광양만과 진해만에서 종속영양와편모조류 $Noctiluca$$scintillans$의 분포특성과 환경인자와의 관계 Relationship between Distributional Characteristics of Heterotrophic Dinoflagellate $Noctiluca$$scintillans$ and Environmental Factors in Gwangyang Bay and Jinhae Bay원문보기
야광충 $Noctiluca$$scintillans$의 시공간적 변동과 생태학적 특성을 이해하기 위해서 그들의 개체수 밀도와 환경인자를 광양만 20개 정점과 진해만 23개 정점에서 2010년 춘계, 하계, 추계, 동계의 계절 조사를 수행하였다. 야광충 $N.$$scintillans$는 광양만과 진해만에서 $15{\sim}27^{\circ}C$ 수온 범위의 춘계와 하계에 높은 밀도가 유지된 반면, 동계와 추계는 그들의 개체수가 감소하였다. 두 해역에서 야광충의 개체수는 수온과 유의한 상관관계가 성립되었고, 이는 수온 증가와 더불어 $N.$$scintillans$의 증식이 활발해 진다는 것을 의미한다. 특히, 두 해역에서 4계절 모두 야광충의 출현은 확인하였으나, 저온(<$4^{\circ}C$)과 저염(<12 psu)에서 그들 개체를 관찰할 수 없었다. 먹이생물의 지표가 되는 Chl.$a$ 농도와 야광충의 개체수는 유의한 상관관계를 확인할 수 없었으나, 두 해역에서 Chl.$a$ 농도가 현저하게 높았든 춘계와 하계에 야광충 개체수밀도가 높게 나타났다. 결과적으로 식물플랑크톤의 현존량은 야광충 $N.$$scintillans$의 개체수 증감을 제어하는 중요한 인자로 판단되었다.
야광충 $Noctiluca$$scintillans$의 시공간적 변동과 생태학적 특성을 이해하기 위해서 그들의 개체수 밀도와 환경인자를 광양만 20개 정점과 진해만 23개 정점에서 2010년 춘계, 하계, 추계, 동계의 계절 조사를 수행하였다. 야광충 $N.$$scintillans$는 광양만과 진해만에서 $15{\sim}27^{\circ}C$ 수온 범위의 춘계와 하계에 높은 밀도가 유지된 반면, 동계와 추계는 그들의 개체수가 감소하였다. 두 해역에서 야광충의 개체수는 수온과 유의한 상관관계가 성립되었고, 이는 수온 증가와 더불어 $N.$$scintillans$의 증식이 활발해 진다는 것을 의미한다. 특히, 두 해역에서 4계절 모두 야광충의 출현은 확인하였으나, 저온(<$4^{\circ}C$)과 저염(<12 psu)에서 그들 개체를 관찰할 수 없었다. 먹이생물의 지표가 되는 Chl.$a$ 농도와 야광충의 개체수는 유의한 상관관계를 확인할 수 없었으나, 두 해역에서 Chl.$a$ 농도가 현저하게 높았든 춘계와 하계에 야광충 개체수밀도가 높게 나타났다. 결과적으로 식물플랑크톤의 현존량은 야광충 $N.$$scintillans$의 개체수 증감을 제어하는 중요한 인자로 판단되었다.
To understand the spatio-temporal fluctuations and ecological characteristics of heterotrophic dinoflagellate $Noctiluca$$scintillans$, we investigated their population densities and environmental factors during four seasons at 20 stations of Gwangyang Bay and at 23 stations o...
To understand the spatio-temporal fluctuations and ecological characteristics of heterotrophic dinoflagellate $Noctiluca$$scintillans$, we investigated their population densities and environmental factors during four seasons at 20 stations of Gwangyang Bay and at 23 stations of Jinhae Bay in 2010. $N.$$scintillans$ was seasonally abundant during spring and summer, with temperature ranging 15 to $27^{\circ}C$ in the both bays, whereas the density reduced in fall and winter. The populations of $N.$$scintillans$ at each station in both bays showed a significantly positive relationship with water temperature, indicating that relatively high water temperature within its optimum temperature stimulates the growth of $N.$$scintillans$ population. In particular, low water temperature (<$4^{\circ}C$) and salinity (<12 psu) led to disappear of $N.$$scintillans$ population, although they were observed at all season in both bays. Spatio-temporal variations of Chl.$a$ concentration was not significantly correlated with $N.$$scintillans$ population densities. However, the $Noctiluca$ abundances were also high during spring and summer season when relatively high Chl.$a$ concentration was observed in both bays. This result suggests that standing crops of phytoplankton may be one of important contributing factors to enhance the abundance of $N.$$scintillans$.
