• 한국해양학회지:바다
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• 제14권4호
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• pp.195-204
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• 2009

인공위성 고도계로 측정한 해수면 높이 자료를 사용하여 준 실시간 동해 표층해류를 추정하기 위해, 세 가지 방법으로 평균 역학지형(또는 평균 해류장)을 계산하고 각각의 특징들을 살펴보았다. 프랑스 AVISO(Archiviing, Validation and Interpretation of Satellite Oceanographic data)는 인공위성 고도계 자료와 수치모델을 이용하여 전 지구 해양에 대하여 수평적으로 $0.25^{\circ}$의 해상도를 갖는 평균 역학지형을 계산하고 지형류 방정식을 적용하여 평균 해류장을 만들어 제공하고 있다. 동해에서 장기간 관측한 수온과 염분 자료를 사용하여 500 dbar를 기준면으로 사용한 역학적 해면(steric height)을 계산하고 이를 평균 여각지형으로 환산하였다. 또한 14년 동안 동행의 표층을 이동한 표층뜰개들(ARGOS)의 궤적을 이용하여 평균 해류장을 구하였다. 인공위성 고도계로 관측한 해수면 편차와 세 가지 평균 역학지형을 합하여 절대 역학지형을 얻고, 각각의 절대 역학지형에 지형류 방정식을 적용하여 세 가지 표층해류를 추정하였다. 각 방법으로 추정된 표층해류를 2005년에 동해 남서부 해역에서 선박장착 초음파 해류계(ADCP)로 관측한 해류 자료와 정량적으로 비교하였다. 육지에서 50 km 이상 떨어진 해역에서는 인공위성 고도계로 측정한 해수면 자료에 지형류 방정식을 적용하여 구한 표층해류와 현장 관측 해류의 상관계수(R)가 0.58~0.73이며 두 자료의 제곱 평균 제곱근 편차(Root Mean Square Deviation, RMSD)는 $17.1{\sim}21.8cm\;s^{-1}$이다. 육지에서 50 km 이내의 연안에서 두자료의 R이 0.06~0.46로 상대적으로 낮고 RMSD는 $15.5{\sim}28.0cm\;s^{-1}$이다. 이처럼 연안에서는 인공위성 고도계로 관측한 해수면 높이 자료의 오차가 크므로 향후 연안에 대해서는 새로운 표층해류 추정 방법에 대한 추가 연구가 필요하다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제12권2호
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• pp.112-120
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• 2007

본 총설에서는 연어과 어류의 계군 분석을 위한 생물학적 표식으로서의 기생충의 유용성에 관하여 다루었다. 계군의 정의는 학자에 따라 다양하지만, 대부분은 본질적으로 서로 유사한 생물학적 특징을 가지며 타 계군과의 혼합 없이도 스스로 번식이 가능하여 일정한 규모를 유지할 수 있는 일련의 개체들의 모임을 계군으로 정의하고 있다. 이 계군을 관리하는 일은 지속적인 생산 및 소비를 위하여 매우 중요하며 특히 연어과 어류의 계군은 각국이 지속적인 자원 확보를 위하여 적극적으로 치어를 방류하고 있으며, 이는 각국의 자산으로 간주되므로 공해 상에서 계군을 구분하여야 한다. 계군을 구분하는 방법은 매우 다양하다. 인공 표식, 기생충과 같은 생물학적 표식, 이석 분석, 비늘 분석, 유전정보 분석 등의 방법이 있는데, 각각 장점과 단점이 있으며, 이 중에서 기생충과 같은 생물학적 표식은 별도의 비용이 들지 않는다는 장점이 있다. 기생충이 존재하는 수역을 감수성이 있는 어류가 통과할 때 이 기생충에 감염이 된다. 이후, 감염된 어류가 이동하여 기생충이 존재하지 않는 수역에서 포획될 경우, 이 개체가 기생충이 존재하는 지역을 통과하였음을 유추해 낼 수 있다. 따라서 이 개체는 기생충에 의해 자연히 표식되는 셈이 된다. 그러나 이 지역을 통과하지 않는 개체는 기생충에 의해 표식되지 않는다. 