Implication of the Ratio of Exchangeable Cations in Mountain Wetlands

대한지리학회지 제49권 제2호 2014(221~244)

산지습지 치환성 양이온 함량비의 특성과 함의

신영호*·김성환**·류호상***

Implication of the Ratio of Exchangeable Cations in Mountain Wetlands

Young Ho Shin* · Sung Hwan Kim** · Hosahang Rhew***

요약 : 국내에서 보호되고 있는 심적습지, 장도습지, 그리고 화엄늪을 대상으로 퇴적물의 지화학적 특성을 비 교하여 이에 대한 함의를 도출하였다. 치환성 양이온 자료를 중심으로 연구 대상 습지들의 지화학적 특성을 살 펴본 결과, 이들 습지는 공통적으로 저층습원의 유형에 포함되었지만 치환성 양이온의 분포양상은 상이했다.

치환성 양이온의 함량비를 변수로 이단계군집분석을 한 결과 3개의 군집으로 퇴적물 유형이 구분되었다. 지질, 토양, 식생 등의 환경요인의 차이로 인해 심적습지는 Ca집중퇴적물이, 장도습지는 Ca집중퇴적물과 Mg집중퇴 적물이, 화엄늪은 K집중퇴적물이 각각 주요한 유형으로 나타났다. 퇴적물의 지화학적 특성은 기후변화나 인 위적 환경변화로 촉발되어지는 외부 환경요인으로 인해 변경될 수 있기 때문에 산지습지의 환경변화 지시자가 될 수 있으며, 관리적 측면에서 활용될 수 있다. 또한 치환성 양이온의 함량비를 이용한 분류는 산지습지를 분 류하는 하나의 방법이 될 수 있을 것이다. 따라서 습지지형 또는 습지생태계의 변화에 대한 이해를 넓히고 적 절한 산지습지의 보전을 위해서는 퇴적물의 지화학적인 특성에 대한 분석 및 유형화 시도가 지속적으로 이루 어져야 한다.

주요어 : 산지습지, 유형화, 습지퇴적물, 치환성 양이온, 지형다양성

Abstract : We suggested several implications by examining geochemical properties of sediments in Simjeok, Jangdo, and Hwaeomneup mountain wetlands which are natural preservation areas.

Geochemical properties of wetland sediments show that all wetlands were included in the type of fens, but their distribution patterns were different from one another. We classified three sub-groups of sediments using the two step cluster analysis on the ratio of exchangeable cations. Wetland sediments can be grouped into Ca-dominated, Mg-dominated, and K-dominated types. Simjeok wetland have Ca-dominated sediments, while the sediments of Jangdo wetland indicate the Mg-dominated and Ca-dominated characteristics. Hwaeomneup wetland is composed of K-dominated sediment mainly. Different properties in the ratio are affected by various environmental factors such as geological, pedological, and vegetational settings. Because these geochemical properties will be affected by climate change and human impacts, these will be environmental indicator in mountain wetlands and be used in wetland management. This scheme can be used for classification of mountain wetlands. Therefore, we should work on geochemical properties of wetland sediments and classification schemes based on geochemical properties not only to

이 논문은 환경부 내륙습지정밀조사사업의 일환으로 진행된 분석결과를 활용하였으며, 서울대 지리학과 BK21+ 4-Zero 지향 국 토공간창조사업단의 일부 지원으로 진행되었음.

* 서울대학교 지리학과 BK21+ 4-Zero지향 국토공간창조사업단 박사후연구원(Post-doc researcher, BK21+ 4-Zero Land Space Creation Group, Seoul National University), [email protected]

** 신라대학교 지리학과 조교수(Assistance Professor, Department of Geography, Silla University), [email protected]

*** 전북대학교 지리교육과 조교수(Assistance Professor, Department of Geography Education, Chonbuk National University),

[email protected], [email protected]

1. 서론

1960년대 중반 이후 전 세계적으로 습지에 대한 관 심이 증대되었으며, 이와 관련된 연구를 통해 습지에 대한 많은 이해를 하게 되었다(신영호, 2002). 한국에 서는 1990년대 후반부터 습지에 대한 중요성이 언급 되기 시작하여 2000년대를 거치며 학술적인 연구가 급증하였다. 또한 제 10차 람사르 총회(2008년 창원) 이후에 습지에 대한 일반적 관심도 크게 증가하였다 (환경부, 2008). 최근의 기후변화와 각종 개발 사업으 로 인한 습지환경의 변화를 대비하기 위하여, 선진국 에서는 습지보전 정책을 강화하고 습지정책 지원 전 문기관을 설립 운영하고 있다. 우리나라에서도 제 1차 습지보전기본계획을 통해 습지정책을 수행하였지만, 현실적인 문제들로 인해 여러 면에서 미흡한 점들이 발견되었다. 이를 보완하여 제 2차 습지보전 기본계획 이 수립되었다

. 과학적 습지조사를 위해 국가습지조 사 체계를 강화하고 과학적 습지평가를 실시하고, 국 가 습지인벤토리를 구축하는 것을 결정하였다(김태 성 등, 2013). 각 유형의 습지는 별도의 특성과 가치 를 지니고 있기 때문에(신영호, 2002), 과학적 습지 평가와 습지인벤토리를 구축하기 위해서는 현재까지 축적된 습지 자료를 통하여 현재의 습지체계를 재검 토할 필요가 있다.

산지습지는 산지에 위치하고 있는 습지(신영호, 2002), 또는 산지라는 지형적 환경에서 발달하는 습 지의 총칭(문현숙, 2006)으로 볼 수 있다. 산지습지 는 특수한 환경에서 서식하는 생물 유전자의 저장소 ( gene pool)의 역할을 하거나 하천의 최상류에서 수 분을 지속적으로 공급하는 역할을 하며, 퇴적물 축 적을 통하여 습지가 형성된 이후의 환경변화에 대한 기록을 보존하고 있다는 가치를 지니고 있으며(신영 호, 2002), 생태계 내에서 육상생태계와 수생생태계

의 중간적인 위치를 차지하며 두 생태계를 잇는 물 질과 에너지 순환의 매개자 역할을 하고 있다. 따라 서 유기시스템을 뒷받침하는 무기시스템으로서 습지 의 지화학적인 역할을 밝히기 위한 노력이 필요하며 (신영호 등, 2005), 지화학적인 특성은 인간의 영향 을 평가하고 완화하는 방안을 제시하는데 활용될 수 있다( Bendell-Young, 2003). 현재 국가습지 유형분류 체계(안)에 따르면(환경부, 2011), 내륙습지중 산지 형 습지(산지습지)의 경우 고층습원(bog), 저층습원 ( fen), 저습지(marsh), 소택지(swamp)의 유형으로 나 뉘어 있고 “전국내륙습지 조사지침”(환경부, 2011)에 도 산지습지의 지화학적 특성을 밝히기 위한 조사항 목(유기물함량, pH, 치환성 양이온 함량 등)이 마련 되어 있다. 그러나 습지별 지화학적 특성이 어떠한 차 이가 있는지 그리고 이러한 차이가 어떠한 요인에 의 한 것인지에 대한 검토는 부족한 편이다.

국내에서 산지습지의 퇴적물 또는 주변 토양의 지 화학적 특성 자체에 집중한 연구는 김종오 등( 2001), 구홍교( 2001), 신영호 등(2005), 차은지 등(2010a, b), 최광희·최태봉(2010), 박지현·김재근(2012), 임 성환 등( 2013)의 연구가 있다. 김종오 등(2001)은 지 리산 왕등재늪 퇴적물의 치환성 양이온( Ca

, Na

, Mg

, K

)

간에 상호관련성을 가지고 있다고 보고 하였으며, 산지습지의 지화학적 특성이 신불산 산지 습지의 경우 주변사면 토양(신영호 등, 2005), 금정산 산지습지와 장산 산지습지의 경우 기반암(차은지 등, 2010a; 2010b), 오대산 질뫼늪의 경우 주변의 토지이 용(박지현·김재근, 2012), 정족산 무제치늪과 장도 산지습지의 경우 식생특성(배정진 등, 2003; 송호경 등, 2006) 등과 상호연관성을 맺고 있다는 의견이 지 형학계 또는 생태학계 등에 개진되었다. 한편, 산지 습지의 지화학적 유형구분과 관련해서 구홍교(2001) 는 지리산 왕등재늪 주변의 토양특성을 활용하여 지 리산 왕등재늪을 저층습원

유형으로 분류하였으며, widen understanding in geomorphic system or ecosystem of mountain wetlands but to conserve mountain wetlands properly.

Key Words : mountain wetland, classification, wetland sediment, exchangeable cation, geodiversity

산지습지 치환성 양이온 함량비의 특성과 함의

최광희·최태봉( 2010)은 장도습지의 지형특성과 퇴 적물을 분석하여 저층습원으로 분류될 수 있다는 견 해는 제시하였다. 이와는 달리 임성환 등(2013)은 오 대산 소황병산늪과 질뫼늪을 대상으로 치환성 양이 온이 다소 낮은 약산성의 고층습원라는 의견을 제시 하기도 하였다. 그렇지만 이들 연구들은 국내의 산지 습지들의 지화학적 특성을 비교해 얻은 결론이라기 보다는 해외의 사례를 통해 비교한 것으로 한계가 있 다.

따라서 이 연구에서는 보호지역으로 지정되어 있 는 산지습지들을 대상으로 퇴적물의 지화학적 특성 을 비교 검토하고, 이들 지화학적 특성 차이의 환경 요인을 다각도로 검토해 보겠다. 더 나아가 현재 진 행되고 있는 습지조사사업 또는 개별 연구에서 참고 할 수 있는 산지습지의 지화학적 기준설정에 대한 단 초를 마련해보고자 한다. 이 연구는 환경변화의 기록 또는 현재의 환경상태 등을 지시하는 퇴적물의 지화 학적 특성을 통하여 보전계획의 수립과, 추후 기후변 화나 인위적 지형변화와 같은 주변 지역의 환경변화 에 따른 습지의 변화를 예측 또는 대비하고자 할 때 기본 자료가 될 것이다. 또한 국내의 보호습지에 대한 지화학적 특성을 다각도로 검토함으로써, 향후 인공 습지에 대한 평가를 위한 표준습지 또는 기준습지의

선정( eg. 이자연 등, 2010; 구본학 등, 2011)에 활용 될 수 있을 것이며, 개별 습지지형이 지닌 지형다양성 ( geodivesity)(Gray, 2000; 유근배 등, 2012)에 관련된 논의의 전개에 도움이 될 것이다.

