진천분지 하안단구면 상부에 퇴적되어 있는 뢰스-고토양 연속층인 진천단면을 대상으로 형성시기 및 입도조성과 기후변화 등 퇴적환경을 밝혔다. 진천단면은 상부에서 하부로 표층, 뢰스-고토양 연속층, 점이층 I, 점이층 II 그리고 하안단구 자갈층으로 이루어져 있다. OSL 연대측정 결과 뢰스-고토양 연속층은 MIS 6~4에 퇴적된 것으로 판단된다. 연속층은 대자율 변화에 기초하여 4개의 층준으로 구분된다. 입도분석 결과, 진천단면 뢰스-고토양 연속층은 지금까지 한국에서 보고된 뢰스 퇴적층과 입도조성이 유사하다. 특히 Y값은 중국 뢰스고원의 뢰스 및 고토양 층준보다는 작고, Red Clay 또는 양쯔강 하류의 Xiashu 뢰스와 유사하다. 이는 원거리 기원 또는 퇴적 이후 한반도에서 강한 풍화작용을 경험한데 기인한 것으로 생각된다.
해방후 50년간 우리 나라의 자연지리학 연구는 주로 지형학과 기후학에 의해 주도 되어 왔다. 자연지리학이 지니는 종합적인 학문적 성격에도 불구하고 개별 각론들이 독자적 으로 연구되어 왔고 그 연구 대상이나 연구 방법이 워낙 다양하기 때문에, 자연지리학 연구 의 전체적인 방향성이나 패러다임을 찾기가 힘들다. 지난 50년간 우리 나라 자연지리학 연 구중에서 지형학과 기후학을 제외한 나머지 연구를 자연지리학 일반으로 간주하고 이들 연 구를 자연지리학 총론, 토양지리학, 식물지리학, 수문지리학, 인간과 자연 환경이라는 주제로 구분해 정리하였다. 원래 자연지리학이 추구하던 통합적 접근방법이 점차 사라지고 자연지 리학 각론들이 각기 이웃한 지구과학과 밀접한 관계를 맺으면서 발전하여 왔다. 다학문적 해결책만이 유일한 대안이 되어 버린 환경 시대를 맞아, 자연지리학이 자연 환경에 대한 고 유의 통합적 접근 방법으로 재무장하여 환경 문제에 대한 주도적 학문으로 부활되기를 기대 한다.
오경섭(1997)과 손일(2000)에 의한 지형학과 한국의 자연지리학 연구 성과에 대한 정리가 있은 후, 처음으로 한국지형학회지를 통해 2011년과 2012년에 걸쳐 지형학 각 분야 성과에 대한 정리가 있었다. 이 논문은 이들 연구 성과를 종합하여 지형학과 토양학 분야에서 이루어 놓은 성과를 정확히 소개하고자 하는 데 연구의 목적이 있다. 2000년 이후 특히 주목할 만한 성과는 우리나라의 전통적인 산지체계와 서양의 근대적 산맥론과 관련된 수년간에 걸친 논쟁을 통해 뚜렷한 성과는 없었지만 학계에만 머물던 지형학이 대중매체에게 알려졌다는 것이며, 둘째는 사회적 수요를 반영하여 해안 지역의 구조물과 해안도로 등의 개발과 이에 따른 해안지형의 변화가 주요한 주제가 되고 있으며, 해안사구를 비롯한 해안퇴적 지형의 연구 성과가 크다는 점이다. 기후변화로 인한 자연재해의 증가는 산사태와 같은 방재지형학적 연구의 필요성을 증대시키고 있고, 제주도의 지질공원 지정에 따른 지오투어리즘 분야의 연구 성과가 주목할 만하다. 최근 한국의 연구 성과가 해외저널에 소개되기 시작한 점은 고무적이며, 이러한 추세는 지속될 것으로 판단된다.
본 연구는 남한강 상류의 소지류인 쌍천 유역에 발달한 하성단구의 퇴적물을 모재로 발달한 토양 특성을 조사.분석하였다. 중위 단구의 A1층은 갈색(10YR 4/3)의 미사질토양이고 발달도가 낮은 입상구조이며 B1층은 황갈색(10YR 5/8)의 사질식양토로 아각괴상구조이다. 고위단구의 A1층은 옅은 적갈색(5YR 4/3)의 미사질양토 내지 황갈색(10YR 5/8)의 미사질식토로 발달도가 낮은 아각괴상구조이다. B1층은 적색(2.5YR 3/6)의 사질식토 내지 밝은 적갈색(2.5YR 4/6)의 식양토로 발달도가 양호한 아각괴상구조이다. 고위단구 퇴적층을 모재로 발달한 토양의 구조는 중정도의아각괴상구조이고 조직이 치밀하다. 토양은 A1층, B1층,B2층으로 되어 있으며 또한 B층은 점토가 집적되어 있고 점토 피막이 나타난다. 쌍천의 중위단구상에 발달한 토양은 황갈색토이고 고위 단구상의 토양은 적색토이다. 고위단구 퇴적물을 모재로 발달한 본 적색토는 생성시가가 민델-리스 간빙기의 이전에 생성된 것으로 현재보다 온난한 생물-기후 조건하에서 탈규산화를 동반하는 적색토화작용에 의해 형성된 것으로 추정된다. 고위단구에 발달한 적색토는 토양단면의 형태적 및 물리 화학적인 특성등으로 보아 고적색토로 분류된다.
