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ISSN : 2288-1115(Print)
ISSN : 2288-1123(Online)
Korean Journal of Ecology and Environment Vol.54 No.1 pp.39-48
DOI : https://doi.org/10.11614/KSL.2021.54.1.039

Biological Accessibility to Algae Control through Measurement of Filtration Rate of Three Freshwater Bivalves

Young-Kwon Na1, Dong-Kyun Kim2, Young-Shin Kim3, Jung-Ho Park4, Ihn-Sil Kwak1,3*
1Department of Ocean Integrated Science, Chonnam National University, Yeosu 59626, Republic of Korea
2K-Water Institute, 1689th Yuseongdaero 125, Daejeon, Republic of Korea
3Fisheries Science Institute, Chonnam National University, Yeosu 59626, Republic of Korea
4K-ECO, Republic of Korea
*Corresponding author: Tel: +82-61-659-7148, Fax: +82-61-659-7149 E-mail: iskwak@chonnam.ac.kr
28/02/2021 23/03/2021 23/03/2021

Abstract


In order to control algal bloom, which causes environmental problems such as eutrophication in freshwater ecological environments, many attempts have recently been made using biological approaches. Among them is filtration using bivalve. Algae control with filter-feeding bivalves is emerging as an eco-friendly method. In this study, bivalves collected at Baekje weir in Geum River in Korea from Jun to Sep 2020 were tested to find out the possibility of algae control using filter-feeding bivalves through laboratory experiments. The Unio douglasiae, Anodonta woodiana, and Anodonta arcaeformis collected from Baekje weir were put into a water tank (2 L) containing Clorella vulgaris, and as a result, the average filtration rate was 95.9% per animal after 24 hrs. Calculating this with the Chl-a concentration converted to a calibration curve, it was found that the average of 154.84 μg L-1 of Chl-a was reduced. Based on this calculation, the possibility that one bivalve can eliminate Chl-a in one month is 0.0005%. It is expected that the effect is 20.14% when there are 40,000 animals. These results indirectly showed how effective bivalve’s ability to control Chl-a in their habitat is. Although this study was limited to calculating the algae control ability of aquatic ecosystem based on the filtration rate of bivalve and the corresponding Chl-a reduction rate, it is thought that it will be used as basic data for integrated research from various factors and viewpoints (phytoplankton, aquatic plants, benthic organisms, and sediments) through additional research.



담수 이매패류 3종의 여과율 측정을 통한 조류 제어의 생물학적 접근 가능성

나 영권1, 김 동균2, 김 영신3, 박 정호4, 곽 인실1,3*
1전남대학교 해양융합과학과
2K-Water
3전남대학교 수 산과학연구소
4(주)케이에코

초록


    National Research Foundation of Korea(NRF)
    NRF-2018R1A6A1A03024314
    NRF-2020R1A2C1013936

    서 론

    담수 생태환경에서 부영양화 (Eutrophication)와 같은 환 경 문제를 야기하는 조류의 대량 번식 (Algal bloom)을 제어 하기 위해 오랜 시간 동안 물리, 화학적 기술을 이용한 시도 들이 계속되어 왔으나 (Han et al., 2000;Kang et al., 2003;Jang et al., 2016) 아직 미흡한 수준이며 (Kim et al., 2017;Lee et al., 2018), 이러한 방법들은 경제적 부담과 2차적인 환경오염 등 부정적 요소들이 있다. 최근에는 생물학적 접근 이면서 동시에 친환경적인 기법을 이용하여 조류를 제어하 고자 하는 시도 (Kim and Choi, 2016;Chang et al., 2018)가 많이 이루어지고 있으며, 특히 이매패류의 여과 섭식 (Filterfeeding bivalves)을 이용한 조류 제어가 생태친화적 방법으 로 각광받고 있다 (Pouil et al., 2021). 여과 섭식성 이매패 류는 수중에 분포하는 작은 입자성 유기물, 박테리아, 식물 성 플랑크톤을 여과하는 특성을 가지고 있으며 (Vaughn and Hakenka, 2001;Dionisio Pires et al., 2005;Lee et al., 2009), 수중의 입자성 물질을 제거하는 생물학적 필터 (Biofilter)로 서 자리잡고 있다 (Reeders and de Vaate, 1992;Cho et al., 2021;Géba et al., 2021). 이러한 여과성 패류를 이용한 수 질정화 (Water purification) 사례로서, 얼룩말 조개 (Zebra mussel, Dreissena polymorpha)를 이용한 실내 (Naddafi et al., 2007) 및 현장 연구 (Holland, 1993;Smit, 1992)뿐만 아 니라 Diplodon chilensis, Anodonta anatina 등의 다양한 이 매패류 종류들의 수질 정화 및 조류 억제에 대한 연구가 보 고되고 있다 (Soto and Mena, 1999;Chen et al., 2001;Pires et al., 2007).

