포드졸
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1. 개요
포드졸은 "잿더미 아래"를 의미하며, 러시아어에서 유래된 토양 유형이다. 1875년 바실리 도쿠차예프에 의해 처음 사용되었으며, 석영이 풍부한 모래나 사암, 화강암 퇴적물에서 주로 발생한다. 포드졸은 낮은 수분과 영양소 수준으로 인해 농업에 적합하지 않은 경우가 많지만, 방목에는 사용될 수 있다. 포드졸화는 토양 유기물과 철, 알루미늄 이온이 유기-무기 복합체를 형성하여 토양 상부에서 이동, 깊은 부분에 퇴적되는 복잡한 토양 형성 과정이다. 이 과정은 산림이나 황무지 식생 아래 서늘하고 습한 기후에서 주로 발생하며, 유기물의 분해를 억제하고 산성 유기 표면층을 형성한다. 포드졸은 세계 토양 자원 기준(WRB)을 비롯한 여러 토양 분류 체계에서 사용된다.
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| 포드졸 | |
|---|---|
| 토양 정보 | |
| 다른 이름 | 포드솔 포도솔 스포도솔 에스포도솔로 |
 | |
| 토양 지평 | H: 일반적임 O: 항상 존재하며, 부식화된 유기물과 광물이 혼합되어 있음 A: 대부분의 북방 포드졸에서는 볼 수 없음 E: 일반적이며, Fe와 Al에서 회색이며 침출됨 B: 항상 존재하며, 용탈을 통해 Fe와 Al을 받음 C: 일반적임 |
| 분류 체계 | WRB USDA 토양 분류 기타 |
| 모재 | 석영이 풍부한 암설 및 퇴적물 |
| 토양 단면 | O(Ah)EBhsC |
| 코드 | PZ |
| 형성 과정 | 포드졸화 |
| 기후 | 습윤 대륙성 기후 아한대 기후 서안 해양성 기후 열대 기후 |
2. 용어
포드졸은 "잿더미 아래"를 의미하며, 러시아어 под|podru(зола́|zolaru)에서 유래되었다.[3][4] 바실리 도쿠차예프가 1875년 중반에 처음 사용한 용어로, 러시아 농부들이 처녀지 토양을 경작할 때 잿더미 아래층(용탈 또는 E 지평선)을 갈아엎는 경험을 나타낸다.[5]
포드졸은 주로 강수량이 많은 환경에서 석영이 풍부한 모래나 사암, 화성암의 퇴적물에서 유래한다.[6] 모래 성분이 많아 농업에는 적합하지 않으며, 낮은 수분과 영양소 함량을 보인다. 배수가 너무 잘 되거나, 하부 토양 경화로 인해 배수가 불량한 경우도 있다. 낮은 pH로 인해 인산염 결핍 및 알루미늄 독성 문제가 발생하기도 한다. 배수가 잘 되는 양토 유형은 석회와 비료를 사용하면 작물 생산성을 높일 수 있지만, 일반적으로는 방목에 가장 적합하다.
3. 특징
토양 단면은 A(표토), E(용탈층), B(집적층), C(모재) 층으로 구분된다. E층은 보통 4cm~8cm 두께로, Fe와 Al 산화물, 부식토 함량이 낮고 회백색을 띤다. 습하고 서늘하며 산성인 조건에서 형성되며, 특히 화강암이나 사암처럼 석영이 풍부한 모재에서 잘 발달한다. E층은 분해 중인 유기물 층 아래에서 발견되며, 중간에 얇은 층이 있기도 하다. 표백된 토양층은 위아래 층보다 밝은 색을 띠며, 적색 또는 적갈색의 B층(포드졸 B)으로 이어진다. 색은 상층부에서 가장 강하고, 50cm~100cm 깊이의 모재로 점차 옅어진다.
일부 포드졸은 E층이 생물 활동이나 교란으로 인해 존재하지 않기도 한다. E층 발달이 거의 없는 포드졸은 갈색 포드졸 토양(우브리솔 또는 움브렙트)으로 분류된다. 포드졸 표면은 부식으로 덮여 있고, 그 아래에는 침투수에 의해 표백된 회백색 층, 더 아래에는 철과 부식이 섞인 적회색 층이 나타난다. 흑토 등 다른 토양에 비해 발달이 덜 된 특징이 있다.
