본 연구는 태백산맥 남부에 위치한 울진 광천, 평해 남대천, 영덕 오십천을 대상으로 하안단구 지형 특성,분포, 형성시기, 하각률을 분석하여, 지반융기와 기반암 특성에 의한 하안단구 형성과정을 추정하였다. 울진 광천 상류부의 구조 및 기후단구 1면은 하상비고 9~12m, 형성 시기는 MIS 2, 하각률은 0.40m/ka로 분석되었으며, 영덕 오십천 상류부의 구조 및 기후단구 1면은 하상비고 7~10m, 형성 시기는 MIS 3, 하각률은 0.10m/ka로 계산되었다. 이러한 결과는 울진 광천 유역이 영덕 오십천 유역에 비해 상대적으로 지반 융기율이 클 가능성을 의미한다. 울진 광천의 하류부는 영덕 오십천과 달리 해면변동단구가 확인되지 않는데, 울진 광천은 큰 융기율과 풍화 침식에 강한 기반암으로 인해 하곡에서 지형의 잔존 가능성이 낮은 것으로 보인다. 한편, 연구 대상 하천의 구조 및 기후단구는 가장 낮은 단의 형성시기가 다르고, 간빙기 내 기온 저하기와 아간빙기에 형성된 단구면도 확인되었다. 따라서 기존 기후단구 모델에 따른 하안단구 편년 방법에 대해 재고할 필요가 있다.
태백산맥 동사면을 흘러 직접 동해로 유입하는 삼척 오십천의 중.하류부 하안단구는 기후단구와 해면변동단구로 구분된다. 기후단구는 5단이 확인되며, 해면변동단구는 해발고도 145-150m까지 7단의 지형면이 20-30m 간격으로 분포한다. 이와 같은 해면변동단구의 수직적 분포특징은 지반의 지속적인 융기와 기후변화에 의한 빙기와 간빙기의 해면승강작용의 결과이다. 해면변동단구 고고위면은 한반도에서 현재까지 보고된 가장 높은 해안단구보다 해발고도가 더 높다. 해발고도 40m에 분포하는 해면변동단구는 marine oxygen isotope stage 7, 해발고도 70m인 해면변동단구는 stage 9, 해발고도 90m인 해면변동단구는 stage 11, 해발고도 110m 지형면은 stage 13, 해발고도 150m 지형면은 stage 15의 간빙기에 형성된 것으로 추정된다. 중위면, 고위면과 고고위면에는 doline와 함께 uvala와 같은 카르스트지형이 발달하고 있으므로 토지이용과 지형경관이 특징적이다.
본 연구는 제4기 연구에 있어 하안단구의 의미를 해석하기 위하여, 하안단구의 개념과 지형 특성에 대해 파악하였다. 하안단구는 현재보다 고도가 높은 곳을 흘렀던 고하천에 의해 형성되었던 하도나 범람원이 기후 변화나 지반 융기에 의한 하천의 활발한 하방침식으로 인해, 현 하천보다 높은 고도에 남게 된 충적 지형이다. 하안단구는 하천의 하각 작용 이후에도 남겨진 충적층의 잔류물로서, 하각에 영향을 미치는 주요 요인으로는 침식기준면의 하강, 하천 유량 증가, 하천의 특징적인 지형 현상 등이 있다. 일반적으로 대하천 중상류부의 하안단구 퇴적층은 빙기에 형성되는 것으로 알려져 있지만, 우리나라와 중국의 대하천 중상류에 발달한 하안단구는 절대연대가 간빙기를 지시하는 경우도 많아, 해당 하천의 다양한 자연환경 조건과 지형 특성에 따라 다양한 시기에 하안단구 퇴적층이 형성될 수 있는 것으로 판단된다.
In Korea, many paddy fields in mountainous area have been abandoned because of their low accessibility and rice price and the abandoned paddy terraces have changed into natural lentic wetlands. To understand the relationship between characteristics of environmental conditions and early development of plant community in abandoned paddy terraces, we investigated at four well-maintained abandoned paddy terraces in 3 different climatic zones in Korea. Soil texture of abandoned paddy terraces was mostly kinds of loam and electric conductivity of soil was also similar among abandoned paddy terraces. On the other hand, contents of nitrogen, phosphorus, potassium, sodium, magnesium, and calcium in soil were relatively low and significantly different among abandoned paddy terraces. Water depth was different within sites and inter-sites. Although environmental conditions including climate, soil condition and water depth were different among abandoned paddy terraces, the compositions of plant communities were relatively similar in all abandoned paddy terraces. 55 dominant taxa out of 141 recorded species were commonly recorded over sites and they were mostly perennial obligate wetland plants and facultative wetland plants. 8 taxa out of 55 dominant taxa occurred at all abandoned paddy terraces with over 10% coverage. Several site-specific species occurred at site, which have some area with deep water level. This result indicates that early development of plant community in abandoned paddy terraces of similar water regime is similar in the entire area of Korea even though environmental conditions such as climate, biogeographic history and soil are different.
