Effect of Filter-feeding Bivalve (Corbiculidae) on Phyto- and Zooplankton Community

여과 섭식성 패류가 동 ${\cdot}$ 식물플랑크톤 군집에 미치는 영향

This study was conducted to evaluate the ecological impact of freshwater bivalve (Corbiculidae) on plankton communities in experimental enclosure systems (2 m ${\times}$ 2 m ${\times}$ 2 m). During the acclamation period of one month, cyanobacteria, including Microcystis viridis and Microcystis aeruginosa, dominated in both control and treatment enclosures with no noticeable density difference. After the addition of 100 mussels, dominant species of phytoplankton shifted from Microcystis to Scenedesmus in concert with slight decrease in the cell density and the increase of N/P ratio. However, cell density in the control quickly increased, accompanied with changes of dominant species to Oscillatoria spp. With the introduction of additional 500 musseles in the treatment enclosure, dominant phytoplankton species in both enclosures were replaced with Selenastrum spp. and Cryptomonas sp. In the initial stage, the total zooplankton abundance in the control was higher than that of treatment, but it was reversed after the addition 100 mussels. After mussel density increased up to 600 indivisuals, zooplankton density in the treatment decreased with dominance of small taxa, such as rotifers and nauplius. However, abundance and carbon biomass of large zooplankton, such as Bosmina longirostris and Diacyclops thomasi were maintained in a high level compared with those of control. During the study period, Chl. a concentration in mussel treatment and control increased with DIP and $NH_3-N$, respectively. Due to the increase of $NH_3-N$, especially after the introduction of additional 500 mussels, nitrogen limitation did not occur in the treatment enclosure in contrast with strong nutrient limitation occurred in the control. These results indicate that filter-feeding Corbicula could exert important impact on nutrient recycling and plankton community structure in a freshwater ecosystem, through direct feeding and competition for the same food resource as zooplankton on one hand, and through alteration of nutrient availability on the other.

본 연구는 실험적으로 조성된 인공연못(2 m ${\times}$ 2 m ${\times}$ 2 m)에서 패류의 여과 섭식이 수체 내 물질순환과 플랑크톤 군집에 미치는 영향을 평가하기 위해 이루어졌다. 실험의 초기에는 처리구와 대조구 enclosure 모두에서 남조류인 Microcystis viridis와 M. aeruginosa 등이 우점하였고, 세포밀도와 생물량의 큰 차이는 없었다. 패류 100개체 투입 이후에 처리구에서 세포밀도의 감소와 수중 내 N/P의 증가와 더불어 우점종은 Microcystis에서 Scenedesmus로 바뀌었다. 반면에, 대조구에서의 세포밀도는 증가와 더불어 Oscillatoria spp.가 우점하였다. 패류 600개체 투입 이후에는 처리구와 대조구 모두에서 Selenastrum spp.와 Cryptomonas sp.가 우점하였다. 실험 초기 대조구에서의 동물플랑크톤 밀도는 처리구에 비해 높았으나 100개체 투입 이후에는 처리구에서 높았다. 패류 600개체 투입 이후에는 처리구에서 크기가 작은 윤충류와 요각류 유생들의 밀도가 감소하였으나, Bosmina longirostris, Diacyclops thomasi와 같은 크기가 큰 동물플랑크톤의 밀도와 생물량은 대조구에 비해 높았다. 실험기간 동안 엽록소 a농도의 증가는 처리구에서 수체 내 DIP농도가, 대조구에서는 암모니아농도가 상승한 직후에 나타났다. 처리구에서 600개체 투입 전후 시기동안 대조구에서는 TSI (Chl. a-TN)과 TSI (Chl. a-TP)가 모두 증가하였으나 처리구에서는 암모니아 농도의 증가로 인하여 질소 제한에 대한 변화가 나타나지 않았다. 이러한 결과들은 패류의 여과섭식이 수체내 영양염 이용율을 변화시키고, 동물플랑크톤과의 동일한 먹이원에 대한 경쟁 혹은 직접적인 섭식을 통해 수환경에서 물질 순환과 플랑크톤 군집 변화에 중요한 영향을 미칠 수 있음을 의미한다.