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논문KCI 등재

주암호 유해남조류 출현양상과 환경요인 변화

Variation of cyanobacteria occurrence pattern and environmental factors in Lake Juam

조미선|김경현|이루리|박종환|박창희|임채홍|손미선|류희성|정현수
한국환경생물학회 (Korean Society Of Environmental Biology)|2019.12|환경생물 (Korean Journal of Environmental Biology)|제37권 제4호|pp. 640-651|DOI 10.11626/KJEB.2019.37.4.640

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harmful-cyanobacteriadecreasepearson correlationt - test

초록

본 연구는 2005년부터 2018년까지 14년간 주암호에서 출현한 남조류의 천이 양상을 분석하여, 남조류에 영향을 미친 주요 환경요인과의 관계를 파악하고자 연구를 수행하였다. 특히 2012년 이후 유해남조류 (Harmful algae) 출현량 급감의 원인을 파악하고자 하였다. 조사기간 동안 두 지점의 유해남조류 현존량은 주암댐: 10~24,891 cells mL-1, 신평: 13~26,043 cells mL-1의 범위로 출현하였다. 전반기 시기 두 지점의 평균 현존량은 각각 2,575 cells mL-1, 2,557 cells mL-1로, 이는 후반기 시기 평균 현존량 (42 cells mL-1, 82 cells mL-1)에 비해 약 60배, 30배의 큰 세포수 차이를 보였다. 남조류가 상대적으로 많이 출현하는 여름 시기 (6~9월)를 대상으로 상관분석을 실시한 결과, 유해남조류는 TN, 방류량, 저수량과 양의 상관관계를 보였고, 전기전도도와는 음의 상관관계를 보였다. t-검정 결과 TN, EC, 체류시간의 유의미한 차이를 확인하였다. 특히 TN은 0.566~1.292 mg L-1의 범위로 평균 0.862 mg L-1로 보였다. 전반기, 후반기 평균 TN은 전반기 0.912 mg L-1, 후반기 0.811 mg L-1로 감소하였다. 또한 유의확률은 다소 떨어지지만, TP의 경우 평균 차이는 없으나 표준편차가 비교적 큰 차이를 보여 변동성이 큼을 알 수 있었다. 강우량이 집중된 여름 (6~9월) 시기의 전반기와 후반기 강우량 감소하는 패턴이 원인인 것으로 판단된다 (전반기 263.3 mm, 후반기 219.9 mm). 즉, 전반기에 비해 강우량은 감소하였으며, 이로 인해 TP의 변동성이 감소되었다고 판단된다. TP의 변동성의 감소로 인해 전반기에 남조류의 luxury consumption이 가능하여 남조류의 성장률이 높았을 것으로 추측된다. 따라서 주암호 유해남조류 감소 원인은 강우량의 감소로 인한 영양염의 감소 (TN) 및 변동성의 감소 (TP)의 결과로 사료된다.

Abstract

The study analyzed the relationship between harmful cyanobacteria and physicochemical factors in Lake Juam from 2005 to 2018. The research locations were designated St. 1 (Juam-Dam) and St. 2 (Sinpyong). Harmful cyanobacteria was found in four genera (Microcystis sp., Anabaena sp., Aphanizomenon sp., Oscillatoria sp.). The average standing crops of harmful cyanobacteria in both locations were 2,575 cells mL-1 and 2,557 cells mL-1 from 2005 to 2011. Since 2012, there has been a significant decrease that the measurements were 42 cells mL-1 and 82 cells mL-1 from 2012 to 2018. To analyze the reason for the decrease in harmful cyanobacteria, Pearson’s correlation and t-tests were performed on data collected during the summer period (June-September). Pearson’s correlation showed a significantly positive correlation with total nitrogen (TN), outflow, and storage and a negative correlation with electrical conductivity. T-tests were conducted in two different periods and showed decreases in total nitrogen, electrical conductivity, and residence time. The average rainfall was decreased from 263.3 mm (2005-2011) to 219.9 mm (2012-2018) and total nitrogen was decreased from 0.912 mg L-1 (2005-2011) to 0.811 mg L-1 (2012-2018) and the same variability was seen in TP (total phosphorus). Therefore, it seems that the low-rainfall decreased the nutrients (TN) and variability in the TP, resulting in a decrease in harmful cyanobacteria in Lake Juam.

