습지식물은 습지의 일차생산자로서 습지 내의 다른 생물뿐만 아니라 습지토양, 수문 등과 같은 무생물 환경요인과 다양한 상호작용을 함으로써 습지의 기능에 큰 영향을 미친다. 따라서 습지식생은 습지 설계에서 중요하게 고려해야 하는 인자이다. 본 연구에서는 인공습지를 조성할 때 식물도입방법으로 다양한 습지식물의 씨앗을 함유한 자연습지토양의 활용성을 알아보기 위하여 습지 mesocosm을 제작한 다음 수심과 자연습지토양 함유량에 따른 수생식물의 출현종과 성장 정도를 조사하였다. 자연습지토양의 발아실험에서 7종의 습지식물이 출현하였는데, 이 가운데 5종은 토양 채취지점인 서낙동강의 식물종과 일치하였으나 2종은 발아실험에서 새롭게 출현하였다. 수심에 따른 출현 식물 개체수는 침수 조건에서 15개체가 출현하여 2개체만 출현한 습윤조건에 비해 훨씬 더 많은 개체가 출현하였다. 자연습지토양의 혼합비율에 따른 출현 개체수는 자연습지토양이 100%일 때 개체수가 가장 많았으며, 자연습지토양의 비율이 50%, 75%, 25%의 순으로 나타났다. 모든 습지실험조에서 출현한 검정말과 붕어마름의 성장 정도를 살펴보면, 검정말은 자연습지토양의 비율이 50%인 조건에서 가장 활발히 성장하였으며 붕어마름은 100% 자연습지토양에서 가장 좋은 성장을 보였다. 자연습지토양 함유량에 따른 식물성장실험결과 자연습지토양의 혼합비율이 50%인 조건에서도 식물의 성장이 원활하여 자연습지토양과 인공습지 조성지역토양을 1:1로 혼합하여도 인공습지에서 식물의 안정된 활착에 문제가 없을 것으로 판단된다.
This paper investigates preliminarily spatial distribution soil organic matter (SOM), nitrogen (N) and phosphorus (P) and its environmental influence in wetland soil of different vegetation landscape in the Yellow River Mouth. The result shows the SOM and total nitrogen (TN), efficient N, efficient P in top layer soils of different vegetation district have significantly different content, The SOM is shown as Calamagrostis epigeios wetlands > Phragmites cmmunis wetlands > Tamarix chinensi wetlands above tidal > Suaeda salsa wetlands in high tidal > Tamarix chinensi wetlands in high tidal > tidal flats, the arrange of the TN and efficient N content is the same except that the content in Suaeda salsa wetlands in high tidal is heavier than Tamarix chinensi wetlands in high tidal. In different vegetation landscape wetland types the vertical change of soil nutrients are obvious except for p, gradually decrease from the upper to the lower. This case reflects the function of the vegetation on the wetland development of soil and proves the wetland soil has the characteristic of new born and bad degree of development. SOM, TN, efficient N and efficient P content in wetland soils have significantly positive correlation, but TP have no correlation with them but efficient p. The contents of TN in wetland soils range from 58~1480 mg/kg, total average content 408 mg/kg, average content of above 30 cm is 625 mg/kg. The range of TP content in the soil is 372~1042 mg/kg, total average is 569 mg/kg, average content of above 20 cm is 611 mg/kg. According the P it occurs mainly as calcium phosphates, and the validity is lower, therefore, N and P in the new born wetlands cannot produce serious impact on the environments at present.
