Distribution and Growth of Bacteria in the Hypertrophic Lake Shiwha

과영양성 시화호에서 박테리아의 분포 및 성장

Distribution of bacterial abundance and production was investigated during October, 1995-August, 1996 in Lake Shiwha constructed artificially in 1994. Its water column was distinguished by two layers: the brackish surface layer with salinity ranged from 6 to 20‰ and the saline hypoxic/anoxic bottom layer with salinity of 17 to 27‰ Except for samples collected in March, 1996 (on average 13 ${\mu}g\;l^{-1}$), chlorophyll a concentration ranged from 27.6 to 249.5 ${\mu}g\;l^{-1}$ in the euphotic zone, indicating the hypertrophic condition of Lake Shiwha during most of the studied period. In this study, bacterial productions measured by $^3H$-thymidine incorporation method were similar to those by $^{14}C$-leucine incorporation method. In hypertrophic, surface waters of Lake Shiwha, bacterial abundance and production ranged from 1.4 to $19.5{\times}10^9\;cells\;l^{-1}$ and from 1.6 to $126.5{\times}10^7\;cells\;l^{-1}\;h^{-1}$ respectively; 2 to 4 fold and 2 to 30 fold higher than those in eutrophic coastal waters outside of Lake Shiwha, respectively. Turnover times of bacterial community in the surface layer of Lake Shiwha ranged from 0.2 to 8.9 day, indicating that bacteria in the lake seemed to adapt to the hypertrophic condition. In the hypoxic bottom layer, bacterial abundance and production was up to 3 fold and 20 fold lower than those in the surface layer, and showed slow bacterial growth. Significant correlations between the bacterial abundance, production, and community turnover time with water temperature indicate water temperature was the important factor controlling distribution and growth of bacteria. However, during summer season, bacterial production seemed to be regulated by supply of substrates.

방조제 건설에 의해 1994년 형성된 시화호에서 1995년 10월부터 1996년 8월까지 박테리아 개체수 및 생산력의 분포에 대한 연구가 수행되었다. 시화호는 6~20‰의 염분을 갖는 기수성 상층과 17~27‰의 염분 분포를 보이며 저산소/무산소 상태를 갖는 고염성 저층으로 나누어졌다. 시화호의 유광대에서 측정된 엽록소 a 농도는 1996년 3월(평균 13 ${\mu}g\;l^{-1}$)을 제외하면 조사 기간동안 27.6~249.5 ${\mu}g\;l^{-1}$로 높은 값을 보여, 대부분의 기간동안 과영양화된 특성을 나타내었다. 본 연구에서 $^3H$-thymidine 고정법에 의해 측정된 박테리아 생산력은 $^{14}C$-leucine 고정법에 의해 얻어진 박테리아 생산력과 유사한 값을 보였다. 과영양화된 시화호 상층에서 박테리아 개체수와 생산력은 각각 $1.4{\sim}19.5{\times}10^9\;cells\;l^{-1}$와 $1.6{\sim}126.5{\times}10^7\;cells\;l^{-1}\;h^{-1}$ 범위의 값으로 부영양화된 시화 방조제 외측의 연안 환경에 비해 각각 2~4배와 2~30배 정도 높은 박테리아 개체수와 생산력을 보였다. 그리고 시화호 상층에서 박테리아 군집의 회전시간은 0.2~8.9일로 짧아, 박테리아가 과영양화에 적응하여 빠르게 성장하고 있음을 제시하였다. 한편 시화호 저층의 환경에서 박테리아 개체수와 생산력은 상층에 비해 각각 3배와 20배까지 낮은 값을 보여, 저산소 환경에서 박테리아가 느리게 성장함을 나타내었다. 시화호 상층에서 박테리아 개체수, 생산력과 군집회전시간은 수온과 유의한 상관관계를 나타내어, 수온이 박테리아의 분포 및 성장을 조절하는 중요한 요인임을 시사하였다. 그러나 여름에는 수온보다 기질의 공급에 의해 박테리아 생산력이 조절되는 듯한 양상을 보였다.