[논문]함평만 갯벌 저서규조류의 다양성과 생물량

이학영

doi:10.11626/kjeb.2013.31.4.295

함평만 갯벌 저서규조류의 다양성과 생물량
Diversity and Biomass of Benthic Diatoms in Hampyeong Bay Tidal Flats 원문보기

환경생물 = Korean journal of environmental biology, v.31 no.4, 2013년, pp.295 - 301

초록
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함평만 갯벌에서 2005년부터 2013년까지의 조사를 통해 동정된 저서규조류 중 가장 우점도가 높은 종은 Paralia sulcata였으며 연간 40종에서 77종의 범위로 동정되었다. 조사가 이루어진 8년 동안 출현종의 분석에서 완만하지만 지속적으로 다양도가 감소하는 경향을 나타냈다. 조사시기에 따른 출현종 분포에서는 전 지점에서 5월과 7월에 비교적 다양했고 3월에 종조성이 가장 단순한 것으로 나타났으나, 유의성이 없는 것으로 분석되었다. 표층 퇴적물의 연 평균 엽록소 a 농도는 21~65 mg $m^{-2}$이었으며 2006년 이후 지속적으로 감소하는 경향을 나타내다가 2011년에는 세 지점 모두에서 일시 증가한 후 다시 감소하는 것으로 나타났다. 계절 분포에서는 봄철에 가장 높고 여름에서 가을로 접어드는 시점에 가장 낮은 것으로 나타났다. 단위면적당 출현 개체수도 세 지점 모두에서 점진적으로 감소하는 경향을 나타냈고, 생물량도 감소하는 경향을 보여주었다. 온도에 따른 저서규조류 출현종수 $Y=-0.0208X^2+0.5264X+19.529(r^2=0.0269)$의 식으로 표현되어 최고의 종 다양도는 $15^{\circ}C$에서 23.1종인 것으로 나타났고, 저서규조류 생물량 $Y=-0.9181X^2+27.011X+310.07(r^2=0.0797)$의 식으로 표현되어 최고의 생물량은 $15^{\circ}C$에서 502.38 ${\mu}m^3cm^{-2}$인 것으로 나타났다.

Abstract ▼ AI-Helper

The diversity and biomass distribution of benthic diatom flora at tidal flats of Hampyeong Bay were studied from 2006 to 2013 as a part of KLTER Program. A total of 83 species (77 strains in 2006, 65 strains in 2007, 41 strains in 2008, 45 strains in 2009, 54 strains in 2010, 55 strains in 2011, 56 strains in 2012 and 40 strains in 2012) were identified as benthic diatoms of Hampyeong Bay tidal flats. The most dominant species were Paralia sulcata and Cyclotella litoralis. Cyclotella sp., Diploneis sp., Entomoneis alata, Gyrosigma sp., Navicula abunda, Navicula gregaria, Navicula spp. and Nitzschia palea were the other common species which contributed to the high benthic diatom biomass in the Bay. The diversity of benthic diatoms varied according to the sample stations and seasons. The highest diversity was observed in August samples. The range of chlorophyll- a concentration in sediments of tidal flats for 8 years was 21~65 mg $m^{-2}$. The standing crops of benthic diatoms varied according to the studied stations and sampled seasons. The number of taxa and standing crops showed decreasing tendency year after year from all sampled stations. The distributions of standing crops and cell volumes of benthic diatoms showed similar pattern. The taxa and biomass of benthic diatoms showed low correlation coefficients with temperature variables expressed as the following equations $Y=-0.0208X^2+0.5264X+19.529(r^2=0.0269)$ and $Y=-0.9181X^2+27.011X+310.07(r^2=0.0797)$ respectively.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구에서는 우리나라 서해안의 대표적인 갯벌인 함평만 갯벌에서 3 지점을 선택하여 나노-미세(2~200μm) 범위의 저서규조류의 구성과 분포의 양상을 조사하고 온도의 변화에 따른 종 다양도와 생물량의 변동 패턴을 분석하였다.

