동해남부연안에서 해수 중 해양환경특성의 시공간적 분포양상을 살펴보기 위해서 2012년 5월부터 2013년 2월까지 계절별로 현장조사를 실시하였다. 표층수 중 영양염류(용존무기질소, 용존무기인, 용존무기규소)의 농도는 봄과 여름에 비해 수직혼합이 활발하게 일어나는 가을과 겨울에 높게 나타났다. 여름에 chlorophyll a 농도가 높게 나타나 이 시기에 낮은 영양염 농도는 밀도약층의 강화로 인한 아표층으로부터 영양염류의 공급 감소와 식물플랑크톤의 광합성에 의한 소비로 판단된다. 반면 봄에는 chlorophyll a 농도가 낮게 나타나 봄에 표층수 중 낮은 영양염 농도는 육상 및 아표층으로부터 영양염류의 공급 감소에 의한 것으로 판단된다. 조사기간 동안 표층수와 저층수 중 용존무기질소와 용존무기인의 비는 각각 연평균 15.6, 14.8로 유사하였으나, 표준편차는 각각 13.6, 4.2로 표층수가 저층수에 비해 상대적으로 크게 나타났다. 특히, 봄에 용존무기질소에 대한 용존무기인의 비가 상대적으로 낮게 나타나(평균 $8.35{\pm}4.67$) 이 시기에 용존무기질소가 식물플랑크톤의 성장에 제한인자로써 작용했을 것으로 판단된다.
동해남부연안에서 해수 중 해양환경특성의 시공간적 분포양상을 살펴보기 위해서 2012년 5월부터 2013년 2월까지 계절별로 현장조사를 실시하였다. 표층수 중 영양염류(용존무기질소, 용존무기인, 용존무기규소)의 농도는 봄과 여름에 비해 수직혼합이 활발하게 일어나는 가을과 겨울에 높게 나타났다. 여름에 chlorophyll a 농도가 높게 나타나 이 시기에 낮은 영양염 농도는 밀도약층의 강화로 인한 아표층으로부터 영양염류의 공급 감소와 식물플랑크톤의 광합성에 의한 소비로 판단된다. 반면 봄에는 chlorophyll a 농도가 낮게 나타나 봄에 표층수 중 낮은 영양염 농도는 육상 및 아표층으로부터 영양염류의 공급 감소에 의한 것으로 판단된다. 조사기간 동안 표층수와 저층수 중 용존무기질소와 용존무기인의 비는 각각 연평균 15.6, 14.8로 유사하였으나, 표준편차는 각각 13.6, 4.2로 표층수가 저층수에 비해 상대적으로 크게 나타났다. 특히, 봄에 용존무기질소에 대한 용존무기인의 비가 상대적으로 낮게 나타나(평균 $8.35{\pm}4.67$) 이 시기에 용존무기질소가 식물플랑크톤의 성장에 제한인자로써 작용했을 것으로 판단된다.
In order to elucidate the spatiotemporal variations of marine environmental parameters, we collected seawater samples in the south-western region of the East Sea in May, August, and November 2012 and February 2013. The concentrations of dissolved inorganic nutrients (dissolved inorganic nitrogen, ph...
In order to elucidate the spatiotemporal variations of marine environmental parameters, we collected seawater samples in the south-western region of the East Sea in May, August, and November 2012 and February 2013. The concentrations of dissolved inorganic nutrients (dissolved inorganic nitrogen, phosphorus, and silicate) in surface seawater during the summer season were lower than those during autumn and winter seasons, which the mixed layer is deeper. The low nutrient concentration in spring and summer seasons seems by consumption of dissolved inorganic nutrients by phytoplankon photosynthesis (high chlorophyll a concentration) and the limited supply of dissolved inorganic nutrients from subsurface layer having high nutrients. The low nutrient concentration during spring season seems to be related to the limited supply of dissolved inorganic nutrients from land and subsurface layer because the concentration of chlorophyll a was low. The DIN:DIP ratio was a wide range of average $15.6{\pm}13.6$ in the surface seawater compared to that of average $14.8{\pm}4.2$ in the bottom seawater during sampling periods. The dissolved inorganic nitrogen might act as a limiting factor of the growth of phytoplankton because the DIN:DIP ratio (on average $8.35{\pm}4.67$) was low during the spring season.
