Benthic marine algal community of Hakampo in the western coast of Korea was investigated qualitatively and quantitatively. Seasonal assessments of species composition, biomass, dominant species in biomass and vertical distributional pattern were carried out from spring to winter. A total of 121 species was identified; 6 blue-green, 18 green, 16 brown, 81 red algae. In three sites investigated, 96 species were collected at Bunjeomdo, 75 at Maoe, and 57 at Doranggol, respectively. Dermocarpa sp. and Acrochaetium microscopicum were collected for the first time in Korea through this investigation. Dominant species in specific proportions of biomass were Sargassum thunbergii, Gloiopeltis furcata, Corallina spp., Symphyocladia latiuscula and Monostroma nitidum. Seasonal fluctuations of mean biomass were 31.59-427.69 g dry wt$.$$\mu \textrm m^{-2}$ at Bunjeomdo and 20.98-473.48 g dry wt$.$$\mu \textrm m^{-2}$ at Maoe, respectively, which were comparatively high in the western coast of Korea. Vertical distribution in intertidal zones was Gloiopeltis furcata-Gloiopeltis furcata and Corallina spp.-Corallina spp. and Sargassum thunbergii.
There is increasing interest in the relationships between marine bacteria and red tide organisms. Some bacteria are known to kill red tide organisms, and may be responsible for accelerating the termination of red tides. Thus, certain algicidal bacteria have been proposed for the control of red tides. Meanwhile, many red tide organisms are known to feed on marine bacteria. The roles of marine bacteria and red tide organisms are therefore reversible. In Korean waters, the killing of red tide organisms by algicidal bacteria, and also the feeding of red tide organisms on marine bacteria have been extensively investigated. The findings of such studies may influence the conventional view of red tide dynamics, and also planktonic food webs. Here, we review the species and concentrations of algicidal bacteria that kill red tide organisms in Korean waters, as well as the ingestion rate and grazing impact of red tide organisms on marine bacteria. Furthermore, we offer an insight into the ecological roles of these 2 components in marine planktonic food webs.
The change of microbial communities during cyanobacterial bloom was comparatively analyzed by 16S rDNA PCR-DGGE in Daechung Reservoir during 2003~2005. Morphological analysis showed that Cyanophyceae dominated algal community in the bloom. Dominant cyanobacteria were Microcystis, Planktothrix (Oscillatoria), Phormidium and Anabaena. We used 16S rDNA-denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE) profiles and phylogenetic affiliations of the DGGE bands to analyze the community structure and diversity of the predominant microbial community. The DGGE band patterns demonstrated that the most frequent bands were identified as Microcystis during the monitoring periods, Planktothrix also dominated on September 2003 and 2004, whereas Anabaena was showed a peak on September 2005 and Aphanizomenon on August 2003. DGGE and phylogenetic analysis provided us new information that could not be obtained by traditional, morphological analysis. The relationship between cyanobacteria and other aquatic bacteria can be traced and their genetic diversity also identified in detail.
The flow of the middle and downstream of the Yeongsan River is stagnant by two weirs of Seungchon and Juksan and the estuary dam and maintained in freshwater. In this study, the Environmental Fluid Dynamics Code-National Institute of Environment Research(EFDC-NIER) model was applied to the Yeongsan River to simulate water flow, temperature, and salinity stratification. The EFDC-NIER model is an improved model which can simulate multi-functional weirs operation, multiple algal species, and the vertical movement mechanism of algal based on the EFDC model. The simulation results for the water level, water temperature, velocity, and salinity reproduced the observed values well. The mean absolute error(MAE) of the model calibration in the annual variations of the water level was 0.1-0.3 m, water temperature was 0.8-1.7 ℃, velocity was 4.5-7.1 cm/sec, and salinity was 1.5 psu, respectively. In the case of scenario simulation for the full opening of the estuary dam, the water level of the estuary dam was directly impacted by the tide so it was predicted to rise - 1.35 m to 0.2 m on average sea level. The velocity was also predicted to increase from 2.7 cm/sec to 50.8 cm/sec, and the flow rate to increase from 53 ㎥/sec to 5,322 ㎥/sec.
