• Title/Summary/Keyword: Climate conditions

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자연 정화작용 연구: I. 갯벌과 농지 상층수중 유 ${\cdot}$ 무기 원소의 거동에 관한 예비 연구 (Self-purification Mechanisms in Natural Environments of Korea: I. A Preliminary Study on the Behavior of Organic/Inorganic Elements in Tidal Flats and Rice Fields)

  • 최강원;조영길;최만식;이복자;현정호;강정원;정회수
    • 한국해양학회지:바다
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    • 제5권3호
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    • pp.195-207
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    • 2000
  • 우리나라 갯벌과 농지내 유 ${\cdot}$ 무기 원소의 거동을 이해하기 위해 제한된 환경의 실험실 수조에서 예비실험을 수행하였다. 총 6개의 아크릴 투명 수조에 갯벌 퇴적물 3종 SW1&2(anoxic, silty mud), SW3&4(anoxic, mud), SW5&6(suboxic, mud)과 농지 토양 3종 FW1&2(벼 포기 포함), FW3&4(벼 포기 제외), FW5&6(간척 농지,펴 포기 제외)을 채운 후 오염물질(구리, 비소, 카드뮴, 크롬, 납, 수은, Glucose+Glutamic acid)이 주입된 해수와 담수를 각각 SW 및 FW수조에 넣고, 2주일에 걸쳐 상층수 및 표층 퇴적물/토양을 채취 ${\cdot}$ 분석하였다. 분석 결과 FW와 SW상층수 중 질산염 이온의 농도는 각각 700${\sim}$800 ${\mu}$M, 2${\sim}$5 ${\mu}$M로 FW에서 현저히 높았고, 인산염 이온의 농도는 각각 3${\sim}$4 ${\mu}$M, 1${\sim}$2 ${\mu}$M(SW1 제외)로 FW에서 약간 높았다. 특이하게 SW1에서 인산염 이온은 시간이 지남에 따라 수 십 ${\mu}$M에 이르는 높은 농도로 증가하였다. 한편, 표층 퇴적물/토양 중 박테리아 세포 수는 FW1&3에서 평균 2.5${\times}$10$^9$cells/g dry sediment으로 SW의 평균 3.0${\times}$10$^8$cells/g dry sediment 보다 약 10배가 높았다. FW5 토양 중 박테리아 세포 수(3.5${\times}$10$^8$cells/g dry sediment)는 SW 퇴적물 중 숫자와 유사하였다. SW 퇴적물 중 MUF-Phosphate 활성도는 100-200 nM/ml/hr이지만 FW5&6을 제외한 FW 토양에서는 약 2,000 nM/ml/hr로 현저히 크게 나타났다. ${\beta}$-D-Cellobiose, ${\alpha}$-D-Glucose, 그리고 ${\beta}$-D-Glucos의 활성도 또한 FW 퇴적물에서 큰 값을 보였다. 그러나 FW5&6 토양 중 효소활성도는 SW 퇴적물에서의 값과 유사했다. 수조 상층수 중 Cu, Cd, As 농도는 모든 FW, SW수조에서 시간이 지남에 따라 일관성 있게 감소하였고, 제거속도는 Cu가 다른 원소에 비해 빨랐다. 