In order to elucidate the spatiotemporal variations of marine environmental parameters, we collected seawater samples in the south-western region of the East Sea in May, August, and November 2012 and February 2013. The concentrations of dissolved inorganic nutrients (dissolved inorganic nitrogen, phosphorus, and silicate) in surface seawater during the summer season were lower than those during autumn and winter seasons, which the mixed layer is deeper. The low nutrient concentration in spring and summer seasons seems by consumption of dissolved inorganic nutrients by phytoplankon photosynthesis (high chlorophyll a concentration) and the limited supply of dissolved inorganic nutrients from subsurface layer having high nutrients. The low nutrient concentration during spring season seems to be related to the limited supply of dissolved inorganic nutrients from land and subsurface layer because the concentration of chlorophyll a was low. The DIN:DIP ratio was a wide range of average $15.6{\pm}13.6$ in the surface seawater compared to that of average $14.8{\pm}4.2$ in the bottom seawater during sampling periods. The dissolved inorganic nitrogen might act as a limiting factor of the growth of phytoplankton because the DIN:DIP ratio (on average $8.35{\pm}4.67$) was low during the spring season.
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문제 정의
이 연구에서는 동해 남서 해역의 높은 기초생산력 및 플랑크톤의 군집조성에 중요한 영향을 미치는 동해남부연안에서 시간에 따른 해황 특성 및 영양염류의 변화 양상을 살펴보았다.
제안 방법
동해남부해역에서 2012년 5월(봄), 8월(여름), 11월(가을) 그리고 2013년 2월(겨울)에 표층수와 저층수의 수온, 염분, pH, DO, SPM의 시공간적 분포 양상을 살펴보았다.
조사해역의 수심은 연안에서 바깥쪽으로 갈수록 급격하게 증가하는 양상을 보이며, 조사정점의 수심은 가장 얕은 곳이 약 12 m, 가장 깊은 수심이 약 208 m였다. 수온, 염분, 수소이온농도(pH) 및 용존산소(DO) 농도는 현장에서 측정하고, 영양염류, 입자성부유물질(SPM) 분석을 위한 해수시료는 표층과 저층에서 각각 채수하였다. 조사해역을 대표하는 포항과 울산에서 2012년 5월부터 2013년 2월까지 관측된 총 강수량은 각각 1,068 mm와 1,167 mm였으며, 두 지역 모두 전체 강수량의 약 70~75%가 여름인 7~9월 사이에 집중되었다(KMA, 2012).
수온과 염분은 현장에서 CTD(Seabird 19plus, Sea-Bird electronics Inc., USA)를 이용하여 관측하였다(initial accuracy: conductivity 0.005 S/m, temperature 0.005 ℃). pH는 로젯샘플러로 채수한 해수를 시료병에 기포가 발생하지 않도록 천천히 옮겨 담은 후 휴대용 센서(Orion Star A221, Thermo Fisher Scientific Inc, Germany)를 이용하여 측정하였다.
영양염류는 영양염 자동분석기(QuAAtro, Seal Analytical GmbH, Germany)를 이용하여 실험실에서 분석하였다. 영양염류 농도의 정확도 검증을 위하여 인증표준물질(MOOS-2, NRC-CNRC)과 함께 분석하였으며, NO3-, NO2-, PO43-, Si(OH)4의 회수율은 각각 101~107%, 93~99%, 92~106%, 95~99% 범위였다.
