영산강의 7 조사지점에서 식물플랑크톤의 크기별 분포양상을 수온과 관련하여 상관성을 분석하였다. 조사대 상지역에서 1년간의 조사를 통해 동정된 식물플랑크톤은 녹조류가 48속의 123종(46%), 규조류가 27속의 89종(34%) 그리고 남조류가 12속의 25종(9%) 등으로 총 265종이었다. 식물플랑크톤의 크기별 구분은 Fenchel (1987)이 제시한 2~20 ${\mu}m$m의 미소식물플랑크톤, 20~200${\mu}m$의 소형식물플랑크톤, 200 이상의 중형식물플랑크톤으로 하여 각각의 크기그룹의 분포양상을 조사한 결과 클로로필 a의 농도는 미소식물플랑크톤의 개체수와 상관성이 높게 나타나 영산강의 식물플랑크톤으로 미소식물플랑크톤이 중요한 구성원임을 알 수 있었고, 수온과의 상관성 분석에서 모든 크기의 식물플랑크톤의 분포가 수온과 상관성이 낮은 것으로 나타났으나 미소식물플랑크톤은 상대적으로 더 높은 상관도를 보여주었다. 소형식물플랑크톤은 수온이 낮은 시기에 개체수가 많았으며 중형식물플랑크톤은 수온과 상관성이 거의 없는 것으로 나타났다.
영산강의 7 조사지점에서 식물플랑크톤의 크기별 분포양상을 수온과 관련하여 상관성을 분석하였다. 조사대 상지역에서 1년간의 조사를 통해 동정된 식물플랑크톤은 녹조류가 48속의 123종(46%), 규조류가 27속의 89종(34%) 그리고 남조류가 12속의 25종(9%) 등으로 총 265종이었다. 식물플랑크톤의 크기별 구분은 Fenchel (1987)이 제시한 2~20 ${\mu}m$m의 미소식물플랑크톤, 20~200${\mu}m$의 소형식물플랑크톤, 200 이상의 중형식물플랑크톤으로 하여 각각의 크기그룹의 분포양상을 조사한 결과 클로로필 a의 농도는 미소식물플랑크톤의 개체수와 상관성이 높게 나타나 영산강의 식물플랑크톤으로 미소식물플랑크톤이 중요한 구성원임을 알 수 있었고, 수온과의 상관성 분석에서 모든 크기의 식물플랑크톤의 분포가 수온과 상관성이 낮은 것으로 나타났으나 미소식물플랑크톤은 상대적으로 더 높은 상관도를 보여주었다. 소형식물플랑크톤은 수온이 낮은 시기에 개체수가 많았으며 중형식물플랑크톤은 수온과 상관성이 거의 없는 것으로 나타났다.
In order to clarify the ecological properties of phytoplankton community, the distribution of phytoplankton and the relation of water temperature and size-fractionation measurements were studied from November 2004 to August 2005 in Youngsan River, Korea. A total of 265 phytoplankton species was iden...
In order to clarify the ecological properties of phytoplankton community, the distribution of phytoplankton and the relation of water temperature and size-fractionation measurements were studied from November 2004 to August 2005 in Youngsan River, Korea. A total of 265 phytoplankton species was identified. It consists of 48 genera and 123 species (46%) of Chlorophyceae, 27 genera and 89 species (34%) of Bacillariophyceae, 12 genera and 25 species (9%) of Cyanophyceae, respectively. From size fractionation analysis, nanophytoplankton (2~20 ${\mu}m$) dominated from early spring to early summer, and microphytoplankton (20~200 ${\mu}m$) from summer to winter. The relationship between chl-a and nanophytoplankton showed high correlation coefficient value ($r^2$=0.93) from Najudaegyo site. The correlation coefficient values between water temperature and nanophytoplankton were low except Dongkangdaegyo site which showed high value ($r^2$=0.73).
In order to clarify the ecological properties of phytoplankton community, the distribution of phytoplankton and the relation of water temperature and size-fractionation measurements were studied from November 2004 to August 2005 in Youngsan River, Korea. A total of 265 phytoplankton species was identified. It consists of 48 genera and 123 species (46%) of Chlorophyceae, 27 genera and 89 species (34%) of Bacillariophyceae, 12 genera and 25 species (9%) of Cyanophyceae, respectively. From size fractionation analysis, nanophytoplankton (2~20 ${\mu}m$) dominated from early spring to early summer, and microphytoplankton (20~200 ${\mu}m$) from summer to winter. The relationship between chl-a and nanophytoplankton showed high correlation coefficient value ($r^2$=0.93) from Najudaegyo site. The correlation coefficient values between water temperature and nanophytoplankton were low except Dongkangdaegyo site which showed high value ($r^2$=0.73).
