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홍영규(Youngkyu Hong),김진욱(Jinwook Kim),김혁수(Hyucksoo Kim),윤정환(Junghwan Yoon),이상필(Sangphil Lee),양재의(Jae. E. Yang),전상호(Sangho Jeon),김성철(Sungchul Kim) 한국토양비료학회 2021 한국토양비료학회 학술발표회 초록집 Vol.2021 No.11
토양 안보 (Soil security)란 토양의 원래 기능인 바이오매스 생산, 생물 다양성 보존, 그리고 에너지 생산 및 기후 안정화를 지속하기 위해 토양을 보존하고 토양의 생태계 서비스를 최대로 활용하기 위한 새로운 개념이다. 특히 농업의 경우 토양 안보는 바이오매스 생산과 밀접한 관련이 있다. 따라서 본 연구에서는 농경지 토양 중 논토양의 토양질 (Soil quality)을 평가하고 토양질과 쌀 생산량의 상관관계를 분석하였다. 논토양의 토양 특성 자료는 국립농업과학원에서 제공한 농업변동 조사 사업을 통해 분석한 분석 자료를 활용하였다. 토양질 평가를 위해 토양 pH, EC, 유기물함량, CEC, 유효인산의 분석값을 이용하였으며 각 인자별 평가 모델을 구축하였다. 구축된 평가 모델을 이용하여 2003-2015년 기간 중 논토양의 토양질과 쌀 생산량 자료를 이용하여 상관관계를 분석하였다. 연도별 논토양의 토양질 분석에 대한 평균값은 0.39 (2003년) - 0.52 (2015년)의 범위값을 나타냈으며 전국 쌀 생산량은 441 (2003년) - 542 (2015년) (kg/10a)의 범위를 나타내었다. 연도별 논토양의 토양질과 전국 쌀 생산량과의 상관 관계 분석 결과 R² = 0.90의 높은 상관 관계값을 도출 하였다. 결론적으로 본 연구에서 도출한 토양질 평가 기법을 활용하여 농경지 토양의 생태계 서비스 항목 중 바이오매스 생산성의 평가가 가능하며 이를 바탕으로 농경지 토양의 토양 안보 구축을 위한 평가 시스템의 프로토콜을 제안할 수 있을 것으로 사료된다.
토양의 특성 및 기능을 이용한 생태계 서비스 평가 시스템 구축
홍영규(Youngkyu Hong),김진욱(Jinwook Kim),김혁수(Hyucksoo Kim),윤정환(Junghwan Yoon),이상필(Sangphil Lee),양재의(Jae. E. Yang),김성철(Sungchul Kim) 한국토양비료학회 2021 한국토양비료학회 학술발표회 초록집 Vol.2021 No.11
전 세계적으로 토양 관리에 대한 정책 방향이 바뀌고 있으며 토양을 보존하기 위한 다양한 연구가 진행되고 있다. 과거의 토양관리는 토양의 오염도를 낮추는 것에 국한된 반면 최근에는 토양이 제공하는 생태계 서비스를 보존하기 위한 관리 방안으로 전환되고 있는 실정이다. 따라서 국외의 경우 토양의 생태계 서비스를 보존하기 위한 다양한 연구가 진행되고 있는 반면 국내의 경우 이에 대한 연구는 여전히 미비한 실정이다. 따라서 본 연구의 목적은 토양의 생태계 서비스를 평가하기 위한 프로토콜을 제시하기 위해 토양의 특성 및 기능을 선별하고 이를 이용한 생태계 서비스 평가 시스템 구축 방안을 제안하는 것이다. 생태계 서비스 항목인 공급 (Provisioning), 조절 (Regulating), 그리고 지지 (Supporting)에 해당하는 토양 기능은 각각 바이오매스 생산, 수자원함양, 기후 및 가스 조절, 토양유실 및 홍수 조절, 탄소 고정, 수질 정화, 양분 순환으로 총 8개의 토양 기능을 선별하였으며 각 토양 기능을 평가하기 위한 토양 특성으로는 토양밀도, 공극률, 토성, 유효수분, 수리전도도, 입단률, 토양 pH, EC, 유기물함량, 유효인산, CEC, 토양호흡, 토양효소, 그리고 미생물군집 등과 같이 총 14개의 물리, 화학, 생물학적 특성을 선별하였다. 선별된 토양 특성은 토양 분석 DB를 이용하여 평가 모델을 구축한 후 이를 바탕으로 토지 이용에 따른 생태계 서비스를 정량적으로 평가 하였다. 최종적으로 본 연구에서 제시한 토양 생태계 서비스 평가 시스템을 활용하여 토양 오염 뿐만 아니라 토양의 생태계를 보존하기 위한 새로운 관리 정책을 제안할 수 있을 것으로 사료된다.
