대풍부도를 비교할 시 참붕어가 50.5%, 잉어 21.2%, 붕어 20.9%, 버들매치 7.1%, 미구라지 0.3% 순으로 나타났다. 실험하천 특성상 조류의 이상 증식에 따른 어류의 식이물에 대한 분석 결과 조류를 잉어(Cyprinus Carpic)는 90%이상, 붕어(Carassius Auratus)는 30% 이상 섭취하는 것으로 판명 되었다. 표본에 대한 개략적 분석에서 체장 약 34cm 개체의 잉어가 습중량 43.2g의 조류를 섭취한 것으로 조사되었는데 이는 대형개체의 잉어가 조류의 제거에 어느 정도 효과가 있는 것을 알 수 있었다. 본 연구결과 실험하천의 수목과 수생식물은 조성 당시에 임의로 식재되어 하천생태계의 식생 특성과 수질정화 효과를 크게 기대 할 수 없었으며 앞으로 자연형 하천은 조성 당시부터 생태하천공학적인 수질 및 수리 모델링에 의하여 설계한 후 조성이 이루어져야 수질정화기능을 수행할 수 있으며 어류생태계는 잉어를 비롯한 대형개체의 도입으로 인하여 고차 소비자의 생체량이 증가함으로서 먹이사슬의 구조에 많은 영향을 미칠 것으로 판단되었으며 어류에 의한 조류제거는 일부 식이특성에 따라 습식하는 것으로 밝혀졌으나 큰 효과는 없는 것을 알 수 있었고 앞으로 더 많은 연구가 필요한 것으 로 판단되었다.

• 한국환경생태학회지
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• 제33권5호
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• pp.515-524
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• 2019

본 연구는 경상북도 영주시에 위치한 영주댐의 담수 이전과 이후의 자료를 비교 분석하여 인위적인 교란의 영향을 파악하고자 하였다. 조사시기는 2018년 4월부터 10월까지 총 4회 조사를 실시하였으며, 조사지점은 유사조절지(모래차단댐) 하류부터 영주댐 하류까지 총 4개의 지점을 선정하였다. 담수 이전의 자료는 문헌을 인용하여 분석하였다. 저서성 대형무척추동물은 총 3문 7강 14목 48과 77종 35,037개체/$m^2$가 출현하였다. 군집분석 결과 우점도지수는 0.44(${\pm}0.11$)에서 0.62(${\pm}0.16$), 다양도지수는 2.26(${\pm}0.30$)에서 1.75(${\pm}0.45$), 균등도지수는 0.75(${\pm}0.10$)에서 0.66(${\pm}0.14$), 풍부도지수는 3.11(${\pm}0.98$)에서 2.25(${\pm}0.81$)로 나타났으며, 우점종은 대부분 줄날도래류(Hydropsychidae spp.)에서 깔따구류(Chironomidae sp.)로 변화하였다. PCA 분석 결과 Axis 1을 기준으로 2014년 지점과 줄날도래류는 음의 값을 나타내었으며, 2018년 지점과 깔따구류는 양의 값을 나타내었다. 모든지점에서 우점도지수는 증가하고 다양도지수는 감소하였으며, St. 2에서 군집변화가 가장 큰 것으로 분석되었다. 기능군 분석 결과 섭석기능군은 긁어먹는무리(Scrapers)가 감소하고 주워먹는무리(Gathering-Collectors)는 증가하였으며, 서식기능군은 붙는무리(Clingers)가 감소하고 굴파는무리(Burrowers)는 증가하는 것으로 나타났다. 저서동물 하천하상지수(BMSI) 분석 결과 평균 57.1(${\pm}8.0$, C 등급)에서 평균 30.0(${\pm}12.1$, C 등급)으로 감소하였으며, 특히 St. 3과 St. 4는 감소율이 높은 것으로 나타났다.

• 생명과학회지
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• 제33권7호
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• pp.565-573
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• 2023