제안 방법

갯벌 샘플은 표층 10 cm 깊이까지의 퇴적물을 코어 샘플러(지름 10 cm)를 이용하여 채취하여 고정액(10%포르말린+10% 아세트산)으로 고정한 후에 실험실로 운반하였다. 과산화수소수와 염산을 이용하여 유기물을 제거한 후 각 정점 당 0~1 mm, 1~2 mm, 2~3 mm 깊이에서 각 2개씩의 프레파라트를 만들어 400~1,000배의 배율하에서 동정하였다. 저서규조류의 생물량 측정을 위하여 1/10~1/500로 희석한 프레파라트를 만들어 200~400배로 검경하면서 규조류 피각을 계수하고 피각의 입체적인 구조에서 체적을 구하여 생물량으로 환산하였다(Wetzel and Likens 2000).
엽록소 분석을 위한 갯벌 샘플은 코어 샘플러(지름 10 cm)를 이용하여 퇴적물 표층 10cm를 채취한 후 냉동 보관 상태로 실험실로 운반하였다. 냉동된 퇴적물 시료 0~1 mm 층을 총 면적이 4 cm²가 되게 긁어내어 100% 아세톤 15 mL를 넣고 약 1분간 초음파 처리를 하고 4℃ 암실에 24시간 동안 저온 추출한 후 시료를 1,500 rpm에서 5분간 원심분리하고 상등액을 따라내어 spectrophotometer (Shimadzu, UV-2100)를 이용하여 추출 시료의 흡광도를 665, 750 nm에서 각각 측정한 후 시료에 1 N HCl을 첨가하여 잘 흔들어 주고 약 5분 후에 665, 750 nm에서 시료의 흡광도를 측정하였다. 측정된 흡광도 값을 Lorenzen’s equation (1967)에 대입하여 엽록소 a의 농도를 산출하였다.
본 조사가 이루어진 함평만 갯벌은 해제반도의 동북쪽 도리포 내측과 안악해안, 톱머리해안이 둘러싸고 있는 공간에 형성된 대규모의 갯벌이다. 저서규조류의 종 다양성과 생물량의 장기적인 변동양상을 파악하기 위해 함평만 갯벌의 현화리 (N 35°03′14.62′′, E 126°26′60.93′′), 가입리 (N 35°05′33.83′′, E 126°21′13.08′′), 송석리(N 35°09′11.56′′, E 126°20′49.39′′)의 세 곳의 조간대에서 2005년부터 2013년까지 연 4회 씩 표층 퇴적물 시료를 채취하 였다.

대상 데이터

본 조사가 이루어진 함평만 갯벌은 해제반도의 동북쪽 도리포 내측과 안악해안, 톱머리해안이 둘러싸고 있는 공간에 형성된 대규모의 갯벌이다. 저서규조류의 종 다양성과 생물량의 장기적인 변동양상을 파악하기 위해 함평만 갯벌의 현화리 (N 35°03′14.

데이터처리

개체수의 계수는 프레파라트 커버 슬립 면적의 20% 이상을 계수하고 출현 개체수가 250개체 이상이 되게 하여 통계적 의미를 확보 하였다. 저서 규조류의 각 조사항목과 온도와의 상관성은 다중회귀분석을 이용하여 해석하였다.

이론/모형

냉동된 퇴적물 시료 0~1 mm 층을 총 면적이 4 cm²가 되게 긁어내어 100% 아세톤 15 mL를 넣고 약 1분간 초음파 처리를 하고 4℃ 암실에 24시간 동안 저온 추출한 후 시료를 1,500 rpm에서 5분간 원심분리하고 상등액을 따라내어 spectrophotometer (Shimadzu, UV-2100)를 이용하여 추출 시료의 흡광도를 665, 750 nm에서 각각 측정한 후 시료에 1 N HCl을 첨가하여 잘 흔들어 주고 약 5분 후에 665, 750 nm에서 시료의 흡광도를 측정하였다. 측정된 흡광도 값을 Lorenzen’s equation (1967)에 대입하여 엽록소 a의 농도를 산출하였다.

