본 연구의 목적은 소양호 동물플랑크톤 군집의 장기적인 변동을 관찰하고 환경요인에 따른 영향을 알아보고자 하였다. 조사기간 동안 소양호 유역 강수량은 $705{\sim}1,779mm\;yr^{-1}$의 큰 변동을 보였으며, 이로 인한 호소의 수위변동과 함께 여름철 많은 양의 탁수가 유입되는 것으로 나타났다. 소양호 수질은 몬순기후로 인한 여름철 홍수기 탁수유입이 가장 중요한 환경요인으로 작용하였으며, 계절적 변화가 뚜렷하게 나타났다. 장기간 동안 소양호 동물플랑크톤 군집의 현존량은 2006년을 기준으로 이전과 이후로 뚜렷한 차이를 보였으며, 강우 이후 동물플랑크톤의 현존량이 급격히 증가하는 것으로 나타났다. 소양호에서 동물플랑크톤은 1차적으로 이화학적 환경요인과 양의 상관성을 보였으며, 강우 시 유입된 높은 농도의 인과 유기물 증가가 동물플랑크톤 성장에 영향을 미친 것으로 판단되었다. 그러나 소양호에서 동물플랑크톤 군집의 변동은 이화학적 환경요인으로만 설명하는 데는 한계가 있었으며, 동물플랑크톤의 생물량 증가를 먹이망 내에서 top-down과 bottom-up 효과로 설명할 수 있었다. 결과적으로 소양호 동물플랑크톤의 생물량과 군집구조는 탁수유입에 따른 영양염과 유기물 공급, 식물플랑크톤 현존량 및 종 조성 그리고 동물플랑크톤 상호작용이 주요한 결정요인으로 작용한 것으로 판단되었다.
본 연구의 목적은 소양호 동물플랑크톤 군집의 장기적인 변동을 관찰하고 환경요인에 따른 영향을 알아보고자 하였다. 조사기간 동안 소양호 유역 강수량은 $705{\sim}1,779mm\;yr^{-1}$의 큰 변동을 보였으며, 이로 인한 호소의 수위변동과 함께 여름철 많은 양의 탁수가 유입되는 것으로 나타났다. 소양호 수질은 몬순기후로 인한 여름철 홍수기 탁수유입이 가장 중요한 환경요인으로 작용하였으며, 계절적 변화가 뚜렷하게 나타났다. 장기간 동안 소양호 동물플랑크톤 군집의 현존량은 2006년을 기준으로 이전과 이후로 뚜렷한 차이를 보였으며, 강우 이후 동물플랑크톤의 현존량이 급격히 증가하는 것으로 나타났다. 소양호에서 동물플랑크톤은 1차적으로 이화학적 환경요인과 양의 상관성을 보였으며, 강우 시 유입된 높은 농도의 인과 유기물 증가가 동물플랑크톤 성장에 영향을 미친 것으로 판단되었다. 그러나 소양호에서 동물플랑크톤 군집의 변동은 이화학적 환경요인으로만 설명하는 데는 한계가 있었으며, 동물플랑크톤의 생물량 증가를 먹이망 내에서 top-down과 bottom-up 효과로 설명할 수 있었다. 결과적으로 소양호 동물플랑크톤의 생물량과 군집구조는 탁수유입에 따른 영양염과 유기물 공급, 식물플랑크톤 현존량 및 종 조성 그리고 동물플랑크톤 상호작용이 주요한 결정요인으로 작용한 것으로 판단되었다.
Long-term variation of zooplankton community and species composition was studied from 2003 to 2014 in a deep reservoir, Lake Soyang, in monsoon climate region, Korea. In addition, we examined the correlation with environmental factors. Annual precipitation of watershed showed a large variation in th...
