[논문]기후변화가 하구 습지 토양의 생지화학적 반응에 미치는 영향에 관한 연구

기보민; 최정현

doi:10.4491/ksee.2011.33.8.553

기후변화가 하구 습지 토양의 생지화학적 반응에 미치는 영향에 관한 연구
Effects of Global Warming on the Estuarine Wetland Biogeochemistry 원문보기

대한환경공학회지 = Journal of Korean Society of Environmental Engineers, v.33 no.8, 2011년, pp.553 - 563

기보민 (이화여자대학교 환경공학과) , 최정현 (이화여자대학교 환경공학과)

초록
AI-Helper

이 연구는 대기 중 $CO_2$ 농도의 증가 및 질소 농도 조건에 따라 토양의 생물학적 유기물 분해과정의 변화 양상을 살펴보고, 담수 습지 토양에서 주로 일어나는 탈질, 철환원, 메탄환원 반응이 토양 유기물 분해에서 차지하는 중요도를 파악하여, 습지가 대기 중 온실가스 농도 변화에 미치는 영향을 예측해 보고자 하였다. 탈질률, 메탄환원률은 $CO_2$ 농도 변화, 식물 유무, 질소 유무에 따라 통계적으로 유의한 차이를 보였고(p < 0.05), 철환원률의 경우 질소의 유무에 따른 변화만이 유의한 차이를 보였다. $CO_2$ 농도가 증가함에 따라 메탄환원이 유기물을 분해하는 함께 질소가 첨가될 경우에도 메탄환원률의 비율이 높게 나타나 기후변화에 따른 담수 퇴적물의 혐기성 물질대사반응은 메탄환원이 가장 주요 반응임을 알 수 있다. 기후변화는 또한 분해되어지는 유기물의 총량도 증가시켜 전체적으로 $CO_2$ 농도가 높은 경우, 특히 $CO_2$ 농도가 높으면서 질소가 첨가된 경우에 단위시간당 단위무게의 토양에서 분해되어지는 유기물의 양이 많아짐을 알 수 있다. 연구의 결과로부터 기후변화는 습지 토양내 유기물의 혐기적 분해의 속도를 증가시켜 분해되어지는 유기물의 양을 증가시키므로 분해의 산물로 발생되는 온실가스($CO_2$, $N_2O$, $CH_4$ 등)의 대기 방출을 증진시켜 기후변화에 순영향(positive effect)를 줄 수 있으리라 판단된다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study investigated the effects of elevated $CO_2$ and nitrogen addition on the anaerobic decomposition mediated by microorganisms to determine the microbial metabolic pathways in the degradation of organic matters of the sediments. There were statistically significant differences(P < 0.05) in the rates between denitrification and methanogenesis upon increased $CO_2$ concentration, nitrogen addition, in the presence of plants. Based on the assumption that anaerobic degradation of organic matter mainly occurs through denitrification, iron reduction, and methanogenesis, methanogenesis is the dominant pathways in the decomposition of organic matter under the condition of elevated $CO_2$ and nitrogen addition. In addition, the altered environment increased anaerobic carbon decomposition. Therefore, it can be concluded that freshwater wetland sediments have positive effects on the global warming by the increased methanogenesiss as well as increased anaerobic carbon decomposition.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

이 연구에서는 대기 중 CO2 농도의 증가 및 질소 농도 조건에 따라 토양의 생물학적 유기물 분해과정의 변화 양상을 살펴보고, 담수 습지 토양에서 주로 일어나는 탈질, 철환원, 메탄환원 반응이 토양 유기물 분해에서 차지하는 중요도를 파악하여, 습지가 대기 중 온실가스 농도 변화에 미치는 영향을 예측해 보았다.
이 연구는 대기 중 CO₂ 농도의 증가 및 질소 농도 조건에 따라 토양의 생물학적 유기물 분해과정의 변화 양상을 살펴보고, 담수 습지 토양에서 주로 일어나는 탈질, 철환원, 메탄환원 반응이 토양 유기물 분해에서 차지하는 중요도를 파악하여, 습지가 대기 중 온실가스 농도 변화에 미치는 영향을 예측해 보고자 하였다.

