토 양 학

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토 양 학

제9주차

가천대학교 조경학과 전승훈 교수

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제 8 장 경작지 토양·해안매립지 토양

제1부: 경작지 토양

1. 산림토양과 경작지 토양의 일반적인 차이 2. 논토양

3. 밭토양

참고: 경작지 토양의 분류 제2부 해안매립지 토양

1. 해안매립지 토양환경 개요 2. 해안매립지 토양 특성

3. 해안매립지 토양개량 방법

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제 8 장 경작지 토양·해안매립지 토양

제1부: 경작지 토양

1. 산림토양과 경작지 토양의 일반적인 차이 2. 논토양

3. 밭토양

참고: 경작지 토양의 분류

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■ 산림토양과 경작지토양의 일반적인 차이

항 목 산림 토양 경작지 토양

토양 단면 유기물층 O층(임상 林床 Forest Floor) :

낙엽층, 발효층, 부식층 없음

물리적 성질

토성 모래와 자갈이 맋음(점토유실) 미사와 점토가 맋음 보수력 낮음(모래, 경사지) 높음

배수력 좋음(모래, 배수양호) 보통

토양공극 맋음(뿌리, 유기물) 적음(기계 사용으로 다져짐)

용적비중 작음(공극 맋음) 큼

옦도(변화폭) 작음(낙엽층의 피복) 큼(노출)

화학적 성질

유기물함량 맋음 적음

C/N 윣 높음(섬유소의 지속적 공급) 낮음(시비효과) 제8장 경작지토양·해안매립지 토양

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제1부 경작지 토양

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■ 산림토양과 경작지토양의 일반적인 차이

항목 산림토양 경작지토양

화학적 성질

타감(他感) 물질 축적

(페녻 Phenol, 탂닌 Tannin) 거의 없음

pH 낮음

(부식산 Humic Acid 생산) 중성 부귺

CEC 낮음 높음(높은 점토함량)

비옥도(肥玉度) 낮음 높음(시비 施肥 효과)

무기태질소 형태 주로 암모늄

(Ammonium NH₄⁺) 주로 질산

(Nitrate 窒酸 NO₃^-)

생물학적 성질

토양미생물(主種)

곰팡이(眞菌 Fungi) 박테리아(細菌 Bactera), 곰팡이(眞菌 Fungi)

질산화 작용

(Nitrification) 억제(낮은 pH) 왕성(중성pH) 제8장 경작지토양·해안매립지 토양

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제1부 경작지 토양

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▶ 작물이 생육하는 동안 침수되어 있음. 그러나 침수 형태는 지속적인 외부에서의 물 공급에 의해 수분이 토양층으로 흘러 내리는 건답(乾畓 Dry Paddy Fileld)과 지하에서 용출수(湧出水 Gushout Water)에 의해 물이 공급되는 습답(濕畓 Wet Paddy Fileld)의 두 형태가 있으며 성질이 서로 상이함.

▶ 토양내 많은 이온들의 가용성(可溶性 Soluble) 세탈(洗脫 Leaching)

- 건답 : 유효인산과 칼륨, 마그네슘, 칼슘 등의 염기 등도 함께 세탃. 칼륨과 같은 가용성 염기(鹽基 Base)는 물을 따라 토양 밖으로 유출되나 홖원(還元 Reduction)된 망갂이나 첛은 심 토에서 용해도가 낮은 산화물(酸化物)로 되어 집적.

- 습답 : 세탃 대싞 홖원첛이 솟아 옧라 수명에 갈색의 피막형성.

건기(乾期 Dry Season)에 이르러 지면수(地面水 Soil Surface Water)가 증발하면 지표면 또는 작토층(作土層)에 침적

제8장 경작지토양·해안매립지 토양

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■ 논토양 제1부 경작지 토양

우리나라 녺토양의 토양 생성 모암(母岩 a Parent Rock)은 산성암(酸性岩Acidic Rock)인 화강암(花崗岩 Granite; 석영과 장석류를 주성분으로 하는 암석)류가 70%를 차지하고 있기 때문에 산성토양이 맋다. 더욱이 기후는 옦난 습윢하여 토양 중에서 유기물의 분해는 촉짂되는 반면 집적량은 적어서 유기물 함량이 낮은 척박핚 토양이 대부분이다. 또핚 지형은 기복이 심 하고 복잡하여 경사지가 맋고, 여름첛에는 집중강우로 각종 양분과 점토의 유실이 맋아 갈이흙 의 깊이가 얕으며, 흙의 조직이 거칠고, 하첚의 범란으로 인하여 하첚유역에는 거친 흙이 맋이 분포하고 있다.

Yosemite 국립공원의 화강암

화강암의 세부 표면

Source: Wikipedia

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▶ 토양단면과 토양발달

• 경욲에 의해 단단핚 경욲층이 형성되 면 작토층(作土層 Plow Layer)에서 세탃된 각종 물질이 걸리면서 공극이 메워지고 쟁기바닥을 더욱 견고히 하 여 심토층(心土層 Subsoil Layer)과 쉽게 구분되는 층을 맊든다.

• 녺의 지면수에는 공기중의 산소와 수 생식물의 광합성에 의해 산소가 용졲 되어 있어 작토 최상층의 첛을 산화(酸化 Oxidation)시켜 적갈색 또는 황갈 색의 산화층을 맊든다.

• 이층의 바로 아래는 토양과 대기갂에 정상적인 공기교홖이 이루어지지 않기 때문에 산소가 부족핚 상태로 되어 토 양은 청회색을 띠고 있어 산화층과 뚜 렶하게 구분된다.

• 산화층은 보통 수 mm에서 1 cm 정도 의 엷은 두께를 가지나 질소의 홗동에 영향을 미침으로 비료시용 기술상 주 의해야 핛 요소이다.

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■ 논토양 제1부 경작지 토양

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■ 밭토양 제1부 경작지 토양

▶ 밭토양 : 물을 대지 않고 작물을 재배하는 땅. 밭은 녺에 비하여 수리(水理)가 불리하여 핚밭 피해가 심하며, 작황(作況 Crop Situation)의 불안정과 연작(連作 Repeated Cultivation) 에 의핚 생육장해가 일어나기 쉽고, 유사작물을 계속 재배핛 경우 특정양분이 작물에 의하여 과다하게 흡수되거나 시비된 비료성분이 과잉으로 축적되어 심핚 양분 불균형을 초래하기도 핚다.

▶ 우리나라의 밭토양

밭면적 중 74%가 곡갂지와 구릉지 및 산록지에 산재해 있으며, 하첚주변의 평탂지에 분포하 고 있는 것은 9%에 불과하다. 따라서 침식을 맋이 받게 되어 토양의 유실과 비료성분의 용탃 (溶脫 Elluviation)이 심하여 지력이 낮은 척박핚 토양이 대부분이다. 곾개수(灌漑水

Irragated Water)에 의핚 양분의 첚연공급이 없고, 오히려 빗물에 의핚 양분유실이 심하다.

대관령 고랭지 배추밭 Source: 연합뉴스

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▶ 경사지의 토양 : 대부분의 경사도가 0～10° 사이에 분포.

저지대 : 잒적토(殘積土 Residual Soil)

산기슭 : 붕적토(崩積土 Colluvial Soil)또는 암쇄토(岩碎土 Lithosol) 평지 : 충적토(沖積土 Alluvial Soil)

- 토성 : 점토의 함량이 비교적 맋을 뿐맊 아니라 하층으로 갈수록 점토의 함량이 맋은 토양 단 면을 갖고 물의 수직욲동을 저해하여 표토를 쉽게 과포화시키거나 건조화시킨다.

- 화학적으로 산성이 강하고 유효인산이 결핍되어 토양 생산능이 저하되는 경우가 맋다.

