보고서 정보
주관연구기관 |
부산대학교 Busan National University |
연구책임자 |
이근섭
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보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
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발행년월 | 2009-03 |
주관부처 |
국토해양부 |
과제관리전문기관 |
한국과학재단 Korea Science and Engineering Foundtion |
등록번호 |
TRKO200900073845 |
DB 구축일자 |
2013-04-18
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초록
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$\circ$ 물리 화학적 환경요인
잘피가 이식된 세지점(St. 1~St. 3)에서의 수중광량은 St. 3에서 평균 18.44 mol photons $m^{-2}\;d^{-1}$ 로 가장 높았고, St. 2에서 평균 3.65 mol photons $m^{-2}\;d^{-1}$ 로 가장 낮았다. 수온은 여름철에 높고 겨울철에 낮은 뚜렷한 계절적 양상을 보였다. St. 2에서 평균 $10.3^{\circ}C$ 로 다른 지점에 비해 약간 높은 수온 양상을
$\circ$ 물리 화학적 환경요인
잘피가 이식된 세지점(St. 1~St. 3)에서의 수중광량은 St. 3에서 평균 18.44 mol photons $m^{-2}\;d^{-1}$ 로 가장 높았고, St. 2에서 평균 3.65 mol photons $m^{-2}\;d^{-1}$ 로 가장 낮았다. 수온은 여름철에 높고 겨울철에 낮은 뚜렷한 계절적 양상을 보였다. St. 2에서 평균 $10.3^{\circ}C$ 로 다른 지점에 비해 약간 높은 수온 양상을 보였고, St. 3에서 평균 $8.8^{\circ}C$로 약간 낮은 수온 양상을 보였다. 염분농도는 상류인 T1에서 19.9~31로 변동의 폭이 컸고, 하류인 T20에서 29.1~31.1로 변동의 폭이 작았다. 수층의 암모늄 농도는 모든 지점에서 10월과 11월에 높게 나타났다. T15에서 암모늄 농도는 평균 $18.1\mu M$로 다른 지점에 비해 비교적 높았고, T1과 T5에서 평균 $11.5 \mu M$로 비교적 낮았다. 질산과 아질산의 농도는 모든 지점에서 뚜렷한 계적적인 양상을 보이지 않았다. T10에서 평균 $37.8 \mu M$로 가장 높았고, T20에서 평균 $23.7\mu M$로 가장 낮았다. 이들 수치는 연안에 비해 매우 높았다. 인산염의 농도는 모든 지점에서 비슷한 경향을 보였으며, 평균 $2~2.5\mu M$의 농도 분포를 보였다. 퇴적물 공극수 내 영양염 농도는 암모늄, 질산과 아질산, 인산염 모두 매우 높은 값을 나타냈고, 뚜렷한 계절적 양상을 보이지는 않았다. 암모늄의 농도는 하류의 T15와 T20에서 평균 $447.6\mu M$로 높았고, 질산과 아질산의 농도는 상류의 T1에서 평균 $43.3\mu M$으로 가장 높았다. 또한 인산염의 농도는 하류의 T15와 T20에서 평균 $19.5\mu M$로 가장 높았다. 수층의 영양염 농도의 분포는 암모늄 농도는 T10의 서쪽 하안과 T15의 동쪽 하안에서 높은 분포를 보였고, 질산과 아질산의 분포는 T1지점과 T15의 동쪽 하안에서 높은 분포를 보였다. 인산염은 상류에서 하류로 갈수록 높아지는 경향을 보였고, 암모니아 농도와 마찬가지로 T10 지점의 서쪽 하안과 T15 지점의 동쪽 하안에서 비교적 높은 분포를 보였다. 각 지점에서의 퇴적물은 모래(sand)와 펄(mud)로 이루어져 있었으며, 평균 입자의 크기는 T1에서 가장 높았고, T15에서 가장 낮았다. T1에서는 극조립사(>$1000\mu m$)의 비율(43.7%)이 높았으며, T15에서는 펄(<$62 \mu m$)의 비율(61.5%)이 높았다. 퇴적물 내 유기물 함 량은 퇴적물 입자의 크기가 큰 T1에서 평균 1.14%로 가장 낮았고, 입자 크기가 낮은 T15에서 평균 9.41%로 가장 높았다. 수심은 하구 전체의 각 지점에서 큰 차이를 보였는데, 강의 동쪽 하안이 평균 230cm로 서쪽 하안 평균 130cm에 비해 깊게 나타났다. 동쪽 하안의 최고 수심은 332cm 였고, 서쪽 하안의 최저수심은 48cm였다.