제거속도는 FW 3개 수조 중 FW5&6에서 세 원소 모두 가장 느렸고, SW 3개 수조 중에서는 SW1&2에서 가장 빨랐다. SW와 FW간 제거속도 차이는 세 원소 모두 명확치 않았다 Cr은 FW에서 전반적으로 감소하는 경향을 보였지만 SW에서는 실험 초기에 감소하다 24시간 이후에는 증가 후 일정한 양상을 보였다. Pb은 FW에서 전반적으로 감소했지만 SW에서는 초기에 급격히 증가 후 다시 급격히 감소하는 양상을 보였다 Pb 또한 Cu, Cd, As와 마찬가지로 SW1&2에서 제거속도가 가장 빠르게 나타났다. FW 상층수 중 Hg는 시간에 따라 급격히 감소했고, 제거속도는 Fw5&6에서 가장 느렸다. 이러한 결과에 근거할 때 벼가 자라고 있고 이분해성 유기물이 풍부한 FW1&2, FW3&4 토양과 상층수에서는 유기물의 분해 활동이 활발하였지만, 벼가 경작되지 않는 FW5&6과 SW 에서는 유기물이 상대적으로 결핍되어 유기물의 분해활동이 적었을 것으로 판단된다. 한편, 수조에 인위적으로 유기물을 첨가한 경우 박테리아 세포수는 SW1에서 164시간 동안 4배 증가하였으나 SW3과 SW5에서는 각각 2.7배, 1.5배 그리고 FW1&3&5의 경우 각각 약 2배, 1.7배, 0.6배 정도만 증가하였다. Cu, Cd, As등 친 유기성 원소들의 시간에 따른 농도 감소 그리고 이들 원소(Hg 포함) 농도 감소 속도가 유기물이 적은 FW5&6에서 상대적으로 느리게 나타난 결과 등은 이들 금속들이 부유 입자 표면의 유기물과 결합 ${\cdot}$ 침적되어 퇴적물로 제거되었기 때문에 나타난 결과로 생각된다. 한편, SW1&2에서 이들 원소의 제거 속도가 빨랐고 인산염 이온의 농도가크게 증가했던 원인은 SW3&4에 비해 상대적으로 공극이 큰 퇴적물로 채워진 SW1&2 퇴적물의 공극수 중 황화수소, 인산염 이온 등이 퇴적물 상층수로 쉽게 확산 ${\cdot}$ 공급되었고, 그 결과 Cu, Cd, As 등 금속 이온이 황화수소 이온과 결합 ${\cdot}$ 제거된 까닭으로 생각된다. 종합적으로 수조 상층수중 유 ${\cdot}$ 무기 원소의 거동은 주로 입자 표면의 유기물과 퇴적물/토양에서 공급된 황화물에 의해 조절된 것으로 생각된다.

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철원 용암류대지 토양인 동송통의 분류 및 생성 (Taxonomical Classification and Genesis of Dongsong Series Distributed on the Lava Plain in Cheolweon)

  • 송관철;현병근;손연규;장용선;박찬원;장병춘
    • 한국토양비료학회지
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    • 제43권2호
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    • pp.217-223
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    • 2010
  • 용암류 대지를 이루고 있는 철원평야에 분포하고 있으며 Alfisols로 분류되고 있는 동송통을 선정하여 우리나라의 공식적인 토양 분류 체계인 Soil Taxonomy에 따라서 분류하고, 그 생성을 구명하기 위하여 동송통 대표단면의 형태적 특성을 조사하고, Soil Taxonomy의 표준 분석방법인 Soil Survey Laboratory Methods Manual에 따라서 토양을 분석하여 Laboratory data sheets를 작성하였다. 동송통은 0~22 cm 깊이에 ochric 감식표층을 보유하고, 22~120 cm 이상의 깊이까지 점토집적층인 argillic층을 보유하고 있으며, andic 토양 특성을 보유하지 않고 있다. 또한 argillic층의 상부경계에서 125 cm 아래 깊이인 147 cm 깊이에서의 염기포화도 (양이온합)가 15.7%로 35% 미만이다. 따라서 동송통은 Alfisols, 또는 Andisols이 아니라 Ultisols로 분류되어야 한다. 