Long-term variation of zooplankton community and species composition was studied from 2003 to 2014 in a deep reservoir, Lake Soyang, in monsoon climate region, Korea. In addition, we examined the correlation with environmental factors. Annual precipitation of watershed showed a large variation in the $705{\sim}1,779mm\;yr^{-1}$ and more than 70% of it was being concentrated from June to September. The water quality of Lake Soyang was shown a clearly seasonal variations and particularly turbid water flowing into the lake during rainy season was the most important environmental factors. Zooplankton community in Lake Soyang showed a significant difference before and after 2006. Zooplankton biomass has shown a large increase and also showed a change in the zooplankton community structure since 2006. The of zooplankton showed positive correlation with temperature and BOD, Chl. a, TP concentration. These results are considered that nutrient and organic matter contained in the turbid water influences the increase in zooplankton biomass and species composition. However, water quality was limited to account for the increase in biomass of zooplankton. For example, increase of small zooplankton density (rotifer; Keratella cochlearis, Polyarthra vulgaris) in spring which is dominated by diatoms (large size; Melosira, Synedra etc.) is considered as a bottom-up effect by the microbial loop. And increased density of crustaceans in autumn was considered a top-down effects by the relationship between predator and prey of microzooplankton and mesozooplankton. In other words the inflow of allochthonous organic matter during rainy season also affected to zooplankton food web in Lake Soyang. In conclusion, biomass, diversity and long-term variations of zooplankton in Lake Soyang were determined by physico-chemical factors but also it is considered that biological interactions is important.
Long-term variation of zooplankton community and species composition was studied from 2003 to 2014 in a deep reservoir, Lake Soyang, in monsoon climate region, Korea. In addition, we examined the correlation with environmental factors. Annual precipitation of watershed showed a large variation in the $705{\sim}1,779mm\;yr^{-1}$ and more than 70% of it was being concentrated from June to September. The water quality of Lake Soyang was shown a clearly seasonal variations and particularly turbid water flowing into the lake during rainy season was the most important environmental factors. Zooplankton community in Lake Soyang showed a significant difference before and after 2006. Zooplankton biomass has shown a large increase and also showed a change in the zooplankton community structure since 2006. The of zooplankton showed positive correlation with temperature and BOD, Chl. a, TP concentration. These results are considered that nutrient and organic matter contained in the turbid water influences the increase in zooplankton biomass and species composition. However, water quality was limited to account for the increase in biomass of zooplankton. For example, increase of small zooplankton density (rotifer; Keratella cochlearis, Polyarthra vulgaris) in spring which is dominated by diatoms (large size; Melosira, Synedra etc.) is considered as a bottom-up effect by the microbial loop. And increased density of crustaceans in autumn was considered a top-down effects by the relationship between predator and prey of microzooplankton and mesozooplankton. In other words the inflow of allochthonous organic matter during rainy season also affected to zooplankton food web in Lake Soyang. In conclusion, biomass, diversity and long-term variations of zooplankton in Lake Soyang were determined by physico-chemical factors but also it is considered that biological interactions is important.
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문제 정의
따라서 이 연구에서는 2003년부터 2014년까지 소양호 동물플랑크톤 군집의 장기적인 변동을 관찰하고 환경요인에 따른 영향을 알아보고자 하였다. 또한, 몬순기후에서의 호수 생태계를 이해하는 데 있어 유용한 정보를 제공하고자 하였다.
따라서 이 연구에서는 2003년부터 2014년까지 소양호 동물플랑크톤 군집의 장기적인 변동을 관찰하고 환경요인에 따른 영향을 알아보고자 하였다. 또한, 몬순기후에서의 호수 생태계를 이해하는 데 있어 유용한 정보를 제공하고자 하였다.
본 연구의 목적은 소양호 동물플랑크톤 군집의 장기적인 변동을 관찰하고 환경요인에 따른 영향을 알아보고자 하였다. 조사기간 동안 소양호 유역 강수량은 705~1,779mm yr-1의 큰 변동을 보였으며, 이로 인한 호소의 수위변동과 함께 여름철 많은 양의 탁수가 유입되는 것으로 나타났다.
지금까지 소양호에서 동물플랑크톤의 생물량 증가에 있어 bottom-up 효과의 중요성에 대해 고찰하였다. 이외에도 동물플랑크톤의 군집변화에 있어 어류에 의한 top-down효과는 매우 중요한 요인으로 작용한다.