To understand the spatio-temporal fluctuations and ecological characteristics of heterotrophic dinoflagellate $Noctiluca$$scintillans$, we investigated their population densities and environmental factors during four seasons at 20 stations of Gwangyang Bay and at 23 stations of Jinhae Bay in 2010. $N.$$scintillans$ was seasonally abundant during spring and summer, with temperature ranging 15 to $27^{\circ}C$ in the both bays, whereas the density reduced in fall and winter. The populations of $N.$$scintillans$ at each station in both bays showed a significantly positive relationship with water temperature, indicating that relatively high water temperature within its optimum temperature stimulates the growth of $N.$$scintillans$ population. In particular, low water temperature (<$4^{\circ}C$) and salinity (<12 psu) led to disappear of $N.$$scintillans$ population, although they were observed at all season in both bays. Spatio-temporal variations of Chl.$a$ concentration was not significantly correlated with $N.$$scintillans$ population densities. However, the $Noctiluca$ abundances were also high during spring and summer season when relatively high Chl.$a$ concentration was observed in both bays. This result suggests that standing crops of phytoplankton may be one of important contributing factors to enhance the abundance of $N.$$scintillans$.
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문제 정의
본 연구는 광양만과 진해만에서 종속영양와편모조류 N. scintillans의 계절적 분포와 환경인자간의 관계를 통해 생태학적 특성을 이해하고자 한다.
따라서 동물 플랑크톤을 채집하는 네트로 저층에서 표층까지 수직인양하는 방법은 개체수가 존재하지 않는 수층의 여과 수율(filter rate)까지 환산되기 때문에 그들의 개체수를 정확하게 정량적으로 산출하지 못하는 단점이 있다. 본 조사에서는 이와 같은 점을 고려하여 표층부에 분포하는 야광충의 개체수를 산출하기 위해서 표층수를 버켓으로 채수한 후 농축하여 개체수를 산출하는 방법을 선택하였다. 조사지는 섬진강의 영향을 크게 받는 광양만과 반폐쇄적이면서 도시의 영향을 강하게 받는 진해만에서 야광충의 계절적 분포 특성을 조사하였다(Fig.
제안 방법
영양염 분석용 시료는 GF/F필터를 통과한 여과 해수 20 mL를 30 mL PC병에 넣고 냉동보관하였다. Chl.a 농도는 냉동 보관한 여과지를 90% acetone에 넣고 24시간 냉암소에서 엽록소를 추출한 후 형광측정기(Turner Designs 10-AU Fluorometer)로 분석하였다(Parsons et al. 1984).
야광충 Noctiluca scintillans의 시공간적 변동과 생태학적 특성을 이해하기 위해서 그들의 개체수 밀도와 환경인자를 광양만 20개 정점과 진해만 23개 정점에서 2010년 춘계, 하계, 추계, 동계의 계절 조사를 수행하였다. 야광충 N.
본 조사에서는 이와 같은 점을 고려하여 표층부에 분포하는 야광충의 개체수를 산출하기 위해서 표층수를 버켓으로 채수한 후 농축하여 개체수를 산출하는 방법을 선택하였다. 조사지는 섬진강의 영향을 크게 받는 광양만과 반폐쇄적이면서 도시의 영향을 강하게 받는 진해만에서 야광충의 계절적 분포 특성을 조사하였다(Fig. 1). 조사는 광양만 20개 정점과 진해만 23개 정점에서 2010년 동계(2/8~12일), 춘계(5/4~7일), 하계(8/24~27일), 추계(11/23~26일)에 각각 수행하였다.
