이원면 굴, Crassostrea gigas 양식어장의 월별 식물플랑크톤 종조성 및 수질환경 변화 Monthly Variation of Phytoplankton Composition and Water quality in Cupped Oyster Crassostrea gigas Culture Area in Iwon, Korea원문보기
Phytoplankton species composition and ecological index (diversity, evenness, richness and dominance) were analysed from April 2013 to March 2014 at 10 stations of cupped oyster, Crassostrea gigas culture area in Iwon coast, Korea. Seasonal and positional variation of phytoplankton standing crops, bi...
Phytoplankton species composition and ecological index (diversity, evenness, richness and dominance) were analysed from April 2013 to March 2014 at 10 stations of cupped oyster, Crassostrea gigas culture area in Iwon coast, Korea. Seasonal and positional variation of phytoplankton standing crops, biomass, dominant species and water quality were distinctively different according to occasionally inflow of Iwon dam reservoired water. The composition of phytoplankton species were Bacillariophyceae 98, Dinophycease 22, Chlorophycease 13, Cyanophyceae 8, Silicofalgellate 4, Euglenophyceae 2, Cryptophyceae 1 species. The most dominant species was Bacillariophyceae as 64.0%. The highest biomass of phytoplankton recorded in September as $40,910{\times}10^3$ cell/L at the station 1, near from inland water inflow area. Ecological indices (diversity, richness, evenness, and dominance index), used for structural change of phytoplankton community and water quality (temperature, dissolved oxygen, salinity) showed difference of spatiotemporal property also.
Phytoplankton species composition and ecological index (diversity, evenness, richness and dominance) were analysed from April 2013 to March 2014 at 10 stations of cupped oyster, Crassostrea gigas culture area in Iwon coast, Korea. Seasonal and positional variation of phytoplankton standing crops, biomass, dominant species and water quality were distinctively different according to occasionally inflow of Iwon dam reservoired water. The composition of phytoplankton species were Bacillariophyceae 98, Dinophycease 22, Chlorophycease 13, Cyanophyceae 8, Silicofalgellate 4, Euglenophyceae 2, Cryptophyceae 1 species. The most dominant species was Bacillariophyceae as 64.0%. The highest biomass of phytoplankton recorded in September as $40,910{\times}10^3$ cell/L at the station 1, near from inland water inflow area. Ecological indices (diversity, richness, evenness, and dominance index), used for structural change of phytoplankton community and water quality (temperature, dissolved oxygen, salinity) showed difference of spatiotemporal property also.
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문제 정의
본 연구에서는 충남 태안군 이원면 굴 양식어장의 식물플랑크톤 종 조성, 계절과 위치에 따른 변화와 물리화학적 환경을 조사하여 향후 효율적 개체굴 양식시설의 배치 및 어장 관리를 위한 기초자료로 제공하고자 한다.
제안 방법
운반된 시료는 2일 이상 암실에서 정치한 후 미세사이폰을 이용하여 상등액을 따라 내고 일정량으로 농축시켰다. 농축된 시료 중 1 mL를 취하여 Sedgwick-Rafter 계수판에 넣고 광학 현미경 (Olympus BX41) 으로 관찰하여 동정 및 계수를 하였고, 단위부피당 세포수 (cells/L) 로 환산하였다. 동정을 위해 심 (1994), 千原․村野 (1997) 등의 문헌을 참고하였다.
조사 시기별로는 2013년 4월 및 5월 조사에서는 광온·광염성 규조류인 Skeletonema costatum이 전체 정점에서 고밀도로 분포하였다. 또한 일시 부유성 저서 규조류인 Paralia sulcata가 고밀도로 조사되어 조석 간만의 차이에 따른 해수 교란이 큰 전형적인 서해안의 특성을 반영하였다. 주로 저수온기에 흔히 관찰되는 Chaetoceros debilis는 전체 정점에서 높은 밀도로 분포하였고 (Kang et al.
대상 데이터
1. Survey area in Iwon, Chungnam, Korea and 10 sampling stations.
삼배체 굴 수평망 양성어장인 충남 태안군 이원면 이원방조제에 위치한 수평망식 양성기 시설지역을 어장의 위치를 고려하여 10개 정점을 선정하였다. 조사정점의 좌표는 1번 정점 위도 36°54'00.
식물플랑크톤의 정량분석을 위한 시료는 각각의 정점에서 Niskin 채수기를 이용하여 채수한 다음 1 L 폴리에틸렌 병에 담고 Lugol 용액으로 즉시 고정한 후 실험실로 운반하였다. 운반된 시료는 2일 이상 암실에서 정치한 후 미세사이폰을 이용하여 상등액을 따라 내고 일정량으로 농축시켰다.