가설 설정
(1998)이 제시한 계산식을 사용하였으며, 원생동물의 체적은 Foissner and Berger(1996)가 제시한 계산식을 이용하였다. 동물플랑크톤의 습중량은 비중 1.025를 모두 적용하여 계산하였고(Hall et al., 1976), 건중량은 습중량의 10%인 것으로 가정하였다(Pace and Orcutt, 1981). 예외적으로 윤충류인 Asplanchna, Synchaeta속의 종들은 다른 종보다 수분함량이 많은 것으로 보고되었으므로 건중량은 습중량의 4%인 것으로 가정하였다(Dumont et al.
, 1976), 건중량은 습중량의 10%인 것으로 가정하였다(Pace and Orcutt, 1981). 예외적으로 윤충류인 Asplanchna, Synchaeta속의 종들은 다른 종보다 수분함량이 많은 것으로 보고되었으므로 건중량은 습중량의 4%인 것으로 가정하였다(Dumont et al., 1975). 탄소량은 건중량의 48%로 가정하여 산정하였다 (Andersen and Hessen, 1991).
BOD (Biochemical Oxygen Demand)는 20°C 배양기에서 5일간 배양 후 용존산소의 차이로 측정하였다.
수온, 탁도, BOD, TP, Chl. a 등의 환경요인 조사는 소양호 댐 앞 지점에서 2003년부터 2014년까지 수심별 0m, 2 m 및 5 m로 월 1회 실시하였다(Fig. 1). 수온은 현장에서 디지털 온도계를 사용하여 측정하였으며, 탁도는 탁도계 (Turbidity meter)로 측정하였다.
채집된 시료는 폴리에틸렌 병에 담아 sucrose-formalin으로 최종 농도가 4%가 되도록 고정하였다. 고정된 동물플랑크톤 시료는 Sedgwick-Rafter 계수판에 넣고 현미경 하에서 저배율(60~150배)로 지각류, 요각류, 윤충류 및 원생동물로 구분하고 각 종별로 계수하여 리터(L)당 개체수로 환산하였다(Mizuno, 1991).
, 2001; Jung, 2012). 몬순강우에 의한 이화학적 수질변화가 동물플랑크톤에 미치는 영향을 알아보기 위해 상관관계를 분석하였다(Table 3). 소양호에서 동물플랑크톤 현존량은 수온, BOD 및 Chl.
1). 수온은 현장에서 디지털 온도계를 사용하여 측정하였으며, 탁도는 탁도계 (Turbidity meter)로 측정하였다. BOD (Biochemical Oxygen Demand)는 20°C 배양기에서 5일간 배양 후 용존산소의 차이로 측정하였다.
대상 데이터
시료채취는 소양호 댐앞 지점에서 2003년 6월부터 2014년 12월까지 총 136회 실시하였다(Fig. 1). 동물플랑크톤의 시료는 65 μm plankton net를 이용하여 표층에서 20 m까지 수직 예인하였다.
a는 GF/C galss filter로 여과한 후 여과지를 냉동보관 하였다가 2주 이내에 90% acetone으로 추출하여 tissue homogenizer로 분쇄한 후 분광광도계를 이용하여 분석하였다(Lorenzen, 1967). 이외에 환경요인으로 강우량, 소양호 수위 및 방류수 탁도 자료는 각각 기상청(http://www.kma.go.kr), 국가수자원관리종합정보시스템 (http://www.wamis.go.kr) 및 춘천시(소양정수장) 자료를 활용하였다.
이론/모형
BOD (Biochemical Oxygen Demand)는 20°C 배양기에서 5일간 배양 후 용존산소의 차이로 측정하였다. Total phosphorus (TP)는 시료를 persulfate 분해 후에 ascorbic acid법으로 분석하였다. Chl.
동물플랑크톤의 탄소량 산정을 위해 지각류와 요각류의 생체량은 Culver et al. (1985) 및 Kawabata and Urabe(1998)가 제시한 길이-무게 관계식 (W=aLb)을 사용하였다. 윤충류는 Ruttner-Kolisko (1977) 및 Telesh et al.