참고문헌 (49)

  1. AnKwang-Guk, "Influences of Seasonal Rainfall on Physical, Chemical and Biological Conditions Near the Intake Tower of Taechung Reservoir", 생태와 환경, 34(4), pp.327~336 (2001), 한국수생태학회
  2. 조현진, "SOM을 이용한 전남 호소의 식물플랑크톤 군집과 수질 관계 분석", 생태와 환경, 50(1), pp.148~156 (2017), 한국수생태학회
  3. 조기안, "태풍에 의한 주암호복교지점의 식물플랑크톤 변화", 생태와 환경, 51(4), pp.253~258 (2018), 한국수생태학회[DOI]
  4. Chung J, "Illustration of the Freshwater Algae of Korea", pp.496~ (1993), Academy Publishing Company
  5. Cires S, "A review of the phylogeny, ecology and toxin production of bloom-forming Aphanizomenon spp. and related species within the Nostrocales (Cyanobacteria)", Harmful Algae, 52, pp.21~43 (2016)
  6. Faithful JW, "Turbid flow through a tropical reservoir(Lake Dalrymple, Queensland, Australia) : Responses to summer storm event", Lake Reserv. Manag, 5, pp.231~247 (2000)
  7. 한명수, "철원북방 DMZ내의 중영양호 토교저수지의 생태학적 연구 V.경안천(팔당호)과 토교저수지에서 식물플랑크톤의 크기별 현존량과 ChlorophyII a의 계절 변동", 환경생물, 20(1), pp.13~99 (2002), 한국환경생물학회
  8. Harke MJ, "A review of the global ecology, genomics, and biogeography of the toxic cyanobacterium, Microcystis spp", Harmful Algae, 54, pp.4~20 (2016)
  9. Havens KE, "Cyanobacterial Harmful Algal Blooms: State of the Science and Research", pp.675~732 (2008), Springer
  10. Jang YH, "Characteristic of atmospheric dry deposition of nitrogen-containing compounds and the spatial identification of potential pollution sources at Juam reservoir", Proceedings of KSEE, pp.585~588 (2004), Kyungsung University
  11. 정은정, "수온에 따른 영산강 식물플랑크톤군집 변동", 환경생물, 28(2), pp.56~63 (2010), 한국환경생물학회
  12. "Water Information" (2019)[URL]
  13. 김신조, "영산강·섬진강수계 호소환경조사 - 하동호 등 10개 호소 중심으로 -", 한국물환경학회지, 31(6), pp.665~679 (2015), 한국물환경학회
  14. "Korea Weather Information (KMI)" (2019)[URL]
  15. 1: Bacillariophyceae 1. Teil: Naviculaceae, "Süsβwasserflora von Mitteleuropa, Band 2", pp.2007, Krammer K
  16. Lasson U, "Fractionated phytoplankton primary production in Baltic eutrophication gradient", Mar. Biol, 67, pp.57~70 (1982)
  17. 이옥민, "전남 갈곡천과 인천강 하구역의 식물플랑크톤의 분포 및 현존량", ALGAE, 23(4), pp.257~268 (2008), 한국조류학회I
  18. Lee SH, "Effect of nutrient concentration and stoichiometry on the phytoplankton growth and phosphorus uptake", MS, pp.2010
  19. 이석종, "의암호 남조류 발생 제어를 위한 수질 장기모니터링 및 환경요인 분석", 환경분석과 독성보건, 19(2), pp.109~118 (2016), 한국환경분석학회
  20. Lomas MW, "Temperature regulation of nitrate uptake : A novel hypothesis about nitrate uptake and reduction in cool-water diatom", Limnol. Oceanogr, 44, pp.556~572 (1999)
  21. Ma H, "Growth inhibitory effect of microcystis on Aphanizomenon flos-aquae isolated from cyanobacteria bloom in Lake Dianchi, China", Harmful Algae, 42, pp.43~51 (2015)
  22. 마심초, "대청호 추동취수탑 부근의 수질변화 특성", 한국물환경학회지, 31(6), pp.637~643 (2015), 한국물환경학회
  23. Masaru A, "Illustration of the Japanese Fresh-water Algae" (1997), Uchidarokakuho Publishing Company
  24. MOE., "Standard Method for the Examination of Water Pollution", Ministry of Environment, ~ (2011)
  25. "Water Environment Information system (WEIS)" (2019)[URL]
