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문제 정의
- 본 연구에서는 국내 댐 호수 중 10개 주요 호수를 선정하여 식물 플랑크톤의 종조성과 수화 발생 현황을 조사 비교하고,Muti-parameter Trophic State Index 방법을 이용하여 각 호수들의 수질영양단계를 평가하였다(Yang and Dickman 1993).특히 주요 식물플랑크톤 출현종에 대하여 수질 영양 단계를 기초로 한 생태형을 분류하여, 향후 식물플랑크톤을 이용한 호수 수질영양 단계의 모니터링 기법 개발의 기초자료로 활용하고자 하였다.
제안 방법
- 본 연구에서는 국내 댐 호수 중 10개 주요 호수를 선정하여 식물 플랑크톤의 종조성과 수화 발생 현황을 조사 비교하고,Muti-parameter Trophic State Index 방법을 이용하여 각 호수들의 수질영양단계를 평가하였다(Yang and Dickman 1993).특히 주요 식물플랑크톤 출현종에 대하여 수질 영양 단계를 기초로 한 생태형을 분류하여, 향후 식물플랑크톤을 이용한 호수 수질영양 단계의 모니터링 기법 개발의 기초자료로 활용하고자 하였다.
- 전체 조사 대상 호수의 각 조사 시기별 식물플랑크톤 군집에서 현존량이 전체의 0.1% 이상을 차지하는 43종을 주요 종 으로 선정하였으며, 이들이 출현한 각각의 지점과 시기의 총인과 투명도, 클로로필 a를 기초로 한 Yang and Dickman (1993)의 방법에 의하여 영양단계에 따른 각 출현종의 생태형을 분류하였다. 그 결과 중부 영양성 (mesoeutrophic)으로 분류된 Asterionella formosa와 Cyclotella radiosa, Stephanodiscus hantzschii, Synedra acus 등 4종과 중영양성 인 Tribonema affine를 제외한 나머지 38종 모두는 부영 양성 생태형으로 평가되었다(Table 5).
- 이 화학적 요인 분석을 위한 시료는 Van Dorn 채수기를 사용하여 채수하였다. 클로로필 0는 500 m2의 시료를 GF/F 유리섬유여과지로 여과하여 아세톤으로 24시간 추출한 후 흡광광도계로 측정하였다 (환경부 1996). 총질소(TN)는 자외선 흡광 광도법으로 측정하였고 총인(TP)은 아스코르빈산환원법으로 분석하였다 (환경부 1996).
- 수온, pH 및 용존산소는 YSI6000을 사용하였으며. 투명도(SD)는 직경 30cm의 Secchi Disc를 사용하여 현장에서 측정하였다.
대상 데이터
- 광동호, 충주호, 대청호, 안동호, 임하호, 운문호, 안계호.사연호, 남강호 등 10개 댐 호수를 대상으로 실시하였다. 조사지는 Fig.
- 총질소(TN)는 자외선 흡광 광도법으로 측정하였고 총인(TP)은 아스코르빈산환원법으로 분석하였다 (환경부 1996).수온, pH 및 용존산소는 YSI6000을 사용하였으며. 투명도(SD)는 직경 30cm의 Secchi Disc를 사용하여 현장에서 측정하였다.
- 식물플랑크톤 채집은 정량 시료는 1 Z용 플라스틱 채수병을 사용하였고, 정성시료는 plankton net(Rhigosha NXXX25)를 사용하였으며, 채집한 시료는 즉시 LugoFs solution으로 고정하였다. 규조류동정은 Hendey(1974) 방법에 따라 시료를 세정하고 Pleurax로 봉입하여 영구표본을 제작한 후 현미경으로 1000배 하에서 동정하였다.
- 팔당호를 포함한 10개 댐 호수를 대상으로 1998년 2월과 5월, 8월, 10월 등 계절별로 총 4회 채집 조사하였다. 식물플랑크톤과 이화학적 요인 분석을 위한 모든 시료는 댐 축 인접지점의 수심 10-20cm 범위의 표층수를 채수하였다.
- 팔당호를 포함한 10개 댐 호수를 대상으로 1998년 2월과 5월, 8월, 10월 등 계절별로 총 4회 채집 조사하였다. 식물플랑크톤과 이화학적 요인 분석을 위한 모든 시료는 댐 축 인접지점의 수심 10-20cm 범위의 표층수를 채수하였다.
