하구 생태 복원을 위한 생태구역 구분; 남해 고성만 고성천 인근 하구의 예

안순모,이상룡,최재웅,An, Soon-Mo,Lee, Sang-Yong,Choi, Jae-Ung 한국해양학회 2011 바다 Vol.16 No.2

연안 하구는 인위적인 개발압력이 상존하며 자연적인 변화에도 민감하게 반응하는 지역이다. 따라서 보존과 지속 가능한 이용을 위해서는 하구 생태계의 구조와 기능에 대한 이해가 필요하며, 인위적 혹은 자연적 변화에 어떻게 반응할 것인지를 아는 것이 필요하다. 하구 생태계 변화의 방향과 현 상태를 용이하게 판단하기 위한 노력의 하나로서 비오톱(biotope)과 하구 타입 분류(typology)를 이용하여 "생태 구역"을 정의하였다. 하구댐의 유무, 염분특성, 식생유무에 따라 16개의 생태 구역을 정의하였고, 고성만에 위치한 고성천 인근 4개 하구(배둔, 구만, 마암, 고성) 생태계에서 지형, 하상경사, 퇴적물 특성, 염분 구조, 식생 면적 등을 통해 생태구역 구분을 시도하였다. 고성천 인근 하구에는 총 16개 생태구역 중 7개가 구분되었다. 자연형 하천인 구만천, 마암천, 배둔천의 상류에는 NFB(natural, fresh, bare)가 나타나고 있으며, 기수 지역에는 NLV(natural, low salinity, vegetated)가 그리고 갯벌에는 NHB(natural, high salinity, bare)가 나타났다. 폐쇄형인 고성천의 경우 담수지역에는 CFB(closed, fresh, bare), 이후 하구쪽으로 CFV(closed, fresh vegetated)가 나타났다. 갈대가 넓게 서식하는 하구댐 안쪽지역은 CLV(closed, low salinity, vegetated)가 나타나며, 거산방조제 바깥쪽은 CHB(closed, high salinity, bare)가 나타났다. 고성천의 CHB와 CLV 지역은 방조제가 하구 생태계에 미치는 영향을 잘 보여주고 있다. 염분이 비교적 높고, 수심이 갚은 수로나 갯벌이 존재하던 CHB 지역이 하구둑에 의해 고염분 지역과 단절되면서 염분이 감소하고, 조석의 영향이 줄어들면서 침수가 줄고, 결국 갈대가 서식하기에 적합한 환경으로 바뀌게 되며, CLV로 바뀐 것으로 여겨진다. 국내의 여러 하구에 나타나는 생태구역을 데이터베이스화하여 각 생태구역의 출현 분포를 파악하는 것이 필요하며, 이러한 자료는 인위적, 자연적 변화에 의한 하구 생태계 변동을 예측하고 관리/대응 방안을 마련하는데 이용될 것이다. 생태구역 변화는 생태구조와 가능의 변화를 가져오기 때문에 생태계 역할 및 가치의 변화를 수반하며, 생태 구역 변화를 야기하는 사업의 타당성을 판단하는 근거자료로 이용될 수 있다. Estuarine ecosystem responds sensitively to natural and anthropogenic perturbations. lt is necessary to identify the direction of the change when the perturbation occurs as well as to understand the structure and functioning of estuarine ecosystem for a proper management of the area. In this study, the estuarine habitats were classified into different ecological districts so as to the switch from one district to another district could be related to the environmental change due to the perturbations. Total 16 ecological districts was defined according to the presence of barrage, salinity and vegetation characteristics. The defined ecological districts were applied to small estuaries in Goseong bay, south sea of Korea (Baedun, Guman, Maam, Goseong) to distinguish different regions which might have characteristic bottom topography, inclinations of river bottom, sediment characteristics, salinity structure and area of vegetation. Total 7 out of 16 ecological district was identified in this region; NFB (natural, fresh, bare), NHB (natural, high salinity, bare), NLV (natural, low salinity, vegetated) in natural (without barrage) estuaries and CFB (closed, fresh, bare), CFV( closed, fresh vegetated), CLV (closed, low salinity, vegetated), CHB (closed, high salinity, bare) in closed (with barrage) estuary. A comparison of environmental factors and biota between CHB and CLV demonstrated the effect of barrage on estuarine ecosystem. The height and sediment characteristics of CHB and CLV were similar but the average salinity was lower in CLV than in CHB due to the barrage, which produced favorable condition for the Phragmites australis in CLV. Information regarding the ecological districts in various sizes and location could be useful for predicting the ecosystem change due to natural and anthropogenic perturbations and for preparing management actions.