Journal of The Korean Society of Agricultural Engineers
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v.58
no.6
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pp.9-21
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2016
Agricultural reservoirs in Korea have been recognized as an emerging resource for recreational and cultural activities for residents. However, most of the reservoirs are eutrophic and showing high level of contamination with nuisance algal bloom and offensive odor during the summer. For better management and restoration of the reservoirs' water quality, scientific modeling approaches could be used to diagnose the problems and evaluate the efficacy of alternative control measures. The objectives of this study were to validate the performance of a three-dimensional (3D) hydrodynamic and water quality model (Environmental Fluid Dynamics Code, EFDC) for a eutrophic agricultural reservoir and assess the effect of bypassing of the effluent from a wastewater treatment plant on the reservoir water quality. The 3D model successfully simulated the temporal variations of water temperature, DO, TOC, nitrogen and phosphorus species and Chl-a observed in 2014 and also captured their spatial heterogeneity in the reservoir. The simulation results indicated that the point source bypassing may reduce the T-N and T-P concentrations of the reservoir by 6.6 ~ 8.2 %, and 1.7 ~ 16.8 %, respectively. The bypassing, however, showed a marginal effect on the control of TOC due to the increased algal biomass associated with the increased water retention time after bypassing as well as the lower TOC level of the effluent compared to the ambient reservoir water.
Shin, Chang Min;Min, Joong-Hyuk;Park, Su Young;Choi, Jungkyu;Park, Jong Hwan;Song, Young Sik;Kim, Kyunghyun
Journal of Korean Society on Water Environment
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v.33
no.2
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pp.219-229
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2017
A watershed-river linked modeling system was developed to forecast the water quality, particularly weekly changes in chlorophyll-a concentration, of the Yeongsan River, Korea. Hydrological Simulation Program-Fortran (HSPF) and Environmental Fluid Dynamics Code (EFDC) were adopted as the basic model framework. In this study, the EFDC model was modified to effectively simulate the operational condition and flow of multi-functional weirs constructed in the main channel of rivers. The model was tested against hydrologic, water quality and algal data collected at the right upstream sites of two weirs in 2014. The mean absolute errors (MAEs) of the model calibration on the annual variations of river stage, TN, TP, and algal concentration are 0.03 ~ 0.10 m, 0.65 ~ 0.67 mg/L, 0.03 ~ 0.04 mg/L, and $9.7{\sim}10.8mg/m^3$, respectively. On the other hand, the MAE values of forecasting results for chlorophyll-a level at the same sites in 2015 range from 18.7 to $22.4mg/m^3$, which are higher than those of model calibration. The increased errors in forecasting are mainly attributed to the higher uncertainties of weather forecasting data compared to the observed data used in model calibration.
The object of this study was to determine long-term temporal and spatial patterns of nutrients (nitrogen and phosphorus), suspended solids, and chlorophyll (Chl) in Chungju Reservoir, based on the dataset of 1992 - 2013, and then to develop the empirical models of nutrient-Chl for predicting the eutrophication of the reservoir. Concentrations of total nitrogen (TN) and total phosphorus (TP) were largely affected by an intensity of Asian monsoon and the longitudinal structure of riverine (Rz), transition (Tz), and lacustrine zone (Lz). This system was nitrogen-rich system and phosphorus contents in the water were relatively low, implying a P-limiting system. Regression analysis for empirical model, however, showed that Chl had a weak linear relation with TP or TN, and this was mainly associated with turbid, and nutrient-rich inflows in the system. The weak relation was associated with non-algal light attenuation coefficients (Kna), which is inversely related water residence time. Thus, values of Chl had negative functional relation (R2 = 0.25, p < 0.001) with nonalgal light attenuation. Thus, the low chlorophyll at a given TP indicated a light-limiting for phytoplankton growth and total suspended solids (TSS) was highly correlated (R2 = 0.94, p < 0.001) with non-algal light attenuation. The relations of Trophic State Index (TSI) indicated that phosphorus limitation was weak [TSI (Chl) - TSI (TP) < 0; TSI (SD) - TSI (Chl) > 0] and the effects of zooplankton grazing were also minor [TSI (Chl) - TSI (TP) > 0; TSI (SD) - TSI (Chl) > 0].
