섬진강 하구역에서 영양염의 시·공간적 분포특성 및 플럭스 추정

Abstract

섬진강 하구역에서 25시간 조석주기에 따른 영양염의 시?공간적 변화 양상 및 염분 경사에 따른 영양염 분포 특성을 파악하고 섬진강 하구역에서 영양염 flux를 추정했다. 연속조사는 건기(2006년 3월)와 우기(2006년 7월)에 실시하였고, 염분 경사에 따른 조사 또한 건기(2005년 3월, 2006년3월, 2007년 3월)와 우기(2005년 6월, 8월2006년 7월) 총 6회 실시하였다. 조석에 따른 연속 조사 결과, 건기의 경우 염분은 조석 주기와 유사하게 변동하였고, 부유물질과 클로로필-a는 간조시에 고농도로 나타났다. 영양염 중 질산염과 규산염 역시 간조시에 고농도로 나타나 이들 물질이 육상기원물질임을 알수 있었다. 염분 경사에 따른 영양염 분포를 보면, 암모니움은 건기에 중간 염분 구간에서 제거되었고, 이때 클로로필-a 농도는 증가했다. 이것은 암모니움이 식물플랑크톤 성장에 필요한 주된 영양염원으로서 아질산염 및 질산염보다 먼저 선택적으로 이용된 것으로 판단된다. 우기시 암모니움은 이 염분 구간에서 공급이 일어났다. 암모니움의 공급은 오염된 저층 퇴적물의 재용출, 혹은 다량의 강우로 인한 비점원 공급원에서 유입된 것으로 판단된다. 뿐만 아니라 암모니아의 공급은 기초생산자를 포식하는 동물성플랑크톤의 최종 산물로서 분비되어 공급되기도 한다. 아질산염은 건기에 담수와 접해 있는 초기혼합구간에서 고농도를 보였고, 우기에는 2005년 6월을 제외하고는 해양과 접해있는 광양만 부근에서 고농도를 보여 각각의 유입원이 시기에 따라 달라짐을 시사했다. 질산염은 전시기에 초기혼합구간에서 고농도를 나타냈고, 대부분 염분과 보존적인 거동을 보였다. 인산염은 건기에 대부분 중간 염분 구간에서 제거되었다. 특히, 2007년 3월에는 용존산소가 풍부하고 부유물질 농도가 높은 중간 염분 구간에서 입자에 흡착되어 제거된 것으로 판단된다. 그 외 시기에 인산염은 식물플랑크톤에 의해서 제거되는 것으로 판단된다. 그러나 우기시에는 인산염이 중간 염분 구간에서 공급되었다. 2005년 6월에 담수와 인접해 있는 초기혼합구간에서 다른 시기에 비해 농도가 3～4배 높았다. 이는 농사철 사용된 비료 성분이 강우에 쓸려 내려와 영향을 미친 것으로 생각된다. 규산염은 전시기에 걸쳐 담수와 접해있는 초기혼합구간에서 고농도를 나타냈다. 건기에는 대부분 하구내에서 제거되었고, 우기에는 염분과 보존적인 거동을 보였다. flux를 추정한 결과, 섬진강 하구를 통해 남해연안으로 배출되는 일평균 플럭스 (FEst)는 용존무기질소의 경우 건기시 2.122 tons day-1, 우기시 8.785 tons day-1이 광양만으로 배출되었고, 인산염은 건기시 0.014 tons day-1, 우기시 0.469 tons day-1, 규산염은 건기시 1.260 tons day-1, 우기시 31.939 tons day-1의 양이 남해연안으로 배출되었다. 해양으로 배출되는 플럭스 양은 건기 보다 우기에 배출되는 양이 많았다. 건기시에는 암모니움, 인산염, 규산염이 다양한 생지화학적 반응을 통해 중간 하구역에서 대부분 제거되어 남해연안으로 배출되는 영양염 플럭스 양이 적은 것으로 판단된다. 반면, 우기시에는 영양염이 중간 하구역에서 공급형태를 보이거나 염분에 보존적으로 혼합하였기 때문에 영양염의 플럭스가 높은 것으로 판단된다.

We investigated the characteristics of spatio-temporal nutrient variation according to the 25 hours tide cycle and the distribution characteristics of the nutrient along the salinity gradient in oder to estimate the nutrient flux in Seomjin River Estuary. The continuing investigation was conducted in the dry season (Mar. 2006) and rainy season (Jul. 2006) and the investigation on the salinity gradient was conducted 6 times in the dry season (Mar. of 2005, Mar. of 2006, Mar. of 2007) and rainy season (Jun. Aug. of 2005, Jul. of 2006). According to the tide, the salinity in the dry season was similar to the cycle of the tide and the SPM and chlorophyll-a appeared to be high density during the ebb tide. The nitrate and silicate appeared to be high density during the ebb tide which implicated these substances are originated from the land. Along the salinity gradient, ammonium was removed from the middle salt content range in the dry season whereas the density of chlorophyll-a increased. This can be judged that the ammonium was used as the main nutrient required for the development of phytoplankton first selectively before the nitrite and nitrate. In the rainy season, the ammonium was supplied in this salinity range. The supply of ammonium can be secreted as the final product of zooplankton that lives by the basic providers. The nitrite displayed high density at the early combination range in the entire period and it showed conservative behavior with most salinity. Phosphate was mostly removed from the middle salinity range in the dry season. Especially, in March 2007, on the middle salt content range with abundant dissolved oxygen and high density of suspended particles, it can be judged that it was absorbed to the particles and removed. The phosphate in other period is judged to be removed by the phytoplankton. However, in the rainy season, the phosphate was supplied on the middle salt content range. In June 2005, in the early combination range close to the fresh water, the concentration of 3-4 times higher compared to other period. This might be the influence of the fertilizer contents used in the agricultural season that is swept down through rain. Silicate displayed high density in the early combination range adjacent to the fresh water for the entire period. In the dry season, it was removed from most of the estuary and in the rainy season, it showed the conservative behavior with the salinity. As a result of estimating the flux, the daily average flux (FEst) discharged to the South Sea shore through the estuary of Seomjin River Estuary was discharged to the Kwangyang Harbor by the 2.12 tons day-1 in the dry season and 8.8 tons day-1 in the rainy season in case of dissolved inorganic nitrogen. The phosphate was discharged to the South Sea shore by the 0.014 tons day-1 in the dry season and 0.47 tons day-1 in the rainy season; and the silicate was discharged 1.3 tons day-1 in the dry season and 32 tons day-1 in the rainy season. The quantity of the flux discharged to the sea was higher in the rainy season than the dry season. In the dry season, ammonium, phosphate and silicate was mostly removed from the middle estuary area through the biogeochemical reactions which the nutrient flux discharged to the South Sea shore is judged to be low. On the other hand, in the rainy season, the nutrient showed the supply in the middle estuary area or since it is combined to the salinity conservatively, the flux of the nutrient is judged to be high.