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옥정호 조류의 시공간적 분포와 조류발생 특성 분석 = Spatiotemporal Distribution of Algae and Characteristics of Algal Abundance in Lake Okjung, Korea
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학술지명
대한환경공학회지(Journal of Korean Society of Environmental Engineers)
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2019
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Korean
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KCI등재
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학술저널
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554-571(18쪽)
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목적:옥정호 내 조류와 이에 영향을 주는 수질 및 기상인자들의 시공간적 분포변화를 파악한 후, 통계적 분석을 이용하여 각 인자들 간의 관계를 종합적으로 비교하여 조류의 성장에 영향을 미치는 요인을 파악하고자 하였다.
방법:2017년 5월부터 11월까지 현장 조사를 통해 분석에 필요한 시료를 직접 채수하였으며, 수질오염공정시험법에 의거하여 실험실 수질 분석을 수행하여 영양염류, 유기물 및 기타 수질인자를 분석하고, 조류 동정 및 계수작업을 수행하였다. 그 외에 기상인자에 대한 조사를 수행한 후 환경변화에 따른 분포 변화를 파악하였다. 도출된 자료를 비교하고, 상관분석과 다변량 통계분석인 주성분분석 및 군집분석을 수행함으로 조류와 연관있는 인자들 간의 시공간적 분포 변화를 확인하였으며, 조류의 성장에 영향을 미치는 요인을 파악하였다.
결과 및 토의:수질인자의 시공간적 분포 결과 입자성 물질과 연관있는 항목들의 경우 여름철 강우에 의한 결과로 7, 8월에 높은 농도로 나타났으며, 영양염류인 인의 경우 시비시기와 더불어서 농도의 변화가 나타나는 것으로 판단된다. 지점에 따른 변화는 대체로 옥녀동천 유입부인 지점 O에서 상대적으로 높은 농도로 나타났으며, 질소계열은 호수 내부 지점으로 갈수록 농도가 증가하는 양상을 보였다. N/P ratio 계산결과 총 81개의 시료 중 77개의 시료에서 16 이상의 값을 나타내어 옥정호 전반적으로 인 제한환경임을 파악하였으며, 한국형 부영양화지수(TSIko) 분석 결과 옥정호는 시공간적으로 거의 대부분 빈영양에 가까운 중영양 또는 빈영양 기준에 속함을 확인하였다. 조류인자 분석 결과 종 조성별로 남조류(9.6%), 규조류(25%), 녹조류(50%)로 관찰되었으며, 지점 O에서 높은 현존량을 보였다. 상관분석 결과를 바탕으로 주성분분석을 실시한 결과 전체 자료분산에 대해서 총 74.6%의 설명력을 가지는 4개의 요인이 추출되었으며, 요인별 설명력은 PC1(40.4%), PC2(14.9%), PC3(11.3%), PC4(8.0%)인 것으로 나타났다. 각 요인은 기상조건의 변화로 인한 조류 성장으로 초래된 생지구화학적 변화, 유역 농업활동으로 인한 인의 유입이 조류의 성장에 미치는 영향, 집중 강우로 인한 호수 수체의 물리적 변화, 여름철 남조류 성장을 유발하는 환경 변화를 지시하는 것으로 판단된다. 군집분석결과 8개 조사지점이 세 군집으로 나뉘어졌으며, 각 군집은 호내 흐름에 따른 수질변화에 따라 분류된 것으로 판단된다. 각 유입하천의 유량을 기준으로 오염부하량을 계산한 결과 유량이 많은 지점 S에서 높은 부하량을 보였다.
결론:옥정호는 전반적으로 인 제한환경에 포함되며, 상류 유입하천으로부터의 유기물 및 영양염류의 유입이 조류의 성장에 영향을 미치는 것으로 판단된다. 특히 강우시 유역에 존재하는 비점오염원으로부터 유입되는 높은 농도의 인으로 인해 부영양화가 발생할 가능성이 있기 때문에 이에 대한 관리가 필요하다고 판단된다. 수질 농도와 조류 분포에서는 지점 O에서 높은 농도로 분석되었지만, 부하량 분포에서는 많은 유량으로 인해 지점 S에서 높게 나타난 것으로 보아 체류시간이 길어지는 시기에 두 하천이 합류되는 지점에서 조류의 과다성장이 발생할 수 있는 잠재력이 존재한다고 판단되어 호수 상류에서의 관리가 필요하다고 판단된다.
