토양층위
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1. 개요
토양층위는 토양 단면을 구성하는 각 층을 의미하며, O, P, A, E, B, C, R, L, D 등의 주요 층위로 구분된다. 각 층위는 유기물 함량, 광물 조성, 색상, 구조 등 고유한 특성을 가지며, 토양의 생성 과정과 환경 조건에 따라 형성된다. 또한, 각 층위는 세부적으로 구분되거나 전이층위 형태로 나타나기도 하며, 토양 분류 체계에서는 진단층위가 토양 유형을 정의하는 데 활용된다.
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| 토양층위 | |
|---|---|
| 토양층위 | |
| 정의 | 토양층위는 토양 프로필 내에서 다른 층위와 구별되는 특정한 물리적, 화학적 특성을 가진 토양의 층이다. |
| 형성 | 토양 형성 과정은 토양을 다른 층위로 조직화한다. 이러한 층위는 토양형성 과정에서 물질의 첨가, 손실, 이동, 변형을 통해 정의된다. |
| 다른 용어 | 토양층위는 토양 지평선이라고도 한다. |
| 주요 층위 | |
| O층 | 유기물 층으로, 분해된 식물과 동물 잔해가 풍부하다. 일반적으로 토양 표면에 위치하며, 산림 토양에서 가장 두드러진다. |
| A층 | 표토로, 유기물과 광물질이 혼합되어 있다. 생물 활동이 활발하며, 식물 뿌리가 많이 분포한다. |
| E층 | 용탈층으로, 점토, 철, 알루미늄 등이 용탈되어 밝은 색을 띤다. A층 아래에 위치하며, 삼림 토양에서 흔히 볼 수 있다. |
| B층 | 집적층으로, 상부 층위에서 용탈된 물질이 집적되어 있다. 점토, 철, 알루미늄 등의 함량이 높다. |
| C층 | 모재층으로, 풍화된 암석 조각으로 구성되어 있다. 기반암의 영향을 많이 받으며, 토양 형성이 덜 진행된 층이다. |
| R층 | 기반암층으로, 풍화되지 않은 단단한 암석으로 구성되어 있다. 토양의 가장 아래쪽에 위치한다. |
| 하위 층위 | |
| 정의 | 주요 층위 내에서 특정 특성을 나타내는 층위이다. |
| 예시 | Bt층: 점토가 집적된 B층 Bh층: 유기물이 집적된 B층 Bg층: 환원된 철이 존재하는 B층 |
| 토양 분류 시스템 | |
| 설명 | 토양층위를 이용하여 토양을 분류한다. 토양분류법과 국제토양참조기저 등이 있다. |
| 중요성 | |
| 설명 | 토양층위는 토양의 특성과 기능을 이해하는 데 중요한 정보를 제공한다. 토양의 비옥도, 배수, 통기성 등을 파악하는 데 활용된다. |
2. 토양층위의 구분
토양층위는 크게 O, A, B, C, R 층위로 구분되며, 필요에 따라 E, P, L, D 층위 등이 추가될 수 있다. 각 층위에 대한 자세한 설명은 하위 섹션을 참고하면 된다.
- O 층위: 유기물 층으로, 낙엽, 가지 등 식물 잔해와 동물의 사체 및 배설물 등이 쌓여 분해되는 층이다.
- P 층위: O 층위와 유사하지만, 물에 잠긴 습한 환경에서 형성되는 유기물 층이다.
- A 층위: 표토층으로, 어두운 색의 분해된 유기물(부식)을 포함하고 있어 생물 활동이 활발하다.
- E 층위: 점토, 철, 알루미늄 산화물 등이 씻겨 내려가고, 모래나 실트 크기의 석영 등이 남아 밝은 색을 띠는 용탈층이다.
- B 층위: 심토층으로, A층과 E층에서 이동해 온 물질들이 쌓여 집적층이라고도 불린다.
- C 층위: 모재층으로, 토양 생성 작용의 영향을 거의 받지 않은 층이다.
- R 층위: 기반암층으로, 단단한 암석으로 이루어져 있다.
- L 층위: 담수층으로, 호수나 연못 등에서 생물 작용으로 침전된 물질로 구성된다.
