순수배양한 조류와 자연군집의 식물플랑크톤을 대상으로 유기인삼염해분해효소의 kinectic parameter를 비교하였고, 용존무기인의 농도와 각 parameter와의 관계를 알아보았다. 기질과의 친화력을 나타내는 AP$_{ase}$의 K$_{m}$은 조류의 종마다 매우 상이한 값을 보였다. Chlorella sp.를 제외한 녹조류가 다른 종에 비해 큰 K$_{m}$을 보였고, 규조류와 Chlorella sp.에서 작은 K$_{m}$을 보였다. 순수배양한 남조류 Anabaena flos-aquae에서 extracelluar free enzyme 의 K$_{m}$이 cell-bound enzyme의 K$_{m}$보다 작았다. 자연군집인 소양호에서는 남조류 Anabaena sp. 가 우점하였던 여름의 식물플랑크톤의 K$_{m}$이 규조류가 우점하였던 봄의 군집보다 컸다. AP$_{ase}$ 활성도의 V$_{max}$는 수중의 DIP 농도보다는 식물플랑크톤의 세포내 인의 함량에 직접적인 영향을 받는 것으로 나타났다. 소양호에서 가을부터 봄까지 extracelluar free enzyme의 활성도가 총 AP$_{ase}$ 활성도의 36${\sim}$97%의 기여를 하였는데, 이는 이 시기에 extracelluar free enzyme이 호수의 인순환에서 매우 중요한 요인으로 작용한다는 것을 시사한다. 그리고 extracelluar free enzyme과 총 AP$_{ase}$의 K$_{m}$이 거의 비슷하였는데, 이는 extracelluar free enzyme이 조류로부터 기인되었기 때문으로 사료된다.
소양호에서 세균군집의 계절적, 수심별 변화를 파악하고자 총세균수와 EUB338, ALG1b, BET42a, GAM42a와 CF probe 등 fluorescent rRNA target oligonuvleotide probe와 반응하는 세균 개체수를 측정하였다. 총세균수는 $0.5{\sim}2.01{\times}10^6cells{\cdot}ml^{-1}$이였으며, 2 m와 5 m 수층에서 높게 나타났다. 총세균수에 대한 Eubacteria의 비율은 22~100%이였고, Proteobacteria ${\alpha}$-group은 Eubacteria의 2.6~66.7%, ${\beta}$-group은 4.5~53.5%, ${\gamma}$-group은 4.6~76.7%, 그리고 Cytophage-Flavobacterium group은 2.1~35.9%이였다. 또한 세균군집은 계절별, 수심별로 다양한 변화를 보여, 겨울철은 ${\beta}$-group이, 봄철과 초여름은 ${\gamma}$-group이, 여름철은 ${\alpha}$-group이 우점하였고, Cytophage-Flavobacterium group이 특정적으로 우점하는 시기는 없었다. 이러한 세균 군집 구조의 분포로 계절별, 수심별로 호수에 대한 독특한 특징을 알 수 있었다.
겨울철 소양호에서 세균 군집 구조를 파악하고자 총세균수와 EUB338, ALF1b, BET4a, GAM42a와 CF probe 등 fluorescent rRNA targeted oligonucleotide probe 와 반응하는 세균 개체수를 수심별로 측정하였다. 총세균수는 $0.7{\times}10^6{\sim}1.1{\times}10^6cell{\cdot}ml^{-1}$이였으며, 5 m와 10 m 수층에서 높게 나타났다. 총세균수에 대한 Eubacteria의 비율은 34~90%이였으며, 5 m와 10 m에서 낮게 나타났다. Proteobacteria ${\alpha}$-group은 Eubacteria의 10.8-28.7%, ${\beta}$-group은 4.5-53.5%, ${\gamma}$-group은 4.9-35.5%, 그리고 Cytophaga-Flavobacterium group은 6.1-21.1%이였다. 0-5 m 수심에서는 ${\beta}$-group이 28.6-53.5%로 우점하고 있었으며, 10 m에서는 ${\gamma}$-group이 35.5%로 우점하였다. 30, 50 m 수심에서는 ${\alpha}$-group과 Cytophaga-Flavobacterium group이 우점하였다. 세균 군집 구조로 보면 0-2 m, 5-10 m 그리고 30-50 m의 3개층은 각각 독특한 특징을 나타내었다. 이 방법으로 호수 생태계에 대한 새로운 정보를 얻을 수 있었다.
Structure and dynamics of the phytoplankton communities of Uiam lake, Korea, was investigated. In the Uiam lake four dominant species were found Oscillatoria limosa at Chuncheon City side, O. tenuis at Soyang river side, Melosira italica at south-east side and Asterionella gracillima at west side of the lake. By cluster analysis, based on the similarity index and dissimilarity index, the phytoplanktons in this lake were grouped into three communities; i.e. Oscillatoria, Melosira and Asterionella community. And also the same groups obtained by the cluster analysis were recognized by polar ordination technique along polluted degree gradient. It is clear that oscillatoria community occur in polluted site, Asterionella community in unpolluted site and Melosira community in less polluted site.