본 연구는 우리나라의 하안단구 연구사를 요약·정리하고, 선행 연구를 토대로 우리나라 하안단구의 지형 특성을 검토하였다. 우리나라의 하안단구 연구사는 3시기로 구분할 수 있다. 일제강점기~1980년대 중반은 초창기 지형학자들에 의해 하안단구 이론이 전파되었던 시기이다. 1980년대 후반~1990년대는 하안단구에 대한 박사학위 논문이 집중적으로 배출되어 하안단구에 대한 논의가 우리나라 지형학의 중심에 자리 잡은 시기이다. 2000년대 이후에는 다양한 연구방법이 개발되면서 하안단구에 대한 논의가 한층 성숙되고 연구 성과가 양적으로 풍부해진 시기이다. 우리나라에서 하안단구가 가장 잘 발달한 지역은 태백산맥 일대의 한강 중·상류 및 낙동강 중·상류의 영서 및 영동 하천과 소백산맥의 서사면에 해당하는 남한강 중류, 금강 중·상류, 섬진강 중·상류이다. 지반융기가 활발한 이들 하천에서는 하상비고가 매우 높은 하안단구가 관찰되고, 하천의 하각률이 상대적으로 높다. 그리고 하안단구 형성시기는 신생대 제4기의 기후 변동에 의해서 규칙적으로 나타나는 것이 아니라, 해당 하천 유역의 기후, 수문, 지질, 지형 등의 환경 조건에 따라 매우 복잡한 양상을 띠는 것으로 판단된다.
하안단구는 지반운동이나 기후변화에 따른 하천력/저항력 관계의 변화로 평형상태를 유지하던 전(前) 하천시스템의 하도 일부가 남은 것이다. 우리나라의 대부분의 하천 주변에는 비교적 최근에 형성된 저위 하안단구가 널리 분포한다. 그러나 저위 하안단구의 형성 메커니즘은 잘 알려져 있지 않다. 본 연구에서는 낙동강 유역에 분포하는 저위 하안단구를 형성한 요인과 형성시기를 고찰하였다. 저위 하안단구는 지난 최종 빙기시의 해수면 하강과 냉량습윤한 기후에 따른 하천침식력 증가 때문에 형성되었다. 저위하안단구는 지난 최종 빙기시에 해수면이 하강함으로써 하천의 하방침식력이 증대되었고, 냉량습윤한 환경에서 하천력이 저항력을 초과함으로써 하상(河床)이 깊게 파이면서 형성되기 시작하였다. 이 시기에는 곡류하천이 많이 절단되기도 하였다. 하지만 상대적으로 빙기가 짧았기 때문에 하천이 전 구간에서 평형을 이루지 못한 상태에서 해수면이 상승하기 시작하였다. 두부침식은 곡류의 절단에 힘입어 하계폭포까지 그대로 유지되었으며, 하류의 깊게 파인 곡과 절단된 구하도는 메워지게 되었다. 따라서 최상류 구간은 최종 간빙기, 상류 구간은 최종 빙기, 중 하류 구간은 후빙기의 하천종단곡선을 각각 나타낸다. 따라서 저위 하안단구는 '최종 빙기에서 현재에 이르는 침식강화기'에 만들어지고 있다.
강원도의 내린천, 연곡천, 골지천, 오십천을 대상으로 영동 및 영서 하천의 하안단구 발달 과정을 지구조적인 측면에서 분석하였다. 하안단구 분포 패턴과 하천 하각 속도를 분석, 검토한 결과, 4개 하천 중 오십천 상류의 하안단구 4면, 5면, 6면에서는 태백산맥을 축으로 한 지반 융기의 영향이 뚜렷이 확인되었다. 태백산맥 분수계가 융기축이라면 영서하천 상류부 폭 $30\sim40km$ 구간이 융기대에 해당된다. 융기대 내부에 위치하는 내린천의 중 상류와 골지천 유역 전체는 하천 전 구간에서 융기작용이 활발하여, 상 하류 간의 융기량에 따른 하상비고 차이는 나타나지 않는다. 하안단구 2면$\sim$1면 사이와 1면$\sim$현재까지의 하각 속도는 두 시기의 기후 조건 차이로, 각각 $0.13\sim0.22m/ka,\;0.17\sim0.27m/ka$로 다르게 나타났다. 하안단구 1면 형성 이후부터 현재까지 영서 하천에 비해 영동 하천의 하각 속도가 다소 높다. 이는 하천 대부분 구간이 융기대에 포함되는 영서 하천에 비하여, 영동 하천은 하구가 최종적인 침식기준면인 해수면이므로 하각작용이 보다 활발했기 때문이다.