Cave shrimps from the genera Typhlatya, Stygiocaris and Typhlopatsa (TST complex) comprises twenty cave-adapted taxa, which mainly occur in the anchialine environment. Anchialine habitats may undergo drastic environmental fluctuations, including spatial and temporal changes in salinity, temperature, and dissolved oxygen content. Previous studies of crustaceans from anchialine caves suggest that they have possessed morphological, behavioral, and physiological adaptations to cope with the extreme conditions, similar to other cave-dwelling crustaceans. However, the genetic basis has not been thoroughly explored in crustaceans from anchialine habitats, which can experience hypoxic regimes. To test whether the TST shrimp-complex hypoxia adaptations matched adaptive evolution of mitochondrial OXPHOS genes. The 13 OXPHOS genes from mitochondrial genomes of 98 shrimps and 1 outgroup were examined. For each of these genes was investigated and compared to orthologous sequences using both gene (i.e. branch-site and Datamonkey) and protein (i.e. TreeSAAP) level approaches. Positive selection was detected in 11 of the 13 candidate genes, and the radical amino acid changes sites scattered throughout the entire TST complex phylogeny. Additionally, a series of parallel/convergent amino acid substitutions were identified in mitochondrial OXPHOS genes of TST complex shrimps, which reflect functional convergence or similar genetic mechanisms of cave adaptation. The extensive occurrence of positive selection is suggestive of their essential role in adaptation to hypoxic anchialine environment, and further implying that TST complex shrimps might have acquired a finely capacity for energy metabolism. These results provided some new insights into the genetic basis of anchialine hypoxia adaptation.
최근에 기후변화와 수질관리의 중요성이 증가하면서 습지토양의 탄소와 영양물질 보유 특성에 대한 관심이 증가되고 있다. 본 연구에서는 연안퇴적물과 인공습지, 자연습지(내륙, 하구, 갯벌)와 같이 연안퇴적물 및 다양한 유형의 습지토양에서의 유기물과 영양물질의 보유특성을 알아 보고자하였다. 또한 유기물, 영양물질, 입도에 따른 상관관계를 분석하여 이들 항목 간의 연관성을 살펴보았다. 연구 결과 유기물이나 영양물질의 보유정도가 습지의 유형에 따라 달라지는 것으로 나타났는데 내륙습지가 하구나 연안습지보다 질소의 보유 능력이 큰 것으로 나타났으며, 같은 육상생태계에서도 더 오랜 기간 동안 오염물질이 유입되고 자체적으로 유기물을 생산하여 축적하고 있는 자연습지에서 유기물과 질소의 농도가 인공습지보다 더 높은 것을 조사되었다. 연안지역의 경우 해수의 흐름이 원활한 하구나 갯벌 보다 해수의 유통이 느린 만 지역에서 유기물과 질소 농도가 높게 나타났다. 또한 화학적산소요구량은 총유기탄소 및 총질소농도와 높은 상관관계를 보여주어 화학적산소요구량 자료를 이용하여 해당 습지의 총유기탄소나 총질소 농도를 효과적으로 추정할 수 있음을 보여주었다.
This paper was studied $CO_2$ respiration rate with physicochemical properties of soils at wetland, paddy field and forest in Nongju-ri, Haeryong-myeon, Suncheon city, Jeollanam-do. Soil temperature and $CO_2$ respiration rate were measured at the field, and soil pH, moisture and soil organic carbon were analyzed in laboratory. Field monitoring was conducted at 6 points (W3, W7, W13, W17, W23, W27) for wetland, 3 points (P1, P2, P3) for paddy field and 3 points (F1, F2, F3) for forest in 10 January 2009. $CO_2$ concentrations in chamber were measured 352~382 ppm for wetland, 364~382 ppm for paddy field and 379~390 ppm for forest, and the average values were 370 ppm, 370 ppm and 385 ppm, respectively. $CO_2$ respiration rates of soils were measured $-73{\sim}44\;mg/m^2/hr$ for wetland, $-74{\sim}24\;mg/m^2/hr$ for paddy field and $-55{\sim}106\;mg/m^2/hr$ for forest, and the average values were $-8\;mg/m^2/hr$, $-25\;mg/m^2/hr$ and $38\;mg/m^2/hr$. $CO_2$ was uptake from air to soil in wetland and paddy field, but it was emission from soil to air in forest. $CO_2$ respiration rate function in uptake condition increased exponential and linear as soil temperature and soil organic carbon. But, it in emission condition decreased linear as soil temperature and soil organic carbon. $CO_2$ respiration rate function in wetland decreased linear as soil moisture, but its in paddy and forest increased linear as soil moisture. $CO_2$ respiration rate function in all sites increased linear as soil pH, and increasing rate at forest was highest.
