해조양식장 수질환경 모니터링을 통한 이산화탄소 단순 수지모델

Abstract

부산시 기장군 일광 해조류양식장에서 2011년 7월 5일부터 6일까지 약 30시간동안 해양 표층수의 수온, 염분 등의 환경인자와 pH와 이산화탄소분압( fCO2 )을 연속 관측하였다. 표층수의 수온과 염분은 12.5∼17.6∘C , 33.7~34.0범위를 보였으며, 조석과 광주기, 해류 등의 영향으로 일변화 및 일간변화를 크게 나타내었다. 이산화탄소분압과 pH는 381~402 μatm , 8.03~8.15범위를 보였으며, 엽록소는 0.8~5.8 μgL−1 범위를 보였다. 이산화탄소분압, pH 그리고 엽록소는 최대 간조와 성층이 강했던 5일 오후 5시 전후에 최소 및 최고치를 보였으며, 이는 엽록소에 의한 생물생산 결과 이산화탄소는 낮고 pH는 높아진 것을 의미한다. 해조양식장 이산화탄소변화에 대한 단순 수지모델을 적용한 결과, 낮에는 생물생산에 의한 감소가 수온상승, 대기와의 교환에 의한 증가와 상쇄하는 것으로 나타났으며, 밤에는 대기와의 교환 물리적 혼합에 대한 과대 평가로 관측치보다 다소 높게 나타났다. 모델결과는 해조양식장 이산화탄소분압 총변화량의 14~40%는 해조류의 일차생산에 의한 것으로 나타났다.

Real-time monitoring for environmental factors(temperature, salinity, chlorophyll, etc.) and carbonate components( pH and fCO2 ) was conducted during 5-6th of July, 2012 at a seaweeds farm in Gijang, Busan. Surface temperature and salinity were ranged from 12.5∼17.6∘C and 33.7~34.0, respectively, with highly daily and inter-daily variations due to tide, light frequency(day and night) and currents. Surface fCO2 and pH showed a range of 381∼402μatm and 8.03~8.15, and chlorophyll-a concentration in surface seawater ranged 0.8~5.8 μgL−1 . Environmental and carbonate factors showed the highest/lowest values around 5 pm of 5th July when the lowest tidal height and strongest thermocline in the water column, suggesting that biological production resulted in decrease of CO2 and increase of pH in the seaweed farm. Processes affecting the surface fCO2 distribution were evaluated using a simple budget model. In day time, biological productions by phytoplankton and macro algae are the main factors for CO2 drawdown and counteracted the amount of CO2 increase by temperature and air-sea exchange. The model values were a little higher than observed values in night time due to the over-estimation of physical mixing. The model suggested that algal production accounted about 14-40% of total CO2 variation in seaweed farm.