2. 연구지역과 연구방법

1) 연구지역과 연구자료

연구를 위하여 심적습지, 화엄늪, 장도습지 등 총 3 지점의 산지습지를 대상으로 퇴적물 분석을 실시하 였다(표 1, 그림 1). 이들 습지들은 생태·환경적 가치 를 인정받아 환경부 또는 산림청에 의하여 보호습지 로 지정되어 관리되고 있으며, 2013년 환경부 내륙 습지정밀조사가 수행되었다. 이들 습지들은 모두 산 지습지로 알려져 있지만, 각각의 위치적 특성이나 지 질, 식생, 지형조건, 토양 등이 서로 달라, 습지퇴적 물의 지화학적 특성을 비교하는데 용이할 것으로 판 단된다.

강원도 인제군 심적습지는 2000년대 중반 자연성 이 높은 산지습지로 알려졌으며, 2011년에 산림청 산

표 1. 연구지역 개관

구분 위치 해발고도 지질* 기후** 주요 식생 시료 수 비고

심적 습지군

심적습지 강원 인제

약 650~

700m

함석류석화강편마암

약 6.9℃

약 1200mm

물이끼, 진퍼리새, 큰기름새, 억새 등

11 벌목 흔적

1습지 함석류석화강편마암 5

2습지 함석류석화강편마암 4

3습지 흑운모편마암 5

4습지 함석류석화강편마암 4 묵논 흔적

소계 29

장도습지 전남

신안 약 160m 흑운모화강암 약 12.7℃

약 1100mm

기장대풀, 여뀌, 버

드나무 등 32 묵논(밭)

흔적

화엄늪 경남

양산 약 800m 원효산함각력

안산반암

약 9.3℃

약 1300mm

참억새, 진퍼리새,

미역줄나무 등 25 화전 흔적

합계 86

* 한국지질자원연구원 지질정보시스템, http://geoinfo.kigam.re.kr 참고

** 기상청( 2011)의 인제(심적습지), 흑산도(장도습지), 부산·밀양·울산(화엄늪)의 자료를 변환

림유전자원보호구역으로 지정되었다. 심적계곡을 중 심으로 해발고도 약 650~700m에 분산되어 심적습 지, 심적1습지, 심적2습지, 심적3습지, 심적4습지 등 다수의 습지가 형성되어 있다. 배후지역은 약 750~

800m의 산지를 이루고 있다. 지질은 경기편마암복 합체에 해당하는 함석류석화강편마암 또는 흑운모편 마암으로 이루어져 있다(한국지질자원연구원 지질 정보시스템, http://geoinfo.kigam.re.kr). 연평균기온 은 약 6.9℃, 연강수량은 약 1211mm를 보인다(기상 청, 2011)

. 습지의 내부에 목본들이 벌목된 흔적이 일부 관찰되며, 습지와 전이대 전체에 걸쳐 물푸레나 무, 들메나무, 소나무, 잣나무 등이 조림되어 있어 지 속적인 교란이 받아왔을 것이라고 판단되며, 물이끼, 진퍼리새, 왕미꾸리광이, 고마리, 피, 그늘사초, 솔 방울고랭이, 골풀 등이 우점하고 있으며, 전이대에는 큰기름새, 억새 등이 우점하고 있다(서병철, 2007).

전남 신안군 흑산면 대장도의 장도습지는 2004 년 환경부 습지보호지역으로 지정되었고, 이후 2005

년 람사르협약 보호습지로 지정되었다. 해발고도는 160m 정도로 비교적 낮으며, 도서지역에 형성된 산 지습지로서 섬의 규모에 비해 습지 면적이 클 뿐만 아 니라 갈수기에도 저수량이 풍부하여 주요 식수원 역 할을 하는 등 지역주민의 삶을 부양하는 데 중요한 역 할을 한다는 점에서 사회적 관심의 대상이 되었다(최 광희·최태봉, 2010). 지질은 흑운모화강암으로 구 성되어 있다(한국지질자원연구원 지질정보시스템, http://geoinfo.kigam.re.kr). 장도습지는 흑운모화강 암의 차별침식에 의해 형성된 와지에 위치하고 있다.

연평균기온은 약 12.7℃이며 연강수량은 약 1107mm 이다

. 습지의 중심부에는 커다란 기장대풀군락이 나 타나며, 기장대풀군락 주변에 여뀌와 버드나무가 기 장대풀군락과 섞여서 나타나고 있다. 주변지역으로 는 비녀골풀, 바늘골, 고마리, 세모고랭이, 골풀, 오 이풀, 새, 띠, 억새 등이 다양한 군락을 형성하고 있 다(송호경 등, 2006). 양해근·최태봉(2009)은 1920 년 이전에는 비교적 수량이 풍부한 습지였던 것이 인

그림 1. 연구지역의 위성사진(map.google.com, map.naver.com 수정)

산지습지 치환성 양이온 함량비의 특성과 함의

간의 간섭이 줄어들면서 원래 상태로 복원되어 가는 전이과정에 있는 것으로 해석하기도 하였으며, 최광 희·최태봉(2010)은 지형적인 형태를 고려할 때, 저층 습원에 가까울 것으로 추정하였다.

경남 양산시 천성산 북쪽 능선부 해발고도 798m에 위치한 화엄늪은 2002년에 환경부 습지보호지역으 로 지정되었다. 기반암은 원효산함각력안산반암으로 이루어져 있다(한국지질자원연구원 지질정보시스템, http://geoinfo.kigam.re.kr). 신갈나무 등 교목이 우점 하는 교목식생지, 미역줄나무, 산철쭉 등이 우점하는 관목식생지, 능선을 중심으로 하부지역에 분포하는 참억새, 진퍼리새 등 초본식생지가 분포하고 있으며, 진퍼리새 군락을 중심으로 끈끈이주걱, 두루미천남 성, 이삭귀개, 키큰산국 등의 산지습지 희귀종이 서 식하고 있다(이수동 등, 2012). 손명원·장문기(2009) 는 화엄늪을 인간의 화전농업 영향과 정상부에 내린 강우가 지하로 침투하여 흐르다가 절리를 따라 능선 부분에서 용출하여 형성된 것으로 파악하였다.

2) 연구방법

퇴적물의 채취 장소는 각 습지의 대표적인 특성이 잘 드러날 수 있도록 지형, 수문, 식생 등을 고려하여 골고루 선정하였다. 주요 수문방향을 따라 상부-중 앙-하부를 따라 비교적 등간격으로 퇴적물 채취 장 소를 정하였다(그림 2). 심적습지에서는 여러 하위습 지에서 총 29개 지점에서 퇴적물을 채취하였으며, 화 엄늪과 장도습지에서는 각각 25개와 32개의 지점을 선정하였다(표 1, 그림 2). 채취 시기는 하계 강우기 가 끝난 후 2013년 9월에서 10월 초에 걸쳐 이루어졌 다. 시료는 표층에서 약 20cm까지의 오거를 이용하 여 채취하였으며, 플라스틱 백에 밀봉한 후 실험실에 서 음건 후 분석에 사용하였다.

퇴적물의 기본적인 특성을 파악하기 위하여 입도 분석을 실시하였으며, 지화학적 특성을 파악하기 위 해서 유기물함량 분석과 치환성 양이온 분석을 실 시하였다. 입도분석은 63㎛(4φ) 체를 이용하여 조립 질 퇴적물과 세립질 퇴적물로 분리 후, 조립질 퇴적 물은 체분석을, 세립질 퇴적물은 레이저입도분석기 ( LS230)를 활용하여 입도분석을 실시하였다. 분석된

그림 2. 시료채취장소(화살표는 주요 수문유출방향)

자료는 Gradistat version 8.0(Blott and Pye, 2001)을 이용하여 Folk and Ward(1957)의 방법에 따라 입도 평균, 분급, 왜도, 그리고 첨도를 구하였다. 유기물함 량은 작열법( loss on ignition, LOI)을 이용하여 구하 였다. 치환성 양이온은 건조된 퇴적물 3g에 1M암모 늄아세테이트 용액 30ml를 가하여 진탕을 한 후 여과 지를 사용하여 용액을 추출하였으며, 유도결합플라 즈마 질량분석기( ICP-MS)를 이용하여 분석하였다.

치환성 양이온의 항목은 칼륨( K), 나트륨(Na), 칼슘 ( Ca), 마그네슘(Mg) 등 4가지의 주요 양이온으로 선 정하였다. 이들 치환성 양이온은 북반구 이탄습지에 서 대부분의 양이온을 구성할 뿐만 아니라( Bourbon- niere, 2009), 식생의 환경생리학적으로 중요한 역할 을 한다고 알려져 있다( Cohen et al., 1999). 또한 현 행 환경부 내륙습지정밀조사의 조사항목(환경부, 2011)에 포함되어 있다. 자료의 분석은 SPSS 21을 활 용하여 t-test, Kruskal-Wallis test, Tukey 검정, 상관 관계분석, 이단계군집분석 등을 수행하였다.

