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ISSN : 2288-1115(Print)
ISSN : 2288-1123(Online)
Korean Journal of Ecology and Environment Vol.32 No.2 pp.111-126
DOI :

The Limnological Survey of Major Lakes in Korea (3): Lake Jinyang

Bomchul Kim*, Ju-Hyun Park1, Woo-Myung Heo2, Byung-Jin Lim3, Gilson Hwang, Kwangsoon Choi, Ki-Sook Chae
Dept. Environmental Science, Kangwon National University, Chunchon 200-701, Korea
1Han River Environmental Management Office, Ansan 425-020, Korea
2Dept. of Environmental Engineering, Samchok National University, Samchok 245- 080, Korea
3National Institute of Environmental Research, Seoul 122-706, Korea
Corresponding author: Tel: 0361) 250-8574, Fax: 0361) 251-3991, E-mail: bomchkim@cc.kangwon.ac.kr

Abstract


The limnological survey of Lake Jinyang was conducted from June 1993 to May 1994 on the monthly basis. Secchi disc transparency, epilimnetic chlorophyll a (chl-a), total nitrogen (TN), total phosphorus (TP) concentration and primary productivity were in the range of 0.8~3.5 m, 0.9~13.6 mgChl/m3, 0.78~2.32 mgN/l, 11~56 mgP/m3, 270~2,160 mgC m-2- day-1, respectively. On the basis of TP, Chl-a and Secchi disc depth, the trophic state of Lake Jinyang was eutrophic. Water clarity was more strongly related to total suspended solids (TSS, R2=0.65) than algal chl-a (R2=0.36), implying that non volatile suspended solids (NVSS) strongly influenced transparency. TP increased in warm seasons and exhibited a greater relative degree of variability than TN. TN/TP atomic ratio varied from 61 to 334. The dominant species of phytoplankton were Aulacoseira granulata, A. granulata var. angustissima, A. distans, Microcystis sp. Chlorella sp. and Cosmarium sp. The dominant zooplankton species were Bosminopsis deitersi and Bosmina longirostris. The organic carbon, nitrogen and phosphorus content of lake sediment were 0.4~9.4 mgC/g, 0.14~0.62 mgN/g, 0.59~1.23 mgP/g, respectively. TP loading from the watershed and fishfarm were estimated to be 6.4gPm-2 yr-1, which far exceeded the critical loading (4.1gPm-2- yr-1) for eutrophication. The allochthonous organic carbon loading from the watershed and autochthonous organic carbon loading by primary production of phytoplankkton were determined to be 3,429 tC/yr, 4,632 tC/yr, respectively. These results emphasize the need for control of allochthonous organic carbon as well as phosphorus input, which trigger algal growth, to improve water quality of Lake Jinyang.



국내 주요호수의 육수학적 조사(3) : 진양호

김 범철*, 박 주현1, 허 우명2, 임 병진3, 황 길순, 최 광순, 채 기숙
강원대학교 환경학과, 춘천 200-701
1한강환경관리청, 안산 425-020
2삼척산업대학교 환경공학과, 삼척 245-080
3국립환경연구원, 서울 122-706

초록


1993년 6월부터 1994년 5월까지 진양호에 대한 육수 학적 조사가 월간 조사로 실시되었다. 표층의 투명도, 엽 록소 a, 총질소, 총인농도 및 일차생산력은 조사기간 각 각 0.8~3.5 m, 0.9~13.6 mgChl/m3, 0.78~2.32 mgN/l, 11~56 mgP/m3, 270~2,160 mgCm-2 day-1로 이들의 하 계 평균농도로 산정한 진양호의 영양상태는 부영양호에 해당된다. 진양호의 투명도에는 엽록소 a 보다 부유물질 (SS)로 나타나 무기성부유물질(NVSS)이 투명도에 크게 영향을 미치는 것으로 보인다. 총인 농도는 하계에 높게 나타났고 질소농도보다 상대적으로 큰 계절변동을 보였 다. 연간 TN/TP 원자비는 61~334으로 국내 대형인공호 중 대체로 낮은 수준에 해당된다. 식물플랑크톤군집은 하계에는 남조류인 Microcystis ichthyoblabe, M. aeruginosa과 녹조류인 Chlorella sp.와 Cosmarium sp.가 우 점하였으며 추계와 동계에는 규조류인 A. granulata, A. granulata var. angustissimaA. distans가 우점하였다. 동물플랑크톤은 요각류 유생이 연중 우점하였고 8월과 10월에는 요각류 유생 이외에 지각류인 Bosminopsis deitersi, Bosmina longirostris가 각각 우점하였다. 조사 기간 진양호 퇴적물의 조사정점별 유기탄소 및 인, 질소 의 평균 함량은 각각 0.4~9.4 mgC/g, 0.14~0.62 mgP/g, 0.59~1.23 mgN/g으로 동기간 조사된 체류시간이 긴 호 수들보다 크게 낮았다. 진양호의 연간 평균 C/N 비는 2.6~9.2로 oligohumic한 상태이다. 진양호의 연간 수면 적당 인부하량은 6.4 gPm-2 yr-1로 부영양화 임계부하량 (4.1 gPm-1 yr-1)을 초과하고 있다. 진양호의 유역으로부 터의 유기물 유입량은 3,429 tonC/yr이며 식물플랑크톤 의 일차생산에 의한 자체생성유기물량은 4,632 tonC/yr 으로 전체 유기물부하량중 자체생성 유기물 비율이 높 았으나 외부 유역의 유기물 부하량도 크게 나타났다. 진 양호와 같이 체류시간이 짧은 호수는 체류시간이 긴 호 수들에 비해 자체생성유기물의 비중이 낮기 때문에 유 역에서 발생되는 유기물의 처리효율을 높일 경우 수질 개선효과가 크게 나타날 것으로 보이며 아울러 부영양 화 원인물질인 인, 질소는 비점오염원에 대한 관리에 초 점을 맞춰야 할 것으로 보인다.



    서 론

    국내에는 18000여개의 호수가 있으며 이 중 자연호는 극소수에 불과하며 대부분이 농업용수의 확보를 위해 축조된 소규모 인공호이다. 그러나 산업화와 도시화로 인한 용수 수요의 증가와 계절별, 연도별, 지역별 강우의 변동이 심한 우리 나라의 기후 특성상 안정적인 수량확 보를 위해서는 대규모 다목적 댐의 축조가 요구되었다. 그간 10여개 이상의 대규모 다목적댐이 축조되어 이제 는 어느 정도 수량의 확보는 이루어졌으나 대부분의 대 형 인공호는 하천에 댐을 축조하여 만들어졌기 때문에 유역의 영향을 받기 쉽고 체류시간이 길어 부영양화되 기 쉬운데, 유역관리 소홀로 국내 대부분의 대형 인공호 에서 부영양호의 징후가 뚜렷이 나타나고 있다(Kim et al., 1997). 호수가 부영양화되면 원상태로 회복시키는데 는 많은 시간과 재원이 필요하기 때문에 이와 같은 수 자원의 질적인 가치하락으로 발생하는 경제적 손실은 새로 댐을 건설하는데 드는 비용에 결코 뒤지지 않는다. 따라서 호수의 부영양화를 미리 방지하는 것이 중요하 며 부영양화가 진행된 경우에도 초기단계에서 적절한 대책을 수립∙시행하여야 적은 비용으로 큰 효과를 볼 수 있다.