(1985) 및 Kawabata and Urabe(1998)가 제시한 길이-무게 관계식 (W=aLb)을 사용하였다. 윤충류는 Ruttner-Kolisko (1977) 및 Telesh et al. (1998)이 제시한 계산식을 사용하였으며, 원생동물의 체적은 Foissner and Berger(1996)가 제시한 계산식을 이용하였다. 동물플랑크톤의 습중량은 비중 1.
성능/효과
4 μg L-1로 큰 변화가 없는 것으로 나타나, 요각류 증가는 1차 생산자보다 윤충류가 더 관련이 있다는 것으로 추측할 수 있다. 12년간 요각류와 윤충류의 월평균 생물량 변화를 분석한 결과에서 윤충류의 생물량 증가 이후 요각류의 생물량이 크게 증가하는 것으로 나타났다(Fig. 7). 이는 여름 강우시기 윤충류 생물량 증가가 요각류 성장에 영향을 미친 것으로 판단되며, 또한 최근에 생물량의 비율이 지각류에서 요각류로 변동된 원인으로 생각된다.
2003년 6월부터 2014년 12월까지의 소양호의 동물플랑크톤은 4분류군 95종으로 지각류 4종, 요각류 7종, 윤충류 52종, 원생동물 32종이 출현하였다. 총 출현종 중 윤충류가 54.
7 Ind. L-1의 범위를 보였으며, 윤충류와 원생동물의 점유율이 각각 47.7%, 43.2%로 가장 높게 나타났다. 동물플랑크톤의 탄소량은 2.
소양호에서 동물플랑크톤 현존량은 수온, BOD 및 Chl. a 농도와 양의 상관성을 보였으며, TP 농도는 지각류 및 요각류와 양의 상관성을 보였다. 결과적으로 이화학적 환경요인은 계절에 따른 영향과 함께 동물플랑크톤의 생물량 증가에 영향을 준 것으로 나타났다.
L-1로 연간 최대 개체수를 보였다. 개체수의 증가뿐만 아니라 윤충류 및 원생동물과 같은 소형 동물플랑크톤의 출현종 또한 증가하는 것으로 나타났다. 동물플랑크톤의 탄소량은 2007년 32.
그러나 소양호에서 동물플랑크톤 군집의 변동은 이화학적 환경요인으로만 설명하는 데는 한계가 있었으며, 동물플랑크톤의 생물량 증가를 먹이망 내에서 top-down과 bottom-up 효과로 설명할 수 있었다. 결과적으로 소양호 동물플랑크톤의 생물량과 군집구조는 탁수유입에 따른 영양염과 유기물 공급, 식물플랑크톤 현존량 및 종 조성 그리고 동물플랑크톤 상호작용이 주요한 결정요인으로 작용한 것으로 판단되었다.
결과적으로 소양호 동물플랑크톤의 생물량과 군집구조는 탁수유입에 따른 영양염과 유기물 공급이 1차적인 환경요인으로 작용하였으며, 식물플랑크톤 현존량 및 종 조성 그리고 동물플랑크톤 상호작용이 주요한 결정요인으로 작용한 것으로 판단된다. 몇몇 장기변동 연구결과에서는 동물플랑크톤의 생물량, 종 다양성, 계절변동 등은 물리화학적 환경요인에 의해 영향을 받지만, 생물 상호 간의 작용에 의해 결정되는 정도가 오히려 더 중요하게 작용하는 것으로 보고되었다(Mihuc, 2012; Vanderploeg, 2012).
51 μg L-1의 범위를 보여 연도별 차이보다는 계절에 따른 변동이 더 큰 것으로 나타났다. 결과적으로 소양호의 수질은 몬순기후로 인한 여름철 홍수기 유입수로 인해 연도별 변화보다 계절변화가 뚜렷하게 나타났다.
a 농도와 양의 상관성을 보였으며, TP 농도는 지각류 및 요각류와 양의 상관성을 보였다. 결과적으로 이화학적 환경요인은 계절에 따른 영향과 함께 동물플랑크톤의 생물량 증가에 영향을 준 것으로 나타났다. 이는 강우 시 유입된 높은 농도의 인과 유기물 증가가 동물플랑크톤 성장에 영향을 미친것으로 판단된다.