3. 1. 지리적 분포
포드졸은 전 세계적으로 약 4850000km2를 덮고 있으며, 일반적으로 경엽수림의 목본 식생 아래에서 발견된다. 포드졸은 북반구의 온대 및 타이가 기후대에서 가장 흔하게 나타나지만, 온대 우림과 열대 지역을 포함한 다른 환경에서도 발견될 수 있다.[7]
남아메리카에서는 포드졸이 티에라델푸에고의 ''노토파구스 베툴로이데스'' 숲 아래에서 발생한다.[8]
4. 포드졸화
'''포드졸화'''(또는 포드졸 형성)는 토양 유기물과 철, 알루미늄 이온이 유기-무기 복합체(킬레이션)를 형성하고, 토양 단면 상부에서 이동하여 하부에 퇴적되는 복잡한 토양 형성 과정이다.[9][10] 이 과정으로 용탈층은 표백되어 잿빛을 띠고, 집적층은 세스퀴옥사이드 및/또는 유기 화합물이 시멘트 형태로 존재하며 갈색, 적색, 흑색 등으로 착색된다. 포드졸화는 포드졸에서 전형적으로 나타나는 토양 형성 과정이다.[9]
표면은 부식으로 덮여 있고, 그 아래에는 침투수에 의해 표백된 회백색 층, 더 아래에는 철과 부식이 섞인 적회색 층이 있다. 흑토 등 다른 토양에 비해 발달하지 않았다는 특징이 있다.
저온으로 인해 유기물 분해가 잘 진행되지 않고, 수분이 위에서 아래로 이동하면서 부식이나 철, 알루미늄 등의 화학 성분이 용탈되어 지하로 흘러가 석영이 지표 부근에 남는다. 삼림 식생 하에서는 주로 지표면에서 부후된 나뭇잎의 부식화가 활발하며, 특히 한랭한 타이가 지방의 부식은 강한 산성 반응을 보이며 물에 잘 녹는 풀브산을 주성분으로 하여 포드졸화를 촉진한다.
4. 1. 전제 조건
포드졸화는 주로 산림 또는 황무지 식생 아래, 서늘하고 습한 기후에서 발생한다. 이러한 기후는 표토의 토양 미생물 활동을 억제하기 때문이다.[10][11] 유기물의 분해가 억제되어 산성 유기 표면(모르) 층이 형성되는 곳에서 포드졸화가 발생하며, 전형적인 산성 조건에서는 영양 결핍으로 인해 유기 복합제의 미생물 분해가 더욱 방해받는다.[10][11] 염기 성분이 적고 석영이 풍부한 중간에서 굵은 질감의 모재를 가진 토양은 물의 침투를 촉진하여 포드졸화를 촉진한다.[11][12]4. 2. 주요 단계
포드졸화의 주요 단계는 다음과 같다.1. 표층 토양층에서 유기물, 철(Fe), 알루미늄(Al)의 이동 및 용탈[11][13][14]
2. 하층토로의 유기물, 철(Fe), 알루미늄(Al)의 고정 및 안정화[11][13][14]
산성 토양의 표토에서는 식물 낙엽, 부식층 및 뿌리 삼출물에서 유래한 유기물이 알루미늄(Al) 및 철(Fe) 이온과 함께 유기광물 복합체를 형성한다. 이러한 용해성 킬레이트는 침투하는 물과 함께 A층(또는 E층)에서 B층으로 이동한다. 그 결과, E층(또는 캐나다 토양 분류 체계에서 Ae층)은 탈색되어 잿빛을 띠게 되고, B층은 이동된 유기광물 복합체로 풍부해진다. 따라서 B층의 색상은 금속 이온 또는 유기물의 우세에 따라 빨간색, 갈색 또는 검은색이 된다.
일반적으로 B층과 용탈된 Ae (또는 E)층 사이의 경계는 매우 뚜렷하며, 때로는 이동된 철(Fe)과 알루미늄(Al) 및 유기물이 광물 입자를 증가시켜 이 압축층에 시멘트화되면서 경반(또는 Ortstein[12])이 형성될 수 있다.[10][11][12]
이러한 유기광물 복합체가 B층에서 고정되는 이유는 다음과 같다.
