용존산소와 산소 안정동위원소를 이용한 총 일차생산 추정

Abstract

전 지구 생태계 일차생산의 약 절반을 담당하는 해양의 일차생산을 추정하는 것은 해양생태계의 생지화학적 특성을 이해하기 위해 필수적이다. 특히 해양 연안생태계에서 저서성 일차생산자가 탄소고정의 상당한 부분에 기여를 한다고 알려지면서 효율이 높은 탄소 배출구로서의 연안생태계의 그 역할이 강조되고 있다. 일차생산을 추정하는 방법 중 하나로 1940년대 후반부터 다양한 수생태계에서 용존산소의 일주기 변동을 이용한 추정법이 흔히 사용되어 왔다. 또한 용존산소 동위원소를 이용한 추정법 역시 해양의 일차생산을 추정하는 연구에 유용하게 활용된다. 이 연구에서는 수심이 얕은 연안 환경에서 산소를 기반으로 하는 두 가지 분석법을 이용해 저서성 일차생산자에 의한 총 산소 생산(gross oxygen production)을 추정하고자 하였다. 부산 영도 동삼 하리항에서 수심 1 m 미만의 Ulva sp.가 식생하는 곳에서 2021년 5월 18일 18:00부터 19일 18:00까지 24시간 연속관측을 실시했으며 용존산소 센서(ARO-USB)를 이용하여 용존산소의 변화를 1분 간격으로 연속관측 하였고, 용존산소 동위원소 분석을 위해 2시간 간격으로 해수를 채취하여 용존 가스 시료를 추출하였다. 연속관측 결과, 연구해역의 용존산소 농도와 용존산소 동위원소의 일주기 변동은 광합성(낮) 및 호흡(밤)에 의해 지배되는 것으로 나타났다. 이 실험에서 대기-해양 가스 교환에 의한 용존산소 동위원소를 이용한 추정법의 한계를 극복하기 위해 두 가지 추정 방법을 조합하여 자료를 해석하였으며 이러한 방법을 통해 연안생태계에서 저서성 일차생산자에 의한 일차생산의 정확한 추정이 가능할 것으로 기대한다.