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문제 정의
이러한 의미에서 식물플랑크톤의 크기별 분포양상과 환경과의 상관성 분석은 하천의 생태계 이해에 중요한 접근이 되므로 본 연구에서는 영산강 수계에서 크기 구조에 따른 식물플랑크톤 생물량의 시 ∙ 공간적 분포 특성 및 식물플랑크톤 생물량과 여러 환경인자들과의 관계를 파악해서 향후 효율적인 수질관리를 위한 기초 자료를 제공하고자 하였다.
제안 방법
Water temperature, pH, DO, Conductivity는 Hydrolab을 이용하여 현장에서 측정하였고, 클로로필(Chlorophyll a) 의 농도를 측정하기 위한 시료는 표층수 300 mL를 0.45μm membrane filter(47 mm MFS, Adventec)로 여과한 다음 냉동 건조, 보관 후 filter를 screw capped tube에 넣고 90% acetone 10 mL을 넣어 4℃ 어두운 곳에 24시간 용출하였다(Wetzel and Likens 2000).
식물플랑크톤의 종을 동정하기 위한 시료는 표층수 1 L를 Lugol’s Iodine solution으로 고정한 후 24시간 이상 암소에 정치하여 침전시킨 후 상등액 900 mL를 siphon으로 제거하고 남은 100 mL의 재료수를 잘 교반하여 slide glass에 적하한 후 400배와 800배의 현미경 하에서 종을 동정하였고, Sedgewick Rafter Chamber에서 계수한 식물플랑크톤을 mL당 개체수로 환산하여 현존 량으로 추정하였다.
영산강의 7 조사지점에서 식물플랑크톤의 크기별 분포양상을 수온과 관련하여 상관성을 분석하였다. 조사대상지역에서 1년간의 조사를 통해 동정된 식물플랑크톤은 녹조류가 48속의 123종(46%), 규조류가 27속의 89종(34%) 그리고 남조류가 12속의 25종(9%) 등으로 총 265종이었다.
45μm membrane filter(47 mm MFS, Adventec)로 여과한 다음 냉동 건조, 보관 후 filter를 screw capped tube에 넣고 90% acetone 10 mL을 넣어 4℃ 어두운 곳에 24시간 용출하였다(Wetzel and Likens 2000). 용출된 시료를 4,000 rpm에서 10분간 원심분리 한 후 상등액을 취하여 UV-Visible Spectrophotometer(Genesys 5, Spectronic)로 흡광도를 측정하여 클로로필의 농도를 계산하였다(Wetzel and Likens 2000).
환경 요인을 분석하기 위하여 각 정점별 수온, 수소이온 농도, 용존산소량, 전도도, 클로로필을 분석하였다. Water temperature, pH, DO, Conductivity는 Hydrolab을 이용하여 현장에서 측정하였고, 클로로필(Chlorophyll a) 의 농도를 측정하기 위한 시료는 표층수 300 mL를 0.
대상 데이터
2004년 11월부터 2005년 3월까지는 소형식물플랑크톤(microphytoplankton, 20~200 μm)이 우점하였고, 2005년 4월부터 2005년 8월까지는 미소식물플랑크톤(nanophytoplankton, 20 μm)이 우점하였다(Fig. 6).
등이었는데, 이들 종은 강물의 흐름에 의해 부착성의 조류가 기질에서 탈리한 것으로 이와 같은 현상은 국내하천에서 널리 나타난다(김 등 1998; 이와 윤 2002). 2005년 4월부터 7월까지는 녹조류인 Scenedesmus quadricauda, Micractinium pusillum, Coelastrum sphaericum, Dictyosphaerium pulchellum과 남조류인 Merismopedia glauca, Merismopedia tenuissima 그리고 규조류인 Cyclotella stelligera 등으로 구성되었다.
식물플랑크톤의 채집은 영산강 유역권 7개 정점(Fig. 1)에서 2004년 11월부터 2005년 8월까지 매월 1회씩 실시하였다.
이론/모형
군집의 분석은 종 다양도 지수(Shannon and Weaver 1963), 우점도 지수(McNaughton 1968), 유사도 지수(Brower and Zar 1977)의 항목에 대해 수행하였다.
우점종 조사는 현존량 중에 최대 현존량을 나타내는 종으로 선정하였으며, 크기별 조사는 Fenchel 1987)이 제시한 방법에 따라 nanophytoplankton(2~20 μm), microphytoplankton(20~200 μm), mesophytoplankton(200 μm 이상)으로 분류하였다.
조사기간 동안 기온(Air temperature), 상대습도(Relative humidity), 강수량(Precipitation), 일조시간(Sunshine)은 광주지방의 일 기상 통계표(한국 기상청, 2004~2005) 를 이용하여 각 항목을 조사하였다.