Objectives:The objective of this study was to identify the water quality parameters and environmental factors that control the growth and distribution of phytoplankton in Lake Okjung by analyzing water quality and meteorological data using various statistical analysis methods.
Methods:Water samples collected from the lake between May and November, 2017 were analyzed for various water quality parameters following the Standard Methods for Water Quality Analysis. Identification and quantification of phytoplankton species from the lake were conducted manually under the microscope. Meteorological data of the lake watershed were also collected and analyzed in combination with water quality and phytoplankton data using various statistical analysis methods. Correlation analysis and multivariable statistical methods were applied to identify the parameters that influenced the distribution of phytoplankton in the lake.
Results and Discussion:While the concentration of particulate matter was elevated in July and August presumably due to concentrated precipitation in the summer, total phosphorus concentration appeared to be controlled by fertilizer application associated with agricultural activities in the area, which was evidenced by the higher concentrations in May and September. Comparison of total nitrogen and total phosphorus data indicated that 76 samples out of 81 showed N/P ratios higher than 17 indicating that Lake Okjung was in a phosphorus-limited condition during the study period. Calculation of Korea Trophic State Index (TSIko) showed that the lake is generally in mesotrophic or oligotrophic conditions. The phytoplankton community was dominated by chlorophyte (50%), diatoms (25%), and cyanobacteria (9.6%) in terms of the number of species, and the highest cell concentrations were observed in the area where Oknyeodong-cheon, one of the tributaries, joins the lake. Principal component analysis identified 4 components that explained 74.6% of the total variance of the data with PC1, PC2, PC3, and PC4 explaining 40.4%, 14.9%, 11.3%, and 8.0%, respectively. These components were attributed to biogeochemical change induced by growth of phytoplankton in response to meteorological fluctuation, inflow of phosphorus from regional agricultural activities and its impact on phytoplankton growth, physical change of the lake water caused by concentrated precipitation in the summer, and environmental changes causing growth of cyanobacteria in the summer.
Conclusions:Lake Okjung was in P-limited conditions and the distribution of phytoplankton appeared to be controlled by seasonal variation of meteorological conditions and input of nutrients, especially phosphorus from the 2 main tributaries, Oknyeodong-cheon and Seomjin river. Although seasonal distribution of precipitation did not cause a significant increase in phosphorus concentration in the lake, proper management of pollution sources in the watershed of the 2 tributaries seem to be important in controlling algal bloom formation as severely concentrated rainfall in the area has the potential to produce eutrophic conditions in the lake and trigger explosive growth of phytoplankton.
분석정보
연월일 | 이력구분 | 이력상세 | 등재구분 |
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2027 | 평가예정 | 재인증평가 신청대상 (재인증) | |
2021-01-01 | 평가 | 등재학술지 유지 (재인증) | KCI등재 |
2018-01-01 | 평가 | 등재학술지 선정 (계속평가) | KCI등재 |
2017-12-01 | 평가 | 등재후보로 하락 (계속평가) | KCI후보 |
2013-01-01 | 평가 | 등재 1차 FAIL (등재유지) | KCI등재 |
2010-01-01 | 평가 | 등재학술지 유지 (등재유지) | KCI등재 |
2008-01-01 | 평가 | 등재학술지 유지 (등재유지) | KCI등재 |
2006-01-01 | 평가 | 등재학술지 유지 (등재유지) | KCI등재 |
2004-01-01 | 평가 | 등재학술지 유지 (등재유지) | KCI등재 |
2001-01-01 | 평가 | 등재학술지 선정 (등재후보2차) | KCI등재 |
1998-07-01 | 평가 | 등재후보학술지 선정 (신규평가) | KCI후보 |
기준연도 | WOS-KCI 통합IF(2년) | KCIF(2년) | KCIF(3년) |
---|---|---|---|
2016 | 0.52 | 0.52 | 0.45 |
KCIF(4년) | KCIF(5년) | 중심성지수(3년) | 즉시성지수 |
0.43 | 0.42 | 0.604 | 0.13 |
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