1. Title & Journal
Title: Sources of dissolved organic matter (DOM) in a Rocky Mountain stream using chemical fractionation and stable isotopes
Journal: Biogeochemistry (2005) 74, 231?255
Authors: ERAN HOOD, MARK W. WILLIAMS, DIANE M. MCKNIGHT
2. Author's Background
ERAN HOOD
Associated Professor of Hydrology
Department of Natural Sciences, University of Alaska Southeast, Juneau, AK 99801, USA
Ph.D. Geography 2002, University of Colorado, Boulder, CO
M.A. Geography 1998, University of Colorado, Boulder,CO
B.A. Biology 1991, Harvard University, Cambridge, MA
Research Interests
- Watershed-scale biogeochemistry
- Nutrient cycling in aquatic systems
- Alpine hydrology
- Snow hydrology and snow chemistry
3. Summary
본 연구는 수체 내의 용존 유기물질 (Dissolved Organic Matter, DOM)의 source와 구성이 시공간적으로 어떻게 변하는지 밝히기 위한 연구로서, 이를 위해 연구 대상 지역인 미국 콜로라도 지역의 상수원 유역의 DOM 특성을 화학적·광학적으로 분석한 내용을 담고 있다.
DOM은 육상의 source로부터 수계 내에서의 거동 및 사활 과정에 이르기까지 영양 물질의 이동에 있어서 중요한 이동 매체로서의 역할을 하고 있다. 이러한 DOM의 분석을 위해 융설 유출이 발생하는 5월부터 9월 사이의 the North Boulder Creek 소유역 내 식물의 식생 밀도가 상대적으로 낮은 고산 지대와 산림이 우거진 준고산 지대의 2지점에서 하천수를 모니터링 하였다. 모니터링 결과 용존 유기탄소 (Dissolved Organic Carbon, DOC)의 농도는 2곳의 모니터링 지점 모두에서 융설 유출의 증가와 함께 증가하는 경향이, 첨두 농도 발생 이후에는 급격하게 감소하는 경향이 나타났다. 모니터링 된 DOM의 경우 실질적으로 humic 요소와 non-humic 요소로 정의될 수 있었는데, 이는 용존 유기탄소 내 fulvic acid 요소가 모니터링 기간 내내 감소했던 반면, 용존 유기물질 내 humic 요소의 광학적 특성은 하천 소유역 상의 source 뿐만 아니라 하천 내의 humic DOM의 source 역시 지속적으로 증가하는 양상이 뚜렷했기 때문이다. 첨두 유량이 발생하는 6월과 기저유량이 유지되는 9월의 DOM 구성은 15N and 13C의 계절적 축적과 지방족 탄소 성분의 방향족 탄소 성분으로의 변환으로 특정지을 수 있는데, 이는 DOM 구성 상 C:N 비율의 감소와 연관될 수 있다. 이러한 결과는 DOM의 화학적 구성의 계절적 변화가 DOM의 유역 내 source의 변화에 의한 것임을 의미하며, 특히 고산 지대 호수로부터의 DOM 생성이 기저유량 시기 동안의 하천 내 DOM 부하량의 중요한 인자임을 나타낸다. 본 연구 내용은 향후 유역 단위의 DOM source와 변화에 대해 평가함에 있어서 원소 분석과 유역 유출량과 같은 부수적인 정보가 함께 활용될 경우 탄소 및 질소의 안정적인 동위원소에 대한 정보가 유용하게 이용될 수 있음을 의미한다.
4. Originality & Applications
본 논문은 유역 내 DOM source 추적을 위해 DOM의 화학적 구성과 동위원소에 대한 모니터링 방법을 활용한 연구에 대한 내용이다. 실제 우리 연구실에서 이뤄지고 있는 DOM fluorescence 정성 및 정량화 연구에 있어서 화학적 구조에 대한 고찰을 위한 참고 자료로 활용될 수 있을 것으로 보인다.
5. Reviewer contact: 이승원 (swonlee@gist.ac.kr)