강화도 갯벌 퇴적물의 산소요구량과 탈질소화의 계절 변화

안순모,An, Soon-Mo 한국해양학회 2005 바다 Vol.10 No.1

2001년 12월부터 2004년 4월까지 강화도 남서부에 위치한 동막 및 여차리 갯벌에서 계절별로 퇴적물의 산소요구량과 탈질소화를 측정하여 퇴적물의 유기물 분해와 질소 영양염의 제거과정을 살펴보았다. 퇴적물 산소 요구량 (SOD;sediment oxygen demand)은 니질 함량이 높은 동막이 평균 $683\;{\mu}mole\;m^{-2}h^{-1}$이었고, 사질 함량이 높은 여차리에서 평균 $457\;{\mu}mole\;m^{-2}h^{-1}$로 동막에서 높은 값을 보였다. SOD는 여름철에 높고, 겨울철에 낮은 경향을 보였는데, 2002년 4월에는 산소가 퇴적물에 의해 소비되기보다는 생산되어 저서성 규조류에 의한 광합성이 활발함을 알 수 있었다. 탈질소화도 동막이 높고 여차리가 낮았는데, 그 값은 각각 5.4와 $3.4\;{\mu}mole\;m^{-2}h^{-1}$이며, 유기물로는 $9.3\;mg-C\;m^{-2}d^{-1}$과 $5.9\;mg-C\;m^{-2}d^{-1}$에 해당하는 양이다. 염습지를 포함한 연안 퇴적물의 탈질소화율은 $0{\sim}200{\mu}mo1e\;m^{-2}h^{-1}$의 범위에 있는데, 본 조사의 값은 낮은 편에 속했다. 탈질소화가 낮은 것은 갯벌이 유기물 농도가 높은 환경임에도 불구하고 분해하기 쉬운 신선한 유기물은 부족하여 전반적인 유기물 분해율이 낮은 것으로 사료된다. 이는 평소에는 낮은 탈질소화를 보이나, 고농도의 유기물이 유입되면, 이를 효과적으로 제거할 잠재적 능력이 있음을 시사한다. 산소요구량과 무기탄소 용출량을 통해 살펴본 강화갯벌의 유기물 순분해율(net remineralization rate)은 동막이 평균 $196\;mg-C\;m^{-2}d^{-1}$이고 여차리가 평균 $132\;mg-C\;m^{-2}d^{-1}$이었다. Seasonal variations of remineralization and inorganic nitrogen removal capacity were measured from Dec. 2001 to Apr. 2004 in a tidal flat located in south-western pan of Gwanghwa island, Korea by measuring the sediment oxygen demand (SOD) and denitrification. SOD was higher in muddy sediment (Dong-Mak; three year average=$683;m^{-2}d^{-1}$) than sandy sediment(Yeocha; three year average=$457;m^{-2}d^{-1}$). The SOD was high in summer and tended to be lower in winter. During the sediment incubation in Apr. 2002, production of oxygen from sediment was observed implying active benthic photosynthesis. Denitrification was also higher in muddy sediment (Dong-Mak: $5.4;m^{-2}d^{-1}$) than sandy sediment (Yeocha; $3.4;m^{-2}d^{-1}$). The denitrification rate corresponds to the carbon remineralization rate of 9.3 and $5.9\;mg-C\;m^{-2}d^{-1}$ in Dong-Mak and Yeocha, respectively. The denitrification rates were lower compared to rates observed in other coastal area $(0{\sim}200\;{\mu}mole\;m^{-2}h^{-1})$. Although Kwanghwa tidal flat sediments are replete in organic matter, remineralization activity seems to be limited by the availability of labile organic matter. The Kwangwha tidal flat may have potential to effectively remove large load of organic matter. Net remineralization rates were 196 and $132\;mg-C\;m^{-2}d^{-1}$ in Dong-Mak and Yeocha, respectively.

