해양 미생물 생태학은 바다에 서식하는 미생물들이 해양 환경과 상호작용하며 지구의 탄소, 질소, 황, 인 등 다양한 원소의 순환에 미치는 영향을 연구하는 학문입니다. 본 연구실에서는 해양 미생물의 다양성과 군집 구조, 그리고 이들이 해양 환경 변화에 어떻게 적응하고 기능하는지에 대해 심도 있게 탐구하고 있습니다. 특히, 극지방, 연안, 심해, 갯벌 등 다양한 해양 환경에서 미생물의 역할과 그들이 환경 변화에 어떻게 반응하는지에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있습니다. 미생물은 해양에서 유기물 분해, 영양염 순환, 온실가스(예: CO2, CH4) 발생 및 제거 등 핵심적인 생지화학적 과정에 관여합니다. 연구실은 미생물 군집 분석, 대사 경로 규명, 분자생태학적 기법, 생지화학적 실험 등을 통해 미생물의 생태적 기능과 환경 변화에 따른 반응을 정량적으로 평가합니다. 예를 들어, 해양 미생물은 용존 유기탄소(DOC)를 재광물화하여 대기 중 CO2로 방출하거나, 미생물 먹이망을 통해 에너지를 상위 영양단계로 전달하며, 일부는 난분해성 유기물(RDOM)로 전환하여 심해로 탄소를 격리하는 역할을 합니다. 이러한 연구는 해양 생태계의 건강성 평가, 기후변화에 따른 해양 탄소순환의 변화 예측, 해양 환경관리 및 보전에 중요한 과학적 근거를 제공합니다. 또한, 미생물의 생태적 기능을 활용한 해양 환경 복원, 오염 정화, 탄소 격리 등 실용적 응용 연구로도 확장되고 있습니다.

연안 및 갯벌 퇴적물은 해양 생태계에서 유기물 분해와 영양염 순환의 중심지로, 미생물에 의해 다양한 생지화학적 과정이 일어납니다. 본 연구실은 갯벌, 하구, 연안, 양식장 등 다양한 환경에서 퇴적물 내 미생물 군집과 이들이 주도하는 유기물 분해 경로(예: 황산염 환원, 철 환원, 망간 환원, 탈질, 메탄 생성 등)를 정량적으로 규명하고 있습니다. 특히, 식생(예: 염생식물, 잘피), 생물교란(저서동물), 강우 및 기후변화, 인위적 구조물(방조제, 양식장 등)이 미생물 생지화학 과정에 미치는 영향을 집중적으로 연구합니다. 퇴적물 내 미생물은 유기탄소를 다양한 전자수용체(산소, 황산염, 철, 망간 등)로 산화시키며, 이 과정에서 암모니아, 인산염, 황화수소, 이산화탄소, 메탄 등 다양한 대사산물을 생성합니다. 이러한 대사산물은 다시 수층으로 방출되어 1차 생산자(식물플랑크톤)의 성장에 기여하거나, 해양의 부영양화, 저산소화, 유해조류 발생 등 환경문제와도 밀접하게 연결됩니다. 연구실은 현장 관측, 실험실 배양, 분자생태학, 동위원소 추적 등 다양한 방법을 활용하여 미생물 군집의 구조와 기능, 그리고 환경 변화에 따른 반응을 체계적으로 분석합니다. 이 연구는 연안 생태계의 탄소 및 영양염 순환 메커니즘을 이해하고, 인간 활동(양식, 방조제 건설, 오염 등)에 따른 환경영향 평가, 해양 환경 복원 및 지속가능한 관리 전략 수립에 중요한 과학적 기반을 제공합니다. 또한, 미생물 기반의 환경지표 개발, 오염물질 정화, 탄소 격리 등 실용적 응용 연구로도 이어지고 있습니다.