본 연구는 섬진강 하구역에서 2017년 2월 대조기 만조와 간조, 3월 소조기 간조 동안 염분 구배에 따른 식물플랑크톤 생리활성도를 평 가하였다. 또한 2월 대조기 조사에서 나타난 특이적인 pH 변화특성을 파악하기 위해 추가적인 재현실험을 병행하였다. 현장조사 결과에 의하면, 만조와 간조에 수층 혼합에 의한 수직적인 염분의 차이는 미미하였지만, 담수역으로 향할수록 염분이 낮아져 수평적인 염분구배가 뚜렷하였다. 염 분과 영양염(질산염+아질산염: R=0.997, p<0.001; 규산염: R=0.979, p<0.001)과의 강한 음의 상관관계를 보였고, 이는 담수 기원의 질소와 규소의 높 은 농도의 영양염류가 해수와 혼합되는 과정에서 희석되고 있다는 것을 의미한다. 반면, 인산염농도는 염분이 15 psu를 기점으로 고염분의 유역에 서는 상대적으로 높은 농도가 관찰되었고, 이는 수심이 얕은 광양만의 퇴적물이 조석에 의한 수층혼합으로 재부유되어 인산염 재용출로 인해 수 층에 일정량 기여하였다는 것을 의미한다. 섬진강 하구역에서 동계 2월과 3월 우점한 식물플랑크톤은 Eucampia zodiacus로 나타났고, 그들은 전체 군집의 70% 이상을 차지하였다. 특히, 3월 생물 활성도를 평가한 결과, 염분과 chlorophyll a(R=0.82)뿐만 아니라 active chlorophyll a(R=0.80)과 강한 양의 상관관계를 보였다(p<0.001). 특히 담수의 영향을 강하게 받는 상류 정점에서는 해수종 규조류가 염분충격으로 생리활성을 잃어 최대 75% 사멸율을 기록하였다. 2월 대조기 조사에서는 상대적으로 형광값이 높은 정점에서 pH가 높게 나타났고, 이는 높은 밀도로 우점한 규조류의 광합성 작용으로 CO2가 다량 흡수되어 pH 상승효과를 가져온 것으로 판단되었다. 또한 2월 현장식물플랑크톤 군집을 농축하여 저염분 환경에서 생물농 도구배에 따른 pH 변화를 파악한 결과, 염분충격에 의해 사멸한 식물플랑크톤의 영향으로 광합성 활성도의 감소를 가져왔고, 우점 규조류의 사멸 로 인해 박테리아가 현저하게 증식하였다. 그 결과 박테리아가 규조류를 생분해하는 과정에서 CO2가 발생하여 pH 의 감소를 유발하였다. 결과적 으로 섬진강하구역에서는 염분 구배에 따른 생물의 광합성 활성도의 차이와 생물사멸이 뚜렷하게 관찰되었고, 이는 pH의 증감을 유발하는 중요한 인자로 파악되었다.

본 연구 대상지역인 섬진강은 국내에서 4번째로 큰 강으로 섬진강 하구역은 섬진강의 담수가 해양으로 유입되는 통로 역할을 하는 연안역이다. 본 연구는 담수생태계와 염수생태계의 점이지역으로 생태적 가치가 높은 섬진강 하구역의 곤충상을 조사하기 위해 수행되었다. 본 연구결과 총 10목 80과 250종 2365개체의 육상곤충류가 확인되었으며, 목별 출현 현황을 살펴보면 나비목 10종, 노린재목 54종, 딱정벌레목 194종, 매미목 5종, 메뚜기목 13종이 조사되었다. 그 중 딱정벌레목과 노린재목이 가장 높게 조사되었으며, 우점종으로는 금록색잎벌레(Basilepta fulvipes), 애긴노린재(Nysius (Nysius) plebejus) 순으로 조사되었다.

섬진강 하구역에서 염분경사에 따른 유색용존유기물(CDOM)의 농도와 특성을 시공간적으로 이해하기 위해 2012년 건기(3월과 6월)와 우기(7월)에 분포특성을 조사하고, 환경요인(수온, 염분)과 영양염, 엽록소와의 상관관계를 고찰하였다. 유색용존유기물의 평균농도는 각각 1.0 ± 0.3 m-1(3월), 1.3 ± 0.4 m-1(6월), 1.4 ± 0.3 m-1(7월)로 측정되었다. 섬진강 상류의 높은 유색용존유기물 농도(> 1.5 m-1)는 하류로 갈수록 감소(< 0.5 m-1)하였고, 우기에 건기의 평균값에 비해 증가하였다. 또한 유색용존유기물의 화학적 특성과 공급원에 대한 지시자로 사용되는 평균값 S300-500은 0.013 ~ 0.018 nm-1로, 건기에 비해 우기에 높은 값을 나타내었다. 유색용존유기물과 염분은 역상관계를 보였고(R2 >0.8), 우기와 건기 모두 보존성 혼합의 양상을 보였다. 유색용존유기물은 강 하류로 갈수록 해수와 혼합되는 과정에 의해 희석되고, 그 특성 또한 뚜렷한 변화를 보이는 것을 확인하였다. 환경 조건 중 유색용존유기물의 변동에 영향을 주는 주요한 요인은 염분 (혼합)과 온도로 확인되었으며, 전자는 낮은 유색용존유기물 농도의 해수와의 혼합에 의한 희석으로 주로 공간적인 변동을 조절하는 것으로 보였고, 온도의 증가는 유색용존유기물의 생산에 영향을 주는 미생물학적 활동과 광분해에 통한 작용으로 유추된다.

