Seasonal characteristics of particulate organic carbon in Geum and Seomjin esturies derived from δ13C and D 14C analyses

Abstract

본 연구에서는 금강(닫힌 하구)과 섬진강(열린 하구)에서 하굿둑의 유무에 따른 계절별 유기탄소의 조성과 기원차이를 비교하였다. 2016년 8월과 12월에 두 하구 시스템의 상류에서 하류까지 염분 변화 에 따라 수층 입자성 유기탄소(POC) 시료를 채집하였으며, 이들의 농도 및 동위원소비를(δ13C, Δ14C) 측정하였다. 여름철 유기탄소의 농도는 겨울철보다 높게 나타났다. 두 계절 모두 금강에서 더 높은 농도가 측정되었으며, 특히 여름철 금강 하구호에서 가장 높은 농도가 나타났다. 두 하구시스템에서 탄소 안정동위원소비는 여름철에 금강과 섬진강에서 각각 평균 ？22.0±1.7‰과 ？23.5±3.2‰, 겨울철에는 금강에서 ？28.3±2.8‰. 섬진강에서 ？27.1±1.1‰로 나타났다. 이는 여름철에 두 하구시스템에서 자생기원 유기물의 기여가 높은 반면, 겨울에는 육상기원 유기물의 영향이 크기 때문이다. Δ14C 값은 두 계절 모두 금강(여름 ？72.7±19.5‰ 겨울 ？210.3±104.5‰)에서 섬진강(-119.6±47.0‰ -251.1±42.0‰)보다 더 높았다. Δ14C를 이용해 현생생물(modern POC)과 화석기원(fossil POC) 입자성 유기탄소의 기여 도를 계산했을 때, 두 하구 모두 여름철 modern POC의 기여도가 겨울철 보다 높게 나타났다. 특히 여름철 금강 하구호의 modern POC의 기여도는 87-90%로 섬진강 하구시스템의 상류 정점(77%)보다 높았다. 이는 육상식물의 영향이 우세하게 나타난 섬진강 상류와는 다르게, 여름철 금강 하구호 내에 서 나타나는 식물플랑크톤의 증식 때문인 것으로 여겨진다. 반면 겨울철에는 두 강 모두 하구역에서 퇴적물 재부유로 인한 aged POC의 영향이 커지는 것으로 나타났다. 하구는 육상과 해양 탄소순환의 연결고리 역할을 하는 곳으로, 본 연구결과는 하굿둑의 건설이 하구시스템에서 거동하는 유기탄소의 조성 및 특성을 교란시키며, 이는 연안환경에도 영향을 미칠 수 있음을 시사한다.