3. 결과

1) 습지퇴적물 특성

(1) 퇴적물 입도특성

퇴적물의 입도특성은 전반적으로 입도평균의 값 의 분포가 넓게 나타났다(표 5). 입도평균의 분포는 대체적으로 작은 입경에 몰려있는 특성을 보여주어 로그분포를 보인다. 심적습지의 입도평균은 17.38~

205.64㎛의 분포를 보여 coarse silt에서 fine sand의 범 위를 보였으며, 입도평균의 평균은 49.25㎛를 보였 다. 장도습지의 입도평균은 13.81~155.29㎛의 분포 를 보여 medium silt에서 fine sand의 범위를 보였으 며, 입도평균의 평균은 54.75㎛로 나타났다. 화엄늪 의 입도평균은 14.02~144.28㎛의 분포를 보여 me- dium silt에서 fine sand의 분포를 보였으며, 입도평균 의 평균은 29.97㎛로 분석되었다. 화엄늪의 입도평균 이 심적습지와 장도에 비하여 비교적 작게 나타나는

결과를 보였다( t-test 결과 유의). 입도평균 값들의 분 포를 습지별로 비교해 보면 심적습지의 경우 대체적 으로 작은 입도평균 값에 집중되어 나타나며 큰 값을 보이는 결과들이 나타나는 경향을 보인다. 장도습지 의 경우 심적습지와 같이 입경이 작은 쪽에 몰려있지 만, 비교적 균등하게 분포하는 경향을 보인다. 화엄 늪의 경우 극단적으로 작은 입경에 집중되어 있는 분 포를 보인다.

분급은 poorly sorted에서 very poorly sorted인 것으 로 나타났다(표 5). 심적습지의 경우 2.44~6.61㎛의 분포를 보였으며, 분급의 평균은 3.86㎛를 보였다. 장 도습지의 경우 2.55~7.56㎛의 분포를 보였으며, 분 급의 평균은 5.26㎛를 보였다. 화엄늪의 경우 2.22~

8.69㎛의 분포를 보였으며, 분급의 평균은 3.73㎛를 보였다. 장도습지의 분급이 다른 습지들에 비하여 보 다 불량하였다( t-test 결과 유의).

왜도는 전체 습지에서 대체적으로 양의 왜도를 보 이는 경향이 나타났다. 전반적으로 최빈값의 경우에 는 미사의 크기에서 나타나며, 모래의 크기로 꼬리가 긴 분포형태를 보이는 것이다. 이러한 경향은 각 습 지에서 공통적으로 나타났지만, 장도습지의 퇴적물 의 왜도가 다소 높게 나타나는 경향이 관찰되었다. 한 편, 첨도는 약 1의 값을 중심으로 나타났는데, 전반적 으로 첨도가 낮은 것을 의미하며 다양한 크기의 입자 들이 넓게 분포하고 있는 것을 확인할 수 있다. 특히 장도습지의 첨도가 낮게 분포하는 특성을 보인다.

(2) 유기물함량

연구지역에서의 유기물함량은 5.79~59.12%의 분

포를 보였으며, 평균은 19.94%로 분석되었다(표 5,

그림 3). 이러한 분포범위는 일반적인 토양에 비해서

유기물함량이 매우 높게 나타나는 것이지만, 기존의

다른 산지습지에 비해서는 높다고 볼 수는 없다

. 각

습지별로도 상이한 분포특성이 관찰된다. 심적습지

의 경우 6.36~59.12%의 범위에, 평균 25.51%, 장도

습지의 경우 5.79~40.10%의 범위에 평균 15.67%, 화

엄늪의 경우 7.72~37.60%에 평균 18.94%로, 통계적

유의성은 높지 않지만 심적습지, 화엄늪, 장도습지

순으로 유기물함량이 높은 것으로 나타났다. 또한 심

산지습지 치환성 양이온 함량비의 특성과 함의

적습지의 경우 유기물함량의 범위가 넓게 나타나며, 극단적으로 높은 값을 보이는 경향이 있는 반면, 장 도습지와 화엄늪의 유기물함량의 범위는 상대적으로 좁은 분포를 보였다. 퇴적물의 유기물함량의 분포패

턴으로 유추해 볼 때, 장도습지의 경우 비교적 유기물 축적이 적은 반면, 심적습지와 화엄늪은 상대적으로 유기물축적이 많은 것으로 볼 수 있다.

표 2. 심적습지 퇴적물 분석결과

구분 샘플 ID 퇴적물 입도특성 유기물

함량(%)

치환성 양이온 함량( mg/l)

입도평균(㎛) 분급(㎛) 변이계수 왜도 첨도 Ca K Mg Na

심적 습지

SJ1-L1 113.12 5.64 0.05 - 0.34 0.70 6.51 131.08 4.79 11.05 3.74 SJ1-L2 46.12 4.44 0.10 0.16 0.72 34.36 107.68 2.87 11.41 5.24 SJ1-L3 28.81 3.30 0.11 0.12 1.00 14.15 80.61 3.73 7.34 5.03 SJ1-L4 31.38 3.35 0.11 0.12 0.96 26.72 105.85 5.77 15.36 5.06 SJ1-L5 25.68 2.70 0.11 - 0.06 1.05 24.14 71.74 3.89 7.83 5.10 SJ1-L6 48.61 6.46 0.13 0.21 0.71 7.75 21.40 3.33 3.66 4.47 SJ1-R1 21.10 4.57 0.22 0.29 1.14 13.00 94.14 16.31 8.88 5.77 SJ1-R2 17.38 2.78 0.16 0.05 0.99 26.76 121.26 13.57 9.53 6.80 SJ1-R3 22.54 2.46 0.11 - 0.08 1.00 37.08 105.83 8.45 10.94 7.73 SJ1-R4 23.35 2.70 0.12 - 0.03 0.96 39.94 99.71 8.79 11.53 6.67 SJ1-R5 205.64 5.20 0.03 - 0.46 0.99 6.36 57.00 4.79 6.00 4.35 평균 53.07 3.96 0.11 0.00 0.93 21.53 90.57 6.93 9.41 5.45

심적 1습지

SJ2-1 37.63 4.67 0.12 0.25 0.98 27.60 57.53 4.27 9.44 6.79 SJ2-2 27.19 2.91 0.11 0.08 1.14 48.01 34.04 4.77 4.79 4.88 SJ2-3 167.25 5.33 0.03 - 0.35 0.85 10.54 77.38 5.38 12.31 6.44 SJ2-4 39.38 4.88 0.12 0.26 0.86 38.52 58.93 5.45 6.81 4.28 SJ2-5 25.71 3.27 0.13 0.12 1.03 21.93 106.74 6.38 14.78 7.17 평균 59.43 4.21 0.10 0.07 0.97 29.32 66.92 5.25 9.63 5.91

심적 2습지

SJ5-1 18.62 3.61 0.19 0.23 1.09 11.80 46.59 7.65 4.10 3.78 SJ5-2 26.25 2.93 0.11 0.00 1.01 26.98 60.82 4.97 7.05 4.69 SJ5-3 18.58 2.89 0.16 0.09 1.10 59.12 77.08 3.63 5.74 5.17 SJ5-4 25.10 3.41 0.14 0.13 0.95 25.09 56.49 2.20 6.62 4.33 평균 22.14 3.21 0.15 0.11 1.04 30.75 60.25 4.61 5.88 4.49

심적 3습지

SJ3-1 25.34 2.95 0.12 0.03 1.03 13.31 86.64 9.39 7.00 4.96 SJ3-2 18.57 3.00 0.16 0.16 1.22 43.94 67.74 3.82 7.16 4.86 SJ3-3 21.72 2.61 0.12 - 0.07 0.97 50.64 98.84 5.83 9.64 6.30 SJ3-4 27.03 2.80 0.10 0.05 1.23 40.99 128.91 6.29 11.34 5.97 SJ3-5 26.14 2.44 0.09 - 0.12 1.02 51.37 264.79 10.48 26.14 7.56 평균 23.76 2.76 0.12 0.01 1.09 40.05 129.39 7.16 12.26 5.93

심적 4습지

SJ4-1 23.24 3.65 0.16 0.20 1.15 12.28 84.49 15.02 8.09 6.56

SJ4-2 96.72 5.45 0.06 -0.06 0.68 5.85 53.14 10.24 5.31 5.17

SJ4-3 134.50 5.02 0.04 -0.31 0.73 7.56 62.80 8.76 7.75 3.90

SJ4-4 85.67 6.61 0.08 - 0.14 0.65 7.39 87.59 13.27 5.78 7.15

평균 85.03 5.18 0.09 - 0.08 0.80 8.27 72.00 11.82 6.73 5.69

(3) 치환성 양이온 농도

연구지역의 습지퇴적물의 치환성 양이온의 농도 는 전체적으로 Ca(61.87mg/l)＞Mg(11.28mg/l)＞

K(10.14mg/l)＞Na(7.10mg/l) 순으로 분석되었다(표 5, 그림 4). Ca과 Mg이 높은 값을 보이는 경향성은

국내에서 기존에 보고된 지리산 왕등재늪(김종오 등, 2001), 오대산 질뫼늪(박지현·김재근, 2012), 신안 장도습지(송호경 등, 2006) 등에서도 나타나며, 북미 와 유럽의 이탄습지 중에서 Moderate Rich Fen 또는 Rich Fen에서도 공통적으로 나타나는 것이다(표 6).