SPM 농도는 미리 건조하여 무게를 측정한 GF/F 여과지를 이용하여 여과한 다음 초순수 약 20 mL로 3회 반복 통과시켜 여과지에 남아있는 염분을 완전히 제거한 후, 건조기에 옮겨 105~110 ℃에서 2시간 이상 건조시킨 후 데시케이터에 넣어 방냉한 다음 전자저울로 여과지의 무게를 측정(항량으로 될 때까지 건조)하였다. 영양염류(아질산염, 질산염, 인산염, 규산염) 분석을 위하여 해수시료는 GF/F 여과지로 여과한 후, 여과된 해수 100mL를 채취하여 냉동보관 하였으며, 암모늄을 측정하기 위한 시료는 오염을 최소화하기 위해 필터를 하지 않고 100 mL를 취하여 즉시 냉동보관 하였다. 영양염류는 영양염 자동분석기(QuAAtro, Seal Analytical GmbH, Germany)를 이용하여 실험실에서 분석하였다.
영양염류(아질산염, 질산염, 인산염, 규산염) 분석을 위하여 해수시료는 GF/F 여과지로 여과한 후, 여과된 해수 100mL를 채취하여 냉동보관 하였으며, 암모늄을 측정하기 위한 시료는 오염을 최소화하기 위해 필터를 하지 않고 100 mL를 취하여 즉시 냉동보관 하였다. 영양염류는 영양염 자동분석기(QuAAtro, Seal Analytical GmbH, Germany)를 이용하여 실험실에서 분석하였다. 영양염류 농도의 정확도 검증을 위하여 인증표준물질(MOOS-2, NRC-CNRC)과 함께 분석하였으며, NO3-, NO2-, PO43-, Si(OH)4의 회수율은 각각 101~107%, 93~99%, 92~106%, 95~99% 범위였다.
대상 데이터
동해남부연안(온산~영덕)에서 시공간적 해양환경 특성을 파악하기 위하여 27개 정점에서 2012년 5월, 8월, 11월, 그리고 2013년 2월에 현장조사를 실시하였다(Fig. 1). 조사해역의 수심은 연안에서 바깥쪽으로 갈수록 급격하게 증가하는 양상을 보이며, 조사정점의 수심은 가장 얕은 곳이 약 12 m, 가장 깊은 수심이 약 208 m였다.
동해남부연안(온산~영덕)에서 해양환경인자들의 시공간적 분포양상을 살펴보았다. 수온과 염분의 수직분포는 여름과 가을에 강한 성층이 형성되고, 겨울에 표층 혼합층이 깊어졌다.
이론/모형
pH는 로젯샘플러로 채수한 해수를 시료병에 기포가 발생하지 않도록 천천히 옮겨 담은 후 휴대용 센서(Orion Star A221, Thermo Fisher Scientific Inc, Germany)를 이용하여 측정하였다. 해수 중 DO는 윙클러-아지드화나트륨 적정법을 이용하였다. SPM 농도는 미리 건조하여 무게를 측정한 GF/F 여과지를 이용하여 여과한 다음 초순수 약 20 mL로 3회 반복 통과시켜 여과지에 남아있는 염분을 완전히 제거한 후, 건조기에 옮겨 105~110 ℃에서 2시간 이상 건조시킨 후 데시케이터에 넣어 방냉한 다음 전자저울로 여과지의 무게를 측정(항량으로 될 때까지 건조)하였다.
성능/효과
5배로 가장 크게 나타났으며, 표층 혼합층의 두께가 증가하는 가을과 겨울에 작았다. 본 연구에서는 특이하게 봄에 육상과 아표층으로부터 표층수로 영양염류의 공급이 감소하면서 표층수와 저층수간 영양염의 농도차가 가장 크게 나타난 것으로 판단된다. 표층수 중 DIN의 공간적인 분포는 대체로 태화강의 직접적인 영향을 받는 울산항 인근해역(정점 23)에서 가장 높았다.
