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Interpretation of Soil Catena for Agricultural Soils derived from Sedimentary Rocks

퇴적암 유래 농경지 토양에 대한 카테나 해석

  • 손연규 (농촌진흥청 국립농업과학원) ;
  • 이동성 (농촌진흥청 국립농업과학원) ;
  • 김근태 (농촌진흥청 국립농업과학원) ;
  • 현병근 (농촌진흥청 국립농업과학원) ;
  • 전혜원 (농촌진흥청 국립농업과학원) ;
  • 전상호 (농촌진흥청 국립농업과학원)
  • Received : 2017.09.19
  • Accepted : 2017.10.30
  • Published : 2017.12.31

Abstract

In Korea, the soil series derived from sedimentary rocks are classified into seven soil series of coarse loamy soil such as Dain, Danbug, Dongam, Imdong, Jeomgog, Maryeong, and Yonggog; seventeen soil series of fine loamy soil such as Angye, Anmi, Banho, Bigog, Deoggog, Dogye, Dojeon, Gamgog, Gugog, Jincheon, Maji, Mungyeong, Oggye, Samam, Yanggog, Yeongwol, and Yulgog; six soil series of fine silty soil such as Goryeong, Bonggog, Juggog, Gyeongsan, Yuga, and Yugog; and four soil series of clayey soil such as Mitan, Pyeongan, Pyeongjeon, and Uji. All thirty-four soil series have different drainage rates and topography. However, the soil texture depends on the parent rock. The buffer functions in GIS (Geographic Information System) techniques were used to calculate adjacent soil series from a soil series. The length of the adjacent soil series was adjusted because a side of the buffer area was one meter long. The cluster analysis was conducted using the CCC (Cubic Clustering Criterion) method, in which the number of clusters is calculated based on the individual soil series ratio. Soil survey has been carried out since 1964 as "The reconnaissance soil survey", and 1:5,000 detailed soil survey was completed in 1999 with a five-years plan in Korea. Today, all the soil survey information has been computerized. GIS techniques were used to establish a digital soil map; however, there have not been any studies to interpret pedogenesis using the GIS technique. In this study, the area of the adjacent soil series were obtained using the GIS technique. The area of the adjacent soil series can be calculated based on the information area. The similarities of soil originated from sedimentary rocks were estimated using the length. As a result, the distribution of grain size was different based on the types of sedimentary rocks and the location. The clusters were distinguished into limestone, sandstone, and shale. In addition, the soil derived from shale was divided into red shale and gray shale. This means that quantitative interpretation of the catena and this established method can be used to interpret the relationship between soil series.

본 연구에서는 퇴적암 유래 농경지 토양의 카테나의 정량적, 객관적인 해석을 위해 세부정밀토양도(축적 1:5,000)의 속성자료 중 토양통자료를 이용하여 지리정보시스템(ArcGIS, ESRI, US)과 R 통계분석프로그램을 이용하여 분석하였다. 분석에 사용된 토양통의 인접한 토양통 길이 산정을 위해 GIS 프로그램의 Buffer 기능을 이용하여 각 토양통에 폭 1m의 buffer을 형성하고 인접한 토양통들의 buffer 면적과 이를 이용하여 길이를 산출하였다. R 통계분석프로그램을 이용하여 각각의 토양통별로 인접한 토양통의 면적을 비율로 환산하고, 그 값을 기준으로 입체군집기준(Cubic Clustering Criterion)을 이용해 군집의 개수를 선정하였다. 군집의 수를 선정 후 인접 토양통의 비율을 이용해 군집분석을 수행하여 퇴적암 유래 농경지 토양들의 유사성 분석을 시도하였다. 군집분석 결과 퇴적암 지대별로 암석의 종류에 따라 입경분포가 다르게 나타나 사양질 토양은 주로 사암 모재, 식양질 토양은 혈암 모재, 미사식양질 내지 식질의 토양은 석회암 모재로 구별되어, 석회암 < 혈암 < 사암의 순이었다. 한편, 혈암유래 농경지 토양은 적색혈암과 회색혈암으로 구분되고, 적색혈암은 사양질과 식양질, 회색혈암은 식양질과 미사식양질이 주로 분포하는 것으로 나타났다. 토양연접군에 대한 정량적인 해석을 의미하며, 이러한 분석방법들을 통한 해석으로 토양통들의 입경분포, 특히 점토함량에 따른 연관성 분석을 할 수 있었고, 분포위치와 모암에 대한 연관성에 대해서는 보다 심도있는 연구가 필요할 것으로 보여진다.

