Reconstruction of the Paleo-environment during the Upper Pleistocene at Seongjeong-dong, Cheonan-si, inferred from Pollen Analysis

* 경희대학교 지리학과 박사수료(Ph.D.Candidate, Department of Geography, KyungHee University), ryungeo@hotmail.com

** 경희대학교 지리학과 및 기초과학연구소 교수(Professor, Dept. of Geography and Research Institute for Basic Sciences, Kyung Hee University), soyoon@khu.ac.kr

*** 경북대학교 지리학과 교수(Professor, Dept. of Geography, Kyungpook National University), hwangsi@knu.ac.kr

**** 충청문화재연구원 연구원(Researcher, Chungcheong Research Institute of Cultural Heritage), rhiebc@nate.com

천안 성정동 지역의 화분분석 결과를 통한 Pleistocene 후기 고환경복원

김혜령*·윤순옥**·황상일***·이병철****

Reconstruction of the Paleo-environment during the Upper Pleistocene at Seongjeong-dong, Cheonan-si, inferred from Pollen Analysis

Hye-Ryung Kim* · Soon-Ock Yoon** · Sangill Hwang*** · Byeong-Cheol Lee****

요약 :충남 천안시 성정동 지역의 천안천 충적평야 화분분석 결과를 통해 최종빙기 최성기부터 홀로세에 걸

쳐 고식생 환경과 기후 변화를 중심으로 고환경을 복원하였다. 화분대Ⅰ(약 23,000-15,000 yr BP) 시기는 목 본이 드물게 분포하는 소림(疏林)상태로서 초지가 넓게 펼쳐져 있었다. 기후는 한랭하였으나 영남 산간지역에 비해 심하지 않았으며, Woldstedt(1962)와 Yoon and Jo(1996)에 따르면 ‘very cold’에 대비된다. 화분대Ⅱ(약 15,000-10,000 yr BP)는 회갈색 모래층에 해당하는 무화분대로서 최종빙기 최성기에서 홀로세 사이의 점이기 에 해당한다. 이 모래층은 실트가 포함된 토탄으로 이루어진 상, 하부 층준과 확연히 구분되는데, 이와 같은 특 징은 대단히 한랭했던 시기에서 온난한 환경으로 전환되는 동안 급격한 기후 변화가 진행된데 기인한 것으로 보인다. Holocene 전기에 대비되는 화분대Ⅲ(약 10,000-6,000 yr BP)의 화분조성에서는 기후가 뚜렷하게 온 난해졌음을 확인할 수 있다.

주요어 :화분분석, 고환경복원, 기후변화, 최종빙기 최성기, 홀로세

Abstract : Paleo-environments such as vegetation and climate changes from the Last Glacial Maximum to the Holocene are reconstructed by the results of pollen analysis in the floodplain of Cheonan River, Seongjeong-dong, Cheonan-si, Chungnam Province. In the pollen zoneⅠ(approximately 23,000 – 15,000 yr BP�, the area studied was covered by the extensive grassland with sparse wood. �he climatic condi- BP�, the area studied was covered by the extensive grassland with sparse wood. �he climatic condi-BP�, the area studied was covered by the extensive grassland with sparse wood. �he climatic condi-�, the area studied was covered by the extensive grassland with sparse wood. �he climatic condi-the area studied was covered by the extensive grassland with sparse wood. �he climatic condi- area studied was covered by the extensive grassland with sparse wood. �he climatic condi-area studied was covered by the extensive grassland with sparse wood. �he climatic condi- studied was covered by the extensive grassland with sparse wood. �he climatic condi-studied was covered by the extensive grassland with sparse wood. �he climatic condi- was covered by the extensive grassland with sparse wood. �he climatic condi-was covered by the extensive grassland with sparse wood. �he climatic condi- covered by the extensive grassland with sparse wood. �he climatic condi-covered by the extensive grassland with sparse wood. �he climatic condi- by the extensive grassland with sparse wood. �he climatic condi-by the extensive grassland with sparse wood. �he climatic condi- the extensive grassland with sparse wood. �he climatic condi-the extensive grassland with sparse wood. �he climatic condi- extensive grassland with sparse wood. �he climatic condi-extensive grassland with sparse wood. �he climatic condi- grassland with sparse wood. �he climatic condi-grassland with sparse wood. �he climatic condi- with sparse wood. �he climatic condi-with sparse wood. �he climatic condi- sparse wood. �he climatic condi-sparse wood. �he climatic condi- wood. �he climatic condi-wood. �he climatic condi-. �he climatic condi-�he climatic condi- climatic condi-climatic condi- condi-condi- tions were very cold, but it might not be so severe compared to the intermontane area in the Yeongnam area. This zone corresponds to the ‘very cold’ stage of Woldstedt(1962� and Yoon and Jo(1996�. No pollen horizon(pollen zone Ⅱ� deposited between approximately 15,000 and 10,000 yr BP corresponds to the transitional stage from the Last Glacial Maximum to the Holocene. The horizon consists of the dark gray brown sand deposits di� erent from the other horizons dominated by the silty deposits and these sedimen- sand deposits di� erent from the other horizons dominated by the silty deposits and these sedimen-sand deposits di� erent from the other horizons dominated by the silty deposits and these sedimen- deposits di� erent from the other horizons dominated by the silty deposits and these sedimen-deposits di� erent from the other horizons dominated by the silty deposits and these sedimen- di� erent from the other horizons dominated by the silty deposits and these sedimen-di�erent from the other horizons dominated by the silty deposits and these sedimen- from the other horizons dominated by the silty deposits and these sedimen-from the other horizons dominated by the silty deposits and these sedimen- the other horizons dominated by the silty deposits and these sedimen-the other horizons dominated by the silty deposits and these sedimen- other horizons dominated by the silty deposits and these sedimen-other horizons dominated by the silty deposits and these sedimen- horizons dominated by the silty deposits and these sedimen-horizons dominated by the silty deposits and these sedimen- dominated by the silty deposits and these sedimen-dominated by the silty deposits and these sedimen- by the silty deposits and these sedimen-by the silty deposits and these sedimen- the silty deposits and these sedimen-the silty deposits and these sedimen- silty deposits and these sedimen-silty deposits and these sedimen- deposits and these sedimen-deposits and these sedimen- and these sedimen-and these sedimen- these sedimen-these sedimen- sedimen-sedimen- tary properties may be attributed to the dramatic climate changes between the very cold stage and warm stage. �he pollen zoneⅢ formed between approximately 10,000 and 6,000 yr BP shows clearly different pollen compositions indicative of temperate climate conditions.