- D 층위: 호주 토양 분류 체계에서 사용되는 층위로, C층이 아니면서 토양과 다른 특성을 보이는 재료로 구성된다.
'''미세토'''는 2mm 이하의 토양 구성 성분을 포함한다. '''전체 토양'''은 미세토, 조각, 인공물, 시멘트 부분, 모든 크기의 죽은 식물 잔해를 포함한다.
'''낙엽층'''은 미세토와 모든 죽은 식물 잔해를 합한 것의 90% 이상이 식별 가능한 죽은 식물 조직(예: 분해되지 않은 잎)으로 구성된 느슨한 층이다. 살아있는 식물에 여전히 연결된 죽은 식물 재료(예: 스파그넘 이끼의 죽은 부분)는 낙엽층의 일부로 간주되지 않는다. '''토양 표면'''(0cm)은 낙엽층이나 살아있는 식물층(예: 살아있는 이끼)을 제거한 후의 토양 표면이다. '''광물 토양 표면'''은 광물질로 구성된 최상층의 상한이다.
'''토양층'''은 토양 표면에 대략 평행하며 위층 및/또는 아래층과 다른 특성을 가진 토양의 구역이다. 이러한 특성 중 적어도 하나가 토양 형성 과정의 결과인 경우 해당 층을 '''토양층위'''라고 한다.
다음 층이 구분된다.
- '''유기층''': 유기 물질로 구성된다. 인공물을 제외하고 20% 이상의 유기 탄소를 함유하며 낙엽층의 일부를 형성하지 않는다.
- '''유기기술층''': 유기기술 물질로 구성된다. 전체 토양 부피의 35% 이상이 20% 이상의 유기 탄소를 함유하는 인공물로 구성되어 있고, 인공물을 제외하고 20% 미만의 유기 탄소를 함유한다.
- '''광물층''': 그 외의 모든 층이다.
토양층위 명칭은 대문자(마스터 기호)로 구성되며, 대부분의 경우 하나 이상의 소문자(접미사)가 뒤따른다.
다음은 주 기호에 대한 접미사 목록이다. 괄호 안에는 접미사를 추가할 수 있는 주 기호가 표시되어 있다.
| 주 기호 | 접미사 | 설명 | 적용 층위 |
|---|---|---|---|
| H, O | a | 고도로 분해된 유기물 | H, O |
| b | 매몰된 층위 | H, O, A, E, B | |
| d | 배수됨 | H | |
| e | 중간 단계로 분해된 유기물 | H, O | |
| f | 영구 동토 | H, O, A, E, B, C | |
| i | 초기 단계로 분해된 유기물 | H, O | |
| j | 자로사이트 및/또는 슈베르트만나이트 축적 | H, O, A, E, B, C | |
| k | 2차 탄산염 축적 | H, O, A, E, B, C | |
| p | 경작에 의한 변형 | H, O, A | |
| u | 유물을 포함하거나 유물로 구성됨 | H, O, A, E, B, C, R | |
| z | 쉽게 용해되는 염 존재 | H, O, A, E, B, C | |
| @ | 저온 교란 | H, O, A, E, B, C | |
| A, B, C | g | 토양 집괴체 내부에 주로 존재하는 Fe 및/또는 Mn 산화물 축적, 집괴체 표면에서 손실, 측면 지하 흐름에 의한 Fe 및/또는 Mn 손실, 노출 면적 ≥ 50%에서 옅은 색상, 환원 형태로 이동 | A, B, C |
| h | 상당량의 유기물 축적 | A, B, C | |
| l | 상승하는 모세관 물에 의한 환원 형태 Fe 및/또는 Mn 축적, 후속 산화 | H, A, B, C | |
| q | 2차 실리카 축적 | A, E, B, C | |
| r | 강한 환원 | A, E, B, C | |