그러므로 이 생물학적 표식을 통해 각각의 계군을 구분할 수 있으며 이동 경로도 추적이 가능하다. 여기서는 연어과 어류 연구를 목적으로 기생충을 생물학적 표식으로 사용한 각종 예를 들었으며, 이 방법의 장점 및 단점 또한 서술하였다. 연어(Oncorhyunchus keta)는 국내에 소상하는 주된 연어과 어류이며, 북태평양 전역에 분포한다. 한국산 연어는 오호츠크해를 거쳐 북서태평양 및 베링해로 이동한 후 회유하는 것으로 생각된다. 그렇지만, 한국산 연어의 공해 상에서 분포 및 회유 경로에 대해서는 확실하게 알려지지 않은 부분이 많으며 한국산 연어 계군을 타 계군과 확실하게 구분할 수 있는 표식도 아직까지는 존재하지 않는다. 여기에서는 기생충에 관한 정보를 포함한 한국산 연어의 계군 분석에 대한 최근의 연구 결과에 관하여 마지막으로 언급하였다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제13권3호
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• pp.190-199
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• 2008

북동태평양 열대 해양의 해수특성과 해양구조를 파악하기 위하여 2005년 7-8월에 $131.5^{\circ}W$ 관측선에서 관측한 CTD 자료를 분석하였다. 또한 적도 부근 태평양의 해수특성을 전반적으로 이해하기 위하여 서태평양 $137^{\circ}-142^{\circ}E$에서의 CTD 자료도 분석하여 동태평양의 분석 결과와 비교하였다. 여름철 동태평양의 표층수온은 적도반류 해역에서 가장 높았다. 이것은 $28^{\circ}C$ 이상의 고온수가 봄과 여름철에 적도반류를 타고 서태평양으로부터 동태평양으로 이동하여 약 $4^{\circ}-15^{\circ}N$ 사이에서 동서로 연결되기 때문이다. 북적도해류의 표층에 나타나는 저염분 고용존산소의 해수는 동태평양의 파나마만으로부터 서태평양의 필리핀 부근까지 이동하는 저염분수 때문이다. 반면 남적도해류의 표층에 고염분과 저용존산소의 해수가 분포하는 것은 남태평양 아열대 기원의 고염분수가 적도를 넘어 남적도해류 표층의 열대해수(Tropical Water)와 심층의 고염분수를 형성하고 있기 때문이다. 수심 약 500-1500 m 사이의 중층에서는 염분최소층이 분포하는데, $5^{\circ}N$ 이남은 남극중층수(AAIW) 기원의 해수가, $5^{\circ}N$ 이북은 북태평양중층수(NPIW) 기원의 해수가 분포한다. $4^{\circ}-6^{\circ}N$ 해역에서는 직경 약 200 km이며 반시계 방향으로 회전하는 냉수성 소용돌이(cold eddy)가 관측되었다. 서태평양에 비해 동태평양에서 표층수온은 $1^{\circ}C$ 이상 낮았으며 표층염분은 높았다. 적도 부근의 표층 아래에 분포하는 고염분수는 동태평양에서 상대적으로 저염분(약 0.5 psu) 이었고, $14^{\circ}N$ 이남에서 염분최소층의 염분과 밀도는 동태평양에서 높았다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제13권1호
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• pp.27-41
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• 2008

2004년 봄철 제주해협과 동중국해 북부해역에서 식물플랑크톤의 군집 분포 특성과 해양 환경 요인의 관계를 파악하기 위해, 해양관측과 함께 HPLC를 이용한 식물플랑크톤 군집 조성과 flow cytometry를 이용한 초미소플랑크톤의 조성과 풍도를 조사하였다. 제주해협의 수온 염분 관측결과, 제주도 북부연안에 서쪽에서 동진하는 고온 고염 대마난류수와 제주해협의 표층 중앙부에 저염의 중국대륙연안수, 그리고 남해안 연안에 황해저층 냉수의 존재를 확인하였다. 제주도 연안에서 북쪽으로 약 20 km 떨어진 해역의 표층에 15 km 너비의 저염수(<33 psu)가 20 m 수심까지 분포하였고, 남북 방향으로 고온 고염수가 저온 저염수와 전선을 이루고 있었다. 