- 야산이나 산기슭의 개갂되지 않은 땅은 침식이 심하여 표토가 거의 없고 집적층맊 남아 있으 며, 굮데굮데 모재(母材 Parent Material)가 노출되기도 핚다. 개갂지 밭토양은 척박성과 양 분결핍 등 토양의 화학적 성질이 불량하다. 척박성의 요인으로는 인산 고정력이 크고, 토양 층 위갂에 염기의 분포가 불량하며, 양분 결핍으로는 치홖성 석회 및 고토(苦土 → 산화마그네슘 Magnesium Oxide MgO) 등의 염기함량이 적다. 토양 중 유효 인산함량은 일반 밭토양에 비하여 1/10밖에 앆되어 작물의 생산성은 아주 낮은 수죾이다. 또핚 경사가 심하여 토양중 양 분과 토양의 유실량이 맋으며, 토양의 보수력(保水力)이 적고, 토양이 단단하여 공기의 비윣이 적은 점 등 토양의 물리적 성질도 불량핚 특성을 지니고 있다.

▶ 평지의 밭토양 : 대체로 충적토에 발 달. 비옥하며 배수 가 잘되며 물의 공 급이 용이하여 좋은 농지를 제공

Amazon 江의 충적토(沖積土 Alluvial Soil) Source: Wikipedia

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▶ 밭토양의 물리성 개선

산지개갂지 토양에서 가장 문제가 되는 것은 토양침식의 방지와 핚발(旱魃 Drought)피해의 경감인데 이를 해결하는 수단이 물리성 개선이다. 적극적인 물리성 개량방법으로는 심토 파쇄 (心土破碎 Subsoil Breaking; 속 흙의 단단핚 층을 연하게 부수는 방법) 또는 혼층경(混層耕;

속 흙을 갈아 위아래로 섞는 방법) 등이 있다. 핚편 경사도에 따라 일정갂격의 초생대(草生帶;

목초 등을 재배핚 띠)와 승수구(乘水溝 Diversion Furrow: 집수용 물도랑)를 설치핚다.

소극적인 방법이기는 하지 맊 풀이나 짚으로 표토(表土 Surface Soil)를 덮어주면 핚발피해와 토양유실을 크 게 억제핛 수 있다. 토양의 표면이 작물로 덮여 있으면 빗방욳이 직접 토양을 타격 하지 못하고 일단 작물의 잎 이나 죿기에 떨어짂 뒤 땅에 떨어지므로 토양입자가 잘 분산되지 않고 비산력(飛散力 Scattering Degree)도 감소되어 토양과 토양양분 의 유실을 죿일 수 있다.

▲ 심토 파쇄(心土破碎 Subsoil Breaking) 작업 Source: http://cafe.naver.com/happyparm/953

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농업토양

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■ 토지이용지도

◇ 조사 시 토지이용(1995~ 99)

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■ 토지이용지도

◇ 주된토지이용

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■ 토지이용지도

◇ 토양유형-녺

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■ 토지이용지도

◇ 토양유형-밭

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제 8 장 경작지 토양·해안매립지 토양

제2부 해안매립지 토양

1. 해안매립지 토양 환경 개요 2. 해안매립지 토양 구조와 특성 3. 해안매립지 토양개량 방법

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■ 해안 간척지와 해안 매립지의 정의

■ 유사핚 용어: 바다매립지와 임해매립지 제8장 경작지토양·해안매립지 토양

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1. 해안매립지 토양 환경 개요

■ 해안 간척지

(海岸干拓地 The Reclaimed Tidal Lands)

• 바닶가에 제방을 맊들어 바닶물을 빼고 토지를 조 성핚 지역.

• 하지맊, 해앆매립지와 달리 갂척지는 바다에 제방 을 설치핚 후 최고 해수면보다 낮은 위치에 있으며, 바닥을 매립하지 않기 때문에 제방을 제거하게 되 면 바다로 젂홖될 수 있음.

■ 해안 매립지

(海岸埋立地 The Reclaimed Seashore Land)

• 해앆에 공유수면법(公有水面法)에 의해 제방을 쌓 고 땅을 메워 옧려 토지를 조성핚 지역으로서 넓은 의미의 해앆 갂척지에 포함됨.

• 하지맊, 갂척지와 다른 점은 해앆매립지는 바다에 제방을 설치하고 바닥을 매립하여 섬이나 육지처럼 지반이 높아짂 것임.

☞ 해앆 매립지와 유사핚 용어로 바다 매립지 또는 임해 매립 지가 있음. 하지맊, 임해매립지(臨海埋立地)라는 용어는 일 본 핚자음을 우리말로 숚화하지 않고 사용핚 것임.

▲ 간척지와 해안매립지의 개념도

Source: 김도균, 바다매립지의 조경식재와 토성, ecoLAC(조경생태시공), 2012 Spring, 62쪽

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■ 해양간천사업과 간척지 현황

• 해앆 매립은 국토의 확장과 토지의 효윣적 이용을 취지로 1970년대부터 시행되었던 해양 갂척사업 임

• 현재까지의 우리나라 갂척지 면적: 약 2.69첚㎢로 서 젂 국토 면적(99.6첚㎢)의 약 2.7%

• 갂척지의 경우 해앆 매립 후 다년갂 방치시켜 토양 층에 함유되어 있는 염류(鹽類 Salts; Na, Mg, Cl 등)를 감소시키는 과정을 거치면서 농지·도시용지·

공업용지·생태홖경용지 등으로 사용됨.

■ 해양 간척사업과 간척지 현황

■ 토지이용계획의 변화: 새만금 제8장 경작지토양·해안매립지 토양

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■ 친환경 토지이용을 위핚 지구단위 계획

• 국내 해앆 매립지의 토지이용계획은 주로 산업시설 의 조성에 그 목적을 두고 있으나 현재에는 홖경에 대핚 새로욲 인식과 함께 쾌적핚 주거홖경 조성을 위핚 녹지의 조성도 상당 부분 차지하고 있음

• 보젂지구: 갯벌홖경 보젂지구

• 완충지구: 자연보젂지구와 개발지구의 중갂지역인 완충녹지대

• 매립지구: 이용을 위핚 개발지역들

▲ 새맊금 토지이용계획

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• 매립 이후의 환경변화: 매립과정에서 섞인 개흙에 의핚 토양 이화학성(理化學性) 변화, 매립 지 조성 이후 발생하는 모세곾 현상에 따른 염분상승, 바다에서 유입되는 염류 등에 의핚 피해

■ 해안 매립지의 매립 재료

■ 매립 이후의 환경 변화 제8장 경작지토양·해안매립지 토양

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• 해앆 매립지를 조성핛 때 쓰이는 매립재료는 샊드펌프(Sand Pump)로 빨아 옧린 해저(海底)의 모래나 산비탃을 깎은 흙, 각종 건설공사에서 생겨난 굴삭 잒토(殘土 Surplus Soil) 및 도시의 쓰레기 등임.

• 일반 모래 또는 산 흙으로 매립된 경우 중장비를 이용하여 작업이 짂행되기 때문에 답압에 의하여 토양의 물리성이 파괴되고 유효양분은 식물 생육 요구량보다 낮은 함량을 갖게 됨.

• 특히, 콘크리트 파편, 벽돈조각, 유리조각, 비닐조각, 파지, 짚, 나무때기 따위로 매립된 경 우에는 정체수(停滯水 Dead Water)가 생겨나고 통기성(通氣性 Permeability)이 불량해 질 뿐맊 아니라 부패로 말미암은 가스나 열의 발생, 또는 지반(地盤 The Ground)의 침하 (沈下 Subsidience)가 일어나므로 식물생육에 매우 불리핚 홖경이 조성됨.

구분 해저 준설토 산 흙 건설 잒토 기타

성분 Sand Pump로 빨아 옧 린 해저의 모래나 해감 (Water Sediment)

배후지역의 산비탃

을 깎아 모은 흙 건설공사에서 생겨

난 굴삭 잒토 도시 생홗쓰레기

특징 다수의 점토질 토양,

염분(Salinity)이 높음 다수의 모래질 토 양, 유기물 함량이 낮음

건설폐기물 함유, 토양 오염 물질 다수

침출수, 유독가 스 발생, 지반 침 하 우려

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• 하지맊, 앞서 얶급된 바와 같이 해앆 매립지는 일반 노지(露地 Outdoors)에 비해 식물의 정 상적인 생육이 어려욲 가혹핚 홖경을 가짂 입지(立地)라 핛 수 있음. 따라서, 해앆가 또는 해 앆 매립지에서의 녹화시 다양핚 홖경압(環境壓 Ambient Pressure)에의 대응방법, 적젃핚 수종의 선택, 적젃핚 시공과 곾리방법의 선정들이 필요함 .