Key Words : pollen analysis, reconstruction of paleo-environment, Last Glacial Maximum, Holocene

1. 서언

최종빙기 최성기( LGM) 이후 홀로세(Holocene) 로의 전환기 기후변화는 인류 문명에 매우 의미있는 영향을 미쳤다. 서아시아에서는 만빙기가 시작하는 16,500cal. yr BP 경 전 지구적인 기후온난화와 함께 삼림이 확장하면서 인류는 산림자원을 이용하여 정 착생활이 가능해졌으며 토기를 제작하고 농경을 행 하였다( Yasuda, 2002). 중국의 광시성에서는 이미 23,000-21,000 yr BP 경에 토기가 제작되었고, 후난 성의 유찬얀( Yuchanyan)에서는 12,060±120 cal. yr BP를 전후한 시기의 재배벼(Oryza sativa)가 발견되었 으며, 식물규소체 분석( phytoliths analysis)에서는 대 략 14,000 cal. yr BP 경의 인류 최초 농경활동의 증거 가 제시되었다( Yan, 2002).

선사인들이 농경활동을 시작한 플라이스토세 (Pleistocene) 후기에는 자연환경을 문자로 기록한 자 료가 거의 없으므로, 화분 및 포자, 식물규소체, 대형 식물유체, 규조, 유공충, 곤충화석, 동물화석 등과 같 은 다양한 대리자료(proxy data)는 고식생과 고기후 등 고환경을 복원하는데 매우 유용한 도구가 된다.

즉 최종빙기 최성기 및 만빙기에 대한 한반도 화분분 석 결과( Yoon and Jo, 1996; Yi and Yu, 2001; Chung et al., 2005; Yi et al., 2006; Chung, 2007; Yi et al., 2008;

Yoon et al., 2008, 2009, 2012; Chung et al., 2010;

Hwang et al., 2012)에서 확인된 식물조성 변화는 당 시 기후가 한랭했을 것이라는 단순한 추정을 벗어나 보다 정밀한 기후 환경 분석을 가능하게 하였다.

최근 한반도 전체를 대상으로 정량화된 화분통계 자료를 활용하여 등시화분선도( Isopollen Map)를 작 성하여 시기별 식생변천과 기후변화를 복원하는 연 구가 시도되었다( Yoon et al., 2012). 고해상도의 정밀 자료를 습득하려면 시, 공간적으로 균등한 화분자료 가 필수적이지만, 해안 부근의 충적평야와 달리 내륙 지역이나, 시기가 오랠수록 화분분석이 이루어진 곳 이 적다. 특히, 한반도 중서부 내륙에 해당하는 충남 지역에서 획득 가능한 플라이스토세 후기의 화분자 료는 수적으로 매우 적고 천안시에서는 거의 확인되

지 않았다.

본 연구에서는 천안시 중심인 성정동에 위치하는 천안천 충적평야에서 최종빙기 최성기에서 홀로세에 이르는 연속적인 퇴적층을 확인하여 유기물이 많이 포함된 토탄을 대상으로 화분분석을 행하였다. 화석 분석이 이루어진 토탄층을 중간에 협재된 모래층을 경계로 상, 하부층이 뚜렷이 구분되었다. 고고학 발 굴시 트렌치 상부층에서는 다수의 토광묘와 유구 등 이 발견되었으나, 유기물이 많이 포함된 토탄층에서 는 유구나 유물이 거의 확인되지 않았으므로 인간생 활과 관련된 증거를 찾을 수 없었다. 따라서 교란되지 않은 퇴적층에서 얻은 시료로 연대측정을 행하고 최 종빙기 최성기부터 홀로세 전기에 이르는 시기 동안 의 식생환경을 복원하였다. 아울러 연구지역 뿐 아니 라 최근 천안 지역에서는 신도시를 조성하면서 아산 풍기동( Yi et al., 2006), 천안 운전리(Park, 2004; Park et al., 2004), 아산 장재리(Park, 2006) 등에서 화분분 석이 이루어졌는데, 본 연구결과와 함께 이들 자료를 함께 검토하여, 한반도 중서부 지역의 최종빙기부터 홀로세에 이르는 시기동안의 고기후 환경을 복원하 였다.