    한국산 말조개 (Unio douglasiae), 펄조개 (Anodonta woodiana) 와 대칭이 (Anodonta arcaeformis)는 우리나라 대부 분의 하천과 호소에 서식하는 대표적인 담수산 패류 (Kil, 1976;Kwon and Choi, 1982)로, 비교적 오염이 심한 곳에서 도 생존하고 있는 것으로 확인되고 있다. 담수산 패류를 대 상으로 여과율에 대한 다양한 연구가 보고되고 있으며 (Kim et al., 2001;Kim et al., 2004), 특히 말조개의 경우 다른 패 류에 비해 단위시간당 유기물 (조류) 여과율이 최고 94.2%로 상당히 높은 것으로 알려져 있다 (Hwang et al., 2004;Lee et al., 2008a;Park et al., 2008). 하지만 같은 서식체에 서식하 는 펄조개와 대칭이의 여과율에 관련한 학술적인 연구는 상 대적으로 적으며, 특히 국내 대칭이의 여과율에 대한 보고는 전혀 없다. 이러한 주요 우점 담수산 이매패류에 대한 여과 실험을 통한 국내생물종의 여과율에 대한 정보를 조류 제어 에 활용할 수 있는 생물학적 접근을 시도할 친환경적인 기 법에 대한 기초연구가 필요하다. 또한 이매패류를 조류 제어 에 활용하기 위한 정량적 자료 및 생태계에 미치는 영향 등 의 연구가 필요하다.

    본 연구에서는 금강 백제보에서 주로 서식하는 말조개, 펄 조개, 대칭이의 여과율을 측정하였으며, 이를 통해 국내 주 로 서식하는 이매패류의 종간 여과율 차이를 분석하였다.

    재료 및 방 법

    1. 조사 지점 및 조사 시기

    본 연구를 위하여 금강에 위치한 백제보 (Baekje weir, BJ) 에서 2020년 6월에서 9월까지 4개월 동안 매월 1회 수환경 측정 및 생물 시료 채집 조사를 실시하였다. 조사 정점은 백 제보의 상방 900 m 지점으로 펄과 모래가 퇴적된 약 400 m 구간이며, 서식처의 세부적인 분석을 위해 하상이 구분되는 구간을 간격 50 m씩 두어 구간 내 8개 지점 (site 1~site 8)에 서 조사를 실시하였다 (Fig. 1).

    2. 보 서식처의 수환경 측정

    하상 구조는 현장에서 Petite Ponar grap (15×15 cm, Wildco) 을 이용하여 site 1에서 site 8까지 저니질 조사를 수행하 였다. 저니질의 유형은 Wentworth Grade Scale (Wentworth, 1992)을 기준으로 하여 물리적 환경 (하상 구조)을 분석하였 다. 2020년 6월에서 2020년 9월까지의 수위와 유속에 대한 정보는 국가 수자원관리 종합정보시스템 총량측정망의 자료 를 이용하여 분석하였다. 이화학적환경은 수온 (Temperature, Temp, ℃), pH, 용존 산소 (Dissolved Oxygen, DO, mg L-1) 및 탁도 (Turbidity, NTU)를 측정하였으며, 탁도는 현장에서 다목적 수질측정기 (YSI pro plus, YSI, USA)와 휴대용 탁도 계 (HACH 2100Q, Hach Company, USA)를 이용하여 측정하 였다. 부유물 질량 (Suspended Solid, SS, mg L-1)과 엽록소-a (Chlorophyll-a, Chl-a, μg L-1)의 경우 2020년 환경부와 국 립환경과학원이 주관한 “보 구간 광역 조류 정밀 모니터링 결과보고서” (Lee et al., 2020) 데이터 중 본 연구 조사지와 동일한 보에서 매달 조사된 결과를 사용하였다.

