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문제 정의
- 그러므로 본 연구에서는 인공기질 이용하여 부착규조 군집 형성의 초기단계에 대한 특성을 밝힘으로서, 부착규조의기본적 생태에 관한 이해를 넓히고, 규조를 이용한 생물학적 수질판정 법의 합리적 활용법 수립 에 기여하고자 하였다.
- 부착규조의 군집형성의 초기단계의 생태학적 특성을 이해하기 위해 우점종 및 아우점종의 천이를 파악하고자 하였다.
제안 방법
- 제작된 슬라이드는 OLYMPUS BX-50 광학현미경으로 400-1000배에서 관찰하였고, OLYMPUS PM-20으로 사진 촬영하여 분석하였다. 또한, 규조 군집의 상대빈도를 위한 계수는 임의로 선정된 현미경 하의 시야에서 피각의 수가 500 개 이상이 되도록 하였다.
- 본 연구에서는 부착규조의 천이과정을 집단분석에 준하여초기와 중기, 후기로 나누었는데, 천이 초기 선호종eCocconeis placentula와 C. placentula var. lineata가, 후기 선호 종은 Diatoma oulgare였다.
- 부착규조 군집 구조를 분석하기 위하여 전 조사기간의 출현 종의 상대빈도를 기본 자료로 하여 Shannon and Weaver (1963)의 종다양성지수, Simpson(1949)의 우점도지수 그리고 Pielou(1966)의 균등지수를 구하였다. 집단분석(cluster analysis)과 주성분분석은 MVSP 3.
- 제작된 슬라이드는 OLYMPUS BX-50 광학현미경으로 400-1000배에서 관찰하였고, OLYMPUS PM-20으로 사진 촬영하여 분석하였다. 또한, 규조 군집의 상대빈도를 위한 계수는 임의로 선정된 현미경 하의 시야에서 피각의 수가 500 개 이상이 되도록 하였다.
대상 데이터
- 1). 본 조사 정점의 수심 약 30 cm에 5 cm 간격으로 인공기질(직육면체 콘크리트 불럭 ; 19.5 mm X 8.0 mm X 5.5mm) 600개를 2002년 10월 12일 설치하여 2002년 10월 13일부터 12월 21일까지 70일간 매일 한 차례씩 채집하였다.
- 본 조사는 금호강 본류 중 경상북도 경산시 진량읍 내리리에 위치한 지점을 대상으로 실시하였다. 본 지점은 낙동강과 접하는 금호강 하류로부터 약 54 km 상류에 위치하고 있으며 , 본류 수역 중 유량 등의 환경조건의 변화가 비교적 적은 지역이다(Fig.
- 위치한 지점을 대상으로 실시하였다. 본 지점은 낙동강과 접하는 금호강 하류로부터 약 54 km 상류에 위치하고 있으며 , 본류 수역 중 유량 등의 환경조건의 변화가 비교적 적은 지역이다(Fig. 1). 본 조사 정점의 수심 약 30 cm에 5 cm 간격으로 인공기질(직육면체 콘크리트 불럭 ; 19.
- 부착규조는 인공기질인 콘크리트 불럭의 수면과 평행한상면부를 솔로서 긁어 채집하였다. 비교 분석을 위한 시료로서 본 조사 정점에서 가장 보편적인 상태를 지니고 있는 것으로 추정되는 지름 15-20 cm 정도의 수면하의 자연석을 선정하여 가로 10 cm, 세로 10 cm의 고무판을 사용하여 상표면의 100 cm2를 솔로 긁어 채집하였다.
- 솔로서 긁어 채집하였다. 비교 분석을 위한 시료로서 본 조사 정점에서 가장 보편적인 상태를 지니고 있는 것으로 추정되는 지름 15-20 cm 정도의 수면하의 자연석을 선정하여 가로 10 cm, 세로 10 cm의 고무판을 사용하여 상표면의 100 cm2를 솔로 긁어 채집하였다. 부착규조의 현존량 산정을 위하여 인공기질의 상면부를 채집한 정량시료를 잘 혼합한 후 1 mL를 취 해 Sedgwick-Rafter Chamber를 사용하여 Schoen(1988)의 방법으로 계수하였다.
