동해 연안 수괴의 혼합 양상과 영양염의 생지화학적 변화

Abstract

본 연구에서는 우리나라 동해 연안에서 춘계, 하계, 추계, 동계의 4계절 동안의 해수의 물리적, 화학적 특성을 파악하고, 해수 혼합 방정식(mixing equation)을 적용하여 수괴들의 혼합 비율과 영양염류의 생지화학적 변화를 정량적으로 제시하고자 하였다. 이를 위하여 2007년 5월, 7월, 11월과 2008년 1월에 걸쳐 동해연안의 강원도의 고성, 속초, 강릉, 동해, 삼척의 5개 해역과 경상 북도의 울진, 영덕, 포항, 경주, 울릉의 5개 해역의 총 27개의 지점에서 해양조사를 실시하였으며, CTD 관측과 동시에 영양염 농도의 분포 특성을 분석하였다. 4계절 동안 조사 해역에서의 수괴는 5개, 즉 동해표층저염수(LSSW), 대만난류표층수(TSW), 대마난류중층수(TMW), 북한한류수(NKCW), 동해고유수(ESPW)로 구분되었고, 영양염 농도는 4계절 모두 표층수 보다 심층수에서 높게 나타났는데, 이는 표층의 동식물의 사체와 배설물이 심층으로 침강하면서 박테리아에 의해 분해되어 무기 영양염으로 해수 내로 용출되어 축적되기 때문이다. N/P는 4계절 모두 Redfield ratio보다 낮게 나타나 조사기간 동안 동해 연안에서 질산염이 식물플랑크톤 성장의 제한인자로 작용하고 있음을 알 수 있고, Si/P는 4계절 모두 N/P에 비하여 높게 나타났다. 수괴들의 혼합 양상을 알아본 결과 선형(linear) 혼합임을 알 수 있었고, 각 조사 지점에서의 수괴들의 혼합 비율은 인접한 두 end member 사이의 거리로 계산 가능하였다. 따라서 선형 혼합 방정식을 세워 질산염의 생지화학적 변화량(ΔN), 인산염의 생지화학적 변화량(ΔP), 규산염의 생지화학적 변화량(ΔSi)을 계산하여 수치화하였고, 그 수치로 영양염의 생지화학적 순환 과정에서의 변화가 정량적으로 잘 설명되어짐을 알 수 있었다.