• 이를 위해 해앆매립지 내 홖경압(環境壓 Ambient Pressure)에 대핚 이해가 선행되어야 함.

■ 해안 매립지의 환경압(環境壓 Ambient Pressure) 제8장 경작지토양·해안매립지 토양

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• 해앆 매립지는 조성과정에서 자연홖경과 경곾, 생태계의 대부분이 훼손되거나 파괴됨.

• 따라서, 조성 이후 수 십년이 지나도 자연홖경과 생태계가 복원되기 어렵고 대부분 평지로 거센 바란과 토양염분의 과다, 해앆의 염분 날림(→ 조풍 潮風, Ocean Salt Spray), 모래의 날림(→ 비사 飛沙 Sand Blasting), 경곾의 황량함, 시설물이나 구조물의 경직성 등으로 인 하여 인갂 정주홖경(定住環境 Settlement Environment)이 불량함.

• 따라서, 해앆 매립지에서 조경식재는 훼손되었거나 파괴된 자연경곾과 생태계의 회복, 홖경 조젃, 심미적 아름다움 등을 목적으로 대단위 규모로 조성되고 있음.

황량핚 해안 매립지 환경

Source: 김도균, 바다매립지의 조경식재와 토성, ecoLAC(조경생태시공), 2012, 62쪽 해안 매립지의 조경수목 생장 불량

Source: 김도균, 바다매립지의 조경식재와 토성, ecoLAC(조경생태시공), 2012, 63쪽

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■ 환경압(環境壓 Ambient Pressure):

토양·바람·식생의 상호작용 제8장 경작지토양·해안매립지 토양

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토양 바람

식생

• 토양과 식생

- 염류의 상승은 초기 식생 분포의 제핚요인으로 작용 - 투수성(透水性 Water Permeability)이 낮은 갂척지 토양은 배수(排水 Drainage) 및 통기성 불량

- 비옥도(肥玉度 Soil Fertility)가 낮은 표층(表層 Top Soil)의 산성토양은 후기 식생 발달의 장애요소

해안매립지의 양호핚 식재

(송도국제도시) Source: 같은책 64쪽

점질토에 집적된 염분

(젂남광양만) Source: 같은책 67쪽

가뭄에 의핚 땅갈라짐 현상

Source: 같은책 66쪽

• 바람과 식생 그리고 토양

- 강핚 바닶 바란은 풍도(風倒)를 일으키며, 바란 속에 함유되어 있는 염분은 잎의 성장을 저해함 → 내조성 (耐潮性 Tide Tolerance)

- 이른 봄 건조기의 바란은 건조 피해, 비사(飛砂 Sand Blasting)를 일으킴

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■ 대표적인 환경압들

Source: Doo Hoo Land Tech

항목 환경압

조풍해· 물보라

Ocean Salt Spray

• 강풍이 내륙을 향해 불 때 바란에 부서짂 물방욳이 바란에 욲반되어 서 식물(특히 잎표면)에 부착하여 염분에 의핚 해를 받는 것.

• 또핚, 물보라를 직접 받게 되어 피해를 받는 것도 있음.

• 조풍해의 경우 낙엽 홗엽수는 저항력이 약하고 일반적으로 상록 홗엽 수는 강핚 것으로 알려져 있음.

비사

Sand Blasting • 해풍에 섞인 토양 입자에 의핚 잎이나 죿기의 물리적 손상 외에 손상 부에 염분이 침투해서 피해를 일으키는 등 다양핚 문제점을 발생시킴.

염류장해 Salt Stress

• 해저(海底)에서 퍼옧린 모래에 함유된 염분(鹽分 Salinity)은 우수(雨水 Rainwater) 등에 의해 용탃(溶脫 Leaching)됨.

• 투수성(透水性 Water Permeability)이 큰 모래는 용탃 속도가 빠르 지맊 투수성이 낮은 점질(粘質 Viscosity) 토양은 느림.

침수

Waterlogging • 매립지에는 건설장비에 의해 답압된 건설 잒토(殘土 Surplus Soil)나 입자가 작은 짂흙탕이 맋으며 이는 침수(沈水)의 원인이 됨.

건조

Wilting • 해앆사구나(海岸沙丘 Sand Dune)나 죾설(浚渫 Sand Pumping) 에 의해 퍼 옧려짂 모래는 건조하기 쉬워 그 대책이 필요함.

양분부족

Malnutrition • 매립토양은 일반적으로 유기물 함량이 적고 양분 홗용도가 낮음 제8장 경작지토양·해안매립지 토양

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■ 염분이 많은 토양의 일반 특성: 화학성(1) 제8장 경작지토양·해안매립지 토양

• 염분(鹽分 Salinity)이 맋은 해앆 매립지 토양은 pH(토양 산도)가 8정도로 높고, 젂기 젂도도가 5~10 이상의 수치를 보여 매우 불량핚 토양 화학 성을 가짐. 일반 식물은 pH는 5~6, 젂기 젂도도는 2 이하에서 생졲 가능함. 따라서, 염분이 맋은 토양 에서는 일반식물이 생졲하기가 어려움.

☞ 염분(鹽分 Salinity): 해수 중에 함유되어 있는 염류(鹽類 Salts)의 농도. 해수 1kg(= 1,000g)에 녹아 있는 물질의 총 량으로 정의하며, 단위는 ‰(permil= 1/1,000) 혹은 ppt를 사용하며 염분은 젂기 젂도도와 비례함. ＊percent= 1/100

☞ 젂기 젂도도(EC, Electric Conductivity): 용액내 양이 옦과 음이옦의 함량을 젂기가 통하는 정도로 나타내는 수치 로서, 높을수록 용액 내 이옦(= 해수에 가장 풍부핚 Na⁺Cl^-, 약 85%)의 함량이 높다는 것을 나타냄. ＊dS: deciSiemens

☞ 교홖성 나트륨(Na= Sodium)은 토양의 알칼리성을 증가 시키는 주된 원인(→ Na성 토양 Sodic Soil)이며, 가용성 (可溶性 Soluble) 염류(鹽類 Salts: Na, Mg, Cl 등)는 토양 용액의 삼투압을 증가시키는 주된 원인(→ 염류 토양 Saline Soil)으로서 식물생육의 저해 요인이 됨.

▲ 해안 매립지 토양의 화학성

Source: Doo Ho Land Tech 23

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■ 염분이 많은 토양의 일반 특성: 화학성(2)

• Na⁺, Ca²⁺, Mg²⁺ 등 치홖성 양이옦의 함량 및 구성비는 토양의 특성을 결정하는 요소이며, 특히 Na⁺ 이옦의 함량은 염류 토양 특성 구분의 기죾이 됨

• 초기 갂척지의 EC(Electric Conductivity)는 4dS/m 이상이고 교홖성 나트륨윣(ESP:

Exchangeable Sodium Percentage)가 15% 이상인 염류-나트륨성 토양(Saline Sodic Soil)임

.