조사 시기별로는 2013년 4월 및 5월 조사에서는 광온·광염성 규조류인 Skeletonema costatum이 전체 정점에서 고밀도로 분포하였다.
이론/모형
농축된 시료 중 1 mL를 취하여 Sedgwick-Rafter 계수판에 넣고 광학 현미경 (Olympus BX41) 으로 관찰하여 동정 및 계수를 하였고, 단위부피당 세포수 (cells/L) 로 환산하였다. 동정을 위해 심 (1994), 千原․村野 (1997) 등의 문헌을 참고하였다.
식물플랑크톤의 생태학적 군집구조를 파악하기 위한 생태지수는 Shannon-Weaver (1963) 의 종다양도지수 (H'), Margalef (1958) 의 풍부도지수 (R) 와 Simpson (1949) 의 우점도지수 (λ) 를 다음과 같은 식을 이용하여 계산하였다.
충남 태안군 이원면 이원방조제에 위치한 굴 수평망식 양성기 시설지역 중 식물플랑크톤 조사 정점에 대하여 매월 만조시해수를 1 L 씩 채취하여 필터를 한 후 수질환경요소인 NH4, NO2, NO3, DIN, TP, Silicate, chlorophyll-a, SPM을 해양 검정시험법 (MLTL, 2010) 에 의하여 수행하였다. 용존무기질소는 암모니아질소, 아질산질소 및 질산질소를 합한 값으로 표시하였다.
성능/효과
9월에는 Phormidium sp., Aphanizomenon flos-aquae와 Skeletonema costatum으로 다양하였고, 10월에는 Paraliasulcata, Chaetoceros debilis, Thalassiosira subtilis, Guindardia delicatula, Asterionellopsis glacialis이 우점하며 지속적으로 다양한 종들이 우점종으로 구성되었다. 이 후 11월부터 1월까지는 일부 정점에서만 Skeletonema costatum이 우점하였으며, 그 이외의 정점과 수온이 하강하는 2월과 3월에는 모든 정점에서 Paralia sulcata가 매우 높은 비율을 차지했다.
2014년 3월에는 47 종으로 감소했으나, 2월에는 출현하지 않았던 은편모조류가 관찰되었다. 결과적으로 연간 총 식물플랑크톤 종 수의 변화는 하계에 종 수가 다양하지만 이후 감소하며 시공간적 차이를 보였다 (Fig. 2).
전체 조사 기간 동안 출현한 식물플랑크톤은 총 139 종이었으며, 분류군별로는 규조류 (Bacillariophyceae) 가 89 종, 와편모조류 (Dinophyceae) 22 종, 녹조류 (Chlorophyceae) 13 종, 남조류 (Cyanophyceae) 8 종, 규질편모조류 (Silicoflagellate) 4 종, 유글레나류 (Euglenophyceae) 2 종, 은편모조류 (Cryptophyceae) 1 종이 출현하였다. 규조류는 64.0%의 점유율로 가장 다양하였으며, 다음으로는 와편모조류 15.8%, 녹조류 9.4%, 남조류가 5.8%, 규질편모조류가 2.9%, 유글레나류가 1.4%, 은편모조류가 0.7%의 점유율을 나타냈다.
본 해역은 이원방조제로부터 부정기적으로 방류되는 담수에 의해 환경 변화를 나타내고 있다. 모든 화학적 수질분석 항목에서 생물학적 특성, 물리적 수질환경에서와 같이 담수의 유입을 의미하는 수치적 변화를 보였으며, 특히 방조제 수문에 인접한 1, 2, 3번 정점에서 다른 지역과 다른 변화 값을 보였다. 암모니아는 2, 3 정점에서 겨울철인 ’14년 2월에 급격한 증가를 보였고 아질산은 9월에 모든 정점에서 전월보다 3-14배까지 증가하였다.
, 2005). 본 연구가 수행된 태안 이원면의 굴 양식어장에서 출현한 식물플랑크톤의 대부분은 국내 연안역에서 흔히 관찰되는 종류로 구성되어 있었으나, 인접해 있는 방조제의 영향을 받아 같은 해역에서도 위치와 계절에 따라 조성에 차이를 보였다.
1℃를 기록되었다. 본 연구결과에서 담수성, 기수성 식물플랑크톤이 4월부터 지속적 검출로 주기적으로 담수가 굴양식장 내로 유입이 되는 것으로 추정되었으나 조사정점에 염분의 농도가 변화 할 정도의 영향을 미치는 대규모 방류는 5월, 9월과 11월에 관찰이 되었으며 수온은 5월부터 10월까지 방조제 수문 근처인 정점 1, 2, 3에서 다른 정점보다 약 1-6℃까지 수온이 더 높은 것으로 조사되었다. 이는 방조제 내 저장되어 있던 고수온의 담수가 다량 배출되어 영향을 미친 것으로 추정되며 식물플랑크톤의 종조성과 현존량의 변화를 본 결과와 일치하였다.