숙주 동물과 동물의 장내 미생물의 건강 또는 생산성에 대한 연구결과를 미루어 볼 때, 가축 동물의 장내 미생물에 대한 연구는 매우 중요하다. 본 연구는 국내에서 사육되는 젖소 중 홀스타인 종과 저지종 젖소의 장내 미생물을 분석하고 차세대 염기서열 분석을 통해 젖소 종에 따른 장내 미생물 군집 구조의 차이를 규명하고자 하였다. 젖소의 원유 생산과 관련있는 것으로 알려진 종 풍부도와 종 다양성 지수 분석 결과 대부분의 풍부도 및 다양성 지수가 홀스타인 종 보다 저지 종에서 유의한 수준으로 높은 것으로 나타났으나, 종 간의 계통학적 거리를 합산하여 산출되는 phylogenetic diversity 지수는 낮은 것으로 나타났다. 미생물 분포 분석 결과 홀스타인과 저지 종의 두 집단 장내 미생물 군집 구조가 다른 것으로 나타났다. 두 종의 젖소에서 과(family) 수준의 다양한 장내 미생물간의 분포에 상관관계가 있는 것으로 나타났으며, 특히 저지 종의 장내 미생물은 다양한 미생물 분포 사이에 매우 유의한 수준의 상관관계가 있는 것으로 나타났다. 두 종의 젖소 장내 미생물 구조에 차이가 있는지 확인하기 위해 beta-diversity 분석을 수행하였으며, PCoA 분석과 UPGMA clustering 분석 결과 두 그룹의 cluster가 명확히 분리되는 것을 시각적으로 확인하였으며, PERMANOVA 분석 결과 두 종의 장내 미생물 군집 구조가 통계적으로 매우 유의한 수준의 차이가 있는 것으로 나타났다. 두 젖소 종의 장내 미생물 군집 구조 차이에 기여하는 미생물을 확인하기 위해 LEfSe 분석을 수행하였으며, 그 결과 Firmicutes, Bacilli, Moraxellaceae, Pseudomonadales 등의 상대적인 미생물 분포 차이가 두 그룹간 장내 미생물 군집 구조 차이에 가장 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다.

• 환경생물
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• 제41권3호
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• pp.325-334
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• 2023

미국과 멕시코 지역이 원산지로 알려진 미국가재는 세계적인 침입종으로서, 최근 국내에서도 자연개체군의 출현과 개체수의 증가가 보고 되어왔다. 본 연구에서는 미토콘드리아 COI 유전자 및 초위성체 마커를 이용하여, 다양한 체색을 포함한 침입 자연개체군, 유입경로로 추정되는 수족관 개체군, 원산지 개체군인 미국 개체군의 유전자 다양성 및 집단유전학 분석을 수행하였다. 미토콘드리아 COI 유전자 다양성 분석 결과, 국내에서 채집된 침입 자연개체군(33개체)과 수족관 개체군(226개체)에서 5개의 단상형만이 발견되었으며, 초위성체 마커를 이용한 집단유전학 분석 결과에서도 침입 자연개체군과 수족관 개체군은 낮은 유전자 다양성을 나타냈다. 미국 개체군의 유전자 다양성은 두 마커에서 모두 높게 나타났는데, 이는 일반적으로 원산지(source population) 개체군이 높은 유전자 다양성을 가지는 특성을 보여준다고 할 수 있다. 본 연구에서 미국 개체군에서 수족관 개체군으로 그리고 침입 자연개체군으로 유입된 경로를 직접적으로 보여주지는 않으나, 모든 개체군에서 공유되는 COI 단상형(haplotype)과 낮은 유전적 분화도(FST)로 볼 때, 원산지인 미국으로부터 수입된 개체들이 각기 다른 수족관을 통해 침입 자연개체군으로 유입되었을 가능성을 보여준다. 특히 수족관 개체군은 많은 개체수임에도 불구하고, 매우 낮은 유전적 다양성을 보임으로써 창시자 효과 후 inbreeding에 의한 개체군일 가능성을 보여주며, 이는 소수의 개체로부터 대량 증식되었을 가능성을 보여준다. 또한 서로 다른 체색을 띠는 수족관 개체들은 체색에 따른 유전적 차이는 없었다. 다만 주홍색 가재와 흰색 가재에서 더 높은 inbreeding이 나타났을 가능성을 보여준다. 따라서 자연개체군의 체색의 경우 수족관 개체의 특정 체색으로부터 유입되었다기보다는 자연환경에서 적응에 의해 나타난 변화의 가능성이 높다고 할 수 있다. 또한 침입 자연개체군의 낮은 유전적 다양성으로 볼 때 초기 국내 자연개체군의 유효집단(effective population)의 크기는 크지 않을 것으로 보이며, 근거리에 위치한 두 침입 자연개체군의 비교적 큰 유전적 분화도 결과로 볼 때 두 침입 자연개체군의 유전적 흐름보다는, 원산지인 미국의 다양한 유전자형이 다양한 국내 지역 수족관으로 유입되고, 이후 각각 다른 경로를 통해 각각의 자연개체군을 형성했을 것으로 보인다. 이는 본 연구에 포함되지 않은 다른 유입경로가 있음을 보여주며, 대량 사육되어 판매되는 미국가재가 자연개체군으로 유입되었을 가능성을 나타낸다. 본 연구 결과에서 얻은 미국 개체군, 국내 수족관 개체군, 국내 침입 자연개체군의 유전자 다양성 및 집단유전학 연구는 개체군 증가와 확산이 우려되는 국내 침입 자연개체군의 크기 및 유입경로를 추론하는 데 중요한 정보가 될 것이며, 이후 국내 자연개체군 대량 발생의 분석과 모니터링에 활용될 수 있을 것이다.