소양호에서 동물플랑크톤은 1차적으로 이화학적 환경요인과 양의 상관성을 보였으며, 강우 시 유입된 높은 농도의 인과 유기물 증가가 동물플랑크톤 성장에 영향을 미친 것으로 판단되었다. 그러나 소양호에서 동물플랑크톤 군집의 변동은 이화학적 환경요인으로만 설명하는 데는 한계가 있었으며, 동물플랑크톤의 생물량 증가를 먹이망 내에서 top-down과 bottom-up 효과로 설명할 수 있었다. 결과적으로 소양호 동물플랑크톤의 생물량과 군집구조는 탁수유입에 따른 영양염과 유기물 공급, 식물플랑크톤 현존량 및 종 조성 그리고 동물플랑크톤 상호작용이 주요한 결정요인으로 작용한 것으로 판단되었다.
동물플랑크톤의 분류군별 개체수와 탄소량의 분포는 연도별로 차이를 보였다(Fig. 5). 2004년에서 2014년으로 갈수록 동물플랑크톤의 개체수는 원생동물 우점에서 윤충류 우점으로 바뀌었다.
동물플랑크톤의 탄소량은 2.19~32.29 μgC L-1의 범위를 보였으며, 지각류와 요각류가 총 탄소량의 각각 37.7% 및 47.6%를 차지하였다(Table 2).
, 1995). 따라서 소양호에서 여름시기 Daphnia 증가는 식물플랑크톤과 함께 박테리아 등 미생물 플랑크톤의 먹이 유용성 증가에 따른 bottom-up 영향으로 판단된다.
또한, 강우 시 유입된 유기물의 공급으로 박테리아→HNF→원생동물의 미생물먹이망을 통해 윤충류 현존량 증가에 영향을 준 것으로 판단된다.
, 2011). 뿐만 아니라 강우 시 유입된 중층의 탁수는 겨울시기 turnover로 인해 봄 시기까지 영향을 미치는 것으로 나타났다. 특히 2007년에는 4월까지 탁도 및 TP 농도가 전년도 동일한 시기보다 3배 이상 높게 나타났다.
조사기간 동안 소양호 유역 강수량은 705~1,779mm yr-1의 큰 변동을 보였으며, 이로 인한 호소의 수위변동과 함께 여름철 많은 양의 탁수가 유입되는 것으로 나타났다. 소양호 수질은 몬순기후로 인한 여름철 홍수기 탁수유입이 가장 중요한 환경요인으로 작용하였으며, 계절적 변화가 뚜렷하게 나타났다. 장기간 동안 소양호 동물플랑크톤 군집의 현존량은 2006년을 기준으로 이전과 이후로 뚜렷한 차이를 보였으며, 강우 이후 동물플랑크톤의 현존량이 급격히 증가하는 것으로 나타났다.
여름시기 윤충류의 증가는 식물플랑크톤과 앞서 설명한 바와 같이 외부유기물 공급에 따른 미생물먹이망에 의한 영향으로 판단된다. 소양호에서 강우 이후 8월에 윤충류는 급격한 증가뿐만 아니라 식물플랑크톤의 밀도 또한 최대를 보였으며, 남세균 Anabaena와 Microcystis가 우점하였다. 이 시기에 윤충류 증가는 일차적으로 식물플랑크톤과 영양상태 증가로 설명할 수 있으며, 또한 박테리아의 물질순환에 따른 미생물 플랑크톤(picoplankton, HNF 등)의 먹이원 공급이 현존량에 영향을 준 것으로 판단된다.
6%를 차지하였다(Table 2). 소양호에서 동물플랑크톤 현존량은 연도별로 차이를 보였으며, 2006년 이전과 이후로 뚜렷하게 나타났다(Fig. 4). 2006년 7월 880 mm의 집중강우 이후에 동물플랑크톤의 개체수가 680.
