[논문]금강 하구 연안역의 해황과 관련한 영양염 전선

최용규; 양원석; 정주영

doi:10.5657/kfas.2002.35.3.289

문제 정의

그리고 채수는 가능한 대조에서 소 조로 변하는 시기에 맞추어 실시하였다. 다량의 담수가 유출되었을 때는 편향력에 의해서 담수는 북서쪽으로 치우쳐 흐르지만, 본 연구에서는 영양염이 많은 담수와 비교적 빈 영양인 해수와의 사이에서 형성되는 영양염 전선의 계절 변화를 우선 파악하기 위해서 동서 방향으로 정점을 설정하였다.
따라서 본 연구는 금강 하구 연안역에서 식물 플랑크톤의 대증 식과 관련이 있는, 담수 유출수의 영양염 불연속은 어디이며, 계절에 따라서 어떻게 변하는가를 해황과 관련하여 살펴보았다. 그 결과 금강 하구 연안역에서 담수 유출수로 인한 영양염 전선은 하구 전선과 함께 계절에 따라서 크게 변동하지 않고 연중 일정한 위치에서 형성되고 있음을 나타내었다.

가설 설정

1/iM)에서 큰 농도를 나타낸 것을 제외하고 (Fig. 4(b)), 정점에 따른 영양염 농도의 변화는 겨울과 봄의 변화 양상과 유사하다. 정점 3부터 외양 쪽으로 갈수록 영양염의 농도는 거의 변화가 없이 일정한 농도를 보였다.

제안 방법

정량 측정에는 분광광도계 (Cary-IE, Varian)를 사용하였다. 그리고 chl- a는 시료를 memberane filter로 여과한 후, 아세톤 용액을 이용하여 원심 분리 후에 홉광도를 측정하였다. 부유 물질은 GF/F를 이용해 105t에서 건조 후 정량하였다.
이들 정점에서 연속적으로 수온과 염분을 관측하였으며, 화학 분석은 표층과 저층에서 각각 채수를 하여 분석을 행하였고, 7월에는 표 충, 5 m, 10 m, 20 m, 30 m 그리고 저층에서 채수하여 부유물질과 chl-a를 추가로 분석하였다. 그리고 채수는 가능한 대조에서 소 조로 변하는 시기에 맞추어 실시하였다. 다량의 담수가 유출되었을 때는 편향력에 의해서 담수는 북서쪽으로 치우쳐 흐르지만, 본 연구에서는 영양염이 많은 담수와 비교적 빈 영양인 해수와의 사이에서 형성되는 영양염 전선의 계절 변화를 우선 파악하기 위해서 동서 방향으로 정점을 설정하였다.
금강 하구 연안에서 외양 쪽으로 영양염이 어떻게 변하는가를 보기 위하여 Fig. 2에 겨울(2월 22일)에 관측한 각 정점의 표층과 저층의 아질산 질소, 질산 질소 그리고 인산 인의 변화를 염분과 함께 나타내었다. 각 성분들은 표층과 저층이 거의 유사한 값을 보이고 있었다.
수온과 염분은 CTD(SBE 19)를 이용하여 현장에서 연속 관측하여, 1 m 깊이별로 평균한 자료를 사용하였다. 그리고 영양염 분석을 위하여 현장에서 해수를 채수한 후 냉장 보관하여 실험실에서 분석하였으며, 분석 방법은 해양환경 공정시험 방법에 따랐다 (해양수산부, 1998).
영양염 전선은 영양염이 많은 담수와 비교적 빈 영양인 해수가 만나서 생기는 수괴의 경계역이므로 해황을 살펴보기 위하여 수온과 염분의 연직 단면도를 나타내어 보았다. Fig.
영양염 전선이 관측한 때에만 나타난 것인지 혹은 안정되게 연중 지속되는 것인지를 살펴보기 위하여 표충에 있는 담수와 저 충에 있는 염수와의 경계의 안정도를 판단하는 무차원 상수인 Froude number를 Garvine and Monk (1974)에 따라서 계산해보았다, 즉 Fr=e/7마i로써, u는 유속 (cm/s), /는 담수와 염수의 밀도 차이 (kg/m‘)이고, g는 중력가속도(9.8 m/s')이며, h는 담수의 두께로 5m로 하였다. 그리고 유속은 국립해양조사원 (NORI) 의 조석표 서지 제510호를 이용하였는데 이에 따르면, 군산항 입구에서 창조류때는 최강 약 1.
1). 이들 정점에서 연속적으로 수온과 염분을 관측하였으며, 화학 분석은 표층과 저층에서 각각 채수를 하여 분석을 행하였고, 7월에는 표 충, 5 m, 10 m, 20 m, 30 m 그리고 저층에서 채수하여 부유물질과 chl-a를 추가로 분석하였다. 그리고 채수는 가능한 대조에서 소 조로 변하는 시기에 맞추어 실시하였다.