While phytoplankton diversity and productivity in the Southern Ocean has been widely studied in recent years, most attention has been given to elucidating environmental factors that affect the dynamics of micro-plankton (mainly diatoms) and nano-plankton (mainly Phaeocystis antarctica). Only limited effects have been given to studying the occurrence and the potential risks associated with the blooming of dinoflagellates in the relevant waters. This study focused on the appearance and toxicological characteristics of a toxic dinoflagellate, Alexandrium tamarense, identified and isolated from the Drake Passage in a research cruise from November to December 2001 The appearance of A. tamarense in the Southern Ocean indicates the risk of a paralytic shellfish poisoning (PSP) outbreak there and is therefore of scientific concern. Results showed that while the overall quantity of A. tamarense in water samples from 30meters below the sea surface often comprised less than 0.1% of the total population of phytoplankton, the highest concentration of A. tamarense (20 cells $L^{-1}$) was recorded in the portion of the Southern Ocean between the southern end of South America and the Falkland Islands. Waters near the Polar Front contained the second highest concentrations of 10-15 cells $L^{-1}$. A. tamarense was however rarely found in waters near the southern side of the Polar Front, indicating that cold sea temperatures near the Antarctic ice does not favor the growth of this dinoflagellate. One strain of A. tamarense from this cruise was isolated and cultured for further study in the laboratory. Experiments showed that this strain of A. tamarense has a high tolerance to temperature variations and could survive at temperatures ranging from $5-26^{\circ}C$. This shows the cosmopolitan nature off. tamarense. With regard to the algal toxins produced, this strain of A. tamarense produced mainly C-2 toxins but very little saxitoxin and gonyailtoxin. The toxicological property of this A. tamarense strain coincided with a massive death of penguins in the Falkland Islands in December 2002 to January 2003.
You, Ji Hyun;Jeong, Hae Jin;Kang, Hee Chang;Ok, Jin Hee;Park, Sang Ah;Lim, An Suk
ALGAE
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v.35
no.1
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pp.61-78
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2020
Species belonging to the dinoflagellate genus Prorocentrum are known to cause red tides or harmful algal blooms. To understand the dynamics of a Prorocentrum sp., its growth and mortality due to predation need to be assessed. However, there are only a few Prorocentrum spp. for which heterotrophic protist predators have been reported. We explored feeding by the common heterotrophic dinoflagellates Gyrodinium dominans, Oxyrrhis marina, Pfiesteria piscicida, Oblea rotunda, and Polykrikos kofoidii and the naked ciliate Strombidinopsis sp. (approx. 90 ㎛ cell length) on the planktonic species Prorocentrum triestinum, P. cordatum, P. donghaiense, P. rhathymum, and P. micans as well as the benthic species P. lima and P. hoffmannianum. All heterotrophic protists tested were able to feed on the planktonic prey species. However, O. marina and O. rotunda did not feed on P. lima and P. hoffmannianum, while G. dominans, P. kofoidii, and Strombidinopsis sp. did. The growth and ingestion rates of G. dominans and P. kofoidii on one of the seven Prorocentrum spp. were significantly different from those on other prey species. G. dominans showed the top three highest growth rates when it fed on P. triestinum, P. cordatum, and P. donghaiense, however, P. kofoidii had negative growth rates when fed on these three prey species. In contrast, P. kofoidii had a positive growth rate only when fed on P. hoffmannianum. This differential feeding on Prorocentrum spp. between G. dominans and P. kofoidii may provide different ecological niches and reduce competition between these two common heterotrophic protist predators.
Jin Hee Ok;Hae Jin Jeong;An Suk Lim;Hee Chang Kang;Ji Hyun You;Sang Ah Park;Se Hee Eom
ALGAE
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v.38
no.1
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pp.39-55
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2023
Exploring mixotrophy of dinoflagellate species is critical to understanding red-tide dynamics and dinoflagellate evolution. Some species in the dinoflagellate genus Karenia have caused harmful algal blooms. Among 10 Karenia species, the mixotrophic ability of only two species, Karenia mikimotoi and Karenia brevis, has been investigated. These species have been revealed to be mixotrophic; however, the mixotrophy of the other species should be explored. Moreover, although K. mikimotoi was previously known to be mixotrophic, only a few potential prey species have been tested. We explored the mixotrophic ability of Karenia bicuneiformis, Karenia papilionacea, and Karenia selliformis and the prey spectrum of K. mikimotoi by incubating them with 16 potential prey species, including a cyanobacterium, diatom, prymnesiophyte, prasinophyte, raphidophyte, cryptophytes, and dinoflagellates. Cells of K. bicuneiformis, K. papilionacea, and K. selliformis did not feed on any tested potential prey species, indicating a lack of mixotrophy. The present study newly discovered that K. mikimotoi was able to feed on the common cryptophyte Teleaulax amphioxeia. The phylogenetic tree based on the large subunit ribosomal DNA showed that the mixotrophic species K. mikimotoi and K. brevis belonged to the same clade, but K. bicuneiformis, K. papilionacea, and K. selliformis were divided into different clades. Therefore, the presence or lack of a mixotrophic ability in this genus may be partially related to genetic characterizations. The results of this study suggest that Karenia species are not all mixotrophic, varying from the results of previous studies.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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