환경 조건 변화에 따른 연안 퇴적물의 미생물 체외 효소 활성도 변화에 관한 연구

Abstract

강화도 갯벌과 염습지를 대상으로 각 달에 한번, 간조 시에 2002년 5월부터 2003년 8월까지 깊이 20cm까지 퇴적물 시료를 채취하여 5cm 간격으로 체외 효소 활성도를 분석하였다. 분석 결과 염습지 퇴적물이 갯벌 퇴적물보다 효소 활성도가 높았으며 7월에 특히 활성도가 높은 월별 변이를 보였다. 각 측정 항목 간의 상관분석을 실시한 결과 갯벌의 DOC(Dissolved organic carbon)와 효소 활성도 사이의 상관관계가 염습지보다 더 높게 나왔으며, 효소 활성도는 phosphatase가 가장 높았다. 2003년 7월과 8월에 측정해본 깊이별 phenolic material의 양과 phenol oxidase의 활성도는 염습지와 갯벌 모두 깊이에 따라 감소하는 경향을 보였으며 phenol oxidase의 활성도는 염습지에서 더 높았다. 조석 주기와 퇴적물의 유기물 분해 능력과의 관계를 알아보기 위해 연안에서 바다 쪽 길이 방향으로 채취한 샘플을 분석한 결과 해수에 의해 하루 더 잠긴 부분이 그렇지 않은 부분보다 DOC가 현저하게 낮음을 알 수 있었고, 이는 조석 주기에 의한 해수 운동이 퇴적물의 유기물 분해와 밀접한 관련이 있을 것임을 보여주는 결과라 생각되어진다. 하루 더 노출된 곳에서는 연안 쪽에서 바다 쪽 길이 방향으로 측정값들의 경향이 보였으나 그렇지 않은 곳에서는 특별한 경향은 보이지 않았다. 인위적인 활동의 결과로 퇴적물에 주기적으로 영향을 주는 해수 내의 질소양이 증가할 때 퇴적물의 효소 활성도의 변화를 관찰한 결과 효소 활성도는 큰 변화가 없었으나 DOC는 계속 감소했다. 또, 퇴적물에 영향을 미치는 물리적 환경 인자인 수위의 변화가 일어났을 때, 해수의 주기적 운동의 영향을 전혀 받지 않는 퇴적물 시료에서는 그렇지 않은 시료보다 DOC가 더 많이, 빠르게 감소하는 것을 관찰할 수 있었다. 이는 이러한 물리적 화학적 환경 변화가 미생물의 활성에 필요한 탄소 원을 고갈시켜 연안 전이 지대의 퇴적물이 지니고 있는 유기물 정화 능력에 영향을 미칠 것이라는 것을 보여주는 결과이다.

;Extracellular enzyme activities of sediment in a salt marsh and a tidal flat at Yoecha-ri in Kanghwa island were measured from May, 2002 to August, 2003. Samples were collected to the depth of 20cm at an interval 5cm. Enzyme activities in a salt marsh sediment were higher than those in a tidal flat sediment through sampling period. The highest activities were observed in July and August. A correlation coefficient between DOC and extracellular enzyme activities was higher in a tidal flat sediment, and phosphatase activity was higher than any other enzymes considered. Phenolic materials and phenol oxidase activities decreased along the depth profile both in the salt marsh and the tidal flat. Variations of enzyme activities along a transect from a high-water line to a low-water line exhibited two patterns. β-D-glucosidase activity increased toward the sea, which appeared to be related to the decreasing trend of DOC. In contrast, N-acetyl-β-D-glucosaminidase, phosphatase and arylsulfatase activities decreased along the transect suggesting the influence of nutrient and oxygen supples. Changes in enzyme activity by nitrogen enrichment were absent, while DOC concentration was decreased by the same treatment. DOC in sediment experienced longer dry period decreased in a faster way than that in sediment experienced shorter dry period. These results indicate that changes in physical and chemical factors would exhaust carbon source and affect capacities of organic matter decomposition in sediment of coastal transition zones.