Formation of Soils parent materials 토양 의 생 성 이 내용 은 Nyie C . Brady 박사 ( 외 ) 가 지 은 『 The Nature and roperties of Soils 』 최 신판 ( 1999 년 ) 에서 일부 토양 생성 작용 ( Soil Formation in Action ) 반암 ( bedrock ) 의 침식 에 의한 표토 의 축적 이나 바람 , 물 , 빙하 등 에 의하 여 토양 모재 ( parent materials ) 들 이 침적 되 는 것 은 토양단면 의 발달 과 동시 에 일어난다 . 모재 로부터 토양 이 생성 되 는 동안 표토 는 심한 변화 를 여러 번 받 는다 . 토양 생 성의 4 단계 ( Four Broad Processes of Soil Genesis ) 토양 생 성 은 일련 의 큰 변화 에 의해 진행 되 는데 , 다음 에 4 단계 로 구분 될 수 있 다 . ( 1 ) 변형 ( Transformations ) , 무기물 의 풍화 와 유기물 분해 에 의해 토양 성분 들 은 변화 되 거나 파괴 되 며 어떤 것 들 은 합성 된다 . ( 2 ) 전위 ( Trasnlocations ) , 무기물 이나 유기물 이 한 장소 ( 단면 ) 에서 다른 장소 ( 단면 ) 로 이동 하 며 , 이러 한 이동 은 주로 물 에 의해 일어나 며 , 가끔 은 토양 미생물 에 의해 일어나 기 도 한다 . ( 3 ) 첨가 ( Additions ) , 식물 로부터 유입 된 유기물 , 대기 로부터 유입 된 먼지 나 지하수 에서 올라온 무기염 같 은 외부 로부터 유입 된 물질 들 이 토양단면 에 첨가 된다 . ( 4 ) 용탈 ( Losses ) , 지하수 로 용탈 되 거나 표토 의 침식 이나 다른 형태 의 손실 등 으로 토양단면 에서 물질 이 손실 된다 . 종종 변형 과 전위 는 특정 단면 에 물질 들 은 축적 하 게 한다 . 앞서 언급 한 여러 환경 의 영향력 하 에서 발생 되 는 이러 한 토양 생 성 의 과정 은 특정 한 토양 과 지형 및 식생 과 의 상호 관계 를 이해 하 는 데 도움 을 준다 . 주어진 장소 에서 이러 한 상호 관계 를 분석 할 때 다음 의 질문 을 한다 . 어떠 한 모재 들 이 이 토양 에 첨가 되 었 나 ? 어떠 한 모재 들 이 이동 되 었 나 ? 그리고 이 장소 에서 기후 , 유기물 , 지형 및 모재 들 이 얼마 동안 토양 생성 에 작용 했 나 ? 간단 한 예 ( A Simplified Example ) 상대 적 으로 균일 한 모재 를 가진 두꺼운 층 에서부터 토양 이 발달 하 면서 변화 가 일어난다고 생각 해 보 자 . 특정 모재 가 있 는 곳 에서 식물 이 생장 하 려면 물리 적 인 풍화 와 용탈 작용 을 받 아 토양 이 생성 된 후 라야 가능 한데도 불구 하 고 식물 이 자라 고 그 들 의 낙엽 과 뿌리 잔 사물 을 표층 에 침적 시킬 때 비로소 토양 생 성 은 시작 된다 . 식물 잔 사물 들 은 흩어지 고 일부 는 부식 이나 다른 유기물 을 합성 하 는 토양 미생물 에 의해 분해 된다 . 부식 의 축적 은 물 과 영양분 의 이용 성 을 증가 시켜서 식물 생장 과 계속 적 인 부식 의 축적 에 촉진 한다 . 지렁이 , 개미 , 흰개미 등 의 작 은 동물 들 은 토양 에 축적 된 유기물 을 섭취 하 며 토양 을 파헤침 으로써 식물 의 잔사 와 무기물 울 서로 혼합 하 는 역할 을 한다 . A 층 발달 ( A - Horizon Development ) . 토양 표면 에서 유기물 과 무기물 이 혼합 되 면 최초 의 토양단면 이 발달 되 는데 , 이 를 A 층 이 라 한다 . 어두운 색 을 띠 며 , 이 화학 적 성질 은 원래 의 모재 와 는 다르 다 . 