동중국해 북부해역에서도 중국대륙연안수의 영향을 받은 저염수가 수심 20 m 표층에 존재하였고, 저층에는 약 33.5 psu 이상의 고염의 해수가 분포하고 있었다. Chl a는 $0.06{\sim}3.07\;{\mu}g/L$로, 중국대륙연안수의 영향을 받은 저염 수괴가 분포한 해역에서 매우 높아 봄철 증식이 있었음을 알 수 있었고, Chl a 최대층은 수심 25 m 부근의 수온약층 또는 하부에 존재하였다. 식물 플랑크톤 군집의 우점 분류군은 dinoflagellate, diatom과 prymnesiophyte, 소수 분류군은 chlorophyte, chrysophyte, cryptophyte, prasinophyte와 cyanophyte로 다양하게 이루어져 있었다. 제주해협과 동중국해 북부해역의 저염한(<33 psu) 표층수에 cyanophyte(Zea)와 prymnesiophyte (Hex-fuco)+chrysophyte (But-fuco)가 분포하고, 그 아래 수심 30 m까지 전선역에서 dinoflagellate의 지시색소인 peridinin이 최고 $1.0\;{\mu}g/L$ 이상의 농도로 Chl a 최대층에서 검출되어, 전체 식물플랑크톤의 생물량을 결정하는 주요종임을 확인하였다. 이로써 제주해협 및 동중국해 북부해역에서 2004년 5월에 dinoflagellate에 의한 적조의 발생이 확인되었다. 초미소플랑크톤 중 Synechococcus와 picoeukaryote의 풍도는 각각 $0.2{\sim}9.5{\times}10^4\;cells/mL$와 $0.43{\sim}4.3{\times}10^4\;cells/mL$로 매우 높게 측정되었으며, Prochlorococcus는 검출되지 않아 조사 해역이 쿠로시오 해류의 영향권에서 벗어나 있음을 알 수 있었다. 제주해협에서 picoeukaryote의 풍도는 쿠로시오 해수에 비해 약 $5{\sim}10$배 이상 높았고, Chl b (Pras+Viola)뿐 아니라 수온, 염분과 높은 양의 상관관계를 보여 picoeukaryote의 대부분이 prasinophyte로 이루어졌고, 고온 고염수의 기원을 가진 것을 알 수 있었다. 전체 Chl a 농도는 수온과 염분 모두 강한 음의 상관성을 보여, 제주해협 및 동중국해 북부해역의 일차생산과 식물플랑크톤의 생물량은 대부분 중국대륙연안수에 의한 영양염 공급에 크게 의존하고 있다고 판단된다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제13권1호
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• pp.42-55
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• 2008

금강하구 연안역에서 HF radar로 측정한 유속의 정확도를 평가하기 위해 HF radar의 마주보는 radial 유속들을 비교하고, HF radar로 측정한 유속을 현장측정 유속과 비교하였다. 비교 자료들에 대한 회귀선과 편차는 주성분 분석(Principal Component Analysis)으로 구하였다. HF radar site를 연결하는 선의 중간지점에서 마주보는 radial vector를 비교하였을 때 RMS 편차는 동계에 4.4 cm/s, 하계에 5.4 cm/s이었다. HF radar와 유속계로 측정한 유속성분을 비교하여 분석된 RMS 편차에서 GDOP(Geometric Dilution of Precision) 효과를 제거하였을 때 HF radar의 합성 속도 측정오차는 GDOP 값이 적절한 정점들에서 5.1 cm/s 이내였다. 서로 다른 두 방법에 의해 구해진 이 결과는 연구해역에서 HF radar로 측정된 유속의 정확도 하한이 5.4 cm/s임을 제시한다. 기존의 연구에서와 같이 RMS 편차는 섬 주변에 있는 관측점에서 크게 되고, 두 radar에서 평균거리가 멀어질수록 신호 대 잡음수준과 radial vector 교차각의 감소로 인해 증가하였다. GDOP 값을 이용한 오차분리 과정에서 속도성분별 GDOP 값이 유사하고 비교 유속의 성분별 RMS 편차도 비슷한 값을 보이는 경우 HF radar 유속의 오차가 불확실한 값으로 도출될 수도 있음이 밝혀졌다. GDOP가 정상적인 radar 관측 범위 내에 있는 정점에서 측정된 유속을 조류와 해류로 분리하였을 때 HF radar 유속에서 구해진 조류타원의 특성은 유속계로 측정된 타원특성과 잘 부합하였고, 해류의 시간적 변화는 바람과 밀도장의 외력에 의한 물리적 과정을 반영하는 반응을 보였다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제14권1호