$\circ$ 구멍갈파래의 분포 및 생체량
구멍갈파래의 피도는 7월부터 9월까지 줄어들어 거의 사라졌지만, 10월부터 하류의 서쪽 하안부터 발생하기 시작하여 12월과 1월에 급격히 증가하였다. 구멍갈파래는 T9에서 T18까지 강의 서쪽과 중앙부에 많은 분포를 나타냈고, 상류의 T1에서 T6까지 부분적으로 높은 분포를 보였다. 특히 하류의 서쪽 하안은 100%의 피도로 가장 높은 분포를 나타냈다. 반면, 강의 동쪽 하안은 T6부터 하류까지 거의 구멍갈파래가 분포하지 않았는데, 이는 상대적으로 깊은 수심과 바지락 채취로 인한 물리적인 교란 때문인 것으로 판단된다. 구멍갈파래의 생체량은 11월부터 급격히 증가하여 피도의 변화와 비슷한 양상을 보였다. 12월에 가장 높은 생체량을 나타냈고, 1월부터 감소하는 경향을 보였다. 태화강 하구에서 조사된 수층 영양염의 평균 농도는 암모늄 (18.1(2.6~55.7)$\mu M$ 로, 다른 연안에 비해 4~8배 정도 높게 나타났다. 또한, 질산 및 아질산의 평균 농도 역시 37.8(13.7~86.6) $\mu M$ 로 다른 연안에 비해 3~6배 정도 높게 나타났다. 따라서 태화강 하구의 구멍갈파래 대발생의 원인은 수층의 높은 무기영양염의 농도 때문인 것으로 판단된다. 구멍갈파래의 성장의 최적 온도를 알아보기 위해 태화강 하구에서 측정된 평균 수온과 총 60개의 정점에서 측정된 구멍갈파래의 총 생체량을 비교하였다. 구멍갈파래의 최적의 성장을 보이는 시기는 생체량이 급격히 증가하는 시기라고 할 수 있기 때문에, 구멍갈파래 성장의 최적 온도는 $12~22{\circ}C$ 인 것으로 판단된다. 하지만 본 조사에서는 봄철 구멍갈파래 대발생 시기의 생체량 변동이 조사되지 않았기 때문에, 정확한 구멍갈파래 성장의 최적 온도를 파악하기 위해서는 봄철 대발생 시기의 추가적인 조사가 필요할 것으로 사료된다.
$\circ$ 이식된 잘피의 생리 생태학적 특성
세 지점에서 이식된 잘피의 생육밀도는 초기 이식 후 급격히 증가하였으며, 이 후 St. 3을 제외한 다른 지점은 계속적으로 증가하는 양상을 보였다 생육밀도의 증가는 측지(lateral shoot)의 증가로 인한 것으로 판단되며, 12월까지 St. 3에서 가장 높은 증가율을 보였고, St. 1에서 가장 낮은 증가율을 보였다. St. 3에서 이식된 잘피는 2009년 1월에 모든 개체가 사라졌는데, 이는 낮은 수심으로 인해 유속이 빠르고 이식 개체의 일부분이 수면으로 노출되는 것과 이 지점의 높은 영양염 농토에 의한 것으로 추측된다. 이식된 잘피의 개체당 생산성은 12월에 St. 2 지역에서 6.95 mg DW $sht^{-1}\;d^{-1}$ 로 가장 높았고, St. 1 지역에서 4.91 rng DW $sht^{-1}\;d^{-1}$ 로 가장 낮았다. 이후 2009년 1월의 생산성은 감소하는 경향을 나타냈다. 이식된 잘피 개체의 최대 양자수율(Maximum quantum yield, $F_v/F_m$)은 세 지점에서 시간이 지날수록 점차 증가하는 경향을 나타냈다. 이는 이식된 잘피가 새로운 환경에 점차 적응하고 있다는 것을 의미한다. 최대 상대전자전달속도($rETR_{max}$)는 세 지점에서 12월에 증가하였고, 이후 1월에 감소하는 경향을 보였다. St. 2에서 평균 $rETR_{max}$는 $44.73\; \mu mol$ electrons $m^{-2}\;s^{-1}$ 로 다른 지역보다 높은 값을 나타냈다.