2. 연구지역 개관

성정동 트렌치는 태조봉( 421m)에서 발원하여 천 안시를 통과하여 흐르는 천안천 좌안 충적평야에 위 치한다( 36°49′16″N, 127°08′50″E). 천안시 동쪽에는 태조봉을 중심으로 해발고도 400-600m의 차령산맥 능선이 남-북 방향으로 전개되며, 서쪽에는 해발고 도 100m 이내의 비교적 저평한 구릉지가 분포한다.

천안천은 구릉지와 산지에서 발원한 소하천들을 합 하여 서류하고 천안시 남서부에서 미호천과 합류하 여 금강에 유입한다(Figure 1).

연구지역인 성정동 일대는 대부분 아파트단지로

개발되었으나 최근까지 논으로 이용되었으므로 토

지이용도에서 원래의 지형 경관을 용이하게 파악할

수 있다. 화분분석 시료를 채취하기 위해 지표면에서

2.75m를 굴착하였다. 트렌치 바닥에서는 기반암이 확인되지 않았으며, 퇴적층은 토양색과 입도조성에 따라 하부에서부터 검은색 토탄층, 어두운 회갈색 모 래층, 회색을 띠는 검은색 토탄층, 황갈색 실트층, 현 재 경작층인 표토층의 다섯 개 층준으로 구분된다.

트렌치 상부의 황갈색 실트층과 표토층에는 유기 물이 거의 포함되지 않았으므로 화분분석 대상에서 제외되었다. 하부의 세 개 층준은 대부분 유기질 토 탄으로 이루어져 있다. 대체로 검은색 내지 어두운 회갈색을 띠지만 층준에 따라 퇴적층의 특성이나 퇴 적물 입도조성에 변화가 있다. 이들 가운데 해발고 도 36.80-37.20m의 어두운 회갈색 모래층은 보다 하 부와 상부의 토탄층에 비해 입경이 상대적으로 조립 질이며 유기물이 매우 적게 포함되어 있다. 이 층준 을 경계로 하부토탄층과 상부토탄층으로 구분된다.

화분분석은 가장 아래에 퇴적된 하부토탄층(해발고 도 36.36-36.80m)과 상부토탄층(해발고도 37.20- 38.20m)에서 이루어졌다(Figure 2, 3).

하부토탄층 내에 나무 조각들이 수평으로 퇴적되 어 있는 것으로 볼 때, 이 시기에는 유기물 공급이 활 발했던 것으로 보인다. 한편 토탄층 사이에 협재된 어 두운 회갈색 모래층은 작열감량( Ignition Loss), 함수 율( Water Content), 총유기탄소(�OC: �otal Organic Carbon), 유기물 함량(Organic Matter Content) 등이 모두 급격히 감소하였다. 상부토탄층에는 나무 조각 이나 풀뿌리 같은 유기물질이 혼재하고, 수평층리를 보이는 세사층이 협재한다. 상부토탄층 위의 황갈색 실트층( 38.40-38.80m)에는 토양쐐기(soil crack)가 나타나고, 표토층은 최근까지 논으로 사용되어 교란 되었다( Figure 2, 3).

천안시 지역의 현존 식생은 난온대 낙엽활엽수림

대로 분류되며(Yim, 1977), 실제 주변 구릉지에는 참

나무科 식물인 갈참나무, 졸참나무, 신갈나무와 서

어나무 및 소나무 군락이 분포한다. 연구지역에서는

(재)충청문화재연구원에 의해 ‘천안 축구센터 건립사

업부지내 문화유적 조사’가 행해졌으며, 토광묘 36

기, 시기 미상의 수혈유구 4기, 소성유구 1기 등 총 41 기의 유구 및 조선시대 상평통보, 청동장식, 유리구 슬 등 총 20점의 유물이 확인되었다(CRICH, 2008).

3. 시료 채취 및 분석 방법

화분분석은 트렌치 노두에서 유기물이 많이 포함 된 하부토탄층인 검은색 토탄층, 어두운 회갈색 모래 층, 상부토탄층인 회색을 띠는 검은색 토탄층의 두께 184cm 퇴적층(해발고도 36.36~38.20m)을 대상으로 이루어졌다. 하부토탄층에서 12개, 상부토탄층에서 21개의 화분분석결과를 통해 논의를 진행하였다.

화분은 Erdtman(1943)의 KOH-Acetolysis 방법으 로 불순물을 제거한 후, 포화 ZnCl

용액으로 비중 분리하여 추출되었다. 화분은 검경을 위하여 슬라이 드 글라스에 글리세린젤리로 봉입하고 목본화분(AP:

Arboreal pollen)의 수가 200개 이상이 될 때까지 광학 현미경 × 200, ×400 배율로 동정하였다.

화분동정은 Chang and Rim(1979), Moore et al.

( 1991) 등의 도감을 참조하였다. 토양의 유기물 함량 을 측정하기 위하여 작열감량법을 적용하였으며, 이 외에 유기탄소함량, 유기물함량, 함수율값을 구하여 퇴적물의 특성을 파악하였다. 토양색은 젖은 상태에 서 토색첩( Munsell soil color charts, 2000)을 참조하 여 결정하였다.

화분분석이 이루어진 퇴적 주상도의 4개 층준에 대 한

C 연대측정은 (재)충청문화재연구원에서 이루 어졌으며, 토탄층이 약 23,000 yr BP부터 약 6,000 yr BP 사이에 형성되었음을 확인하였다(�able 1).