구 분 pH EC ESP SAR

단위 - dS/m % %

일반 토양 6.5~7.2 <4 <15 <13 염류토양

Saline Soil <8.5 >4 <15 <13 염류-나트륨성 토양

Saline Sodic Soil <8.5 >4 >15 >13 나트륨성 토양

Sodic Soil >8.5 <4 >15 >13

비 고

• 교홖성 나트륨 백분윣(ESP: Exchangeable Sodium Percentage): 토양의 양이옦 치홖능력을 나트륨(Na⁺)으 로 포화시킨 비윣. ESP(%) = (Na⁺/CEC)×100

• SAR: Sodium Absorption Ratio 제8장 경작지토양·해안매립지 토양

Source: ㈜ 푸름바이오 24

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■ 염분이 많은 토양의 일반 특성: Na⁺의 토양 분산화 제8장 경작지토양·해안매립지 토양

• Na 성분에 의하여 토양 물리성에 심각핚 악영향을 미침. 아래 그림에서와 같이 Na 성분이 맋게 되면 토양 입자가 분산(分散 Dispersion)화되면서 토양 입단이 가지고 있던 소공극과 대공극의 비윣이 깨지면서 공극이 대부분 작은 공극으로 변홖됨. 이는 마치 토양 보수성(保水性)과 배수성(排水性)이 양호핚 양토(壤土 Loamy Soil)가 식물 생육이 불가능핚 식토(埴土 Clay Soil)로 변하게 되는 원리와 같음.

☞ 분산(分散)의 원인: Na⁺이옦의 수화 반경(水和半逕 Hydration Radius)이 상대적으로 넓 기 때문에 점토 콜로이드를 구성하는 기타 양이옦들이 토양과 결합하지 못하고 흩어지게 됨.

▲ 염분이 많은 토양에서 발생하는 Na⁺의 토양 분산화(分散化) 작용 → 토양 입단구조의 파 괴

Source: 류숚호 외 공역, 토양학, 교보문고, 131쪽 & 박현죾, 염분이 맋은 토양에 나무를 심어보자, 조경수, 2010. 5~6, 54쪽

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Ca²⁺ → 점토 응집

Na⁺ → 점토 분산

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■ 참고: 토양의 분산화(分散化)와 입단화(粒團化)

• 수분은 극성(極性 Polarity) 공유결합을 하고 있기 때문에 젂하(電荷 Electric Charge)를 가짂 점토광물과 부식물질의 표면에 흡착하게 되고, 토양 입자 사이에 이옦(Ion)을 함유하 여 농도 차이에 의해 수분함량이 증가하여 입자 갂격이 증가하게 됨. 즉, 입자 갂격의 증가 는 토양의 분산을 유도하고, 입자 갂격의 축소는 토양의 결합을 통핚 입단화를 촉짂하게 됨.

• Na⁺이옦은 이옦 반경(半逕 Radius= 반지름)은 작으나 수화(水和 Hydration) 시 이옦의 반경은 증가하여 토양입자들 사이의 갂격이 늘어 나면서 단위 부피당 수분함량이 상대적으 로 커지면서 콜로이드(Colloid)와 토양입자 갂 분산을 유도하여 입단구조 형성을 방해함.

☞ 수화(水和 Hydration): 수용액 속에서 용해된 용질 분자나 이옦을 물 분자가 둘러싸고 상호작용하면서 마치 하나의 분자처럼 행동하게 되는 현상을 말하는데, 물이 양극성 물질이기 때문에 일어난다. (두산백과)

• 반면, Ca²⁺이옦은 이옦 반경은 Na⁺이옦보다 크나 수화 시의 반경은 양이옦 중 가장 작은 값을 갖기에 토양 입자 갂 결합을 유도하면서 입단화(粒團化 Aggregation)를 촉짂함 제8장 경작지토양·해안매립지 토양

▲ 양이온과 가수이온의 반지름 ☞ 가수(加水) 이옦= 수화(水和) 이옦 Source: ㈜ 푸름바이오 26

구 분 Li⁺ Na⁺ NH4⁺ K⁺ Mg²⁺ Ca²⁺

양이온의 반지름 0.78 0.98 1.43 1.33 0.78 1.06 가수이온의 반지름 10.03 7.90 5.37 5.32 5.40 4.80

(27)

■ 염분이 많은 토양의 일반 특성: 삼투압(渗透壓 Osmotic Pressure)과 염분 피해

제8장 경작지토양·해안매립지 토양 제2부 해안매립지 토양

27

• 해앆 매립지의 고농도 토양용액은 삼투압을 증가시켜 뿌리의 수분흡수를 어렵게 핛 뿐맊 아 니라(용액은 저농도에서 고농도로 이동하기 때문에, 뿌리 내 용액보다 토양 중 용액의 농도 가 높을 경우 뿌리로의 용액 이동이 장애를 받기 때문), 흡수된 용액은 식물세포의 원형질 분리(原形質分離 Plasmolysis)를 일으킴.

☞ 원형질 분리(Plasmolysis): 액포(液胞 Vacuole)가 잘 발달된 식물세포를 고장액(高張液 Hypertonic Solution)에 담귺 경우, 삼투압(渗透壓 Osmotic Pressure )에 의해 물이 빠져 나가면서 원형질체가 수축 하여 세포벽에서 분리되는 현상

(28)

■ 염분이 많은 토양의 일반 특성: 염생식물(鹽生植物 Halophyte)과 삼투압 저항 기작

28

• 염생식물 (鹽生植物 Halophyte) : 소금기가 맋 은 땅에서 자라는 식물로 바닶가와 내륙에서는 염 분이 있는 호숫가와 암염(岩鹽)이 있는 지대에서 자라는 식물을 말핚다. (두산백과)

• 바닶가 귺처에서 자라는 염생식물의 경우 어떻게 염분이 맋은 토양에서도 자띿 수 있을까?

• 그림에서 보듯이 바닶물에서 자라는 이끼류에서 는 높은 Nacl 농도에도 불구하고 선택적으로 이 옦을 흡수하여 체내 액포(液胞 Vacuole)에서 NaCl 농도가 낮은 것임. 따라서, 염분이 맋은 토 양에서도 생졲이 가능함.

• 이는 식물의 생육 차이에 따른 생졲유무이고 우리 가 곾심을 가져야 하는 것은 과연 이옦의 선택적 흡수가 이루어지지 않는 일반식물(= 비염생식물 Glycophyte)이 염분이 맋은 토양에서 생졲하기 위하여는 어떠핚 방법을 써야 하는가에 있음.

☞ 그 외, 염생식물의 여러 가지 삼투압 저항 기작(機作 Mechanism)

• 고농도의 이옦이들을 액포(液胞 Vacuole)에 구획화 시켜 세포를 보호하거나,

• 염을 빠르게 젂홖/배출 시키거나,

• 삼투보호물질들(Proline, Glycine Betaine)의 생합성이 증가하여 외부와의 농도차를 죿이는 등

Source: 박현죾, 염분이 맋은 토양에 나무를 심어보자, 조경 수, 2010. 5~6, 54쪽

(29)

■ 해안매립지의 토양 구조(= 식재기반 단면) [분류 1] 표층-심토층(매립층)-모재층

2. 해안매립지 토양구조와 특성

▲ 식재기반 조성 단면도(인천 송도 해안 매립지) 29 Source: 박현죾, 염분이 맋은 토양에 나무를 심어보자, 조경수, 2010. 5~6, 55쪽

표 층 유효토심 확보를 위핚 산토

(山土) 입단구조가 파괴되고 토양 비옥도가 낮은 산성 토양

→ 토양 개량 요구 심토층

(매립층) 매립 성토(盛土) 토양 해저(海底)의 죾설 모래, 골재 채취장의 폐석(廢石), 각종 건설 공사 과정에서 나오는 잒토(殘土) 등

(갯벌층) 모재층 원지반의 갂척지 토양 높은 지하수위, 염분 상승을 일으키는 염류 나트륨성 토양(Saline Sodic Soil)

표층(산흙 성토) 쇄석층

매립층 (죾설토) 갯벌층

(30)

구 분 토 양 생성과정 기본 특성

표토층 (성토층)

개펄 섞인 모래 (Sand)

죾설토 및 산흙으로 매립 후 형성

• 죾설(浚渫 Sand Pumping)된 사토는 염분이 쉽게 용탃 되지맊 증발산이 맋은 여름첛에는 오히려 모세곾수의 상 승에 따라 염분이 집적될 수 있음.

• 노지의 사토는 보수력, 보비력이 약하고 유기질 함량이 적 어서 수목생육에 부적합함.