현장에서 수온, 염분, pH는 수질측정기로 측정하였고(CTD), 투명도는 선상에서 Secchi disc를 이용하여 측정하였다. 표층수를 버켓으로 채수하여 입자성 부유물질 (SS: suspended solids), Chlorophyll a (Chl.a), 용존산소(DO: dissolved oxgen), 영양염 농도, 야광충 N. scintillans의 개체수를 각각 산출하였다. 부유물질(SS)은 GF/F필터로 표층해수 (200~300 mL)를 여과한 후 건중량의 무게로 산출하였다.
조사는 광양만 20개 정점과 진해만 23개 정점에서 2010년 동계(2/8~12일), 춘계(5/4~7일), 하계(8/24~27일), 추계(11/23~26일)에 각각 수행하였다. 현장에서 수온, 염분, pH는 수질측정기로 측정하였고(CTD), 투명도는 선상에서 Secchi disc를 이용하여 측정하였다. 표층수를 버켓으로 채수하여 입자성 부유물질 (SS: suspended solids), Chlorophyll a (Chl.
대상 데이터
1). 조사는 광양만 20개 정점과 진해만 23개 정점에서 2010년 동계(2/8~12일), 춘계(5/4~7일), 하계(8/24~27일), 추계(11/23~26일)에 각각 수행하였다. 현장에서 수온, 염분, pH는 수질측정기로 측정하였고(CTD), 투명도는 선상에서 Secchi disc를 이용하여 측정하였다.
데이터처리
표층부의 야광충 현존량은 500~1,000 mL의 샘플을 루골 용액으로 고정한 후 200 μm 망목으로 10 mL로 농축시킨 후 해부현미경의 저배율로 모든 세포를 계수하였다. 야광충과 환경인자 간의 관계를 파악하기 위해서 CANOCO 4.5 software을 이용하여 CCA (Canonical Correspondence Analysis)분석을 수행하였다.
이론/모형
-P)을 Parsons et al.(1984)의 분석법에 따라서 Auto Analyzer (Bran Luebble)로 분석하였다.
a 농도 측정을 위해서 표층수 300~1,000 mL를 선상에서 GF/F필터(47 mm Whatman glass fiber filters)로 여과하였고, 그 필터는 15 mL 튜브에 넣어 냉동보관하였다. 용존산소는 표층수를 용존산소병에 채수하여 윙클러법으로 측정하였다. 영양염 분석용 시료는 GF/F필터를 통과한 여과 해수 20 mL를 30 mL PC병에 넣고 냉동보관하였다.
성능/효과
scintillans의 개체수와의 상관성이 나타나지 않은 것은 강(2010)의 연구결과와 일치하였고, 이는 야광충의 형태학적 특성상 물리적인 영향을 강하게 받아 집적 및 확산이 용이하여 불균일하게 분포된 것으로부터 기인되었다고 생각된다. 결과적으로 고염분 환경에 좋은 성장 조건을 갖춘 무각의 야광충 N. scintillans가 춘계와 하계에 저염분 수괴가 형성된 해역에서 높은 개체수가 관찰된 것은 규조류와 같이 운동성이 없는 작은 사이즈의 먹이생물이 대발생하여 야광충 증식에 보다 더 큰 영향을 미친 것으로 사료된다.
a 농도가 현저하게 높았든 춘계와 하계에 야광충 개체수밀도가 높게 나타났다. 결과적으로 식물플랑크톤의 현존량은 야광충 N. scintillans의 개체수 증감을 제어하는 중요한 인자로 판단되었다.
scintillans는 저온에 대한 강한 적응력이 있는 것으로 판단되며, 아열대해역에서조차 보고되지 않은 28℃ 부근의 수온에서도 성장 가능하였다. 결과적으로 우리나라 주변에서 출현하는 N. scintillans는 수온범위가 광범위하여 모든 계절에 출현 가능하다고 판단되며, 3월에서 7월 사이 수온의 증가와 더불어 그들의 증식도 왕성하게 일어나 적조발생 가능성이 높다. 이후 8월과 9월의 고수온에 그들이 개체수가 극격히 감소하지만, 10월부터 이듬해 2월까지 하강하는 낮은 수온조건에서도 N.