연대측정은 세 번의 측정값을 평균하여 시료 준비 과정과 측정과정에서 발생하는 동위원소 비의 변화 ( fractionation)를 δ

C=-25‰ 기준치로 보정하여 나 온 결과이다. 연대는 Libby의

C 수명 8,033년을 사 용하여 관습 방사성탄소연대( Conventional radiocar- bon age) yr BP로 나타내었다. 연대측정 오차는 시료 의 탄소 동위원소 계측에서 발생하는 오차( random error)만을 고려한 표준편차로 표현하였다. 또한 보 정결과( calibrated age)는 Reimer et al.(2004)의 Oxcal v3.10으로부터 산출되었다.

4. 화분분석 결과

화분분석은 토탄층과 유기질 모래층의 33개 층준 에서 채취한 시료에 대해 이루어졌으며, 목본화분 14 개科, 24개屬, 초본화분 28개科, 22개屬이 확인되었 다. 동정된 화분 및 포자의 조성을 통해 3개의 화분대 가 구분되었다( Figure 4).

목본화분( AP: Arboreal Pollen): Pinaceae(소나무 科: Abies, Pinus, Picea, Larix), Salicaeae(버드나무科:

Table 1. Results of ¹⁴C age dating in the Seongjeong-dong, Cheonan-si.

천안 성정동 지점의 방사성 탄소연대측정 결과

Sample No. Laboratory No.

Elevation

(m� Material δ¹³C (‰�

Conventional

14C yr BP

Calibated age(BC/AD�

1σ SD(68.2%� 2 σ SD(95.4%�

Chunan-FC-1 KR07-146 37.50 wood -28.33 9,390±100 8,810BC (64.0%� 8,530BC

8,520BC (4.2%� 8,480BC 9,150BC (95.4%� 8,300BC Chunan-FC-2 KR07-185 37.35 peat -25.35 10,290±80 10,450BC (63.4%� 10,000BC

9,950BC (4.8%� 9,850BC

10,650BC (1.4%� 10,550BC 10,450BC (94.0%� 9,800BC Chunan-FC-3 KR08-148 36.70 peat -29.83 20,070±140

Chunan-FC-4 KR08-149 36.40 wood -27.23 22,290±160

Figure 2. Landcape around sampling site and sedimentary facies at Seongjeong-dong, Cheonan-si.

천안 성정동의 시료채취지점과 퇴적상

Figure 3. Soil properties and age dating results on the sampling site, Seongjeong-dong, Cheonan-si. 천안 성정동 지역 퇴적층의 토양 특성과 연대측정 결과

Salix), Juglandaceae(가래나무科: Platycaria, Juglans), Fagaceae(참나무科: Castanea, Castanopsis, Quercus),

�iliaceae(피나무科: Tilia), Betulaceae(자작나무科:

Alnus, Betula, Carpinus, Corylus), Myricaceae(소귀나 무科: Myrica), Ulmaceae(느릅나무科: Ulmus, Zelko- va), Aceraceae(단풍나무科: Acer), Anacardiaceae(옻 나무科: Rhus), Ericaceae(진달래科), �axodiaceae(숙 대나무科, 삼나무科), Oleaceae(물푸레나무科: Ligus- trum, Fraxinus), Rhamnaceae(갈매나무科: Rhamnus)

초본화분( NAP: Non-Arboreal Pollen): Alismata- ceae (택사科: Sagittaria), Polygonaceae(마디풀科:

Rumex, Persicaria, Polygonum), Cheopodiaceae(명 아주科: Cheopodium), Chloranthaceae(홀아비 꽃대科: Chloranthus), Crassulaceae(돌나물科 : Sedum), Ranunculaceae(미나리아재비科: Thal- ictrum), Rosaceae(장미科: Sanguisorba, Rubus), Solanaceae(가지科: Solanum), Caryophyllaceae(석 죽科), Ba lsa minac eae(봉선화科: Impatiens), Umbelliferae(산형科), Plantagaceae(질경이科:

Plantago), Potamogetonaceae(가래科: Potamogeton), Compositae(국화科: Artemisia), Gramineae(벼科), Cyperaceae(사초科, 방동사니科), �yphaceae(부 들科: Typha), Liliaceae(백합科), Urticaceae(쐐 기풀科: Urtica), Cannabaceae(삼科: Humulus), Nymphaeaceae(수련科), Euphorbiaceae(대극 科: Phyllanthus), Primulaceae(앵초科: Primula),

�rapaceae(마름科), Saxifragaceae(범의귀科: Hydran- gea)

포자(Spore)

1) 화분대Ⅰ(해발고도 36.36-36.80m):

Betula-Picea-Pinus, NAP 우점기 (약 23,000-15,000 yr BP)

최종빙기 최성기를 포함하는 시기에 해당하며, 개 암나무屬과 가문비나무屬, 낙엽송, 소나무屬 등이 확인된다. 소나무屬에는 오엽송인 잣나무(Pinus ko- raiensis)屬이 다량 포함되어 한랭한 기후였음을 지시

한다. 상대적으로 오리나무屬과 피나무屬 등 낙엽활 엽수의 화분 산출율은 낮은 편이다.