• Ocean and Polar Research
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• 제25권2호
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• pp.183-200
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• 2003

저서생물의 유기물 오염에 대한 반응 정도를 간접적으로 나타내주는 저서오염지수(Benthic Pollution Index)를 근거로 시화지구 폐쇄해역의 환경오염 및 생태계 변화추이를 파악하고, 그 결과를 동일시기의 저서생물 군집의 평균서식밀도 및 출현종 변화와의 비교분석을 통해 효율성을 타진함으로써, BPI 산출비교 방식을 향후 환경감시에 유용하게 사용할 수 있는 오염도 감식방법으로의 하나로 제안하였다. 시화 부근해역의 폐쇄 이전인 1980년 외해수화의 접촉이 원활하던 시기와, 1994년 초 시화방조제의 마지막 물막이 공사 이후 해역이 완전 폐쇄되었던 시기, 그리고 1997년 7월부터 1999년 하반기까지 방류량의 연차별 차등을 두고 정기적으로 외해수의 유통이 재개된 시기 등 세 시기별 생태계 변화추이를 동일지점에서 수행된 저서 생태계 조사결과를 바탕으로 조사정점별 BPI등급을 이용하여 시 공간적으로 비교 고찰하였다. 1994년 2월의 시화방조제 완공이후 육지에서 가까운 좁은 내만 지역으로부터 급격히 악화되기 시작한 폐쇄해역의 생태환경은, 1995년에는 시화호의 중심부만을 제외한 폐쇄해역 주변부를 따라 오염이 진행되었고, 1996년으로 접어들자 폐쇄해역의 전역에 걸쳐 매우 낮은 BPI지수가 나타남으로써 심각한 오염 확산이 확인되었다. 배수갑문의 시험개방 직후인 1997년에는 여전히 매우 높은 오염도를 보였고, 증가된 방류량과 더불어 상시개방이 시행된 시기 이후인 1998년에 들어 방조제 부근으로부터 BPI지수에 점진적인 변화가 나타나기 시작했다. 1999년으로 접어들면서 내만 깊숙한 지역을 제외하고 방조제 가까운 방향의 폐쇄해역에서 BPI등급이 낮아지고 있는 것이 확인됨으로써 외해수 유출입이 긍정적인 영향을 끼친 것으로 추측된다. 한편, 각 시기의 저서생물 군집분석결과, 매우 유사한 경향을 나타냄으로써 저서오염지수(BPI) 산출방식과 유의한 결론이 도출되었으며, 이는 환경평가 방법의 하나로 저서오염지수(BPI)산출방식의 효율성을 뒷받침 해주는 것으로 평가된다.

• 환경생물
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• 제25권4호
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• pp.326-335
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• 2007

농업생태계에 심겨진 탄저병 저항성 유전자인 PepEST 유전자가 내재된 유전자변형 고추의 환경위해성을 평가하기 위하여 2006년 고추의 생육기간 동안 절지동물의 군집구조를 3회(6월 20일, 7월 25일, 8월 28일)에 걸쳐 조사하였다. 두 가지의 고추 즉 모본(nTR, WT512)와 유전자 변형 고추(TR, line 68)의 꽃과 잎에 서식하는 곤충을 포함한 절지동물의 군집구조를 파악하기 위하여 곤충을 포획할 수 있는 진공 흡입기를 이용하여 절지동물을 정량적으로 채집하였다. 생육 기간 중에서 7월에 가장 많은 종수, 종다양도, 그리고 종구성의 차이를 보여주었지만(P<0.05), 각 생육기간별 두 작물간의 군집구조는 통계적으로 유의한 차이가 없었다(P>0.05). 각 분류군 별로 통계적인 유의성을 검증한 결과, 초식자의 먹이 기능군이 통계적인 유의성을 나타냈으며 (P<0.05), 그초식자군의 고추에 대한 잠재적인 피해 가능성을 검정한 결과, 섬서구메뚜기, 진딧물, 그리고 총채벌레의 잠재적 피해가능성이 크다고 판단되었다. 지금까지 수행된 본 연구결과를 근거로 판단하여 볼 때, 유전자 변형 고추로 인한 비표적 생물체의 군집구조의 차이가 없었으므로, 환경위해도는 없는 것으로 판단되지만, 추후 환경 위해도의 잠재 가능성 때문에, 환경위해성 평가연구가 지속적으로 수행되어야 한다고 결론 내릴 수 있다.