제안 방법

각 분해반응의 상대적인 중요 환원물질의 발생량을 사용되어진 유기탄소의 양으로 환산하면 퇴적물에서 유기물 분해에 관여하는 반응들의 상대적인 크기를 비교할 수 있다. 각 분해반응의 상대적인 중요도를 계산하기 위하여 유기물의 total anaerobic metabolism을 탈질(denitrification), 철환원(Iron reduction), 메탄환원(methanogenesis)의 합이라 가정한 후, total anaerobic metabolism에 대한 각 분해반응의 상대적인 크기를 계산하였다(Fig. 7).
생장상 실험을 진행하는 동안, 토양 생지화학적 특성의 변화를 살펴보기 위해 혐기적 물질대사를 분석하였다. 내경이 3 cm, 길이가 10 cm인 플라스틱 코어를 이용하여 각 화분의 가장자리에서 시료를 채취하였고, 공기와의 접촉을 피해 비닐백에 넣어 분석하였다. 분석 시에는 질소 충전한 혐기적 chamber 안에서 깊이 별 5 cm간격으로 잘라 분석을 수행하였다.
2100년도 대기 조건은 국립기상연구서 전망에 따른 SRES A1B를 따라 설정하였다. 두 개의 생장상 모두 70%의 습도를 유지하였으며, 조도는 14시간은 낮(1,000 lux), 10시간은 밤으로 설정하였다.
분해되어지는 유기물의 총량을 측정하기 위해 메탄 발생량과 동시에 이산화탄소 발생량을 측정하였다. 메탄환원률 측정에 사용된 밀봉된 serum bottle에서 시간에 따른 headspace내 이산화탄소 발생량을 gas chromatograph (Agilent technologies 7890A)를 이용하여 측정하였다.
메탄환원률(methanogenesis rate)을 측정하기 위해서는 철환원률 측정과 같은 방법으로 밀봉된 serum bottle에 혐기성 토양 슬러리를 5~10일 동안 배양하며 시간에 따른 headspace내 CH₄의 발생량을 gas chromatograph (Hewlett Packard M600D)를 이용하여 측정하였다.^30,31) Serum bottle에서 측정을 위한 gas 시료를 추출하기 전에 동량의 질소가스를 주입하여 serum bottle의 gas 부피를 일정하게 유지하였다.
내경이 3 cm, 길이가 10 cm인 플라스틱 코어를 이용하여 각 화분의 가장자리에서 시료를 채취하였고, 공기와의 접촉을 피해 비닐백에 넣어 분석하였다. 분석 시에는 질소 충전한 혐기적 chamber 안에서 깊이 별 5 cm간격으로 잘라 분석을 수행하였다. 수분함량 및 유기물 함량은 일정량의 퇴적물을 105℃ 오븐에서 건조시킨 후 무게를 측정하고, 다시 600℃ furnace에서 유기물을 태워 제거한 후, 그 무게 차이로 측정하였다.
분해되어지는 유기물의 총량을 측정하기 위해 메탄 발생량과 동시에 이산화탄소 발생량을 측정하였다. 메탄환원률 측정에 사용된 밀봉된 serum bottle에서 시간에 따른 headspace내 이산화탄소 발생량을 gas chromatograph (Agilent technologies 7890A)를 이용하여 측정하였다.
분해되어지는 유기물의 총량을 측정하기 위해 메탄 발생량과 이산화탄소 발생량을 측정하였고, 메탄발생량과 이산화탄소 발생량을 총유기물의 합이라 가정한 후, 탈질(denitrification), 철환원(Iron reduction), 메탄환원(methanogenesis)에 의해 분해되어지는 탄소의 합과 비교하였다(Fig.8). 탈질, 철환원, 메탄환원의 합인 anaerobic metabolism과 CO₂와 CH₄ 발생량의 합인 anaerobic carbon decomposition은 전체적으로 비슷한 값을 보여 본 연구의 유기물을 분해하는 가장 주요 반응이 탈질, 철환원, 메탄환원으로 이루어졌음을 확인할 수 있다.
, Dasol Science, Korea)을 이용하여 실험을 진행하였다. 생장상 1은 현재 대기 조건인 CO₂ 농도 390 ppm과 온도 23℃/18℃ (day/night)로 설정하였고, 생장상 2는 2100년도 대기 조건인 CO₂ 농도 720ppm과 온도 27℃/22℃ (day/night)으로 설정하였다. 2100년도 대기 조건은 국립기상연구서 전망에 따른 SRES A1B를 따라 설정하였다.
생장상 실험을 진행하는 동안, 토양 생지화학적 특성의 변화를 살펴보기 위해 혐기적 물질대사를 분석하였다. 내경이 3 cm, 길이가 10 cm인 플라스틱 코어를 이용하여 각 화분의 가장자리에서 시료를 채취하였고, 공기와의 접촉을 피해 비닐백에 넣어 분석하였다.
분석 시에는 질소 충전한 혐기적 chamber 안에서 깊이 별 5 cm간격으로 잘라 분석을 수행하였다. 수분함량 및 유기물 함량은 일정량의 퇴적물을 105℃ 오븐에서 건조시킨 후 무게를 측정하고, 다시 600℃ furnace에서 유기물을 태워 제거한 후, 그 무게 차이로 측정하였다.²⁶⁾
^30,31) Serum bottle에서 측정을 위한 gas 시료를 추출하기 전에 동량의 질소가스를 주입하여 serum bottle의 gas 부피를 일정하게 유지하였다. 실험 초기에 발생하는 CH₄의 발생량을 사용하여 메탄환원률을 계산하였다.
장항습지에서 채취한 토양시료와 생장상 실험을 진행하며 한 달에 한 번씩 채취한 토양시료의 수분함량과 유기물 함량 분석을 수행하였다. 장항습지에서 채취 한 토양의 수분 함량은 27.
각 화분은 3 반복으로 설치하였고, 그 중 반은 줄풀을 식재하였다. 줄풀을 식재하지 않은 화분과 식재한 화분의 일부에 NH₄NO₃ 100 mM N의 물을 주어 식물의 영향 뿐 아니라 질소의 영향도 고려하였다(Fig. 2).
하변에서 약 50 cm 떨어져 있고, 줄풀이 자라지 않는 지역에서, 표면으로부터 약 10 cm 깊이의 토양을 채취하였다.채취한 토양은 풍건하여 2 mm체로 거른 후, 화분에 담고 증류수로 일정 수위를 맞춘 후 생장상 실험을 진행하였다. 또한, 습지 퇴적물의 생지화학학적 반응이 식물의 영향을 받는지 알아보기 위해, 절반의 화분에 장항습지의 우점종인 줄풀을 식물원에서 구입하여, 뿌리를 증류수로 헹군 뒤, 화분에 식재하였다.
이 때 압력을 맞추기 위해 주사바늘을 하나 더 꽂아 병 안의 N₂ 가스가 밖으로 나올 수 있게 한다. 탈질 반응이 진행됨에 따라 headspace에 축적되어지는 N₂O를 gas chromatograph (HP 6890 Series GC system)를 이용하여 측정한다.
퇴적물의 혐기적 물질대사에 관여하는 반응들의 상대적인 크기를 비교하기 위해 환원물질의 발생량을 사용된 유기탄소의 양으로 환산하였다. 1 mole 의 유기탄소가 분해 되어지기 위해서는 4 mole의 Fe(III)가 Fe(II)로 환원되어지므로, 발생되어지는 Fe(II)의 양을 측정하여 사용되어진 유기탄소의 양으로 환산하였다.