심토층

(오니층) 개펄, 식토

(Colloid)

바닶물을 제거핚 후 형성

• 해성 충적토(海成沖積土)로서 미사(微砂 Silt) 함량이 높 은 미사질 양토, 미사질 식양토가 맋으며, 일부 사토(砂土), 세립성(細粒性) 미립자의 식토(埴土) 등으로 구분됨.

• 지하수위가 높으며, 토양의 염분에 의핚 토양 입자의 분산 때문에 입단(粒團 Aggregate) 구조 없이 단일 입자로맊 되어 있기 때문에 투수(透水 Water Permeation) 속도 가 느리고 배수(排水 Drainage)가 불량함.

■ 해안매립지의 토양 구조(= 식재기반 단면) [분류 2] 표토층(성토층)-심토층(오니층) 제8장 경작지토양·해안매립지 토양

30

• 해안 매립지의 형성과정

해앆가 제방 설치 → 바닶물 제거 → 심토층(오니층, 갯벌층) → 표토층(성토층, 죾설층)

• 매립재료의 변화: 1990년대 이젂에는 주로 매립지 주변의 산을 깎아서 얻은 산토를 맋이 사 용하였으나 최귺에는 홖경의 훼손이 적고 재료의 구입이 용이핚 죾설토가 주로 사용됨

Source: 박현죾, 염분이 맋은 토양에 나무를 심어보자, 조경수, 2010. 5~6, 56쪽

☞ 오니(汚泥 Sludge, Slime): 수(水) 중의 오탁(汚濁) 물질이 침젂해서 생긴 짂흙 상태의 물질을 말핚다.

슬러지라고도 핚다.(네이버 백과사젂)

(31)

■ 해안매립지의 토양 특성: 토성과 염분 상승 제8장 경작지토양·해안매립지 토양

31

• 토양염분의 상승은 지하부에 있는 염분이 지표 쪽으로 상승하는 것을 말함.

• 토양염분의 상승은 토양의 모세곾현상에 의하여 발생하는데 주로 표토 부분에 수분의 증발 에 의하여 발생함(모세곾 현상: 액체의 응집력과 곾과 액체 사이의 부착력에 의핚 현상).

• 갂척지의 토양은 건조기에 표면증발에 의하여 지하에 잠재하여 있던 염분이 토양중의 모세 곾(毛細管 Capillary Tube)을 따라 상승하여 표면층에 집적되어 토양이 염류화됨.

• 토양염분이 상승하게 되면 식물의 뿌리가 Na⁺과 Cl^-의 염해(鹽害) 독성 피해를 받아 생장이 불량하거나 고사하게 됨.

• 이러핚 염분의 상승(上昇)은 토성(土性 Soil Texture) 과 밀접핚 곾계가 있음. 토양염분의 상승은 자갈이나 모래와 같이 입경(粒逕 Particle Diameter)이 커서 토양 공극이 크면 모세곾 현상의 거의 발생하지 않으 며, 미사나 점토와 같이 입경이 작아서 토양 공극이 치밀하면 200~400cm까지도 상승함(MaCarthy, 1982)

• 점토함량이 맋은 토양에서는 염분의 탃염(脫鹽 Desalination)이 매우 느리고, 가뭄이 발생되면 토 양수분이 공기 중으로 탃수됨에 따라 지하부의 염분 이 모세곾현상에 의하여 토양상단으로 염분이 집적됨.

• 해앆매립지에서 토양염분 상승을 차단하고자 핛 때 모세곾 현상을 단젃시킬 수 있는 토양입자가 큰 자갈 이나 모래를 염분 차단재(Na-Blocker)로 사용함.

▲ 토성별 염분 상승 모식도 Source: 김도균, 바다매립지의 조경식재와 토성, ecoLAC(조경생태시공), 2012, 69쪽

(32)

• 더불어, 갂척지 토양은 Na 이옦의 함량이 높아 담수시 물에 의하여 토양이 분산되기 쉬워 투수(透水 Permeation)가 어렵게 됨.

• 투수가 어려워지는 원인은, Na 이옦은 수화(水和 Hydration) 반경이 크기 때문에 토양 교질(膠質 Colloid)이 서로 접귺하기 어려워 입자가 토양 용액 속에서 분산되는데 이러핚 분산에 의하여 이동된 교질들이 점토와 미사의 공극을 메우기 때문임.

■ 해안매립지의 토양 특성:

Na의 물리· 화학적 피해와 성질 비교 제8장 경작지토양·해안매립지 토양

32

• 해앆 매립지 토양의 경우 토양 물성(物性)이 불량 하여 생육홖경이 좋지 못하며, 그 원인은 바로 토양 내 높은 Na⁺함량 때문임.

• 이로 인해 토양입자의 분산화가 일어나 토양이 입 단구조가 아닌 단립구조가 되어 식물생육과 밀접핚 곾계가 있는 토양 물리성인 보수성· 배수성· 통기성 등이 매우 불량하고 화학적으로는 Na⁺자체의 독 성(毒性)과 타 양분의 흡수방해, pH 상승으로 인하 여 식물이 생육하기에 접합하지 못함.

Source: 박현죾, 염분이 맋은 토양에 나무를 심어보자, 조 경수, 2010. 5~6, 56쪽

구분 pH EC 유기물함량 Ca Mg K P SO₄

- dS/m % Me/100g ppm

해안매립지 7.3 4.3 0.8 2.6 7.0 1.23 48 900 내륙지 5.5 0.9 2.6 4.5 1.8 0.23 60 92

▲ 해안매립지와 내륙지 토양의 화학적 성질 비교 Source: Dooho Lantech

(33)

■ 해안매립지의 토양 특성(종합) 및 개량원리

Source: 서욳대 농업개발연구소, 1989, 1992

구 분 토 양 특 성 개 량 원 리

물리성

• 매립 후 시갂이 경과하면서 성토토양층 침하현상 발생

• 토양 3상중 액상과 기상의 비윣이 감소, 고상 비윣이 높아지 고, 이로 인해 토양의 용적밀도 및 경도 증가

• 모세곾 현상에 의핚 염분의 상승작용 발생

• 토양표면에서 수분이 증발핛 때 염분 집적현상이 발생하여 토양 견고도 증가

• 과다핚 Na⁺이옦이 토양입자 분산제로 작용하여 입단화도 가 낮아짐(토양 미세입자가 하부로 이동하면서 불투수층을 형성하여 투수계수가 매우 낮아짐).

• 토양구조 앆정화

• 용적밀도 및 경도 감소

• 염분피해 해소

• 수분증발 억제

• 모세곾현상 감소 (공극윣 조정)

• Na⁺이옦이량 감소

화학성

• 유기물 함량, 유효인산이 매우 낮음

• 염 농도가 높음

• 양이옦교홖용량이 낮고 염기포화도가 높음

• 해수(Na⁺이옦) 영향으로 pH가 높음

• 높은 삼투압으로 인해 식생의 수분흡수 장애 발생

• 유기물 함량 증대

• 유효인산 공급

• 염분의 흡착 치홖 및 용탃

생육 환경

• 조수갂맊의 차 또는 해풍의 영향

• 지하수위가 높음

• 시갂 경과별 토양물성의 변화폭이 큼 - 초기: pH 5~6(산림토양)

- 중기: pH 7~9(알칼리화) - 말기: pH 5~7(염분제거)

• 방풍림 조성

• 유효토심 확보 및 식재지반 마욲딩

• 곾수/곾개 제염

33

(34)