    선진국에서는 이미 국가차원의 대규모 연구 사업을 통해 지리학적으로 다양하게 분포하고 인문∙사회적 영 향이 각기 다른 여러 호수들에 대한 폭넓은 육수학적 조사∙연구가 수행되고 있으며 이들 연구결과를 호수 수질관리기법의 개발이나 수질관리 정책결정에 활용하 고 있다.

    정부에서도 이러한 취지로 수질보전상 중요할 것으로 판단되는 국내 주요 10개 호수의 수질을 개선하고자 특 별종합대책의 수립을 계획하였다(환경부, 1994). 이러한 계획의 일환으로 1993년부터 1994년까지 10개 호수에 대한 종합적인 육수∙생태학적 동시조사가 실시되었으 며 진양호의 연구결과를 옥정호(김 등, 1997)와 합천호 (김 등, 1998)에 이어 발표하게 되었다.

    진양호는 낙동강 지류인 남강 중류에 남강댐이 축조 됨으로써 형성된 인공호로 최대저수용량이 1.9억톤으로 국내 대형인공호에 비해 규모는 작지만 진주시와 그 일 원의 상수원일 뿐만 아니라 생활용수 및 공업용수의 공 급과 남강 하류 및 낙동강의 수질오염피해의 경감을 위 한 유지용수로서의 기능을 담당하고 있다. 또한 진양호 는 인공호 중에서 수초대가 발달한 몇 안되는 호수중의 하나로 수초대의 기능과 역할에 대한 학술적인 연구가 치가 크다. 진양호 유역의 연평균 강수량은 1,505mm로 우리나라 연평균 강수량의 118%에 해당하는 다우지역 이며 유역의 서쪽에 위치한 지리산은 특히 강수량이 많 다. 남강댐은 유역의 큰 강수량에 비해 댐저수용량은 극 히 작아 강수량대비 저수비율이 5 %에 불과하므로 치수 면에서 매우 어려움이 있어 현재 남강댐 인근 하류에 3 억톤 이상의 저수용량을 갖는 댐공사가 진행중에 있다.

    진양호에 대해서는 산업기지개발공사가 발간한 다수 의 수질보고서가 있으며 이들 수질자료에는 70년대 후 반 철(Fe)의 농도가 생활용수 기준치를 초과하였으며 (1978, 1980), 1984년과 1985년에 각각 영양염류와 유기 물농도(COD)를 기준으로 수질를 평가하여 환경기준 II 등급에 해당되는 수질이었다. 그후 수질이 악화되어 1987년 자료에는 뚜렷한 부영양화 징후의 기록이 있다.

    학술적인 연구로는 장 등(1993)의 남강 다목적댐 홍 수유출 모형개선에 관한 수문학적 연구와 김 등(1993) 의 GIS를 이용한 수자원 관리 및 계획에 관한 연구가 있다. 진양호의 수질관리에 관한 연구로는 진양호의 인 부하량은 부영양화 임계부하량을 훨씬 초과하여 부영양 화의 위험이 높다고 지적한 부영양화수준 예측 및 관리 대책에 관한 연구(김, 1983)와 남강유역의 수질오염원 현황과 장래수질예측(하 등, 1988)이 있다. 생물학적 연 구로는 한국에서 미기록된 종이 진양호에서 분포하고 있음을 지적한 담수조류분포에 관한 연구(김 등, 1994) 와 진양호의 연간 절대 우점종이 규조이며 9월에 대발 생을 보고한 식물플랑크톤 군집에 관한 연구 (김 등, 1995)가 있다.

    이 논문의 목적은 진양호의 물리, 화학, 생물학적 특성 에 대한 조사뿐만 아니라 퇴적층의 오염정도와 유역으 로부터 유입되는 물질부하를 측정하여 진양호에서 일어 나는 물질순환과정과 진양호의 전반적인 육수생태학적 특성을 고찰하여, 효과적인 호수 수질관리정책 수립에 필요한 기초자료를 제공하는데 있다.

    재료 및 방법

    1. 조사지역 개황

    진양호는 낙동강 제1지류인 남강의 중류부(경남 진주 시 판문동)에 1970년 높이 21 m, 길이 975m의 중앙차 수벽형 사력댐 (Rockfill Dam)이 축조됨으로써 형성된 인공호수로서 저수지 면적 23.5 km2, 최대저수용량 1.9 억톤, 최대수심 12 m, 수리학적 체류시간이 2.2일인 인공 호다.

    진양호의 수리학적 특성 및 유역의 이용현황은 Table 1과 같다. 진양호 유역의 면적은 2,285 km2이며 유역의 기반암은 주로 퇴적암과 변성암으로 되어 있으며 유역 의 평균경사는 0.35이다(환경부, 1994). 진양호로 유입되 는 하천으로는 북쪽에서는 남강이 남서쪽에서는 덕천강 이 각각 유입하며 남강의 유역면적이 전체의 80%를 차 지하므로 유입수량의 대부분은 남강을 통하여 유입된다 고 볼 수 있다. 유역은 지리산과 덕유산 등과 같은 산지 유역의 영향으로 인해 연평균 강수량(1505 mm)이 전국 연평균 강수량(1,274 mm)의 118%를 낙동강 유역의 평 균 강수량(1,167 mm)의 128%에 해당하는 다우지역이 다. 유역의 인구는 약 17만명으로 중부 이남지역의 다른 호수에 비해 많고 유역면적의 76%는 산림이고 농경지 는 15%를 차지한다.

    2. 조사 및 분석방법

    1) 시료채취

    진양호에 대한 수질조사는 1993년 6월부터 1994년 5 월까지 4개 정점을 선정하여 월 1회 실시하였다(Fig. 1). 댐에서 500 m 전방인 댐앞 정점에서는 수심별로 0, 2, 4, 7m에서 채취하였고 그 외 중류와 상류지점에서는 표층 수만 채취하였다. 유입수의 시료는 진양호의 주유입 하 천인 덕천강과 남강에서 월 1회 채취하였다. 퇴적물은 호수내 6개 정점을 선정하여 1993년 7월과 10월, 그리 고 1994년 2월의 총 3회에 걸쳐 Ekman식 채니기를 사 용하여 채취하였다 (Fig. 1). 식물플랑크톤은 매월 댐앞 지점의 표층수를 채취하여 시료 500 ml를 폴리에틸렌 시료병에 담아 Lugol’s solution으로 고정한 후 실험실로 운반하였으며 동물플랑크톤은 계절별로 1993년 8월과 10월, 그리고 1994년 1월과 3월까지 총 4회에 걸쳐 호 소용 플랑크톤 net (구경 20 cm, 망목의 크기 100 μm)를 사용하여 댐앞 정점의 수심 20m에서 수표면까지 수직 예망 채집한 후 현장에서 중성 포르말린으로 최종농도 가 5 %가 되도록 고정하여 실험실로 운반하였다.