대상 데이터

연구 대상 지역인 장항습지는 고양시 신평동, 장항동, 송포동에 걸쳐 위치하며, DMZ 일원인 민간인통제구역으로 자연경관이 우수하고 다수의 멸종위기 동식물이 서식하고 있어 2006년 4월 환경부고시 제2006-58호에 의해서 국가습지보호지역으로 지정되었다.
생장상 1은 현재 대기 조건인 CO₂ 농도 390 ppm과 온도 23℃/18℃ (day/night)로 설정하였고, 생장상 2는 2100년도 대기 조건인 CO₂ 농도 720ppm과 온도 27℃/22℃ (day/night)으로 설정하였다. 2100년도 대기 조건은 국립기상연구서 전망에 따른 SRES A1B를 따라 설정하였다. 두 개의 생장상 모두 70%의 습도를 유지하였으며, 조도는 14시간은 낮(1,000 lux), 10시간은 밤으로 설정하였다.
두 개의 생장상(140×74×1,200 cm3, Dasol Science, Korea)을 이용하여 실험을 진행하였다.
채취한 토양은 풍건하여 2 mm체로 거른 후, 화분에 담고 증류수로 일정 수위를 맞춘 후 생장상 실험을 진행하였다. 또한, 습지 퇴적물의 생지화학학적 반응이 식물의 영향을 받는지 알아보기 위해, 절반의 화분에 장항습지의 우점종인 줄풀을 식물원에서 구입하여, 뿌리를 증류수로 헹군 뒤, 화분에 식재하였다.
실험에 필요한 토양은 장항습지에서 채취하였다(Fig. 1).하변에서 약 50 cm 떨어져 있고, 줄풀이 자라지 않는 지역에서, 표면으로부터 약 10 cm 깊이의 토양을 채취하였다.
1).하변에서 약 50 cm 떨어져 있고, 줄풀이 자라지 않는 지역에서, 표면으로부터 약 10 cm 깊이의 토양을 채취하였다.채취한 토양은 풍건하여 2 mm체로 거른 후, 화분에 담고 증류수로 일정 수위를 맞춘 후 생장상 실험을 진행하였다.