    3. 생물 시료 채집

    생물 시료 (담수 이매패류)를 채집할 수 있는 수심 (0.5 m~1.0 m)을 고려하여 (Ryu et al., 2017) 백제보의 각 지점 별로 수변부로부터 2 m, 깊이 10 cm까지 면적을 드렛지 (50 cm×30 cm)로 하상을 끌어 채집했으며, 10 cm 이상의 깊이 에서 서식하는 이매패류의 경우 갈퀴 및 손을 이용한 직접 포획 방법을 병행하여 채집하였다. 현장에서 채집된 이매패 류는 원색한국패류도감 (Kwon et al., 2001)을 이용하여 분류 하였으며 종별로 개체수를 확인한 다음, 실험실로 운반하여 부착물을 제거한 뒤 담수여과시설의 유리 수조 (40 L)에 순 치하였다.

    4. 주성분 분석

    백제보에서 채집한 이매패류의 Length-weight relationship 분석을 실시하였다. 이 분석법은 각 개체군의 체중에 대한 패각의 지수 함수적 관계로 성장곡선 (비만도 곡선)의 회귀 계수 값을 비교하여 환경 적응도를 평가하는 방법으로 광범 위하게 사용되어 왔다 (Petetta et al., 2019). 이매패류 47개체 의 패각에 붙어있는 이물질을 제거하고 습포지로 패각 외부 의 수분을 제거한 다음 패각 (Shell Length, SL), 각고 (Shell Height, SH), 그리고 각폭 (Shell Width, SW)을 측정하였고 육중과 각중의 무게를 포함한 총 중량 (Total Weight, TW) 은 0.1 g까지 측정하였다. 총 중량 (TW)과 패각 길이 (SL)의 측정값을 이용하여 개체군에 대하여 성장도를 아래의 식을 이용하여 계산하였다 (Le Cren, 1951;Petrakis and Stergiou, 1995;Froese, 2006;Petetta et al., 2019).

    TW = aTL b

    • TW=Total Weight, TL=Shell Length (a, b: parameters)

    채집된 이매패류의 물리적·이화학적 요인들과의 상관성 을 파악하고 이매패류에 영향을 미치는 백제보의 환경인 자를 규명하기 위하여 주성분 분석 (Principal Component Analysis, PCA)을 실시하였다. 주성분 분석은 R (ver. 3.6.2) 프로그램을 사용하였다. 종과 환경 인자에 대한 자료는 각각 LOG (x+1) 및 최대-최소 정규화 (min-max normalization) 방법으로 변환한 후 주성분 분석을 시행하였다.

    5. 식물플랑크톤 검량선 분석

    실험에 사용된 생물자원은 생물자원센터 (Korean Collection for Type Culture, KCTC, Daejon)로부터 분양받은 담수 산 녹조류인 Chlorella vulgaris (KCTC AG10002)을 이용하 였다. 기초배지로 알려진 BG-11 medium (KCTC Media No. 466: Medium BG-11 for blue-green algae) (Rippka et al., 1979) 액체배지에서 배양하였다. 조제된 배지는 배양 용기에 분주하여 121℃, 15 psi 조건에서 15분간 멸균시켰다. 항온기 내부 조건은 온도 25±1℃이며 광도 7000 lux이다. 광주기 명암은 16 : 8의 조건하에서 배양하였으며 2주 간격으로 계 대 배양하였다. C. vulgaris를 초기 세포 밀도 1.06×108 cells mL-1와 초기 Chl-a 농도 27.03 μg L-1를 기준으로 하여 0, 0.5, 0.1, 0.01, 0.001 및 0.0001배로 희석하였으며, 세포 밀도 는 Lugol’s solution (최종 농도 2%)으로 C. vulgaris를 염색 한 후 이를 Sedgwick-Rafter 계수판을 이용하여 광학현미경 (200배; Olympus, Japan)에서 계수하였고 Chl-a 농도를 각각 측정하여 상관성이 있는 검량선을 설정하였다 (Tantanasarit et al., 2013).