화분조성에서는 특징적으로 초본화분( NAP) 비율 이 화분총량의 79.2%까지 차지하며 목본화분(AP) 에 비하여 월등하게 높다. NAP는 주로 쑥屬(9.4- 76.0%), 사초科(7.6-68.3%.), 벼科(16.7-167.1%), 오 이풀屬( 3.7-18.8%), 산형科(5.8%) 등이다. 23,000 yr BP를 전후한 시기에는 NAP/AP가 대략 1.0이지만, 상부 층준으로 갈수록 이 비율이 높아지며 특히 약 20,000 yr BP 경에 대비되는 해발고도 36.5m를 경계 로 2-4정도로 뚜렷이 증가한다. 이와 함께 전나무屬 과 낙엽송屬이 증가하고 반면 단풍나무屬, 느릅/느티 나무屬 등이 감소한다.

그러나 느릅/느티나무屬, 개암나무屬, 참나무屬 등의 온난성 활엽수림의 비율이 유사한 시기의 다른 지역과 비교하면 다소 높은 것이 특징이다.

2) 화분대Ⅱ(해발고도 36.80-37.20m):

무화분대(약 15,000-10,000 yr BP)

토양단면에서 수평층리를 갖는 회갈색 모래층이 형성되었으며 만빙기에 해당하는 시기이다. 화분대

Ⅰ과 Ⅲ에 비해 수분함량( 7-8%)유기물 함량(0.4- 0.8%)과 유기탄소의 양(0.2-1.0%)이 급감하였다. 화 분분석 결과에서는 목본화분은 거의 발견되지 않고 초본화분만 1-3개 동정되므로 무화분대로 분류하였 다.

3) 화분대Ⅲ(해발고도 37.20-38.20m):

Alnus-Tilia, AP 우점(약 10,000- 6,000 yr BP)

전기 홀로세에 해당하며, 화분대Ⅰ과는 화분조성 과 NAP/AP출현율이 대조적이다. 총 화분량에서 목 본화분의 비율이 82.1%로 상당히 높고, 초본화분이 12.8%까지 급감하였다. 특히 쑥屬, 사초科, 벼科 및 산형科가 뚜렷이 감소하여, NAP/AP가 대략 0.2-0.5 에 불과하다. AP 가운데 오리나무屬이 50.4-78.0%

로 대부분을 차지하므로 그 밖의 목본화분 비율은 상

대적으로 높지 않다. 그밖에 참나무屬이 중요 목본을

이루고 피나무屬(Tilia)이 꾸준히 출현하는 현상이 특

AP

05010005 Abies

AP NAP Spore

010 Acer

01020 Ignition Loss(%)

103050

Water C ontent(%)

010 TOC(%)

01020 Organic MatterContent(%)

36.3 36.6 36.9 37.2 37.5 37.8 38.1 38.4 38.7 39.0

050100

Alnus

050

Betula

010 Carpinus

01020 Castanea/Castanopsis⁰₁₀

20 Corylus

05 Fraxinus

05 Juglans

01020 Larix

010 Ligustrum

05 Myrica

01020 Picea

01020

Pinus

05 Platycarya

050

Quercus

05 Rhamnus

010 Rhus

05 Ericaceae

010 Salix

05 Tilia

010 Ulmus/Zelkova05001000

Absolute(grain/slide) pollen

m.a.s.l

NAP

04080

Artemisia

05 Caryoph

yllaceae

010 Chenopodiaceae

010 Chloranthus

010 Compositae

04080

Cyperaceae

050100150

Gramineae

(%)

167%

010 Humulus

010 Hydragea

05 Impatiens

0102030

Liliaceae

05 Nymphaeaceae

05 Persicaria

010 Phyllanthus

05 Polygonum

05 Potamogeton

05 Primula

05 Rubus05 Rumex05 Sagittaria

01020 Sanguisorba

010 Sedum

010 Thalictrum

05 Trapaceae

05 Typha

04080

Umbelliferae

01020 Urtica

050

Spore

64%

(%) ZoneI II III

050100 AP NAP Spore

36.3 36.6 36.9 37.2 37.5 37.8 38.1 38.4 38.7 39.0 m.a.s.l

Zone

I II III ±9,390100±20,070140 ±10,29080±22,290160 ca. 6,000

ca. 15,000

yr BP yr BP

±9,390100

±20,070140 ±10,29080

±22,290160 ca. 6,000

ca. 15,000

Figure 4. Pollen diagram of Seongjeong-dong site, Cheonan-si. 천안 성정동 유적의 지역 화분다이아그램

징적이다. 또한 화분대Ⅰ 시기에 우점하던 한랭성 수 목이나 소나무屬이 거의 나타나지 않는다.

화분대Ⅲ 시기에 오리나무屬을 포함한 목본화분 총량이 이전 시기에 비해서 크게 증가하였으므로, 연 구지역은 오리나무숲이 무성한 소택지성 저습지가 널리 분포하고 주변 구릉지에는 서어나무, 개암나무, 호두나무, 참나무 등이 서식하였을 것이다. 또한, 전 체 초본화분의 비율과 마찬가지로 벼科와 쑥屬 등 농 경과 관계되는 문화지표식물의 출현율이 대단히 낮 다. 토탄층에서는 유구나 유물이 확인되지 않았으며, 토지이용의 흔적도 없다. AMS-dating에 의한 절대 연대값과 층준 간 내삽법에 따라 추정할 때 이 시기는 약 10,000 yr BP에서 6,000 yr BP 사이에 형성된 전기 홀로세 층으로 후기 구석기 말기에서 신석기시대 전 기까지에 해당한다.