데이터처리

CO₂ 농도 변화, 식물 유무와 질소 유무 등이 탈질률, 철환원률, 메탄환원률에 미치는 영향을 파악하기 위하여 three-way ANOVA test를 유의수준 0.05에서 수행하여 상관관계 분석을 실시하였다(Table 1~3). 탈질률, 메탄환원률은 CO₂ 농도 변화, 식물 유무, 질소 유무에 따라 통계적으로 유의한 차이를 보였다.
측정된 데이터들이 각 조건별 유의한 차이를 나타내는지 알아보기 위해, three-way ANOVA test를 유의수준 0.05에서 SPSS 12.0K (SPSS Inc., Chicago, USA)를 이용해 통계분석을 하였다.

이론/모형

만들어진 토양 슬러리는 여러개의 serum bottle에 넣어진 후 밀봉되어 5~10일 동안 배양하며 시간에 따른 Fe(II) 발생량을 측정하는데 사용되어진다. Fe(II) 발생량을 측정하기 위해서는 혐기성 chamber에서 토양 슬러리 0.5 mL 취하여 0.5 mol/L HCl 10 mL에 넣어 용존성 및 부착성의 Fe(II)를 추출한 후 Muir spectrophotometric법을 사용하여 510 nm 파장에서 흡광도를 분석하였다. Fe(II)의 발생률은 실험초기에는 선형적으로 증가하나 배양 후기에 가면 줄어들게 되는데 이는 사용되어질 수 있는 Fe(III)나 분해되어질 유기물의 양이 한정되어 있기 때문이다.

