메소코즘에서 USCG phase II 형식승인 대비 영양염 첨가에 따른 식물플랑크톤 대량배양조건 확립 및 군집구조의 단주기변화

Abstract

본 연구는 USCG Phase-II 형식승인에 대비하여 여름철 메소코즘에서 영양염 첨가(+N, +P, +NP)에 따른 식물플랑크톤의 대량 배양가능성의 검토와 더불어, 영양염 조성의 차이에 따른 자연 식물플랑크톤 군집의 반응과 시간경과에 따른 종천이 양상을 파악하였다. 메소코즘에서 식물플랑크톤은 영양염 첨가후 곧바로 반응하여 1-3일 이내 최고 개체수 밀도에 도달하였다. +NP 실험군(N:30 &micro M, P:3 &micro M)에서 식물플랑크톤 군집의 성장율은 2.47 d-1로 현저하게 높게 나타났고, +N실험군(N:30 &micro M)에서도 1.98 d-1로 나타났다. 반면, +P실험군(P:3 &micro M)에서는 대조군과 유사한 성장율을 보여, 영양염 첨가 효과가 명확하지 않았다. 아울러, +N실험군과, +NP실험군에서 용존산소와 pH의 시계열 변화도 식물플랑크톤이 증가할 때 높게 나타났고, 급격히 감소할 때 생물사멸에 의하여 용존산소가 낮아지는 경향을 관찰하였다. 특히, 식물플랑크톤 개체수 밀도 또한 +NP실험군에서 대조군 보다 약 50배에 높게 나타나, 선박평형수의 형식승인 시험용 시료를 확보하는 대량 배양가능성을 시사할 수 있었다. 식물플랑크톤의 군집조성은 자연 상태에서 우점한 Pseudo-nitzchia spp. 종이 영양염첨가와 더불어 압도적으로 우점하였고, 실험시간의 경과와 함께 영양염 고갈로 인하여 총 식물플랑크톤이 급격하게 감소하였다. 이와 함께 우점종의 천이양상이 명확하게 일어나 실험중반부터 Cylindrotheca closterium가 높은 점유률을 보였다. 결과적으로 USCG Phase II 형식승인 시험수로 활용하기 위한 자연생물 대량배양의 최적 영양염조건(질산염이 30 &micro M와 인산염이3 &micro M)과 수확시기(하계기준 실험3일 후)를 제시할 수 다. 메소코즘에서 식물플랑크톤은 영양염 첨가후 곧바로 반응하여 1-3일 이내 최고 개체수 밀도에 도달하였다. +NP 실험군(N:30 &micro M, P:3 &micro M)에서 식물플랑크톤 군집의 성장율은 2.47 d-1로 현저하게 높게 나타났고, +N실험군(N:30 &micro M)에서도 1.98 d-1로 나타났다. 반면, +P실험군(P:3 &micro M)에서는 대조군과 유사한 성장율을 보여, 영양염 첨가 효과가 명확하지 않았다. 아울러, +N실험군과, +NP실험군에서 용존산소와 pH의 시계열 변화도 식물플랑크톤이 증가할 때 높게 나타났고, 급격히 감소할 때 생물사멸에 의하여 용존산소가 낮아지는 경향을 관찰하였다. 특히, 식물플랑크톤 개체수 밀도 또한 +NP실험군에서 대조군 보다 약 50배에 높게 나타나, 선박평형수의 형식승인 시험용 시료를 확보하는 대량 배양가능성을 시사할 수 있었다. 식물플랑크톤의 군집조성은 자연 상태에서 우점한 Pseudo-nitzchia spp. 종이 영양염첨가와 더불어 압도적으로 우점하였고, 실험시간의 경과와 함께 영양염 고갈로 인하여 총 식물플랑크톤이 급격하게 감소하였다. 이와 함께 우점종의 천이양상이 명확하게 일어나 실험중반부터 Cylindrotheca closterium가 높은 점유률을 보였다. 결과적으로 USCG Phase II 형식승인 시험수로 활용하기 위한 자연생물 대량배양의 최적 영양염조건(질산염이 30 &micro M와 인산염이3 &micro M)과 수확시기(하계기준 실험3일 후)를 제시할 수