    2) 분석방법

    엽록소 aLorenzen (1967)의 방법에 따라 분석하였 다. 수중과 퇴적물의 총인과 총질소 분석은 Standard Method (APHA, 1992)의 persulfate digestion법을 사용 하여 분해시킨 후 용존무기인과 질산성질소를 측정하여 총인과 총질소의 농도를 측정하였다. 용존무기인 농도는 ascorbic acid법으로 측정하였으며, nitrate는 cadmium reduction법을 적용한 autoanalyzer (Skalar-5100)를 사 용하여 분석하였다. 용존총인(DTP)은 GF/F (pore size, 0.45 μm)로 여과한 시료를 총인 분석과 같은 방법으로 측정하였다. 용존유기인(DOP)은 용존총인과 용존무기인 의 농도차로 계산하였고, 입자상유기인(POP)은 총인과 용존총인과의 농도차로 계산하였다. COD는 환경오염공 정시험법 (환경처, 1993)의 alkaline permanganate법으 로 측정하였으며, 퇴적물의 COD는 Standard Method의 Cr법(closed ref lux, ref lux, 적정법)으로 측정하였다. Cr 법의 유기물분해율이 80~100% (신과 김, 1986)라고 알 려져 있는데 본 조사에서는 100%로 분해되는 것으로 추정하여 퇴적물의 COD를 유기탄소량으로 환산하였다. 토양이나 여러 미립자의 표면에 흡착되어 있는 adsorbed- phosphorus는 Hieltjes와 Lijklema (1980)가 제시한 방법에 따라 시료 50 mg에 1.0 M 염화암모늄용액 50 ml 로 pH 7.2에서 120분씩 2회 shaking하여 용출된 무기 인을 ascorbic acid법으로 측정하였다.

    1차생산력은 댐앞정점의 표층수를 채취하여 측정하였 다. 수표면 광도 및 수심별 광도는 Li-COR의 underwater photometer (LI-188B)와 평면 quantum sensor (UWQ3465)를 이용하여 1m 간격으로 수중광도를 측정 하여 광도변화의 기울기로부터 흡광계수를 계산하였다. 총무기탄소 (total CO2)는 Gran titration법 (Wetzel and Likens, 1991)으로 alkalinity를 측정하고 수온과 pH로 부터 계산하였다. 식물플랑크톤에 의한 1차생산력은 14C 흡수와 Platt et al. (1980)의 광저해를 고려한 세 개의 매개변수를 갖는 광합성-광도모델을 이용하는 Kim and Kim (1989)의 방법에 따라 측정하였다. 1차생산에 의한 유기물생산은 월간 수면적당 1차생산력에 월평균 수면 적을 곱하여 연간 1차생산량(tC/yr)을 계산하였다. 1차 생산력이 측정되지 않은 11월과 1월의 자료는 보간법으 로 추정하였다.

    식물플랑크톤의 동정을 위해 채취한 시료를 약 2주일 이상 침강시킨 후(APHA, 1992) 사이폰으로 상등액을 뽑 아 농축하였다 (Sukhanova, 1978). 세포의 계수는 Palmer- Maloney counting chamber를 사용하여 광학현미 경하에서 400배로 검경하였으며 종은 Mizuno (1964)Hirose and Yamagishi (1977)에 따라 동정하였다. 종다 양성지수의 계산은 Shannon and Weaver (1948)의 방법 에 따랐다. 동물플랑크톤의 정성분석을 위하여 시료를 hole-slide glass에 넣고 latic acid로 연화시킨 후 해부 현미경하에서 각 동물 군별로 특성이 되는 외부형태를 해부하였다. 이후 water mountain에 봉입하여 일시 프 레파라트를 만들어 광학현미경하에서 동정, 분류하였다. 한편 정량분석은 농축된 시료의 일정량을 취한 후 Bogorov counting chamber에 넣고 계수하여 이를 다시 단위 체적 개체수(Indiv/m3)로 환산하여 생물량으로 표 시하였다. Algal assay를 통한 제한영양염조사와 인∙질 소 및 유기물 부하량에 대한 조사 및 분석방법은 김 등 (1997)이 사용한 방법에 따랐다.

    결과 및 고찰

    1. 수문학적 특성 및 수체의 물리학적 특성

    수년간(1985~1994) 진양호의 유역의 강수량과 수문 학적 특성은 Fig. 2와 같다. 진양호의 수위는 계절적으로 2m 이내의 변동폭을 나타내며 10월에 대체로 높다. 진 양호는 팔당호, 의암호와 같이 저지대에 위치하며, 저지 대 호수들은 유역면적이 크고 저수용량이 작아 수시로 댐방류량을 조절함으로써 연중 거의 일정한 수위가 유 지되도록 관리하고 있다. 일정하게 유지되는 수위와 연 안의 완만한 경사는 호수 연안대에 수초의 성장을 촉진 하게 되며 수초대의 발달정도에 따라 차이는 있으나 이 들이 생산하는 유기물이 호수전체의 유기물생산에 많은 비중을 차지하게 된다(김과 김, 1990;Kim et al., 1991).

    진양호 유역의 수년간 연평균 강수량은 1,505mm로 하계 (6~9월)에 강수량이 연간 총 강수량의 67% 정도 를 차지한다. 88년과 94년 여름에는 강수량이 수년간 평 균의 60% 정도로 매우 심한 가뭄이 있었으며 85년과 89년에는 큰 홍수가 있었다. 유역에서 호수로 유입되는 유입수량은 하계에 연간 총 유입수량의 72%가 유입되 고 연간 총 방류수량의 72%가 방류되는데 이는 계절적 인 강우패턴과 일치한다.

    수년간 연평균 수리학적 체류시간의 변화는 16~45일 로 변화폭이 크며 평균 22일 이었다. 계절별 수리학적 평균 체류시간은 하계(6~9월)에 12일, 춘계(3~5월)에 16일, 동계(12~2월)와 추계(10~12월)에는 각각 27일 과 37일로 하계에 짧고 추계와 동계에 길다. 조사기간 월평균 진양호의 수위, 수표면적, 유입수량, 방류수량의 변화는 수년간의 월변화 추이와 유사하게 나타났다 (Table 2).

    표층수의 수온은 계절에 따라 3.2~27.0°C의 분포를 나타냈으며 수직적으로 거의 동일한 분포를 나타냈다 (Fig. 3). 이와 같은 수온분포는 진양호가 면적이 넓고 수심이 얕아 이류(advection)와 바람 등과 같은 물리적 요인에 의해 계절에 관계없이 수직혼합이 잘 일어나기 때문이다. 진양호는 하천형 인공호의 성격이 강해 자연 호에서 나타나는 독특한 성층현상 등은 찾아볼 수 없으 며 수평적 이류는 댐 방향으로 빠르게 일어나며 댐에서 의 방류수량에 크게 좌우된다.