성능/효과

1) 이러한 온실가스의 증가는 지구의 온실효과를 촉진시켜 지구의 평균 기온이 산업화 이전에 비해 1.4~5.8℃ 증가하였고,²⁾ 증가된 지구 온도는 지표면 가열 및 수온 상승과 함께 증발산량 증가에 영향을 주고 있다. 이러한 증발산량의 증가는 강수의 양, 세기, 빈도, 종류 등의 강수 경향에 영향을 주게 되고, 나아가 육상생태계 및 수생태계에도 영향을 미치게 된다.
22) 장항습지는 기수역 식물군락인 새섬매자기 군락과 세모고랭이 군락이 쇠퇴, 소멸해 가고 줄 군락과 갈대 군락으로 천이되고 있다.²³⁾
1 mole 의 유기탄소가 분해 되어지기 위해서는 4 mole의 Fe(III)가 Fe(II)로 환원되어지므로, 발생되어지는 Fe(II)의 양을 측정하여 사용되어진 유기탄소의 양으로 환산하였다.²⁴⁾ 메탄환월률의 경우에는 토양 슬러리의 혐기성 분해에 의해 1:1의 CO₂: CH₄의 발생량이관측 되어지므로 2 mole의 유기탄소가 분해되어져 1 mole의 CH₄이 발생함을 실험적으로 알 수 있다.²⁴⁾
32%이다.³²⁾ 본 연구에 사용된 하구 습지 토양은 일반 호수 유입부 지점의 토양과 비교하여 유기물 함량이 높으나, 일반 호수 방류 지점과 비교하면 유기물 함량이 낮다. 이는 인공호수와 같은 정체성 수역에서는 방류 지점에서 상대적으로 퇴적되는 유기물의 양이 많기 때문으로 생각되며, 하구 습지 토양 역시 호수의 방류 지점과 비슷하게 퇴적되는 유기물의 양이 상당한 것으로 보인다.
³⁾ 대기 중 CO₂ 농도의 증가는 습지 식물의 생산성을 높여 식물의 생체량을 증가시키고,^6,7) 식물 뿌리를 통해 방출되는 삼출액(root exudate)의 분비를 촉진시켜 토양 내 탄소의 양을 증가시킨다.⁸⁾ 토양 내 유기물은 미생물의 호홉과 분해작용으로 인하여 일부는 땅속에 저장되고 일정 부분은 다시 대기 중으로 배출되게 된다.^9,10) 미생물에 의한 유기물 분해과정은 일련의 전자 수용체(Electron Acceptor)를 필요로 하게 되는데, 발생되는 자유에너지(Free Energy) 크기에 따라 NO₃^- , Mn⁴⁺ , Fe³⁺와 SO₄^2-가 차례로 전자수용체로 이용되고, 최종산물로 CO₂, N₂O, CH₄와 같은 온실가스를 발생시키게 된다.
5에 나타내었다. CO₂ 농도 변화에 따른 철환원률을 비교해 본결과 전체적으로 CO₂ 농도가 높은 조건에서 더 높은 값을 보였으며, Level 1, 2 모두 CO₂ 농도가 높은 조건에서 더 높은 값을 나타내었다. 질소 유무에 따른 철환원률은 CO₂ 농도가 낮은 조건에서 Level 1은 질소가 있는 경우에 더 높은 값을 보이고, Level 2에서는 질소가 없을 때 더 높은 값을 보였다.
CO₂ 농도의 증가와 함께 질소가 첨가될 경우에도 메탄환원률의 비율이 높게 나타나 기후변화에 따른 담수 퇴적물의 혐기성 물질대사반응은 메탄환원이 가장 주요 반응임을 알 수 있다. 기후변화는 또한 분해되어지는 유기물의 총량도 증가시켜 전체적으로 CO₂ 농도가 높은 경우, 특히 CO₂ 농도가 높으면서 질소가 첨가된 경우에 단위시간당 단위무게의 토양에서 분해되어지는 유기물의 양이 많아짐을 알 수 있다. CO₂ 농도가 증가하면서 decomposition rate가 증가하여 유기물의 분해가 활발해지는 것은 기후변화에서 CO₂ 농도 증가보다 온도상승이 더 큰 영향을 준 것으로 생각된다.
탈질률, 메탄환원률은 CO₂ 농도 변화, 식물 유무, 질소 유무에 따라 통계적으로 유의한 차이를 보였다. 또한 각 조건별 단일영향뿐 아니라 CO₂ 농도 변화와 동시에 식물 유무가 미치는 영향, CO₂ 농도 변화와 동시에 질소 유무가 미치는 영향 등의 복합적 조건의 영향도 통계적으로 유의한 차이를 보였다. 철환원률의 경우는 질소의 유무에 따른 변화만이 통계적으로 유의함을 알 수 있었다.
메탄환원률은 CO₂ 농도가 낮은 조건에서 질소와 식물 유무에 따른 높은 양의 상관관계(0.997)을 보이고, CO₂ 농도가 높은 조건에서는 식물 유무에 따른 높은 양의 상관관계(0.999)를 보여(Table 2), CO₂ 농도에 상관없이 질소와 식물 유무에 따른 영향을 받는 것으로 보인다.
생장상 실험에서 채취한 토양시료의 월별 수분함량과 유기물 함량은 큰 차이를 보이지 않았으며, 채취한 토양시료의 수분함량은 27.43 ± 0.40%, 유기물 함량은 7.56 ± 0.26%로 나타났다.
반면에 CO₂ 농도가 높은 조건에서는 Level 1에서는 질소가 있을 경우 더 낮은 값을 보이고, Level 2에서는 질소가 없는 조건에서 더 낮은 값을 보였다. 식생 유무에 의한 메탄환원률은 Level 1, 2 모두 CO₂ 농도가 낮은 조건에서는 식생이 있는 경우에 더 높은 값을 나타내었고, CO₂ 농도가 높은 조건에서는 식생이 없는 경우에 더 높은 값을 보였다.
식생 유무에 의한 반응의 상대적 비교는 Level 1, 2 모두 CO₂ 농도가 낮은 조건에서는 식생이 있는 경우에 탈질률의 비율이 더 높은 값을 나타내었고, CO₂ 농도가 높은 조건에서는 식생이 없는 경우에 탈질률의 비율이 더 높은 값을 보였다. Level 2 (5~10 cm)의 경우 Level 1 (0~5 cm)에 비해 탈질률의 비율이 더 낮고 메탄환원률이 더 높은 비율을 차지하였다.