    6. 이매패류 여과율 측정

    이매패류 여과율을 측정하기 위하여, 먼저 실험 조건의 표 준화를 위해 채집된 이매패류를 3일 동안 절식 (Starvation) 시킨 후 배양된 식물플랑크톤 C. vulgaris (13.84×108 cells mL-1)가 든 2 L의 투명한 아크릴 사각 수조에 이매패류를 각 각 1개체씩 수조에 투입하였다. 여과율 측정을 위한 채수는 이매패류를 수조 투입 후 0, 0.5, 1, 3, 6 및 24시간에 실시하 였고 교란을 최소화하면서 표층 10 cm 하부에서 100 mL를 채취하였다. 계수한 식물플랑크톤의 결과를 여과율로 산출하 였다. 또한 이매패류가 서식지에서 Chl-a를 제거할 가능성을 예측하기 위하여 산출된 여과율의 결과를 검량선에 대입하 여 C. vulgaris 세포 밀도를 Chl-a의 농도로 환산하였고 “보 구간 광역 조류 정밀 모니터링 결과보고서” (Lee et al., 2020) 중 본 연구 조사지와 동일한 보에서 2020년 6월부터 9월까 지 조사된 Chl-a 측정된 결과와 비교하였다. 또한, 이매패류 의 여과율에 따른 수질의 변화를 관찰하기 위하여 다목적 수 질 측정기 (YSI plus, USA)를 이용하여 매 채수 시마다 각각 의 수조에서 수온, 전기전도도, DO, pH를 측정하였으며, 이 와 같은 과정을 3회 반복 실험하였다.

    결과 및 고 찰

    1. 이매패류 서식지역의 물리적 수환경 변화

    조사지역의 물리적 수환경을 분석한 결과는 Table 1과 같 다. 2020년 6월부터 보 개방에 따른 수위 저하로 유속이 증 가하였으며, 최고 유속은 7월과 8월로 각각 1.56, 1.60 m s-1 를 보였다. 이후 9월까지 유속이 1.15 m s-1로 유지되었다. 6 월부터 9월까지 관찰된 Cobble과 Pebble의 하상 구조의 조 성 비율은 감소되는 경향이었고 Gravel은 거의 변화가 없었 으나, 모래 (Sand)와 진흙 (Mud)의 비율이 6월부터 9월까지 각각 54.3%, 72.6%, 83.8%, 그리고 71.3%으로 증가된 것으 로 나타났다. 이는 6월부터 진행된 보의 일시 개방으로 인해 유속이 증가하여, 물리적으로 입자가 가벼운 Sand와 Mud의 경우 씻김 현상이 나타나 퇴적되어 하상 구조가 변화된 것으 로 보였다 (Horner et al., 1990;Uehlinger et al., 2003;Park et al., 2012).

    2. 백제보 이매패류의 종 조성 및 분포량

    2020년 6월부터 9월까지 4개월 동안 백제보에서 채집 된 이매패류는 말조개 (Unio douglasiae), 펄조개 (Anodonta woodiana) 및 대칭이 (Anodonta arcaeformis)의 3종으로, 총 개체수는 47마리, 총 중량은 10.17 kg이었다 (Table 2). 이 중 말조개가 26마리 (총 중량 1.31 kg), 펄조개가 15마리 (총 중량 6.59 kg), 대칭이가 6마리 (총 중량 2.27 kg)였다. Hastie et al. (2000)Nesemann et al. (2005)에 따르면, 이매패류의 서식 처 (habitat) 하상은 일반적으로 모래와 펄로 구성되어 있다. 이와 유사한 하상 구성을 가지는 백제보에는 말조개와 펄조 개가 주로 분포하고 있었으며, 그 외에 대칭이가 서식하는 것 으로 나타났다. 채집된 이매패류의 패각 크기 (Shell Length, SL)는 8.6~13.5 cm (mean 11.3 cm)이었고 각 개체별 총 중 량은 80~302 g (mean 203.8 g)이었다. 이매패류의 패각 크기 가 증가하면 총 중량이 증가하는 것으로 나타났다 (r2=0.95, p<0.001, n=47) (Fig. 2). 이러한 결과는 크기와 총 중량에 대한 다수의 보고와 동일하였다 (Lee et al., 2008a;Kim et al., 2009;Choi et al., 2014).