    투명도는 연간 0.8~3.5m로 조사 정점별 차이는 크 지 않았으나 계절별로는 큰 변동을 보였다(Fig. 3). 겨울 을 제외하면 전기간이 2m 이하로 낮았다. 댐앞 정점에 서의 흡광계수는 조사기간 0.57~1.44 /m으로 연중 변화 가 크며 특히 8월에 크게 나타났다. 이는 수심이 얕은 하천형 호수이므로 장마로 인한 무기현탁물의 영향이 호수 표층에서도 나타났기 때문이다. 흡광계수는 총 부 유물질 (TSS)과 높은 상관관계(r2=0.67)를 나타냈으나 식물플랑크톤의 밀도와는 상관관계(r2=0.32)가 크지 않 아 유기성 부유물질 보다 무기성 현탁입자가 흡광계수 에 큰 영향을 미치는 것으로 보이며, 흡광계수와 식물플 랑크톤과의 높은 상관관계(r2=0.57)를 나타낸 합천호(김 등, 1998)와 큰 대조를 보였다. 호수의 영양상태에 따라 흡광계수의 범위는 다양하며 부영양한 Wintergreen Lake의 경우 0.46~1.68로 나타났으며 (Wetzel, 1983), 진양호와 영양상태가 유사한 옥정호(김 등, 1997)와 합 천호(김 등, 1998)의 흡광계수도 이와 유사한 범위를 나 타냈다. 투명도와 흡광계수와는 다음과 같은 관계를 나 타냈으며 (light attenuation coefficient, m-1=1.7/transparency, m), 옥정호(1.8)나 합천호(1.9)보다 다소 작은 상수를 나타냈다. 흡광계수로부터 수표면 빛의 1%가 도 달하는 진광대(euphotic zone)의 깊이를 추정한 결과 계 절에 따라 3.2~8.1m의 범위로 동계에 크게 나타났으 며 옥정호나 합천호에 비해 진광대의 깊이가 얕게 나타 났다.

    2. 수체의 화학적 특성

    표층수 수질의 계절변화는 Fig. 3과 같고 수직분포는 Fig. 4와 같다.

    1) pH, 전기전도도, 알칼리도, 용존산소

    pH는 6.7~9.2의 범위를 나타내었으며 정점별 차이는 거의 없고 계절별로는 광합성이 활발한 하계에 높게 나 타났다. 알칼리도는 18.8~34.3 mgCaCO3/l으로 큰 변동 을 보였으며 하계에 비교적 높게 나타났다. 전기전도도 는 51~124 μS/cm의 분포를 나타냈으며 계절적으로는 추계에 비교적 높은 분포를 보였다. 용존산소는 호수 전 층이 계절적으로 6.4~13.0 mg/l의 분포로 연중 거의 포 화상태이나 하계 호수 심층에서는 표층보다 다소 낮은 농도를 나타냈다. 이는 퇴적층에서 유기물분해에 의한 산소소비의 영향으로 보인다. 표층의 유기물생산이 높은 호수에서 심층은 보통 성층기간에 산소고갈현상이 나타 나지만 진양호는 연중 수직혼합이 일어나고 수체의 교 체율(flushing rate)이 크기 때문에 이러한 현상이 나타 나지 않은 것으로 사료된다.

    2) 인의 분포 및 부하량

    표층의 총인 농도는 11~56 mgP/m3로 하계에 높은 농도를 나타냈다. 정점별 차이는 크지 않았고 수직적으 로도 거의 균일한 분포를 보이는 것은 수체의 원할한 혼합 때문이며 간혹 퇴적층 부근에서만 높은 농도가 관 찰되었다.

    연간 표층의 용존무기인(DIP)은 0.6~8.8 mgP/m3 범 위로 계절별 변동폭이 컸으나 수평적, 수직적분포 차이 는 크지 않았다. 표층의 용존무기인은 대체로 4 mgP/m3 이하의 낮은 농도를 나타내지만 8월과 9월에는 6 mgP/m3 이상을 나타냈다. 표층의 입자상인(POP)은 5~ 48 mgP/m3으로 식물플랑크톤의 증식이 활발한 하계에 높고 동계에는 비교적 낮은 농도를 나타냈다. 표층 인순 환에서 식물플랑크톤의 잠재적 무기인 공급원인 용존유 기인(DOP)은 2~13 mgP/m3의 범위로 하계에 높은 농 도를 나타냈다. 인의 존재형태별 구성비율은 입자상 유 기인(POP), 용존유기인(DOP), 용존무기인(DIP)이 각각 60%, 23%, 17%로 나타나 옥정호(김 등, 1997)나 합천호 (김 등, 1998)와 유사한 비율을 보였다. 유기인 중 75% 정도가 입자상 유기인이라는 사실은 외국의 여러호수에 서도 유기인의 70% 이상이 입자형태라는 보고(Wetzel, 1983)와도 유사하다. 그러나 용존무기인 비율은 외국의 자연호가 5% 이하의 분포 (Prepas and Rigler, 1982;Tarapchak et al., 1982)를 나타내는 것에 비해 상대적으 로 높은 비율을 보였다. 이는 유역에서 유출되는 용존무 기인의 비율이 높고, 체류시간이 짧아 호수내에서 용존 무기인의 이용효율이 낮기 때문인 것으로 볼 수 있다.

    유입수를 통해 유입되는 연간 총인은 70.1 tonP/yr이 며 이중 용존무기인은 14.5 tonP/yr으로 총인의 21%를 차지했다 (Table 3). 홍수기 (7~9월)에 총인부하량이 연 간 총인부하량의 65%에 해당된다. 유입수의 총인농도는 유입수량의 증가에 따라 증가하며 대체로 집중강우가 시작되는 7~8월과 경작이 시작되는 4~5월에 높았고 수량이 작은 동계에는 낮은 농도를 나타냈다. 따라서 강 우시 인농도 증가는 유입수량의 증가와 맞물려 일시에 호수내로 많은 양의 인을 유입시키는 결과를 가져온다.

    몬순기후에서 나타나는 하계 집중호우와 이로 인한 인유출의 증가는 국내 대부분의 호수에서 나타나는 전 형적 현상이다. 우리나라의 비점오염원에서 발생되는 총 인 발생부하량중 비료와 축산에 이용되는 사료로부터의 인 발생량이 76%에 달하고 있으며, 축산업은 기업형태 로 대형화되고 있고 경작에 사용되는 시비량은 1982년 233 kg ha-1 yr-1에서 1994년에 440 kgha-1 yr-1로 약 2배 정도로 증가하는 등(심, 1998) 인발생원의 대형화와 과 도한 시비에 대한 대책이 시급히 마련되어야 할 것이다.

    진양호로 유입되는 수표면적당 인부하량은 6.4 gPm-2 yr-1으로 산정되었으며 이를 Vollenweider (1976)의 인부 하모델에 적용하면 진양호의 부영양화 임계부하량인 4.1 gPm-2 yr-1을 훨씬 초과하는 것으로 나타났다. 진양 호의 수면적당 인부하량은 소양호나 대청호 등 국내 대 형 인공호에서 보고된 수준(허 등, 1992;김 등, 1997;이 등, 1993;Cho et al., 1991)보다 매우 높으나 부영양화 정 도가 이들 호수들 보다 훨씬 심각한 상태로 진전되지 않은 것은 수체의 체류시간이 짧아 식물플랑크톤의 인 섭취율이 낮고 탁도증가로 인해 빛 이용이 제한되기 때 문인 것으로 볼 수 있다.

