Factor Analysis of Soil and Water Quality Indicators in Different Agricultural Areas of the Han River Basins

한강수계 농업지대에서 토양과 수질 지표에 대한 요인 분석

Factor analysis technique was employed to screen the principal indicators influencing soil and water qualities in the intensively cultivated areas of the Han River Basin. Soil chemical parameters were analyzed for the soil samples collected at intensive farming area in Pyungchang-Gun, and water quality monitoring data were obtained from the agricultural small catchments of Han River Basin during 1996 and 1997. Among the $11{\times}11$ cross correlation matrix, 29 correlations were significant out of 55 soil quality indicator pairs. The overall Kaiser's measure of sampling adequacy(KMS) value was acceptable with 0.60. Most indicators except iron were acceptable. Among soil indicators, the first factors showing high factor loadings were pH, Ca and Mg. The factor loading was the highest for Ca. The second factor could be characterized as phosphate and micronutrient. The third factor was organic matter and EC, and the fourth factor was potassium and Fe. Out of 190 water quality indicators, 86 correlations were significant. Overall KMS value was 0.74, but the KMS values for pH, TSS, Cd, Cu and Fe were lower than 50. The first factor of EC accounts 27.1 percents of the total variance, and showed high factor loadings with Na, Ca, $SO_4$, Mg, K, Cl, $NO_3$, and T-N. The second factor showed high loadings with Zn, Fe, Mn and Cd. The third to seventh factors could be characterized as $PO_4$, TSS, inorganic nitrogen, pH and T-P, and Cu factors, respectively. The factor score for EC was the highest in Kuri, followed by Chunchon, Dunnae and Daegwanryng. The factor score for heavy metals were the highest in the Daegwanryng. The results demonstrated that the factor analysis could be useful to select the most principal factor influencing soil and water qualities in the agricultural watershed.

토양과 수질에 영향을 주는 주인자를 찾아내기 위하여 한강 수계에서 집약적 농업이 이루어지고 있는 지역을 대상으로 토양과 수질에 대한 요인 분석을 하였다. 화학성 분석을 위한 토양 시료는 고랭지 농업이 이루어지고 있는 평창군 일대에서 그리고 수질 시료는 한강의 소유역인 구리, 춘천, 둔내 및 대관령에서 1996년과 1997년에 채취하여 분석하였다. 분석된 토양의 질 11요소에 대한 상호 상관분석에서 55개 상관쌍 중 29개 상관쌍의 유의성이 인정되었다. 시료채취 적정성을 위한 전체 Kaiser값은 0.6이었다. 토양의 질 요소 중 부하가 큰값을 보이는 제1요인은 pH, Ca 및 Mg이었다. 제2요인은 인산과 미량요소이었으며, 제2요인은 인산과 미량요소이었으며, 제3요인은 유기물과 EC, 그리고 제4요인은 칼리와 철이었다. 수질 요소 20개의 190개 상관쌍 중 86개 상관쌍의 유의성이 인정되었다. 전체 Kaiser값은 0.74이었다. 수질요소 중 제1요인은 EC로 전체 변이의 27.1%를 차지하였으며 Na, Ca, SO4, Mg, K, Cl, NO3 그리고 T-N이 높은 부하를 보였다. 제2요인은 중금속 중 Zn, Fe, Mn 그리고 Cd이었다. 제3요인에서 제7요인은 각각 PO4, TSS, 무기질소, pH 와 T-P 그리고 Cu이었다. EC 요인 스코어는 구리에서 가장 높았고, 춘천, 둔내 및 대관령의 순이었다. 이 연구 결과는 요인 분석이 농업 소유역에서 토양과 수질에 영향을 주는 주요인 분석 선정에 유용함을 의미하였다.