(2007)은 대마난류수의 원류인 동중국해에서 조사한 DIN:DIP 비는 10 이하라고 보고하였다. 본 연구해역에서 조사한 결과, 표층수 중 용존산소 농도가 높고 봄에 대마난류의 영향을 직접 받고 있는 가장 남쪽의 바깥쪽에 위치한 정점(정점 26, 27)에서 가장 낮은 DIN:DIP 비를 보였다. 따라서 동해남부연안에서 봄에 표층수 중 낮은 DIN:DIP 비는 낮은 DIN:DIP 비를 가진 대마난류수의 영향으로 판단된다.
수온과 염분의 수직분포는 여름과 가을에 강한 성층이 형성되고, 겨울에 표층 혼합층이 깊어졌다. 봄에 표층수 중 DO 농도는 수온과 좋은 역 상관관계를 보여, 이 시기에 수온이 DO 농도의 분포를 조절하는 주요인자로 나타났다. 표층수의 DO 포화도가 높게 나타난 여름에는 chlorophyll a 농도 또한 높아 식물플랑크톤의 광합성에 의해서 표층수 중 DO가 높았던 것으로 판단된다.
5배로 가장 작았다. 수평적인 분포는 표층수의 경우 연안에서 바깥쪽으로 갈수록 대체로 감소하는 경향으로 보였으며, 저층수의 경우 연안에서 바깥쪽으로 갈수록 수심이 깊어짐에 따라 증가하는 양상을 보였다. 육상으로부터 DSi의 공급은 강우량이 증가하는 여름에 뚜렷하게 나타났으며, 공간적으로 울산항 인근 해역 표층(정점 23, 36.
표층수에 비해 저층에서 높은 농도를 보였으며, 표층수와 저층수간 농도차이는 봄에 약 9배로 가장 크고, 수직 혼합이 활발한 겨울에 가장 작았다. 여름에 표층수 중 DIP 농도의 공간적 분포는 울산연안에서 가장 높고 연안에서 외해로 갈수록 감소하는 경향을 보였다.
육상으로부터 DSi의 공급은 강우량이 증가하는 여름에 뚜렷하게 나타났으며, 공간적으로 울산항 인근 해역 표층(정점 23, 36.7 μM)에서 가장 높은 DSi 농도를 보였다.
2) 범위로 계절별로 큰 차이를 보이지 않았다. 조사기간 동안 표층수와 저층수 중 연평균 DIN:DIP 비는 유사하였으나, 표준편차는 각각 13.6, 4.2로 저층수에 비해 표층수에서 상대적으로 크게 나타났다. 이는 저층수에 비해 표층수에서 계절에 따라 영양염의 공급(육상, 아표층, 비점오염 등)과 제거(식물플랑크톤 광합성 등)가 활발하게 이루어지고 있기 때문인 것으로 판단된다.
1). 조사해역의 수심은 연안에서 바깥쪽으로 갈수록 급격하게 증가하는 양상을 보이며, 조사정점의 수심은 가장 얕은 곳이 약 12 m, 가장 깊은 수심이 약 208 m였다. 수온, 염분, 수소이온농도(pH) 및 용존산소(DO) 농도는 현장에서 측정하고, 영양염류, 입자성부유물질(SPM) 분석을 위한 해수시료는 표층과 저층에서 각각 채수하였다.
표층수 중 DO 농도는 계절별 평균 농도가 250-263 μM 범위로 여름에 가장 높고 가을에 가장 낮았으며, 저층수에 비해 표층수에서 대체로 높게 나타났다. 표층과 저층간 성층이 강하게 형성된 여름과 가을에 표층수와 저층수 중 DO 농도차가 상대적으로 가장 크게 나타났다. 봄과 여름에 표층수 중 DO 포화도는 평균 100% 이상으로 나타났다.
표층수 중 DO 농도는 계절별 평균 농도가 250-263 μM 범위로 여름에 가장 높고 가을에 가장 낮았으며, 저층수에 비해 표층수에서 대체로 높게 나타났다.
pH는 표층수보다 저층수에서 다소 낮았다. 표층수 중 pH의 공간적 분포는 겨울을 제외하고 대체로 조사해역의 남쪽에 위치한 감포, 울산연안 정점들이 북쪽에 위치한 영덕, 포항연안의 정점들에 비해 낮게 나타났다. 저층수 중 pH는 수심이 낮은 연안 정점들에서 높고 외해쪽으로 갈수록 낮아졌다.