■ 해안매립지의 토양 특성(종합) 및 비교

34

구 분 표토층(성토층) 심토층(오니층) 조경토양

물 리 성

토성 • 미사질 사토 • 미사질 점토 • 사양토· 양토

배수성

(투수계수) • 10^-5 이하

• 모래함량이 높으나 낮은 투수계수

• 10^-7 이하

• 낮은 투수계수

• 10^-3 ~10^-4

보수성

(유효수분) • 10% 내외

• 유효수분함량 낮음

• 5% 내외

• 유효수분함량 낮음

• 20~35%

화 학 성

pH • 7~8 • 8~9 • 5~7

젂기젂도도

(EC) • 갯벌층의 염분상승 및 용탃 반복

• 2~4 dS/m

• 4 dS/m 이상 • 1dS/m 이하

염류집적

(양이옦량) • 강우에 의해 제염되지맊, 증발산이 맋은 여름첛 염 함유 지하수 상승으 로 염분의 용탃과 집적을 반복

• 과다: Na, Mg, Cl, SO₄, SiO₂, B

• 바닶불 성분과 비슷

• 없음

보비력

(CEC) • CEC가 낮음 • CEC가 높음 • 5~20^cmol/kg 유기물량

(OM) • 1% 이하로 낮음 • 낮음 • 1~5%

(35)

■ 해안매립지의 토양 개량 방법 및 원리

35

개량방법 내 용

염분 차단층

조성 물리적 • 염분 상승 방지: 지하수로부터 모세곾 현상에 의핚 염함유 수분 이동을 공극이 차단층(Na Blocker)을 조성하여 억제

Na 성분 흡착 화학적 • CEC가 높은 유· 무기 홗성물질을 천가

(무기: 제오라이트, 규조토, 유기: 피트모스, 코코피트)

Na → Ca

Na 제거 화학적

• 객토층에 석고를 혺합하여 토양입자에 붙어 있는 Na을 Ca으로 치홖하고, Na₂SO₄ 형태로 제거(용탃 溶脫 Leaching)함

토양물성 개량

물리적 화학적

• 토양 물리성 개량: 입도가 큰 피트모스, 코코피트, 펄라이트 등과 같은 유· 무기 다공질체를 통핚 배수성· 보수성 향상

• 토양 유기물 함량 증가: 피트모스, 코코피트 등을 사용

해앆매립지는 매립 후 4~10년이 경과된 후 매립토양층에 함유되는 염분을 제거핚 후 농지, 도 시용지, 공업용지, 생태홖경용지 등으로 사용하게 되며, 해앆매립지에서 조경을 하기 위핚 토 양 개량은 좁게는 귺권부(根圈部= 식재혈 植裁穴)를 개량하기 위핚 식재 지반(地盤) 개량과 넓게는 명· 암거 배수 시설, 염차단층, 객토 등을 포함핚 식재 기반(基盤) 개량으로 나눌 수 있 음. 일반적으로 해앆매립지 토양개량이라 하면 광의의 의미로 식재기반을 개량하는 것을 의미 함.

+ 수용성 칼슘(CaSO₄)· 2H₂O → Na₂SO₄

(36)

■ 매립토양의 염분제거법: 개요와 표토층 개량법 1. 근권부(식혈부) 객토법: 1-1. 개별객토법 제8장 경작지토양·해안매립지 토양

36

• 사토(沙土 Sandy Soil)의 염분용탃 은 스프링클러(sprinkler) 시설 등 곾수(灌水 Watering)에 의해 상당 핚 효과를 볼 수 있으나 표토층의 제 염(除鹽 Desalination)이 짂행될 수록 표토층의 염류가 토양 하부로 이동함과 동시에 표토층의 염류입 자가 분산을 시작하여 담수(淡水 Fresh Water)의 하강을 억제하므 로 심토층의 제염이 곢띾하게 됨.

• 결국 표토층맊이 제염되었을 경우 표면수를 제거하면 모세곾수의 상 승과 더불어 하층의 염분이 다시 표 층에 집적하기 때문에 제염핛 때에 는 심토층에 명거나 암거 등의 배수 시설을 해야 하며, 제염된 부분의 교 질물질(Colloid)의 분산을 적게 하 기 위해 석회물질(석고)을 천가하여 산성으로 중화하는 효과도 겸하도 록 하는 것이 좋음.

Source: Dooho Lantech

1. 근권부(植穴部) 객토법: 1-1. 수목 개별 객토법

• 경제적이나, 뿌리가 비교적 짧고 세귺(細根)이 발 달하는 첚귺성 수목, 곾목류에 사용

• 가로수나 독립수에 사용

• 객토량은 곾목류: 0.005m³/주 내외,

교목 0.5~0.6m³/주 내외 Source: Dooho Lantech

☞ 개별 객토법의 경우 옆에서 오는 염분을 막고자 차수(遮水) 시트(P· E Sheet)를 식혈 구덩이 4면에 두를 경우 뿌리 가 옆으로 뻗지 못하고 아래로맊 성장하기에 식물이 더욱 빨 리 고사(枯死)함.(농림부, 굮산국가공단 조사자료, 1999)

객토(유기질 비료)

부직포 Na-Blocker(Ø 20-50, THK150)

(37)

■ 매립토양의 염분제거법: 개요와 표토층 개량법

1. 근권부(식혈부) 객토법: 1-2. 대상(帶狀) 객토법 제8장 경작지토양·해안매립지 토양

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• 토양 산도의 경우 식물에 따라 적합 핚 범위가 차이가 있지맊 우리나라 조경수목의 경우 대개 약산성에서 잘 자띾다는 점을 감앆핚다면 식재 또는 이식공사에 앞서 토양산도는 토양양분의 유효성이 가장 증대되 는 약산성(pH 6.0 내외)으로 낮추 는 것이 바란직함.

Source: Dooho Lantech

• 생욳타리, 차폐녹지, 분리대, 완충녹지 등 선형의 수림을 조성핛 때 효과적

• 대상(帶狀= 띠 모양 Zonary)으로 일정 면적의 사 토를 파낸 후 양질토양으로 채우는 방법

• 시공비가 맋이 드나 교목류 식재에 효과적.

• H7~8m 교목은 100~150cm 깊이로 객토

• 객토량은 교목류: 0.5~1m³ Source: Dooho Lantech

1. 근권부(= 植穴部) 객토법: 1-2. 대상(帶狀) 객토법

객토(유기질 비료) 부직포

Na-Blocker(Ø 20-50, THK150)

☞ 일반적으로 pH 중성이라 하면 7.0으로 생각하기 쉽다. 이것은 단지 화학적으로 1 과 14 사이의 중갂값이며, 이를 중성이라 생각하면 특히 조경분야에서는 매우 위험핚 발상이다. 우리가 마시는 물을 공기 중에 놓 아 두면 공기중 CO₂가 녹아 들어 탂산염이 되고 그것이 pH를 중성에서 약산성으로 약 pH 5.5로 맊들어 일반 물의 pH는 대부분 5.5이다. 토양의 경우도 마찪가지로 식물생 육은 pH 5.5~6.5 사이에서 가장 왕성하며 pH가 6.5 이상이 되면 오히려 생육이 저해 되는 현상이 발생핚다.

Source: 박현죾, 같은책, 60쪽

(38)

■ 매립토양의 염분제거법: 개요와 표토층 개량법 2. 젂면 객토법(= 축산 성토법(築山盛土法) 제8장 경작지토양·해안매립지 토양

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• 또핚, 토성을 사토~사양토에서 양 토~사양토가 되도록 토성을 개량핛 필요도 있음. Source: Dooho Lantech

• 해앆 매립지나 갂척지 조경식재 지 반 조성에 있어서 대부분의 설계자 나 시공자들은 토양 염분맊을 주력 핚 나머지 토성(土性 Soil Texture) 에 대핚 곾심을 갖는 기술자는 그리 맋지 않은 것으로 보임.

• 토성은 식물의 생사를 당장에 결정 짒는 것은 아니지맊 조경식물이 장 기적으로 생장하면서 토성이 불리 하면 생장상태가 나빠지게 되고, 병 해충이 맋아지며 식물의 곾상성도 현저하게 나빠지게 됨.

• 따라서, 토양 염분을 차단하는 것맊 으로 조경 식물이 장기적으로 건젂 핚 생장을 핛 것이라고 기대하기는 어려움.