• 한국유기농업학회지
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• 제27권4호
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• pp.479-499
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• 2019

본 연구는 제주지역 무 주산지에서 재배 방법(유기 vs. 관행)과 토양 종류(화산회토 vs. 비화산회토)에 따른 토양의 화학적 특성, 미생물 활성 그리고 미생물 군집 조성을 분석하고 요인간 연관성을 구명하기 위하여 수행하였다. 전반적으로 유기와 관행의 재배 방식에 따른 토양 화학성은 처리간 뚜렷한 경향을 보이지는 않았으나 토양 미생물체량, 효소 활성, 종 풍부도와 다양성 그리고 미생물 군집 분포 등은 유의한 차이를 보였다. 반면에 토양 종류에 따른 화학성과 미생물 군집 분포 등 미생물학적 특성은 뚜렷한 차이를 보였다. 특히 유기재배 토양에서 관행 대비 토양의 세균, 방선균 및 사상균 그리고 미생물체량이 증가하였으며, Org-NA 토양에서 탈수소효소 활성, 종 풍부도(Chao 1) 그리고 종 다양성(Phyrogenetic diversity) 지수가 가장 높았다. 무 재배 토양에 분포하고 있는 주요 세균 문은 Proteobacteria, Acidobacteria, Chloroflexi, Firmicutes 그리고 Actinobacteria 등 5종이었으며 재배 방법 및 토양 종류에 관계없이 Proteobacteria 문이 화산회토에서 25.9%, 비화산회토에서 21.9~24.9%로 가장 높은 분포를 보였다. 그리고 대체로 화산회토와 비화산회토 토양 종류별로 유사한 군집 조성을 보였으며, 화산회토에서는 재배 방법별 주요 문의 군집 조성은 큰 차이가 없었으나 비화산회토에서는 차이를 보였다. 특히, Firmicutes는 Org-NA 토양에서 21.0%, Acidobacteria는 Con-A에서 21.6%로 가장 높은 분포를 보였는데 대체로 화산회토와 관행재배 토양에서 높은 경향을 보였다. 또한 재배 방법 및 토양 종류별 미생물 군집을 대표하는 바이오마커를 찾기 위하여 LEfSe 분석을 실시한 결과, Firmicutes 문의 분포가 비화산회토와 유기재배 토양에서 유의하게 증가하였다. 그리고 토양 화학성 중에서 총유기탄소 함량, 유효인산 그리고 치환성칼륨 함량은 Firmicutes 등 주요 세균 문과 유의한 상관관계를 보였다.

• Ocean and Polar Research
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• 제32권3호
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• pp.269-289
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• 2010

In Summer 2008, a multidisciplinary survey was conducted onboard R/V Haeyang 2000 to understand plankton response to the three distinct physico-chemical settings that developed in the Ulleung Basin of the East Sea. Baseline settings of hydrographic conditions included the presence of the thin (<20 m) Tsushima Surface Water (TSW) on top of the Tsushima Middle Water (TMW). It extends from the Korea Strait to $37^{\circ}N$ along the $130^{\circ}E$ and then turns offshore and encompasses the relatively saline (T>$26^{\circ}C$, S>33.7) Ulleung Warm Eddy surface water centered at $36.5^{\circ}N$ and $131^{\circ}E$. A relatively colder and saline water mass appeared off the southeastern coast of Korea. It was accompanied by higher nutrient and chlorophyll-a concentrations, suggesting a coastal upwelling. Most of the offshore surface waters support low phytoplankton biomass (0.3 mg chl-a $m^{-3}$). A much denser phytoplankton biomass (1-2.3 mg $m^{-3}$) accumulated at the subsurface layer between 20-50 m depth. The subsurface chlorophyll-a maximum (SCM) layer was closely related to the nutricline, suggesting an active growth of phytoplankton at depth. The SCM developed at shallow depth (20-30 m) near the coast and deepened offshore (50-60 m). A fucoxanthin/zeaxanthin ratio was high in coastal waters while it was low in offshore waters, which indicated that diatoms dominate coastal waters while cyanobacteria dominate offshore waters. The community structure and biomass of phytoplanktonare closely related to nitrogen availability. Zooplankton biomass was higher in the coastal region than in the offshore region while species richness showed an opposite trend. Zooplankton community structure retained a coastal/offshore contrast. These suggest that summer hydrography is a stable structure, lasting long enough to allow a hydrography-specific plankton community to evolve.