| y | 2차 석고 축적 | A, E, B, C | |
| δ | 높은 겉보기 밀도로 인해 뿌리가 들어갈 수 없음 | A, E, B, C | |
| φ | 측면 지하 흐름에 의한 환원 형태 Fe 및/또는 Mn 축적, 후속 산화 | A, B, C | |
| B | c | 결핵 및/또는 결절 | B, C |
| m | 토양 생성 시멘트화 | B | |
| n | 교환성 나트륨 비율 ≥ 6% | E, B, C | |
| o | 강하게 풍화된 층위에 많은 양의 토양 생성 산화물 잔류 축적 | B | |
| s | Fe 산화물, Mn 산화물 및/또는 Al 축적 | B, C | |
| ss | 윤상면 및/또는 쐐기 모양 집괴체 | B | |
| t | 점토 광물 축적 | B, C | |
| C | e | 사포라이트 | C |
| w | 토양 구조 및/또는 산화물 및/또는 점토 광물 형성 | B | |
| E, B, C | v | 플린사이트 | B, C |
| x | 취성 특성 | E, B, C | |
| R | α | 1차 탄산염 존재 | H, A, E, B, C, R |
| B | β | 겉보기 밀도 ≤ 0.9 kg dm-3 | B |
| H, O, A, E, B, C | γ | > 0.02 ~ ≤ 2 mm 사이 분획에서 ≥ 5% 화산 유리 포함 | H, O, A, E, B, C |
| H, A. C | λ | 수역에 퇴적됨(호수성) | H, A. C |
| - | ρ | 잔류 특징 | - |
| A, D, B, C | σ | 영구적인 물 포화 상태 및 산화환원 변성 특징 없음 | A, D, B, C |
| H, O, A, B, C | τ | 인간이 운반한 자연 물질 | (H, O, A, B, C) |
I 및 W 층은 접미사가 없다.
접미사 조합:두 개 이상의 주요 토양층 특성이 서로 중첩되는 경우, 주요 기호는 사이에 아무것도 없이 결합되며, 지배적인 것이 먼저 오고 각 기호 뒤에 접미사가 온다.
예: AhBw, BwAh, AhE, EAh, EBg, BgE, BwC, CBw, BsC, CBs.
두 개 이상의 주요 토양층 특성이 동일한 깊이 범위에서 발생하지만 서로 뚜렷하게 분리된 별개의 부분을 차지하는 경우, 주요 기호는 슬래시(/)로 결합되며, 지배적인 것이 먼저 오고 각 기호 뒤에 접미사가 온다.
W는 다른 주요 기호와 결합될 수 없다. H, O, I 및 R은 슬래시를 사용하여 결합할 수 있다.
층의 배열은 상층에서 하층으로 하이픈(-)으로 구분한다.
'''암석 불연속'''이 발생하면 층서는 두 번째 층부터 시작하여 숫자로 표시한다. I층과 W층은 층서로 간주하지 않는다. 각 층의 모든 층은 숫자로 표시한다.
동일한 명칭을 가진 두 개 이상의 층이 발생하면 문자 뒤에 숫자가 따라옵니다. 숫자의 배열은 다른 층에 걸쳐 계속된다.
2. 1. O 층위 (유기물층)
"O"는 유기물을 의미한다. 이는 낙엽, 가지 등 식물 잔해와 동물의 사체 및 배설물과 같은 유기물이 다양한 분해 단계에 있는 표면 층이다. O 층위는 낙엽 층과 구별되어야 하는데, 낙엽층은 많은 식생 지역을 덮고 있으며, 풍화된 광물 입자를 포함하지 않고 토양 자체의 일부가 아니다. O 층위는 유기물의 분해 정도에 따라 더 세분될 수 있다. 예를 들어, O1 층위는 그 기원을 육안으로 확인할 수 있는 (예: 잎 조각) 분해되지 않은 물질을 포함하는 반면, O2 층위는 쉽게 식별하기 어려운 다양한 분해 단계의 유기물 파편을 포함한다. O 층위는 20% 이상의 유기 탄소를 함유하고 있다.[2] O 층위는 통상 초원에서는 형성되지 않고 산림 지역에서 발생하며, 통상 "임상"이라고 불린다.[2]2. 2. P 층위 (이탄층)