새만금 방조제공사로 인한 조하대 환경과 저서동물 군집 변화

안순모,구본주,우한준,이재학,이형곤,유재원,제종길 한국해양과학기술원 2006 Ocean and Polar Research Vol.28 No.4

The Saemangeum project is one of the biggest reclamation efforts in Korea and may cause coastal ecosystem change due to altered environments and habitat loss. Since February 2002, benthic environment and community structure in the Saemangeum subtidal area were studied to assess the influence of the project on macrofaunal community. The result of seasonal study from February, 2002 to August, 2005 is reported here. Overall, changes of species numbers and dominant species of benthic animals in the periods before (1988) and after (2002~2005) the Saemangeum dike construction were not evident both inside and outside the dike.However, local environmental and community change were noted. The partial completion of Saemangeum dike (4th dike) in June 2003 altered water circulation and sediment deposition patterns both inside and outside the dike. Fine sediment was accumulated inside and outside the 4th dike while coarse sediment dominated near the main channel (Sinsi gate). Benthic community responded to the altered sediment type in these areas. Species number and diversity in both site was low compared to other sites. The dominant species in these areas were composed of the benthos that had not commonly occurred in the Saemangeum subtidal area.

낙동강 하구 갯벌에 생육하는 세모고랭이(Schoenoplectus triqueter)의 생체량 및 탄소, 질소 함량의 계절 변화

안순모,이지영,정신재 한국습지학회 2006 한국습지학회지 Vol.8 No.3

Seasonal biomass and carbon, nitrogen contents change of marsh club-rush (Schoenoplectus trigueter) was investigated in Nakdong river estuary, located near Busan, Korea. New shoot of S. trigueter sprouted from tuber in April and fast growth season was followed until mature in August. Mature lengths of shoot and root were 60 and 9.4 cm, respectively. The increase of biomass showed similar seasonal trends with length. Mature biomass were 3.5 g ind-1 in wet weight and 0.6 g ind-1 in dry weight. The biomass of S. trigueter in areal basis was also highest during July and August (186 g DW m-2). The shoot of S. trigueter was disappeared in October from the ground but the biomass of shoot was maintained as a form of detritus in sediment. The amount of S. trigueter detritus was about 30∼50% of the biomass in August. During winter, the amount of detritus decreased with time but the biomass of root+tuber remained same, implying the root+tuber part is alive. The net productivity of S. trigueter estimated from biomass change were 538 g DW m-2 yr-1 , 240 g-C m-2 yr-1, 8.2 g-N m-2 yr-1 in dry weight, carbon and nitrogen equivalent respectively. During winter, carbon to nitrogen ratio in detritus increased implying the preferred remineralization of nitrogen during microbial degradation.

서해 만경.동진 조간대의 환경과 저서동물 분포

안순모,고철환 한국해양학회 1992 韓國海洋學會誌 Vol.27 No.1

The present study is aimed to investigate the relationship between the distribution of benthic macro fauna and environments in the Mangyung-dongjin tidal flat developed on the west coast of central korea. Samples were taken from 69 sites established on 8 transect lines running perpendicular to the coast. The 69 sites located in the range of -250 to 230 cm height from the mean sea level were categorized into 4 levels of exposure duration. The mean grain sizes of the surface sediments varied from 1.5 to $7.9{\varphi}$. Silty sands and sands were dominant sediment facies on the tidal flat. A total of 64 species of invertebrates was collected and the mean density was $1,335{\;}indiv{\cdot}\textrm{m}^2$. The dominant species was Laternula cf. limicola of Bivalvia (71% of total counts), followed by Umbonium thomasi of Gastropoda (22%), and Lingula anatina of Brachiopoda (2.6%). These 3 species comprised 95.5% of total individual number. The distribution of benthic animals was closely related with the duration of tidal exposure. Perinereis association was the characteristic for the most exposed area, and followed by Macrophthalmus and Bullacta-Mactra-Umbonium association along the degree of exposure duration.

전 지구적 환경 변화와 연안 환경 : LOICZ의 소개 Intorduction of LOICZ

안순모 경남대학교 환경문제연구소 2003 환경연구 Vol.26 No.-

Coastal zone plays important role for globa1 environmental changes. Global changes also exert large impacts to coastal zone, LOICZ(Land-Ocean Interactions in the Coastal Zone) is an international research program to investigate the material flux and cycling in regional and global scale. Results of 10 year LOICZ were presented and future direction was also showed.