동송통은 토양표면에서 50 cm 이내 깊이의 1개 이상의 층위에서 aquic 조건을 보유하고, 25~40 cm 깊이의 모든 층위에서 산화환원성인을 보유하며, argillic층의 상부 12.5 cm 깊이에서 채도 2 이하의 산화환원탈리를 50% 이상 보유하고 있으므로 Aquults로 분류할 수 있다. 우리나라 토양으로는 처음으로 Aquults로 분류할 수 있다. 토양표면에서 50 cm 깊이까지만 물로 포화되고, 그 아래 깊이에서는 포화되지 않는 episaturation을 보유하고 있으므로 대군은 Epiaquults로 분류할 수 있다. Bt1층 (50~92 cm)에서의 토색이 적갈색 (5YR 5/4)으로 높은 채도를 보유하므로 Aeric Epiaquults로 분류할 수 있다. 토성속 제어부위에서의 토성속이 식질이고, 토양온도상이 mesic 온도상이기 때문에 동송통은 Fine, mesic family of Typic Epiaqualfs가 아니라 Fine, mesic family of Aeric Epiaquults로 재분류되어야 한다. 동송통은 후기 홍적세에 열극 분출에 의하여 형성된 철원 지방의 용암류대지에 분포하고 있다. 화산쇄설물이 아니라 현무암을 모재로 하고 있으며, 기후조건 또한 비교적 건조하기 때문에 Andisols이 아닌 토양으로 생성 발달되었다고 생각된다. 동송통은 안정한 지형인 현무암 용암류 대지에 분포하고 있으므로 토양이 거의 침식되지 않고 충적물이 별로 퇴적되지 않기 때문에 오랫동안 토양수의 하향이동에 따른 점토집적작용과 염기용탈작용을 받았다. 그 결과 점토집적층인 argillic층을 보유하는 토양으로 생성 발달되었다. 그러나 동송통의 경우 점토 함량이 높기 때문에 물의 하향 이동이 제한되어 상부 층위들만 물로 포화되어 있고, 하부 층위는 불포화 상태를 이루고 있는 episaturation 상태를 이루고 있다. 따라서 Ca, Mg, K, Na 등의 염기의 하향 이동이 원활하게 이루어지지 않기 때문에 기준 깊이에서 염기포화도 (양이온 합)가 35% 미만인 Ultisols로 생성 발달한 것이라고 생각된다.

소나무 천연집단(天然集團)의 변이(變異)에 관(關)한 연구(硏究) - 인제(麟蹄), 정선(旌善), 삼척집단(三陟集團)의 차대(次代)의 유전변이(遺傳變異) - (The Variation of Natural Population of Pinus densiflora S. et Z. in Korea (VIII) - Genetic Variation of the progeny originated from Injye, Jeongsun, and Samchuk Populations -)

  • 임경빈;이경재
    • 한국산림과학회지
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    • 제43권1호
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    • pp.20-30
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    • 1979
  • 본(本) 연구(硏究)는 소나무 천연집단(天然集團)의 유전변이(遺傳變異)를 분석(分析)하는데 목적(目的)이 있다. 1974년(年), 1975년도(年度)의 선발(選拔)에 이어 1976년도(年度)에 3개(個) 소나무 천연집단(天然集團) 각각(各各)으로부터 20주(株)의 개체(個體)가 선발(選拔)되었고 또 그들의 종자(種子)가 채취(採取)되었으며 그 집단(集團)들의 소재지역(所在地域)과 상태(狀態)는 표(表) 1, 2 및 그림 1에 나타나 있다. 그 집단(集團)들의 몇몇 형태학적(形態學的) 특성(特性)들은 이미 보고(報告)된 논문(論文)(V)에 상술(詳述)되어 있다. 