해안단구와 육상에 남아있는 고해수준에 관한 기록들은 한반도 지반운동의 형태와 속성을 구분해 낼 가장 직접적인 증거로 사용될 수 있음에도 불구하고 아직 고위 해안단구들의 형성시기에 관한 절대연대 측정이 현실적으로 어렵다는 점과 과거 해수면 변동과 지반운동 간의 상대적 변화에 관한 부족한 정보로 인해 명확한 해석과 과학적 논의는 불완전한 상태이다. 본 연구는 한반도 고위 해안단구 연구에서 $^{10}Be$을 대상으로 한 우주선 기원핵종 절대연대 측정법의 실험결과를 보고하고 있다. 실험 결과, 동해안의 강릉시 정동진 일대와 서해안 지역 서천군 비인면 일대에서 채취한 해발고도 80 m 내외의 고위 해안단구 상의 기반암과 거력 퇴적물의 $^9Be/^{10}Be$ 집적량비와 노출 연대는 상대적으로 매우 낮고 젊은 연대를 보이고 있다. 이러한 결과는 실험과정에서의 오류 가능성을 포함하여 고위 해안단구의 복잡한 노출역사를 반영하는 것으로 판단된다. 특히 한반도의 기후환경과 해안단구가 육화된 뒤 겪을 것으로 추정되는 복잡한 노출 환경을 고려할 경우 앞으로 $^{10}Be$ 연대측정기술의 성공적인 적용을 위해서는 적합한 연구지역의 발굴과 시료채취가 가장 중요한 요인이 될 것으로 판단된다.
梁山斷層은 韓半島 南東部 寧海에서 洛東江 河口에 이르는 斷層이다. 이 斷層을 沿하여 扇狀地 起源의 河成段丘가 연속적으로 형성되어 있으며, 高位面, 中位面, 종低位面으로 구분된다. Mindel/Riss 間 期 혹은 그 이전에 형성되었을 것으로 추정되는 高位面은 斷片的으로 분포하고 있고, Riss 期 및 最終氷期 중에 각각 형성된 것으로 추정되는 中位面 및 低位面은 넓은 지역에 걸쳐 분포한다. 梁山斷層 주변의 地形${\cdot}$地質的 특징은, 梁山斷層이 右橫變位斷層 운동을 하고 있음을 시사하고 있으며, 彦陽 주변과 神光盆地에는 活斷層의 증거로 보이는 지형특징이 나타났다.
한국 지형학은 유럽의 여러 나라에서와 같이 지리학의 주요 분야로서 성장해왔다. 50년전 대한지학회가 출범된 이래 지형학은 지리학에서 괄목만하게 발전된 분야에 속한다. 한국 지형학 발전의 전반부에 해당하는 60년대 말까지의 기간은 제1세대 학자들에 의해 후 진이 양성되고 연구 활동이 주도된 시기라 할 수 있다. 이들의 헌신적인 노력으로 거의 무 에서 출발하다시피한 우리 지형학이 지속적으로 발전할 수 있는 터전이 마련되었다. 이를 모태로하여 70년대 이래에는 우리 지형학이 눈에 띄게 성장해올 수 있었다. 이 기간에 연구 인력의 양적 증가는 물론 연구 역량도 다양한 국제교류 및 협력을 통해 괄목할 정도로 향상 되어 왔다. 이러한 여건과 관련되어 근자에는 "한국 지형학회"가 설립되어 활발한 학회활동 이 이루어지고 있다. 그리고 지형학자들의 역할은 "힌국 제4기학회" 등과 같은 통학제적 학 회 활동에서도 중요한 위치를 차지하고 있다. 60년대 까지의 우리 지형학의 주요 관심사는 한반도의 침식면을 인식하고 해석하는 것이었다. 이 과정에서 W.M. Davis의 "지형윤회설" 과 L.C. King의 "pedimentation이론"이 당시 한국 지형학에 미친 영향이 컸다. 70년대 이래 에는 이들의 영향에서 탈피하여 침식지형면 연구는 기후 지형학의 관점 및 방법론이 자리 잡는데 향도적 역할을 했다. 이와 맞물려 우리 지형학도 최소한의 자족력을 갖출 정도로 연 구 대상이 다양해지고 보다 과학적인 방법이 자리잡히는 경향을 보여 왔다. 이런 추세에서 지형을 어느 특정 Master Theory에 맞추어 연구하기 보다는 있는 그대로의 지형을 세심한 야외 조사와 과학적인 측정 및 분석 결과와 조화시켜 기술.해석하는 경향이 뿌리내리게 되 었다. 이러한 추세에서 기후지형학과 제4기 연구의 관점에서 화강암과 석회암 풍화와 관련 된 중.소 지형, 지형-토양 생성 환경 및 주빙하 현상에 관한 연구가 시간이 흐르면서 더욱 활발해지고 있다. 그리고 이러한 연구 결과를 바탕으로한 주요 침식 지형면 (산록완사면, 단 구 등)에 대한 새로운 해석도 많이 시도되어 왔다. 한편 해안 및 평야 지형에 대한 연구도 괄목할 정도로 축적되어 오고 있다. 최근에는 야외 측정치, 실험실 작업을 통해 계량적-분 석적 모델을 제시하려는 시도와 인간 간섭이 지형에 미치는 효과에 대한 연구도 활발히 이 루어지고 있다.인간 간섭이 지형에 미치는 효과에 대한 연구도 활발히 이 루어지고 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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