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[생태학]관악산의 토양과 식생, 토양생물간의 관계

(토양-식생실험)관악산 토양의 이화학적 성질과 식생,그리고 토양생물과의 관계[요약]2005년 9월과 10월에 걸쳐 관악산에서 토양과 식생, 토양생물과의 관계에 대하여 조사하였다. 조사지역 모두 신갈나무가 우점종으로 나타났다. 그러나 토양내의 유기물과 수분의 함량이 큰 지역에서는 참나무과인 졸참나무와 신갈나무의 상대피도가 높게 나타났다. 반대로 토양내의 유기물과 수분량이 적은 지역에서는 적은 양이지만 소나무가 나타났으며 특히 인산과 질산의 양이 상대적으로 적은 방형구에서는 소나무과인 리기다소나무, 입갈나무, 소나무의 상대피도가 높게 나타났다. 이는 척박한 땅에서도 잘 자라는 소나무의 특성이 반영된 것이다.주로 곤충강의 톡토기와 거미강의 응애목이 나타났던 토양생물과 토양은 뚜렷한 관계를 보여주지는 않았지만 인산과 질산, 그리고 유기물의 함량이 높았던 지역에서 그 양이 20%정도 많았다.Ⅰ. 서론산림의 토양은 산림생태계에서 임목생육의 터전으로 기후와 지형의 영향을 받으면서 성장하는 생물군과 여러 지질학적 기질의 상호작용에 의하여 생성된다. 그리고 토양은 식생과의 상호작용을 통해 그의 이/화학적 성질에 따라 산림식생의 조성상태와 생장에 영향을 끼친다(진과 변, 1999). 산림식생의 조성상태와 생장에 영향을 끼치는 토양의 성질 중 pH의 역할에 관한 중요성은 Miller and Donahue(1990)와 구(2001)등의 연구에서 나타난다. 이 외에도 수분(Davis, 1928), 유기물(Strenzke, 1952), 온도(Kaneko, 1985), 빛(Woodring, 1966)등의 역할의 중요성이 여러 연구에서 나타나고 있다.산림의 토양에는 8문 18강 82목에 이르는 동물군이 서식하고 있는데(청목, 1980) 이중 절지동물문이 7강 38목(Dindal, 1990) 으로 거의 절반을 차지하며 개체군에 있어서는 곤충강의 톡토기목과 거미강의 응애목이 많은 부분을 차지하고 있다(손과 최, 2000). 토양생물들은 유기물의 생성, 질소의 고정, 양분의 동화, 질산균과의 는 아카시아 동산-해발2 에서 15*15m의 3개의 방형구를 설정하고 301 동뒤에 5개의 방형구를 설정하였다.2)조사지개황관악산은 높이 692m의 동경 126°57’, 북위 37°27’에 위치하는 산으로 서울과 경기도 안양시, 과천시에 걸쳐서 위치한다(김재근, 1989). 이 지역의 연 평균 기온 은 11.6℃이고 평균 강수량은 1364.8mm이다(중앙기상대, 1985). 조사가 이루어 진 9월의 평균 강수량은 137mm였다.2.실험방법*토양의 조사: 조사구의 토양의 이/화학적 성질을 조사하였다. 토양 표본은 방형구의 네 모서리와 중간 지점에서 반복 채토하였으며 채토한 토양을 망에 쳐서 분석에 사용하였다.1)채토 : 모종삽, 30 × 30 cm 방형구, 전정가위, 30 × 30 cm 비닐봉지- 식생조사 지역에서 각 방형구 별로 5군데에서 토양을 채집한다. 토양채집은 모종삽을 이용하여 30cm×30cm 방형구를 식생 조사 방형구에 놓고 유기물층을 제외하고 채토한다. 5군데에서 채집한 토양을 섞어서 방형구 별로 샘플을 1개씩 만든다.2)토양의 함수량 측정-생토함수량(Fresh Moisture): 큰 돌이나 나무뿌리 등이 제거된 토양을 10~20g 정도 건조접시에 담아 공기순환 건조기에 넣고 105 C에서 24시간 이상 건조 후 Desicaator에서 냉각시킨 후 무게를 측정하여 구한다.