본(本) 논문(論文)에서는 앞서 발표(發表)된 논문(論文)(III)의 방법(方法)에 따라 구과(毬果), 종자(種子), 종자익(種子翼)의 형태학적(形態學的)인 특성(特性)과 묘목(苗木)의 성장(成長) 및 그 침엽(針葉)의 특성(特性)이 조사(調査)되었으며 얻어진 결과(結果)는 다음과 같이 요약(要約)된다. 1. 각집단(各集團)에서 가까운 측후소(測候所)에서 측정(測定)된 30년(年)(1931~1960)간(間)의 기록(記錄)을 평균(平均)해서 얻어진 기상자료(氣象資料)는 그림 2, 3, 4에 보인다. 조사(調査)된 기후조건(氣候條件)은 대체(大體)로 지역간(地域間)에 유사(類似)하지만, 삼척지방(三陟地方)의 강우량(降雨量)과 겨울철 기온(氣溫)이 타지역(他地域)과 크게 달랐다. 2. 구과(毬果)의 생중량(生重量), 장(長), 직경(直徑), 형상비(形狀比)의 측정치(測定値)는 표(表)7에 기재(記載)되어 있으며 구과직경(毬果直徑)을 제외(除外)한 다른 특성(特性)은 집단간(集團間)은 통계적(統計的) 차이(差異)가 없고, 집단내가계간(集團內家系間)에 유의(有意)한 통계적(統計的) 차이(差異)가 인정(認定)되었다. 3. 종자(種子)와 종자익(種子翼)의 형태학적(形態學的) 특성(特性)은 표(表) 8, 9에 상술(詳述)되었으며, 종자중량(種子重量), 종자장(種子長), 종자(種子)두께는 집단간(集團間), 집단내가계간(集團內家系間)에 유의차(有意差)가 인정(認定)되었지만, 다른 특성(特性)에서는 유의차(有意差)가 인정(認定)되지 않았다. 구과(毬果)와 종자(種子) 특성간(特性間)의 상관계수(相關係數)의 값은 표(表) 10에 주어져 있으며 비교(比較)된 특성(特性)에서 구과장(毬果長)과 종자익(種子翼)의 장(長), 종자익(種子翼)의 폭(幅)과 종자폭(種子幅), 종자장(種子長)과 종자폭(種子幅)에서 정(正)의 상관관계(相關關係)가 인정(認定)되었다. 4. 차대(次代)의 1-0묘(苗) 묘고성장(苗高成長)에서 집단간(集團間), 집단내(集團內) 가계간(家係間)에서 그 차(差)가 인정(認定)되었지만, 1-1묘(苗)의 묘고(苗高)와 1-0묘(苗), 1-1묘(苗)의 근원경(根元徑)에서는 집단내(集團內) 가계간(家系間)에만 그 차(差)가 인정(認定)되었다. 표(表) 13에서와 같이 묘목(苗木)의 성장(成長)과 종자(種子)의 특성간(特性間)에는 대부분 상관(相關)이 통계학적(統計學的)으로 인정(認定)되지 않았다. 5. 3개집단(個集團)의 묘목(苗木)의 기공렬(氣孔列)에서는 집단간(集團間) 차이(差異)가 인정(認定)되었으나, 거치밀도(鋸齒密度)에서는 집단간(集團間) 차이(差異)가 인정(認定)되지 않았다. 차대(次代)와 모수(母樹)와의 침엽형질(針葉形質)에서의 상관(相關)은 표(表) 15와 같이 대체(大體)로 인정(認定)되지 않았다.

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소나무 천연집단(天然集團)의 변이(變異)에 관(關)한 연구(硏究)(VI) - 명주(溟洲), 울진(蔚珍), 수원(水原) 소나무 집단(集團)의 차대(次代)의 유전변이(遺傳變異) - (The Variation of Natural Population of Pinus densiflora S. et Z. in Korea (VI) - Genetic Variation of the Progency Originated from Myong-Ju, Ul-Jin and Suweon Populations -)

  • 임경빈;권기원;이경재
    • 한국산림과학회지
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    • 제38권1호
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    • pp.33-45
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    • 1978