    진양호로 유입된 연간 총인부하량중 65.8톤이 방류되 고 9.1톤이 호수내에 체류하거나 바닥에 퇴적되는 것으 로 나타났다(Table 3, 4). 유입되는 인의 대부분이 방류 수를 통해 호수밖으로 배출되어 호수내 체류율은 14% 로 체류시간이 긴 옥정호(21%)나 합천호의 체류율(58 %)보다 작은 것으로 나타났다.

    3) 질소분포 및 부하량

    표층의 총질소 농도는 0.78~2.32 mgN/l의 범위로 계 절별 변화폭이 크게 나타났으며 정점별 차이는 크지 않 았다. 질산성질소도 총질소와 유사한 계절적 경향을 보 였으며 대체로 하계에 총질소에 대한 질산성질소의 비 가 낮게 나타났다. 이는 식물플랑크톤의 증식으로 인해 질산성질소가 유기질소로 동화되었기 때문인 것으로 보 인다. 연중 표층의 TN/TP 비는 62~268의 범위를 나타 냈으며 8월에 가장 낮게 나타났다. 이는 홍수기에 인의 유입량이 질소에 비해 상대적으로 크기 때문인 것으로 보인다.

    유입수를 통해 유입되는 총 질소의 양은 2,837 tonN/ yr으로 나타났으며 이중 대부분이 질산성 질소의 형태 로 유입되며 6~9월에 유입되는 질소량이 연간 총 유입 량의 70%를 차지했다(Table 3). 유입수의 질소농도는 계 절에 따라 큰 차이를 나타내지 않았으나 춘계에 높게 나타났다. 질소는 유량증가에 따라 농도가 감소하는 경 향을 나타내 유역으로부터 강우에 의한 유출증가도가 인에 비해 낮음을 알 수 있었다. 연간 총질소 유입량중 2,466 tonN/yr (87%)이 방류수를 통해 방류되는 것으로 나타나 호수내 체류량이 매우 작다는 것을 알 수 있다 (Table 4).

    3. 엽록소 a, 1차생산력, 유기물 분포

    표층의 엽록소 a 농도는 0.9~13.6 mgChl/m3의 범위 를 나타냈으며 하계에 높은 농도를 보였으며 조류의 번 성은 11월까지 지속되었다(Fig. 3). 강수가 집중되는 7월 에는 6월과 8월보다 낮은 농도를 나타냈다. 이는 체류시 간의 감소로 인한 유실효과와 현탁물 무기입자의 유입 으로 인한 빛투과도의 감소가 주원인이라 생각된다. 정 점별로는 댐상류에서 농도가 다소 낮으며 수심별로는 거의 일정한 분포를 나타냈으나 8월에 호수 저층에서 다소 낮은 농도를 나타냈다. 1차생산력과 관련된 변수와 환경요인, 그리고 1차생산력의 계절변화는 Table 5 와 같다. 댐앞 정점의 수면적당 일차생산력은 연간 270~ 2,160 mgC m-2 day-1로 봄부터 가을까지는 1,000 mgC m-2 day-1 이상으로 높았으며 특히 늦여름(9월)과 춘계 에 높은 생산량을 보였다. 그러나 겨울에는 매우 낮은 생산력을 보였다. 겨울에도 영양염 농도는 높게 유지되 고 있어 이 시기에 1차생산력을 제한하는 요소는 낮은 일사량으로 추정된다. 영양염농도가 높은 한여름에 생산 력이 춘계와 추계보다 낮은 것은 홍수기 무기현탁입자 에 의한 빛 투과도 감소와 유입수량의 증가로 인해 유 발되는 짧은 체류시간이 주요인으로 생각된다. 수표면적 당 1차생산력에 수면적을 곱하여 계산한 연간 자체생성 유기물은 4,632 tonC/yr으로 나타났다.

    조사기간 광합성-광도곡선(P-I curve)에서 광도 증가 에 대한 광합성속도의 증가 정도를 나타내는 변수인 초 기기울기는 12.1~40.2 gC∙m2g Chl-1 E-1의 범위로 동 계와 춘계에 높게 나타났다. 진양호의 초기기울기는 같 은 기간에 조사된 합천호와 유사한 값이며, 계절적인 경 향은 수년간 소양호에서 나타난 결과(황, 1996)와 유사 하다. 최적 광도이상에서 광합성 감소를 나타내는 광저 해 계수는 0~1.573으로 동계에 매우 크게 나타났다. 식 물플랑크톤의 광적응을 나타내는 Ik는 조사기간 43~ 133 μEm2/sec로 변동폭이 크며 하계와 추계에 크게 나 타났다. 최대광합성속도는 6.5~101.6 mgC m-3 hr-1으로 춘계와 하계에 높게 나타났다. 최대 광합성속도를 엽록 소 a 농도로 표준화하여 나타내는 동화계수 (assimilation num-ber)는 4.0~16.3 gCg Chl-1 hr-1으로 1차생산력 이 높은 시기인 4, 5월에 비교적 높게 나타났다.

    수중 유기물 양의 간접지표인 BOD와 COD는 조사기 간 각각 0.6~4.9 mgO2/l, 0.7~4.5 mgO2/l으로 댐상류에 서 하류로 가면서 높게 나타났다(Fig. 3). COD는 연중 4 월과 5월에 높게 나타났는데 이는 이시기에 유입수의 COD가 높고 1차생산력이 다소 높기 때문인 것으로 보 인다. 수년간 환경연감(1985~1992)의 수질측정망 자료 와 이번 조사를 토대로 진양호 연평균 COD의 추이를 보면 1985년 2.1 mgO2/l 이하에서 1994년에는 최고 4 mgO2/l 이상으로 유기물 농도가 10년간 2배로 증가하였 다(Fig. 5) 연간 호수내 평균 BOD/COD 비는 0.74로 나 타났으며 유입수(0.68)와 큰 차이를 나타내지 않아 유 입수 유기물성상이 호수내 유기물성상과 유사하다는 것 을 알 수 있으며 이는 짧은 체류시간 때문에 유기물의 분해 및 생성에 의한 영향이 작은 것으로 보인다.

    유입수를 통해 유입되는 COD는 1.5~3.9 mgO2/l으로 남강과 덕천강에서 유입되는 유기물농도는 유사하였고 춘계에 다소 높은 농도를 나타냈다(Table 6). 유입수의 COD를 유기탄소로 환산하여 평가한 월간 유기물 유입 량은 38~1,466 tonC/month으로 유입수량이 많은 하계 에 집중되고 있다. 덕천강과 남강을 통해 유입되는 연간 유기물 총량은 3,429 tonC/yr으로 나타났으며 대부분이 남강을 통해 유입되는 것으로 나타났다. 유역에서 유입 되는 외부기원 유기물과 식물플랑크톤에 의한 자체생성 유기물을 합한 진양호의 총 유기물 부하량은 8,091 tonC/yr으로 산정되었다(Table 4). 연간 총 유기물 부하 량의 57 %가 식물플랑크톤에 의한 자체생성유기물로 평 가되어 대청호의 68% (황 등, 1994)나 옥정호의 81% (김 등, 1997)보다 낮게 나타났다. 이는 진양호가 하천에 가 까운 호수로 짧은 체류시간으로 인해 영양염류의 희석 률이 높아져 식물플랑크톤의 증식이 억제되기 때문이다 (Dillon, 1975). 한편 호수의 수초대가 발달한 팔당호나 경포호의 경우 수초 등의 대형 수생식물에 의한 1차생 산도 유기물 생성량의 각각 34% (김과 김, 1990)와 45% (Kim et al., 1991)를 차지한다는 보고로 볼 때, 진양호도 연안대에 발달한 수초의 생산력을 고려할 경우 이보다 유기물 생산량은 크게 증가할 것으로 사료된다. 방류수 를 통해 유출되는 유기물량은 연간 4,151 tonC/yr으로 이는 호수 전체의 유기물 부하량의 51%에 해당하는 것 으로 절반이상이 호수밖으로 배출되어 호수내에서 분해 되거나 퇴적되는 비율은 체류시간이 긴 호수들에 비해 작게 나타났다.