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• pp.48-55
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• 2009

광양만 조간대 갯벌에 서식하는 저서미세조류와 해수 중 식물플랑크톤의 생체량과 군집조성의 계절변동 양상을 밝히기 위하여, 2002년 1월부터 11월까지 매월 high-performance liquid chromatograph(HPLC)를 이용한 광합성색소(photosynthetic pigments) 분석을 실시하였다. 광합성색소 분석결과 규조류(diatoms)의 주요 지표색소인 fucoxanthin, diadinoxanthin 그리고 diatoxanthin이 퇴적물과 상부 해수에서 연중 우점하여 나타났다. 이들을 제외한 다른 색소들은 상대적으로 낮은 농도를 보였다. 깊이 0.5 cm까지의 표층퇴적물에서 측정한 chlorophyll ${\alpha}$ 농도는 3.44${\sim}$169 mg $m^{-2}$의 범위로 연평균 농도는 상부, 중부 그리고 하부 갯벌 퇴적물에서 각각 $68.4{\pm}45.5,\;21.3{\pm}14.3,\;22.9{\pm}15.6mg\;m^{-2}$로 나타났다. 반면 퇴적물 상부 수주 전체 수심(2.6 m)에 대해 적산한 chlorophyll ${\alpha}$ 농도는 1.66(11월)${\sim}$11.7(7월) mg $m^{-2}$의 농도 범위로 평균 $6.96{\pm}3.04mg\;m^{-2}$를 나타내었다. 이로부터 갯벌 퇴적물 내에 존재하는 저서미세조류의 농도는 해수 중 존재하는 식물플랑크톤의 농도보다 3${\sim}$10배 정도 높은 것으로 추산되었다. 퇴적물과 상부 해수 중 미세조류의 농도에서 유사한 월별변화와 군집조성은 재부유된 저서미세조류가 광양만 해수 중 식물플랑크톤 생체량의 상당부분을 설명할 수 있음을 시사하였다. 따라서 이들 저서미세조류는 갯벌 생물뿐만 아니라 재부유에 의한 수송을 통하여 인근 연안 생태계의 생물군에 대한 중요한 영양원 역할을 할 수 있다는 점에서 이들의 거동에 대한 지속적인 관찰이 요구된다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제14권4호
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• pp.205-212
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• 2009

부착미세조류에 의한 생물적 환경정화의 가능성을 시험하기 위해서 Nitzschia sp.(진해만 클론원종)을 이용하여, 생장에 미치는 광도 및 파장의 영향과 인산염 생장 동력학 실험을 수행하였다. 파장은 발광다이오드를 이용하여 청색(450 nm), 황색(590 nm), 적색(650 nm)그리고 형광등을 이용한 복수파장이었다. 청색파장에서 Nitzschia sp.의 생장은 다른 파장보다 높았으나, $100\;{\mu}mol$ photons $m^{-2}\;s^{-1}$ 이상의 광량에서는 광저해현상을 보였다. 복수파장에서도 높은 광량($100\;{\mu}mol$ photons $m^{-2}\;s^{-1}$이상)에서 최대세포밀도가 감소하는 현상이 나타났다. 진해만에서 복수파장의 보상광량($I_0$)에 해당하는 수심은 4-10 m이며, 부유물질에 따라 하계에는 수심(약 4m)이 극히 낮았다. 따라서 최대생장을 보일 수 있는 수심은 제한될 것으로 보인다. 생장동력학 실험에 따라 유도된 파장별 최대생장속도는 달랐지만, 반포화상수($K_s$)는 큰 차이가 없었다. $K_s$는 다른 부유성 미세조류와 비교하여 높아, 높은 인산염 환경에 적응되어 있으며, 세포내 인의 축척효율이 높을 것으로 보인다. 따라서 저층에 특정파장(생장 촉진효과를 보인 청색파장 등)을 주사함으로써 Nitzschia sp.의 생장을 촉진시켜 부영양화 된 저질의 영양염을 효과적으로 제거할 수 있을 것으로 보이며, 이에 따라 빈산소 문제도 해소할 수 있어 생물적 환경정화에 유용한 대상 종으로 생각된다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제12권4호