표 3. 장도습지 퇴적물 분석결과 샘플

ID

퇴적물 입도특성 유기물

함량(%)

치환성 양이온 함량( mg/l)

입도평균(㎛) 분급(㎛) 변이계수 왜도 첨도 Ca K Mg Na

S01 118.85 6.65 0.06 - 0.32 0.68 13.19 59.10 23.64 16.14 6.86

S02 43.52 7.56 0.17 0.32 0.60 15.42 143.58 22.49 24.77 8.52

S03 31.24 3.77 0.12 0.08 0.92 20.71 158.64 22.84 28.93 8.54

S04 71.62 7.35 0.10 0.17 0.64 9.03 98.93 10.32 19.30 8.10

S05 57.27 6.96 0.12 0.22 0.68 9.48 70.79 15.21 16.10 6.54

S06 68.53 6.72 0.10 0.16 0.64 15.40 40.59 9.78 19.13 11.02

S07 62.62 7.33 0.12 0.18 0.63 7.58 50.51 7.90 14.03 7.23

S08 33.78 6.57 0.19 0.33 0.73 9.83 84.23 25.41 15.36 6.45

S09 35.90 7.29 0.20 0.38 0.75 9.15 77.69 20.48 13.42 6.93

S10 39.02 4.95 0.13 0.25 0.88 7.87 80.16 20.52 22.18 9.92

S11 59.20 6.36 0.11 0.21 0.67 14.08 76.39 4.30 11.52 10.45

S12 52.16 5.63 0.11 0.31 0.70 14.37 91.50 8.16 17.74 12.53

S13 24.07 3.01 0.12 0.06 1.10 11.97 83.26 13.26 26.39 11.76

S14 42.72 4.42 0.10 0.21 0.84 13.70 54.76 3.70 14.47 9.53

S15 23.48 3.19 0.14 0.07 1.06 15.94 96.03 6.31 17.97 12.41

S16 46.36 4.80 0.10 0.20 0.74 11.43 36.79 5.90 15.54 9.73

S17 25.60 3.77 0.15 0.18 0.99 21.11 27.56 5.12 21.20 13.80

S18 38.55 5.25 0.14 0.31 0.73 14.81 20.80 5.79 8.25 11.02

S19 15.89 3.06 0.19 0.14 1.16 31.97 73.37 23.21 36.62 25.72

S20 155.29 4.12 0.03 - 0.42 1.29 9.75 54.79 7.41 19.24 14.87

S21 15.16 3.07 0.20 0.11 1.15 16.90 39.08 19.39 18.42 11.05

S22 17.01 2.96 0.17 0.04 1.04 18.60 56.00 13.79 17.36 8.75

S23 78.71 5.18 0.07 0.10 0.70 15.28 62.28 6.45 14.05 11.51

S24 23.99 3.46 0.14 0.18 1.10 26.03 77.07 8.66 18.89 17.60

S25 30.35 4.43 0.15 0.21 0.96 11.29 105.31 10.49 28.97 9.38

S26 13.81 2.55 0.18 - 0.04 0.94 21.05 45.94 9.22 22.99 11.47

S27 83.26 7.08 0.09 - 0.22 0.61 20.63 146.62 40.44 26.33 6.81

S28 69.33 5.38 0.08 - 0.16 0.66 11.65 28.49 5.79 17.97 9.69

S29 27.89 5.52 0.20 0.34 0.92 28.62 156.62 17.70 38.95 15.72

S30 90.23 5.84 0.06 - 0.25 0.69 40.10 121.93 11.33 27.34 15.59

S31 112.48 7.48 0.07 - 0.16 0.63 5.79 24.30 3.64 7.53 7.09

S32 143.95 6.50 0.05 - 0.32 0.65 8.77 51.65 5.33 10.66 9.03

산지습지 치환성 양이온 함량비의 특성과 함의

표 4. 화엄늪 퇴적물 분석결과

샘플ID 퇴적물 입도특성 유기물

함량(%)

치환성 양이온 함량(mg/l)

입도평균(㎛) 분급(㎛) 변이계수 왜도 첨도 Ca K Mg Na

SH01 27.85 5.21 0.19 0.29 0.90 9.07 17.12 5.44 2.55 4.02 SH02 144.28 5.39 0.04 -0.45 0.76 7.72 23.93 6.13 2.99 4.24 SH03 65.07 8.69 0.13 0.27 0.62 9.50 13.56 6.46 2.31 4.64 SH04 24.23 5.15 0.21 0.32 0.90 10.48 26.52 8.15 3.57 4.35 SH05 97.63 5.66 0.06 -0.26 0.66 8.42 14.37 7.34 2.08 4.77 SH06 43.39 4.94 0.11 0.27 0.86 33.33 71.54 12.02 8.48 6.04 SH07 23.71 2.77 0.12 0.05 1.11 27.52 25.68 6.92 3.49 5.54 SH08 19.72 3.93 0.20 0.28 1.31 20.36 22.91 10.85 4.40 5.13 SH09 26.01 5.03 0.19 0.30 0.88 10.60 15.43 5.80 2.33 4.44 SH10 25.59 2.61 0.10 -0.09 0.96 37.60 64.85 21.47 10.94 8.81 SH11 26.59 3.13 0.12 0.04 1.06 16.57 11.39 12.10 3.08 3.43 SH12 18.45 2.83 0.15 0.02 1.08 21.01 11.40 12.25 2.89 3.88 SH13 16.90 2.67 0.16 -0.02 1.00 18.57 6.78 8.26 1.59 3.50 SH14 15.14 3.28 0.22 0.20 1.26 14.40 4.02 5.81 1.12 3.07 SH15 14.02 2.96 0.21 0.15 1.20 18.45 9.19 8.61 2.19 4.37 SH16 16.42 3.30 0.20 0.13 1.12 20.28 9.22 9.49 2.40 3.26 SH17 14.38 2.81 0.20 0.05 0.97 21.24 7.01 7.89 2.28 3.11 SH18 20.09 2.88 0.14 -0.02 1.02 25.84 14.42 15.38 4.64 4.05 SH19 16.13 2.52 0.16 -0.05 1.03 19.83 6.71 9.04 1.99 3.57 SH20 14.02 2.22 0.16 -0.12 0.93 20.98 8.15 12.71 2.63 4.08 SH21 16.01 2.96 0.18 0.06 1.08 19.92 6.97 11.79 2.17 3.18 SH22 15.16 3.07 0.20 0.09 1.12 21.91 6.04 13.32 2.34 3.57 SH23 16.46 3.30 0.20 0.13 1.11 22.00 7.90 13.34 2.62 3.53 SH24 16.05 2.94 0.18 0.06 1.16 19.63 6.38 11.59 2.01 3.59 SH25 16.00 2.89 0.18 0.05 1.10 18.23 7.66 11.46 2.22 3.16

표 5. 습지퇴적물의 기술통계

구분 퇴적물 입도특성 유기물

함량(%)

치환성 양이온 함량(mg/l)

평균(㎛) 분급(㎛) 변이계수 왜도 첨도 Ca K Mg Na

심적습지 (N=29)

최솟값 17.38 2.44 0.03 -0.44 0.65 5.85 21.40 2.20 3.66 3.74 최댓값 205.64 6.61 0.22 0.29 1.23 59.12 264.79 16.31 26.14 7.73 평균 49.25 3.86 0.11 0.02 0.96 25.51 86.44 7.04 9.08 5.52 표준편차 48.57 1.25 0.05 0.20 0.16 16.07 43.85 3.78 4.42 1.18

장도습지 (N=32)

최솟값 13.81 2.55 0.03 -.42 0.60 5.79 20.80 3.64 7.53 6.45 최댓값 155.29 7.56 0.20 0.38 1.29 40.10 158.64 40.44 38.95 25.72 평균 54.75 5.26 0.12 0.09 0.83 15.67 74.84 12.94 19.62 10.80 표준편차 36.96 1.61 0.05 0.22 0.20 7.63 38.33 8.51 7.32 3.98

화엄늪 (N=25)

최솟값 14.02 2.22 0.04 -0.45 0.62 7.72 4.02 5.44 1.12 3.07 최댓값 144.28 8.69 0.22 0.33 1.31 37.60 71.54 21.47 10.94 8.81 평균 29.97 3.73 0.16 0.07 1.01 18.94 16.77 10.14 3.17 4.21 표준편차 30.29 1.47 0.05 0.18 0.17 7.38 16.81 3.68 2.15 1.23

합계 (N=86)

최솟값 13.81 2.22 0.03 -0.44 0.60 5.79 4.02 2.20 1.12 3.07

최댓값 205.64 8.69 0.22 0.38 1.31 59.12 264.79 40.44 38.95 25.72

평균 45.69 4.34 0.13 0.06 0.93 19.94 61.87 10.14 11.28 7.10

표준편차 40.52 1.61 0.05 0.20 0.19 11.81 46.01 6.42 8.63 3.89

이와 관련해서 Shotyk and Steinmann(1994)는 저층 습원 퇴적물 공극수의 Na, K, Mg, Ca의 농도가 빗물 에 비해 높게 나타나며, 이 중 Ca과 Mg은 지하수에 의해 공급받게 됨을 설명하였다. 따라서 연구대상 습 지에서 관찰되는 치환성 양이온의 경향은 대상 습지 들이 지하수로부터 수분을 공급받는 Moderate Rich Fen 또는 Rich Fen에 포함된다고 볼 수 있다.

각 습지별로는 심적습지는 Ca(86.44mg/l)＞

Mg(9.08mg/l)＞K(7.04mg/l)＞Na(5.52mg/l), 장도습 지는 Ca(74.84mg/l)＞Mg(19.62mg/l)＞K(12.94mg/

l)＞Na(10.80mg/l), 그리고 화엄늪은 Ca(16.77mg/

l)＞K(10.14mg/l)＞Na(4.21mg/l)＞Mg(3.17mg/l) 순 으로 차이를 보였다. Ca가 공통적으로 제일 높은 농 도를 보이는 공통점을 보이지만, 화엄늪의 경우 다른

두 습지와 달리 K와 Na이 Mg에 비하여 높은 값을 보 였다.

각 치환성 양이온을 구분하여 습지간의 차이를 확 인하면, Ca의 경우 화엄늪의 농도가 다른 두 습지들 에 비해 낮은 값을 보이는 특징을 보인다(그림 5). K 의 경우에는 심적습지와 화엄늪이 10mg/l를 중심으 로 다소 좁은 분포를 보이는 반면 장도습지는 10mg/

l 이상의 값들이 다수 나타나 넓은 분포를 보였다(그 림 6). Mg의 경우에는 각 습지들이 서로 다른 경향성 을 띄었다(그림 7). Na의 경우에는 장도습지가 다른 두 습지에 비하여 높은 값의 분포를 보였다(그림 8).

