| 초록 |
□ 연구개요 부영양화와 적조는 매우 심각한 해양환경 오염문제이다. 지난 20년 동안 우리나라 남해안에 발생한 적조에서 우점종의 천이순서를 보면, 주로 와편모류 Prorocentrum, Ceratium(=Tripos), Alexandrium, Cochlodinium(=Margalefidinium) 순이었다. 이러한 천이와 메커니즘을 정확히 밝히면 유해성 Cochlodinium의 발생을 정확히 예보할 수 있다. 한편, 본 연구팀은 기존연구를 통해 남해안에서 적조종의 성장에 영향을 주는 영양염류의 source가 ‘저염-고영양염류’ 표층수와 ‘고염-고영양염류’의 저층수라는 사실을 밝힌 바 있다. 그러므로 본 연구에서는 최종목표를 ‘우리나라 연안에서 영양 염류성 오염물질 거동에 따른 경쟁적조종들의 차별적우점을 밝혀 남해안 적조종 천이 원인을 규명하고, 신속하고 정확한 유해성적조발생 예보를 위한 핵심기초자료를 생산하는 것’으로 수립하고, 현장 및 실내실험을 통하여 최종목표를 달성하였다. □ 연구 목표대비 연구결과 본 연구는 당초 수립한 연차별 목표와 최종목표를 모두 달성하였다. 1차년도에는 목표대로 주요적조유발 와편모류 4종(Prorocentrum donghaiense, Tripos spp., Alexandrium fraterculus, Margalefidinium polykrikoides)의 배양체를 확립했고, A. fraterculus와 A. affine의 성장률이 NO3와 PO4 농도에 큰 영향을 받는다는 사실을 밝혔다. 2차년도에는 와편모류 4종 중 2종씩 배양하여 상대종에 의해 성장률이 영향을 받는다는 사실을 밝혔다. 또한, 각 와편모류 4종과 우점규조류(S. costatum)간의 경쟁을 연구한 결과, A. fraterculus만 우위를 점했고, 나머지 3종의 와편모류는 성장이 저해되었다. 5종을 모두 혼합했을 시, 처음에는 규조류가 우점하다가 영양염 농도가 줄면 P. donghaiense와 M. polykrikoides가 우점한다는 사실을 밝혀 당초 목표를 달성하였다. 3차년도에는 ‘저염-고영양염 표층수’가 적조종들의 성장에 차별적으로 영향을 준다는 사실을 밝혔다. 5-9월 강우 및 태풍 전후 총 7차례에 걸쳐 여수 연안의 저염-고영양염의 표층수를 채수·배양하면서 식물플랑크톤의 군집변동을 연구하였다. 그 결과, 저염-고영양염 해수에서는 주로 규조류가 우점한다는 사실과 NO3 농도가 3 μM 이하로 떨어지면 식물플랑크톤 양이 감소한다는 사실을 밝혀냈다. 실내실험을 통해, 저염-고영양염의 표층수에 와편모류 4종과 규조류를 넣어 배양한 결과 역시 규조류인 S. costatum이 우점한다는 사실을 밝혔다. 4차년도에는 ‘고염-고영양염’의 저층수유입이 적조종 경쟁에 미치는 영향을 규명했다. 먼저, 여수외측해역에서 수온약층이 형성된 7월 해수의 수온, 염분, 영양염류 농도, 플랑크톤 밀도의 수직분포를 밝혔다. 또한, 0, 10, 20, 30, 40, 50m 깊이에서 채수한 해수에 우점 와편모류 4종과 규조류를 혼합배양하여 각종의 성장률을 측정하여 종간경쟁을 연구하였다. 연구 결과, 적조생물간 경쟁은 영양염 농도뿐만 아니라 수온약층 깊이, 일일수직이동 능력이 함께 작용한다는 사실을 밝혔다. 즉, 수온약층이 약한 시기에 저층수가 표층으로 유입되면 규조류가 우점하지만, 수온약층이 강하게 형성된 시기에는 50m까지 일일수직이동이 가능한 M. polykrikoides만이 우점할 수 있다는 적조발생 메커니즘을 명확하게 규명하였다. 5차년도에는 목표대로 1~4차년도 연구결과를 종합하여, ‘저염-고영양염류’의 표층수와 ‘고염-고영양염류’의 저층수의 영향에 따른 적조종의 성장률을 기반으로 적조발생예측 개념모델을 수립하였다. 또한, 현장해수 내의 영양염과 엽록소 농도 비율에 따른 적조발생시기와 규모에 대한 수치모델개발에 성공했다. 이 결과들을 바탕으로 적조발생예보시스템 구축방안을 제시하여 당초목표를 달성했다. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) 본 연구에서 개발한 모델들은 차세대 적조발생예보시스템 구축에 활용되고, 무해적 조종을 이용한 유해적조제어 기술개발에 활용될 수 있다. 또한, 신속하고 정확한 적조발생예보가 가능하여 국민 피해와 불안을 감소시켜 경제사회적으로 기여할 것으로 기대된다. 본 연구결과는 많은 국제학술지에 발표되어 우리나라의 해양학, 수산학, 환경과학의 학문발전에 기여했고, 그동안 풀지 못했던 두 가지 영양염류 source에 의한 적조발생을 규명한 것으로 국제적조연구에 크게 기여할 것으로 판단된다. (출처 : 연구결과 요약문 2p) |