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• pp.287-304
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• 2007

본 연구는 정화되지 않은 생활하수 유입과 활발한 어패류 해상 양식으로 유기물 오염이 국지적으로 심화되고 있는 가막만에서 다모류군집의 구조적 특성과 서식처 교란 정도에 따른 변화 양상을 파악하기 위하여 수행되었다. 현장조사는 1999년 9월과 2000년 2월에 실시되었고 퇴적물의 입도, 유기물 함량, 산휘발성황화물, 용존산소 등을 포함한 저서환경과 대형저서다모류군집에 대한 조사가 이루어졌다. 1999년 하계 조사에서 북서내만역과 국동항 인근정점의 표층퇴적물내 유기물 함량은 만의 중부나 입구역에 비해 최대 3배 가까이 높았다. 특히 해수 소통이 원활하지 않은 북서내만역의 저서환경은 빈산소 수괴 형성과 황화물의 고농도 발생에 의해 극도로 악화된 상태였다. 2000년 동계 조사에서 북서내만역의 용존산소농도는 정상적으로 회복된 상태였지만 표층퇴적물 내에는 여전히 많은 양의 유기물과 황화물이 존재하였다. 하계에 조사된 28개 정점 가운데 북서내만역의 5개 정점에서는 생물이 전혀 출현하지 않았으며 이를 제외한 23개 정점에서 총 119종의 다모류가 평균 900 $ind./m^2$의 밀도로 출현하였다. 전반적으로 종수는 만의 입구와 중앙부에서 높았고 개체 밀도는 유기물 함량이 상대적으로 높은 국동항 인근과 만 입구의 가두리 양식장 근처에서 높았다. 하계 밀도 분포를 좌우한 우점종은 잠재적 유기물 오염 지표종인 Aphelochaeta monilaris와 Lumbrineris longifolia 등이었다. 동계에 조사된 북서내만역과 만 중부의 12개 정점에서는 총 81종의 다모류가 채집되었고 평균 개체 밀도는 2,802 $ind./m^2$로 하계에 비해 다소 증가한 양상이었다. 하계에 무생물구역이었던 정점들은 선소에 인접한 정점을 중심으로 Capitella capitata, Pseudopolydora paucibranchiata와 Dipolydora socialis 등에 의해 우점되고 있었으며 만의 중상부와 중앙부에서는 Euchone alicaudata와 Praxillella affinis 등이 우점하였다. 하계와 동계 다모류군집 각각에 대한 다차원척도법(MDS) 분석 결과, 두 계절 모두 채집 정점의 지형학적 위치에 따라 그룹이 형성되었다. 그러나 이러한 그룹의 형성은 퇴적물 특성과 같은 자연적 요소보다는 빈산소수괴의 발생과 소멸, 유기물 함량의 상대적 농도 분포와 같은 교란적 요소의 차이가 반영된 결과로서 인위적 교란의 정도가 가막만 전체에 분포하는 다모류군집의 구조적 특성을 결정하는데 중요한 역할을 하고 있음을 암시하였다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제12권3호
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• pp.159-169
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• 2007