Several soil properties were studied from three young created mitigation wetlands (<10 years old), which were hydrologically comparable in the Piedmont region of Virginia. The properties included soil organic matter (SOM), soil organic carbon (SOC), pH, gravimetric soil moisture, and bulk density ($D_b$). No significant differences were found in the soil properties between the wetlands, except SOM and SOC. SOM and SOC indicated a slight increase with wetland age; the increase was more evident with SOC. Only about a half of SOC variability found in the wetlands was explained by SOM ($R^2$ = 0.499, p < 0.05). The majority of the ratios of SOM to SOC for these silt-loam soils ranged from 2.0 to 3.5, which was higher than the 1.724 Van Bemmelen factor, commonly applied for the conversion of SOM into SOC in estimating the carbon storage or accumulation capacity of wetlands. The results may caution the use of the conversion factor, which may lead to an overestimation of carbon sequestration potentials of newly created wetlands. SOC, but not SOM, was also correlated to $D_b$, which indicates soil compaction typical of most created wetlands that might limit vegetation growth and biomass production, eventually affecting carbon accumulation in the created wetlands.
인공습지 토양의 변화 특성을 인공습지의 성공 여부와 습지의 기능 평가에 활용할 수 있을 지 알아보고자 인공습지 조성 후 토양의 변화를 기준습지 토양의 변화특성과 비교하였다. 본 연구에서는 기준습지로 자연습지 1곳과 오염물질 유입 특성이 다른 인공습지 2곳(처리습지, 실험습지)을 선정하여 주요 토양 특성의 변화를 조사하였다. 습지토양의 침수조건에 따른 물리화학적 특성변화 및 유기물 축적정도를 비교하기 위하여 토성, 함수율, pH, CEC 및 유기물함량을 측정하였으며, 습지의 영양물질의 축적 정도를 비교하기 위하여 총질소와 유효인산의 농도변화를 분석하였다. 토성의 경우 전체적으로 자연습지에서는 점토의 함량이, 인공습지에서는 모래의 함량이 많은 것으로 나타나 자연습지와 인공습지의 토성은 큰 차이를 보였다. 그러나 시간이 지나면서 인공습지 토양의 실트와 점토 함량이 점차 증가하였다. 함수율과 유기물함량의 경우 여름철과 가을철 모두 자연습지가 인공습지보다 높았다. 토양의 pH는 자연습지가 인공습지에 비하여 낮았으며, 인공습지의 경우에도 습지 조성 후 중성으로 변화하였다가 다시 pH가 낮아지는 것을 관찰할 수 있었다. CEC, 총질소, 유효인산의 농도는 외부의 유기물질이나 오염물질 유입과 관련 있는 것으로 판단되나, 오랜 기간 동안 영양물질을 보유한 자연습지에서 인공습지보다 모든 항목이 높게 나타났다. 실험습지의 경우 조성과정에서 오염도가 높은 표토와 낮은 심토가 섞여 유기물과 영양물질의 농도가 감소하였는데, 습지 조성과정에서 나타나는 토양 특성변화도 습지의 생지화학적 기능이나 습지 토양 발달에 영향을 미칠 수 있을 것이라 판단된다. 이 연구는 인공습지 토양의 물리적 특성변화와 유기물 및 영양물질 보유량 변화 등과 같은 습지토양의 발달특성을 활용하여 인공습지 조성의 성공 여부나 인공습지의 기능 평가에 활용할 수 있음을 보여주었으며, 이를 위하여 자연습지와 같은 기준습지의 역할이 중요함을 제시하였다.
