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문제 정의
- 또한 이러한 외래 유입 생물들은 그 해역의 고유 생태계의 교란 뿐 아니라 적조 및 다양한 독소를 생산하여 많은 문제점을 유발하고 있다[12]. 따라서 본 연구는 인천항 내, 외측 환경에서 식물플랑크톤 위해종의 분포 특성을 비교및 파악하여, 향후 이들에 의한 공간 및 계절적인 잠재적 위해성 정보에 따른 항만환경 관리대책을 수립하는데 필요한 기초자료를 제공하는데 그 목적이 있다.
제안 방법
- 엽록소-a 농도는 일정량의 시료를 GF/F filer로 여과한 후 90% 아세톤에 담궈 24시간동안 엽록소를 추출한 뒤, 형광광도계(Turner Designs 10-AU)를 이용하여 측정하였다. 무기영양염 (inorganic nutrients) 분석을 위한 시료는 현장 해수 일정량을 유리섬유여과지로 거른뒤 여과해수를 원심분리튜브 (50 ㎖)에 담아 급속 냉동한 후 실험실에서 질산염(nitrate), 규산염(silicate), 및 인산염(phosphate)을 영양염 자동 분석기(Quickchem 8000, LACHAT)로 분석하였다[14].
- 식물플랑크톤 현존량 분석은 현장에서 표층 시료 500 mL을 채수하여 루골용액을 이용해 최종농도 1%가 되도록 고정한 다음 실험실로 운반하여 침전법으로 농축하여, Sedgwick counting chamber를 이용하여 광학현미경 (Primo Star, Zeiss) ×100배하에서 3회 계수하여 계산하였다.
- 총 부유물질(Total suspended solids)은 채수한 시료를 미리 무게를 잰 GF/F filter (47 mm diameter, Whatman)를 이용하여 일정량을 여과한뒤 실험실에서 여과 전, 후의 무게차를 이용하여 계산하였다. 엽록소-a 농도는 일정량의 시료를 GF/F filer로 여과한 후 90% 아세톤에 담궈 24시간동안 엽록소를 추출한 뒤, 형광광도계(Turner Designs 10-AU)를 이용하여 측정하였다. 무기영양염 (inorganic nutrients) 분석을 위한 시료는 현장 해수 일정량을 유리섬유여과지로 거른뒤 여과해수를 원심분리튜브 (50 ㎖)에 담아 급속 냉동한 후 실험실에서 질산염(nitrate), 규산염(silicate), 및 인산염(phosphate)을 영양염 자동 분석기(Quickchem 8000, LACHAT)로 분석하였다[14].
- 화학적 산소요구량(Chemical oxygen demand)은 선상에서 Niskin sampler를 이용하여 표층에서 채수한 후 시료 100 mL을 폴리에틸렌 병에 담아 냉동 보관 후 실험실로 옮겨 분석하였다[14]. 총 부유물질(Total suspended solids)은 채수한 시료를 미리 무게를 잰 GF/F filter (47 mm diameter, Whatman)를 이용하여 일정량을 여과한뒤 실험실에서 여과 전, 후의 무게차를 이용하여 계산하였다. 엽록소-a 농도는 일정량의 시료를 GF/F filer로 여과한 후 90% 아세톤에 담궈 24시간동안 엽록소를 추출한 뒤, 형광광도계(Turner Designs 10-AU)를 이용하여 측정하였다.
- 표층 수온과 염분은 CTD (Seabird SBE 19 plus)를 이용하여 측정하였고, 용존산소(Dissolved oxygen)와 수소 이온농도(pH) 측정은 DO meter (YSI-58)와 pH meter (Orion 3 star)를 이용하였다.
- 화학적 산소요구량(Chemical oxygen demand)은 선상에서 Niskin sampler를 이용하여 표층에서 채수한 후 시료 100 mL을 폴리에틸렌 병에 담아 냉동 보관 후 실험실로 옮겨 분석하였다[14]. 총 부유물질(Total suspended solids)은 채수한 시료를 미리 무게를 잰 GF/F filter (47 mm diameter, Whatman)를 이용하여 일정량을 여과한뒤 실험실에서 여과 전, 후의 무게차를 이용하여 계산하였다.
대상 데이터
- 본 연구는 2007년 2월부터 2009년 11월까지 3년간 계절조사를 기본으로 총 12회 실시하였다.
- 85×107m2이 며, 평균 수심은 약 12 m이다. 조사 정점은 인천한 선거내 (인천항내)에 5개 정점, 인천항외 3개 정점으로 총 8개 정점에서 실시하였고(Fig. 1), 모든 환경요인 및 생물요인의 데이터 분석은 내측 및 외측으로 구분하여 정리하였다.