가두리 양식으로 인해 과잉 공급된 유기물은 연안의 저서생태계를 교란시키는 주요인의 하나로 알려져 왔다. 이 연구는 2003년 6월과 8월 가두리 밀집해역인 통영연안의 두 양식장(A, B)에서 가두리 양식으로 인한 유기물 오염이 저서동물군집, 특히 저서다모류군집에 미치는 영향 정도와 범위를 알아보기 위해 수행되었다. 다모류가 저서동물 군집의 개체수 조성에서 차지하는 비율은 각 조사선에서 $81%{\sim}87%$로 매우 높았다. 가두리로부터 거리가 증가함에 따라 다모류군집의 종 수, 밀도, 다양도 그리고 우점종의 분포 양상은 현격히 변하였다. 가두리로부터 10 m 이내에서는 유기물 오염지표종인 Capitella capitata가 우점하였으며, 종 수도 가장 낮아 군집이 유기물에 의해 심하게 교란 받고 있는 것으로 나타났다. 특히, C. capitata는 가두리 양식장의 밀집도가 상대적으로 높고 지형학적으로 보다 은폐된 양식장 A에서 최대 $18,410\;ind.m^{-2}$의 고밀도 출현 양상을 보였으며, 두 양식장의 거리에 따른 개체밀도와 다양도 패턴의 전체적인 차이를 좌우하였다. C. capitata의 개체수가 급감한 10 m 지점 이후 15 m까지 구간에서는 종 수가 급격히 증가하였다. 이런 종 수 및 밀도의 급격한 변화는 이 구간이 심한 유기물 오염 상태(highly polluted)에서 약한 유기물 오염 상태(slightly polluted)로 전환되는 추이점(ecotone point)임을 말해준다. $15{\sim}60m$ 구간에서는 종 수와 밀도의 추가적인 증가와 유지가 관찰되는 약한 유기물 오염 상태의 점이역(transitional zone)이 형성되었으며 군집의 주 구성원은 Lumbrineris longifolia, Aphelochaeta monilaris 등과 같은 잠재적 유기물 오염지시종들 이었다. K-우점도 곡선과 다차원 척도법의 결과도 앞의 군집변화와 일치하였다. 이 연구에서 저서다모류군집에 대한 유기물 오염의 영향은 가두리로부터 떨어진 거리, 가두리가 위치한 해역의 지형학적 특성 및 가두리 양식장의 밀집도에 의해 좌우되었다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제12권4호
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• pp.305-314
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• 2007

남해 진해만 서부해역에서 2003년 11월부터 2004년 8월까지 식물플랑크톤의 시 공간 분포특성 및 해양환경요인과의 상관성을 분석하였다. 대부분의 해양환경요인은 균일한 공간분포를 보였고, 식물플랑크톤 종조성은 돌말류와 와편모류가 주를 이루었으며 개체수는 연간 $16{\times}10^3\;cells\;l^{-1}{\sim}5,845{\times}10^3\;cells\;l^{-1}$(평균 $555{\times}10^3\;cells\;l^{-1})의 범위로 변화하였다. 식물플랑크톤의 대발생은 고현항 내측수역에서 하계에 발생하였다. 계절별 식물플랑크톤 현존량은 2월(동계)과 8월(하계)에 높고, 5월(춘계)과 11월(추계)에 낮았다. 연구기간동안 Skeletonema costatum, Akashiwo sanguinea, Pseudo-nitzschia pungens, Dactyliosolen sp., Leptocylindrus danicus, cryptomonads 등이 식물플랑크톤 우점종으로 출현하였다. 특히, S. costatum은 하계에 극우점하여 출현하였으며, A. sanguinea(추계와 춘계), Pseudo-nitzschia sp.(하계), Guinardia striata(춘계), 미동정 편모류(하계), cryptomonads(춘계) 등은 특정시기에 높은 우점률을 보였다. Chl a 농도는 연간 $0.6{\mu}g{\cdot}l^{-1}{\sim}16.7{\mu}g{\cdot}l^{-1}$(평균 $3.4{\mu}g{\cdot}l^{-1}$)로 나타났다. 정준대응분석 결과 진해만 서부해역은 크게 두 개의 수역(고현항 내측과 외측)으로 나눠지며, 높은 밀도의 식물플랑크톤 현존량과 Chl a 농도를 보인 고현항 내측의 경우 수온, 용존산소, 영양염류($SiO^2$, TN, TP and etc.) 등이 식물플랑크톤 군집에 영향을 미치는 해양환경 요인으로 나타났다. 고현항 내측수괴는 동계에 가조도와 칠천도 사이의 중앙 수역까지 확장되어 나타났다.