대상 데이터

금강 하구 연안역은 풍수기 때를 제외하고는 만의 성격을 나타내는 해역으로, 계절에 따라서 담수와 해수와의 상호 작용에 의해서 변화가 많은 해양 생태계 환경이다. 계절에 따라서 담수 유 출수의 영향이 변동하는 해역에서 영양염 전선의 변화를 보기 위하여 금강 하구언에서부터 약 70km 떨어진 어청도 남서쪽까지 동서 방향으로 7개의 연구 정점을 설정하였다 (Fig. 1). 이들 정점에서 연속적으로 수온과 염분을 관측하였으며, 화학 분석은 표층과 저층에서 각각 채수를 하여 분석을 행하였고, 7월에는 표 충, 5 m, 10 m, 20 m, 30 m 그리고 저층에서 채수하여 부유물질과 chl-a를 추가로 분석하였다.
금강 하구 연안역에서 2000년 2월 22일, 5월 9일, 7월 31일 그리고 10월 17일에 관측한 자료로 영양염 전선을 살펴보았다. 금강 하구언에서 약 20km 떨어져 있는 하구의 입구 역인 정점 2 부근에서 염분과 영양염이 뚜렷한 수평 구배를 보였다.

이론/모형

수온과 염분은 CTD(SBE 19)를 이용하여 현장에서 연속 관측하여, 1 m 깊이별로 평균한 자료를 사용하였다. 그리고 영양염 분석을 위하여 현장에서 해수를 채수한 후 냉장 보관하여 실험실에서 분석하였으며, 분석 방법은 해양환경 공정시험 방법에 따랐다 (해양수산부, 1998). 즉, 암모늄 질소는 인도페놀법을 이용하여 640nm에서 정량 측정하였고, 아질산 질소는 술퍼아미드 용액과 NED 용액으로 반응시켜 543 nm에서, 질산 질소는 카드 늄-구리 환원 관을 통과 시켜 아질산 질소의 정량 방법에 의해서 정량하였다.
인산인은 885 nm에서 정량 측정하였다. 정량 측정에는 분광광도계 (Cary-IE, Varian)를 사용하였다. 그리고 chl- a는 시료를 memberane filter로 여과한 후, 아세톤 용액을 이용하여 원심 분리 후에 홉광도를 측정하였다.
그리고 영양염 분석을 위하여 현장에서 해수를 채수한 후 냉장 보관하여 실험실에서 분석하였으며, 분석 방법은 해양환경 공정시험 방법에 따랐다 (해양수산부, 1998). 즉, 암모늄 질소는 인도페놀법을 이용하여 640nm에서 정량 측정하였고, 아질산 질소는 술퍼아미드 용액과 NED 용액으로 반응시켜 543 nm에서, 질산 질소는 카드 늄-구리 환원 관을 통과 시켜 아질산 질소의 정량 방법에 의해서 정량하였다. 인산인은 885 nm에서 정량 측정하였다.