반면에 CO₂ 농도가 높은 조건에서는 Level 1은 질소가 있는 경우에 더 낮은 값을 보이고, Level 2에서는 질소가 없을 때 더 낮은 값을 보였다. 식생 유무에 의한 철환원률은 CO₂ 농도가 낮은 조건의 식생이 없는 경우에 더 높은 값을 보이고, CO₂ 농도가 높은 조건에서는 식생이 있는 경우에 더 높은 값을 보였다. 철환원률은 식생과 질소의 영향보다 CO₂ 농도의 영향을 더 받는 것으로 보인다.
실험 조건 별로 수분함량과 유기물 함량을 비교해 본 결과(Fig. 3), CO2 농도 변화에 따른 수분함량만이 유의한 차이(P < 0.05)를 보이고, 유기물 함량은 유의한 차이를 보이지 않았다.
연구의 결과로부터 기후변화는 습지 토양 내 유기물의 혐기적 분해의 속도를 증가시켜 분해되어지는 유기물의 양을 증가시키므로 분해의 산물로 발생되는 온실가스(CO₂, N₂O, CH₄ 등)의 대기 방출을 증진시킬 수 있고, 특히 메탄환원률의 증가는 CO₂에 비해 온실효과에 미치는 영향이 20배 정도 강한 CH₄의 방출을 증진시키게 되므로 기후변화에 순영향(positive effect)를 줄 수 있으리라 판단된다.
CO₂ 농도가 낮은 조건에서 Level 1이 높은 탈질률을 보이는 것으로 보이나, 통계적으로 유의한 차이를 보이지는 않는다(Table 2). 질소 유무에 따른 탈질률은 Level 2에서는 질소가 없는 경우에 더 높은 값을 보이나, Level 1에서는 CO₂ 농도가 낮은 조건에서는 질소가 추가 된 경우에 더 높은 값을 보이고, CO₂ 농도가 높은 조건에서는 질소가 없는 경우에 더 높은 값을 보인다. 식물 유무에 의한 탈질률은 Level 2에 질소가 없는 경우에 더 높은 값을 보이나 Level 1에서는 질소가 있는 경우에 더 높은 값을 보인다.
8). 탈질, 철환원, 메탄환원의 합인 anaerobic metabolism과 CO₂와 CH₄ 발생량의 합인 anaerobic carbon decomposition은 전체적으로 비슷한 값을 보여 본 연구의 유기물을 분해하는 가장 주요 반응이 탈질, 철환원, 메탄환원으로 이루어졌음을 확인할 수 있다.
05에서 수행하여 상관관계 분석을 실시하였다(Table 1~3). 탈질률, 메탄환원률은 CO₂ 농도 변화, 식물 유무, 질소 유무에 따라 통계적으로 유의한 차이를 보였다. 또한 각 조건별 단일영향뿐 아니라 CO₂ 농도 변화와 동시에 식물 유무가 미치는 영향, CO₂ 농도 변화와 동시에 질소 유무가 미치는 영향 등의 복합적 조건의 영향도 통계적으로 유의한 차이를 보였다.
이는 지속적으로 퇴적물 위에 존재한 수층으로 인해 퇴적물내 혐기성 상태가 지속되어 메탄환원률이 높게 나타난 것으로 보인다. 탈질률의 경우 CO₂ 농도가 낮은 조건에서 높게 나타났고, 질소 유무에 의한 반응의 상대적 비교는 CO₂ 농도가 낮은 조건에서 질소가 있을 경우가 질소가 없을 경우에 비해 높게 나타났다. 특히 질소가 있는 Level 1 (0~5 cm)에서 탈질률이 전체 혐기성 물질대사의 10% 이상을 차지하는 것을 측정할 수 있었다.
탈질률의 경우 CO₂ 농도가 낮은 조건에서 높게 나타났고, 질소 유무에 의한 반응의 상대적 비교는 CO₂ 농도가 낮은 조건에서 질소가 있을 경우가 질소가 없을 경우에 비해 높게 나타났다. 특히 질소가 있는 Level 1 (0~5 cm)에서 탈질률이 전체 혐기성 물질대사의 10% 이상을 차지하는 것을 측정할 수 있었다. 그러나 CO₂농도가 높은 조건에서는 질소가 없을 경우 탈질률의 비율이 더 높게 나타난다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	급격한 산업화에 따른 화석연료의 사용이 초래한 것은?	급격한 산업화에 따른 화석연료의 사용은 대기중 온실가스의 농도를 증가시켜, 산업화 이전의 약 280 ppm이던 CO2농도가 2005년에는 약 379 ppm으로 증가하였다.1) 이러한 온실가스의 증가는 지구의 온실효과를 촉진시켜 지구의 평균 기온이 산업화 이전에 비해 1.
	온실가스의 증가의 영향은?	급격한 산업화에 따른 화석연료의 사용은 대기중 온실가스의 농도를 증가시켜, 산업화 이전의 약 280 ppm이던 CO2농도가 2005년에는 약 379 ppm으로 증가하였다.1) 이러한 온실가스의 증가는 지구의 온실효과를 촉진시켜 지구의 평균 기온이 산업화 이전에 비해 1.4~5.8℃ 증가하였고,2) 증가된 지구 온도는 지표면 가열 및 수온 상승과 함께 증발산량 증가에 영향을 주고 있다. 이러한 증발산량의 증가는 강수의 양, 세기, 빈도, 종류 등의 강수 경향에 영향을 주게 되고, 나아가 육상생태계 및 수생태계에도 영향을 미치게 된다.
	증발산량 증가가 영향을 주는 곳은?	8℃ 증가하였고,2) 증가된 지구 온도는 지표면 가열 및 수온 상승과 함께 증발산량 증가에 영향을 주고 있다. 이러한 증발산량의 증가는 강수의 양, 세기, 빈도, 종류 등의 강수 경향에 영향을 주게 되고, 나아가 육상생태계 및 수생태계에도 영향을 미치게 된다.4,5)