Keywords

References

  1. Brandy, N.C. 2013. Elements of the nature and properties of soil, Third edition. Pearson Education International, USA, pp.58-95.
  2. Brown, D.J., M.K. Clayton, and K. McSweeney. 2004. Potential terrain controls on soil color, texture contrast and grain-size deposition for the original catena landscape in Uganda. Geoderma 122(1):51-72. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2003.12.004
  3. Chae, Y.A., J.O. Guh, H.S. Suh, Y.M. Lee, and S.K. Jong. 2005. Basic biostatistics. Hyangmunsa, Seoul. pp.328-338 (채영암, 구자옥, 서학수, 이영만, 정승근. 2005. 기초생물통계학. 향문사, 서울. 328-338쪽).
  4. Charrad, M., N. Ghazzali, V. Boiteau, and A. Niknafs. 2014. NbClust: an R package for determining the relevant number of clusters in a data set. Journal of Statistical Software 61(6):1-36.
  5. Grealish, G., R.W. Fitzpatrick, and S.O. Asem. 2015. Assisting non-soil experts to identify soil types for land management to support restoration of arid rangeland native vegetation in Kuwait. Arid Land Research and Management 29(3): 288-305. https://doi.org/10.1080/15324982.2014.973620
  6. Jung, Y.T., E.H. Park, Y.P. No, and K.T. Um. 1986. Suitability grouping system of paddy soils for multiple cropping part II. Korean Journal of Soil Science and Fertilizer 19(3):238-258 (정연태, 박은호, 노영팔, 엄기태. 1986. 다모작을 위한 답토양적성등급 구분 제 2보: 적성등급 구분기준. 한국토양비료학회지 19(3):283-289).
  7. Jung, Y.T., E.S. Yang, and R.K. Park. 1982. Studies on the interpretative classification of paddy soils in Korea I: a study on the classification of sandy paddy soils. Korean Journal of Soil Science and Fertilizer 15(2):128-140 (정연태, 양의석, 박래경. 1982. 우리나라 답토양의(沓土壤) 실용적분류에 관한 연구 제1 보 사질답(砂質沓) 분류에 관하여. 한국토양비료학회지 15 (2):128-140).
  8. Jung, Y.T. and E.S. Yun. 1990. Soil fertility capability classification. Korean Journal of Soil Science and Fertilizer 44:21-21 (정연태, 윤을수. 1990. 밭 토양 비옥도(肥沃度) 능력구분. 한국토양비료학회 학술발표논문집 44:21-21).
  9. Jung, Y.T., I.S. Son, E.S. Yun, J.K. Kim, S.J. Jung, and G.H. Cho. 1994. A study on the establishment of land suitability grouping for paddy-upland rotation system in Korea. RDA Journal of Agriculture Science 36(2):262-267.
  10. Kwak, G.H., Y.J. Kim, B.U. Chang, and N.W. Park. 2017. Quantitative comparison of univariate kriging algorithms for radon concentration mapping. The Korean Association of Geographic Information Studies 20(1):71-84 (곽근호, 김용재, 장병욱, 박노욱. 2017. 라돈 농도 분포도 작성을 위한 단변량 크리깅 기법의 정량적 비교. 한국지리정 보학회지 20(1):71-84).
  11. Lee, C.Y., J.H. Jeong, Y.H. Son, J.K. Byun, and C.D. Koo. 2009. Forest soils. Korean Journal of Soil Science and Fertilizer 42(3):238-258 (이천용, 정진현, 손요환, 변재경, 구창덕. 2009. 산림토양. 한국토양비료학회지 42(3):238-258).