O 층위와 유사하지만, 물에 잠긴 습한 환경에서 형성되는 유기물 층이다. 대부분의 해에 30일 이상 연속적으로 배수되지 않는 상태이며, 일반적으로 이탄층 또는 유기 석호층으로 간주된다.[1] 한국에서는 흔하지 않지만, 일부 습지나 저지대에서 발견될 수 있다. 이탄은 보수력이 매우 뛰어나며, 특수한 생태계를 형성하는 데 중요한 역할을 한다.[1]2. 3. A 층위 (표토층)
A 층위는 광물 토양층의 최상층으로, 종종 '표토'라고 불린다. 이 층은 부식이라고 불리는 어두운 색의 분해된 유기물을 포함하고 있어, 다른 층에 비해 어둡게 보인다.[9][10] A 층위는 표면 층이므로 지렁이, 알지렁이(선충), 절지동물, 선충, 균류, 그리고 많은 종의 세균과 고세균과 같은 토양 생물이 식물 뿌리와 밀접하게 관련되어 활발하게 활동한다. 따라서 A 층위는 생물권 또는 생물 외투(biomantle)라고도 불린다.[9][10][11][12] 그러나 생물학적 활동은 토양 속 깊이 확장되므로 A 층위만의 특징은 아니다.2. 4. E 층위 (용탈층)
E 층위는 용탈(eluviated)된 층위를 의미한다.[1] 점토, 철, 알루미늄 산화물 등이 씻겨 내려가고, 모래나 실트 크기의 잘 씻겨 내려가지 않는 석영 등이 남아서 만들어진다.[1] A층위와 B층위 사이에 형성되며, 위아래 층보다 색이 옅다.[1] 주로 산림 토양에서 나타나지만, 초원 등에서도 드물게 생성된다.[1] E층위가 따로 분류되지 않는 경우에는 특징에 따라 A층위 또는 B층위에 포함된다.[1] 자갈이 많은 곳에서는 생물 교란 작용(Bioturbation)에 의해 E층위 주변에 돌층(stonelayer)이 만들어지기도 하는데, 이러한 층을 토양체(Solum)라고 부른다.[1]2. 5. B 층위 (집적층)
B 층위는 심토라고 불리며, 주로 산화철 및 점토 광물의 형성을 통해 토양 생성에 의해 변화된 광물 층이다. 철 산화물로 인해 갈색 또는 적색을 띠는데, 이는 심토의 색도를 다른 층위와 구별할 수 있을 정도로 증가시킨다. 풍화는 생물학적으로 매개될 수 있다. 또한 B 층위는 상위 층위 및 하위 층위와 뚜렷하게 다른 구조 또는 일관성을 갖는 것으로 정의된다.B 층위는 A 및 E 층위에서 아래로 이동하는 광물과 유기물을 축적할 수도 있다. 이 경우 이 층은 ''유입'' 층위라고도 한다.
A 층위와 마찬가지로 B 층위는 B1, B2, B3 유형으로 나눌 수 있다. B1은 A3와 반대 성격의 전이 층위로, 아래의 B 층위의 특성이 지배적이지만 일부 A 층위 특성을 포함한다. B2 층위는 점토 광물 또는 산화물 농도가 높다. B3 층위는 상위 B 층위와 그 아래의 물질(C 또는 D 층위) 사이의 전이 층위이다. A3, B1 및 B3 층위는 엄격하게 정의되지 않으며, 그 사용은 일반적으로 개별 작업자의 재량에 따른다.
식물 뿌리는 이 층위 전체에 침투하지만, 부식은 거의 없다.
A/E/B 층위는 함께 "토양"이라고 하며, 생물학적 활동과 기후 효과가 토양 생성을 주도하는 토양의 표면 깊이를 나타낸다.