Wetland areas have characteristics of dynamic cycling of materials in relation to land and water. Although having great potential for providing unique natural environments, they are vulnurable to human land use activities and some places are in danger of being eliminated. This study had an objective of investigating vegetation changes in Ilwol reservoir to provide basic information for the preservation and ecological restoration of the wetland area. Wetland vegetation was investigated along with the site conditions which may affect the vegetation development. There were 10 vegetation types with various species composition. Humulus japonicus, Zizania latifolia, Phragmites japonica, Bidens frondosa, Typha orientalis, Scirpus tabernaemontari, Phragmites communis, Persicaria thunbergii were the major wetland plants found at the reservoir area. Precipitation and water level were the elements mostly affecting the distribution of the plants. Phragmites japonica was closest to the water front, followed by Zizania latifolia, Humulus japonicus and Bidens frondosa. Most plant zones were predominated by one or a few species.
Arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) are one of the most widespread symbionts globally. Owing to their enhanced nutrient absorption capacity, AMF significantly contribute to the survival of individual plants and the ecosystem functioning. Community structures of AMF are affected by many environmental factors Inland wetlands have a different environment from common forest soils, therefore, plants inhabiting wetlands may have characteristic AMF communities. The purpose of this study was to compare the AMF communities in wetlands, among the species of host plants. We sampled the roots of 3 host plant species, Phragmites communis, Miscanthus sacchariflorus, and Trisetum bifidum with rhizospheres from 3 isolated areas in Upo wetland, Korea. We extracted DNA from AMF spores in rhizospheres and the roots of 3 plant species. We amplified 18S rDNA of AMF using AMF specific primer. As a result, we confirmed 9 species from 5 genera in AMF spores, and 5 species from 3 genera in plant roots. Funneliformis caledonium was the most dominant species in field soils, on the other hand, Diversispora aurantia was the most dominant species in plant roots. We confirmed that species diversity and abundance of AMF communities were different among host plant species. These results showed that the AMF community had specific to host plants in the inland wetland.
본 연구에서는 근래에 퇴적된 습지토양의 유기물질에 느린 흡착부분이 존재하는지 살펴보기 위해 흡착실험을 행하였다. 최근 퇴적된 민물 습지토양에서의 소수성 유기화합물 (chlorobenzene and phenanthrene)의 흡착 특성을 회분식 흡착법을 사용하여 결정하였다. 유기물질의 나이의 상대 척도로서 산소/탄소 원소비 등을 포함한 여러 방법으로서 평가하였다. 토양의 나이가 유기화합물의 습지토양에서의 흡착에 차이를 유발하는지에 대해 조사하기 위하여 습지 토양의 표층부(상층부 0-2cm, 5년 미만)과 하층부(below 10cm, 20년 이상)에 대한 느린 흡착 특성을 상대적으로 오래된 PPI(Petro Processors, Inc. Superfund site), BM(Bayou Manchac) 토양과 비교하였다. 느린 흡착모델 변수의 비선형성(KF와 N)의 증가로서 느린 흡착부분이 존재함을 알 수 있었다. 느린 흡착모델의 분석결과 상당한 크기의 느린 흡착부분이 존재하였으며 습지 토양의 경우 흡착된 chlorobenzene의 25.4-263%가 phenanthrene의 경우 흡착된 양의 1.4-1.9%(phenanthrene)가 각각 느린 흡착 부분에 해당하였으며, PPI 토양과 BM토양의 경우 흡착된 chlorobenzene의 40.0-55.93%와 흡착된 phenanthrene의 2.9-3.19%가 각각 느린 흡착 부분에 해당하였다. 느린 흡착 부분은 상층부 < 하층부 < PPI < BM 토양의 순으로 증가하였는데 이것은 토양 유기물질의 나이가 증가할수록 느린 흡착부분의 크기가 증가함을 나타낸다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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