이 층 의 개별 적 토양 입자 들 은 유기물 의 영향 으로 인해 작 은 입단 형태 로 뭉쳐 지 게 되 는데 , 이것 은 아래 단면 과 구별 되 며 , 원래 의 토양 모재 와 도 다른 모습 이 다 . 경사지 에서 는 침식 으로 인하 여 새롭 게 형성 되 는 단면 에서 모재 들 이 제거 되 거나 단면 형성 이 다소 느려진다 . 용탈 ( Leaching ) . 분해 되 는 유기물 로부터 생성 된 유기산 은 토양 으로 침투 되 는 물 에 의해 이동 되 어 풍화 작용 을 촉진 시킨다 . 산 성 을 띠 게 되 는 토양수 에 의해 여러 물질 들 이 용해 되 어 토양 의 위 단면 으로부터 아래 단면 으로 이동 ( 용탈 ) 되 어 침전 된다 . 결과 적 으로 물질 이 용탈 된 층 과 집적 된 층 을 만들 게 된다 . 용해 된 물질 은 유기물 이나 무기물 에서 용해 된 Ca 2 + 같 은 양이온 과 CO 3 - 나 SO 42 - 같 은 음 이온 을 포함 한다 . 반 건조 나 건조지 방 에서 는 이러 한 이온 들 이 물 이 침투 되 는 최대 깊이 까지 침전 되 어 방해석 ( CaCO 3 ) 이나 석고 ( CaSO 4 · 2 H 2 O ) 가 풍부 한 단면 이 형성 된다 . 강우 가 충분 한 곳 에서 는 용해 된 물질 들 이 배수 가 진행 되 는 동안 토양단면 으로부터 완전히 없 어 지 게 된다 . 풍화물 의 소실 은 풍화 작용 이 더욱 진행 되 게 하 여 단면 의 산성화 가 증가 하 고 Ca 2 +, Mg 2 + 및 K + 이 부족 하 게 된다 . 반면 에 심근성 식물 은 이러 한 수용성 물질 들 을 흡수 하 여 토양 표면 에 다시 그 들 을 제공 한다 . 따라서 풍화 작용 과 단면 형성 과정 을 다소 늦춘다 . 무기물 풍화 ( Mineral Weathering ) . 생화학 적 작용 은 주요 무기물 의 풍화 작용 을 촉진 시키 며 여러 종류 의 규산염 점토 를 생성 하 게 한다 . 무기물 이 분해 되 면 그 분 해물 들 은 여러 형태 의 규산염 점토 와 철 과 알루미늄 의 수산화물 을 포함 한 다른 종류 의 무기물 과 혼합 된다 . 이렇게 새롭 게 형성 된 점토 광물 은 형성 된 곳 에 집적 되 기 도 하 거나 , 토양 아래 로 이동 하 여 아래 단면 에 집적 되 기 도 한다 . 모재 들 이 한 단면 에서 용탈 되 면 다른 단면 에서 는 집적 되 는데 , 이런 진행 이 계속 되 어 단면 간 의 특징 이 나타나 게 되 어 결국 토양단면 이 발달 하 게 된다 . 점토 가 집적 되 는 곳 에서 는 점토 덩어리 들 이 건조 되 거나 깨 질 때 암석 모양 이나 각주 모양 의 토양 구조 가 발달 하 게 된다 . 토양 이 성숙 되 면서 같 은 토양단면 이 라 할지라도 다양 한 특성 을 가진 층 이 발달 한다 . 자연 에서 의 토양 생성 ( Soil Genesis in Nature ) 토양단면 에서 발견 되 는 모든 단면 들 이 토양 생성 작용 에 의해 만들 어 진 단면 은 아니 다 . 토양 모재 들 은 토양 생성 이 시작 되 기 전 에 이미 단면 적 특성 을 가지 고 있 다 . 예 를 들 어 , 빙하 퇴적물 이나 수중 퇴적물 은 여러 번 의 침전 으로 생성 된 미세 하 고 거친 입자 로 이루어진 다양 한 층 으로 이루어진다 . 결과 적 으로 토양단면 의 특징 은 토양 생성 과정 에서 발생 된 특징 뿐 만 아니 라 토양 모재 에서 유래 한 특징 도 있 다는 것 을 이해 해야 한다 . 게다가 토양단면 은 끊임없이 생성 되 고 변화 한다는 것 을 인식 해야 한다 . 결과 적 으로 자연 에서 는 단면 이 잘 발달 된 곳 이 있 는가 하 면 어떤 곳 은 이제 막 시작 하 는 곳 도 있 다 . 토양 단면 ( The Soil Profile ) 특정 장소 에서 지구 표면 은 5 가지 토양 생성 요인 의 영향 을 장소 에 따라 다른 조합 의 영향 을 받 으므로 각기 다른 장소 에 는 다른 형태 의 단면 이 형성 된다 . 