-건토함수량(Air-dried Moisture): 그늘에서 토양을 건조시킨 후에 2mm의 체로 걸러 5~10g을 건조접시에 담아 공기순환 건조기에 넣고 105 C에서 무게가 일정해질 때까지 (6~12시간 이상) 건조시켜 Desicaator에서 냉각시킨 후 무게를 측정하여 구한다.-계산:수분함량(%) =× 103) 토양 유기물 함량 (회분 제거 건중량): 건조기에서 건조시킨 토양 10g을 무게를 알고 있는 도가니에 담은 후 용광로에 넣고 온도를 천천히 올려 550 C가 되게 한 후 4시간 가열하고 용광로가 식은후에 도가니를 desiccator에 옮기고 실온까지 식혀 무게를 측정한다.rpm으로 5분간 원심분리하여 Whatman no. 42 거름종이에 여과한다.-인산의 양은 아스코르빈산 환원법을 이용하며 인산과 마찬가지로 흡광도를 측정한 후 작성한 standard curve에 토양의 흡광도를 대입하여 인산량(ppm)을 구한다.*토양생물조사:1) 채취 : 형체를 확인할 수 있는 쌓인 낙엽을 걷어낸 후(토양의 L층 제거), 부식질이 나오는 지점(토양 F층)에서부터 일정 깊이까지 일정 면적의 토양을 채취한다. 대개 방형구를 정한 후 각 모서리와 중앙에서 토양을 채취한 후 섞은 것을 조사시료로 이용하도록 한다.2) 추출 : 채취한 토양은 Tullgren 장치에 넣고 24시간 이상 고정시키며 배출구에 80% 알콜을 담은 병을 놓아서 떨어지는 토양동물들을 받아낼 수 있도록 장치한다.3) 동정 : 채취지역별로 추출된 토양동물은 해부현미경을 이용한 외부형질의 관찰을 통해 토양동물 검색표를 바탕으로 강 또는 목 수준까지 동정한다.4) 분석 : 조사지역별로 토양동물군집상을 비교한다.*식생 조사 (Quadrat Method): 방형구법을 이용하여 식물군집을 정량적으로나타내었다. 토양의 이/화학적 성질을 조사한 15*15m의 방형구가 식생조사의 범위가 되었다.1)자료 수집: 종별 개체수와 목본의 경우 흉고직경을 측정하였고 흉고직경이 5cm가 넘지 않는 것들은 그 개체 수만을 측정하였다.2)밀도와 피도, 빈도계산:밀도Di=i 종의 개체수(ni)/ 방형구 면적(A)피도Ci=i 종이 차지하는 면적(ai)/방형구 면적(A)빈도Fi=i 종이 출현한 방형구 수(Ji)/총 방형구(Pt)상대치를 계산 하되 상대피도의 경우 흉고직경을 이용하여 계산하였다.Ⅲ. 결과 및 논의1. 토양 조사1) 토양의 함수량과 유기물량Fig. 1. Air-dried moisture and amount of organic matter of each site토양은 함수량에 따라 단단하고 부서지기 쉬운 건조토양, 연하고 습한 젖은 토양 및 쥐어짰을 때 물이 흐르고 손가락 사이로 흙이 흘러내리는 습한 토양 pH가 낮은 산성토양의 경우 유기토양이며, 무기토양의 경우는 중성이거나 혹은 알칼리성이다. 이는 유기토양의 경우 양이온 치환이 크고 그중 수소이온이 차지하는 비율이 높아지기 때문에 수소이온의 치환이 많이 일어나는 유기토양에서의 토양수내의 수소이온의 농도가 높아져 pH값이 낮아지기 때문이다(구, 2001).301동의 경우가 대체로 site 1,2,3에 비해 pH가 높게 나타난다.Fig. 2. pH of each site3) 토양의 질산과 인산토성, 함수량, pH 및 영양소의 중요한 결정인자인 토양의 유기물은 C, H, O, N, S, P 등으로 구성되어 있다. 