    3. 주성분 분석

    2020년 6월부터 9월까지 4개월 동안 이매패류 각 종 별 측정값 (Table 2)과 이화학적 환경요인 (Table 3)을 적용 하여 이매패류에 영향을 미친 환경요인을 분석하기 위하 여 주성분 분석을 이용하였다 (Fig. 3). 고유값이 가장 높 은 주성분 분석의 제1주성분 (Principal Component 1, PC1, cumulative proportion 0.65)과 제2주성분 (PC2, cumulative proportion 0.90) 평균값으로 계산된 주성분 분석 결과는 Z=3.02PC1+1.88PC2으로 제2주성분까지의 누적기여율 은 90%를 나타내었다. 제1주성분에서는 모래와 펄 (r=0.33), 유속 (r=0.32)이 가장 높은 양의 상관관계를 나타냈으며, 작 은 돌과 자갈 (r= - 0.33), 왕모래 (r= - 0.33)는 가장 높은 음 의 상관 관계가 있었다. 제2주성분에서는 이매패류인 말조개 (r=0.38), 대칭이 (r=0.52), 이화학적요인인 수온 (r=0.50)이 가장 높은 양의 상관관계를 나타냈으며, 펄조개 (r= - 0.12) 가 가장 높은 음의 상관관계를 나타내었다. 이러한 결과들은 백제보의 개방으로 인한 유속 증가로 DO 증가와 하상 모래 와 뻘의 분포가 증가하여 탁도와 부유 물질이 증가되는 것으 로 판단되며 백제보 개방으로 인하여 수위가 낮아지고, 유속 증가로 작은 돌과 자갈, 왕모래의 분포가 감소되고, Chl-a 및 pH도 영향을 받는 것으로 나타났다. 이매패류 말조개와 대칭 이의 경우 수온과 양의 상관성이 크게 나타났으며, 펄조개의 경우는 작은 돌과 자갈, 왕모래와 양의 상관성을 보였다. 월 별 상관성이 있는 환경인자들을 비교해 보았을 때, 제1주성 분과 제2주성분 모두 7월과 9월은 매우 유사한 이화학적 환 경을 나타내었고 6월과 8월은 상반되는 경향이었다.

    4. 식물플랑크톤 검량선

    이매패류가 서식지에서 Chl-a를 제거할 수 있을 가능성을 예측하기 위하여 C. vulgaris를 희석 (0, 0.5, 0.1, 0.01, 0.001 및 0.0001배)하여 측정한 세포 밀도값을 이용하여 검량선 (y=2E-07x+1.4833, r2=0.9878)을 설정하였고, 분석값 을 환산하여 수환경 중 C. vulgaris의 세포 밀도 측정치에서 Chl-a로 변환된 값을 얻었다 (Fig. 4). 상관계수 r 값이 0.9878 (p<0.005)로 유의하게 나타났다. 이러한 비례적인 경향 은 세포 밀도에 따른 Chl-a의 검량선의 관계를 보고한 Tantanasarit et al. (2013)와 유사하였다.