- 용탈 과정에서 더 많은 알루미늄(Al) 또는 철(Fe) 이온이 유기 화합물에 결합되면, 금속 대 탄소 비율이 증가함에 따라 복합체의 용해도가 감소하면서 응집될 수 있다.
- 하층 토양층의 더 높은 pH(또는 더 높은 칼슘(Ca) 함량)은 금속-부식 복합체의 분해를 초래할 수 있다.
- 하층 토양에서는 유기 복합화제가 기능하는 미생물에 의해 분해될 수 있다.
- B층에 이미 형성된 복합체는 상층 토양층에서 이동하는 복합체를 흡착하기 때문에 필터 역할을 할 수 있다.
- 점토 함량이 높아 물의 전도성이 감소하는 것도 유기광물 복합체의 조기 응집을 초래할 수 있다.[10][11]
5. 생성 원인
저온으로 인해 유기물의 분해가 느리게 진행되고, 수분이 위에서 아래로 이동하면서 부식이나 철, 알루미늄 등의 화학 성분이 용탈되어 지하로 흘러가고 석영이 지표 부근에 남는다.[1] 삼림 식생, 특히 타이가 지방의 강산성 부식은 풀브산을 주성분으로 하여 포드졸화를 촉진한다.[1]
6. 다른 토양 분류 체계와의 관계
세계 토양 자원 기준(WRB)과 많은 국가 토양 분류 시스템에서 포드졸(일부는 Podsols로 표기)이라는 용어를 사용한다.[15]
다른 토양 분류 체계와의 관계는 다음과 같다.
| 분류 체계 | 용어 |
|---|---|
| 미국 농무부 토양 분류법[16], 중국 토양 분류법[17] | 스포도졸[18] |
| 캐나다 토양 분류 시스템[19][20] | 포드졸릭 (예: 휴모-철 포드졸) |
| 호주 토양 분류법[21] | 포도졸 |
| 브라질 토양 분류 시스템[22] | 에스포도소로스 |
7. 갤러리
참조
[1]
간행물
Podzols
Encyclopedia of Soil Science
[2]
서적
The Development of British Heathlands and Their Soils
Clarendon Press
[3]
논문
О подзоле Смоленской губернии
[4]
논문
О подзоле
[5]
논문
To the problem of the degree of podzolization of soils
Acad. Sci. USSR
[6]
서적
Encyclopedia of soil science
The Netherlands
[7]
간행물
Podzols
Encyclopedia of Soil Science
[8]
논문
Characterization of soils of Nothofagus betuloides (Mirb) Blume forests, in Tierra del Fuego, Chile
[9]
서적
A dictionary of environment and conservation
[10]
서적
Lehrbuch der Bodenkunde
Spektrum, Akad. Verl
2018
[11]
논문
The podzolization process. A review
2000-02-01
[12]
논문
Podzolic soils of Canada: Genesis, distribution, and classification
2011-01-01
[13]
논문
Podzolisation and soil organic matter dynamics
2005-03-01
[14]
논문
Can Fe isotope fractionations trace the pedogenetic mechanisms involved in podzolization?
http://orbi.ulg.ac.b[...]
2017-06-15
[15]
웹사이트
World Reference Base for Soil Resources, fourth edition
https://wrb.isric.or[...]
International Union of Soil Sciences, Vienna
2023-08-18
[16]
웹사이트
Keys to Soil Taxonomy 2014
https://www.nrcs.usd[...]
2018-11-27
[17]
서적
Chinese Soil Taxonomy
Science Press, Beijing, New York
[18]
웹사이트
Spodosols
http://geo.msu.edu/e[...]
2018-05-04
[19]
웹사이트
Podzolic - Soils of Canada
http://www.soilsofca[...]
2018-05-07
[20]
서적
The Canadian system of soil classification
NRC Research Press
1998
[21]
웹사이트
Australian Soil Classification, second edition (as Online Interactive Key)
http://www.clw.csiro[...]
CSIRO
2016-02-11
[22]
서적
Sistema Brasileira de Classificação de Solos, quinta edição
Embrapa, Brasilia
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