참고문헌 (32)

IPCC, Climate Change 2007, The Physical Science Basis, Cambridge University Press, New York(2007).
Houghton, J. T., Ding, Y., Griggs, D. J., Noquer, M., van der Linden, P. J., Dai, X., Maskell, K. and Johnson, C. A., "Climate Change 2001: The scientific basis," Cambridge University Press, 881(2001).
IPCC, Climate Change 2001, The scientific basis, Cambridge University Press(2001).
Lal, M., Meehl, G. A. and Arblaster, J. M., "Simulation of Indian summer monsoon rainfall and its intraseasonal variability," Regional Environ. Change, 1, 163-179(2000).

상세보기
Meehl, G. A. and Arblaster, J. M., "Mechanisms for projected future changes in south Asian monsoon precipitation," Clim. Dyn., 21, 659-675(2003).

상세보기
Drake, B. G., "A field-study of the effects of elevated $CO_2$ on ecosystem processes in a Chesapeake Bay wetland," Australian Journal of Botany, 40, 579-595(1992).

상세보기
Korner, C., "Biosphere responses to $CO_2$ enrichment," Ecol. Appl., 10, 1590-1619(2000).

상세보기
Freeman, C., Ferner, N., Ostle, N. J., Kang, H., Dowrick, D. J., Reynolds, B., Lock, M. A., Sleep, D., Hughes, S. and Hudson, J., "Export of dissolved organic carbon from peatlands under elevated carbon dioxide Levels," Nature, 430, 195-198(2004).

상세보기
Lal, R., "Soil carbon sequestration impacts on global climate change and food security," Sci., 304, 1623-1627(2004).

상세보기
Smith, P., Fang, C., Dawson, J. J. C. and Moncrieff, J. B., "Impact of global warming on soil organic carbon," Advances in Agronomy, 97, 1-43(2008).

상세보기
Berner, R. A., "Early Diagenesis: a Theoretical Approach," Princeton University Press, Princeton, NJ, 241(1980).
Armstrong, W., "Aeration in higher plants," Adv. Bot. Res., 7, 225-232(1979).
Mendelssohn, I. A., Keiss, B. A. and Wakeley, J. S., "Factors controlling the formation of oxidized root channels: a review," Wetlands, 15, 37-46(1995).

상세보기
Sorrell, B. K., "Effect of external oxygen demand on radial oxygen loss by juncos roots in titanium citrate solutions," Plant Cell Environ., 22, 1587-1593(1999).