    5. 시간 경과에 따른 이매패류의 여과율 분석

    이매패류의 여과율을 알아보기 위하여 채집된 이매패류 를 한 마리씩 먹이생물 (C. vulgaris)이 든 2 L의 아크릴 수조 에 투입하여 실험하였으며 3종 모두 각각 독립적으로 3반복 하였다. 이매패류를 투입하지 않은 아크릴 수조의 대조군에 서는 C. vulgaris의 세포 농도가 실험 시작 시점 13.84×108 cells mL-1에서 24시간 후 13.28×108 cells mL-1로 거의 감 소되지 않았지만, 말조개, 펄조개, 대칭이를 각각 아크릴 수 조에 투입한 모든 실험군에서는 시간이 경과함에 따라 먹이 생물 C. vulgaris의 세포수가 감소되는 것이 뚜렷하게 측정되 었다 (Fig. 5). 특히 이매패류 투입 후 1시간부터 먹이생물 농 도의 감소폭이 컸는데 말조개의 경우는 4.21×108 cells mL-1 (69.4%), 펄조개는 4.78×108 cells mL-1 (65.2%), 대칭이는 5.14×108 cells mL-1 (62.4%)로 감소하는 경향을 보였으며, 실험 종료 시인 24시간 후에는 각각 94.8%, 96.3%, 96.6%의 감소 비율을 나타내었다. 따라서 이매패류 3종의 평균 여과 율은 30분 후 28.64%, 1시간 후 65.64%, 3시간 후 80.18%, 6 시간 후 87.92% 그리고 24시간 후 95.90%로 나타났다. 이러 한 결과는 Lee et al. (2008b)Lee et al. (2009)의 이매패류 여과율에 관한 보고와도 동일한 경향을 보였다. 또한 여과율 실험에 따른 수질 변화들을 함께 측정하였을 때 (Fig. 6), 수 온 (a)의 경우 초기 설정 수온인 25℃±1로 일정하게 유지되 었으며 전기전도도 (b)는 대조군과 처리군 간의 유의한 차이 는 보이지 않았으나, 용존 산소 (c)와 pH (d)는 이매패류 처리 에 따라 대조군보다 뚜렷하게 낮은 수준을 나타내었다. 이는 이매패류의 섭식 활동 중 호흡에 의한 O2의 감소와 더불어 CO2의 증가로 인하여 나타난 결과로 보여진다 (Kim et al., 2008). 또한, 24시간 후 폐각의 개폐를 확인하였을 때 폐사한 개체는 확인되지 않았으며, 정상적인 이매패류에서 나타나는 일반적인 패각운동을 보였다.

    검량선으로 환산한 Chl-a의 농도는 대조군에서 0에서 24 시간까지 평균 168.34 μg L-1에서 163.16 μg L-1으로 농도 변 화가 거의 없었으나 실험군에서는 노출 시작으로부터 24시 간 후에 말조개의 경우 10.16 μg L-1, 펄조개 7.7 μg L-1, 대칭 이 7.1 μg L-1로 평균 8.32 μg L-1 (±1.61)로 Chl-a 농도가 급 격하게 감소되는 것으로 나타났다. 따라서 본 실험에서 이매 패류 1마리가 24시간 (하루) 동안에 대조군 대비 평균 154.84 μg L-1의 Chl-a를 저감하는 것으로 측정되었다. Lee et al. (2020)에 따르면 백제보의 6월의 평균 저수량은 1,642만 m3 으로 평균 Chl-a는 110.8 mg m-3로 보고되어 있다. 이를 한달 저수량에 대한 Chl-a로 환산하면 181,948만 mg m-3에 해당 한다. 본 연구에서 산출한 이매패류 1마리의 한달 평균 Chl-a 저감은 4800.77 mg m-3로 예상된다. 백제보의 이매패류 구 제 현황 (2018~2020년)에 따르면 연평균 4만 마리가 구제되 는 것으로 보고 (Lee et al., 2020)되어 있으므로, 이매패류 1 마리가 한달 동안 백제보의 Chl-a를 저감할 수 있는 효과는 0.0003%이며, 1000마리가 있을 경우 0.264%, 4만 마리가 있 을 경우 10.55%의 저감 효과를 보이는 것으로 예상할 수 있 다. 이와 같은 방식으로 7, 8, 9월의 저수량을 감안하여 4만 마리의 이매패류에 의한 Chl-a 저감율을 계산하여 보면 7월 의 경우 34.88%, 8월의 경우 20.14%, 9월의 경우 46.21%로 예측할 수 있다 (Table 4). 이러한 결과는 이매패류가 서식지 에서 효과적으로 Chl-a를 제어할 수 있는 가능성을 제시한 다. 실제로 이매패류를 통하여 수생태계의 조류 제어능력을 평가하기 위해서는 이매패류뿐만 아니라 식물플랑크톤, 수생 식물, 저서생물, 퇴적물, 유속 등의 작용들을 종합적으로 고 려해야 하지만 (Kim et al., 2013;Gudimov et al., 2015), 본 연구에서는 실험실 내에서 이매패류의 여과율과 이에 따른 Chl-a에 저감율에 기반하여 수생태계 조류 제어능력을 산정 하였다.