표층수의 DO 포화도가 높게 나타난 여름에는 chlorophyll a 농도 또한 높아 식물플랑크톤의 광합성에 의해서 표층수 중 DO가 높았던 것으로 판단된다. 표층수 중 영양염 농도는 전반적으로 봄과 여름에 낮고 가을과 겨울에 높은 경향을 보였다. 봄에는 육상 또는 아표층으로 부터 표층으로 영양염류의 공급이 작고 여름에는 식물플랑크톤의 대량 번식으로 인한 영양염의 이용으로 낮은 농도를 보인 것으로 판단된다.
26 μM로 가장 낮았다. 표층수에 비해 저층에서 높은 농도를 보였으며, 표층수와 저층수간 농도차이는 봄에 약 9배로 가장 크고, 수직 혼합이 활발한 겨울에 가장 작았다. 여름에 표층수 중 DIP 농도의 공간적 분포는 울산연안에서 가장 높고 연안에서 외해로 갈수록 감소하는 경향을 보였다.
표층수에서 측정된 DIN, DIP, DSi 사이의 상관관계를 살펴본 결과, DIN과 DIP, DSi와 DIP 사이에 좋은 상관관계를 보였다(Fig. 11). 동해남부연안에서 표층수 중 DIN:DIP 비는 담수의 유입이 많은 태화강 하류 인근의 정점 23(DIN:DIP=20~43)에서 가장 높게 나타났으며, 일부정점을 제외하고 연중 약 4-20(평균: 15.
09μM) μM의 범위로 계절별로 큰 차이를 보이지 않았다. 표층수와 저층수간의 평균농도 차는 봄과 여름에 각각 약 8배, 4.5배로 가장 크게 나타났으며, 표층 혼합층의 두께가 증가하는 가을과 겨울에 작았다. 본 연구에서는 특이하게 봄에 육상과 아표층으로부터 표층수로 영양염류의 공급이 감소하면서 표층수와 저층수간 영양염의 농도차가 가장 크게 나타난 것으로 판단된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
동해연안은 특징은 무엇인가?
동해연안은 대한해협으로부터 유입되는 고온고염의 대마난류와 북쪽으로는 동해 북부로부터 우리나라 연안을 따라 남하하는 저온저염의 북한한류의 영향을 받고 있는 해역이다(Chang et al., 2002, 2004; Choi et al.
동해남부연안이 시공간적으로 급격한 물리, 화학, 생물학적 환경변화를 보이는 해역인 이유는 무엇인가?
, 2009). 동해남부연안은 여름과 가을에 남풍이 우세한 시기에 연안용승이 빈번하게 발생하고 있으며(Lee et al., 2003), 연안을 따라 대단위 공업단지와 여러 하천(포항 형산강, 울산 태화강, 온산 외황강 등)들이 위치하고 있어 국지적으로 담수 유입의 영향을 받고 있다. 따라서 동해남부연안은 시공간적으로 급격한 물리, 화학, 생물학적 환경변화를 보이는 해역이다(Park, 1978).
표층수 중 영양염류에는 무엇이 있는가?
동해남부연안에서 해수 중 해양환경특성의 시공간적 분포양상을 살펴보기 위해서 2012년 5월부터 2013년 2월까지 계절별로 현장조사를 실시하였다. 표층수 중 영양염류(용존무기질소, 용존무기인, 용존무기규소)의 농도는 봄과 여름에 비해 수직혼합이 활발하게 일어나는 가을과 겨울에 높게 나타났다. 여름에 chlorophyll a 농도가 높게 나타나 이 시기에 낮은 영양염 농도는 밀도약층의 강화로 인한 아표층으로부터 영양염류의 공급 감소와 식물플랑크톤의 광합성에 의한 소비로 판단된다.
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