초록 ▼

1. 갯벌 퇴적물 내의 미생물 활동도의 분포 및 유기물 이용성 연구
○ 박테리아 개체수와 생산력, 효소 활동도 측정
○ 산소 미세전극을 이용한 일차 생산력, 군집 총 호흡률 측정
○ 탈질소화의 수평ㆍ수직적 분포 조사
○ 황환원 박테리아(sulfate reducing bacteria; SRB)의 분포 및 황산염 환원율 측정
2. 소형 저서생물의 개체 분포 및 섭식률과 영양동력학적 관계 연구
○ 소형 저서생물의 분포 및 군집 구조 분석
○ 방사성 동위 원소($H^{14}CO_{3}^{-}$

1. 갯벌 퇴적물 내의 미생물 활동도의 분포 및 유기물 이용성 연구
○ 박테리아 개체수와 생산력, 효소 활동도 측정
○ 산소 미세전극을 이용한 일차 생산력, 군집 총 호흡률 측정
○ 탈질소화의 수평ㆍ수직적 분포 조사
○ 황환원 박테리아(sulfate reducing bacteria; SRB)의 분포 및 황산염 환원율 측정
2. 소형 저서생물의 개체 분포 및 섭식률과 영양동력학적 관계 연구
○ 소형 저서생물의 분포 및 군집 구조 분석
○ 방사성 동위 원소($H^{14}CO_{3}^{-}$)를 이용한 일차 생산력 측정
○ 저서 미세조류와 박테리아에 대한 소형 저서 동물의 섭식률 측정
3. 지화학적 모델을 이용한 갯벌의 탈질소화 추정
○ 공극수 내 영양염의 지역적ㆍ시기적인 연직 분포 측정
○ 1차원 확산 모델 수립과 탈질소화 추정
4. 보존된 갯벌과 훼손된 갯벌의 유기물 분해능 비교 연구
○ 박테리아 개체수, 생산력, 효소 활성고 측정
○ 산소 미세전극을 이용한 호기성 군집 호흡률 측정
○ 황산염 환원율 및 flow infection system을 이용한 혐기성 군집 총 호흡률 측정
5. 유기물 부하량에 따른 갯벌의 분해능 변화 연구
○ 입자성 유기물질(heat-killed microalgae) 첨가 실험: 박테리아 생산력, 개체수, 효소활동도 변화 비교
○ Acetate (5 mM) 첨가 실험: 혐기성 호흡률 변화 측정
○ Glucose, peptone 첨가 실험: 잠재적 탈질소화율 변화 측정

Abstract ▼

I. Decomposition of organic carbon and nitrogen by microorganisms in tidal flats
Bacterial abundance and production, enzyme activities and photosynthesis rates were measured in three tidal flats (Janghwa and Dongmak in Ganghwa-gun, North Harbor in Incheon) from January 2002 to June 2004. Bacteria

