하구둑이 낙동강 하구 표층 퇴적물 생규소(BSi) 분포에 미치는 영향

The Impact of Nakdong Estuarine Barrage on Distribution of Biogenic Silica (BSi) in Surface Sediment

본 연구는 하구둑으로 인한 육상으로 부터의 규소(Si) 플럭스의 변화가 하구 및 연안생태계에 미치는 영향을 알아보기 위한 사전연구로, 하구둑이 존재하지 않는 섬진강 하구와 하구둑이 존재하는 낙동강 하구 표층퇴적물 및 퇴적물 코어 분석을 통해 하구둑이 입도와 유기물, 그리고 BSi 분포에 어떠한 영향을 미쳤는지 알아보았다. 2014년 11월과 2015년 3월 낙동강과 섬진강 표층 퇴적물의 입도, 유기물, BSi 분포를 조사하였고, 퇴적물 코어를 이용하여 낙동강 하구둑 건설 전 후의 퇴적상의 변화를 알아보았다. 전반적으로 BSi 농도 변화는 퇴적환경에 따른 입도 변화와 좋은 상관관계를 보였다. 자연하구인 섬진강 하구 표층 퇴적물은 상류에서 하류로 갈수록 니질(실트질과 점토질), 유기물, BSi 함량이 점진적으로 증가하였으며, 특히 조석의 영향이 미치는 중부하구 정점부터 그 변화가 뚜렷하게 나타났다. 낙동강 하구 표층 퇴적물은 하구둑을 기준으로 내측과 외측의 입도와 유기물 분포가 뚜렷한 차이를 보였다. 하구둑 내측은 정점 간 차이가 크지 않았으나, 우안배수문 내측은 높은 니질, 유기물, BSi 함량을 보여 하구둑에 의한 물질 정체 현상이 두드러지게 나타났다. 하구둑 외측은 전체적으로 사주 쪽으로 갈수록 표층 퇴적물 내 니질과 유기물, BSi 함량이 감소하는 경향을 보였다. 낙동강 퇴적물 코어 분석 결과, 하구둑 건설 이후 입도와 유기물, BSi 함량이 급격히 감소하였으며, 대규모 공사에 의한 퇴적물 교란 및 하구둑에 의한 물질 유입량 감소가 원인으로 보인다. 우안배수문 인근 정점(ND2) 코어는 을숙도 대교 건설과 우안배수문 증설의 영향으로 약 38 cm 부근에서 퇴적상이 한 번 더 급격히 변하였다. 하구둑으로 인한 물리적 환경의 변화가 BSi 분포에 미치는 영향을 제거하고 정체효과를 보기 위하여 $BSi_{exc}$를 구한 결과, 자연하구인 섬진강 하구는 연구지역의 상류에서 하류로 갈수록 $BSi_{exc}$가 점차 감소하였으며, 중부하구 정점부터 음의 값을 보였다. 낙동강 하구는 하구둑을 기준으로 내측은 양의 값을, 외측은 음의 값을 보였다. 이는 하구둑에 의한 외측의 규소 플럭스 감소와 내측과 외측의 규조 종조성의 급격한 변화 등을 원인으로 볼 수 있다. 우안배수문 외측 정점(ND2) 코어의 $BSi_{exc}$는 하구둑 건설 이후 일정한 음의 값을 보였으며, 이는 낮은 유속으로 인한 니질 퇴적의 증가가 원인으로 판단된다. 그러나 하구둑 건설 이후 $BSi_{exc}$가 크게 변동하였으며, 이는 을숙도 대교 및 우안배수문 건설로 인한 것으로 추정된다.

Current study is a part of the efforts to assess the estuarine barrage effects on the coastal ecosystem induced by the Si flux changes. Surface sediments from Seomjin and Nakdong estuary and sediment cores from Nakdong estuary was analysed to investigate the effect of estuarine barrage on the distribution of grain size, organic matter (loss on ignition: LOI) and biogenic silica (BSi). The samples of Seomjin estuary were collected in March, 2015 and those of Nakdong estuary were collected in November, 2014. Generally, the longitudinal distribution of grain size, LOI and BSi in Seomjin estuary, natural estuary, was gradually changed. However mud (silt and clay), LOI and BSi increased from station mid-estuary where tide reaches year-round. The distribution of grain size, LOI and BSi in Nakdong estuary, however, were entirely different between inside and outside of estuarine barrage. The mud percentage and LOI were low and consistent in inside of the barrage except R05, inside of right gate, yet those of outside of the barrage were higher and varied by adjacent sluices. Mud, LOI and BSi of ND1 and ND2 decreased immediately after the construction of Nakdong estuarine barrage due to disturbance of sediment and decrease of sediment supply. To exclude the physical effects by the barrage, BSi excess ($BSi_{exc}$) was calculated using regression equation of BSi-LOI and BSi-mud of Seomjin estuary. $BSi_{exc}$ of Seomjin estuary decreased gradually from upper estuary to lower estuary. $BSi_{exc}$ of Nakdong estuary were positive in inside of the barrage and negative in outside of the barrage. BSi retention and shift of species composition of diatom by the barrage would affect $BSi_{exc}$ distribution. Before the construction of Nakdong estuarine barrage, $BSi_{exc}$ of ND2 was negative and consistent owing to high mud sedimentation. After the construction, $BSi_{exc}$ of ND2, however, fluctuated due to continuous disturbance of sediment due to construction of Eulsuk bridge and East gate.