지수화 방법을 활용한 산업단지 인근 농경지 토양 중금속 오염도 평가 및 토양질 평가
홍영규(Youngkyu Hong),김진욱(Jinwook Kim),정하일(Hail Jung),김성철(Sungchul Kim) 한국토양비료학회 2021 한국토양비료학회 학술발표회 초록집 Vol.2021 No.11
안전 농산물 생산을 위해서는 토양 관리가 중요하며 특히 산업단지 인근 취약 농경지의 경우 주변 환경 특성에 따라 복합적인 중금속 오염이 발생할 수 있다. 따라서, 본 연구의 목적은 지역별 차이에 따른 복합 중금속 오염의 오염도를 지수화 모델을 사용하여 평가하며 또한 토양질 모델을 사용하여 중금속 오염에 따른 토양질의 변화를 분석하는 것이다. 토양 시료는 10개의 충청북도 지역 산업단지 인근 농경지에서 총 100점의 표토 시료를 채취하였으며 중금속 분석은 총함량 분석법으로 분석하였다. 중금속 분석 결과 토양 오염 우려 기준을 초과하는 농경지 토양은 없었으며 각 중금속별 검출 농도는 다음과 같다. 비소 (As)의 경우 평균 5.15 mg kg<SUP>-1</SUP> 으로 검출 범위는 0.30~15.8 mg kg<SUP>-1</SUP> 이였으며 카드뮴 (Cd)의 경우 평균 0.40 mg kg<SUP>-1</SUP>, 검출 범위는 0.02~1.46 mg kg<SUP>-1</SUP> 수준이었다. 구리 (Cu), 니켈 (Ni), 납 (Pb), 아연 (Zn)의 평균 농도는 각각 11.1 (0.00~48.9), 11.4 (0.45~42.8), 14.7 (0.68~145.9), 85.4 (4.06~240.1) mg kg<SUP>-1</SUP> 이었다. 중금속 결과를 지수화 모델을 활용하여 평가한 결과 연구 대상 지역 농경지의 지수화 범위는 0.02~0.24 로 충주시에 위치한 산업 단지 인근 농경지의 지수값이 0.24로 가장 높았으며 제천시에 위치한 산업단지 인근 농경지 토양이 0.02로 가장 낮은 지수값을 나타내었다. 토양질을 평가하기 위해 pH, EC, 유기물, 유효인산, CEC를 지수화 모델에 적용하여 평가하였다. 각 인자를 산출하여 종합적으로 평가한 결과 제천시 산업단지 인근 농경지가 가장 높은 3.20으로 나타났으며, 청주시 산업단지 인근 농경지에서 0.69로 가장 낮게 나타났다. 지수화 모델을 적용한 토양 내 중금속 오염도 평가 방법은 복합 중금속에 대한 오염도 평가뿐 아니라 오염토양에 대한 복원 시 우선 순위를 결정할 수 있는 방법으로 활용 가능하다. 또한 중금속 오염에 따른 토양질 평가를 통해 오염에 따른 토양의 특성 변화를 예측하여 향후 토양 관리를 위한 기초 자료로 활용이 가능할 것으로 사료된다.