B층은 "하층토"라고도 불린다. O, A, E층 아래에 위치하며, 위층까지의 토양 변화가 충분히 이루어져 하층토에서는 원래의 모재 특성이 나타난다. 습한 지역에서는 규산염 점토, 철(Fe) 및 알루미늄(Al) 산화물, 유기 물질 등이 가장 많이 집적되는 층이다. 따라서 이 층은 "집적층" 또는 "축적대"라고도 불린다.[9]
2. 6. C 층위 (모재층)
C층위는 B층위 아래에 위치하며, 위로부터의 토양 형성 과정에 영향을 거의 받지 않아 토양학적인 발달은 없다. A층과 B층 등 다른 토양층과의 관계는 옅다. 그러나 건조 지역에서는 탄산염 및 석고가 C층에 농축된다. 또한 C층은 A층과 B층의 근원이 된 풍화되어 부서진 암석 등의 성분이 보인다.[4]2. 7. R 층위 (기반암층)
R 층위는 토양 단면의 기저에 있는 부분적으로 풍화되거나 풍화되지 않은 기반암 층을 나타낸다. 위의 층들과 달리 R 층위는 손으로 파낼 수 없는 단단한 암석의 연속적인 덩어리로 구성된다.[9] 토양과 R 층위 사이에 지질학적 불연속성이 없는 경우 R 층위는 토양의 모재와 유사하다.2. 8. L 층위 (담수층)
L(석호) 층위는 강수 또는 수생 생물의 작용으로 물에 침전된 광물 또는 유기물을 나타낸다. 여기에는 부생토(퇴적 이탄), 규조토, 이회암이 포함되며, 일반적으로 과거의 정수체(호수나 연못 등)의 잔재로 발견된다.[1]L(Limnic, 담수호) 층위는 호수에 침전된 광물이나 수생 생물 유래의 유기물 층이다.[1] 퇴적암, 이탄, 규조토, 이회암으로 형성되며, 과거에 물의 바닥이었음을 나타낸다.[1]
2. 9. D 층위
D 층위는 호주 토양 분류 체계에서 사용되는 층위로, "일반적인 특성으로 토양과 다르며, C 층위가 아니고, 신뢰할 수 있는 층위 지정을 할 수 없는 토양 재료를 토양 아래"를 의미한다.[9]3. 토양층위의 세부 구분
각 토양층위는 그 특성에 따라 더 세분될 수 있다. 예를 들어, A 층위는 A1, A2, A3 등으로, B 층위는 B1, B2, B3 등으로 세분될 수 있다.
동일한 명칭을 가진 두 개 이상의 층이 발생하면 문자 뒤에 숫자가 따라오며, 숫자의 배열은 다른 층에 걸쳐 계속된다.[1] 예를 들어, Oi-Oe-Oa-Ah-Bw1-Bw2-2Bw3-3Ahb1-3Eb-3Btb-4Ahb2-4C 와 같이 표기한다.[1]
또한, 각 층위의 특성을 나타내는 접미사를 추가하여 더 자세하게 구분할 수 있다. (예: Ap, Bt, Oi)[2] 주요 토양층위에 붙는 접미사는 다음과 같다.[3]
| 접미사 | 설명 | 적용 가능 층위 |
|---|---|---|
| a | 고도로 분해된 유기물 | H, O 층위 |
| b | 매몰된 유전적 층위 (동결교란되지 않음) | 광물 층위 |
| c | 결핵체 또는 결절 | 광물 층위 |
| c | 배설토 | L 층위 |
| d | 밀집층 (물리적으로 뿌리 생장을 제한) | 광물 층위, m과 함께 사용 불가 |
| d | 규조토 | L 층위 |
| e | 적당히 분해된 유기물 | H, O 층위 |
| f | 얼어붙은 토양 | I, R 층위 제외 |
| g | 정체 상태 | 제한 없음 |
| h | 유기물 축적 | 광물 층위 |
| i | 연마면 | 광물 층위 |
| i | 약간 분해된 유기물 | H, O 층위 |
| j | 자로사이트 축적 | 제한 없음 |
| k | 토양생성 탄산염 축적 | 제한 없음 |
| l | 상승하는 지하수에 의한 반점 | 제한 없음 |
| m | 강한 경화 또는 굳어짐 (토양생성, 덩어리) | 광물 층위 |
| m | 마르 | L 층위 |
| n | 토양생성 교환성 나트륨 축적 | 제한 없음 |
| o | 잔류 세스키옥사이드 축적 (토양생성) | 제한 없음 |
| p | 경운 또는 기타 인간의 교란 | 제한 없음; 경운된 E, B, C 층위는 Ap로 지칭 |
| q | 토양생성 실리카 축적 | 제한 없음 |
| r | 강한 유기적 산화환원 반응 | 제한 없음 |
| s | 세스키옥사이드 용탈 축적 | B 층위 |
| t | 점토 광물의 용탈 축적 | B, C 층위 |
| u | 도시 및 기타 인공 재료 (유물) | H, O, A, E, B, C 층위 |
| v | 판상철토 발생 | 제한 없음 |
| w | 색상 또는 토양 구조 발달 | B 층위 |
| x | 프래지팬 특성 | 제한 없음 |
| y | 토양생성 석고 축적 | 제한 없음 |
| z | 석고보다 용해도가 높은 염류의 토양생성 축적 | 제한 없음 |