성능/효과
11~7월까지 강우량과 Chl-α 분포를 비교해 보면 비슷한 양상을 보이는데, 강우는 수체로 영양염류를 유입시키므로 강우량이 많아지면 높은 Chl-α 농도를 보인다는 결과와 일치하였고, 정점1에서 11~2월 사이에 Chl-α 농도가 높게 나타날 때, 용존산소량도 높게 나타남을 볼 수 있었다(Fig. 3).
와 Stephanodiscus sp.가 전체 현존량의 90% 이상을 점유하여 다양도가 낮았고, 우점도 지수는 7월에 최저(St. 5; 0.18)였고 1월과 2월에 최고(St. 1; 0.99)였는데 수온이 높은 시기에는 소수종에 의한 우점보다는 다수의 종들이 출현하여 다른 시기에 비해 우점도가 떨어진 것으로 생각된다(Fig. 5). 유사도 지수는 0.
조사기간 동안 영산강에서 동정된 식물플랑크톤은 총 17목 7아목 36과 2아과 102속의 265종으로 녹조류 123종(46%). 규조류 89종(34%), 남조류 25종(9%), 기타 28종(11%)으로 녹조류와 규조류가 전체 구성종의 80%를 차지하였다. 최 등(1995)의 영산강 상류를 대상으로 한 연구에서도 녹조류와 규조류가 전체 구성종의 80%를 차지하여 본 조사와 유사한 결과를 보여 주었는데, 이는 영산강 본류가 우리나라의 다른 하천에서와 마찬가지로 녹조류와 규조류에 의해 절대 우점되고 있음을 보여준다(김 등 1998, 이와 윤 2002).
28로 관찰되었다(Table 1). 미소식물플랑크톤에서는 몇 지점에서 매우 높은 양의 상관관계를 보였으나, 소형식물플랑크톤과 중형 식물플랑크톤에서는 현존량과의 유의성이 전반적으로 매우 낮았다.
식물플랑크톤의 크기별 구분은 Fenchel(1987)이 제시한 2~20 μm의 미소식물플랑크톤, 20~200μm의 소형식물플랑크톤, 200 이상의 중형식물플랑크톤으로 하여 각각의 크기그룹의 분포양상을 조사한 결과 클로로필 α의 농도는 미소식물플랑크톤의 개체수와 상관성이 높게 나타나 영산강의 식물플랑크톤으로 미소식물플랑크톤이 중요한 구성원임을 알 수 있었고, 수온과의 상관성 분석에서 모든 크기의 식물플랑크톤의 분포가 수온과 상관성이 낮은 것으로 나타났으나 미소식물플랑크톤은 상대적으로 더 높은 상관도를 보여주었다. 소형 식물플랑크톤은 수온이 낮은 시기에 개체수가 많았으며 중형식물플랑크톤은 수온과 상관성이 거의 없는 것으로 나타났다.
수온에 따른 식물플랑크톤 크기별 개체수 분포 양상을 보면, 미소식물플랑크톤은 R2=0.33~0.50, 소형식물 플랑크톤은 R2=0.02~0.59로 관찰되었다. 미소식물플랑크톤, 소형식물플랑크톤, 중형식물플랑크톤 어떤 크기에서도 현존량과 수온 사이에는 높은 유의성은 없었다.
식물플랑크톤의 크기별 구분은 Fenchel(1987)이 제시한 2~20 μm의 미소식물플랑크톤, 20~200μm의 소형식물플랑크톤, 200 이상의 중형식물플랑크톤으로 하여 각각의 크기그룹의 분포양상을 조사한 결과 클로로필 α의 농도는 미소식물플랑크톤의 개체수와 상관성이 높게 나타나 영산강의 식물플랑크톤으로 미소식물플랑크톤이 중요한 구성원임을 알 수 있었고, 수온과의 상관성 분석에서 모든 크기의 식물플랑크톤의 분포가 수온과 상관성이 낮은 것으로 나타났으나 미소식물플랑크톤은 상대적으로 더 높은 상관도를 보여주었다.
용존산소 농도는 온도가 상승하면 감소하고 감소하면 증가하는 계절적인 경향을 나타내어, 용존산소가 온도에 의존적임을 알 수 있었다(Fig. 3). 이러 특성은 하천에서 흔히 나타나는 현상(Wetzel 1999)으로 이는 수중의 물질 거동이 용존산소량을 변화시키는 요인이 되지 않음을 의미한다(Lampert and Sommer 1997).