아시아 몬순지역에서 대형댐의 인순환(phosphorus cycle)과정의 특징을 파악하기 위하여 소양호를 대상으로 인순환 과정을 조사하였다. 또한, 이를 모의하기 위해 2차원 수질모델인 CE-QUAL-W2를 적용하여 수중생태계의 물질순환과정을 모의하였다. 소양호는 수심이 깊고성층이 강하여 수직적인 변이가 뚜렷한 인의 분포를 보였다. 인의 부하량은 유역면적의 90%를 차지하는 주유입하천인 소양강의 인농도를 측정하여 산정하였다. 소양강의 인농도는 강우시 유량 증가에 따라 크게 증가하는 변동을 보였으므로 인의 부하량은 간헐적으로 발생하는 폭우 유출에 집중되었다. 폭우시 유출수는 수온이 낮아지기 때문에 호수의 중층으로 잠류하여 중층 탁수대를 형성하는 것으로 관측되었다. 여름 우기가 끝난 후 중층에는 두께 20${\sim}$30m의 인함량이 높은 탁수층이 형성되었으며 이탁수층은 댐 중간수심에 만들어진 발전방류구를 통하여 서서히 방류되었다. CE-QUAL-W2 모델은 호우시 탁수의 잠류현상과 인함량이 높은 중층의 형성, 인의 수평수직분포 등의 인순환 과정이 잘 모의 하여,아시아 몬순지역의 댐에서 수질모델로서 육수학적 현상을 잘 모의하는 것으로 평가된다.
본 연구는 1993년부터 2000년까지 소양호의 총인, 총질소, 전기전도도, 엽록소의 시${\cdot}$공간적 경향을 통계기법을 적용하여 파악하였다. 호수내의 수질특성은 연간강우량 및 수계의 유입량에 의해 변동되었으나, 변동 정도는 조사지역에 따라 역동적인 차이를 보였다. 맨-켄달검정법 (Mann-Kendall test)으로 연별 수질변화를 분석한 결과, 전기전도도, 총인, 엽록소-a는 8년 동안 모든 지점에서 증가 및 감소 경향이 없으나 TN은 극히 미약하게 감소하는 경향을 보였다. 총인은 유입량 및 강우에 의해 결정되는 것으로 밝혀졌다. 공간적 분석결과에 따르면, 전기전도도는 호수내 상류에서 하류로 감소하는 경향을 보였고 장마중 상류에서는 집중 강우동안 최소값을 보이고 하류에서는 수체류 현상으로 10월에 최소값을 나타냈다. 총인 및 총질소는 장마중에 최대값을 나타내면서 전기전도_도의 변화 양상과 역관계를 나타냈다. 호수내 1차 생산력의 척도로서 측정된 엽록소-a의 농도는 영양염류의 농도 및 계절에 따라 큰 차이를 보였다. 계절별 총인에 대한 엽록소 농도의 회귀 분석결과에 따르면, 장마 전 및 장마 중에는 $R^2$값이 0.003이하이지만 장마후 $R^2$값은 0.82로서 조류생장이 인의 농도에 의해 결정되는 것을 확인하였다. 반면 질소의 농도는 계절에 상관없이 엽록소의 농도와 극히 미약한 관계를 보였다.
Total suspended solids (TSS), settleable suspended solids (SSS) and nonsettleable suspended solids (NSSS) were compared in streams and lakes during rain events. Samples were collected in Lake Soyang and nine agricultural streams during storm events over two years. To measure NSSS, samples were settled in 1 L cylinders for one hour and then 50% of the total sample volume was taken from the center of the cylinder. The SSS/TSS ratio in streams (0.50) was higher than in Lake Soyang (0.20). The ratio of TSS to turbidity decreased from 1.21 in the inflowing river to 0.69 in the reservoir outlet. Turbidity and NSSS showed higher correlation ($r^2$=0.82) compared with the correlation between turbidity and TSS ($r^2$=0.66). Median particle size decreased from $11.4\;{\mu}m$ in the inflowing river to $4.2\;{\mu}m$ in the lake outlet. The results indicate that only fine particles of less than $5{\sim}10\;{\mu}m$ can be transported downstream of the lake. Because fast-flowing water in streams includes not only fine particles but also coarse particles, an overestimation of suspended sediment concentration results if only TSS is measured. Consequently, TSS and NSSS should be measured separately to evaluate the effect of suspend sediment loadings of turbid streams on aquatic habitat during the monsoon season.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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