따라서 우리 가 토양 이 라고 부르 는 자연체 가 서서히 형성 된다 . 각 토양 은 이러 한 단면 에 의해 특징 을 나타내 게 된다 . 이러 한 토양 의 수직 적 일련 의 형태 를 토양단면 ( soil profile ) 이 라고 부른다 . 이제 부터 토양단면 을 형성 하 는 주요 한 토양층 과 그 들 을 일컫 는 주요 기호 에 대해 알아본다 . 주요 토양단면 과 세부 층 ( The Master Horizons and Layers ) 주요 토양 단면 은 5 개 가 있 고 이 는 대문자 O , A , E , B 와 C 로 표기 한다 . ( 그림 2 ) 세부 층 은 주요 단면 내 에 형성 되 고 , 이 들 은 대문자 옆 에 소문자 로 표시 한다 ( Bt , Ap , Oi 등 ) . O 층 ( O Horizons ) . O 층 은 주로 유기물 층 으로 , 무기물 토양 의 위 에 존재 한다 . 이 층 은 죽 은 식물 이나 동물 의 잔 사물 로부터 유래 한다 . 일반 적 으로 초원 지역 에서 는 존재 하 지 않 는 O 층 은 보통 삼림지 에 존재 하 며 , forest floor ( 삼림 토양 ) 이 라고 불린다 . 세 개 의 세부 층 이 존재 한다 . Oi 층 은 fibric materals 들 이 존재 하 는 층 으로 , 분해 가 거의 일어나 지 않 아 식물 이나 동물 의 형태 를 식별 할 수 있 다 . ( Oi 층 은 일부 삼림 에서 는 litter 나 L 층 으로 불린다 . ) Oe 층 은 hemic materials 로 이루어진 층 으로 , 작 게 쪼개 진 잔 사물 들 이 일부 분해 를 받 았 으나 섬유질 들 이 여전히 많이 존재 하 고 있 다 . ( 이 층 은 일부 삼림 에서 는 fermentation 나 F 층 으로 불린다 . ) Oa 층 은 sapric mareials 로 이루어진 층 으로 , 분해 를 많이 받 아 형체 를 알아볼 수 없 고 섬유질 을 함유 하 지 않 은 부드럽 고 무 정형 의 물질 들 이 존재 한다 . ( 일부 삼림 에서 는 humidified 나 H 층 으로 불린다 . ) A 층 ( A Horizons ) . A 층 으로 표시 되 는 무기질 토양 의 최상층 은 일반 적 으로 분해 를 충분히 많 은 유기물 을 함유 하 여 아래층 에 비해 어두운 토양 색 을 나타낸다 . A 층 은 조직 이 거칠 고 , 아래층 으로 의 전위 나 침식 에 의해 미세 한 물질 들 이 손실 되 어 있 다 . E 층 ( E Horizons ) . 이 층 은 점토 , 철 및 알루미늄 산화물 의 용탈 이 최대 로 일어나 는 층 으로 , 모래 나 미사 를 이루 는 석영 같 은 저항성 광물 이 집적 된다 . E 층 은 보통 A 층 바로 밑 에 위치 하 며 일반 적 으로 A 층 에 비하 여 색 이 연하 다 . 이러 한 E 층 은 삼림 에서 발달 한 토양 에서 볼 수 있 으며 , 초원 토양 에서 는 거의 발달 되 지 않 는다 . B 층 ( B Horizons ) . B 층 은 O , A 또는 E 층 밑 에 존재 하 며 , 토양 생성 과정 중 에 상당 한 변화 를 겪 기 때문 에 모재 가 가지 고 있 던 성질 은 존재 하 지 않 는다 . 대부분 의 경우 B 층 은 물질 들 이 집적 하 는데 , 일반 적 으로 위층 에서 용탈 된 물질 들 이 집적 된다 . 습한 지역 에서 B 층 은 철 , 알루미늄 산화물 ( Bo 또는 Bs 층 ) 과 규산염 점토 ( Bt 층 ) 같 은 물질 들 이 최대 로 집적 되 는 층 이 다 . 집적 되 는 물질 중 일부 는 위층 에서 용탈 된 물질 이 며 , 일부 는 여기 서 만들 어 진 것 이 다 . 