$\circ$ 잘피 이식의 적정 장소
태화강 하구에서 조사된 물리, 화학적 환경 요인과, 구멍갈파래의 시공간적 변동을 바탕으로 적정 잘피 이식 장소를 선정하였다. 서쪽 하안의 구멍갈파래가 대발생하는 지역과, 어로활동이 활발한 하류 쪽의 동쪽 하안, 수심이 너무 얕은 지점, 수층의 영양염 농도가 상대적으로 높은 지역 등이 잘피 이식에 부적합한 지역으로 평가되었으며, 이들 지역을 제외한 상류 동쪽 하안 지역과 하류의 중간 지역이 적정 잘피 이식 장소로 선정되었다.
Abstract
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$\circ$ Environmental factors
In three transplanting sites, underwater irradiance was highest at site 3 (18.44 mol photons $m^{-2}\;d^{-1}$) and lowest at site 2 (3.65 moi photons $m^{-2}\;d^{-1}$). Water temperature showed clear seasonal variation, highest in sum
$\circ$ Environmental factors
In three transplanting sites, underwater irradiance was highest at site 3 (18.44 mol photons $m^{-2}\;d^{-1}$) and lowest at site 2 (3.65 moi photons $m^{-2}\;d^{-1}$). Water temperature showed clear seasonal variation, highest in summer and lowest in winter. Average water temperature was highest at site 2 ($10.3^{\circ}C$), and lowest at site 3 ($8.8^{\circ}C$). Salinity at T1 in upstream exhibited a high degree of fluctuation than at T20 in downstream. Water column ${NH_4}^+$ concentration was highest in October and November. Average ${NH_4}^+$ concentration in water column was highest at T15 ($18.1\mu M$), and lowest at T1 and T5 ($11.5 \mu M$). Water column ${NO_3}^-+{NO_2}^-$ concentration did not show extinct seasonal variation. Average ${NO_3}^-+{NO_2}^-$ concentration was highest in T10 ($37.8\mu M$) and lowest in T20 ($23.7\mu M$) Water column ${PO_4}^{3-}$ concentration showed similar trends to water column ${NO_3}^-+{NO_2}^-$, ranging from 2 to $2.5\mu M$. These ${PO_4}^{3-}$ values were much higher than those in other coastal areas. Sediment pore water ${NH_4}^+$, $NO_3^-+{NO_2}^-$ and ${PO_4}^{3-}$ did not show clear seasonal variation. Average ${NH_4}^+$ and ${PO_4}^{3-}$ concentration was highest at T15 and T20, and average ${NO_3}^-+{NO_2}^-$ concentration was highest at T1. Water column ${NH_4}^+$ concentration was highest at the west side of T10 and the east side of T15. Water column ${NO_3}^-+{NO_2}^-$ concentration was highest at the east side of T1 and T15. Water column ${PO_4}^{3-}$ concentration exhibited similar trend of ${NH_4}^+$ concentration. While upstream site (T1) was characterized by high sand content, downstream site (T15) had muddy sediment. Sediment organic content was lowest at T1 (1.14%) and highest at T15(9.41%). Water depth showed a distinct spatial variation. Mean water depth at the east river side was 230cm, while mean water depth at the west side was 130cm. Maximum water depth at the east side was 332cm, and minimum water depth at the west side was 48cm.
$\circ$ Spatial and temporal distibution of Ulva
Ulva was not observed from July to September, but started to grow in October. Percent cover and biomass of Ulva dramatically increased during December to January. Percent cover of Ulva was highest at the west side and center of T9 to T18, and relatively low at T1 to T6. In contrast to the west side of downstream, in which percent cover was nearly 100%, Ulva was sparsely distributed at the east side of T1 - T6. This distributional variations were caused by water depth and physical disturbance due to the clam collection activity at the east side of the river. Biomass of Ulva was increased dramatically from November, and showed similar trend to percent cover. Biomass was highest in December, and started to decrease from January. Average water column nutrient concentration in the Taehwa River estuary was 4-8 times (${NH_4}^+$) and 3-6 times (${NO_3}^-+{NO_2}^-$) higher than those in other coastal areas. These high nutrient concentrations probably caused the Ulva bloom in the estuary. To assess the optimal temperature for Ulva growth, mean water temperatures were correlated with Ulva biomass. From the correlation, the optimal temperature for Ulva growth was estimated as $12-22^{\circ}C$. However, Ulva bloom during spring should be examined to assess more accurate optimal temperature for Ulva growth.