8℃) 순으로 높게 나타났고, 각 계절별로 정점 간의 수온차이는 3~5℃ 범위내로 변동하였다. 동계 최저치는 정점 3 표층에서 4.7℃를, 최고치는 정점 20에서 7.6℃로 관찰되었고, 특히 만 내측정점의 수심이 얕은 정점에서 극히 낮게, 만외측으로 갈수록 수온이 점차적으로 증가하는 경향이 관찰되었다. 춘계는 16℃에서 20.
scintillans는 광양만과 진해만에서 15~27℃ 수온 범위의 춘계와 하계에 높은 밀도가 유지된 반면, 동계와 추계는 그들의 개체수가 감소하였다. 두 해역에서 야광충의 개체수는 수온과 유의한 상관관계가 성립되었고, 이는 수온 증가와 더불어 N. scintillans의 증식이 활발해 진다는 것을 의미한다. 특히, 두 해역에서 4계절 모두 야광충의 출현은 확인하였으나, 저온(<4℃)과 저염(<12 psu)에서 그들 개체를 관찰할 수 없었다.
01). 또한 영양염 농도와는 광양만에서는 인산염의 농도와, 진해만은 질산염의 농도와 유의한 정(+)의 관계를 보였다. 야광충의 개체 수는 각 정점별 Chl.
특히, 두 해역에서 4계절 모두 야광충의 출현은 확인하였으나, 저온(<4℃)과 저염(<12 psu)에서 그들 개체를 관찰할 수 없었다. 먹이생물의 지표가 되는 Chl.a 농도와 야광충의 개체수는 유의한 상관관계를 확인할 수 없었으나, 두 해역에서 Chl.a 농도가 현저하게 높았든 춘계와 하계에 야광충 개체수밀도가 높게 나타났다. 결과적으로 식물플랑크톤의 현존량은 야광충 N.
또한, 사멸과정에 발생한 N기원의 영양염은 수주내 N:P비를 높여 와편모조류 Ceratium furca와 Ceratium fusus와 같은 Ceratium 속의 증식에 중요한 역할을 한다고 보고하였다. 본 연구기간 동안 N기원 영양염과 N. scintillans 개체수와는 상관성이 관찰되지 않았고, 각 정점에서 높은 밀도의 야광충 개체수가 관찰된 정점에서조차 N기원의 영양염농도가 다른 정점보다 낮게 관찰되었다. 하지만, 진해만 장목(한국해양연구원 남해연구소 Pier; 평균수심 8.
scintillans 출현 개체수는 강우와는 직접적인 상관성이 관찰되지 않았으나, 월 평균에 해당되는 3구간 이동평균의 결과에서 강우가 적은 시기에 출현개체수가 높았고, 강우가 많은 시기에 출현 개체수가 낮게 관찰되었다. 본 연구에서는 N. scintillans 출현 개체수와 염분은 어떤 상관성도 관찰되지 않았으나(Table 2), 춘계와 하계 광양만과 진해만에서 상대적인 저염분 수괴(20~25 psu)가 형성되었을 때 높은 개체수를 관찰하였다. 상기의 연구를 종합해 보면 N.
본 연구에서는 저수온(¤4℃, <10℃)과 고수온(<28℃)에서도 성장이 가능하였고, 그들은 15~27℃의 수온조건에서 높은 개체수밀도를 기록하였다.
본 연구에서도 광양만과 진해만 두 해역에서 Chl.a 농도의 증가는 염분감소와 더불어 영양염 증가에 따라서 뚜렷하게 관찰되었다(p<0.01).
상기의 연구를 종합해 보면 N. scintillans는 12 psu 전후에서 저염분에 대한 한계농도라고 판단되며, 고염분(¤30 psu)은 좋은 성장조건이라고 할 수 있고, 상대적으로 저염분수계에서도 증식이 가능하다고 판단된다.