성능/효과

전체적으로 출현종의 분포 현황은 지점별, 시기별, 그리고 동일 표본에서도 종수의 편차가 커 경향을 분석하는데 어려움이 많았다. 조사지점에 따른 출현종수 분포에서는 현화리에서 상대적으로 낮은 것으로 나타났고, 조사 시기에 따른 출현종 분포에서는 전 지점에서 5월과 7월에 비교적 다양했고 3월에 종조성이 가장 단순한 것으로 나타났으나, 유의성이 없는 것으로 나타났다.
출현종의 지역별 현황을 살펴보면, 2010년까지는 가입리와 송석리의 갯벌에서 2006년 이후 지속적으로 종 다양도가 낮아지고 있는 것으로 나타났었으나 2010년 조사에서는 약간 증가했었고 2011년 이후 다시 감소하는 것으로 나타났다. 현화리에서도 2010년 조사에서 출현종수가 약간 증가한 것으로 나타났으나 2011년과 2012년에 다시 감소하였고 2013년에는 약간 증가한 것으로 나타났다.

후속연구

영양물질의 계절적 유입이나 생물군집 사이의 상호작용에 의한 개체군의 소장도 가능하기 때문이다. 따라서 다양한 환경요인의 차이에 따른 저서규조류 동태에 대한 분석도 추가적으로 이루어져야 한다. 이러한 연구들을 통해 갯벌의 저서규조류 분포를 규정하는 요인들의 종류와 조절의 기작에 대한 해석이 이루어질 수 있을 것이다.
그러나 2013년에는 다시 전 지점에서 감소하였다. 일시적인 정체 또는 증가가 함평만 갯벌의 어떤 환경요인과 관련이 있으며 어떤 의미를 가지는지는 추후의 조사를 통해 분석이 이루어져야 할 것으로 보인다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	함평만 갯벌에서 2005년부터 2013년까지의 조사를 통해 동정된 저서규조류 중, 가장 우점도가 높은 종은?	함평만 갯벌에서 2005년부터 2013년까지의 조사를 통해 동정된 저서규조류 중 가장 우점도가 높은 종은 Paralia sulcata였으며 연간 40종에서 77종의 범위로 동정되었다. 조사가 이루어진 8년 동안 출현종의 분석에서 완만하지만 지속적으로 다양도가 감소하는 경향을 나타냈다.
	갯벌의 특징은?	갯벌은 조간대가 길고 큰 강이 있으며 조석간만의 차이가 큰 지역에 잘 발달하는데(Hopner and Wonneberger 1985; Ko et al. 1997), 주변 환경에서 유입되는 영양물질에 의해 생물생산력이 높고(Rizzo 1990; Mulamoottil et al. 1996; Park 1998; Hao et al. 2011), 분해와 자정작용에 의한 오염정화의 능력도 뛰어나며(Ko et al. 1997; Hasanudin 2004), 심미적(Armitage et al. 2007; Leujak and Ormond 2008)으로나 연안어업 (Ko et al. 1997; Igulu et al. 2013), 생태(Archambault and Bourget 1999; Boschker et al. 1999; Broitman et al. 2001; Levington 2001) 등의 측면에서도 중요한 공간이다.
	갯벌생태계의 높은 생산력과 종다양성은 저서미세조류의 생산력에 기인하는데, 갯벌에서 발견되는 저서미세조류의 대부분은 무엇인가?	저서미세조류는 갯벌에 서식하는 패류와 무척추동물을 비롯한 다양한 생물군의 주요 먹이가 되며 먹이망을 통해 연안의 생물 생산력에 큰 영향을 미친다 (Teal 1962). 갯벌에서 발견되는 저서미세조류의 대부분은 규조류이다 (Colijn and Dijkema 1981; Lucas et al. 2001; Du et al.