Membrane Inlet Mass Spectrometer (MIMS) 시스템을 이용한 해수 및 퇴적물 공극수내 용존 메탄의 측정

안순모,권지남,임재현,박윤정,강동진,An, Soon-Mo,Kwon, Ji-Nam,Lim, Jea-Hyun,Park, Yun-Jung,Kang, Dong-Jin 한국해양학회 2007 바다 Vol.12 No.3

MIMS 시스템은 액체 시료의 용존 가스 농도를 정확하게 측정하는데 이용되어 왔는데, 본 연구에서는 해수와 퇴적물 공극수에 존재하는 용존 메탄 농도를 정량화하는데 사용되었다. 측정의 정밀성을 파악하기 위하여, 여러 분압의 메탄 농도에 대해서 포화된 액체 시료를 준비하였으며 이를 MIMS 시스템으로 측정하였다. 측정된 값은 용존 기체의 포화 상수로부터 계산된 값과 잘 일치하였다. 측정의 표준 오차는 평균값의 $0.13{\sim}0.9%$ 정도였다. 이 시스템을 이용하여 한반도 남해안 인근 해수의 용존 메탄 농도를 측정한 결과, 용존 메탄의 깊이별 분포는 물리적인 요소가 좌우하고 있음을 알 수 있었다. MIMS system을 이용하여, 각 수괴 간의 미세한 용존 메탄 농도의 차이를 구분하여 살펴볼 수 있었다. 또 다른 실험에서는 MIMS 시스템의 inlet 부분을 탐침 형태로 제작하여 퇴적물 깊이에 따른 용존 메탄을 측정할 수 있었다. Membrane inlet mass spectrometer (MIMS) has been used to accurately quantify dissolved gases in liquid samples. In this study, the MIMS system was applied to measure dissolved methane in seawater and sediment porewater. To evaluate the accuracy of the measurement, liquid samples saturated with different methane partial pressure were prepared and the methane concentrations were quantified with the MIMS system. The measured values correspond well with the expected values calculated from solubility constants. The standard error of the measurements were $0.13{\sim}0.9%$ of the mean values. The distribution of dissolved methane concentration in seawater of the South Sea of Korea revealed that the physical parameters primarily control the methane concentration in sea water. The MIMS system was effective to resolve the small dissolved methane difference among water masses. The probe type inlet in MIMS system was proven to be effective to measure porewater methane concentration.

HPLC-RTS (high performance liquid chromatography-retention time shift)를 이용한 암모늄 이온의 안정동위원소 측정방법의 개선

안순모,이지영,An, Soonmo,Lee, Jiyoung,Gardner, Wayne S. 한국해양학회 2013 바다 Vol.18 No.1

생태계 질소 순환 연구에서 동위원소 추적자를 이용한 실험은 그 유용성에도 불구하고, 무기 질소의 안정동위원소 측정이 어려워 자료의 생산이 활발하지 못한 형편이다. Gardner et al. (1996)은 HPLC (high performance liquid chromatography)를 이용하여 비교적 간편하고 정밀하게 암모늄의 동위원소 비를 측정하는 방법을 개발해 질소순환 연구에 활발하게 활용하였다. 그러나 일반적이지 않은 syringe 펌프가 필요해 다른 실험실에 이 시스템이 도입되지는 못하였다. 본 연구에서는 최신 HPLC 펌프 기술을 활용하여 Dr. Gardner 그룹 이후 최초로 암모늄 동위원소비 측정 시스템을 구축하였다. 표준시료 측정 결과 RTS (retention time shift)는 안정동위원소 비와 좋은 상관관계를 보였다. 이 시스템은 측정 자료를 디지털 형태로 변환하는 장치까지 갖추어 컴퓨터 프로그램을 이용한 다양한 자료처리가 가능하다. 특히 Matlab$^{(R)}$ 이용하여 retention time 계산에 peak 면적을 이용함으로써 측정의 정확성을 높이고, 직선성을 향상할 수 있었다. 영산강 하구 해수를 가지고 실시한 $^{15}N$-암모늄 첨가 실험에서 $^{15}N/^{14}N$ 비율 변화를 HPLC-RTS법을 통해 측정하였으며, 식물성 플랑크톤에 의한 암모늄 섭취와 재광물화 과정을 각각 독립적으로 측정하는 것이 가능했다. Despite the usefulness of nitrogen isotope tracer experiments in nitrogen cycling studies, there are not such many measurement data mainly due to the difficulties in analytical methods. Although Gardner et al. (1996) developed a relatively simple and accurate method that can measure ammonium isotope using HPLC and used it widely in various N dynamics studies, the technique was not adopted to other laboratories. An HPLC-RTS system using updated HPLC pumps that can perform the same measurements as that of Gardner et al. (1996) was built. The result of standard sample showed linear increase of RTS with the $^{15}N$ proportions. Centroid retention times calculated with Matlab$^{(R)}$ program enhanced the linearity of the response. In a sea water incubation experiment spiked with $^{15}NH_4{^+}$, the uptake and regeneration of ammonium could be separately estimated using the temporal change of $^{15}N/^{14}N$.

