하계 집중 호우에 따른 강화도 갯벌 퇴적물에서의 혐기성 유기물 분해능 및 분해경로 변화

Abstract

2006년 7월과 8월 사이 기록적인 하계의 집중 호우 시기에 강화도 남단 동검리 갯벌에서 혐기성 유기물 분해능과 분해 경로 및 지화학 성분 변화를 측정하였다. 한 달간 총 4회 조사를 실시하였으며, 7월 초 강우 영향이 적었던 시기에 표층 퇴적물 10 cm 깊이까지 공극수 내 염분은 16 ~ 24 psu의 범위를 나타낸 반면, 7월 중순 강우 영향이 가장 많았던 시기에 6 ~ 9 psu의 범위를 나타내었다. 표층 6 cm 깊이에서 혐기성 유기물 분해능은 조사 초기 47.9 mmol C m-2 d-1에서 9 일 뒤 35.4 mmol C m-2 d-1로 약 26 % 감소하였으나, 한 달 뒤 63.6 mmol C m-2 d-1로 다시 증가되어 분해능이 점차 회복되고 있는 것으로 나타났다. 같은 깊이에서 황산염 환원력은 조사 초기 11.80 mmol S m-2 d-1 값에서 9 일 뒤 약 98% 감소 (0.27 mmol S m-2 d-1)하였으며, 한 달 뒤 여전히 낮은 값 (0.96 mmol S m-2 d-1)을 나타내었다. 이는 집중 호우에 의한 표층 퇴적물 교란으로 혐기성 조건이 완화되어 나타난 결과로 사료되며, 연구 기간 내에 표층 10 cm 까지 적분한 황화수소의 농도는 집중 호우 이후 최대 53 % 감소한 것으로 조사되었다. 한편, 철 환원력은 초기 79.4 mmol Fe m-2 d-1에서 9 일 뒤 58 % (33.1 mmol Fe m-2 d-1) 감소하였으며, 한 달 뒤 89.7 mmol Fe m-2 d-1로 황산염 환원보다 더 빠르게 회복된 것으로 조사되었다. 이는 Fe(III)-oxide의 이용 가능성이 증가되어 미생물에 의한 철 환원을 촉진시켰기 때문으로 여겨진다. 연구 기간 중 강우 영향이 증가하는 시기에 표층 6 cm 깊이까지 적분한 Fe(III)-oxide의 농도는 최대 3223.7 mmol m-2로 점차 증가하는 경향을 보였다. 혐기성 유기물 분해 과정에서 분해 경로별 상대적 중요성을 비교한 결과, 철 환원의 비중은 초기 41.4 %에서 집중 호우 이후 19.9 %로 감소한 반면, 황산염 환원은 49.3%에서 1.3 %까지 급격히 감소한 것으로 조사되었다. 한편, 조사 초기에 혐기성 유기물 분해 과정은 두 가지 분해 경로에 의해 주도 되었으나 (황산염 환원+철 환원; 90.7%), 집중 호우 이후 그 비중이 21.2%까지 감소한 것으로 보아 유기물 분해 과정에서의 주도권이 다른 분해 경로로 이동되었을 것으로 예상된다. 하계의 집중 호우에 따른 염분 변화는 갯벌 퇴적물 내 미생물에 의한 유기물 분해능 및 분해 경로 변화의 결정적 요인이었으며, 이러한 결과는 향 후 기후 변화에 따른 해수면 &