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강화도 남단 갯벌의 혐기성 유기물 분해능과 황산염 환원력 및 저서 동물이 이에 미치는 잠재적 영향
목진숙,조혜연,현정호,Mok, Jin-Sook,Cho, Hye-Youn,Hyun, Jung-Ho 한국해양학회 2005 바다 Vol.10 No.1
This study was carried out to quantify the rates of anaerobic mineralization and sulfate reduction, and to discuss the potential effects of benthic fauna on sulfate reduction in total anaerobic carbon respiration in Ganghwa intertidal flat in Korea. Anaerobic carbon mineralization rates ranged from 26 to 85 mmol $C\;m^{-2}\;d^{-1}$, which accounted for approximately 46 tons of daily organic matter mineralization in the intertidal flat of southern part of the Ganghwa Island (approximately $90\;km^2$). Sulfate reduction ranged from 22.6 to 533.4 nmol $cm^{-3}\;d^{-1}$, and were responsible for $31{\sim}129%$ of total anaerobic carbon oxidation, which indicated that sulfate reduction was a dominant pathway for anaerobic carbon oxidation in the study area. On the other hand, the partitioning of sulfate reduction in anaerobic carbon mineralization in October decreased, whereas concentrations of Fe(II) in the pore water increased. The results implied that the re-oxidation of Fe(II) in the sediments is stimulated by macrobenthic activity, leading to an increased supply of reactive Fe(II), and thereby increasing Fe(III) reduction to depress sulfate reduction during carbon oxidation. 본 연구에서는 강화도 남단 갯벌에서 혐기성 유기물 분해능과 황산염 환원력을 정량화하고 유기물 분해에 있어 황산염 환원의 상대적 중요성에 미치는 저서 동물의 잠재적 영향에 대해 토의하고자 하였다. 혐기성 유기물 분해능은 $26{\sim}85\;mmol\;C\;m^{-2}\;d^{-1}$비 범위로 조사되었고, 이를 강화도 남단의 갯벌 면적 (약 90 $km^2$)으로 환산하면 하루 동안 약 46 ton의 유기물이 분해되는 것이라 할 수 있다. 황산염 환원력은 $22.6{\sim}533.4\;nmol\;cm^{-3}\;d^{-1}$의 범위로 조사되었으며, 전체 혐기성 유기물 분해의 $31{\sim}129%$를 차지하는 것으로 나타났다. 이는 연구지역에서의 혐기성 유기물 분해가 황산염 환원에 의해 주도되고 있음을 의미한다. 한편, 10월에 혐기성 유기물 분해에서 황산염 환원이 차지하는 비중이 상대적으로 낮게 나타난 반면, 공극수 내 Fe(II)의 농도가 증가한 것으로 나타났다. 이러한 결과들은 대형 저서 동물 활동에 의해 Fe(II)의 재산화가 촉진됨으로써 공극수 내 Fe(III)의 공급이 원활해졌고, 그로 인해 유기물 분해과정에서 철 환원 작용이 황산염 환원 작용을 약화시켰음을 의미한다.
하계 집중 호우에 따른 강화도 갯벌 퇴적물 내 공극수 성분 변화
목진숙,김성한,조혜연,현정호 한양대학교 이학기술연구소 2007 이학기술논문지 Vol.10 No.-
2007년 7월 10일부터 8월 9일까지 강화도 남단 동검리 갯벌에서 표층 퇴적물 6 cm 이내 화학 성분(CO₂, NH₄^(+), Fe^(2+), SO₄^(2-), HS^(-))의 농도를 측정하였다. 조사 기간 동안 세 차례의 태풍(EWINIAR, BILIS, KAEMI)과 폭우 (110∼202.5 mm)가 있었다. 그로 인해 염분은 7∼21 psu(practical salinity units)의 범위를 보였고, CO₂, NH₄^(+), Fe^(2+), SO₄^(2-), HS^(-)의 농도는 각각 84∼159, 5.52∼16.46, 3.56∼9.69, 160∼461, 0.58∼0.99 mmol m^(-2)의 범위로 나타났으며, 전반적으로 폭우 이후 급격히 감소한 후 다시 회복되는 경향을 보였다. 이러한 결과는 폭우 이후 담수 유입 증가에 따른 희석 효과를 반영하고 있을 뿐만 아니라, 물리적 교란에 의해 혐기성 상태의 분해 산물이 재산화 됨으로써 퇴적물 내 혐기성 조건이 완화되었음을 의미한다. 본 연구 결과는 향후 기상이변에 따른 집중호우가 갯벌 내 생지화학적 과정에 큰 영향을 미칠 수 있음을 지시해 준다. Concentrations of pore water constituents CO₂, NH₄^(+), Fe^(2+), SO₄^(2-), HS^(-) within top 6 cm sediment were measured from 10 July to 9 August 2007 at Donggeom intertidal mudflat of the south Ganghwa in Korea. There was a typhoon (EWINIAR, BILIS, KAEMI) and heavy rainfall (110∼02.5 mm) of three times during the period. Therefore salinity ranged from 7 to 21 psu concentrations of CO₂, NH₄^(+), Fe^(2+), SO₄^(2-), HS^(-) ranged 84∼159 , 5.52∼16.46, 3.56∼9.69, 160∼461 0.58∼0.99 mmol m^(-2), respectively, and constituents were steeply decreased after heavy rainfall and recovered again. These results reflected the dilution effect by the increasing of freshwater discharge after heavy rainfall and implied that physical disturbance led to less anoxic conditions in the sediment by reoxidizing the anoxic decomposition products. This results also implied that the short-term heavy rainfall may have a profound impact on the sediment biogeochemistry.