  26. Murnell MC, "Phytoplankton and zooplankton seasonal dynamics in a subtropical estuary : importance of cyanobacteria", J. Plankton Res, 26, pp.371~382 (2004)
  27. 노성유, "기후변화에 따른 대청호 추동지점에서의 남조류 발생 패턴 분석", 한국물환경학회지, 30(4), pp.377~385 (2014), 한국물환경학회
  28. Odate T, "Phytoplankton carbon biomass estimated from the size-fractionated chlorophyll alpha concentration and cell density in the Northern Costal Wasters from Spring bloom to summer", Bull. Plankton Soc, 39, pp.127~144 (1993)
  29. 오은하, "영산강 수계 TOC, COD", BOD 특성, 2015, pp.18(1), 38~48[DOI]
  30. Oh HM, "A comparative study of microalgae isolated from flooded rice paddies : light-limited growth C fixation, growth efficiency and relative N and P requirement", J. Appl. Phycol, 3, pp.211~220 (1991)
  31. Paerl HW, "Algal blooms : Noteworthy nitrogen", Science, 346, pp.175~ (2014)
  32. 박혜경, "팔당호 조류발생 특성 및 수질환경인자의 통계적 분석", 한국물환경학회지, 21(6), pp.584~594 (2005), 한국물환경학회
  33. 박명환, "팔당호 현장수를 이용한 남조류 Anabaena circinalis의 발아 및 성장 잠재력 시험", 생태와 환경, 48(4), pp.287~295 (2015), 한국수생태학회
  34. 박성원, "의암호 수체 흐름과 혼합 패턴에 관한 모델 연구", 생태와 환경, 46(4), pp.488~498 (2013), 한국수생태학회
  35. Reynolds CS, "The Ecology of Phytoplankton", pp.535~ (2006), Cambridge University press
  36. Rita B, "Impact of reservoir filling on phytoplankton succession and cyanobacteria blooms in a temperate estuary", Estuar. Coast. Shelf Sci, 74, pp.31~43 (2007)
  37. 류희성, "낙동강 상류 수역에서 남조류 발생과 천이패턴 - Aphanizomenon 속을 중심으로 -", 한국물환경학회지, 32(1), pp.52~59 (2016), 한국물환경학회
  38. 신재기, "하천형 저수지 팔당호의 육수학적 특성: 수문과 수환경 요인", 생태와 환경, 36(3), pp.242~256 (2003), 한국수생태학회
  39. Simonsen R, "The diatom system : ideas on phylogeny", Bacillaria, 2, pp.9~71 (1979)
  40. Sivarajah B, "Why is the relative abundance of Asterionella formosa increasing in a Boreal Shield lake as nutrient level decline?", J. Paleolimnol, 55, pp.357~367 (2016)
  41. Smith VH, "Low nitrogen to phosphorus ratios favor dominance by blue algae in lake phytoplankton", Science, 221, pp.669~671 (1983)
  42. 송효정, "주암호의 수질 변동 및 생물군집 특성(2011)", 환경생물, 31(1), pp.37~44 (2013), 한국환경생물학회
  43. Van de Waal DB, "Reversal in competitive dominance of a toxic versus non-toxic cyanobacterium in response to rising CO2", ISME J, 5, pp.1438~1450 (2011)
  44. Wilson AE, "Intraspecific variation in growth and morphology of the bloom-forming cyanobacterium Microcystis aeruginosa", Appl. Environ. Microbiol, 72, pp.7386~7389 (2006)
  45. Xia L, "The effects of temperature and nutrient ratios on Microcystis blooms in Lake Taihu, China : An 11-year investigation", Harmful Algae, 10, pp.337~343 (2011)
  46. Yamamoto Y, "Life cycle of Cyanobacterium Aphanizomenon flos-aquae", Taiwania, 54, pp.113~117 (2009)
  47. Report on Implementing the Algae Alert System 2005, "YRERC", Yeongsan River Environment Research Center, ~ (2005)
  48. Report on Implementing the Algae Alert System 2007, "YRERC", Yeongsan River Environment Research Center, ~ (2007)
  49. A Study on Non-point Source Management of Upstream’s Sub-watershed of Lake Juam, "YRERC", Yeongsan River Environment Research Center, ~ (2007)

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