  12. Park, S.J., Y.K. Sonn, S.Y. Hong, C.W. Park, and Y.S. Jang. 2010. Spatial distribution of major soil types in Korea and an assessment of soil predictability using soil forming factors. The Korean Association of Geographic Information Studies 45(1):95-118 (박수진, 손연규, 홍석영, 박찬원, 장용선, 2010. 한국 주요 토양유형의 공간적 분포와 토양형성요인을 이용한 예측가능성 평가. 대한지리학회지 45(1): 95-118).
  13. RDA(Rural Development Administration National Institute of Agricultural Sciences). 2007. (For hydrological interpretation) Soil hydrological characteristics and application of soil electronic map. pp.73-93 (농촌진흥청 국립농업과학원. 2007. (수문해석을 위한) 토양수리특성과 토양전자지도의 활용. 73-93쪽).
  14. Ruhe, R.V. 1975. Climatic geomorphology and fully developed slopes. Catena 2:309-320. https://doi.org/10.1016/S0341-8162(75)80019-1
  15. Ryan, P.J., N.J. McKenzie, and S. Murphy. 1999. Spatial prediction of soil properties using environmental correlation. Geoderma 89(1-2):67-91. https://doi.org/10.1016/S0016-7061(98)00137-2
  16. SAS Institute Inc. 1983. SAS(R) Technical report A-108: Cubic Clustering Criterion pp.1-29.
  17. Sonn, Y.K., G.S. Hyeon, M.C. Seo, K.H. Jung, B.K. Hyun, S.J. Jung, and K.C. Song. 2006. A taxonomical consideration based on changes of salinity and profile features of the texturally different two reclaimed tidal soils. Korean Journal of Soil Science and Fertilizer 39(2):59-64 (손연규, 현근수, 서명철, 정강호, 현병근, 정석재, 송관철, 2006. 간척지 염해답토양의 토성별 제염기간 및 단면특성변화를 기준한 분류학적 고려. 한국토양비료학회지 39(2):59-64).
  18. Sonn, Y.K., H.J. Cho, B.K. Hyun, H.C. Chung, and K.S. Shin. 2015. Analysis of catena on representative soils derived from granite and granite gneiss. Korean Journal of Soil Science and Fertilizer 48(4):255-261 (손연규, 조현준, 현병근, 전현정, 신국식. 2015. 화강암 유래 농경지대표토양의 토양연접군 분석. 한국토양비료학회지 48(4):255-261). https://doi.org/10.7745/KJSSF.2015.48.4.255
  19. Sonn, Y.K., M.C. Seo, C.W. Park, B.K. Hyun, and Y.S. Zhang. 2008. The classification and interpretation of Korean soils derived from sedimentary rocks using multidimensional scaling. Korean Journal of Soil Science and Fertilizer 41(6)387-392 (손연규, 서명철, 박찬원, 현병근, 장용선. 2008. 다차원척도법을 이용한 우리나라 퇴적암 유래토양의 분류 및 해설. 한국토양비료학회지 41(6):387-392).
  20. Yoo, J.Y., M.H. Choi, and T.W. Kim. 2010. Spatial analysis of drought characteristics in Korea using cluster analysis. Korea water resources association 43(1):15- 24 (유지영, 최민하, 김태웅. 2010. 군집분석을 이용한 우리나라 가뭄특성의 공간적 분석. 한국수자원학회지 43(1):15-24). https://doi.org/10.3741/JKWRA.2010.43.1.15
  21. Yun, E.S., Y.T. Jung, Y.K. Sonn, S.Y. Hong, B.K. Hyun, G.S. Hyun, C.H. Yoo and K.Y. Jung. 2009. Soil survey.classification and interpretation of Korea. Korean Journal of Soil Science and Fertilizer 42(S1): 5-27 (윤을수, 정연태, 손연규, 홍석영, 현병근, 현근수, 류철현, 정기열, 2009. 우리나라의 토양조사.분류 및 해설. 한국토양비료학회지 42(S1):5-27).