건조 나 반 건조 지역 에서 , 탄화칼슘 또는 황산칼슘 은 B 층 에 집적 된다 ( 각각 Bk 와 By 층 ) . B 층 은 때로 는 심토 라고 부적절 하 게 사용 되 어 지 는데 , 이 는 정확도 가 떨어지 는 말 이 다 . A 층 이 얇 은 토양 에서 는 B 층 의 일부 가 경운 층 에 포함 된다 . 따라서 표토 가 된다 . A 층 이 두꺼운 다른 토양 에서 는 경운 층 이나 표토 가 A 층 의 윗부분 만 을 포함 하 므로 심토 는 B 층 과 함께 A 층 의 아래 부분 을 포함 한다 . 이러 한 것 은 토양 단면 을 표현 하 는데 있 어서 토양학 자 들 에 의해 사용 되 어 지 는 학문 적 ( 기술 적 ) 단어 와 일반 적 ( 일상 회화 에서 사용 되 는 ) 단어 를 차별 화 하 는 것 이 필요 함 을 말 해 준다 . C 층 ( C Horizons ) . C 층 은 solumn ( A 층 과 B 층 을 함께 일컫 는 말 ) 밑 에 존재 하 는 층 이 다 . 이 층 은 solumn 을 형성 한 모재 와 같 을 수 도 있 고 같 지 않 을 수 도 있 다 . C 층 은 생물학 적 활동 이 일어나 는 층 의 밑 에 존재 하 므로 토양 생성 과정 에서 B 층 과 같 은 질 적 인 변화 를 겪 지 않 는다 . C 층 의 물질 들 은 삽 으로 팔 수 있 을 만큼 부드럽 기 도 하 고 모암 이나 지형 적 침전물 의 구조 적 특징 을 보유 하 기 도 한다 . 이 층 의 윗부분 은 풍화 작용 과 침식 이 계속 발생 하 는 solumn 의 일부 가 되 기 도 한다 . R 층 ( R layers ) . 이 층 은 풍화 의 흔적 이 전혀 없 는 암석 으로 이루어진다 . 주요 단면 내 의 세부 층 ( Sundivisions within Master Horizons ) 대부분 특징 적 인 세부 층위 는 주요 단면 내 에 존재 하 며 , 단면 을 나타내 는 문자 뒤 에 숫자 를 써서 나타낸다 . 예 를 들 면 , 구조 와 색 이 다른 조합 이 B 층 에서 발견 된다면 그 단면 은 B 1 - B 2 - B 3 로 나타낸다 . 두 개 의 다른 지질학 적 모재 ( 예 를 들 면 , 빙 력 토 위 의 뢰스 ) 가 토양단면 내 에 존재 한다면 모재 의 두 번 째 층 에서 발달 된 층 을 나타내 는 주요 단면 기호 앞 에 숫자 2 를 쓴다 . 예 를 들 면 , 빙 력 토 지역 에서 위 에 는 뢰스 가 발달 하 는 동안 C 층 이 발달 한다면 , O - A - B - 2 C 라고 표시 한다 . 단면 전위 ( Transition Horizons ) 주요 단면 ( O , A , E , B 및 C ) 사이 의 단면 전위 는 한 단면 의 특징 에 의해 지배 받 을 수 도 있 고 , 다른 주요 특성 을 가지 기 도 한다 . 전위 된 단면 을 표시 할 때 는 적절 한 두 개 의 대문자 를 사용 한다 ( AE , EB , BE 및 BC ) . 하위 단면 앞 에 주요 단면 을 쓴다 . E / B 같 은 문자 조합 은 B 층 의 특성 을 일부 가지 고 있 지만 주요 한 단면 적 특성 이 B 층 의 특성 일 때 나타낸다 . 세부 층위 의 특성 ( Subordinate Distinctions ) 대문자 는 주요 단면 의 특성 을 매우 일반 적 으로 표시 하 는 것 이 기 때문 에 특별 한 단면 의 특성 을 나타내 기 위해서 는 주요 단면 을 표시 하 는 문자 다음 에 소문자 로 나타낸다 . 예 를 들 면 , O 층 의 세 가지 세부 층위 는 [ 그림 2 ] 에서 보 는 것 처럼 Oi , Oe 및 Oa 로 나타낸다 . 다른 세부 층위 의 특성 은 특별 한 물리 적 특성 과 점토 와 염류 같 은 특별 한 입자 의 축적 을 포함 한다 . 특별 한 층위 를 나타내 는 문자 와 그 의미 는 [ 그림 3 ] 에 나타나 있 다 . 