보령 갯벌에서 계절별 유기물 분해과정의 상대적 중요성

갯벌은 다양한 생물의 서식처로서 생산성이 외해역에 비해 10-20배 이상 높으며, 육상으로부터 다량의 유기물이 유입되는 환경이다. 갯벌로 유입된 유기물은 다양한 미생물 군집의 호흡에 의해 유기탄소에서 무기탄소로 분해되며, 전자수용체의 이용가능성에 의해 유기물 분해경로는 결정된다. 호기성 또는 혐기성 유기물 분해의 상대적 중요성에 의해 퇴적물 내의 물질순환은 조절됨과 동시에 갯벌환경의 건전성을 나타내는 지표이기도 하다. 본 연구는 보령 갯벌에서 하계, 추계, 동계시에 계절별 유기물 분해율과 호기성 및 혐기성 유기물 분해과정의 상대적 중요성에 대해 조사하였다. 하계 총 유기물 분해율 중에서 혐기성 미생물에 의한 유기물 분해율은 A, B 두 지역에서 각각 93.1%, 94.9%로 나타났다. 추계 총 유기물 분해율에서 혐기성 미생물에 의한 유기물 분해율은 A, B 지역에서 각각 78.4%, 71.9%로 나타났고, 동계에는 57.6%, 51.1%로 나타났다. 호기성 유기물 분해율은 총 유기물 분해의 5~49% 이내로 나타나 유기물 분해능은 혐기성 유기물에 의해 주도되는 것으로 나타났다. 하계는 혐기성 유기물 분해율의 상대적인 비가 90% 이상을 차지하여 추계와 동계보다 높은 것으로 나타났다. 연안의 유기물 분해는 계절적인 온도변화에 따라 중요하게 영향을 미치며, 하계 혐기성 유기물 분해과정에서 생성된 환원물(NH4+, Fe2+, HS-)의 재산화에 의해 호기성 유기물 분해의 중요성은 상대적으로 낮은 것으로 보고되었다. 동계의 호기성 유기물 분해율이 상대적으로 높게 나타나 온도가 낮은 계절에는 혐기성과 호기성 유기물 분해율의 차이가 작았다. 하계 시 상대적으로 높은 혐기성 유기물 분해율은 환원물의 축적을 야기하여 호기성 호흡을 대신에 황산염 환원과 같은 혐기성 호흡을 촉진시키는 악순환으로 연결될 수 있다.2

퇴적물 산소소모와 영양염 용출 측정 방법에 관한 고찰

수심이 낮은 연안 수층에서 생산된 유기물의 대부분은 저층으로 유입되며, 다양한 생물군에 의해 분해된다. 유기물 유입이 많은 환경에서 저층 분해는 산소소모를 촉진시켜, 저층 빈산소 또는 무산소 환경을 유발한다. 유기물 분해과정에서 공극수로 해리된 영양염류(질소, 인)는 수층으로 용출되며, 저층-수층 연결고리를 통하여 수층 생태계에 공급된다. 지금까지 국내 대부분의 연구진들은 퇴적물에서 생지화학적 물질순환을 측정하기 위해 코어 배양법(core incubation)을 활용하였다. 최근에는 측정 오류를 최소화 할 수 있는 현장 관측장비(benthic lander)가 개발되어 퇴적물에서의 유기물 분해 및 영양염 플럭스 연구에 활용되고 있다. 따라서 본 연구에서는 저층-수층경계면에서 정확한 물질 플럭스 측정을 위해 실험실 측정자료와 현장 관측장비에 의해 측정된 자료를 비교하였다. 퇴적물 산소소모율은 현장 장비로 측정된 값이 실험실 내 배양법으로 측정된 용출률 보다 낮게 나타났으나, 영양염 용출률은 전반적으로 현장 관측 장비로 측정된 값이 비교적 높거나 유사한 수준이었다. 실험실 배양을 위한 퇴적물 채취, 이동 및 실험 준비과정(상등액 주입, 센서 교정 등)은 퇴적물 본래의 특성을 변질 시킬 수 있으며 실험실 배양법을 이용한 퇴적물 산소소모율 측정은 현장관측 장비를 이용한 측정에 비해 과대평가(overestimation) 될 수 있다. 영양염 플럭스 실험에서 초기값(T0)은 현장관측 장비를 이용한 측정에 비해 실험실 배양법이 높게 측정되어 배양 후 실험에서의 저층 영양염 플럭스의 과소평가(underestimation)를 야기 할 수 있다. 퇴적물에서 정확한 물질플럭스 측정을 위해서는 현장관측 장비를 이용하는 것이 유리하며, 실험실 배양실험으로 진행할 경우, 전처리 시간을 최소화하고 현장 온도 유지에 유의하여 실험을 실시하여야 한다.2

Development of Fluorescent Chemical Sensors for Analysis of Marine Environment and Biomolecules

한국해양과학기술

Establishment of volunteer monitoring program in the Suyoung Bay, Busan

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쿠로시오 확장역 물질순환의 변동 특성 연구

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