Shotyk and Steinmann(1994)의 의견에 따르면, Ca과 Mg이 높게 나타나는 심적습지와 장도습지의 경우 보 다 지하수로부터의 양이온 공급이 많은 반면에 화엄 표 6. 북반구의 이탄습지에서의 치환성 양이온 농도의 분포범위(Bourbonniere, 2009)

양이온　 Bogs Poor Fens Mod. Rich Fens Rich Fens

북미

Ca

0.06-6.8 0.10-16 0.80-179 1.4-428

Mg

0.04-2.8 0.16-4.6 0.10-29 0.27-47

Na

0.03-16.5 0.03-4.9 0.05-76 0.80-36

K

0.02-1.4 0.02-3.4 0.05-11 0.40-23

유럽 북부·중부

Ca

0.10-5.0 3.1-10.9 12.9-24 29-408

Mg

0.09-2.6 0.41-0.95 1.0-17 1.1-125

Na

0.40-21 0.05-2.6 2.3-23 2.9-132

K

0.05-2.1 0.30-3.3 1.0-21 0.19-185

그림 3. 습지퇴적물 유기물함량의 히스토그램 그림 4. 전체 습지퇴적물 치환성 양이온 값의 분포

산지습지 치환성 양이온 함량비의 특성과 함의

늪은 상대적으로 적게 공급받고 있다고 볼 수 있다.

한편, 바다에 인접한 장도습지의 경우 Na의 농도가 다른 습지에 비해 높게 나타나고 있다.

2) 지화학적 특성의 차이

(1) Kruskal-Wallis test를 통한 습지간 지화 학적 특성의 차이

앞에서 제시한 분석항목 중 지화학적 특성에 해당 하는 유기물과 치환성 양이온의 함량은 각 습지별로 유사성과 차이점을 살펴보였다. 차이점이 유의미한 것임을 확인하기 위하여 비모수검정 Kruskal-Wallis

test를 수행하였다(표 7)

. 그 결과 유기물함량에서는 각 습지들간 차이가 있다고 보기는 힘들었고, 치환성 양이온 항목에서는 차이가 나타나는 것으로 판명되 었다(유의확률 0.01 이하).

습지간 차이를 보이는 습지가 어느 것인지를 확인 하기 위하여 추가적으로 순위를 이용한 Tukey 검정 을 수행하였다(표 8). Ca에서는 화엄늪이 낮은 값을 보였으며, K에서는 심적습지가 낮은 값을 가지는 유 형으로 구분되었다. 한편, Mg와 Na의 항목에서는 세 습지가 각기 다른 특성을 보이고 있는 것으로 나타났 다. 종합하면 치환성 양이온과 관련된 항목에서는 습 지 간에 유사성을 보이는 항목이 존재하기는 하지만

그림 5. Ca의 히스토그램 그림 6. K의 히스토그램

그림 7. Mg의 히스토그램 그림 8. Na의 히스토그램

대체로 습지들 간에 차이가 나타나는 것으로 판단된 다.

(2) 상관관계분석을 통한 습지간 지화학적 특성 의 차이

각 습지별로 지화학적 분석항목간의 상관관계의 공통점과 차이점이 있는 지를 확인하기 위하여 Krus- kal Wallis 검정을 통하여 차이가 있다고 분석된 치환 성 양이온 항목 간 상관관계분석을 수행하였다(표 9, 10, 11). 모두에서 공통적으로 양의 상관관계가 나타 나는 항목은 Ca-Mg(r=0.860, 0.638, 0.883)와 Mg- Na(r=0.556, 0.443, 0.801)이었다. Ca-Mg의 관계 가 비교적 명확하게 나타나는 것은 지하수의 유입이 많은 지점에서 공통적으로 Ca과 Mg의 농도가 높아 지는 것으로 생각할 수 있다( Shotyk and Steinmann, 1994). Ca-Mg와 Mg-Na의 상관관계에 비하면 다 른 관계들은 차이를 보였다. 심적습지는 K-Mg와 K-Na, 장도습지는 Ca-Na, 그리고 화엄늪은 Ca-K 에서 다른 습지들과는 다른 패턴을 보였다. 따라서 지 리산 왕등재늪에서 김종오 등( 2001)이 확인한 치환 성 양이온간의 상관관계가 나타난다는 것은 모든 습 지에 공통적으로 적용될 수 있는 것이 아니며, 역으로 치환성 양이온간의 비율 특성은 산지습지의 특성을

구분할 수 있는 기준이 될 수 있다고 판단된다.

(3) 이단계군집분석을 이용한 습지간 지화학적 특성의 차이

앞에서 살펴본 바와 같이 치환성 양이온 함량의 차 이는 습지의 특성을 반영하고 있다. 따라서 치환성 양 이온 함량을 이용하여 습지퇴적물의 특성을 구분하 는 것은 해당 습지의 지화학적 특성을 설명하는 기준 으로 사용될 수 있을 것이라고 판단된다. 그렇지만 치 환성 양이온의 분포에서 Ca의 비율이 상대적으로 높 고 정규분포를 보이고 있지 않고 상관관계분석의 결 과 상대적인 비율의 차이가 있기 때문에 절대량을 통 한 비교보다는 총 치환성 양이온 함량 중 각 치환성 양이온의 함량비(치환성 양이온 합계에서 각 치환성 양이온의 함량을 %로 나타냄)를 통하여 특성을 살펴 보는 것이 타당하다고 판단하였다.

각 치환성 양이온의 함량비를 이용하여 습지퇴적 물 각각이 어떠한 특성을 보이는지 유형화하기 위하 여 이단계군집분석을 수행한 결과 총 3개의 군집으로 나뉘었다(표 12, 그림 9). 군집을 나누는 예측변수의 중요도는 K함량비(1.00), Ca함량비(0.87), Na함량비 ( 0.69), Mg함량비(0.22) 순으로 나타나 K함량비와 Ca 함량비가 군집을 나누는 주요 변수로 확인되었다. 군 표 7. Kruskal Wallis 검정 결과

유기물함량 Ca K Mg Na

카이제곱 5.771 45.468 13.638 64.337 60.790

자유도 2 2 2 2 2

근사 유의확률 . 056 . 000 . 001 . 000 . 000

표 8. 순위를 이용한 Tukey 검정 결과

분석항목 집단구분*

심적습지 장도습지 화엄늪 비고

Ca 2 2 1 2집단 구분

K 1 2 2 2집단 구분

Mg 2 3 1 3집단 구분

Na 2 3 1 3집단 구분

* 숫자가 클수록 높은 값의 집단임

산지습지 치환성 양이온 함량비의 특성과 함의

집별로 높은 함량비를 나타내는 치환성 양이온을 살 펴보면 1군집은 Ca함량비, 2군집은 Na함량비와 Mg 함량비, 3군집은 K함량비와 Na함량비가 각각 주요 특징으로 나타났다. 따라서 군집을 각각 ‘ Ca집중 습

지퇴적물’, ‘ Mg집중 습지퇴적물’, ‘K집중 습지퇴적물’

로 명명하였다. 한편, Na함량비의 경우 2군집과 3군 집 모두에서 높게 나타났기 때문에 간략히 표기하기 위하여 명칭에는 사용하지 않았다.

표 9. 심적습지의 치환성 양이온 항목간 상관관계

Ca K Mg Na

Ca Pearson 상관계수 1 . 373* .860** .527**

유의확률 (양쪽) . 046 . 000 . 003

K Pearson 상관계수 .373* 1 . 189 .449*

유의확률 (양쪽) . 046 . 326 . 015

Mg Pearson 상관계수 .860** . 189 1 .556**

유의확률 (양쪽) . 000 . 326 . 002

Na Pearson 상관계수 .527** .449* .556** 1

유의확률 (양쪽) . 003 . 015 . 002

* 상관계수는 0.05 수준(양쪽)에서 유의.

** 상관계수는 0.01 수준(양쪽)에서 유의.

각 변수는 로그로 변환(이하 표 10, 11 동일)

표 10. 장도습지의 치환성 양이온 항목간 상관관계

Ca K Mg Na

Ca Pearson 상관계수 1 .597** .638** . 022

유의확률 (양쪽) . 000 . 000 . 905

K Pearson 상관계수 .597** 1 .579** -. 158

유의확률 (양쪽) . 000 . 001 . 387

Mg Pearson 상관계수 .638** .579** 1 .443*

유의확률 (양쪽) . 000 . 001 . 011

Na Pearson 상관계수 . 022 -. 158 .443* 1

유의확률 (양쪽) . 905 . 387 . 011

표 11. 화엄늪의 치환성 양이온 항목간 상관관계

Ca K Mg Na

Ca Pearson 상관계수 1 . 136 .883** .879**

유의확률 (양쪽) . 517 . 000 . 000

K Pearson 상관계수 . 136 1 .550** . 215

유의확률 (양쪽) . 517 . 004 . 303

Mg Pearson 상관계수 .883** .550** 1 .801**

유의확률 (양쪽) . 000 . 004 . 000

Na Pearson 상관계수 .879** . 215 .801** 1

유의확률 (양쪽) . 000 . 303 . 000

심적습지는 대부분의 퇴적물이 1군집(97%)에 포 함되었으며, 장도습지는 1군집과 2군집이 비슷하게 분포하였다(각각 47%, 53%)(그림 10). 화엄늪의 상당 수의 퇴적물이 3군집에 포함되었고(60%), 1군집과 2 군집에도 일부가 포함되었다(각각 12%, 28%). 따라 서 치환성 양이온의 함량비를 통해 연구 대상습지들 간의 차이가 나타남을 확인할 수 있었다. 그림 11과 12는 분류의 중요도가 높게 나타난 K함량비와 Ca함 량비를 중심으로 Mg함량비와 Na함량비를 각각 나타 낸 삼각도이다. 그림 11과 그림 12 모두에서 심적습 지의 퇴적물들은 높은 Ca함량비에 집중되어 있으며, 장도습지의 퇴적물들은 높은 Ca함량비에서 비교적

높은 Mg함량비 또는 Na함량비 방향으로 배열되어 있다. 한편 화엄늪의 퇴적물들은 높은 Ca함량비에서 비교적 높은 K함량비 방향으로 배열되어 있으며, 크 게 두 개의 그룹으로 분리되어 있다. 각 치환성 양이 온의 함량비를 표현한 상자도표(그림 13, 14, 15, 16) 에서도 심적습지에서는 Ca이, 장도습지에서는 Mg 이, 그리고 화엄늪에서는 K이 뚜렷이 다른 습지에 비 해 높게 나타나는 것을 확인할 수 있다.