이 그림 를 유의 해서 살펴보 고 단면 표시 가 어떠 한 토양 의 특성 을 나타내 는지 연구 해 보 자 . 실례 로서 , Bt 층 은 점토 가 집적 된 B 층 이 다 . 또한 Bk 층 은 탄산염 ( k ) 이 집적 되 었 다 . 우리 는 이미 O 층 의 세부 층 을 구별 하 기 위해 i , a 와 e 라는 접미사 를 사용 하 였 다 . 특정 단면 ( Horizons in a Given Profile ) 어떤 토양 의 단면 은 [ 그림 2 ] 에서 볼 수 있 는 일반 적 인 토양 단면 을 보여 주 지 는 않 는다 . 배수 가 잘 되 는 토양 에서 가장 흔히 볼 수 있 는 층위 는 Oi 와 Oe ( 또는 Oa ) ( 삼림 토양 이 라면 ) , 그리고 A 또는 E 층 ( 또는 둘 다 , 주변 환경 에 따라 ) , 그리고 Bt 또는 Bw , 그리고 C 층 이 다 . 토양 생성 조건 에 따라 특정 층위 의 존재 유무 와 층위 의 명확 성 이 결정 될 것 이 다 . 미 경작지 토양 이 처음 으로 경운 되 어 경작 된다면 표층 15 에서 20 cm 가 경작 층 , 즉 Ap 층 이 된다 . 물론 경작 을 하 게 되 면 이 토양단면 의 위 부분 은 경작 하 지 않 았 을 때 의 상태 와 다르 게 될 것 이 다 . 그리고 Ap 층 이 다소 동질 화 되 어 간다 . 어떤 토양 에서 는 A 와 E 층 이 경작 층 에 비해 더 깊 은 곳 에 존재 한다 . 또 다른 경우 에 는 위층 이 매우 얇 은 곳 에서 는 경작 층 이 B 층 의 윗부분 이나 심한 경우 에 는 아래 부분 에 이르 기 도 한다 . 어떤 경작지 토양 에서 는 심한 침식 에 의해 불 완전 한 단면 ( truncated profile ) 이 형성 된다 . 표토 층 이 매년 씻겨 내려가 면서 대부분 의 경우 경작 층 이 대부분 B 층 이 되 며 , C 층 은 이 와 동시 에 표면 에 가깝 게 된다 . 주변 의 침식 을 받 지 않 은 토양 과 비교 해 보 면 침식 이 얼마나 일어났었 는지 알 수 있 다 . 결론 ( Conclusion ) 토양 의 모재 는 전 세계 적 으로 매우 다양 하 게 존재 하 며 바로 몇 미터 만 떨어져 있 어도 다르 다 . 따라서 모재 의 기원 , 풍화 작용 기 작 이나 이동과 집적 의 수단 등 의 모재 에 대한 지식 은 토양 생성 을 이해 하 는 데 있 어서 필수 적 인 것 이 다 . 토양 생 성 은 오랜 시간 토양 모재 에 작용 하 는 생물체 와 기후 에 의해 촉진 되 며 , 지형 적 영향 에 의해 영향 받 는다 . 이러 한 다섯 가지 토양 생성 요인 은 토양 의 종류 를 결정 한다 . 이러 한 모든 요인 이 다른 두 장소 에 동시 에 작용 한다면 생성 되 는 토양 도 같 을 것 이 다 . 모재 에 존재 하 지 않 았 던 층위 나 단면 이 나타나 기 시작 할 때 토양 생 성 은 시작 된다 . 위층 에 유기물 이 집적 되 고 , 가용성 이온 이 아래 로 이동 하 며 , 점토 의 합성 과 아래 로 의 이동 이 일어나 고 , 토양 의 위 와 아래 층 에서 토양 입자 들 이 뭉쳐 ( 토양 구조 , 토양입단 ) 지 면 토양 생성 이 진행 중 이 라는 신호 이 다 . 토양 생 성 의 네 개 의 다른 과정 ( 물질 유입 gain , 물질 용탈 osses , 변형 transformation , and 물질 이동 translocations ) 과 토양 생성 에 영향 을 주 는 다섯 개 의 요인 들 을 통해 특정 장소 에서 생성 되 어 지 는 토양 의 특성 과 종류 를 알 수 있 다 . 토양단면 의 특성 에 대한 연구 를 통해 그 장소 의 기후 , 생물상 및 지형 적 특성 을 알 수 있 다 . 토양 단면 의 특성 에 따라 토양분류 를 실시 한다 . ■ 번역 을 도와 주 신 분 : 옥 현충 님 ( 서울대 대학원 박사 과정 , 약 초학 전공 )