선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 본 연구는 실험적으로 조성된 인공연못 (2 m X 2 m X 2 m)에서 패류의 여과 섭식이 수체 내 물질순환과 플랑크톤 군집에 미치는 영향을 평가하기 위해 이루어졌다.
- 본 연구에서는 실험적으로 조성된 인공연못 (enclosure) 에서 여과 섭식성 재첩이동 • 식물플랑크톤의 군집변화에 미치는 영향을 분석하였다.
가설 설정
- 윤충류 체적은 Downing and Rigler(1984)가 제시한 식에 따라 계산하였고, 동물 플랑크톤의 비중을 1.025로 가정하여 습중량을, 습중량의 10%를 건중량으로 계산하였다 (Hall et al, 1976; Pace and Orcutt, 1981). 예외적으로 윤충류의 두 속(genus) Asplanchna와 Synchaeta는 몸체가 매우 약해서 약간의 충격에도 쉽게 파괴되고 다른 종에 비해 수분함량이 많기 때문에 건중량은 습중량의 4%로 하였다 (Dumont et al.
제안 방법
- 2001년 8월 6일에 부영양호에서 채수한 6 m3의 물을 채웠으며, 조류의 성장을 위해 생활하수를 8월 22 일부터 26일까지 하루에 16L씩 총 80 L 를 인공연못 전체에 첨가하였다 (황 등, 2002).
- 2001년 9월 8일에 바닥에 모래를 채운 후 100개체의 패류를 분산시켜 담은 4개의 바구니를 1.3m 수심에 설치하였으며, 1일 간격으로 수질분석을 위한 시료를 0.5 m 수심에서 사이폰을 이용하여 채수하였다.
- 동물플랑크톤은 윤충류, 지각류, 요각류로 분류하였고 (Stemberger, 1979; Balcer et al., 1984; 조, 1993), 출현 종에 대한 가로, 세로 길이를 모두 측정하였으며 평균값을 생물량 계산에 이용하였다.
- 식물플랑크톤 현존량 조사를 위해 표층으로부터 0.5m 아래 수층의 물을 사이폰을 이용하여 채수한 후 일정량을 Lugol 용액으로 고정하였다(최종부피의 2% 첨가). 동물플랑크톤은 망목의 크기가 64 m인 네트로 수심 1m 에서 수직예인한 후 현장에서 sucrose-formaline을 이용하여 최종 농도가 5%가 되도록 고정하였다.
- 패류를 투입하지 않은 곳은 대조구 (control)로, 패류를 투입한 곳은 처리구 (treatment)로 구분하였다.
- 패류의 생존율은 100%로 인공연못에서의 패류 생존 가능성이 확인됨에 따라, 2001년 10월 18일에는 바구니를 제거하고 새로운 500개체와 함께 (총 600개체) 처리구 바닥에 분산하여 투입하였다.
- 물은 일주일에 1회 교환하였다. 패류의 섭식실험에 앞서 실험에 사용될 모든 패류들의 크기를 측정한 후 GF/C여과지로 여과한 부영양호 물이 채워진 플라스틱 용기에서 48시간 동안 순화하였다.
대상 데이터
- 2001년 8월에 2개의 인공연못(enclosure, 가로X세로 X깊이 = 2X2X2 m)을 설치하였고, 바닥에는 30 cm 두께로 모래를 채웠다(Fig. 1).
- 동 • 식물플랑크톤 조사를 위한 시료는 일주일에 2회 채취하였고, 수질자료는 황 등(2002)의 결과를 이용하였다.
- 실험에 필요한 패류는 북한강 상류의 수심 1~2m 정도의 지점에서 채집하였다.
데이터처리
- 처리구간의 계절에 따른 동 • 식물플랑크톤의 생물량과 현존량의 차이는 one-way ANOVA를 이용해 분석하였고, 패류 투입 전 • 후 처리구내 동 • 식물플랑크톤 생물량과 현존량 비교는 Student t-test를 이용하여 분석하였다(SPSS 10.0). 통계적 유의수준은 P＜0.
이론/모형
- 동 • 식물플랑크톤의 정량 • 정성 분석은 Sedwick-Rafter 계수판을 이용하여 광학현미경하(X100~200)에서 실시하였다.
- 세포 체적 당 탄소함량은 규조류, 남조류 및 녹조류의 경우 Mullin 등(1996)이 제시한 변환계수 식을 이용하였고(규조류: 10(-°.427+°.784(log V㎛3)) gC, 녹조류와 남조류: 10(-O.46O+O.866 (log V㎛3)) gC), 편모 조류는 Starthmann(1967) 이 제시한 식을 이용하였다 (200 fg C Rm-3).
