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지속가능한 토양환경 관리를 위한 토양질 지표의 선정과 평가체계
옥용식,양재의,박용하,정영상,유경열,박철수 한국환경정책·평가연구원 2005 환경정책연구 Vol.4 No.1
Defining soil quality in scopes and applications is one of the prerequisite for the sustainable management of soil environment to orient researches, strategies and policies. However, definition of soil quality is controversial depending upon a viewpoint of soil science or soil environment. Soil quality can be, irrespective of the disciplines, defined as the capacity of a soil to function within ecosystem boundaries to sustain biological productivity, maintain environmental quality and promote plant and animal health. Common to all of the soil quality concepts can be summarized as the capacity of soil to function effectively at present and in the future. The OECD includes soil quality as one of the agri-environment indicators. This article intends to i) summarize the current soil quality research, and ii) provide information on protocol of soil quality assessment. A framework for soil quality was divided into three steps: indicator selection as minimum data set (MDS), scoring of the selected indicators, and integration of scores into soil quality index. Korean government suggested possible physical and chemical indicators such as bulk density and organic matter for paddy and upland soils to OECD. The framework of soil quality assessment is not yet implemented in Korea. Countries such as USA, Canada and New Zealand have constructed the framework on soil quality assessment and developed a user-friendly version of soil quality assessment tools to evaluate the integrated effects of various soil management practices. The protocol provided in this review might help policymakers, scientists, and administrators improve awareness about soil quality and understand the way of soil environment management. 토양의 질(Soil Quality)에 대한 개념은 과거 식량생산을 위한 기반으로서의 토양에 대한 연구부터 1970년대 후반 Warkentin and Fletcher(1977)에 의해 제안된 환경의 구성 요소로서의 토양에 대한 연구에 이르기까지 수많은 변화를 거쳐 왔다. 토양의 질에 대한 개념은 그 관점에 따라 다르지만 토양이 본래의 기능을 효과적으로 수행할 수 있는 용량으로 요약할 수 있다. 국제경제협력개발기구(OECD)에서도 토양의 질을 농업환경의 주요지표로 설정하여 토양유실과 토양탄소를 토양질 평가의 세부지표로 제시하였으며, 각 국가별로 활발한 연구가 수행 중에 있다. 본 논문에서는 현재까지 제안된 토양질의 주요 개념을 살펴보고 국내외의 토양질 평가체계를 비교분석하고자 하였다. 토양질의 평가체계는 최소자료군(Minimum Data Set)을 이용한 토양질 지표의 선정, 선별된 지표의 표준점수화함수(Standard Scoring Function), 각 지표의 통합을 통한 토양질의 점수화의 세 단계로 구분하여 분석하였다. 토양의 질 지표는 물리화학생물학적 지표로 분류할 수 있으며, 이 중 토양침식, 전용적밀도, 토심, 입단안정화도, 토성, 수분보유력, 유효수분함량은 물리적 질 지표로 주로 사용된다. 화학적 질 지표로는 유기물, pH, 전기전도도, 질소인산가리, 중금속 등이 있고, 생물학적 지표로는 미생물탄소질소, 무기화 가능한 질소, 토양호흡이 주로 사용된다. 또한, 토양질 지표의 직접적인 측정이 어려운 경우에는 토양특성 환산식(Pedotransfer Function)을 이용하여 각 지표의 값을 추정할 수 있다. 현재 선진국에서는 SINDY를 비롯한 다양한 프로그램을 구축하고 있으며, 국내에서도 국가적인 차원의 자료구축을 통해 선별된 최소자료군의 계량화모델을 확립하여 웹기반의 프로그램을 구축해야 할 것이다. 현재까지 토양질의 계량화에 대한 연구는 주로 작물의 수량을 중심으로 이루어졌지만 향후 지속가능한 토양환경의 관리를 위해서는 환경의 질과 인간의 건강을 종합적으로 고려한 토양의 질 지표 개발에 대한 연구가 필요할 것이다.
옥용식,최유석,이상은,임수길,정남현,김정규,Ok, Yong-Sik,Choi, You-Suk,Lee, Sang-Eun,Lim, Soo-Kil,Chung, Nam-Hyun,Kim, Jeong-Gyu 한국토양비료학회 2001 한국토양비료학회지 Vol.34 No.4
토양의 하전특성을 평가하는 데 이용되는 이온흡착법에서 지표이온이 달라졌을 때 측정되는 표면전하량의 차이를 파악하기 위하여, 화강암을 모재로 하는 논토양(지산통, 사촌통)과 밭토양(상주통, 백산통)에 $Na^+$와 $K^+$ 이온을 지표이온으로 하는 이온흡착법을 적용하였다. 표면 음전하는 모든 pH에서 직선적으로 증가하는 경향을 보였고, 표면 양전하는 pH6 이하에서만 미량으로 발현되고 중성 이상에서는 거의 발현되지 않았다. 또, NaCl이 지표이온종인 경우 KCl을 사용하여 측정한 표면전하량에 비해 측정된 모든 pH 범위에서 상대적으로 낮은 전하밀도값을 나타내었다. 이러한 차이는 지표이온종의 수화반경에 따른 표면 흡착강도 차에 기인하는 것으로 판단된다. 지산, 사촌, 백산통의 표면전하량은 pH에 따라 $0.21{\sim}9.01cmol_c{\cdot}kg^{-1}$의 범위 내에 존재하였으며, 통일한 pH에서는 백산통의 표면전하 밀도가 다른 토양에 비하여 가장 높게 나타났다. 본 연구에서 분석된 토양의 pH 변화에 따른 전하변화량(dCEC/dpH)은 가변전하를 발현시키는 토양구성물 중 유기물에 의하여 가장 크게 변화하는 것으로 나타났다. Investigation on the surface charge properties of some Korean arable soils was performed by ion adsorption technique with two kinds of indifferent ion ($Na^+$ and $K^+$) at the range of pH 3 to 9 in bulk solution. The contribution of soil components(organic matter, oxides and clay mineral) on the surface charge density was determined at two soil depth with different solid particle composition When the pH of solution increased, the negative charge of soil surface was increased among the all soils, but positive charge were not appeared above pH 6. apparently. The magnitude of surface charge density measured by NaCl adsorption method showed ra nges of $0.01{\sim}2.84cmol_c{\cdot}kg^{-1}$ and $7.41{\sim}12.20cmol_c{\cdot}kg^{-1}$ at pH 3 and pH 9, respectively. Ion adsorption method using KCl as index ion overestimated than the method using NaCl as index ion. The content of organic matter is the strongest factor on the value of dCEC/dpH.