따라서 인산과 질산의 함량을 구하는 것도 중요하다.Fig. 3. Amount of N and P on each site질산의 함량은 근소한 량이지만 site1, site2, site3가 301동 보다 높으며 인산의 양 역시 site1이 site2와 3보다 적긴 하지만 301동 지역보다는 높았다. 이는 유기물의 함량과 함수량과 같은 경향성을 갖는다.2. 토양 동물토양에 서식하고 있는 동물군은 8문 18강 82목에 이르는 것으로 알려져 있다(청목, 1980). 이 중에서 절지동물문은 7강 38목(Dindal, 1990)으로 거의 절반을 차지하고 있으며 개체군에 있어서는 곤충강의 톡토기목과 거미강의 응애목이 많은 부분을 차지하고 있다. 정해진 방형구에서도 톡토기목과 응애목이 가장 많은 부분을 차지하고 있었다. (Fig.4) 토양 미소절지동물들은 토양미생물과 함께 토양에 공급되는 동식물의 유체나 배설물 등 토양유기소재들의 분해 토양의 입단 구조의 생성. 보수성의 변화, 투수성의 변화 토성의 변화 양분의 축적 등 토양의 물리화학적 성질을 변화시킴으로 식생과 동물에 영향을 미쳐 토양생태계 균형 유지 및 물질과 에너지 순환에도 큰 역할을 하고 있다(청목, 1980).유기물의 함량이 많은 곳에 토양생물의 양이 많지만 비가 오거나 생토의 함수량이 높을 경우 토양생물의 수는 적게 나타난다(곽 외, 1989). 그 영향으로 류(1997)에서도 소나무 군락의 함수량이 가장 적었던 것으로 그 결과가 일치한다. 소나무는 pH와도 관련이 있는데 일반적으로 소나무림보다 낙엽활엽수림에서 pH가 낮게 나타난다(조와 오, 1987). 일반적으로 활엽수림이 침엽수림보다 무기물 순환이 활발하고, 활엽수 중에서도 특히 신갈나무의 낙엽에 무기양분함량이 높다(장 외, 1987). 같은 날 채집한 site1, site2, site3의 토양을 비교하여도 (301동 지역과의 조사일 사이에 비가 내렸다.) site2의 pH값이 적다. 이는 site1과 site3에서 소나무과의 나무가 나타났던 것과는 달리 site2는 낙엽활엽수만이 나타난 것과 연관이 있다.Fig. 5. Degree of Ci on each siteⅣ. 결론관악산의 토양은 대체로 약산성의 유기토양이었으며 식생의 경우 301동 근처는 소나무인 침엽수림이 주로 위치하며 순환도로 근처의 site는 참나무과의 활엽수목이 우점종을 이루고 있었다.토양속의 유기물의 양은 함수량과 관계가 있었으며 이는 식생과도 관련이 있었다. 유기물의 양이 다른 방형구 보다 적어 상대적으로 토양이 척박한 301동의 경우 건토의 함수량도 적으며 식생조사의 결과 함수량이 적은 곳에서도 잘 자라는 리기다소나무와 잎갈나무, 소나무와 같은 침엽수림의 상대피도가 크게 나타난다. 반대로 유기물의 함량이 높은 site1,2의 지역은 졸참나무와 신갈나무 같은 활엽수가 상대적으로 많이 나타난다. 즉, 가까운 지역일지라도 토양의 유기물의 함량에 따라 식생이 다를 수 있다는 것이다. 또한 무기영양물질인 인산량과 질산량을 측정한 결과, 인산과 질산 역시 토양을 비옥하게 만들며 식생과의 연관이 있음을 알 수 있다. 또한 낙엽의 유기물 함량이 활엽수군락인 site1,2,3에서 높게 나타나는데 낙엽의 유기물 함량은 다시금 토양에 영향을 주게 된다. 즉, 토양의 유기물은 식생에 영향을 미치며 이러한 식생이 다시 토양에 영향을 미치는 관계를 맺고 있는 것이다.조사지역 내에서는 톡토기와 응애가 가장 많이 -24

자연과학| 2005.11.29| 14페이지| 1,500원| 조회(781)

관악산의 식생, 토양조사, 토양과 토양생물, 토양과 식생

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