- 식물플랑크톤은 동정 시 출현종의 가로, 세로 길이를 측정하여 Kellar 등(1980) 이 제시한 공식으로 세포당 체적 (V: m3)을 계산하였고, 탄소환산계수를 적용하여 탄소량 (C)으로 산정하였다.
- 영양상태지수는 Carlson (1977) (SD, Chl. a 그리고 TP 자료 이용)과 Kratzer and Brezonik (1981) (TN 자료 이용)에 따른 계산하였으며, 항목간의 편차를 이용하여 식물 플랑크톤 성장을 제한하는 요인을 평가하였다 (Havens, 2000).
- , 1975). 지각류와 요각류의 건중량은 Length-Dry weight 관계식을 사용하여 계산하였고 (Culver et al., 1985), 동물플랑크톤의 생물량(Rg C L-1)은 건중량의 48%를 탄소량으로 고려하여 (Andersen and Hessen, 1991) 산출하였다.
성능/효과
- 반면에 대조구에서는 9월 30일 부터 사상성 남조류인 Oscillatoria spp. (총 세포밀도의 71~99%)가 우점하였고 처리구에 비해 높은 세포밀도를 보였다.
- 결론적으로 본 연구결과 재첩의 여과성 섭식활동에 의해 enclosure내 식물플랑크톤을 포함한 입자성 물질이 감소하였고 무기영양염 농도가 증가하였다.
- 대조구에서는 처리구에서 패류 600개체가 투입된 10월 18일 이전에 비해 이후에 TSI(Chl. a-SD)와 TSI (Chl. a-TN) 다소 높아졌으나, 유의한 차이는 없었고(P= 0.53, ANOVA) TSI (Chl. a-TP)는 10월 18일 이후 동안에 현저히 증가하였다(P/0.05, ANOVA).
- 대조구와 처리구에서 수체 내 서로 다른 영양염의 일시적인 증가 이후에 식물플랑크톤이 증가하였고, N/P 비 (ratio)의 증가시기에 식물플랑크톤의 종 조성변화가 관찰되었다.
- 따라서, 600개체의 패류가 투입된 처리구에서 재첩의 직접적인 섭식에 의해 윤충류(Keratella valga)^ 크기가 작은 요각류 유생들이 감소하면서, 크기가 큰 지각류 Bosmina longirostris로 우점종이 변화되 었을 가능성도 배제할 수는 없다.
- 본 연구에서 600개체의 패류(재첩) 투입 후에 나타난 입자성 물질의 감소와 용존영양염의 증가는 플랑크톤 군집이나 영양염 순환에 대한 여과 섭식성 폐류인 재첩류(Corbiculidae)의 역할에 따른 결과로 유주된다.
- 본 연구에서 실험 초기대조구와 처리구 수체 내 DIN/DIP비는 7이하로 질소제한 가능성이 높았으나, 처리구에서는 패류의 섭식과정 중에 우선적으로 배출되는 암모니아 형태의 질소가 식물플랑크톤에 의해 이용됨으로써 (Matisoff et al., 1985; Dame, 1996) 상대적으로 더 많은 양의 인을 성장에 요구 하였고, 그로 인해 인 농도 증가 이후에 식물플랑크톤의 증가가 나타난 것으로 유추할 수 있다.
- 실험 기 간 동안 엽록소 a 농도의 증가는 처리구에서 수체 내 용존성 무기 인 (DIP)농도가, 대 조구에서는 암모니아농도가 상승한 직후에 나타났다 (Fig. 6).
- 5). 실험 이 시작된 9월 초 (1 Sep. 2001) 동물플랑크톤 군집 중 우점하였던 Brachionus calyciflorus와 같은 윤충류의 개체수가 빠르게 감소하였다가, 100개체의 패류가 투입된 이후 대조구에서와 동일 하게 Keratella valga로의 우점종 변화와 더불어 개체수가 증가하였다.
- 실험 초기 수체내 대조구와 처리구 모두에서 DIN/DIP비는 7이하였으나, 대조구에서는 11월 초에 그리고 처리구에서는 600개체의 패류가 투입되기 전 10월 초에 암모니아 농도의 증가로 인해 각각 9~16, 10~ 12까지 증가하였고, 이 시기에 식물플랑크톤 우점군집은 남조류에서 녹조류로 바뀌 었다 (Fig. 6).
- 패류 600개체 투입 이후에는 처리구에서 크기가 작은 윤충류와 요각류 유생들의 밀도가 감소하였으나, Bosmina longirostris, Diacyclops thomasi와 같은 크기가 큰 동물 플랑크톤의 밀도와 생물량은 대조구에 비해 높았다. 실험기 간 동안 엽록소 a 농도의 증가는 처리구에서 수체 내 DIP농도가, 대조구에서는 암모니아농도가 상승한 직후에 나타났다.