장기간 동안 소양호 동물플랑크톤 군집의 현존량은 2006년을 기준으로 이전과 이후로 뚜렷한 차이를 보였으며, 강우 이후 동물플랑크톤의 현존량이 급격히 증가하는 것으로 나타났다. 소양호에서 동물플랑크톤은 1차적으로 이화학적 환경요인과 양의 상관성을 보였으며, 강우 시 유입된 높은 농도의 인과 유기물 증가가 동물플랑크톤 성장에 영향을 미친 것으로 판단되었다. 그러나 소양호에서 동물플랑크톤 군집의 변동은 이화학적 환경요인으로만 설명하는 데는 한계가 있었으며, 동물플랑크톤의 생물량 증가를 먹이망 내에서 top-down과 bottom-up 효과로 설명할 수 있었다.
소양호 수질은 몬순기후로 인한 여름철 홍수기 탁수유입이 가장 중요한 환경요인으로 작용하였으며, 계절적 변화가 뚜렷하게 나타났다. 장기간 동안 소양호 동물플랑크톤 군집의 현존량은 2006년을 기준으로 이전과 이후로 뚜렷한 차이를 보였으며, 강우 이후 동물플랑크톤의 현존량이 급격히 증가하는 것으로 나타났다. 소양호에서 동물플랑크톤은 1차적으로 이화학적 환경요인과 양의 상관성을 보였으며, 강우 시 유입된 높은 농도의 인과 유기물 증가가 동물플랑크톤 성장에 영향을 미친 것으로 판단되었다.
본 연구의 목적은 소양호 동물플랑크톤 군집의 장기적인 변동을 관찰하고 환경요인에 따른 영향을 알아보고자 하였다. 조사기간 동안 소양호 유역 강수량은 705~1,779mm yr-1의 큰 변동을 보였으며, 이로 인한 호소의 수위변동과 함께 여름철 많은 양의 탁수가 유입되는 것으로 나타났다. 소양호 수질은 몬순기후로 인한 여름철 홍수기 탁수유입이 가장 중요한 환경요인으로 작용하였으며, 계절적 변화가 뚜렷하게 나타났다.
0% 이상을 차지하였다. 주요 출현종으로 원생동물은 Tintinnidium cylindrata, 윤충류는 Keratella cochlearis, Polyarthra vulgaris로 나타났으며, 2011년 이후에는 P.vulgaris의 개체수가 크게 증가하였다. 탄소량은 지각류에서 요각류로 천이되었으며, 탄소량의 상대적인 비율은 큰 강우가 있었던 2006년에 지각류가 크게 증가한 이후 2008년까지 50.
0% 이상을 차지하는 것으로 나타났다. 주요 출현종으로 지각류는 Bosmina longirostris, D. galeata, 요각류는 Mesocyclops leuckarti, Thermocyclops hyalinus로 나타났다.
2003년 6월부터 2014년 12월까지의 소양호의 동물플랑크톤은 4분류군 95종으로 지각류 4종, 요각류 7종, 윤충류 52종, 원생동물 32종이 출현하였다. 총 출현종 중 윤충류가 54.7%를 차지하였으며 원생동물 33.7%, 요각류 7.4%, 지각류 4.2%로 나타났다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
동물플랑크톤이란 무엇인가?
, 2000). 즉 동물플랑크톤은 먹이사슬, 먹이망, 에너지 흐름 및 물질순환과 같은 수생태계의 모든 기능적 측면에서 영향을 미치는 가장 중요한 생물학적 구성요인 중 하나라 할 수 있다 (Murugan et al., 1998; Dadhick and Sexena, 1999; Sinha and Islam, 2002; Park and Shin, 2007).
동물플랑크톤의 역할은 무엇인가?
동물플랑크톤은 수생태계의 먹이망 (food web) 내에서 식물플랑크톤 및 박테리아를 섭식함으로써 상위영양단계로 에너지를 전달하는 중추적인 역할을 한다(Wetzel and Linkens, 1983; Kim et al., 2000).
수생태계에서 동물플랑크톤의 역할이 상태에 따라 다양하게 나타나는 이유가 무엇인가?
, 2003)에 따라 다양하게 나타난다. 이는 동물플랑크톤 군집이 환경변화에 매우 민감하고(Pace, 1986), 호소의 영양단계와 수질 등 화학인자에 반응하기 때문이다(Canfield et al., 1996; Marcus, 2004).
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