    4. 식물플랑크톤의 군집동태

    1) 제한영양염

    1994년 5월의 진양호 시료에 Selenastrum capricornutum을 여러가지 영양염을 첨가하여 배양하였으며 실 험결과는 Fig. 6과 같다. 질산염을 첨가한 경우에 최대성 장을 보였으며 질산염과 인산염을 모두 첨가한 배양조 에서도 높은 성장율을 보였다. 인산염만을 첨가한 실험 조에서는 이보다 훨씬 낮은 성장을 보였으나 대조군보 다는 높은 성장을 보였다. 이는 진양호에서 조류의 성장 을 일차적으로 제한하는 영양소가 질산염임을 나타내 주는 것으로, 대부분 빈영양호에서 1차제한영양소로 작 용하는 인산염이 진양호에서는 시험조류의 성장을 제한 하지 못하는 것으로 나타났다. 그러나 시험조류인 S. capricornutum은 N/P 요구비가 높은 조류인 것으로 보 고(Rhee and Gotham, 1980)되고 있으므로 호수현장의 군집의 반응과는 다소 차이가 있을 수 있다.

    2) 종조성 및 현존량

    진양호 댐앞 표층수에서 출현한 식물플랑크톤은 총 86분류군으로 녹조류가 35분류군, 규조류가 29분류군, 남조류가 16분류군, 편모조류가 6분류군으로 조사되었 다(Table 7).

    식물플랑크톤의 분류군별 출현 비율은 규조류가 조사 기간 24~68%로 나타났으며 동계에 비교적 60% 이상 의 높은 종구성비를 나타냈다. 녹조류는 16~43%로 연 중 고른 분포를 나타냈으며 하계와 추계에 높은 종구성 비를 나타냈다. 남조류는 4~38%로 1~2월을 제외한 전 기간에 출현하였으며 6월과 9월에 높은 분포를 나타냈 다. 전반적으로 규조류의 종수가 연평균 45%의 종구성 비를 차지하여 가장 높고 다음이 녹조류(28%), 남조류 (14%), 편모조류(13%)로 나타났다. 가장 많은 종들이 출 현한 시기는 규조류와 녹조류가 함께 출현한 11월이었 다.

    식물플랑크톤의 세포밀도는 2.55×102~6.32×103 cells/ml으로 하계에 매우 높고 동계에 전반적으로 낮은 출현밀도를 보였다. 연간 세포밀도는 규조류가 연평균 39%으로 가장 높았고 남조류(28%), 녹조류(21%), 편모 조류(12%)순으로 나타나 종수와는 달리 세포밀도 구성 비에서는 남조류가 녹조류보다 크게 나타났다.

    계절별 우점종의 분포를 보면 전반적으로 하계와 추 계에는 남조류인 Microcystis ichthyoblabe, M. aeruginosa가 우점하는 가운데, 8월에는 남조류보다 녹조류인 Chlorella sp., Cosmarium sp.가 우점하고, 10월과 11월 에는 규조류인 Aulacoseira distans, A. granulata와 남 조류인 Microcystis ichthyoblabe가 우점종으로 나타났 다. 동계와 춘계에는 녹조류인 Dictyosphaerium pulchellum이 우점종의 하나로 출현하였으나 밀도는 높지 않았다. 전반적으로 여름에는 남조류와 녹조류가 우점하 고 추계에는 남조류와 규조류, 동계와 춘계에는 규조류 와 녹조류가 우점하는 양상으로 온대호수의 전형적인 천이형태(Hutchinson, 1967)를 따르고 있다. 종다양성지 수(Hʹ)는 조사기간 0.89~1.20으로 10월에 가장 높고 7 월에 가장 낮은 값을 나타냈다. 또한 우점도지수와 균등 도 지수는 각각 0.07~0.25, 0.60~0.90으로 변화 폭이 컸다.

    진양호에서 식물플랑크톤의 천이형태는 10월과 11월 에 Aulacoseira속이 우점하고 하계에 Microcystis속이 우점하여 11월까지 지속되는 점에서 옥정호 (김 등, 1997)의 식물플랑크톤 천이 형태와 유사하다. 그러나 남 조류의 출현종수와 개체수 점유율이 낮고 전반적으로 식물플랑크톤의 밀도와 전체 출현종수가 옥정호 보다 작게 나타났는데 이는 체류시간등의 물리적 조건이 매 우 다르기 때문인 것으로 사료된다. 진양호에서 MicrocystisAulacoseira 등과 같은 종들은 부영양호의 지표 종으로서 이러한 종들의 우점은 현재 진양호의 영양상 태가 부영양한상태임을 단적으로 나타내 주는 것이며 A. granulata는 수문학적 특성이 유사한 팔당호에서 80 년 이후 계속하여 우점하여 부영양화의 진행속도에 따 라 개체수가 증가하는 것으로 나타나(한 등, 1995), 진양 호에서도 향후 이 종에 대한 개체군 동태 파악이 필요 하다. 진양호는 수리학적 체류시간이 짧고 계절별로 매 우 불규칙하기 때문에 이러한 수문학적 특성은 식물플 랑크톤의 군집구조에 크게 영향을 미칠 수 있다. 식물플 랑크톤의 계절별 천이기작을 정확히 파악하기 위해서는 좀더 조사주기를 짧게 하여 식물플랑크톤의 성장에 영 향을 미치는 수체의 물리화학적 조건과 식물플랑크톤의 증식간에 상호작용등이 세밀히 조사되어야 할 것이다.

    5. 동물플랑크톤의 군집동태

    조사기간 출현한 동물플랑크톤은 총 11속 11종으로서 지각류가 4속 4종(36%), 요각류가 3속 3종(28%), 그리 고 윤충류가 4속 4종(36%)으로 구성되어 있다(Table 8). 8월에는 윤충류의 미출현 이외에 사계절 큰 변화없는 종조성을 보였다. 월별 종구성의 우세도는 8월(지각류) → 10월(지각류, 요각류) → 1, 3월(윤충류)순으로 나타났 다.