  • 본(本) 연구(硏究)는 소나무천연집단(天然集團)의 유전변이(遺傳變異)를 분석(分析)하는데 목적(目的)이 있다. 1974년도(年度)의 선발(選拔)에 이어서 1975년도(年度)에 3개(個)소나무천연집단(天然集團) 각각(各各)으로부터 20주(株)씩의 개체(個體)가 선발(選拔)되고 또 그들의 풍매종자(風媒種子)가 채취(採取)되었으며 그 집단(集團)들의 소재지역(所在地域)과 상태(狀態)는 표(表) 1, 2 및 그림 1에 기술(記述)되어 있다. 그 집단(集團)들의 몇몇 형태학적특징(形態學的特徵)들은 이미 보고(報告)된 논문(論文)(II)에 상술(詳述)되어 있으며 거기에서는 명주(溟洲) 및 울진집단(蔚珍集團)이 수원집단(水原集團)에 비(比)해 직관적(直觀的)으로 보아 우량(優良)한 것으로 판단 되었다. 본(本) 논문(論文)에서는 앞서 발표(發表)된 논문(論文)(III)의 방법(方法)에 따라서 구과(毬果), 종자(種子), 종자익(種子翼)의 형태학적(形態學的)인 특성(特性)과 아울러 묘목(苗木)의 성장(成長) 및 그 침엽(針葉)의 특성(特性)이 조사(調査)되었으며 얻어진 결과(結果)는 다음과 같이 요약(要約)된다. 1. 각집단(各集團)에서 가장 가까운 측후소(測候所)에서 측정(測定)된 30년(年) (1931~1960)간(間)의 기록(記錄)을 평균(平均)해서 얻어진 기상자료(氣象資料)는 그림 2, 3, 4에 보인다. 조사(調査)된 기후조건(氣候條件)은 대체로 지역간(地域間)에 유사(類似)하지만 수원지역(水原地域)의 여름철 강우량(降雨量)과 겨울철 기온(氣溫)이 타지역(他地域)과 크게 달랐다. 2. 구과(毬果)의 생중량(生重量), 길이, 직경(直徑), 형상비(形狀比)의 측정치(測定値)는 표(表) 7에 기재(記載)되어 있으며 구과직경(毬果直徑)을 제외(除外)한 다른 모든 조사(調査)된 특성(特性)은 집단간(集團間), 집단내가계간(集團內家系間)에 유의(有意)한 통계적차이(統計的差異)가 인정(認定)되었다. 3. 종자(種子)와 종자익(種子翼)의 형태학적특성(形態學的特性)은 표(表) 8, 9에 상술(詳述)되었으며 종자(種子)와 종자익(種子翼)의 길이 및 형상비(形狀比) 그리고 종자중량(種子重量)에서는 집단간(集團間), 집단내가계간(集團內家系間)에 유의차(有意差)가 인정(認定)되지만 다른 특성(特性)에서는 집단간(集團間)에 유의차(有意差)가 인정(認定)되지 않았다. 구과(毬果)와 종자(種子) 특성간(特性間)의 상관계수(相關係數)의 값은 표(表) 10에 주어져 있으며 비교(比較)된 특성(特性)의 대부분(大部分)에서 정(正)의 상관계수(相關係數)가 인정(認定)되었다. 4. 차대(次代)의 1-0묘(苗)와 1-1묘(苗)의 묘고성장(苗高成長)에서 집단간(集團間), 집단내가계간(集團內家系間) 통계적(統計的)인 유의차(有意差)가 인정(認定)되었지만 근원경(根元徑)에서는 집단내(集團內) 가계간(家系間)에만 그 차(差)가 인정(認定)되었다. 표(表)13에 보인바와 같이 묘목(苗木)의 성장(成長)과 종자(種子)의 특성간(特性間)에는 대부분 상관(相關)이 통계학적(統計學的)으로 인정(認定)되지 않았다. 5. 3개집단(個集團)의 각가계별(各家系別)로 묘목(苗木)에 있어서 침엽양면(針葉兩面)의 기공열수(氣孔列數)와 거치밀도(鋸齒密度)가 측정(測定)되었으며 표(表)14에 보이는 것처럼 거치밀도(鋸齒密度)에서는 집단간(集團間), 집단내가계간(集團內家系間)에 유의차(有意差)가 인정(認定)되었지만 기공별(氣孔別)에서는 집단간(集團間) 차이(差異)가 인정(認定)되지 않았다. 그 결과(結果)는 논문(論文)(III)의 것과 다르며 그 원인(原因)의 하나는 선발(選拔)된 집단(集團)의 다양성(多樣性) 때문인 것으로도 생각된다. 차대(次代)와 모수(母樹)와의 침엽형질(針葉形質)에서의 상관(相關)은 표(表)15에 보이는 바와 같이 대체로 인정(認定)되지 않았다.