데이터처리
- 유속은 CR-7# 유속계(YOKOGAWA)를 사용하여 세 번 이상측정 한 후 평균값으로 계산하였다.
- 집단분석(cluster analysis)과 주성분분석은 MVSP 3.1 을 사용하여 구하였다.
이론/모형
- 비교 분석을 위한 시료로서 본 조사 정점에서 가장 보편적인 상태를 지니고 있는 것으로 추정되는 지름 15-20 cm 정도의 수면하의 자연석을 선정하여 가로 10 cm, 세로 10 cm의 고무판을 사용하여 상표면의 100 cm2를 솔로 긁어 채집하였다. 부착규조의 현존량 산정을 위하여 인공기질의 상면부를 채집한 정량시료를 잘 혼합한 후 1 mL를 취 해 Sedgwick-Rafter Chamber를 사용하여 Schoen(1988)의 방법으로 계수하였다.
- 수온과 pH, 전기전도도는 현장 수질측정기인 D-24 (HORIBA)로 측정하였으며, BOD는 수질오염 공정시험방법 (환경부 1996)에 준하여 Winkler법으로 측정하였다. 유속은 CR-7# 유속계(YOKOGAWA)를 사용하여 세 번 이상측정 한 후 평균값으로 계산하였다.
- 종의 동정을 위하여 채집된 시료를 KMnQ법(Hendey, 1974)으로 세정하고 Pleurax로 봉입하여 영구표본을 제작하였다. 제작된 슬라이드는 OLYMPUS BX-50 광학현미경으로 400-1000배에서 관찰하였고, OLYMPUS PM-20으로 사진 촬영하여 분석하였다.
성능/효과
- 초기단계의 군집 유사성은 30-60% 로 군집들 간의 유사성이 낮게 나타났으며, 중기와 후기단계로 진행될수록 군집 유사성이 최고 85%로 높게 나타났다. 또한, 주성분 분석(PCA)을 통한 결과에서도 시간이 경과함에 따라 군집간의 구조가 유사해짐을 알 수 있었다. Fig.
- 본 연구에서는 Aulacoseira 속, Caloneis 속, Cgmbella 속, Fragilaria 속, Hantzschia 속, Navicula 속의 각각 1종의 총 6종의 미동정종을 포함한 125 taxa의 규조가 출현하였으며, 이들은 Simonsen (1979)의 분류체계에 따라 2목 3아목 10과 26속의 107종 12변종으로 분류되었다.
- 본 조사에서 현존량은 조사 시기 1일째인 2002년 10월 13 일에 1, 930 cells cm-2로 최저치를 나타냈으며 , 조사 시기 63 일째인 2002년 12월 14일에 766, 784 cells cm-2로 최고치를 나타내었다(Fig. 6).
- 5% 이하의 낮은 상대빈도를 보이다가 착생 후기에는 3-8%의 일정한 상대빈도를 나타내었다. 비교를 위한 자연석 조사에서의 D. vulgare의 상대빈도는 평균 3.5%로 조사 기 간 동안 거의 일정하게 나타났다(Fig. 5).
- 둘째, 이 범위는 한정되어 있어야 한다. 셋째 , 그 분류군들은 일관성 있고 정확하게동정되어져야 한다. 이러한 기준으로 볼 때, 지표종으로 부착규조는 매우 적합하다.
- 4). 인공기질의 착생 초기에 C. placentula는 30% 이상의 높은 상대빈도 보이다가, 그 이후로 3% 이하의 상대빈도를 보였으며, 이에 반하여 자연석에서 상대빈도는 조사 시기 동안 0.3-1.1% 사이로 일정하게 나타났다. C.
- 전 조사 기간 동안의 우점종의 변화는 Nitzschia amphibia → Cocconeis placentula → Nitzschia amphibia → Nitzschia fonticola 순으로 나타났다.
- 3). 전 조사 기간에 동정된 전체 출현종 중 조사 시작 후 10일 사이에 약 80%가 착생되는것으로 확인되었다.