섬진강 하구역의 계절별 일차생산력의 변화는 하계 8월 에 가장 높은 일차생산력을 보이고 있으며, 수온과 광 조 건이 향상되고 주변 육지로부터 유입되는 영양염의 영향 으로 높은 결과를 보이고 있다. 특히 섬진강 하구역의 상 류정점들은 육상기원 영양염의 유입이 다른 정점들에 비 해 활발하게 이루어 짐으로 더 높은 생산력을 보이고 있다. 식물플랑크톤 색소 조성 결과 diatoms의 지표색소인 Fucoxanthin이 조사시기와 정점에 상관없이 높은 농도 를 나타냈다. 이는 현미경 종 동정 결과와 일치함을 보이 고 있으며 일차생산력과 보조색소 분석 결과 그리고 종 동정 결과를 비교하여 볼 때 규조류 (Skeletonema costatum) 가 일차생산력에 가장 크게 기여하는 것으로 사료 된다. 본 연구를 통해 자연형 하구인 섬진강에서 시 공간적 일차생산력 변동을 확인할 수 있었으며 또한 식물플랑크 톤의 대략적인 군집구조와 일차생산력 계절 변동을 평가 할 수 있었다. 이러한 연구결과는 향후 섬진강 하구 내 생태 모니터링에 대한 기초자료로 활용될 수 있을 것으 로 판단되며 수계 내 건강성 평가 및 수질관리를 위한 연구에 유용한 자료로 활용될 것으로 사료된다.

이 연구는 성전강 하구역의 계절별 동풍플랑크톤 분포 특성과 주요 요각류 우점종의 생산력을 파악하기 위하여 2009년 5월부터 2010년 2월까지 계절별로 섬진강 하구역에서 염분경사를 고려한 10개 정점을 대상으로 수행되었다. 조사기간 동안 출현한 동물플랑크톤 군집은 총 31개 분류군으로 구성되었으며, 계절별 평균 출현 개체수는 4,151 ind.·m-3이다. 평수기 조사수역의 동물플랑크톤은 연안성 동물플랑크톤이 주로 출현하였으나, 풍수기에는 기수성 동물플랑크톤의 출현이 하구역 중 상류에서 집중되었다. 현장실험을 통해 얻어진 Acartia spp.와 Paracalanus parvus s.l.의 성장률은 수온과 염분 변화에 의해 조절되는 것으로 나타났다. 우점 요각류를 대상으로 계산된 섬진강 하구역의 연간 요각류 생산력은 3.49 g C·m-2·yr-1로 비교적 높은 생산력을 보였으며, 이처럼 섬진강 하구역의 동물플랑크톤 생산력이 높은 것은 높은 식물플랑크톤 현존량을 바탕으로 다양한 염분 범위에 따른 연안종과 기수종의 다량 출현 때문으로 판단된다.

에머지 개념을 이용하여 영산강하구역, 섬진강하구역, 한강하구역의 자연환경과 사회경제활동을 평가하고 하구역 관리와 관련한 시사점을 제시하였다. 영산강하구역, 섬진강하구역, 한강하구역의 자연환경과 사회경제활동에 대한 에머지 평가는 대형 하천이 유입하는 환경적 특성과 주변 지역의 사회경제활동 중심으로 기능하는 경제적 특성 등 이들 하구역의 특성을 잘 보여주었다. 각 하구역으로 유입하는 주요 자연환경 에머지는 하천, 조석, 강수 등 이었다. 그러나 이들 재생가능에머지가 세 하구역의 전체 에머지 유입량에서 차지하는 비율은 8% 미만으로 아주 적었다. 이에 비해 하구역의 외부에서 구입하여 지역경제에 투입하는 에머지의 비율은 92~98%로 대부분을 차지하였다. 단위면적당 에머지사용량, 인구수용력, 환경부하비율, 에머지지속성지수 등 다양한 에머지 지수가 현재 영산강하구역, 섬진강하구역, 한강하구역에서 이루어지고 있는 사회경제활동의 지속성이 아주 낮다는 것을 보여주었다. 영산강하구역, 섬진강하구역, 낙동강하구역의 자연환경이 우리 경제에 기여하는 가치는 729~2,206만 Em/ha/yr으로 높게 평가되었다. 이는 우리나라 전체평균보다 2배 이상 높은 것인데, 하구역의 자연환경이 가지고 있는 생태경제적 중요성을 반영한다. 따라서 각 하구역이 가지고 있는 생태적 경제적 잠재력을 유지하고 회복하기 위한 하구환경관리정책의 수립 시행이 시급하다고 할 수 있다. 이는 인구 및 경제 집중의 완화, 하구의 환경수용력을 고려한 이용 개발 등 하구환경에 압력에 미치는 부정적 영향을 줄이기 위한 수요조절 측면의 정책과 훼손된 생태계의 복원, 인공생태계의 조성 등 생태계의 구조와기능을 회복하여 우리가 이용할 수 있는 생태계 서비스를 증가시키는 공급조절 측면의 두 가지 방향으로 추진할 필요가 있다.