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2020년 하계 장강 저염수가 이어도 해양과학기지 주변 해역의 식물플랑크톤 다양성 및 개체수 변화에 미치는 영향 (Phytoplankton Diversity and Community Structure Driven by the Dynamics of the Changjiang Diluted Water Plume Extension around the Ieodo Ocean Research Station in the Summer of 2020)

  • 김지훈;최동한;이하은;정진용;정종민;노재훈
    • 해양환경안전학회지
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    • 제27권7호
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    • pp.924-942
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    • 2021
  • 여름철 장강 저염수의 확장은 북부 동중국해의 환경 및 식물플랑크톤 다양성과 군집구조에 영향을 미치는 주요 요인으로 알려져 있다. 2020년 하계는 장강 저염수의 방류량이 매우 높았던 시기로 환경 특성 변화에 따라 식물플랑크톤 다양성 및 군집구조에 미치는 동력을 이해하기 위해 현장관측을 수행하였다. 2020년 8월 16일~17일 이어도호 승선조사와 2020년 8월 15일~21일 이어도 해양과학기지(IORS)에서 체류조사를 실시하였다. 조사 정점들에서 CTD로 측정한 결과 조사 수역 남서쪽은 장강 저염수의 영향을 받아 염분이 낮고 엽록소 형광값이 높았으며, 대마난류의 영향을 받은 남동수역은 염분이 높고 엽록소 형광값이 낮았다. 12개 정점의 표층수 시료의 엽록소 a 농도는 미소형(20~3 ㎛) 및 소형(> 20 ㎛) 식물플랑크톤의 생체량이 우점함을 나타냈으며, 대마난류수의 영향을 받은 정점에서만 초미소 식물플랑크톤(< 3 ㎛) 생체량이 약 50%를 차지하였다. 이러한 표층수의 식물플랑크톤 크기 분포는 영양염류 공급과 관련되어 장강 저염수의 높은 질산염 공급을 받는 정점들은 소형 식물플랑크톤의 생체량 기여율이 높았다. 형태분류 결과 미소형 및 소형 식물플랑크톤은 총 45종이며, 이들 중 우점 분류군은 규조류인 Guinardia flaccida, Nitzschia spp.와 와편모조류인 Gonyaulax monacantha, Noctiluca scintillans, Gymnodinium spirale, Heterocapsa spp., Prorocentrum micans, Tripos furca 등이었다. 대마난류의 영향을 받으며 질산염 농도가 낮은 정점들은 광합성 초미소 진핵생물(PPE)의 개체수와 광합성 초미소 원핵생물(PPP)인 Synechococcus의 개체수가 높았다. 질산염/인산염 비는 대부분 정점에서 인산염 제한을 받고 있음을 나타냈다. 유세포 분석 결과 Synechococcus 개체수는 난류의 영향을 받는 빈영양 수역의 정점들에서 높은 개체수를 보였다. NGS 분석 결과 PPP 중 Synechococcus는 29개의 clades가 나타났고, 이 중 한 시료에서 한 번이라도 1% 이상의 우점율을 보인 clade는 11개로 나타났다. 표층수에선 clade II가 우점분류군이었으며 SCM 층에서 다양한 clades(I과 IV 등)가 차우점군들로 분포하였다. Prochlorococcus 속은 난류 수역에서 high light adapted 생태형이 출현하는 양상을 보였으며 북쪽 수역에선 출현하지 않았다. PPE는 총 163개의 높은 operational taxonomic units(OTUs) 다양성을 보였으며, 이 중 한 시료에서 한 번이라도 5% 이상의 우점률을 나타낸 OTU는 총 11개였다. 장강 저염수의 영향을 받는 정점의 표층수에선 Amphidinium testudo가 우점 분류군이었으며, SCM 층에서 녹조류가 최우점하였다. 대마난류의 영향을 받는 해역에서는 다양한 분류군의 착편모조류가 우점하였다. IORS에서의 관측 결과도 주변 정점들과 식물플랑크톤 생체량, 크기분포, 다양성에서 유사한 수준을 나타냈다. 이번 연구 결과는 장강 저염수의 영향에 따른 식물플랑크톤의 반응을 다양한 분야에서 확인할 수 있었다. 또한, IORS와 승선조사를 비교하여 IORS 관측이 장강 저염수의 식물플랑크톤 동적 역학 모니터링에 활용할 수 있음을 확인하였다. 향후 기후변화에 따라 나타날 동중국해 하계 환경 및 생태계의 변화에 대비하여 IORS의 효과적 이용 방안 수립이 필요할 것으로 판단된다.