표 12. 군집유형별 대푯값

구분 Ca함량비(%) Mg함량비(%) Na함량비(%) K함량비(%)

1군집 ( Ca집중 습지퇴적물)

N=46

평균 74.58 10.33 6.02 9.07

표준편차 7.37 3.25 1.92 5.31

2군집 ( Mg집중 습지퇴적물)

N=25

평균 55.89 16.80 14.09 13.21

표준편차 7.86 6.88 3.44 6.31

3군집 ( K집중 습지퇴적물)

N=15

평균 32.43 9.47 14.70 43.40

표준편차 4.60 1.09 2.89 4.96

그림 9. 이단계군집분석의 분석 결과 그림 10. 습지별 퇴적물 군집유형 분포

산지습지 치환성 양이온 함량비의 특성과 함의

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Ca

Mg

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

K

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

SJJD HE

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Ca

Na

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

K

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

SJJD HE

그림 11. Ca-Mg-K(%)의 삼각도 (SJ: 심적습지, HE: 화엄늪, JD: 장도습지)

그림 12. Ca-Na-K(%)의 삼각도 (SJ: 심적습지, HE: 화엄늪, JD: 장도습지)

그림 13. Ca함량비의 분포 그림 14. Mg함량비의 분포

그림 15. Na함량비의 분포 그림 16. K함량비의 분포

4. 토의

1) 치환성 양이온의 함량비를 이용한 습지 유형 분류의 가능성

산지습지에 적절한 관리방안을 도출하기 위해서는 각 습지의 다양한 기능에 대한 이해를 바탕으로 유형 을 분류하는 것은 중요하다. 국내에서는 치환성 양의 온의 농도를 상호 비교하여 산지습지의 유형을 검토 한 사례가 없기 때문에 Bourbonniere(2009)가 이탄습 지를 Bog, Poor Fen, Moderate Rich Fen, Rich Fen으 로 나누어 치환성 양이온 함량을 정리한 표 6을 기준 으로 연구대상 습지를 살펴보았다(표 13). 북미의 자 료를 토대로 보았을 때 심적습지와 화엄늪은 Moder- ate Rich Fen 또는 Rich Fen으로 볼 수 있으며, 장도 습지는 Rich Fen에 해당된다. 유럽의 자료를 통해 보 았을 때 화엄늪은 Moderate Rich Fen에 포함되었고 심적습지와 장도습지는 Rich Fen의 범위에 포함되었 다. 장도습지는 북미와 유럽의 자료를 통해 볼 때 모 두 Rich Fen인 것으로 볼 수 있지만, 심적습지와 화엄 늪의 경우 Moderate Rich Fen과 Rich Fen으로 중복되 었다. 어떠한 기준에서든 연구 대상 습지는 저층습원 에 포함됨을 알 수 있다. 이를 감안하여 국내의 분류 기준에 적용하여 보면 각기 다른 지화학적 특성을 보 이고 있는 연구대상의 습지들이 모두 저층습원 하나 의 유형으로 분류될 수밖에 없다. 또한 이러한 접근

방법은 Bridgham et al.(1996)이 주장하듯이 영양분의 제한이나 습지수의 유입 등을 설명하기에는 한계가 있는 것으로 판단된다.

치환성 양이온을 이용하여 습지를 분류하는 또 다 른 방법으로는 Ca:Mg의 비율을 이용하는 방법이 있 다. Mattson et al.(1944)는 Ca:Mg율을 스웨덴의 고 층습원( raised bog)에서 강수함양성(ombrotrophic) 과 광물질영양성( minerotrophic) 습지를 구분을 하 는데 이용하기도 하였다( Shotyk and Steinmann, 1994 재인용). Bendell-Young(2003)은 Mineral-Poor Peatland에서는 Ca:Mg율이 빗물의 Ca:Mg율과 비 슷해지는 반면에, Mineral Rich Peatland에서는 기반 암의 Ca:Mg율과 보다 비슷해진다고 하였다. 그렇지 만 Gorham and Janssens(2005)은 습지의 유형을 구분 하는 Ca:Mg율에 의구심을 보이기도 하였다. Ca:Mg 율을 활용해 연구대상 습지의 검토해보면, 전체 평균 은 5.74를 보였으며, 표준편차는 3.21의 값을 보여, 한진석 등( 2006)의 자료에 의해 산출한 한반도 빗물 의 Ca:Mg율(평균: 5.76, 표준편차: 2.07)과 큰 차이 가 나타나지 않아 Mineral-Poor Peatland에 가까웠다.

습지별로는 심적습지가 가장 높은 Ca:Mg율이 나타 났으며, 장도습지와 화엄늪은 큰 차이가 나타나지 않 았다(그림 17). 앞에서 살펴보았듯이 장도습지의 치 환성 양이온 함량은 Rich Fen에 포함되어 다른 습지 들과 구분이 되었지만, Bendell-Young(2003)의 의견 에 따라 Ca:Mg율을 보았을 때는 심적습지가 Mineral Rich한 것으로 나타나 상호 배치되는 것을 알 수 있

표 13. 북미·유럽의 이탄습지 구분(Bourbonniere, 2009)에 따른 분류

구분 Ca K Mg Na 종합

심적

평균±표준편차 86.4±43.9 7.0±3.8 9.1±4.4 5.5±1.2

북미 MRF, RF MRF, RF MRF, RF B, MRF, RF MRF, RF

유럽 RF MRF, RF MRF, RF MRF, RF RF

장도

평균±표준편차 74.8±38.3 12.9±8.5 19.6±7.3 10.8±4.0

북미 MRF, RF RF MRF, RF B, MRF, RF RF

유럽 RF MRF, RF RF B, MRF, RF RF

화엄

평균±표준편차 16.8±16.8 10.1±3.7 3.2±2.1 4.2±1.2

북미 MRF, RF MRF, RF PF, MRF, RF B, PF, MRF, RF MRF, RF

유럽 MRF MRF, RF MRF, RF B, MRF, RF MRF

산지습지 치환성 양이온 함량비의 특성과 함의

다. 또한 심적습지의 경우 치환성 양이온의 합계를 보 면 다른 습지들에 비해 치환성 양이온의 함량이 많다 고 보기에는 힘듦을 알 수 있다(그림 18). Bridgham et al.(1996)이 주장하듯이 Ca, Mg, Na보다 필수영양분 이 되는 K가 습지의 영양단계를 나타내는 것으로 본 다면 장도습지와 화엄늪이 Rich한 것으로 보아야 할 것이지만(표 8) 이 또한 앞의 결과들과는 서로 맞지 않는 것이 된다. 따라서 Ca:Mg율 또한 연구대상 습 지들을 적절히 분류하는 데 활용되기에는 힘든 것으 로 파악된다.

종합하면 치환성 양이온의 절대량 또는 Ca:Mg율, 그리고 K의 절대량 등은 각기 다른 습지가 Rich한 것 으로 나타나게 되며, 단순히 Rich 또는 Poor의 기준 으로 습지의 특성을 설명하는 것은 한계가 있는 것으 로 판단된다. 따라서 각 치환성 양이온의 함량비를 활 용하여 어떠한 치환성 양이온이 중요한 위치를 점하 고 있는 지에 따라 습지의 특성을 설명하는 것이 더욱 합당할 것으로 판단되며, 추후 산지습지의 유형구분 을 위하여 절대량이 아닌 함량비를 통해 구분하는 방 안을 검토하는 것이 더 의미가 있다고 판단된다.

2) 치환성 양이온 함량비 특성에 대한 환경 요인 검토

치환성 양이온의 함량비에서 서로 다른 특성을 보

였던 습지들이 어떠한 환경 하에서 차이가 나는 것인 지를 검토하는 것은 중요하다. 왜냐하면 함량비의 차 이가 무엇을 지시하는지를 확인해야만, 보전대책의 수립이나 관리적 측면에서의 함의를 찾을 수 있기 때 문이다. 국내에서는 산지습지 퇴적물의 치환성 양이 온 함량에 주요한 차이를 낳는 환경요인에 대하여 다 양한 의견이 있어 왔다( eg. 신영호 등, 2005; 차은지 등, 2010a; 2010b; 박지현·김재근, 2012; 배정진 등, 2003; 송호경 등, 2006). 이 연구에서는 영향을 미치 는 환경요인 중에서 유효할 것이라고 판단되는 지질, 토양, 식생 등을 검토하였다.

(1) 지질

심적습지는 함석류석화강편마암 또는 흑운모편마 암, 장도습지는 흑운모화강암, 그리고 화엄늪은 원효 산함각력안산반암의 기반암을 보이고 있다(표 14).