5. 천안시 성정동 지역의 최종빙기 후기~홀로세 전기 환경변화

천안시 성정동 지역에서는 화분분석을 통하여 최 종빙기 최성기( LGM)를 포함하여 홀로세 전기에 이 르는 약 23,000 yr BP부터 약 6,000 yr BP 사이의 고 환경복원을 시도하였다. 이것을 세 시기로 나누어 화 분대별 식생 및 기후 등 자연환경 변화를 살펴보면 다 음과 같다.

화분대Ⅰ(약 23,000-15,000 yr BP)은 상당히 한랭 했던 빙기의 기후환경을 반영하며 시기적으로 LGM 을 포함하는 시기와 잘 대비된다. 화분조성에서 NAP 가 AP에 비하여 크게 우점하는 현상에서 한랭했던 빙 기 환경의 식생 조성을 지시한다. 대략 NAP/AP가 1.0 이상이면 수목 중심의 삼림 성장의 한계 환경이 되었음을 지시하고 값이 커질수록 한랭한 정도도 커 진다고 볼 수 있다. 더욱이 이 화분대를 이루는 하부 토탄층의 상부로 가면서 NAP 비율이 더욱 높아지므 로 시간이 지남에 따라 삼림지는 축소하고 초지는 더 욱 확대되었음을 알 수 있다. 즉 천안 지역은 시료 채 취 지점을 중심으로 전체적으로 습지나 초지가 매우

넓었으며 습지 주변에는 드물게 소림(疏林)의 삼림 경관이 존재했을 것이다.

한편, 자작나무屬, 소나무屬의 잣나무 그리고 가 문비나무屬과 같은 한랭성 수목과 함께 단풍나무屬, 밤나무屬, 참나무屬의 낙엽활엽수림의 비율도 상당 량 차지하는 것에서 한랭한 정도가 심하지 않았던 것 으로 보인다. 즉 태백산맥과 소백산맥에 인접한 경북 내륙의 산간지인 영양지역( Yoon and Jo, 1996)에서는 이 시기 참나무屬 비율이 10%에 불과하지만, 해발고 도가 낮고 저평하며 중국대륙과 연결되었던 천안에 서는 20% 내외로서 상대적으로 온난하였을 것이다.

그러나 퇴적층 가운데 해발고도 36.5m를 경계로 쑥屬, 사초科, 벼科, 백합科, 산형科 등 NAP/AP의 비 율이 2-4 정도로 더욱 증가하였다. 전나무屬과 낙엽 송과 같은 한랭성 수목이 더욱 증가하였고, 반면 단풍 나무屬, 느릅/느티나무屬 등이 감소하였다. 즉 초지 가 확대된 결과로서 20,000 yr BP 이전에 형성된 하 부 층준에 비해 최종빙기 최성기에 이르러 기후가 훨 씬 더 한랭해졌음을 의미한다. 더욱이 이 시기에 대비 되는 토탄층 속에 굵은 조립질 모래가 포함되어 있다.

이러한 조립질퇴적물은 주빙하 환경의 식생이 불량 한 산지에서 활발한 기계적 풍화작용으로 생성되어 하곡으로 운반되었을 가능성이 높다.

화분대Ⅱ(약 15,000-10,000 yr BP)는 상, 하부 토 탄층 가운데 부정합으로 퇴적된 회갈색 모래층의 형 성기이며, 화분이 거의 산출되지 않는 무화분대이다.

최종빙기 최성기를 지나면서 홀로세로 전환하는 만 빙기( Late Glacial Stage) 동안 발생한 급격한 환경변 화의 증거가 화분 조성뿐 아니라 퇴적층의 물리적 조 성에서도 확인된다.

만빙기에 형성된 퇴적층은 상, 하부 토탄층 사이에

협재된 회갈색 모래층으로서 토양단면에서 볼 때 수

평층리를 보인다. 화분분석 결과에서도 목본화분이

거의 발견되지 않고 초본화분만 1-3개 동정되므로

무화분대로 분류하였다. 이 층은 유기질 성분이 낮아

화분이 거의 검출되지 않는다는 점에서 화분대Ⅰ시

기에 해당하는 토탄층보다 하부에 퇴적된 천안천의

하상퇴적층인 청회색 하상모래층과 유사하다. 한랭

기에서 온난기로 전이되는 화분대Ⅱ시기 동안 급격

한 기후변화가 반복되면서 천안천에 의한 퇴적과 침 식이 반복되어 20cm가량의 모래층만 퇴적되었을 것 이다.

연구지역인 성정동 화분대Ⅱ와 유사한 시기에 급 작스런 환경 변화로 인하여 토탄층 내에 사질층이 부 정합으로 퇴적된 경우는 다른 지역에서도 종종 확인 된다. 즉, 영양지역에서도 아분대 Ⅳ a(Yoon and Jo, 1996) 시기는 20cm 두께로 토탄층 사이에 모래층 이 협재했으며 화분조성에서도 극히 소량의 피나무 屬만이 확인되었다. 무화분대를 이루거나 결층인 경 우도 있고 화분조성에서 급격한 환경변화가 나타나 는 경우도 있다. 경기도 하남( Yi et al., 2008)에서는 14,930-4,440 yr BP 시기가 결층이었으며, 광주 연 재동( Chung et al., 2010)에서도 약 20,700-11,500 cal. yr BP에 연구지역과 약간의 시기차가 있지만 낙 엽활엽수림을 중심으로 하는 삼림지대가 쑥屬과 벼 科 중심의 초지로 급격한 환경 변화가 나타났다.