, 1996). 본 연구에서는 시공간적 특성으로 4월과 5월에 모든 정점에서 1이하의 비율을 보였으며 6월-7월에 일부 정점을 제외하고 1이상의 비를 보였고, 9월에는 최대 3.7까지 높은 비율을 보였다. 이 후 11월부터 일부 정점에서 Si:N의 비율은 1이하로 감소하였다.
이 후 11월부터 일부 정점에서 Si:N의 비율은 1이하로 감소하였다. 본 연구에서는 전 조사 기간 동안에 이온 비율과 상관없이 담수의 대량유입 시기를 제외하고는 규조류가 주요 우점종으로 구성되었으나, 상기 연구 결과에서 제시한 것과 같은 유해성 종들의 대량번식은 관찰되지 않았다
2014년 2월 조사에서는 이전 2014년 1월 조사와 유사하게 규조류가 다양하게 관찰되었다. 부유성 저서 규조류인 Paralia sulcata가 상대적으로 높은 밀도로 분포하여 전형적인 서해역의 특성을 반영하고 있었으며, 수온이 낮은 동계와 이른 봄에 주로 출현하는 Asterionellopsis glacialis, Thalassiosira nordenskioeldii, 기수종인 Astrionellopsis kariana, 기수역에 분포하는 저서성 Cylindrotheca closterium의 출현은 담수유입의 영향을 시사하였고, 이외에는 광온․광염성 규조류인 Skeletonema costatum이 상대적으로 높은 밀도로 관찰되었다.
4). 아질산질소 (NO2) 는 모든 정점에서 동일한 계절적 변화를 보였으며 10월에 0.01 mg/L의 값을 보인 1번, 2번 정점을 제외하고 9월에 가장 높은 수치를 보였다. 질산성질소 (NO3) 는 정점별로 큰 차이를 갖는 것으로 조사되었으며 4월부터 감소하여 7월-9월에 최저 값을 보였으며 점차 증가하였으나 정점별로 차이가 큰 것으로 조사되었다.
우점종은 조사 시기별로 상이한 특성을 나타내어 2013년 4월에는 국내 해역에서 가장 흔히 출현하며 주로 내만에 분포하는 광온･광염성 규조류인 Skeletonema costatum이 전체 조사 정점에서 50.18-74.12%를 차지하며 제 1 우점종으로 구성되었으며, 제 2 우점종은 정점에 따라 차이를 보였다 (Table 1). 5월에는 일시 부유성 저서규조류의 일종인 Paralia sulcata가 20.
, Aphanizomenon flos-aquae와 Skeletonema costatum으로 다양하였고, 10월에는 Paraliasulcata, Chaetoceros debilis, Thalassiosira subtilis, Guindardia delicatula, Asterionellopsis glacialis이 우점하며 지속적으로 다양한 종들이 우점종으로 구성되었다. 이 후 11월부터 1월까지는 일부 정점에서만 Skeletonema costatum이 우점하였으며, 그 이외의 정점과 수온이 하강하는 2월과 3월에는 모든 정점에서 Paralia sulcata가 매우 높은 비율을 차지했다.
시기별로는 2013년 4월에 53 종, 5월에 51 종이 출현하여 큰 차이를 보이지 않았으며, 6월에는 43 종으로 감소하였다. 이 후 지속적인 종 수 증가를 나타냈으며, 9월에는 인근에 위치한 이원방조제로부터 녹조류와 남조류가 유입되며 78종으로 가장 다양한 종 수를 보였다. 10월에는 상기한 두 분류군이 관찰되지 않아 40 종으로 감소하였고, 11월과 12월, 2014년 1월 에는 각각 54 종, 53 종, 54 종으로 10월 보다 규조류가 다양하게 관찰되어 증가하였다.
이러한 결과를 토대로 살펴보았을 때 본 해역에서는 담수성 플랑크톤이 지속적으로 관찰되어 주기적인 담수의 유입이 일어남을 알 수 있었으며, 이원방조제로부터 담수 방류량이 증가하는 8, 9월에는 정점에 따라 우점종이 담수종과 해산종으로 구분되어 25ha의 면적을 나타내는 굴 양식장에서도 해수의 영향권과 담수의 영향권이 구분되고 있는 것으로 예상된다. 이원면 굴 양식해역의 물리적 수질환경을 보면 8월에 방조제 수문 근처에 위치한 1번 정점에서 수온이 30.
이러한 담수 식물플랑크톤의 유입으로 인하여 이전 조사들에 비해 매우 높은 현존량을 보였으며 일부 정점에서는 40 × 106 cells/L까지 밀도 증가 경향을 보였다.
