Abstract
Despite its significance in understanding ecological structure and biogeochemical element cycles, there have been few studies on the microbial mineralization of organic matter and mineralization pathway in the intertidal flat of Korea. We measured anaerobic mineralization of organic matter and sulfate reduction rate, and evaluated the significance of sulfate reduction in total anaerobic carbon respiration at the southern part of Ganghwa Island. Depth-integrated carbon mineralization rate down to 6 cm depth ranged from 41.9 to $89.4mmol\;m^{-2}d^{-1}$, which accounted for approximately 216 tons of organic matter mineralization in entire intertidal flat area of Ganghwa($300km^2$). The results indicated that capacity for the organic matter mineralization in the Ganghwa tidal flat is comparable to highly productive salt marsh environments. Mineralization rates in the sediment amended with acetate were 2~5 times higher than in unamended sediment. The results implied that microbial mineralization was limited by the availability of organic substrates, and the organic matter mineralization capacity seems to be higher than estimated at ambient organic substrate level. Depth-integrated sulfate reduction rates within 6 cm depth of the sediment ranged from 20.7 to $45.1mmol\;SO{_4}^{2-}m^{-2}d^{-1}$, and sulfate reduction was mostly responsible for organic matter remineralization. It should be noticed that the increase of $H_2S$ in the sulfate reduction dominated tidal flat may result in the decrease of biological diversity.
갯벌이나 연안습지의 생태구조 및 생지화학적 물질 순환을 이해하기 위해서는 유기물 분해기능 평가 및 분해경로에 대한 연구가 필수적으로 진행되어야 함에도 불구하고 국내에는 이에 대한 연구가 거의 없다. 본 논문에서는 하계 강화도 남단의 갯벌에서 미생물에 의한 혐기성 유기물 분해정도를 파악하고, 황산염 환원을 통한 유기물 분해경로의 정량적 중요성을 평가하고자 하였다. 유기물 분해율은 깊이 6 cm 이내에서 $41.9{\sim}89.4mmol\;m^{-2}d^{-1}$의 범위로 나타났으며, 이를 강화도 갯벌의 전체 면적(약 $300km^2$)으로 환산할 경우, 하루에 216 ton의 유기물이 혐기적 과정을 통해 분해되는 것으로 계산되었다. 이러한 결과는 하구갯벌인 강화도 갯벌의 유기물 분해능이 생산력이 높은 염습지의 유기물 분해능에 비해 결코 뒤지지 않음을 보여주는 결과이다. 한편, 인위적으로 유기물(acetate)을 공급하였을 경우 유기물 분해율이 약 2배~5배의 증가율을 나타냈다. 이러한 결과는 미생물의 유기물 분해가 이용 가능한 유기물의 공급 부족에 의해 제한되고 있음을 의미한다. 한편 깊이 6 cm 이내에서 적분한 황산염 환원율은 $20.7{\sim}45.1mmol\;SO{_4}^{2-}m^{-2}d^{-1}$의 범위로 나타났으며, 전체 혐기성 유기물 분해의 대부분을 차지하였다. 이러한 연구결과는 황산염 환원력의 과도한 증대가 향후 갯벌 주변 생태계의 생물 다양성 감소로 이어질 수 있음을 시사하는 것이다.
