A Study on the Distribution of Underground Plant Biomass and its Effect on the Stream Bank Stability

농촌 소 하천 제방 상의 식물 근계 분포 현황에 따른 제방 지지 역할에 관한 연구 - 경남 진주시 농촌 소하천 유역의 대나무와 잔디를 대상으로 -

The purpose of this study is to find out the distribution of underground biomass and its soil stabilizing effects. Bamboo and grass were examined and compared. 1. Thirty 'soil & root' samples were collected to the depth of 30cm with Impact-corer, and then divided into three sections(0-10cm, 10-20cm, 20-30cm). Each piece had a volume of $950cm^3$ and the underground biomass was separated from the soil particles by washing with flowing water. The average underground biomass rates of bamboo and grass were 10.8% and 4% of each sample, respectively. The rate of grass root biomass declined with depth, but the bamboo root biomass was at peak at around 20cm depth. 2. The shear strength was measured with con-penetration tester at each sample collecting site. Three measurements were made at each depth(0-10cm, 10-20cm, 20-30cm) and were compared with the impact counts needed to insert the corer to the depth of 30cm. The shear strength has clear correlations with underground biomass. The more underground biomass, the higher shear strength. The shear strength of bamboo was about three times larger than the grass.

본 연구에서는 남부 지방 농촌 소하천 제방 지역에 분포하는 죽림의 제방 보강역할을 파악하기 위해서 경남 진주시에 위치한 소하천 제방에 분포하는 죽림(분죽)과 잔디의 지중 뿌리 밀도 및 각 제방 토양의 관입 저항을 측정하였다. 연구 결과는 다음과 같다. 1. 대나무의 경우 토양 깊이가 깊어질수록 뿌리 분포량이 증가하는 경향을 보이는 반면 잔디는 감소하는 경향을 보여 지중 20-30cm 구간에서 가장 높고 지표면(0-l0cm)에서 가장 낮게 나타났다. 반면에, 잔디는 지표면(0-l0cm)에서 가장 높은 뿌리 밀도를 보였으며, 지중 20-30cm 구간에서 가장 낮은 뿌리 밀도를 보였다. 또한, 지중 30cm까지의 전체뿌리 분포량은 대나무가 잔디의 약 2.5배에 이른다. 죽근의 경우 지중 50cm 이상까지 분포함을 고려할 때, 실제로는 이보다 차이가 많을 것으로 예상된다. 2. 시료채취를 위한 관 삽입 시 소요되는 타격수는 지중 뿌리의 밀도에 따라서 현격하게 차이가 나는데 죽근의 관입 저항치(평균 21회)가 잔디(평균 8회)의 3배 정도인 것으로 나타났다. 3. 콘 관입시험 결과 죽근의 경우는 지중 뿌리 분포와 비슷한 경향으로 저항치가 증가하며, 잔디류의 경우 지표면(0-l0cm)가장 높았으며(평균 46kgf), 20-30cm 깊이에서 가장 낮게(24kgf) 나타났다. 이상의 결과를 종합할 때, 토양 중 뿌리의 분포 형태 및 밀도는 식물에 따라서 다양하게 나타나며, 하천제방의 안정성도 분포하는 식물이 가지는 뿌리 특성에 영향을 받는 것으로 보인다. 그러나, 토양중 근계 분포에 따른 토양 안정성 변화를 분석할 수 있는 표준적인 방법이 마련되어 있지 않은 상태이기 때문에 이상의 결과는 하나의 실험적 시도에 불과하며, 식물뿌리의 구조역학적 역할을 규명하기 위해서는 앞으로 보다 다양한 방법의 연구를 통해서 가장 합리적이고 객관적인 측정법이 향후 우선적으로 마련되어야 할 것으로 생각된다.