, 2001). 이와 같이 본 연구에서도 8월과 9월에 방조제 수문에 가까운 1번 정점에서 염분이 낮아지고 타 정점과는 다르게 높은 총인 농도를 나타내었으며 1번과 3번 정점에서 클로로필-a의 농도가 급증하였고, 규산염의 증가, 아질산의 증가 등의 현상이 두드러지게 나타났다. 이러한 영양원의 급증과 그 비율의 불균형은 일차생산력의 제한요인이 될 수 있는 지표로 사용되어 왔다 (Domingues and Galvão, 2007).
이러한 결과를 토대로 살펴보았을 때 본 해역에서는 담수성 플랑크톤이 지속적으로 관찰되어 주기적인 담수의 유입이 일어남을 알 수 있었으며, 이원방조제로부터 담수 방류량이 증가하는 8, 9월에는 정점에 따라 우점종이 담수종과 해산종으로 구분되어 25ha의 면적을 나타내는 굴 양식장에서도 해수의 영향권과 담수의 영향권이 구분되고 있는 것으로 예상된다. 이원면 굴 양식해역의 물리적 수질환경을 보면 8월에 방조제 수문 근처에 위치한 1번 정점에서 수온이 30.4℃로 다른 지역과 계절보다 매우 높은 값을 보였으며, 9월에도 타 정점보다 높은 온도인 27.1℃를 기록되었다. 본 연구결과에서 담수성, 기수성 식물플랑크톤이 4월부터 지속적 검출로 주기적으로 담수가 굴양식장 내로 유입이 되는 것으로 추정되었으나 조사정점에 염분의 농도가 변화 할 정도의 영향을 미치는 대규모 방류는 5월, 9월과 11월에 관찰이 되었으며 수온은 5월부터 10월까지 방조제 수문 근처인 정점 1, 2, 3에서 다른 정점보다 약 1-6℃까지 수온이 더 높은 것으로 조사되었다.
전체 조사 기간 동안 출현한 식물플랑크톤은 총 139 종이었으며, 분류군별로는 규조류 (Bacillariophyceae) 가 89 종, 와편모조류 (Dinophyceae) 22 종, 녹조류 (Chlorophyceae) 13 종, 남조류 (Cyanophyceae) 8 종, 규질편모조류 (Silicoflagellate) 4 종, 유글레나류 (Euglenophyceae) 2 종, 은편모조류 (Cryptophyceae) 1 종이 출현하였다. 규조류는 64.
01 mg/L의 값을 보인 1번, 2번 정점을 제외하고 9월에 가장 높은 수치를 보였다. 질산성질소 (NO3) 는 정점별로 큰 차이를 갖는 것으로 조사되었으며 4월부터 감소하여 7월-9월에 최저 값을 보였으며 점차 증가하였으나 정점별로 차이가 큰 것으로 조사되었다. 규산염은 조사 정점마다 증감을 반복하였으나 9월에 정점 1에서 가장 높은 값인 0.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
우리나라 서해안 굴 양식 중 충남 태안군에서 미흡한 점은 무엇인가?
현재 우리나라 서해안 굴 양식은 조석간만의 차이, 넓은 조간대를 활용한 수평망식 양식이 성행하고 있다. 충남 태안군 이원면의 굴 양식장은 인근 농경을 위한 방조제 수문과 연결되어 있으며 현재 25 ha의 대규모 굴 양식이 이루어지고 있으나 지속적 생산을 위한 환경수용력 산정을 위한 자료조사는 미흡한 실정이다. 환경수용력 산정을 위한 가장 기본이 되는 식물 플랑크톤은 넓은 양식지내에서도 조류의 방향, 육지로부터 유입되는 담수의 영향, 수질환경 등에의해서도 빠르게 종조성과 생물량이 변화하고 굴은 이러한 먹이원, 노출시간, 저서생물 그리고 경쟁생물에 의하여 성장에 차이를 보일 수 있음으로 시공간적인 플랑크톤의 분포 및 수질 환경을 알아보는 것은 매우 중요하다 할 수 있다.
대부분의 국내 어장은 무엇에 집중되어 있는가?
대부분의 국내 어장들은 반폐쇄성 내만에 집중되어 있으며 장기 양식과 높은 입식밀도에 의한 연안오염에 취약하여 지속적인 양식을 위해 어장관리가 매우 중요한 실정이다 (Cho et al., 2012).
대부분의 국내 어장들이 취약한 점은 무엇인가?
대부분의 국내 어장들은 반폐쇄성 내만에 집중되어 있으며 장기 양식과 높은 입식밀도에 의한 연안오염에 취약하여 지속적인 양식을 위해 어장관리가 매우 중요한 실정이다 (Cho et al., 2012).
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