이론/모형
- 식물플랑크톤 채집은 정량 시료는 1 Z용 플라스틱 채수병을 사용하였고, 정성시료는 plankton net(Rhigosha NXXX25)를 사용하였으며, 채집한 시료는 즉시 LugoFs solution으로 고정하였다. 규조류동정은 Hendey(1974) 방법에 따라 시료를 세정하고 Pleurax로 봉입하여 영구표본을 제작한 후 현미경으로 1000배 하에서 동정하였다. 식물플랑크톤은 정량채집한 시료를 24시간 이상 침전시켜 50-100 m2 로 농축시킨 후 Sedgwick-Rafer Chamber 를 사용하여 세포를 계수 하였다.
- 이 화학적 요인 분석을 위한 시료는 Van Dorn 채수기를 사용하여 채수하였다. 클로로필 0는 500 m2의 시료를 GF/F 유리섬유여과지로 여과하여 아세톤으로 24시간 추출한 후 흡광광도계로 측정하였다 (환경부 1996).
- 클로로필 0는 500 m2의 시료를 GF/F 유리섬유여과지로 여과하여 아세톤으로 24시간 추출한 후 흡광광도계로 측정하였다 (환경부 1996). 총질소(TN)는 자외선 흡광 광도법으로 측정하였고 총인(TP)은 아스코르빈산환원법으로 분석하였다 (환경부 1996).수온, pH 및 용존산소는 YSI6000을 사용하였으며.
- 호수 영양 단계는 Yang and Dickman(1993)의 호수 영양 단계지수(Lake Trophic Status Index: LTSI) 값을 구하여 평가하였으며 이를 위한 관계식은 다음과 같다.
성능/효과
- 여름철인 8월 조사에서는 팔당호가 Rhodomonas sp., 그리고 충주호가 녹조 강인 Volvox prolificus가 우점종이었던 것을 제외하곤 나머지 호수 모두 남조류인 Pseudanabaena limneMw(광동호, 사연호)와 Oscillatoria limosa(대청호), Microcystis ichthyoblabe(임 하호, 안동호) , Microcystis aeruginosa , Coelasphaerium naegelianum(안계호)등이 우 점종이었다(Table 4).
- 팔당호는 Stephanodiscus invisitatus가, 그리고 충주호는 Stephanodiscus hantzschii가 우점 종이었으며, 광동호와 안동호는 Synedra acus, 대청 호와 남강호는 Aulacoseira distans var. alpigena, 안계호와 운문호는 각각 Aulacoseira ambigua와 Asterionella formosa가 우점 종으로 조사되었다(Table 4).
- 임하호는 규조류인 Synedra acus가, 그리고 충주호와 대청호, 안계호, 남강호 역시 각각 규조류인 Cyclotella bodanica와 Fragilaria crotonensis, Asterionella formosa, Aulacoseira distans var. alpigew가 우 점종이었으며, 운문호는 유일하게 녹조류인 Dictyosphaerium pulchellumo이 우점으로 조사되었다(Table4).
- 겨울철인 2월 조사에서는 갈색편모조 강의 Rhodomonas sp.가 우점인 임하호와 역시 갈색편모조 강인 Cryptomonas aυata가 우점종인 사연호를 제외한 나머지 호수 모두에서 규조류가 우점종으로 조사되었다. 팔당호는 Stephanodiscus invisitatus가, 그리고 충주호는 Stephanodiscus hantzschii가 우점 종이었으며, 광동호와 안동호는 Synedra acus, 대청 호와 남강호는 Aulacoseira distans var.
- 1% 이상을 차지하는 43종을 주요 종 으로 선정하였으며, 이들이 출현한 각각의 지점과 시기의 총인과 투명도, 클로로필 a를 기초로 한 Yang and Dickman (1993)의 방법에 의하여 영양단계에 따른 각 출현종의 생태형을 분류하였다. 그 결과 중부 영양성 (mesoeutrophic)으로 분류된 Asterionella formosa와 Cyclotella radiosa, Stephanodiscus hantzschii, Synedra acus 등 4종과 중영양성 인 Tribonema affine를 제외한 나머지 38종 모두는 부영 양성 생태형으로 평가되었다(Table 5).이와 같은 결과는 조사 대상 호수의 식물플랑크톤 군집의 대부분이 부영양성 생태형 의 종들에 의해 구성되어 있으며, 이는 국내 댐저수지의 대 부분이 이미 매우 우려 할 수준의 부영양 단계에 있음을 의미 하는 것이다.