성능/효과

금강 하구언에서 약 20km 떨어져 있는 하구의 입구 역인 정점 2 부근에서 염분과 영양염이 뚜렷한 수평 구배를 보였다. 계절별로 염분이나 영양염의 절대치는 변동을 보였지만, 염분과 영양염에서 가장 큰 수평 구배를 보인 전선은 염분이 적고 부영양인 금강 유출 수와 염분이 많고 빈 영양인 하구 외측의 연안 수를 뚜렷하게 구분하였다. 이것은 금강 하구 연안역에서 염분 전선과 영양염 전선이 일치함을 알 수 있었다.
따라서 본 연구는 금강 하구 연안역에서 식물 플랑크톤의 대증 식과 관련이 있는, 담수 유출수의 영양염 불연속은 어디이며, 계절에 따라서 어떻게 변하는가를 해황과 관련하여 살펴보았다. 그 결과 금강 하구 연안역에서 담수 유출수로 인한 영양염 전선은 하구 전선과 함께 계절에 따라서 크게 변동하지 않고 연중 일정한 위치에서 형성되고 있음을 나타내었다.
금강 하구 연안역에서 2000년 2월 22일, 5월 9일, 7월 31일 그리고 10월 17일에 관측한 자료로 영양염 전선을 살펴보았다. 금강 하구언에서 약 20km 떨어져 있는 하구의 입구 역인 정점 2 부근에서 염분과 영양염이 뚜렷한 수평 구배를 보였다. 계절별로 염분이나 영양염의 절대치는 변동을 보였지만, 염분과 영양염에서 가장 큰 수평 구배를 보인 전선은 염분이 적고 부영양인 금강 유출 수와 염분이 많고 빈 영양인 하구 외측의 연안 수를 뚜렷하게 구분하였다.
8월과 9월의 두 달 동안에 담수의 방류량 (약 186, 000톤)이 연간 방류량의 약 58% (2000년 총방류량은 6, 554, 751톤)에 이르렀다. 담수의 방류량이 여름과 가을에 연간 방류량의 반 이상에 이르고 있어, 금강 하구 연안은 여름과 가을에 가장 광범위한 저염화 현상을 보였다.
영양염 전선의 하구 안쪽으로는 이층 구 조가 연중 뚜렷하였지만, 냉각 효과가 영향을 미치고 갈수기 때인 겨울과 초 봄에는 이층 구조가 나타나지 않을 수도 있다. 또한 여름에 금강 하구로부터 유출된 담수가 하구언에서 약 40km 떨어진 십이동파도까지 영향을 미치지만, 정점 3에서 chl-a가 높은 농도를 나타내는 것으로 보아, 식물플랑크톤에 의해서 영양염은 소모되는 것으로 보인다. 이것은 금강 하구 안쪽이 부영양화되어 있어 항상 적조가 발생할 수 있다고 할지라도, 하구 안쪽에서는 부유 물질의 양이 많기 때문에 식물플랑크톤의 광합성 작용에는 제한을 받으리라 여겨진다.
4(a)). 아질산 질소, 질산 질소 그리고 인산 인은 염분과 같이 정점 1과 정점 2에서 가장 큰 기울기를 나타내었다. 아질산 질소는 정점 3의 저층 (약 2.
(1993)은 가장 높은 기초 생산력은 하구 전선 역의 바로 외양 쪽에서 나타난다고 하였다. 이와 같은 사실들은 여름철 풍수기에 담수 유출수가 외양 쪽으로 넓게 퍼져 나가더라도, 하구 역을 벗어난 해역에서 일사량과 수온 및 영 양염의 호조건이 형성됨으로써, 식물플랑크톤에 의한 영양염 소모 가 즉시 발생하여, 영양염 전선은 연중 일정한 위치에서 형성되고 있음을 알 수 있었다. 또한 하구 역 내에서는 풍 영양일지라도 부유 물질의 농도가 높게 나타나므로 식물플랑크톤의 광합성에 제한이 있는 것으로 판단된다.
6(e), (f)). 즉, 여름에 염분 약층 및 수온 약충이 가장 뚜렷하였으며, 하구뿐만 아니라 외양 쪽에서도 염분 약충 및 수온약층이 뚜렷하게 나타났다. 그리고 여름과 가을에 하구 쪽에서 염분이 약 21.

후속연구

따라서 담수 유출로 인한 표층 염분의 변화에 따른 식물플랑크톤의 천이 과정, 계절에 따른 부유 물질의 변동과 ChRz와의 상관성을 살피는 것도 필요하다고 생각된다. 아울러, 바람이나 열 속 등과 관련하여 조석 주기별로 변하는 하구 전선의 수리학적 구조를 구명하는 것도 앞으로의 과제이다.

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