I. Decomposition of organic carbon and nitrogen by microorganisms in tidal flats
Bacterial abundance and production, enzyme activities and photosynthesis rates were measured in three tidal flats (Janghwa and Dongmak in Ganghwa-gun, North Harbor in Incheon) from January 2002 to June 2004. Bacterial abundances ranged from $0.3-36.8\times10^{9}$ cells $ml^{-1}$ FV (fluid volume) in Ganghwa tidal flats during the study period. In general, bacterial abundances were higher in spring and summer ($4.4\pm3.4\times10^{9}cells ml^{-1} FV$) than in autumn and winter ($2.2\pm1.8\times10^{9}cells ml^{-1} FV$). However, bacterial abundances were generally similar between two tidal flats (Jangwha and Dongmak). In a tidal flat of North Harbor in Incheon where input of organic matter is expected to be higher than in Ganghwa, bacterial abundances were ca. 6 times lower ($1.0\pm0.6\times10^{9}cells ml^{-1} FV$) than in Ganghwa in December and June, but ca. 2 times higher ($4.8\pm4.8\times10^{9}cells ml^{-1} FV$) in April. Bacterial production ranged from n.d.(not detected) to $235.5\times10^{7}cells ml^{-1} FV d^{-1}$ during the study period, showing large seasonal variations. Bacterial production significantly correlated with temperature (r2=0.45, p<0.001), suggesting that temperature would be a significant factor in seasonal variation of bacterial production in the tidal flats. However, in the tidal flat of Incheon bacterial production was high ($54.0\pm12.9\times10^{7}cells ml^{-1} FV d^{-1}$) in December, and then tended to steadily decrease to spring ($15.5\pm11.2\times10^{7}cells ml^{-1} FV d^{-1}$) and summer ($10.5\pm6.3\times10^{7}cells ml^{-1} FV d^{-1}$). During the study periods, aminopeptidase (AMPase) and β-glucosidase (GLCase) activities ranged from 24 to 1341 μM $h^{-1}$ and from 1.1 to 212 μM $h^{-1}$ respectively. The ratios of AMPase to GLCase activities (8.5±8.8) were lower than those (ca. 1000) reported in other marine sediment, suggesting high decomposition rates of polysaccharides in the study areas. Net photosynthesis rates (NPR) measured by oxygen microelectrode technique were highest ($11.0\pm1.0 mmol O_{2}m^{-2}h^{-1}$) in March in Dongmak, and lowest ($0.1\pm1.0 mmol O_{2}m^{-2}h^{-1}$) in Dongmak in June. In general, NPR in a tidal flat of Incheon were similar to those in Ganghwa.Seasonal variations of remineralization and inorganic nitrogen removal capacity were measured from December 2001 to April 2004 in a tidal flat located in south-western part of Gwanghwa island by measuring the sediment oxygen demand (SOD) and denitrification. SOD was higher in muddy sediment (Dongmak; three year average=683 μmole $m^{-2}h^{-1}$) than sandy sediment(Janghwa; three year average=457 μmole $m^{-2}h^{-1}$). The SOD increased with water temperature and showed maximum in summer. During the sediment incubation in April 20021 production of oxygen from sediment was observed, implying active benthic photosynthesis. Denitrification was also higher in muddy sediment (Dongmak; 5.4 μmole $m^{-2}h^{-1}$) than sandy sediment (Janghwa; 3.4μmole $m^{-2}h^{-1}$). The denitrification rate corresponds to the carbon remineralization rate of 9.3 and 5.9 mg C $m^{-2}h^{-1}$ in Dongmak and Janghwa respectively. The denitrification rates were lower compared to the rates in other coastal area (0-200 μmole $m^{-2}h^{-1}$).

목차 Contents

• 제 1 장 연구개발과제의 개요...18
• 제 1 절 연구 개발의 목표...18
• 제 2 절 연구 개발의 필요성...18
• 제 3 절 연구 개발의 범위...21
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황...23
• 제 1 절 국내 연구 사례의 조사...23
• 제 2 절 외국 연구 사례의 조사...24
• 제 3 장 연구개발 수행 내용 및 결과...27
• 제 1 절 연구 내용 및 방법...27
• 1. 갯벌에서 미생물에 의한 유기 탄소 및 질소의 정화능력 연구...27
• 2. 미세 저서 생물에 의한 유기물 생산과 분해 연구...36
• 3. 갯벌의 지화학적 정화능력 연구...37
• 제 2 절 연구 결과...39
• 1. 갯벌에서 미생물에 의한 유기 탄소 및 질소의 정화능력 연구...39
• 2. 미세 저서 생물에 의한 유기물 생산과 분해 연구...97
• 3. 갯벌의 지화학적 정화능력 연구...146
• 4. 종합 토의...156
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도...163
• 제 1 절 연구개발 목표의 달성도...163
• 제 2 절 관련 분야의 기여도...164
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획...165
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보...166
• 제 7 장 참고문헌...167