또한 영양염 농도와는 광양만에서는 인산염의 농도와, 진해만은 질산염의 농도와 유의한 정(+)의 관계를 보였다. 야광충의 개체 수는 각 정점별 Chl.a 농도와의 상관성은 관찰되지 않았으나(Table 2), 전반적으로 Chl.a가 높은 춘계와 하계에 N. scintillans의 개체수가 높게 나타났다. N.
30 μg L-1) 순으로 높게 관찰되었다. 진해만은 마산만과 행암만 부근의 정점 1~6에서 모든 계절에 높은 Chl.a 농도가 관찰되었고, 진해만 중앙수역과 서부해역의 정점에서는 상대적으로 낮게 관찰되었다(Fig. 5 우측).
4 psu 순으로 낮게 관찰되었다. 특히 섬진강하구 정점 10에서 춘계와 하계에 12 psu 전후로 낮게 관찰되었고, 외측의 정점 20에서 모든 계절 높은 염분농도(29.6~33.8 psu)를 기록하였다. 진해만 염분농도의 계절적 분포특성은 광양만과 유사하였다.
1 d-1를 보였고, 28℃에서는 부(-)의 성장율을 보고하였다. 한국과 인접한 주변해역에서 N. scintillans의 출현 수온범위를 종합적으로 요약하면, 3~28℃로 광범위한 수온에서 적응가능하였고, 그들의 최적 수온은 15~25℃로 생각된다. 특히 한국연안해역에서 출현하는 N.
후속연구
야광충의 개체군은 대부분 표층에서 대증식을 형성하며, 바람, 조류, 해류 등으로 수동적으로 이동하면서 모이고 흩어지기를 반복한다(Huang and Qi 1997). 결과적으로 그들 개체군의 수평적인 확산 및 집적에 따른 불균등 분포특성은 야광충의 대발생 기작과 관련한 생태학적인 연구의 어려움을 초래한다.
scintillans의 적조가 빈번하게 발생하고, 그 후 Ceratium 속의 대증식이 관찰되는 경향을 뚜렷하게 관찰하였다. 따라서, 추후 우리나라 해역에서 매일 조사를 통한 N. scintillans의 영양염 재생과 재생된 영양염을 효율적으로 사용하는 Ceratium 속과 같은 와편모조류의 증식특성을 보다 상세하게 연구할 필요성이 있다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
야광충이 분홍색과 초록색 중 어떤 색의 적조를 형성하는지는 무엇에 의해 좌우되는가?
scintillans은 중소형 동물플랑크톤, 알(egg), 원생생물등을 먹이원으로 이용하지만, 주된 먹이원은 식물플랑크톤이다(Enomoto 1956; Buskey 1995). 또한 어떤 식물플랑크톤을 먹이로 포식 및 공생하는가에 따라 핑크색의 적조를 형성할 수 있고, 그린색의 적조(green tide)를 형성할 수 있다. 온난해역에서 서식하는 종은 주로 핑크색을 형성하고(Dela-Cruz et al.
야광충이란 무엇인가?
야광충 Noctiluca scintillans는 잡식성 종속와편모조류로서 그들 세포의 식포내에서는 미소조류와 동물플랑크톤의 란(알) 등이 많이 함유되어 있으며, 와편모조류이면서 일차 생산자을 포식하는 일차소비자의 역할을 한다(Enomoto 1956; Sekiguchi and Kato 1976; Nakamura 1998). 야광충은 적조원인생물으로서 독성물질을 생성하지 않지만, 암모니아 농도를 증가시켜 어류폐사의 직간접적 원인이 되며(Hallegraeff 1993; Montani et al.
야광충의 개체군은 대부분 바다의 어디서 대증식을 형성하는가?
2005; 백 등 2008). 야광충의 개체군은 대부분 표층에서 대증식을 형성하며, 바람, 조류, 해류 등으로 수동적으로 이동하면서 모이고 흩어지기를 반복한다(Huang and Qi 1997). 결과적으로 그들 개체군의 수평적인 확산 및 집적에 따른 불균등 분포특성은 야광충의 대발생 기작과 관련한 생태학적인 연구의 어려움을 초래한다.
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