13C 추적자를 사용한 시화호 상류역에서의 식물플랑크톤 크기에 따른 1차생산성 추적에 관한 연구

Abstract

본 연구는 시화호 상류역의 한 정점에서 식물플랑크톤을 크기별로 구분하여 13C추적자를 이용한 현장 배양실험을 통해 각각의 1차생산성을 측정하였다. 연구정점에서 평균 엽록소 a의 농도는 약 14 μgL−1로 부영양 해역의 분류기준인 10 μgL−1 보다 높은 값을 보이므로, 이 해역은 부영양화 상태라고 판단한 수 있다. 배양 후의 입자성유기탄소와 엽록소 a의 농도비는 30이하로 유기탄소의 주요 기원은 식물플랑크톤이었다. 표층에서는 총 1차생산량이 가장 크지만, 저층에서는 20 μm보다 작은 식물플랑크톤의 1차생산량이 가장 크게 나타났는데 이는 동물플랑크톤의 제거에 의한 결과로 추측된다. 이번 일구정점에서의 기초생산 속도는 93.9 mgC m^{-2}\;d^{-1}$로 1997년 배수갑문 개방 전에 측정된 평균값 (3,972 mgC m^{-2}\;d^{-1}$)의 1/40수준이었으나 1993년 물막이 공사 이전에 측정된 평균값 (3.48 mgC m^{-2}\;d^{-1}$)보다는 높았다. 20 ∼ 53 μm 크기의 식물플랑크톤이 1차생산에 51%의 기여를 하는 것으로 나타났으며, 동화계수가 가장 높게 나타나 이들의 생장속도가 가장 빠르다고 볼 수 있다. 본 연구를 통해서 시화호에서 처음으로 식물플랑크톤 크기에 따른 1차생산성을 13C추적자를 사용하여 살펴보았다. 이 연구방법은 방사성 동위원소인 14C에 비해 안전하며, 분자준수의 생산 유기물 조성을 규명한 수 있는 장점이 있어 향후 수권 생태계 물질순환 및 에너지흐름에 관한 연구에 다양하게 응용될 수 있을 것이다.;Primary productivity was determined by using 13C tracer according to different cell size of phytoplank-ton through in situ incubation experiments in upper stream of the Lake Shihwa. The average concentration of chlorophyll a was 14 μgL−1 demonstrating an eutrophic water. The ratio of POC/Chl-a was lower than 30, reflecting that the origin of organic matter might be mainly phytoplankton. The primary productivity was 93.9 mgC m^{-2}\;d^{-1}$ at St. 1, which was about 40-fold lower than the average value of the lake (3,972 mgC m^{-2}\;d^{-1}$) determined by Choi et al. (1997) before opening of gate but it was higher than the average primary productivity (3.98 mgC m^{-2}\;d^{-1}$) reported by KOWACO in 1993 before constructing dam. The fractionated size (20 ∼ 53 μm) of phytoplankton community account for 51% of total primary productivity, indicating the highest assimilation rate. This study suggest that 13C tracer methodology should be applied as a useful approach for the water ecological research in the future.