제주도(濟州道) 삼나무 조림지(造林地)를 대상(對象)으로 원야조림(原野造林)에 의한 토양(土壤)의 화학적(化學的) 성질(性質)의 변화(變化)를 비교(比較) 검토(檢討)한 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 표토(表土)(0~10cm)의 전질소(全窒素), 전탄소(全炭素) 치환성(置換性) Ca, Mg, K 및 염기포화도(鹽基飽和度)에서 조림후(造林後) 임분(林分)의 폐쇄시기(閉鎖時期)인 10년(年)까지는 감소(減少)하는 경향(傾向)을 보였다. 그 후(後) 임분(林分)의 폐쇄(閉鎖)가 완료(完了)된 10년이후(年以後)부터는 증가(增加)하는 경향(傾向)을 보였으며 특(特)히 치환성(置換性) Ca, Mg은 많은 임분(林分)에서 급격(急激)한 증가(增加)를 보였다. 2. 토양(土壤)의 화학적(化學的) 성질(性質)의 수직분포(垂直分布)에 있어서 전탄소(全炭素), 전질소(全窒素), 치환산도(置換酸度), 치환성(置換性) Ca, Mg, K는 토심(土深)이 깊어질수록 감소(減少)하였으며 이 중 치환성(置換性) Ca, Mg은 10~20층(層) 이하(以下)에서는 거의 일정(一定)한 값을 보였다. 3. 폐쇄전(閉鎖前)과 폐쇄후(閉鎖後)의 토양양분량(土壤養分量)(ha, 50cm)은 전질소(全窒素), 전탄소(全炭素)에서는 거의 같았으나, 치환성(置換性) Ca, Mg, K는 폐쇄후(閉鎖後)에서 각각(各各) 1.8배(倍), 1.6배(倍), 1.5배(倍) 정도(程度) 많은 값을 나타냈다. 4. 전층(全層)의 양분량(養分量)에 대한 표층토(表層土)의 양분량(養分量)의 비율(比率)은 폐쇄전(閉鎖前)과 폐쇄후(閉鎖後)에서 각각(各各) 치환성(置換性) Ca이 30%와 50%, 치환성(置換性) Mg이 30%와 40%로 폐쇄후(閉鎖後)에서 많은 값을 나타내었으나, 전탄소(全炭素), 전질소(全窒素) 및 치환성(置換性) K에서는 거의 같은 값을 보였다.
최근 대기중 이산화탄소함량의 증가는 지구온난화의 관점에서 상당한 주목을 받고 있으며 이산화탄소의 흡수저장 능력을 가진 산림내 탄소저장능력에 대한 관심을 증가하고있다(Vitousek, 1991; Alban 과 Perala, 1992). 주로 유기물로 존재하는 산림생태계내 유기탄소는 지구탄소순환에 크게 기여할 뿐만 아니라 토양 이화학적 특성과 밀접한 관련을 가지는 것으로 알려져 있다(Alban 과 Pelara 1992). 본 연구는 경기도 광릉에 위치한 밀도와 지위가 다른 31년생의 성숙한 리기다소나무임분을 대상으로 탄소저장량과 년 탄소증가량이 어느 정도 되는지를 알아보기 위해서 실시하였다.(중략)
아까시나무 조림이 토양에 미치는 영향을 파악하기 위하여 아까시나무 조림지와 인접하고 있는 다른 임분의 토양 이화학적 성질을 비교, 분석하여 토양특성의 변화에 대해 조사하였다. 아까시나무 조림지와 인접 임분의 토성은 대부분 사양토와 양질 사토로 나타났다. 토양 pH, 유효인산의 함량, 탄소와 전질소의 함량이 아까시나무 조림지와 인접 임분사이에 차이가 있음을 확인할수 있었다. 아까시나무 조림지에서 토양 pH와 탄소의 함량은 참나무류림보다는 낮지만, 소나무류림보다는 높았으며, 유효인산과 질소의 함량은 아까시나무 조림지가 인접 임분보다 높게 나타났다. 각 임분들 사이에서는 토양 pH가 높은 통계적인 유의성을 보였으며, 탄소와 전질소함량에서도 통계적인 유의성이 있었다. 또한 토양 pH, 탄질률, CEC, 전질소함량 순으로 높은 상관관계를 보였다. 아까시나무가 인접하고 있는 참나무류림과 소나무류림에 침입하는 정도를 다르게 할 수 있다고 추론할 수 있었다.
오늘날 중금속으로 오염된 토양의 위해도 평가 및 오염토양 복원을 위한 기술의 적용에 있어서 점차 중금속의 생물유효도(bioavailability)가 총함량보다 중요하게 생각되고 있다. 그 결과 많은 연구자들은 토양과 토양수 내의 생물에 유효한 중금속의 함량을 조사함과 더불어 이 유효도에 영향을 미치는 주요 토양환경인자를 연구하고 있다. 따라서 본 총설은 일반적으로 유효도 평가에 이용되는 기존의 여러 방법들을 비교평가하고 중금속 유효도의 중요성을 이에 영향을 미치는 토양 인자와 함께기술하였다. 현재까지 다양한 유효도 측정 방법이 개발되어 많은 연구에 적용되고 있는데, 이에는 화학적 침출 방법 (chemical based extraction)과 이온 선택성 전극 (ion selective electrode, ISE) 및 확산구배막(diffusive gradient in the thin film, DGT)을 이용한 중금속 화학종 분리방법 등을 들 수 있다. 그러나 이와 같이 개발된 다양한 기술이 유효도 측정에 있어서 괄목할 만한 성과를 내고 있음에도 아직 국제적으로 인증되고 있는 기술이 있는 것은 아니다. 게다가 토양 중 중금속의 유효도는 토양의 종류 및 특성 그리고 측정 대상인 중금속의 종류에 따라 매우 다양한 양상을 보여준다. 토양 중 중금속의 유효도 변화는 주로 토양과 토양수 사이에서 일어나는 이온교환 반응을 통한 중금속 흡착(adsorption)과 탈착(desorption)에 의하여 일어나며 이 반응은 토양 pH, 유기물, 토양수 중 유기탄소(dissolved organic carbon, DOC), 유기산(low-molecular weight organic acids, LMWOAs) 및 주요 양이온과 같은 토양환경인자의 변화에 영향을 받는다. 예를들어 토양 pH의 증가는 탈수소화(deprotonation) 작용을 통해서 토양표면의 중금속 흡착능력을 높여 결과적으로 유효도를 감소시킨다. 토양중 유기물은 중금속 유효도를 감소시킴과 동시에 유기탄소 및 유기산의 원천으로서 유효도를 증가시키기도 한다. 즉, 유기물은 주로 음으로 하전된 표면을 가지고 있어 중금속을 고상으로 흡착시켜 유효도를 감소시킨다. 반면에 유기물에서 녹아 나온 토양수중 유기탄소 및 유기산은 강한 킬레이트(chelate)로서 토양표면으로부터 중금속을 떨어져 나오게 하여 유효한 중금속 함량을 높여준다. 이와 같은 중금속 이온과 토양인자 사이의 상호반응은 토양의 종류 및 중금속의 종류에 따라 매우 다양하다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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