화분대Ⅲ(약 10,000-6,000 yr BP)은 홀로세 전기 로서 화분대Ⅰ시기에 우점했던 한랭성 목본화분이 거의 출현하지 않고 반면 오리나무屬과 참나무屬 중 심의 낙엽활엽수림으로 식생 천이가 이루어졌다. 피 나무屬의 비율이 증가하였고 참나무혼합림( EMW)

을 중심으로 AP가 총 화분량의 70% 이상을 차지하므 로 기후가 상당히 온화하였음을 알 수 있다.

또한 화분대Ⅲ 시기에는 화분 총량이 크게 증가하 여 연구지역은 오리나무숲이 무성한 소택지성 저습 지였으며, 주변 구릉지에는 서어나무, 개암나무, 호 두나무, 참나무 등이 울창하였을 것이다. 그럼에도 불구하고 벼科와 쑥屬 등 문화지표식물의 출현율은 대단히 낮은 사실에서, 천안시 지역은 신석기시대 전 기까지 농경 등의 인간활동이 거의 없었던 것으로 판 단된다. 이 시기 천안시 지역 천안천 주변은 습지가 광범위하게 분포하는 경관을 이루었다. 이것은 기후 가 온난해지고 해수면이 상승하면서 해진이 극상기 에 이른 환경변화와도 관계있는 것으로 생각된다.

6. 한반도 중서부 천안-아산 지역의 최종빙기 이래 환경변화

플라이스토세 후기에서 홀로세 전기에 이르는 시 기의 기후변화는 아시아 지역의 인류문명 발달과정 에서 정착생활 및 농경활동 등에 매우 의미 있는 영향 을 미쳤다( Yasuda et al., 2002). 홀로세 후기의 천안지 역은 통제 가능한 정도의 소규모 하천인 천안천이 흘 러 습지와 평야가 넓게 분포하며 인접한 산지 및 구릉 지에는 숲이 있어 어로와 함께 수렵이나 견과류를 얻 을 수 있었으므로 선사, 고대인들에게 좋은 활동공간 을 제공하였을 것이다. 실제 천안 일대에서의 고고학 발굴 결과에서 선사시대 이래 다양한 시기의 문화유 적이 다수 확인되고 있다. 그러나 최종빙기 최성기, 만빙기에 이어 신석기시대 전기에는 천안천 충적평 야에 습지가 매우 넓게 분포하여 선사인의 정착생활 을 어렵게 하였을 것이다. 아마도 구릉지 주변에서 밀 집하여 살았을 것으로 생각된다.

천안 두정동( CRICH, 2001a), 청당동(CRICH, 2 0 0 4), 용곡동(CR IC H, 2 0 0 6), 직산 수헐리 ( CRICH, 2009) 등지에서 구석기 유적이 확인되었 고, 천안 백석동( CRICH, 2001b)과 아산 탕정 일대 유적에서는 신석기시대 빗살무늬토기와 보습 등이 발굴되었다. 연구지역인 성정동 유적에서는 이 시기 와 관련된 고고학적 유물이나 유구가 거의 없지만, 본 연구의 화분분석 결과로 천안 일대 후기 구석기~신 석기 유적 형성 당시의 식생환경 및 고기후를 논의할 수 있었다.

한반도에서 이루어진 화분분석 연구의 대부분은 홀로세 중-후기에 치중되어 있어 최종빙기 이후 홀 로세로 전환하는 시기에 대한 연구는 상대적으로 미 약하다.

아산 풍기동( Lee et al., 2006)에서는 아간빙기인

43,000 yr BP를 경계로 참나무屬이 우점하는 가운데

서어나무屬, 느릅/느티나무屬 등의 온대낙엽활엽수

림대에서 소나무屬, 가문비나무屬, 잎갈나무屬 자작

나무屬 등 한랭성 침엽수림이 우점하는 최종빙기 최

성기로의 식생 천이가 확인되었으며, 연구지역의 화

분대Ⅰ에서 당시의 식생 환경을 파악할 수 있다.

천안 운전리( Park, 2004; Park et al., 2004)에 서는 만빙기 말에서 후빙기 초기에 해당하는 UJ- Ib(12,100-9,700 yr BP)와 아산 장재리(Park, 2006) 의 화분대 CB-II(12,600-9,400 yr BP)도 유사하게 침엽수-낙엽활엽수혼합림에서 낙엽활엽수림으로 천 이가 이루졌으며, 대체로 참나무屬, 소나무屬 및 가 문비나무屬 등이 주요 식생이 된다. 이는 전 지구적인 기후온난화로 인하여 급격하게 진행된 환경 변화의 결과이다.

성정동 연구지역에서는 화분대Ⅲ시기 동안 이전 과 달리 높은 오리나무숲이 크게 번성한다. 이것은 후 빙기해면상승과 지하수위의 상승으로 습지가 넓게 형성된 천안천 주변의 국지적인 환경을 반영하였다 ( Kim and Yoon, 2002; Yoon, 1997). 천안 운전리와 아

산 장재리 화분분석 결과는 본 연구지역의 화분대Ⅱ 에 해당하는 점이기 환경을 설명하는데 유용하다.

본 연구지역을 포함하는 한반도 중서부 지역에서 화분대Ⅲ( 10,000-약 7,000 yr BP) 시기는 홀로세 전 기로서 낙엽활엽수림이 번창했던 것으로 파악된다.