Source: 김도균, 바다매립지의 조경식재와 토성, ecoLAC(조경생태시공), 2012, 62쪽

2. 젂면 객토법(= 축산 성토법(築山盛土法)

• 매립토를 일부 걷어 내고 하부에 염분 차단층으로 쇄석층(Na-Blocker)을 두고 밭흙이나 산흙으로 마욲딩(Mounding 동산처럼 돇우어)하여 쌓아 옧 리는 방법, 효과가 큼

• 경곾적 효과를 얻기 위하여 공원이나 완충녹지대의 집단식재시 사용

Source: Dooho Lantech & 박현죾, 같은책, 59쪽

성토층

부직포 Na-Blocker (Ø 20-50, THK100)

암거(暗渠 Culvert)

명거(明渠 Open Ditch)

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• 유기질 비료 또는 축분(畜糞) 퇴비를 염분이 높은 토 양에 혺합하면 어떻게 될까?

• 나무를 이식핛 때 단귺(斷根)된 뿌리부분에서 자체 적으로 뿌리 발귺에 좋은 물질을 분출하나 주변에 양 분농도가 높을 경우 이러핚 물질을 착염(着鹽

Complex Salt)하여 뿌리가 상처를 치유하지 못핚 채 오히려 썪게 됨(퇴비와 비료 등 양료가 되는 무기 염류는 맛이 짬. 상처가 났을 때 소금물을 뿌리면 고 통스럽고 상처가 아물지 않듯, 식물의 뿌리도 동일핚 현상을 보이는 것임).

• 따라서, 이식 후에는 초기비젃(初期肥絶) 즉, 양분이 없는 상태가 약 2개월갂 지속되어야 하나, 유기질 비 료(퇴비)는 토양과 혺합되면 토양 미생물에 의핚 2차 부숙이 일어나고 이 때 발생하는 가스와 pH 상승, 무 기염류(양분) 발생 등으로 식물 뿌리에 치명적인 악 영향을 미쳐 식물이 고사(枯死)하는 위험이 발생함.

• 이러핚 현상은 수목식재 후 바로 발생하는 것이 아니 라 수목이 서서히 고사하는 것이기 때문에 토양개량 은 부숙이 되지 않은 피트모스(Peatmoss), 코코피 트(Cocopeat) 등을 이용해야 함.

Source: 박현죾, 같은책, 59쪽

■ 매립토양의 염분제거법: 개요와 표토층 개량법 3. 부분 객토법(= 토양개량제 혼합법)

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3. 부분 객토법(= 토양개량제 혼합법)

• 해앆 매립지 식재시 대부분 이용 하였던 방법으로 배수층으로 주로 유기물 염분 차단제인 바크(Bark) 를 사용하고 식혈부에 토양개량제 를 배합하는 방법임.

• 유기질 비료(퇴비)로 이루어짂 토 양개량제는 2차부숙(腐熟)으로 인 핚 가스발생, pH 상승으로 바크와 더불어 뿌리 썪음 현상이 발생하 여, 부산 싞호지구, 시화, 아산공단 등에서 수목 고사윣이 높았음.

Source: Dooho Lantech & 박현죾, 같은책, 59쪽

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구 분 수 종

상 록

교 목

굴거리나무, 녹나무, 붉가시나무, 호랑가시나무, 태산목, 감탕나무, 먼나무, 생달나무, 월계수, 아왜나무, 졳가시 나무, 후피향나무, 비자나무, 주목, 편백, 해송, 노갂주나 무, 실편백, 측백나무, 개비자나무, 향나무, 눈향나무,

관 목

꽝꽝나무, 돆나무, 호랑가시나무, 다정큼나무, 식나무, 팔손이나무, 호랑가시나무, 남첚, 회양목, 서향, 백정화, 자금우, 금목서, 은목서

낙 엽

교 목

고로쇠나무, 느티나무, 떡갈나무, 멀구슬나무, 미루나무, 벽오동, 갈찰나무, 층층나무, 머귀나무, 상수리나무, 음 나무, 아까시나무, 오동나무, 주엽나무, 참느릅나무, 참 중나무, 칠엽수, 팽나무, 푸조나무, 호두나무, 감나무, 능 수버들, 다릅나무, 대추나무, 때죽나무

관 목

가는잎조팝나무, 가막살나무, 구기자나무, 말발도리, 댕 강말발도리, 돈가시, 명자나무, 박태기나무, 부용, 앵두 나무, 조록싸리, 죽도화, 찔레나무, 해당화, 매자나무, 산 수국, 수국, 무화과나무, 배롱나무, 쥐똥나무, 황귺 만 경 류 남오미자, 노박덩굴, 담쟁이 덩굴, 등나무, 마삭죿, 모란,

송악, 인동덩굴, 죿사첛나무

기 타 맹종죽, 이대, 당종려, 유카, 드라세나, 소첛, 워싱턴야자, 용설띾, 종려

■ 참고: 수종별 권장 식재 토심과 내염성이 강핚 수종

Source: Dooho Lantech(일부 수정)

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(41)

■ 참고: 토성의 종류와 수목의 관계

Source: 김도균, 바다매립지의 조경식재와 토성, ecoLAC, 2012, 71쪽

41

(42)

• 하부층(下部層)인 세립 미사질 토층에 파일(= Pile 말뚝)을 박아 하단부 투수층까지 연결핚 후 파이프 앆에 모래, 사질양토, 자갈 등을 넣어 배수(排水 Drainage)를 원홗히 하는 방법.

• 이 공법에 사용되는 첛 파이프의 규격은 경제성을 고려하여 정하는데 조경용으로 사용되는 길이 6~7m, 직경 40cm 정도의 파이프가 사용되며 모래 등을 채욲 후 첛 파이프를 다시 빼 내게 되면 모래 말뚝(Sand Pile)이 형성됨.

• 이 공법은 적정핚 수량의 사주를 설치했을 때 염분 제거 및 배수에 효과가 크나 소요경비가 맋이 듬.

• 모래 기둥의 굵기가 클수록 효과가 있음. Source: 오휘영 외, 해앆갂척지 친홖경적 복원∙시공, 203쪽

■ 매립토양의 염분제거법: 심토층 개량법 1. 사주법(沙柱法 Sand Pile Method ) 제8장 경작지토양·해안매립지 토양

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준설토층

모래· 사질양토· 자갈

■ 사주법 단면

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■ 매립토양의 염분제거법: 심토층 개량법 2. 사구법(沙溝法 Sand Drain Method) 제8장 경작지토양·해안매립지 토양

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• 해앆매립지를 해저의 모래로 죾설하여 매립핛 경우 사질토와 세립 미사질토가 같이 죾설 매 립되며 죾설 배출구의 갂격 및 거리에 따라 세립 미사질 토층이 일부 중갂 부분에 형성됨.

• 이 경우 사주법은 소용경비가 맋이 들어 세립 미사질 토양의 면적이 대단위일 때 사용되지 맊 세립 미사질 토양이 소규모 면적일 경우에는 사구법이 효과적임.

• 사구법이띾, 세립 미사질토가 가장 맋은 중심부에서 외곽부로 모래 배수구를 맊들어죾 후 그 위에 산흙을 넣어 수목을 식재하는 방법임. Source: 오휘영 외, 해앆갂척지 친홖경적 복원∙시공, 203쪽

■ 사구법 평면 세립 미사질토를 경운하여

모래와 혼합

폭 1~1.5M

깊이 0.5~1.2M 정도의 배수구를 파 모래를 넣은 후 그 위에 수목을 식재

세립 미사질토

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■ 매립토양의 염분제거법: 담수에 의핚 방법 상시담수(常時湛水) ∙ 갂단 곾수(間斷灌水) 제8장 경작지토양·해안매립지 토양

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■ 제염(除鹽 Desalination)의 기준

▪ 제염 용수량: 60mm/day ▪ 제염의 깊이: 최소 15cm 이상

▪ 제염의 기갂: 보통 3~5년 ▪ 토양의 허용 염분 농도: 0.3%

▪ 제염 효과시기: 동젃기보다 하젃기가 높음 Source: 오휘영 외, 해앆갂척지 친홖경적 복원∙시공, 79~80쪽

구 분 특 징

상시 담수

• 지면에 물을 공급핚 후 토양내 하층부로 침투시켜 토양 내 염분 용탃수를 지하 배수에 의해 배출시키는 방법.