    적 요

    본 연구에서는 2020년 6월에서 9월까지 4개월 동안 우리 나라 하천 중 금강 백제보에 주로 서식하는 말조개, 펄조개 와 대칭이를 채집하여 서식처 특성을 살펴보았고, 이들의 여 과율을 실내 실험을 통하여 측정하여 검량선을 산출하였다. 백제보에서 채집된 말조개, 펄조개, 대칭이는 24시간 동안 평 균 154.84 μg L-1의 Chl-a를 제거하였으며, 이는 실내 수조 (2 L) 내의 식물플랑크톤 C. vulgaris (초기 Chl-a=168.34 μg L-1)를 약 24시간 만에 제거할 수 있는 것으로 나타났다. 따 라서, 본 연구에서 사용한 말조개, 펄조개, 대칭이가 연평균 4 만 마리가 서식할 경우 (Lee et al., 2020), 6월 한달 동안 예상 되는 Chl-a의 저감 효과는 10.55%으로 예측되고 7월의 경 우 34.88%, 8월의 경우 20.14%, 9월의 경우 46.21%로 평 균 27.94%의 저감 효과를 예상할 수 있다. 이러한 결과는 간 접적으로 이매패류가 서식지에서 효과적으로 Chl-a를 제거 할 수 있을 가능성을 제시한다. 실제로 이매패류를 통하여 수 생태계의 조류 제어능력을 평가하기 위해서는 이매패류뿐만 아니라 식물플랑크톤, 수생식물, 저서생물, 퇴적물, 유속 등의 작용들을 종합적으로 고려해야 하지만 본 연구에서는 이매 패류의 여과율과 이에 따른 Chl-a에 저감율에 기반하여 수생 태계 조류 제어능력을 산정하였다. 본 연구 결과들은 차후 다 양한 요인과 관점에서의 통합된 연구에 기초적인 정보를 제 공할 것으로 사료된다.

    연구비

    K-WATER (2020 K-water 개방형 R&D 과제)와 NRF-2018R1A6A1A03024314 & NRF-2020R1A2C1013 936의 지원으로 수행하였다.

    Figure

    KSL-54-1-39_F1.gif

    Map showing the sampling sites in the Geum River (BJ: Baekje weir, St: Site 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, and 8).

    KSL-54-1-39_F2.gif

    Relationship between total weight (g) and mussel length (cm) of bivalve collected from the Baekje weir (Geum river) (TW=aTLb, TW=total weight, TL=Shell Length, a, b: parameters, n=47).

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    Principal Component Analysis (PCA) for biological factors and environmental factors in the sampling sites of Baekje weir (WT: Water Temperature, DO: Dissolved Oxygen, SS: Suspended Solids, Chl-a: Chlorophyll-a, NTU: Nepthelometric Turbidity Unit, UD: Unio douglasiae, AW: Anodonta woodiana, AA: Anodonta arcaeformis). The red letter indicates bivlaves.

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    Calibration curve between C. vulgaris cells density and Chl-a concentration (r2=0.9878).

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    Filtration rate (FR) of three bivalve species according to incubation time (UD: Unio douglasiae, AW: Anodonta woodiana, AA: Anodonta arcaeformis).

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    Measurements of environmental parameters of water tank containing bivalve species in laboratory experiments (UD: Unio douglasiae, AW: Anodonta woodiana, AA: Anodonta arcaeformis). A. Water temperature (℃), B. Electric conductivity (μS cm-1), C. Dissolved oxygen (mg L-1), D. pH.

    Table

    Physical characteristics in sampling sites of Baekje weir, Geum River, 2020.

    Comparison of bivalve species collected from sampling sites of Baekje weir, Geum River.

    Characterization of water quality in Baekje weir from Jun to Sep 2020.

    Simulation results for bivalve’s filtering ability in the Baekje weir of Geum River.

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