- 전체 천이의 과정을 종조성의 유사성을 기초로 한 집단 분석 에 따라 3단계 (초기 , 중기 , 후기 )로 나누었으며 , 각 단계 에서의 인공기질과 자연석의 부착규조의 상대빈도를 비교하여, 출현종의 양상을 초기 선호종(early successional species)과 후기 선호종(later successional species)으로 나눌 수 있었다.
- 조사 기간 동안 D. vulgare는 인공기질의 착생 초기에 0.5% 이하의 낮은 상대빈도를 보이다가 착생 후기에는 3-8%의 일정한 상대빈도를 나타내었다. 비교를 위한 자연석 조사에서의 D.
- 5%였다. 조사 시기 동안부착규조의 일 조사 평균 출현종 수는 47종이었으며 , 조사 시작 2일째인 2002년 10월 14일에 30종으로 가장 빈약한 출현종 수를 보였으며 , 조사 시작 38일째인 2002년 11월 19일에 55종으로 가장 많았다(Fig. 3). 전 조사 기간에 동정된 전체 출현종 중 조사 시작 후 10일 사이에 약 80%가 착생되는것으로 확인되었다.
- 종조성의 유사성을 기초로 한 집단 분석에 따라 천이 과정을 3단계 (초기 , 중기 , 후기)로 나누었으며 , 이에 따른 현존량의 변화는 초기에 1, 930 cells cm-2에서 129, 941 cells cm-2 사이로, 중기에는 48, 889 cells cm-2에서 497, 895 cells cm-2 사이로, 후기는 현존량이 최대 766, 784 cells cm-2까지로 거의 일정 한 값을 나타내었다.
- 이는 군집구조가 시간의 경과에 따라 변화하며 , 후기로 갈수록 군집구조가 더욱 유사해짐을 나타내는 것으로 이해된다. 주성분분석 결과에서도 Axis 1을 기준으로 시간 경과에 따라 초기단계와 중기, 후기 단계로 구분할 수 있었으며 , 초기단계의 시 기들은 넓 게 산재되어 있는 반면, 후기로 갈수록 시 기들이 조밀하게 표시되어 시 간의 경과에 따라 군집들 간의 종조성 및 군집구조가 유사해짐을 알 수 있었다.
- 중심목 규조는 총 12 taxa로써 전체의 9.5%였으며 , 우상목 규조는 총 114 taxa로 전체의 90.5%였다. 조사 시기 동안부착규조의 일 조사 평균 출현종 수는 47종이었으며 , 조사 시작 2일째인 2002년 10월 14일에 30종으로 가장 빈약한 출현종 수를 보였으며 , 조사 시작 38일째인 2002년 11월 19일에 55종으로 가장 많았다(Fig.
- 9). 즉 부착 초기에 수평형 규조종(horizontally positioned species)과 수직형 규조종(vertically positioned species)이 혼재되어 나타난 1일에서 5 일까지 의 집 단과 Nitzschia amphibia와 Cocconeis placentula, Nitzschia fonticola가 우점종으로 출현하는 10일째에서 20일째까지 의 집 단, Nitzschia amphibia와 Nitzschia fonticola가 우점종으로 출현하는 35일째에서 70일째까지 등 3개 집단으로 구분되는 결과를 나타냈다. 초기단계의 군집 유사성은 30-60% 로 군집들 간의 유사성이 낮게 나타났으며, 중기와 후기단계로 진행될수록 군집 유사성이 최고 85%로 높게 나타났다.
- 중기, 후기)으로 나눌 수 있었다. 즉 부착 초기에수평형 부착규조와 수직형 부착규조가 혼재되어 나타난 1일째에서 5일째까지의 집단과 Nitzschia amphibia와 Cocconeis placentula가 우점종으로 출현하는 10일째에서 25일째까지의 집 단, N. amphibia와 N. fonticola가 우점종으로 출현하는 30일째에서 70일째까지 등 3개 집단으로 구분되는 결과를 나타냈다. 그리고 초기단계의 군집들 간의 유사성은 30-60%로 낮았으며 , 중기와 후기단계의 군집들 간의 유사성은 60%에서 최고 85%로 높게 나타났다.
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