심적습지와 장도습지는 각각 규장질 광물(석영과 장 석)이 우세한 화강편마암 또는 흑운모화강암으로 이 루어져 있어 비교적 유사한 특성을 보인다. 그렇지만 일반적으로 화강암에서 K과 Na의 함량이 Ca과 Mg 에 비해 높다는 것을 고려한다면 이들 습지퇴적물에 서 보이는 Ca 또는 Mg의 치환성 양이온 함량이 높은 것은 서로 맞지 않는 결과로 볼 수 있다. 그러나 Sho- tyk(1988)는 규장질 광물이 많은 화강암 같은 경우 Ca과 Mg이 상대적으로 부족해 질 수 있지만, 각섬석

그림 17. 습지별 Ca:Mg율의 분포 그림 18. 습지별 총 치환성 양이온 함량의 분포

이나 흑운모 등의 부차적인 광물로부터 Ca과 Mg을 공급받을 수 있다고 하였다. 따라서 흑운모가 다수 포 함되어 있는 기반암을 보이는 심적습지와 장도습지 는 흑운모의 풍화과정에서 다소 많은 Ca과 Mg을 공 급받았을 가능성이 있다. 한편 장도습지의 경우 Na이 비교적 높게 나타나는 2군집의 퇴적물이 다수 포함되 어 있어(그림 10, 12), Na이 높은 함량을 보이는 화강 암의 영향이 있는 것으로 판단된다.

기반암의 성질이 확연히 다른 화엄늪은 습지퇴적 물의 치환성 양이온 함량비가 다른 습지들과 차이가 나타나는 특징이 있다. 화엄늪의 기반암은 원효산각 력안산반암으로 이루어져 있는데, 화엄늪에서는 다 른 습지에서 나타나지 않은 K집중 퇴적물 군집이 높 은 빈도로 나타났다. 원효산각력안산반암의 주요 광 물이 Na-사장석으로 이루어져 있는 것을 고려하면 K의 함량이 높게 나타나는 것은 풍화의 과정에서 복 잡한 변화가 발생되는 것으로 판단된다. 그렇지만 Na 의 함량이 비교적 높게 나타나는 특성을 보여(그림 12), 기반암의 영향이 어느 정도 나타나는 것으로 여 겨진다.

종합하면 기반암의 조성 물질과 습지퇴적물의 치 환성 양이온 함량비와는 어느 정도 관련성이 있는 것 으로 판단된다. 물론 기반암의 조성 물질과 습지퇴적 물의 치환성 양이온 함량의 상관관계는 풍화 과정에 서 복잡한 과정을 거치기 때문에 단순화시킬 수 없는 것으로 판단된다.

추후 Ca이 풍부한 석회암지역의 산지습지나 Mg이 풍부한 고철질기반암에서 형성된 산지습지들의 퇴적물에 대한 자료를 확보한다면 치 환성 양이온의 함량비에 기반암이 미치는 영향을 보

다 분명히 할 수 있을 것으로 판단된다.

(2) 토양

연구 대상 습지는 주변사면과 지하수를 통해 퇴적 물과 수분이 공급되는 저층습원이기 때문에 주변 지 역의 토양 특성이 습지퇴적물의 치환성 양이온 함량 비에 영향을 미칠 가능성이 크다. Bendell-Young and Pick(1997)은 저층습원의 경우 주변의 토양의 지화학 적 요인이 습지퇴적물의 치환성 양이온 함량의 분포 에 가장 중요한 역할을 한다고 하였으며, 신영호 등 ( 2005)은 퇴적물의 지화학적 특성이 주변사면 토양과 관련성이 있다고 언급하기도 하였다. 연구 대상 습지 의 주변 토양 특성은 표 15와 같다(국립농업과학원 흙 토람, http://soil.rda.go.kr). 각 토양통 대표 단면의 치 환성 양이온 함량은 해당지역에서 얻은 자료가 아니 기 때문에 한계가 있지만, 어느 정도 개연성은 있을 것으로 판단하여 비교의 대상으로 선택하였다.

Ca집중 퇴적물로 이루어진 심적습지는 주변 토양 인 수암통과 비교적 유사한 특성을 보이고 있지만, 습 지퇴적물의 Ca의 함량이 보다 높게 나타나는 경향이 있었다(그림 19 Ⓐ, Ⓑ). 장도습지의 경우 토양도상에 서는 2개의 토양통(청산통과 석토통)이 확인되는데, 두 토양통 모두는 Ca의 함량비가 비교적 높게 나타나 는 습지퇴적물의 특성과 큰 차이를 보이지 않았다. 그 렇지만 습지퇴적물이 전반적으로 Mg와 Na의 함량 비가 높게 나타나는 경향성이 관찰된다(그림 19 Ⓒ,

Ⓓ). 화엄늪의 경우 무등통과 비교적 큰 차이를 보이 는데 습지퇴적물에서 K와 Na의 함량비가 상대적으 로 높은 반면 Ca의 함량이 낮은 것을 확인할 수 있다 표 14. 퇴적물 유형과 지질조건

구분 주요 퇴적물 유형 지질* 영향 요소

심적습지 Ca집중퇴적물(97%) 함석류석화강편마암

흑운모편마암 흑운모풍화시 Ca, Mg 다량 공급 가능성 장도습지 Mg집중퇴적물(+Na)(53%)

Ca집중퇴적물(47) 흑운모화강암 흑운모풍화시 Ca, Mg 다량 공급 가능성

장석풍화시 Na 공급 가능성 화엄늪 K집중퇴적물(+Na)(60%) Mg집중

퇴적물(+ Na)(28%) 원효산함각력안산반암 장석풍화시 Na 공급 가능성

* 한국지질자원연구원 지질정보시스템, http://geoinfo.kigam.re.kr 참고

산지습지 치환성 양이온 함량비의 특성과 함의

(그림 19 Ⓔ, Ⓕ). 이와 같은 차이가 나타난 이유는 습 지퇴적물의 지화학적 특성과 주변 토양의 특성을 연 결하는 수문지형학적 특성 때문인 것으로 판단된다.

심적습지와 장도습지는 비교적 경사가 급한 주변사 면으로 둘러싸여 있어 지표수 또는 지표하수의 유입 이 빨라 주변 토양의 특성을 잘 반영하고 있는 것으로 판단되지만, 화엄늪의 경우 비교적 완만한 능선부에 습지가 위치하고 있어 주변사면의 면적이 상대적으 로 작고 지표수 또는 지표하수의 유입이 비교적 느린 이유라고 판단된다.

종합하면 심적습지와 장도습지는 다소 변이가 관 찰되기는 하지만 주변지역의 토양통의 치환성 양이 온 함량비와 잘 대비되는 것을 확인할 수 있었지만, 화엄늪의 경우에는 큰 차이를 보였다. 그렇지만 화엄 늪의 경우 이러한 경향에서 많은 변화가 발생한 것으 로 판단할 수 있다. 이와 관련하여 주변 사면 토양에 서 채취한 토양을 대상으로 분석하지 않았기 때문인 지 아니면 습지퇴적물의 지화학적 특성에 또 다른 요 인이 크게 작용하였는지는 추후에 확인해야 될 것으 로 판단된다.

(3) 식생

연구 대상 습지들은 한반도의 산지습지에서 관찰 할 수 있는 습지식생들이 다양하게 나타나는 것으로 보고되고 있다. 습지의 식물은 생장을 통하여 퇴적물 로부터 치환성 양이온을 선택적으로 흡수할 뿐만 아 니라 유기물의 축적에 직접적으로 영향을 미치기 때 문에 습지퇴적물의 치환성 양이온의 함량비에 영향 을 줄 것으로 판단된다. 이와 관련해서 Shotyk(1988) 는 Ca의 함량이 습지연구에서 중요한 위치를 차지하 는데 이는 식물의 생장에 필수적이고 물이끼 종류에 는 독성을 보이기 때문이라고 하였으며, 강상준 등 ( 2010)의 경우에도 pH가 높아지고 Ca가 증가하게 되 면 물이끼 생장에도 영향을 미치게 된다고 하였다.

Urban et al.(1995)은 Ca의 축적에 목본의 생체량이, K의 축적에는 초본류의 생체량이 각각 중요하다는 의견을 내기도 하였다. 이와는 달리 Nicholson(1995) 는 토탄습지에서 식물관계를 기초로 한 분류 척도가 영양염류 체계보다 분류력이 떨어진다는 의견을 내 어 다소 논란이 있다.

심적습지의 경우 진퍼리새, 큰기름새, 억새 등 벼 표 15. 산지습지 주변 토양의 특성

구분 토양통 토양분류/퇴적물 유형 대표 단면의 치환성 양이온 함량

Ca(mg/l) Mg(mg/l) Na(mg/l) K(mg/l)

심적 습지

수암통 사력질계 퇴적토

습윤기후의 일반적인 엔티솔( Udorthents) 70.14

( 60)** 8.87

( 8) 8.05

( 7) 30.50 ( 26)

퇴적물 Ca집중퇴적물(97%) 86.44

( 79) 9.08

( 8) 5.52

( 6) 7.04 ( 7)

장도 습지*

청산통 양질인 역질계 암쇄토

염기포화도가 낮은 습윤기후의 인셉티솔( Dystrudepts) 35.07

( 74) 6.44

( 14) 1.84

( 4) 3.91 ( 8)

석토통 양질인 역질계 퇴적토

염기포화도가 높은 습윤기후의 인셉티솔( Eutrudepts) 58.12

( 68) 14.58

( 17) 5.52

( 6) 7.82 ( 9)

퇴적물 Mg집중퇴적물(+Na)(53%)

Ca집중퇴적물(47) 74.84

( 61) 19.62

( 17) 10.80

( 11) 12.94 ( 11)

화엄늪

무등통 식양질계 암쇄토

염기포화도가 낮은 습윤기후의 인셉티솔( Dystrudepts) 38.08

( 62) 13.98

( 23) 2.30

( 4) 7.04 ( 11)

퇴적물 K집중퇴적물(+Na)(60%)

Mg집중퇴적물(+Na)(28%) 16.77

( 43) 3.17

( 9) 4.21

( 14) 10.14 ( 34)

* 두 토양통의 경계에 위치

** 괄호 안은 치환성 양이온 함량 중 %값

그림 19. 각 습지와 토양통의 Ca-Mg-K 삼각도

(SJ: 심적습지, SJ-SA: 수암통, JD: 장도습지, JD-CS: 청산통, JD-ST: 석토통, HE: 화엄늪, HE-MD: 무등통)