본 연구에서는 지상관측 토양수분, 강수량, 지면온도 및 MODIS NDVI와 인공신경망모형을 이용하여 토양수분 공간분포 산정 모형을 제안하였으며, 신뢰성 높은 토양수분 관측 자료를 보유한 용담댐 유역에 대하여 모형의 적용성을 검증하였다. 토양수분 산정모형의 학습에 사용된 주천, 부귀, 상전의 3개 지점의 경우 약 0.9353의 상관계수와 약 1.4957%의 평균제곱근오차를 보여주며, 검증지점으로 사용된 천천2의 경우에는 약 0.8215의 상관계수와 약 4.2077%의 평균제곱근오차를 보여 토양수분 산정모형의 적용가능성이 높다고 판단된다. 인공위성으로부터 관측된 광역의 식생정보와 자료간의 비선형 상관특성을 잘 구현하는 인공신경망을 활용하여 수립된 토양수분 산정모형을 이용하여 용담댐 유역의 토양수분 공간분포도를 산정한 결과, 용담댐 유역의 대부분을 차지하고 있는 산림지역의 토양수분이 다른 지역에 비하여 높은 수치를 보여주는 토양수분의 분포를 보여주었다. 본 연구를 통해 제시된 토양수분 산정 방법은 광역 토양수분 산정에 유용한 접근법으로 판단된다.
STATSGO 데이터베이스는 주단위의 토양 특성을 분석하는 데에 있어 효과적인 자료다. 본 연구에서는 GIS 기법을 이용하여 STATSGO로부터 8개 주요 토양 특성을 추출하였다: 함수력(available water capacity), 점토비율, 토양깊이, 사면경사. 지하수위까지의 깊이, 배수 특성, 토성, 투수도, 평균적인 NDVI로부터의 편차로 정의된 가뭄 정도(drought severity)에 대해 앞서 열거한 토양 특성이 미치는 영향을 캔자스 중서부 지역을 대상으로 분석하였다. 연구 결과에 따르면, 분석된 8개 변수 중 7개가 통계적으로 유의한 상관관계를 가진 것으로 나타났는데, 상관계수는 -0.89에서 0.85에 이르렀다. Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer(MODIS)로부터 취득된 지표복사열(thermal emission) 자료는 평균 NDVI에 대한 편차로 표현되는 가뭄정도와 통계적으로 유의한 상관관계를 가졌으며, 식물생육기간에 걸친 가뭄지역의 공간적 변화를 잘 나타내었다. 토양수분의 결핍양이 많아질수록, 복사열 시그널 값도 높아지며, 공간적 분포로 볼 때. 상대적으로 건조한 캔자스 서부로부터 증가하여 시간에 따라 점차 그 분포도 변화하였다. 연구결과는 또한 가뭄의 진행단계에 따라 가뭄에 대한 각 토양 변수의 영향도 달라짐을 보여주었다.
답압으로 인하여 등산로에 발생하는 난투수층의 특성과 형성요인을 규명하기 위하여 한라산 석굴암코스와 다랑 쉬오름 등산로에서 토양의 압밀 상태와 물리특성을 조사하였다. 토양경도를 비롯하여 건조밀도와 고상 비율은 대체로 등산로 중앙에서 가장 높고, 가장자리로 가면서 점진적으로 감소하여 자연사면에서 최저치를 보인다. 즉 모든 등산로에서 토양의 압밀화가 진행됨으로써 등산로 중앙부에 난투수층이 출현하고 있다. 난 투수층의 형성에는 등산객의 답압뿐아니라 지형, 지질, 토양, 식생과 같은 환경요인이 관여하고 있다. 지형조건으로서 등산로의 배와 출현위치는 답압의 강도에 차이를 일으킬 뿐 아니라 우세작용에 의한 표토의 유실과 지표류에 의한 토사의 운반 퇴적을 통하여 난투수층의 형성에 관여한다. 또한 토성을 지배하는 지질 및 토양조건은 토양의 물리특성을 통하여 등산로의 압밀화에 영향을 미친다. 반면에 식생은 난투수층의 형성에 직접 관여하기보다는 등산로의 확대속도에 작용함으로써 난투수층의 규모에 차이를 가져온다.
본 논문은 물순환 기구와 지형 발달에 대한 상호작용을 정량적으로 평가하기 위한 일환으로 조사한 내용 중 'U자형 골' 곡두사면의 강우-유출특성과 수분분포 그리고 지중수이동에 관하여 기술하였다. 그 내용은 다음과 같이 요약할 수 있다. 'U자형 골' 전면에 나타난 fissure와 파이프 입구는 직접유출 성분을 토양 파이프 혹은 토양층에 많은 수량을 유입시킴으로서 토양층의 침식을 가속화시켜 토양 파이프의 확대와 발달에 기여할 것으로 간주된다. 그리고 토양에 침투한 대부분의 강우가 파이프류로 유출되고, 나머지 일부가 지하수에 공급됨으로서 강우강도가 작은 강우 이벤트에도 선행강우의 효과에 의해서 지하수위와 파이프류가 민감하게 반응한 것으로 판단된다. 따라서 토양 파이프는 'U자형 골' 곡두사면의 물질수지를 좌우하는 중요한 요인이라 할 수 있다. 그리고 지중수의 비유속은 곡두사면 하단부보다 상단부에서 큰 변화를 나타내고. 강수량에 따라 곡두사면 상단부에 상대적으로 큰 비유속이 부가됨에 따라 'U자형 골' 곡두사면이 상부로 후퇴하는 조건을 제공한다고 생각할 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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