    생물량은 5,174 (1월)~33,051 (10월) indiv./m3으로 10 월에는 높은 밀도를 나타낸 반면에 3월과 8월에는 평균 12,000 indiv./m3 정도를 나타냈으며 1월에는 매우 낮은 생물량을 보였다. 분류군별 점유율은 지각류(32%), 요각 류 (60%), 윤충류 (8%)로 나타났다. 요각류 유생 (17,317 indiv./m3)과 지각류인 Bosmina longirostris (9,272 indiv./m3)의 높은 밀도로 인하여 동물플랑크톤의 밀도 는 10월 최대를 나타냈고 3월에는 요각류 유생, 8월에는 지각류의 생물량이 탁월하였다. 동물플랑크톤 우점종의 분포를 보면 요각류 유생이 연중 우점하였고 8월과 10 월에는 요각류 유생 이외에 지각류인 Bosminopsis deitersiBosmina longirostris가 각각 우점하였다. 우점종 의 연평균 점유율을 보면 Bosmina longirostris가 15%, Bosminopsis deitersi가 17%, copepodids가 17%, nauplius가 20%인 것으로 나타났다.

    동물플랑크톤 종조성의 점유율을 보면 지각류가 36%, 요각류가 28%, 윤충류가 36%인 것으로 나타났는데 일 반적으로는 윤충류>지각류>요각류 순으로 점유율을 나타내는 것과 비슷한 분포를 보였다. 한편 총 출현종수 는 11속 11종으로서 낮게 나타났는데, 이와 같은 매우 빈약한 종조성은 부영양호에서 나타나는 특징으로 진양 호의 부영양상태를 간접적으로 시사하고 있지만 계절적 으로 한정되어 있는 금번 조사로 결론을 내리기는 어렵 다고 본다. 조사기간 요각류 유생의 밀도가 높게 나타났 는데 일반적으로 요각류의 생물량은 유생의 절대량에 의존하고 있고(임, 1992;임 등, 1997), Twombly (1983)도 동물플랑크톤의 갑각류중에서 모든 시기와 지점에서 요 각류 유생의 밀도가 높게 나타난다고 보고하였다.

    임(1992)의 보고에 의하면 금번 출현종의 특성은 수 온에 대한 내성범위가 넓은 종들이 주를 이루고 있으며 특히 지각류인 Bosminopsis deitersi가 8월에 최대생물 량을 나타내었는데 이종은 비교적 수온이 상승할 때 출 현하기 시작하여 23°C에서 최대밀도를 나타내는 생태적 특성을 나타낸다. 이에 반하여 요각류인 Cyclops vicinus 는 18°C를 전후한 상태에서 대발생을 나타내는 종으로 본 조사에서 10월에 우점한 것과 일치한다. 한편 금번 조사에서 윤충류의 밀도가 낮게 나타난 것은 다른 호수 와 구별되는 점으로서 이것이 진양호의 특성인지는 더 장기간의 연구가 필요하다. 아울러 조사주기는 격주나 월별로 정밀조사해야만 동물플랑크톤의 계절적특성을 구체적으로 나타낼 수 있을 것이다.

    6. 퇴적물의 인∙질소 및 유기탄소 분포

    퇴적물에 함유된 총인, 총질소, 총유기탄소 및 유기물 함량은 Table 9와 같다. 3회 조사를 평균한 유기물 함량 은 0.1~1.9%이었으며 유기탄소는 0.4~9.4 mgC/g으로 정점별 차이가 크게 나타났다. 총인 농도도 0.14~0.62 mgP/g으로 정점별 차이가 크게 나타났으며 댐앞정점에 서 다소 높은 농도를 나타냈다. 퇴적물내 존재하는 여러 형태의 인중 퇴적물 입자의 교란, 수층의 pH나 인농도 변화 등에 의해 쉽게 용출될 수 있는 adsorbed-phosphorus (NH4Cl-RP)는 0.015~0.022 mgP/g으로 총인에 서 차지하는 비율이 작게 나타났으며 정점별 차이는 크 지 않았다. 진양호 퇴적물에 함유된 총질소는 0.59~ 1.23 mgN/g으로 정점 3에서 가장 낮은 분포를 보였으며 그외 정점은 유사한 농도분포를 나타냈다. 퇴적물의 N/P (weight) 비와 C/P (weight) 비는 조사지점에 따라 각각 1.3~6.8, 3.2~16.1으로 정점별 차이가 컸으며 C/N 비 (weight)도 조사지점에 따라 0.4~9.2의 범위로 정점별 차이가 크게 나타났다.

    진양호 퇴적물의 유기물 함량은 평균 2% 이하로 표층 의 일차생산력과 외부유역에서 유입되는 유기물 함량이 높은 것에 비하면 매우 낮게 나타났는데, 이는 표층에서 생산된 유기물이 수체의 짧은 체류시간으로 인해 호수 밖으로 유출되기 쉽고 또한 우기에 다량 유입되는 토사 등 입자성무기물의 퇴적 때문으로 보인다.

    진양호의 C/N 비는 거의 하천의 특성을 나타내는 최 상류 지점인 정점 6을 제외하면 연평균 7.1로써 이는 옥정호나 합천호와 유사하며 Redfield et al. (1963)이 제 시한 식물플랑크톤의 C/N 비(5.7)와 Golterman (1975) 이 제시한 부식질의 C/N 비(10~15)의 중간정도에 해당 하는 수준으로 진양호 퇴적물의 부식화도를 Hansen (1961)의 기준에 따라 분류하면 C/N 비가 10 이하인 진 양호는 oligohumic lake로 분류할 수 있다.

    진양호 퇴적물의 총인 농도는 평균 0.49 mgP/g으로 낮은 수준을 나타냈으며 거의 모래와 자갈로 퇴적층이 이루어진 상류 정점 6지점은 0.26 mgP/g으로 매우 낮은 상태를 나타냈다. 유역에서 인 부하량이 크고 수체의 인 농도가 높은데도 불구하고 퇴적물의 인농도가 낮은 수 준을 보이고 있는 것은 인의 퇴적보다는 유출량이 크기 때문인 것으로 볼 수 있다.

    7. 부영양화도 및 판정항목간의 상호관계

    호수의 영양상태를 평가하는데는 그간 많은 수질항목 들이 사용되어 왔으며 (Vollenweider, 1968;USEPA, 1974;Shapiro, 1975;Fosberg and Ryding, 1980) 대부분 의 경우 투명도, 엽록소 a, 총인과 이들 3개 변수의 조합 이 사용되고 있다. Calson (1977)은 엽록소 a, 총인, 투명 도사이의 상관관계를 근거로 영양상태를 수치로 정량화 한 부영양화도지수(TSI)를 제시하였으며, 이기법은 부영 양화도 평가에 널리 사용되고 있다.

    하계 표층(0, 2, 4m)의 투명도, 총인, 엽록소 a의 평균 은 각각 1.4 m, 34 mgP/m3, 7.9 mgChl/m3으로 나타났으 며 이를 Calson (1977)의 부영양화도 지수로 표현하면 진양호는 TSI가 57로서 부영양호에 해당된다. 또한 Forsberg and Ryding (1980)USEPA (1974)에서 제시 한 부영양호 기준을 모두 초과하는 상태를 나타냈다.