Ⓐ Ⓑ

Ⓒ Ⓓ

Ⓔ Ⓕ

산지습지 치환성 양이온 함량비의 특성과 함의

과 식물들이 습지 내에 우점하고 있다. 일반적으로 벼 과가 포함된 단자엽식물은 주어진 환경 하에서 더 적 은 Ca을 흡수하는 경향이 있으며, 높은 Ca에 저항성 을 가지고 있다(추연식·송승달, 1998)는 것을 고려하 면 심적습지 퇴적물의 Ca함량비가 높은 것과 관련이 있는 것으로 보인다. 또한 Ca의 축적에 목본의 생체 량과 관련되어 있다는 Urban et al.(1995)의 의견에 따 르면, 주변집수지역이 교목으로 넓게 이루어져 있는 특성 또한 Ca의 축적에 영향을 미쳤을 것으로 판단 된다. 그렇지만 물이끼가 생장하고 있다는 것은 이러 한 경향성과 다소 거리가 있는 것으로 판단된다. 따라 서 물이끼의 생장은 Ca의 함량 자체보다는 Ca의 함 량을 높이는 낮은 pH가 오히려 더 중요한 변수가 될 수 있음을 유추해 볼 수 있다. 왜냐하면, pH와 칼슘 이온 농도 모두가 높게 유지될 경우 대부분의 물이끼 서식이 불가능하지만 적어도 두 조건 중 한 조건은 낮 게 유지되면 물이끼 생육이 제한적으로 가능하기 때 문이다(홍문기·김재근, 2013). 장도습지의 경우 벼 과인 기장대풀과 억새, 그리고 목본으로서 버드나무 가 우점하고 있다. 심적습지와 마찬가지로 벼과 식물 들의 우점은 높은 Ca함량비에 영향을 준 것으로 판단 되며, 목본류인 버드나무가 널리 분포하고 있다는 특 성을 고려하면 Ca의 함량비가 높게 나타날 수 있다 ( Urban et al., 1995). 그렇지만 Mg함량비가 높게 나 타나는 특성에 대해서는 식생의 조건으로서 설명하 기에 한계가 있다. 화엄늪의 경우 뚜렷한 집수구역으 로 이루어진 배후사면이 존재하지 않고 능선 상에 참 억새와 같은 초본류가 넓게 분포하며 산철쭉이나 미 역줄나무와 같은 관목류가 복잡하게 얽혀서 분포하

고 있는 특성을 보인다. 이러한 특성으로 인해 상대적 으로 목본류의 영향이 작게 나타나 K의 비중이 높게 나타난 것으로 판단된다( Urban et al., 1995).

종합해 보면 습지퇴적물의 치환성 양이온 함량비 에 식생의 차이가 영향을 주는 것으로 판단해 볼 수 있다. 그렇지만 실제 식생은 퇴적물의 지화학적 특성 을 변화시키는 역할도 하지만, 역으로 선호하는 조건 을 찾아 경쟁하여 분포하는 특성을 지니고 있기 때문 에, 단순히 식생이 퇴적물의 특성에 영향을 준다고만 은 볼 수 없을 것이다. 또한 이 연구에서는 식생의 분 포와 대사에 영향이 큰 N과 P의 함량비를 살펴보지 않았기 때문에, 치환성 양이온 함량비와 식생의 관계 를 제한적으로 볼 필요가 있으며 보다 많은 관련 연구 가 진행될 필요가 있다.

3) 환경 요인 검토를 통한 관리적 측면의 함의

현재 환경부의 습지조사에서는 치환성 양이온과 관련된 항목이 포함되어 있으며, 꾸준히 자료를 축적 하는 과정에 있다. 그렇지만 이를 통한 습지의 관리 방안을 도출해 내고 있지는 못하다. 이 연구에서 치환 성 양이온의 함량비가 지질, 토양, 그리고 식생과 상 당한 관련성이 있다는 것을 보였다. 그렇지만 각각의 항목과 관련해서는 아직 충분한 검토가 이루어지지 않았다. 향후 습지조사에서 이에 대한 검토가 지속적 으로 이루어진다면 보다 명확한 관계를 밝힐 수 있을 것이며, 다음과 같이 관리의 측면에서 함의를 가질 수 있을 것으로 판단된다.

첫째, 퇴적물의 치환성 양이온의 함량비를 살펴보

표 16. 습지의 퇴적물 유형과 주요 식생

구분 퇴적물 유형 주요 식생 주변 식생

심적 Ca집중퇴적물(97%) 물이끼, 진퍼리새(벼과), 큰기름새(벼과),

억새(벼과) 등 집수지역이 목본림(교목)으로 구성

장도 Mg집중퇴적물(+Na)(53%) Ca집중퇴적물(47%)

기장대풀(벼과), 여뀌(마디풀과), 버드나무

(버드나무과), 억새(벼과) 등 집수지역이 목본림(교목)으로 구성

화엄 K집중퇴적물(+Na)(60%) Mg집중퇴적물(+Na)(28%)

참억새(벼과), 진퍼리새(벼과), 미역줄나무 (노박덩굴과), 산철쭉, 신갈나무 등

뚜렷한 집수구역이 없으며 초본·관

목으로 구성

는 것은 지형학적으로 기반암과 주변 토양의 영향 정 도를 설명해 주는 것으로 활용할 수 있다. 또한 각 습 지의 지화학적 특성의 구분을 통해 산지습지의 지형 다양성을 확인할 수 있을 것이며 습지의 형성과정에 대한 이해를 높일 수 있을 것이다.

둘째, 퇴적물의 치환성 양이온의 함량비에 대한 이 해는 생태학적으로 진퍼리새와 같은 대표적인 산지 습지식생이나 물이끼, 끈끈이주걱 등과 같은 희귀식 생의 서식처에 대한 이해를 높일 수 있을 것이다. 또 한 습지에서 문제가 될 수 있는 육화나 외래종의 침입 등의 대책을 마련하는데 기초 정보로 활용될 수 있을 것이다.

셋째, 토양이나 식생은 시간의 경과에 따라 변화한 다는 것을 고려한다면, 더 나아가 치환성 양이온의 함 량비는 산지습지가 처한 현재의 상태를 진단하는 것 으로 활용할 수 있을 것이다. 물론 환경변화의 속도와 지화학적 특성의 변화가 일치하는지에 대한 여부는 현재로서는 다소 불명확하지만, 충분히 관련연구가 진행된다면, 향후 기후변화나 인위적 환경변화로 인 해 발생될 수 있는 습지환경의 변화에 능동적으로 대 처할 수 있을 것이다.

한편, 이 연구에서는 자료의 미비로 인하여 다루지 못했지만 지하수·지표수의 유입·유출 조건과 같은 수문요인과 이를 제어하는 경사나 요철 등의 지형요 인, 그리고 풍화와 식생의 대사에 주요한 변수가 되는 미기후 요소 또한 중요한 요인이 될 것이라고 판단한 다. 이에 대한 검토는 추후 연구과제로 남겨둘 필요가 있다.

5. 결론

이 연구에서는 국내에서 보호되고 있는 심적습지, 장도습지, 그리고 화엄늪을 대상으로 퇴적물의 지화 학적 특성을 비교하였으며, 이에 대한 함의를 도출하 였다. 현행 환경부의 내륙습지정밀조사의 조사항목 인 치환성 양이온에 대한 자료를 중심으로 연구 대상 습지들의 지화학적 특성을 살펴보았다. 그 결과 대상

습지들은 대체로 저층습원의 유형에 공통적으로 포 함되었지만 치환성 양이온의 분포양상은 다르게 나 타났다. Ca, Mg, Na, K 간의 함량비를 변수로 활용 하여 이단계군집분석을 하여 3개의 군집으로 퇴적물 의 유형을 구분할 수 있었다. 심적습지는 Ca집중퇴적 물이, 장도습지는 Ca집중퇴적물과 Mg집중퇴적물이, 화엄늪은 K집중퇴적물이 주요한 특성으로 나타났다.

치환성 양이온의 함량비를 이용한 접근은 현재 저층 습원으로 단일하게 분류되는 문제를 극복하는 하나 의 방안으로서 검토될 필요가 있다. 각 습지의 치환성 양이온 함량비의 차이는 지질, 토양, 식생 요인에 따 라 나타나는 것으로 판단하였다. 그렇지만 어느 한 요 인이 지배적이라고 볼 수는 없고, 향후 이와 관련된 연구가 더욱 진행될 필요가 있음을 확인하였다.

치환성 양이온을 포함한 퇴적물의 지화학적 특성 은 각 습지가 처한 외부환경에 복합적인 영향을 받고 있다. 이러한 점을 고려한다면, 지화학적 특성은 기 후변화나 인위적 환경변화로 촉발되어지는 외부요인 으로 인해 향후 변경될 수 있는 여지가 충분한 것으로 판단된다. 따라서 산지습지의 보전과 습지지형 또는 습지생태계에 대한 지식을 넓히기 위해서는 현재 국 가적으로 수행되고 있는 습지조사에서 퇴적물의 지 화학적 특성에 대한 분석이 지속적으로 이루어져야 할 것으로 판단된다. 또한 퇴적물의 지화학적 특성을 이용한 습지 유형화에 대한 논의가 확대되어야 할 것 으로 판단된다.

주

1) 국가습지의 지속가능한 보전 정책 방향을 설정하여, 습지 조사 체계 개선과 습지 기초자료 강화를 통해 국가습지정 책 수립과 집행에 과학적 기반을 마련하고, 국가습지의 보 전과 관리체계 강화를 통한 습지 생태계건강성 확보와 생 물다양성 보전, 인식증진 확대와 교육·홍보 여건 다변화 등을 통해 습지의 현명한 이용 활성화를 목표로 하고 있다 (김태성 등, 2013).

2) 이후 표기의 편의를 위하여 Ca

, Na

, Mg

, K

을 각각 Ca, Na, Mg, K로 표시하였다.

3) 저층습원(fen)은 주면 사면이나 지표를 통하여 수분과 영양