$\circ$ Ecophysiological characteristics of seagrass transplants
Shoot density of eelgrass transplants in three transplanting site was increased rapidly after transplanting, because of new lateral shoots production. An increasing rate of transplant density was highest at site 3, and lowest at site 1. Nearly all transplants died off at site 3 during January 2009, because of rapid water flow and exposure to the air due to the shallow water depth at the site. Water column nutrient concentrations at site 3 were also higher than those at other transplanting site. Leaf productivity of transplants was highest at site 2 (6.95 mg DW $sht^{-1}\;d^{-1}$), and lowest at site 1 (4.91 mg DW $sht^{-1}\;d^{-1}$) during December. Maximum quantum yield of transplants was increased gradually at all three sites. This result implies that they were being adapted to transplanting sites. The $rETR_{max}$ was increased in December, and decreased in January. Mean $rETR_{max}$ was $44.73\mu mol$ electrons $m^{-2}\;s^{-1}$ at site 2, in which $rETR_{max}$ was highest.
$\circ$ Selections of appropriate seagrass transplanting sites
Appropriate transplanting sites were determined based on the chemical and physical factors, and spatial and temporal distribution of Ulva. The sites, which had high nutrient concentrations, Ulva bloom, and high fisheries activity, were excluded for eelgrass transplantation. The east side of upstream and the center side of downstream were selected as appropriate eelgrass transplanting sites.
목차 Contents
- 제 1 장 연구개발과제의 개요 ...13
- 제 1 절 연구개발의 목적 ...13
- 제 2 절 연구개발의 필요성 ...13
- 제 3 절 연구개발의 범위 ...14
- 1. 태화강 하구의 물리화학적 환경요인 파악 ...14
- 2. 태화강에 이상 번성하는 구멍갈파래의 시공간적 변동 조사 ...15
- 3. 인공 잘피 서식지 조성 ...15
- 4. 이식된 잘피의 생리생태학적 특성 ...15
- 제 2 장 국내외 기술개발 현황 및 과학기술정보 ...16
- 제 1 절 국내 현황 ...16
- 제 2 절 국외 현황 ...16
- 제 3 절 과학기술정보 ...16
- 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ...19
- 제 1 절 연구수행 방법 ...19
- 1. 물리 화학적 환경요인 ...19
- 가. 수중광량, 수온 및 염분 농도 ...19
- 나. 해수 및 퇴적물 공극수 내 무기영양염류 ...19
- 다. 퇴적물 입도 및 퇴적물 내 유기물 함량 ...19
- 라. 수심변화 양상 ...19
- 2. 구멍갈파래의 분포 및 생체량 ...20
- 3. 인공 잘피 서식지 조성 ...20
- 4. 이식된 잘피의 생리생태학적 특성 ...25
- 가. 생육밀도 ...25
- 나. 생산성 ...25
- 다. 광합성 특성 ...25
- 제 2 절 연구수행 내용 ...26
- 제 3 절 연구수행 결과 ...28
- 1. 물리 화학적 환경요인 ...28
- 가. 수중광량, 수온 및 염분 농도 ...28
- 나. 해수 및 퇴적물 공극수 내 무기영양염류 ...31
- 다. 퇴적물 입도 및 퇴적물 내 유기물 함량 ...32
- 라. 수심 변화 양상 ...34
- 2. 구멍갈파래의 분포 및 생체량 ...34
- 3. 이식된 잘피의 생리생태학적 특성 ...37
- 가. 생육밀도 ...37
- 나. 생산성 ...37
- 다. 광합성 특성 ...38
- 4. 구멍 갈파래의 대발생 ...39
- 가. 구멍갈파래 대발생의 원인 ...39
- 나. 구멍갈파래 분포의 계절적 변동 ...39
- 5. 잘피 이식의 적정 장소 ...40
- 제 4 장 연구개발 목포달성도 및 관련분야에의 기여도 ...42
- 제 1 절 연차별 연구개발 목표 ...42
- 제 2 절 연차별 연구평가착안점 ...43
- 제 3 절 연구개발 목표의 달성도 ...44
- 제 4 절 관련분야에의 기여도 ...45
- 제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ...46
- 제 6 장 참고문헌 ...47
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