마산만 가포지역 인공갯벌의 유기물 및 영양염 수지

안순모,백봉주 한국해양학회 2003 바다 Vol.8 No.4

마산만에 연한 가포지역은 1990년에서 1994년 사이에 이루어진 마산만 준설공사 시 오염퇴적물이 투기된 지역으로서, 인공갯벌 조성에 따른 자연정화능력과 저서생태계의 반응을 살필 수 있는 이상적인 연구 장소이다. 이곳의 유기물과 영양염의 유동량을 추정하기 위하여, 2001년 말부터 2002년 초까지 4차례에 걸쳐서 1-조석 주기 동안 l시간 간격으로 해수를 채취하였다. 3차원 해저지형도에서 시각별 해수 유동량을 추정하고 각 물질의 농도를 측정하여, 각 시간동안 물질의 유입과 유출을 구하였다. 1-조석주기 동안 총유입량과 총유출량을 비교하여, 순유입, 유출을 추정하였다. 유기물의 양을 대표하는 화학적산소요구량은 2001년 10월과 12월 그리고 2002년 4월에 2.2∼3.9 g m$^{-2}$ h$^{-1}$로 순 유출 되었고 2002년 3월에만 1.4 g m$^{-2}$ h$^{-1}$의 순유입이 있었다. 암모니움 이온은 모든 계절에서 0.1∼118 mg m$^{-2}$ h$^{-1}$의 순유출을 나타냈다. 본 조사 기간 중 가포지역의 인공갯벌은 유기물이 분해 되기보다는 생성되는 곳이었다. 그러나 유동량은 조사 시기별로 큰 차이를 보여, 가포지역이 유기물 분해에 기여하는 정도를 알기 위해서는 장기간의 조사가 필요하다. Dredged material during Masan Bay cleaning in 1990-1994 was deposited in Gapo area. The site provides an ideal experimental condition to monitor environmental remediation and benthic ecosystem stabilization processes after the disturbance. Sea water samples were taken during one tidal cycle in one hour interval from Oct. 2001 to Apr. 2002 (4 times) to estimate the organic matter and nutrient fluxes in Gapo area. Hourly material fluxes were estimated from the water balance estimated from 3 dimensional topography of Gapo area and from material concentration. Net material fluxes were estimated from the difference between total influx and total outflux during one tidal cycle. Chemical oxygen demand showed net outflux in Nov. 2001, Dec. 2001 and Apr. 2002 (2.2∼3.9 g m$\^$-2/ h$\^$-1/) and showed net influx in Mar. 2002 (1.4 g m$\^$-2/ h$\^$-1/). Ammonium showed net outflux during the study (0.1∼118 mg m$\^$-2/ h$\^$-1/m-2h-I). According to this investigation, Gapo area was a source rather than a sink of organic matter. However, the variability of the material fluxes was high so that a long term study may be required.

진해만 용존산소 조건에 따른 수층과 퇴적층의 산소 요구량 변화

안순모(S.M.An),이지영(J.Y.Lee),박소현(S.H.Park),허낙원(N.W.Huh) 한국해양환경·에너지학회 2015 한국해양환경공학회 학술대회논문집 Vol.2015 No.11