    이러한 수질평가항목 이외에 호수내에서 식물플랑크 톤의 유기물생산능력으로 호수의 부영양화도를 판별할 수 있는데, 수면적당 1차생산력은 수체간의 1차생산을 비교하거나 부양양화도를 판정하는데 유용한 변수이다. 진양호의 연간 수면적당 1차생산력은 270~2,098 mgC m-2 day-1이며 평균 1,292 mgCm-2 day-1를 나타내 600 mgC m-2 day-1를 부영양호로 간주한 Likens (1975)과 1,000mgCm-2 day-1를 부영양호로 간주한 Wetzel (1973) 의 분류에 의하면 부영양호에 해당된다. 또한 일차생산 력과 관련된 변수인 동화계수로 부영양화도를 판정할 경우 진양호의 동화계수는 4.0~16.3 gC gChl-1 hr-1Ichimura and Aruga (1964)의 부영양호 기준인 2~6 gC gChl-1 hr-1를 초과하는 부영양한 상태이다.

    진양호에서 수질항목간의 상호관계는 Fig. 7과 같다. 투명도는 총부유물질(TSS)과 상관관계(r=0.81)가 높게 나타나 총 부유물질의 변화가 투명도변화의 66 %를 설 명할 수 있는 것으로 나타났으며 엽록소 a (r=-0.66), TP (r=0.67), TN (r=0.33)과는 상관성이 크지 않았다. 따 라서 투명도는 식물플랑크톤과 같은 휘발성 유기물질보 다는 장마철에 주로 유입되는 무기현탁입자(NVSS)에 의한 영향이 큰 것으로 보이며 이러한 무기현탁입자로 인해 식물플랑크톤의 빛이용이 제한되기 때문에 엽록소 와 투명도와의 상관관계도 낮게 나타난 것으로 보인다. 이러한 결과는 미국 미주리주 호수들 중 투명도가 낮고 NVSS가 높은 호수에서 나타난 결과(Jones and Knowlton, 1993)와 유사하다. 이와 같이 무기현탁입자의 영향 이 큰 호수에서 영양상태를 투명도로 판정할 경우 다소 과대평가할 우려가 있다.

    총인은 엽록소 a (r=0.70) 보다 투명도(r=-0.67)와 상 관관계가 높게 나타났는데 이는 장마철에 무기현탁입자 의 유입과 더불어 인 유입이 증가하기 때문으로 볼 수 있으며, 총인과 총부유물질간의 상관관계(r=0.70)가 비 교적 높게 나타난 것도 이와 같은 맥락으로 볼 수 있다. 총인과 엽록소 a 농도는 일반적으로 온대호수에서 상관 관계가 높은 것으로 알려져(Sakamoto, 1966) 있으나 진 양호의 경우 총인농도의 변화가 엽록소 a 변화의 43 % 밖에 설명할 수 없는 것으로 나타났다. 이는 진양호에서 인농도가 식물플랑크톤의 성장을 제한할 만큼 저하되지 않고 있을 뿐만 아니라 우기에 인농도가 증가해도 빛 제한과 짧은 체류시간 때문에 식물플랑크톤의 증식이 크게 증가하지 않고 있음을 나타내는 것이다. 진양호의 N/P가 다른 국내 호수들보다 낮은데도 불구하고 총질소 와 엽록소 a는 관련성이 매우 작게 나타났다.

    수체의 투명도와 엽록소 a, 총인과의 상호관계는 호수 수질을 예측하는 여러 모델에 적용되어 왔으며(Dillon and Rigler, 1975; Jones and Bachmann, 1976; Williams et al., 1977), 이러한 관계식은 투명도와 엽록소 a가 관 련이 크고 엽록소 a는 인농도에 좌우된다는 가정에 근 거하고 있다. 따라서 진양호와 같이 체류시간이 짧아 영 양염류의 이용효율이 낮고 유역에서 유입되는 무기입자 가 투명도에 영향을 크게 미치는 호수에서는 이러한 예 측모델을 적용하기 곤란하다. 이러한 사실은 조류생체량 에 영향을 미치는 NVSS와 체류시간의 기능을 이해하 는 것이 진양호의 엽록소 a를 예측하는데 있어, 예측능 력을 증진시킬 수 있고 영양염을 통제함으로써 호수 수 질관리가 가능한지를 판별하는데 도움이 될 수 있음을 시사하는 것이다.

    사 사

    이 논문은 환경부의 1993년도 연구용역비의 일부로 수행되었음. 시료채집을 도와준 강원대학교 환경학과 전 만식, 최종수, 이유희에게 감사의 뜻을 표한다.

    Figure

    KJL-32-2-111_F1.gif

    Map showing the six wetlands and sampling sites in Lake Jinyang. (░: wetland, ●: water, ■: sediment)

    KJL-32-2-111_F2.gif

    The variations of monthly averages of hydrological parameters in Lake Jinyang.

    KJL-32-2-111_F3.gif

    Monthly variations of limnological parameters of the surface water at site 1 (●), site 2 (○), site 3 (■) and site 4 (□) during 1993~1994.

    KJL-32-2-111_F4.gif

    Vertical profiles of limnological parameters at site 1 during 1993~1994. (▼: March, ●: June, ■: September, ▲: December)

    KJL-32-2-111_F5.gif

    The yearly variation of annual average COD at the surface of Lake Jinyang. (○: this study ●: data from the Ministry of Environment, 1985~ 1992)

    KJL-32-2-111_F6.gif

    The growth curves of Selenastrum capricor-nutum in algal assay for the determination of limiting nutrients (22 May 1994).

    KJL-32-2-111_F7.gif

    Interrelationships of limnological parameters in Lake Jinyang.

    Table

    Hydrological characteristics and utilization of drainage basin of Lake Jinyang. Yearly average records from 1985 to 1994

    Monthly variations of hydrologic budget of Lake Jinyang

    Phosphorus and nirtrogen loading from the two main inflowing rivers (the Dockchon River, the Nam River) into Lake Jinyang from June, 1993 to May, 1994

    Monthly variations of phosphorus, nitrogen and organic carbon (OC) discharge out of the Lake Jinyang

    P-I parameters and the daily productivity of phytoplankton at the dam site in Lake Jinyang. K is light attenuation coefficient (m-1); Temp is water temperature (°C); TCO2 is total CO2 (mgC/l); Chl.a is chlorophyll a concentration (mg/m3) AN is assimilation number (gC gChl-1 hr-1); α is initial slope (gC∙m-2 gChl-1 E-1); β is photoinhibition coefficient (gC∙m-2 gChl-1 E-1); Ik were calculated from three parameters (μEm-2 sec-1); Pmax is maximal productivity (mgCm-3 day-1); Pd is daily productivity per unit area (mgCm-2 day-1)

    Allochthonous organic carbon loading from the main two inf lowing water into lake and primary production (autochthonous organic carbon) of phytoplankton in Lake Jiyang from June, 1993 to May, 1994

    Dominant species and standing crops (cells/ml) of phytoplankton at the dam site of Lake Jinyang from June, 1993 to May, 1994

    Standing crops (indiv/m3) of zooplankton at the dam site of Lake Jinyang from August, 1993 to March, 1994

    Content of organic carbon, nitrogen, and phosphorus in sediment of Lake Jinyang (Average of Jul., Oct. 1993 and Feb. 1994). OC is organic carbon calculated from COD. IG is Loss on ignition. Ads. P is adsorbed inorganic phosphorus, NH4Cl-extractable

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