데이터처리
- 식물플랑크톤 위해종은 다양한 참고문헌을 통하여 적조 원인종과 독 생산종으로 구분하였다[2, 3]. 잠재적 위해 종의 환경요인과의 관계를 파악하기 위하여 중회귀 분석을 실시하였고, 통계분석은 SPSS (v. 12.0)를 이용하였다.
성능/효과
- 2007년부터 2009년까지 모든 계절에 인천항 내측의 식물플랑크톤 엽록소-a 농도는 외측보다 낮았고, 잠재적 위해종의 출현 종수도 적었다. 그러나 여름철 인천항 내측에서 독소 생산종이 차지하는 비율이 외측보다 높았고, 대 발생을 일으킬 수 있는 환경특성 (최소 수온 및 영양염 농도조건)을 유지하고 있어 주의가 필요한 것으로 판단된다.
- 5]. 공간적 출현양상은 연구기간동안 내측에서의 잠재적 위해 종 출현 종수가 외측보다 적었으나, 예외적으로 여름철에 독소생산종이 여름철에 6종이 출현하여 2종이 출현한 외측보다 다양하였다. 조사 결과 인천항에서 대표적 우점종인 Skeletonema spp.
- 또한, 엽록소-a는 높은 영양염 농도에 영향을 받는 것으로 알려져 있다[23]. 그러나 본 조사 기간에는 용존 무기질산염과 인산염 및 규산염 농도가 높은 내측에서 엽록소-a 농도가 낮았고, 오히려 외측에서 더 높았다
- 7×104 cells/L로 현존량이 낮게 나타났다. 내측과 외측에서 식물플랑크톤 현존량의 계절 변동양상은 유사하게 나타났으나, 계절에 상관없이 외측에서 높았다.
- 연구기간동안 출현한 Alexandrium속의 종은 총 5 종이었고, 총 출현현존량이 평균 467 cells/L이었다.동정된 2종인 A. catanella (평균 29.1%)와 A. tamarense (평균 62.5%)가 Alexandrium속의 총 현존량의 평균 91.6%를 차지하여 최 우점 하였다. 그 외 미 동정된 3종의 Alexandrium속의 종들은 평균 8.
- sulcata와 같은 적조원인종이 계절에 상관없이 우점하였다. 따라서 인천항에서 식물플랑크톤 잠재적 위해종은 내측과 외측에서 서로 다른 분포 특성을 나타내어, 이들 종의 항만 내 위해성 관리를 위해 내, 외측의 출현특성을 구분하여 고려해야 할 것으로 판단되었다.
- 또한 설사성 마비패독(Diarrhetic shellfish poisoning)을 일으키는 D. acuminata와 기억마비성 패독(Paralytic shellfish poisoning)을 유발하는 A. catanella와 A. tamarense는 질산염과 인산염 및 화학적 산소 요구량과 유의한 양의 상관관계를 나타냈다(p<0.05).
- 일반적으로 식물플랑크톤의 성장에 필요한 질산염의 최소농도는 2-10μM로 알려져 있고[19], 규산염은 식물플랑크톤 중 큰 비중을 차지하는 규조류의 증감을 조절하는 필수 요소로 성장에 필요한 최소농도는 2-5 μM이다[20]. 본 조사에서 인천항 내 외측 모두 질산염 및 규산염의 농도는 지속적으로 성장에 필요한 최소농도 이상의 값을 나타내, 성장에 필요한 농도가 충분히 공급되는 것으로 여겨진다
- 의 6종을 대상으로 환경요인과의 관계를 Table 2에 정리하였다. 연구기간동안 출현한 Alexandrium속의 종은 총 5 종이었고, 총 출현현존량이 평균 467 cells/L이었다.동정된 2종인 A.
- 외측에서 대표적 우점종으로 출현한 P. sulcata는 수온 및 부유물질과 양의 상관관계를 나타냈다(p<0.05).
- 조사기간 중 인천항에서 출현한 잠재적 위해종은 총 20종이었고(Table 1), 이 중에 적조 원인종이 13종, 독소 생산종이 7종이었다. 계절별 출현양상은 봄철과 가을철에 각각 5종과 7종이 출현하였고, 여름철과 겨울철에 각각 14종과 10종으로 출현하여 더 다양하였다[Fig.
후속연구
- 1차 생산자인 식물플랑크톤은 해수 기초 환경요인에 빠른 속도로 반응하며, 1차 소비자의 먹이원 역할을 하여 해양 부유생태계 먹이사슬의 근간이 된다[7]. 항만경계(harbor limit) 내 수역에서 일상적으로 출현하는 식물플랑크톤의 분포특성과 해수 환경 변이와의 상호관계 이해는 외래 부유생물(foreign plankton)의 유입 후 적응 혹은 확산에 대한 예측의 기초 자료로 활용될 수 있다. 이러한 선박 평형수를 통한 외래 부유생물의 유입 및 이동에 관한 연구는 최근 들어 많은 연구가 진행되고 있다.
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