- 실험의 초기에는 처리구와 대조구 enclosure 모두에서 남조류인 Microcystis viridis와 M. aeruginosa 등이 우점 하였고, 세포밀도와 생물량의 큰 차이는 없었다.
- 4, 5, Table 2). 실험초기 대조구에서의 동물플랑크톤의 높은 밀도와 생물량은 실험이 진행되는 동안 감소하여 실험종료 시점까지 일정한 수준을 유지한 반면, 처리구에서는 100개체의 패류가 투입된 이후 약 3주 동안 지속적으로 감소하다가 10월부터 다시 증가하였고 600개체가 투입된 이후에는 다시 지속적인 감소를 나타냈다 (Fig. 4) (P/ 0.05, ANOVA). 특히, 패류 600개체가 투입된 직후에는 동물플랑크톤 밀도와 생물량 모두 현저한 감소를 보였다.
- 이러한 결과들은 패류의 여과섭식이 수체내 영양염 이용율을 변화 시키고, 동물플랑크톤과의 동일한 먹이원에 대한 경쟁 혹은 직접적인 섭식을 통해 수환경에서 물질 순환과 플랑크톤 군집 변화에 중요한 영향을 미칠 수 있음을 의미한다.
- 이와 달리, 처리구에서는 대조구에 비해 시간에 따른 식물플랑크톤의 생물량 변화가 적었고,600개체의 패류 투입 이후 11월에는 처리구 생물량이 현저히 감소하여 실험 종료 시에는 처리구보다 더 낮은 수준을 유지하였다.
- 조사 기간 동안 대조구와 처리구에서 동물플랑크톤 현존량과 생물량의 따른 변화는 엽록소 a 농도와 양의 상관성을보였다(r>0.52, P/0.05).
- 처리구에 100개체 투입 이후에 식물플랑크톤 우점종의 변화가 대조구에서의 현존량 증가와 더불어 나타났다(Figs. 2, 3) (Table 1). 인공연못 조성 초기에는 처리구와 대조구 모두에서 녹조류인 Scenedesmus spp.
- 처리구에서 600개체 투입 전후 시기동안 대조 구에서는 TSI (Chl. a-TN) 고과 TSI (Chl. a-TP)가 모두 증가하였으나 처리구에서는 암모니아 농도의 증가로 인하여 질소 제한에 대한 변화가 나타나지 않았다.
- 처리구에서 식물플랑크톤 생물량이 현저히 감소하는 시기에 동물플랑크톤의 생물량의 감소와 더불어 크기가 큰(>200 |m) Bosmina longirostris 와 Diacyclops thomasi와 같은 동물플랑크톤이 증가하였다.
- 처리구에서는 실험기간 동안 요각류와 지각류의 밀도와 생물량이 윤충류의 개체수가 증가하였던 10월을 제외하고는 높았다 (Fig. 5). 실험 이 시작된 9월 초 (1 Sep.
- 처리구와 대조구에서의 동물플랑크톤 생물량과 종조성의 변화는 상당한 차이가 있었다(Figs. 4, 5, Table 2). 실험초기 대조구에서의 동물플랑크톤의 높은 밀도와 생물량은 실험이 진행되는 동안 감소하여 실험종료 시점까지 일정한 수준을 유지한 반면, 처리구에서는 100개체의 패류가 투입된 이후 약 3주 동안 지속적으로 감소하다가 10월부터 다시 증가하였고 600개체가 투입된 이후에는 다시 지속적인 감소를 나타냈다 (Fig.
- 패류 100개체 투입 이후에 처리구에서 세포밀도의 감소와 수중 내 N/P의 증가와 더불어 우점종은 Ieio-ocystisee Scenedesmus로 바뀌었다.
- 실험 초기 대조구에서의 동물플랑크톤 밀도는 처리구에 비해 높았으나 100개체 투입 이후에는 처리구에서 높았다. 패류 600개체 투입 이후에는 처리구에서 크기가 작은 윤충류와 요각류 유생들의 밀도가 감소하였으나, Bosmina longirostris, Diacyclops thomasi와 같은 크기가 큰 동물 플랑크톤의 밀도와 생물량은 대조구에 비해 높았다. 실험기 간 동안 엽록소 a 농도의 증가는 처리구에서 수체 내 DIP농도가, 대조구에서는 암모니아농도가 상승한 직후에 나타났다.
- 패류 600개체가 투입된 이후 처리구에서 윤충류 밀도는 감소한 반면, 대조구에서는 증가하였다. 이러한 두 처리구 간의 차이는 11월까지 지속되었으나, 대조구와 처리구에서의 식물플랑크톤 우점종은 Selenastrum spp.
후속연구
- 본 연구에서 어느 쪽이 동물플랑크톤 생물량의 감소에더 많은 영향을 주었는지 직접 판단하기는 어렵다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.