- 2까지의 범위를 보여 중부영양호였다. 나머지 팔당호와 대청호, 임하호, 안계호, 사연호, 남강호 등 6개 호수는 평균 LTSI값이 5.4 이상으로 모두 부영양 호로 조사되었다 (Table 3).
- 본 연구에서 각 조사 대상 호수의 영양단계 지수, 즉 1998년의 LTSI(Lake Trophic Status Index, Yang and Dickman1993)의 년간 펴 균값은 4.1에서 8.0의 범위를 보였는데, 평균 LTSI 값을 기준으로 10개 호수 중 중 영양호(mesotrophic) 1개소, 중부 영양호(mesoeutrophic) 3개소, 그리고 나머지 6개소는 부영양호(eutrophic)로 평가되었다(Table 3).
- 본 연구에서 안동호는 LTSI의 년 중 평균값이 4.1로 유일한 중 영 양호로 평가되 었으며, 광동호와 충주호, 운문호는 평균 LTSI값이 4.9에서 5.2까지의 범위를 보여 중부영양호였다. 나머지 팔당호와 대청호, 임하호, 안계호, 사연호, 남강호 등 6개 호수는 평균 LTSI값이 5.
- 본 조사에서는 대체적으로 총질소 농도가 낮을 때 남조류가 우점하고 반대로 총질소 농도가 높을 때는 규조류가 우점하는 경향을 나타냈다. 이는 질소 농도가 낮아지거나 결핍될 때 타조류군에 비해 질소 고정 능력이 있는 남조류가 번 무하는 육수학적 특성에 기인한 결과로 이해될 수 있다.
- 본 조사에서는 모든 조사지점에서 고수온기인 8월과 10월에 현존량이 급증하는 양상을 나타냈으며, 5월 조사에서 사연호가 최소인 239 cells·ml-1의 현존량을 기록하였으며, 8월의 임하호가 97, 272cells·ml-1인 최대치를 보였다 (Fig.2).
- (Schindler 1977; Home and Goldman 1994).총인은 조사 시기 및 호수별로 차이가 비교적 크게 나타났는데, 안동호를 제외한 나머지 호수들은 8월과 10월에 총인의 농도가 2월과 5월에 비해 높았다. 대부분의 호수에서 여름철과 가을철에 총인의 농도가 증가하는 것은 초여름의 장마철의 집중 강우 로 인해 유역으로부터 영양염 유입이 크게 증가하는 것이 그 원인으로 추정된다(Harper 1992).
- 남강댐을 제외한 나머지 호수들은 모두 2월과 5월보다 8월과 10월에 영양 단계가 높게 나타났다. 특히 본조사에서는 안동호를 제외한 9개 호수는 고수온기인 8월에는 모두 대단히 높은 LTSI 값으로 부영양 단계로 평가되었다(Table 3).
- 특히 팔당호는 유일하게 4차례 조사 모두에서 5,000 cells·ml-1 이상의 현존량을 보여 년 중 수화상태에 있는 것으로 나타났다. 그러나 팔당호는 짧은 체류시간의 영향으로 남조류 발생량이 상대적으로 높지 않아 고수온기인 8월과 10월에는 타호수들에 비해 식물플랑크톤 현존량 증가는 그다지 크지 않았다 (이 등 1998).
후속연구
- 이와 같은 결과는 조사 대상 호수의 식물플랑크톤 군집의 대부분이 부영양성 생태형 의 종들에 의해 구성되어 있으며, 이는 국내 댐저수지의 대 부분이 이미 매우 우려 할 수준의 부영양 단계에 있음을 의미 하는 것이다. 따라서 향후 국내 댐저수지들에 대한 수질관리 에 더 많은 관심과 노력이 요구되며, 또한 식물플랑크톤의 생태형 분류에 의한 호수 영양단계의 모니터링이 매우 유효하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
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