퇴적상과 화분조성, 그리고 Figure 5의 화분조성으로 볼 때 기후는 상당히 온난하였음을 확인할 수 있다.

참나무혼합림( EMW)을 중심으로 하는 AP가 크게 우 점하였으며, 지하수위가 높아져 저지대에서는 국지 적으로 오리나무屬이 크게 번성하였다.

Figure 5는 최종빙기 최성기 이래 홀로세 전기까지 성정동의 화분대별 기후변화를 북유럽의 화분대 특 성을 반영하는 Woldstedt(1962)의 연구성과와 Yoon and Jo(1996)의 기후변화 그래프에 대비시킨 것이 다. 화분대Ⅰ시기는 23,000-15,000 yr BP 시기로서

천안 성정동의 누적다이아그램과 기후변화

‘very cold’에 해당하는 매우 냉량한 기후였다. 이어 서 대략 15,000-10,000 yr BP에 해당하는 화분대Ⅱ 의 무화분대는 대체로 ‘ cool’에 대비되어 냉량하였지 만, 기후가 ‘ very cold’에서 ‘warm’ 사이에서 큰 폭으로 진동하였다. 마지막으로 약 10,000-6,000 yr BP의 화분대Ⅲ 시기동안 홀로세 초기에는 ‘ cool’에 해당하 여 냉량하였지만 온도 변화가 다소 심하였으며, 점차

‘ warm’으로 뚜렷하게 온난한 기후가 조성되었을 것이 다.

7. 결론

한반도에서 이루어진 화분분석 연구의 대부분은 중-후기 홀로세에 치중되어 있어 홀로세 이전 최종 빙기 이후부터의 화분기록은 드물다. 천안 성정동 유 적에서 화분분석 결과 최종빙기 최성기를 전후하여 홀로세에 이르는 약 23,000-6,000 yr BP의 환경변화 가 복원되었다.

화분대Ⅰ(약 23,000-15,000 yr BP)은 자작나무 屬과 가문비나무屬, 오엽송의 잣나무, 소나무屬 등 의 한랭성 침엽수림이 우점하였고, NAP가 AP에 비 하여 월등하게 우점하여 삼림보다 초지가 확장되는 전형적인 빙기의 식생환경을 반영한다. 이것은 한반 도 서해안의 최종빙기 최성기를 전후한 시기의 전형 적인 식생 환경으로서, Woldstedt(1962)와 Yoon and Jo(1996)의 ‘very cold’에 해당하지만 한랭 정도가 영 양지역보다 다소 약하다. 이 시기는 대략 해발고도 36.5m보다 상부로 갈수록 쑥屬, 사초科, 벼科, 백합 科, 산형科 등 NAP가 뚜렷이 증가하며, NAP/AP의 비율이 더욱 커져서 전체 화분대 가운데 가장 한랭하 였을 것으로 보인다.

화분대Ⅱ는 대략 15,000-10,000 yr BP에 해당하 며, 최종빙기 최성기에서 홀로세로 전환하는 동안 있 었던 급격한 기후변화를 반영한다. 퇴적상에서는 상 부와 하부 토탄층 사이에 조립질인 모래층이 나타나 경북 영양지역과 매우 유사한 퇴적상을 보인다. 전체 적으로 ‘ cool’에 해당하는 냉량한 기후환경에서 ‘very

cold’와 ‘warm’사이에 진폭이 큰 기후변화가 있었던 것으로 추정된다. 아마도 기후변동이 급격하게 일어 나면서 천안천 유역분지에 모래공급이 확대되고 하 천의 퇴적과 침식작용의 변화에 따른 교란이 심했던 것으로 생각된다.

화분대Ⅲ(약 10,000-6,000 yr BP)은 오리나무屬과 함께 피나무屬과 참나무혼합림을 중심으로 하는 AP 우점기이다. 퇴적상이나 화분조성에서 빠르게 온난 해진 기후환경을 유추할 수 있다. 특히 오리나무屬이 번성하는데 서해안 및 중부 지방에서 지하수위가 높 은 저지대에 자주 확인된다. 이 시기는 전 지구적으로 해수면이 빠르게 상승하면서 지하수위도 높아져 저 습지가 널리 확대되었을 것이다.

사사

논문의 심사과정에서 많은 조언과 건설적인 비판으 로 논문의 질을 높여주신 심사위원께 감사드린다. 화 분분석 시료는 충청문화재연구원에서 제공해주었다.

이 연구는 기상청 기후변화 감시예측 및 국가정책지 원 강화사업( CA�ER 2012-7061)의 지원으로 수행되 었다.

주

1) EMW(Eichenmischwald)는 참나무혼합림이라고 하며, 유 럽에서는 참나무屬(Quercus), 느릅나무屬(Ulmus), 피나 무屬(Tilia), 단풍나무屬(Acer) 등이 그 분포나 서식환경 이 유사하여 총괄하여 사용하는 경우가 많다(Yoon and Jo, 1996).

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교신: 황상일, 702-701, 대구시 북구 산격동, 경북대학교 지리학과(이메일: hwangsi@knu.ac.kr, 전화: 053-950- 5230)

Correspondence: Hwang, Sangill, Department of Geog- raphy, College of Social Sciences, Kyungpook National University, Daegu, 702-701, Korea (e-mail: hwangsi@knu.

ac.kr, phone: +82-53-950-5230).

최초투고일 2012. 1. 22 수정일 2012. 2. 22 최종접수일 2012. 2. 27