조사기간 동안 식물플랑크톤의 크기와 Chl-a의 농도 사이의 상관성을 보면, 미소식물플랑크톤은 R2=0.09~0.91, 소형식물플랑크톤은 R2=0.04~0.28로 관찰되었다(Table 1). 미소식물플랑크톤에서는 몇 지점에서 매우 높은 양의 상관관계를 보였으나, 소형식물플랑크톤과 중형 식물플랑크톤에서는 현존량과의 유의성이 전반적으로 매우 낮았다.
조사기간 동안 영산강에서 동정된 식물플랑크톤은 총 17목 7아목 36과 2아과 102속의 265종으로 녹조류 123종(46%). 규조류 89종(34%), 남조류 25종(9%), 기타 28종(11%)으로 녹조류와 규조류가 전체 구성종의 80%를 차지하였다.
영산강의 7 조사지점에서 식물플랑크톤의 크기별 분포양상을 수온과 관련하여 상관성을 분석하였다. 조사대상지역에서 1년간의 조사를 통해 동정된 식물플랑크톤은 녹조류가 48속의 123종(46%), 규조류가 27속의 89종(34%) 그리고 남조류가 12속의 25종(9%) 등으로 총 265종이었다. 식물플랑크톤의 크기별 구분은 Fenchel(1987)이 제시한 2~20 μm의 미소식물플랑크톤, 20~200μm의 소형식물플랑크톤, 200 이상의 중형식물플랑크톤으로 하여 각각의 크기그룹의 분포양상을 조사한 결과 클로로필 α의 농도는 미소식물플랑크톤의 개체수와 상관성이 높게 나타나 영산강의 식물플랑크톤으로 미소식물플랑크톤이 중요한 구성원임을 알 수 있었고, 수온과의 상관성 분석에서 모든 크기의 식물플랑크톤의 분포가 수온과 상관성이 낮은 것으로 나타났으나 미소식물플랑크톤은 상대적으로 더 높은 상관도를 보여주었다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
수화가 일어나면, 식물플랑크톤은 수질 및 수생태계에 어떤 악영향을 미치나?
영양염의 농도와 조도, 수온 등의 조건이 성장에 유리한 상황이 되면 식물플랑크톤의 증식이 일어나 수중 생태계에서 일차 생산성을 촉진하거나 과다증식으로 수면을 뒤덮는 수화현상(blooming)을 일으키는데(박 1991; Barnes and Mann 1991; Wetzel 1999; Graham and Wilcox 2009), 수화(水華)가 일어나면 식물플랑크톤은 스스로 광(light)흡수인자로 작용하여 빛의 투과를 막아 자신들의 성장을 방해하고(self-shading, Krik 1994), 포식되지 않고 바닥에 가라앉은 식물플랑크톤이 호기성 미생물의 분해 작용을 거치면서 저층의 용존산소를 고갈시켜 저 산소(hypoxia) 또는 무산소(anoxia)상태가 되어 수질을 악화시킬 뿐 아니라(Sundback et al. 1990; Horne and Goldman 1994), 독성을 가지는 조류의 대발생을 일으켜 수생태계 및 수산업에 치명적인 피해를 입히기도 한다(Harper 1992; Graham and Wilcox 2009).
식물플랑크톤은 크기에 따라 어떻게 분류되나요?
일반적으로 식물플랑크톤은 크게 중형플랑크톤(mesophytoplankton, 200 μm 이상), 소형플랑크톤(microphytoplankton, 20~200 μm), 미세플랑크톤(nanophytoplankton, 2~20 μm), 극미플랑크톤(picophytoplankton, 0.2~2 μm), 펨토식물플랑크톤(0.2 μm 이하)로 분류하며, 이중 미세 플랑크톤은 수중 생태계내 microbial loop를 통한 에너지 전환 역할에서의 중요성이 보고되었다(Barnes and Mann 1991; Wetzel 1999). 그러나 식물플랑크톤을 크기에 따라 나누는 이러한 분류는 계통학적인 것이 아니고 형태적인 구분이기 때문에 이들의 분포양상이 환경과 어떤 관련을 가지는 지에 대한 연구는 많이 이루어지지 않았다.
크기 구조에 따른 식물플랑크톤의 분포 특성이 의미있는 이유는?
이와같이 식물플랑크톤은 환경변화에 민감하게 반응하는 수서생태계의 중요한 구성원이며, 수질 변화에 따라 현존량과 종조성이 크게 변화하는 수서생태계의 일차생산자이기 때문에 그들의 분포를 보면 수중 환경의 특성을 파악할 수 있다(이 1994). 따라서 식물플랑크톤의 생물학적 요인인 현존량, 종조성 등과 이화학적 요인 조사를 근간으로 하여 이들의 계절적 변화와 상호관계를 파악하는 것은 강과 호수의 관리에서 매우 중요하다.
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