참고문헌 (40)

Agatz M, RM Asmus and B Deventer. 1999. Structural changes in the benthic diatom community along a eutrophication gradient on a tidal flat. Helgoland Mar. Res. 53:92-101.

상세보기
Alsterberg C and K Sundback. 2013. Experimental warming and toxicant exposure can result in antagonistic effects in a shallow-water sediment system. Mar. Ecol. Prog. Ser. 488:89-101.

상세보기
Alsterberg C, K Sundback and S Hulth. 2012. Functioning of a shallow-water sediment system during experimental warming and nutrient enrichment. Plos One 7:1-10.
Archambault P and E Bourget. 1999. Influence of shoreline configuration on spatial variation of meroplanktonic larvae, recruitment and diversity of benthic subtidal communities. Exp. Mar. Biol. Ecol. 238:161-184.

상세보기
Armitage AR, SM Jensen, JE Yoon and RF Ambrose. 2007. Wintering shorebird assemblages and behavior in restored tidal wetlands in southern California. Restor. Ecol. 15:139-148.

상세보기
Austena I, TJ Andersenb and K Edelvanga. 1999. The influence of benthic diatoms and invertebrates on the erodibility of an intertidal mudflat, the Danish Wadden Sea. Estuar. Coast. Shelf Sci. 49:99-111.
Boschker HTS, JFC de Brouwer and TE Cappenberg. 1999. The contribution of macrophyte-derived organic matter to microbial biomass in salt-marsh sediments: stable carbon isotope analysis of microbial biomarkers. Limnol. Oceanogr. 44:309-319.

상세보기
Broitman BR, SA Navarrete, F Smith and SD Gaines. 2001. Geographic variation of southeastern Pacific intertidal communities. Mar. Ecol. Prog. Ser. 224:21-34.

상세보기
Cahoon LB. 2006. Upscaling primary production estimates: Regional and global scale estimates of microphytobenthos production. In Kromkamp JC et al. eds., Functioning of Microphytobenthos in Estuaries. Royal Netherlands Academy of Arts and Sciences. 400 p.
Cain ML, WD Bowman and SD Hacker. 2011. Ecology, 2nd ed. Sinauer Associated, Inc., Sunderland, MA. 646p.
Colijn F and KS Dijkema. 1981. Species composition of benthic diatoms and distribution of chlorophyll a on an intertidal flat in the Dutch Wadden Sea. Mar. Ecol. Prog. Ser. 4:9-21.

상세보기
Dawes CJ. 2005. Marine Botany, 2nd Ed. John Wiley and Sons Inc, New York.
de Jonge VN and JEE van Beusekom. 1995. Wind- and tideinduced resuspension of sediment and microphytobenthos from tidal flats in the Ems estuary. Limnol. Oceanogr. 40:766-778.
Du GY, M Son, M Yun, S An and IK Chung. 2009. Microphytobenthic biomass composition in intertidal flats of the Nakdong River estuary, Korea. Estuar. Coast. Shelf Sci. 82:663-672.

상세보기
Easley JT, SN Hymel and CJ Plante. 2005. Temporal patterns of benthic microalgal migration on a semi-protected beach. Estuar. Coast. Shelf Sci. 64:486-496.

상세보기
Folk RL. 1966. A review of grain-size parameters. Sedimentology 6:73-93.

상세보기
Hao Q, Y Cai, X Ning, C Liu, X Peng and X Tang. 2011. Standing crop and primary production of benthic microalgae on the tidal flats in Yueqing Bay. J. Ocean Univ. China 10:157-164.

상세보기
Hasanudin U, T Kunihiro, M Fujita, H-Y Hu, K Fujie and T Suzuki. 2004. The contribution of clams on tidal flat purification capacity. J. Water Environ. Technol. 2:83-90.