| @ | 동결교란 증거 | 제한 없음 |
4. 전이층위
두 주요 토양층의 특징이 결합된 토양층위는 두 개의 대문자로 표시하며, 지배적인 특징을 먼저 쓴다. 예를 들어 AB, BA와 같다. 두 주요 토양층이 뚜렷하게 섞여 나타나는 경우에는 토양층위 기호를 슬래시(/)를 사용하여 결합한다. 예를 들어 A/B, B/A와 같다. 주요 토양층 기호 뒤에는 하위 특성을 나타내는 소문자를 사용할 수 있다. (예: AhBw) I, L, W 기호는 전이 토양층위 지정에 사용되지 않는다.[1]
5. 진단층위
많은 토양 분류 체계는 진단 토양층위를 가지고 있다. 진단 토양층위는 토양 분류군(예: 토양 유형)을 정의하는 데 사용되는 층위이다.[2] 필수 깊이에서 하나 이상의 진단 토양층위의 존재 또는 부재는 분류군 단위의 정의에 사용된다. 또한 대부분의 분류 체계는 분류군 단위를 정의하기 위해 다른 몇 가지 토양 특성을 사용한다. 진단 토양층위는 일련의 기준에 따라 철저하게 정의되어야 한다. 토양(토양 단괴, 토양 단면)을 분류군 단위에 할당할 때, 이 토양의 모든 층위를 확인하고 해당 층위가 진단 토양층위의 기준을 충족하는지 여부를 결정해야 한다. 식별된 진단 토양층위를 기반으로 토양을 분류군 단위에 할당하는 작업을 진행할 수 있다.[2]
다음은 두 가지 토양 분류 체계의 진단 토양층위를 나열한 것이다.[2]
| 세계 토양 자원 기준 (WRB) | 미국 농무성 (USDA) 토양 분류 체계 |
|---|---|
참조
[1]
서적
Bodenkundliche Kartieranleitung, 5. Auflage
Schweizerbart
[2]
웹사이트
World Reference Base for Soil Resources
https://www3.ls.tum.[...]
International Union of Soil Sciences, Vienna
2022-11-21
[3]
웹사이트
Keys to Soil Taxonomy
https://www.nrcs.usd[...]
Natural Resources Conservation Service, United States Department of Agriculture
2023-05-02
[4]
웹사이트
Australian Soil Classification
http://www.clw.csiro[...]
CSIRO
2016-02-11
[5]
서적
Essentials of soil science
Borntraeger Science Publishers
[6]
웹사이트
Guidelines for Soil Description. Fourth Edition
http://www.fao.org/d[...]
FAO, Rome
[7]
웹사이트
Field Book for describing and sampling soils. Version 3.0.
https://www.nrcs.usd[...]
NRCS, NSSC
2023-08-11
[8]
서적
Australian soil and land survey field handbook. Third edition.
CSIRO, Melbourne
[9]
논문
Reflections on the nature of soil and its biomantle. Annals, Association of American Geographers, v. 95 (1), pp. 11-31.
[10]
논문
Exploring pedogenesis via nuclide-based soil production rates and OSL-based bioturbation rates. Australian Journal of Soil Research, v. 43, pp. 767-779.
[11]
논문
Reflections on the nature of soil and its biomantle. [[Annals of the Association of American Geographers]], v. '''95''' (1), pp. 11-31.
[12]
논문
Exploring pedogenesis via nuclide-based soil production rates and OSL-based bioturbation rates. Australian Journal of Soil Research, v. 43, pp. 767-779.
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