상세보기
El-Shatnawi, M. K. J. and Makhadmeh, I. M., "Ecophysiology of the plant-rhizosphere system," J. Agron. Crop Sci., 187, 1-9(2001).

상세보기
Xu, S., Leri, A. C., Myneni, S. C. B. and Jaffe, P. R., "Uptake of bromide by two wetland plants (Typhalatifolia L. and Phragmites australis (Cav.) Trin. ex Steud)," Environ. Sci. Technol., 38, 5642-5648(2004).

상세보기
Cusack, D. F., Silver, W. L., Torn, M. S. and McDowell, W. H., "Effects of nitrogen additions on above- and belowground carbon dynamics in two tropical forests," Biogeochem., 104, 203-225(2010).
Hungate, B. A., J. S. Pukes, M. Rebecca, S., Y. Luo, Christopher, B. F., "Nitrogen and Climate Change," Sci., 302, 1512-1513(2003).

상세보기
Neff, J. C., Townsend, A. R., Gleixner, G., Lehman, S. J., Turnbull, J. and Bowman, W. D., "Variable effects of nitrogen additions on the stability and turnover of soil carbon," Nature, 419, 915(2002).

상세보기
Rounsevell, M. D. A., Ewert, F., Reginster, I., Leemans, R. and Carter, T. R., "Future Scenarios of european agricultural land use. II. Projecting changes in cropland and grassland," Agric. Eco. Environ., 107(1-2), 117-135(2005).

상세보기
이상미, "토양성분과 우점종이 다른 하구습지의 갈대군집 비교," 이화여자대학교, 석사학위청구논문(2008).
한동욱, 유재원, 유영한, 이은주, 박상규, "한강하구 장항 습지의 선버들(Salix nipponica)의 지상부 1차생산성과 말 똥게(Sesarma dehaani)의 2차생산성," 한국하천호수학회, 43(2), 298-306(2010).
한강유역환경청, 한강하구 습지보호지역 모니터링 결과보고서(2009).
Roden, E. E. and Wetzel R. G., "Organic carbon oxidation and suppression of methane production by microbial Fe(III) oxide reduction in vegetated and unvegetated freshwater wetland sediments," Limnol. Oceanogr., 41(8), 1733-1748 (1996).

상세보기
임보미, "한강하구 퇴적물의 생지화학적 반응에 관한 연구," 대한환경공학회(2009).
Megonigal, J. P., Hines, M. E. and Visscher, P. T., "Anaerobic metabolism: linkages to trace gases and aerobic processes," in W. H. Schlesinger, editor. Biogeochemistry, Elsevier- Pergamon, Oxford, UK, 317-424(2004).
Groffman, P. M., Altabet, M. A., Bohlke, J. K., Butterbach- Bahl, K., David, M. B., Firestone, M. K., Giblin, A. E., Kana, T. M., Nielsen, L. P. and Voytek, M. A., "Methods for measuring denitrification: diverse approaches to a difficult problem," Ecol. Appl., 16, 2091-2122(2006).

상세보기
Klememdtsson, L., Svensson, B. H., Lindberg, T. and Rosswall, T., "The use of acetylene inhibition of nitrous oxide reductase in quantifying denitrification in soils," Swedish J. Agricul. Res., 7, 179-185(1977).
Yoshinari, T., Hynes, R. and Knowles, R., "Acetylene inhibition of nitrous oxide reduction and measurement of denitrification and nitrogen fixation in soil," Soil Biol. Biochem., 9, 177-183(1977).

상세보기
Roden, E. E. and Wetzel, R. G., "Organic carbon oxidation and suppression of methane production by microbial Fe(III) oxide reduction in vegetated and unvegetated freshwater wetland sediments," Limnol. Oceanogr., 41(8), 1733-1748 (1996).

상세보기
Neubauer, S. C., Givler, K., Valentine, S. K. and Megonigal J. P., "Seasonal patterns and plant-mediated controls of subsurface wetland biogeochemistry," Ecology, 86(2), 3334- 3344(2005).

상세보기
기보민, 임보미, 나은혜, 최정현, "아산호 퇴적물에서 영양 염류 용출특성에 관한 연구," 대한환경공학회지, 32(1), 1-8 (2010).

원문보기 상세보기

저자의 다른 논문 :

LOADING...

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증