상세보기
Hopner T and K Wonneberger. 1985. Examination of the connection between the patchiness of benthic nutrient efflux and epiphytobenthos patchiness on intertidal flats. Netherlands J. Sea Res. 19:277-285.

상세보기
Igulu MM, I Nagelkerken, G Velde and YD Mgaya. 2013. Mangrove fish production is largely fuelled by external food sources: A stable isotope analysis of fishes at the individual, species, and community levels from across the globe. Ecosystems 16:1336-1352.

상세보기
Ko CH, C Park, SJ Yoo, WJ Lee, TW Lee, CE Jang, JK Choi, JS Hong and HT Heo. 1997. Marine Biology. Seoul National Univ. Press, Seoul.
Lee HY. 2002. Comparison of the effects of physico-chemical factors on the zonation and vertical distribution of benthic microalgal communities in the tidal flats of south-west Korea. Kor. J. Environ. Biol. 11:529-535.
Lee, HY and MH Jung. 2011. Distribution of benthic diatoms in tidal flats of Hampyeong Bay, Korea. Kor. J. Environ. Biol. 29:17-22.
Leujak W and RFG Ormond. 2008. Reef walking on Red Sea reef flats-Quantifying impacts and identifying motives. Ocean Coast. Manag. 51:755-762.

상세보기
Levington JS. 2001. Marine Biology: Function, Biodiversity and Ecology, 2nd Ed. Oxford University Press, Oxford.
Liu W, J Zhang, G Tian, H Xu and X Yan. 2013. Temporal and vertical distribution of microphytobenthos biomass in mangrove sediments of Zhujiang (Pearl River) estuary. Acta Oceanol. Sin. 32:82-88.
Lorenzen CJ. 1967. Determination of chlorophyll and phaeopigments: spectrophotometric equations. Limnol. Oceanogr. 12:343-346.

상세보기
Lucas CH, C Banham and PM Holligan. 2000. Benthic-pelagic exchange of microalgae at a tidal flat. 1. Pigment analysis. Mar. Ecol. Prog. Ser. 196:59-73.

상세보기
Lucas CH, C Banham and PM Holligan. 2001. Benthic-pelagic exchange of microalgae at a tidal flat. 2. Taxonomic analysis. Mar. Ecol. Prog. Ser. 212:39-52.

상세보기
Ministry of Environment. 2004. Reports on Long-term Ecological Research.
Ministry of Oceans and Fisheries. 1999. Researches on ecology and sustainable usage of tidal flats-Hampyeong Bay.
Montani S, P Magni and N Abe. 2003. Seasonal and interannual patterns of intertidal microphytobenthos in combination with laboratory and areal production estimates. Mar. Ecol. Prog. Ser. 249:79-91.

상세보기
Mulamoottil G, BG Warner and EA McBean. 1996. Wetlands-Environmental gradients, boundaries, and buffers. Lewis Publishers, London.
Park YA. 1998. Science of the Ocean-Indroductory Oceanography. Seoul National Univ. Press, Seoul.
Petchey OL, PT McPhearson, TM Casey and PJ Morin. 1999. Environmental warming alters food-web structure and ecosystem function. Nature 402:69-72.

상세보기
Rizzo W. 1990. Nutrient exchanges between the water column and a subtidal benthic microalgal community. Estuaries 13:219-226.
Scholza B and G Liebezeita. 2012. Growth responses of 25 benthic marine Wadden Sea diatoms isolated from the Solthorn tidal flat (southern North Sea) in relation to varying culture conditions. Diatom Res. 27:65-73.

상세보기
Sze P. 1998. A Biology of the Algae. WCB McGraw-Hill, Boston.
Teal JM. 1962. Energy flow in the salt marsh ecosystem of Georgia. Ecology 43:473-490.

상세보기
Wetzel RG and GE Likens. 2000. Limnological Analysis. Springer-Verlag. New York.

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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].

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