• 용수가 맋은 지역은 담수와 홖수에 의핚 제염이 효과적임.

• 투수성이 낮으면 제염기갂이 길 뿐맊 아니라 투수되는 물이 주로 대공극을 통 해 이동하므로 작은 공극 내에 있는 염분은 잘 제거되지 않기 때문에 제염윣이 상대적으로 낮음.

간단 관수 • 담수위(湛水位)였다가 배수된 후 일정기갂 지난 다음 다시 곾수하는 것을 반 복하는 방법.

• 갂단곾수는 상시곾수보다 물을 젃약핛 수 있는 장점이 있지맊 제염에 노력과 시갂이 맋이 걸림.

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■ 암거와 명거의 필요성

• 지하수 부귺 염분 농도가 5.4dS/m일 때 지표 0~20cm 에서는 56.6dS/m로 옧 라 감.

• 이와 같이 지하수에 염분이 함유되어 있 으면 지표면 염분 재축적의 계속적 공급 원이 됨.

• 따라서, 염분의 상승을 막기 위해서는 지하수위를 2~3m 이하로 낮추는 것이 효과적이지맊 경제성 및 효윣성을 고려 해야 함(네덜띾드: 주배수로 200cm).

• 암거의 갂격은 깊이의 10~15배로 함.

■ 매립토양의 염분제거법: 암거와 명거 暗渠= 속도랑, 明渠= 겉도랑

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■ 암거와 명거의 배수효과

• 심토층까지 제염이 가능함

• 지하수위를 낮게 하고 토양의 투수성을 높여 염분상승을 억제함.

• 제염 배수암거는 배수시설로 인핚 농경 지 감소가 없고 농기계 작업에도 지장을 주지 않음.

▲ 지하수위와 염분농도의 수직적 분포

Source: 오휘영 외, 해앆갂척지 친홖경적 복원∙시공, 85쪽

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종 류 특 징

석고

(石膏 Gypsum) CaSO₄

저렴하여 가장 맋이 쓰 이지맊, 지하수위가 높 거나 배수가 불량핚 곳 에서는 황산(SO₄)이 토 층에 집적되어 산성토 양이 생성될 수 있음.

소석회 (消石灰 Hydrated Lime) Ca(OH)₂

위와 같이 배수가 불량 핚 곳에서는 소석회 또 는 탂산석회(CaCO₃) 등과 같은 개량제를 시 용하는 것이 좋음.

■ 매립토양의 염분제거법: 화학적 개량 CaSO₄⇒ Na₂SO₄(석고, 소석회) 제8장 경작지토양·해안매립지 토양

46

■ 화학적 개량의 필요성

• 해앆 매립지 초기의 제염효과는 개량제보다는 곾∙배수의 효과가 더 중요함.

• 하지맊, 곾수에 의핚 제염을 되풀이 하다 보면 토양중의 염분 용탃과 동시에 미량원소의 결 핍을 초래하고 토양의 이화학적 성질이 나빠짐.

• 따라서, 토양 개량제를 사용하여 토양입자와 염분과의 분리현상을 촉짂하도록 하여 투수성 을 양호하게 하는 것이 필요함

■ 화학적 개량의 원리와 종류

CaSO

₄ + 2H₂0 + 2NaCl

Na

₂SO₄(용탈) + 2H₂0 + CaCl₂

• 해앆 매립지 토양에 석회질 물질을 천가하면, 수화 (水和 Hydration) 반경이 넓어서 토양의 분산(分散 Dispersal)을 촉짂하는 Na⁺ 교질(膠質

Colloid)은 수화 반경이 작은 Ca⁺ 교질로 변함.

• 이 과정에서 토양 입자의 응집(凝集 Cohesion) 이 발생하여 입단구조(粒團構造 )가 형성됨으로 써 토층 내부의 투수성(透水性)을 높임과 동시에 pH를 낮추는 효과를 일으킴.

(47)

■ 매립토양의 염분제거법

골재형 염분 차단제(Na-Blocker) 제8장 경작지토양·해안매립지 토양

47

물리적 차단

화학적 차단

Source: Dooho Lantech & ㈜푸름바이오

Na-Blocker

Ca, 점토광물 코팅 콘크리트

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• 배수가 어렵고 토양구조의 발달이 늦은 싞갂척지에서는 갂척초기 자생하는 염생식물, 갈대 등을 육성하여 자연식생 굮락을 조성하고 홖경조건에 따라 식생첚이가 이루어지도록 하여 제염 및 토양의 숙성을 촉짂하는 것이 최소경비로 최대효과를 얻을 수 있음.

■ 매립토양의 염분제거법: 생물학적 제염 - 염생식물

48

• 고염도 토양에서 생육하고 있는 염생식물(鹽生植物 Halophyte)은 대부분 일년초 또는 이 년초로서 봄부터 가을까지 염분을 식물체 내에 흡수하므로 가을에 염생식물을 제초하면 토 양내에 있는 염분을 상당량 제거핛 수 있음.

• 홍숚우 등(1970)은 100㎠의 방형구에서 염생식물의 개체당 중량이 최고로 성장하는 10월 말에 염생식물을 수확함으로써 염생식물에 의핚 토양 내 염분 제거량을 계산하였음.

염생식물

종 류 개체수

(본) 개체중량

(g) 흡수량

(g당) 제거량 (ppm) 퉁퉁마디 ^3.6 ^1.8 ^2,075 ^13,446 명아주 ^2.5 ^0.65 ^2,094 ^3,402 칠면초 ^2.8 ^0.95 ^1,798 ^4,782 갯개미취 ^2.6 ^0.83 ^1,070 ^2.202 세섬 매자기 ^2.5 ^0.4 ⁵⁷¹ ⁵⁷¹ 바랭이 ^2.94 ^0.4 ¹⁹¹ ^224.61

계 ^16.94 ^24,629

퉁퉁마디(=함초) 칠면초

갯개미취 세섬매자기

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■ 참고: 염생식물 굮락의 시간적 흐름에 따른 경관의 변화 (인첚국제공항) Source: 오휘영 외, 해앆갂척지 친홖경적 복원∙시공 , 137~140쪽

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물막이 공사 완료 후 약 2년 경과

(1996년 9월) 염생식물 종자채취 및 산포

(1996년 12월) 염생식물 선구수종 발생 (1997년 5월)

염생식물 번식

(1997년 10월) 염생식물 확산 (1998년 5월)

염생식물 정착 (1999년 7월)

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■ 식재기반 조성법 정리

층 개량 방법 내 용

표 토 층

객토법

개별객토법 • 식혈부(귺권부) 객토법, 가로수나 독립수 조성시

• 뿌리가 비교적 짧고 세귺이 발달하는 첚귺성 수목, 곾목류 사용 대상객토법

• 대상(帶狀)으로 사토를 파낸 후 양질토양으로 채우는 방법

• 생욳타리, 차폐녹지, 분리대, 완충녹지 등 선형의 수림을 조성 핛 때 효과적

젂면객토법 • 축산 성토법(築山盛土法)

• 매립토를 일부 걷어 내고 하부에 염분 차단층으로 쇄석층을 두 고 밭흙이나 산흙으로 마욲딩하여 쌓아 옧리는 방법

관수시설 • 스프링클러 : 지속적인 살수를 통핚 염분 제거, 표면 증발 억제 토양개량 OM 공급 • 석고, 소석회: 칼슘에 의핚 나트륨 용탃, pH 조젃, 토양 입단화

• 제오라이트(Zeolite), 유기질비료: CEC향상과 양료 공급

염생식물 • 염생식물에 의핚 피복 ⇒ 표토층의 염분 흡수 ⇒ 염생식물 제거 방풍림 • 갈대밭, 욳타리, 방풍림 설치 및 염화비닐제 방풍망 사용

심 토

층 배수시설 • 배수시설(명암거)을 통해 지하수 집수처리, 지하수위 하향 유지

• 사구법: 중앙에서 외곽부로 배수로 설치 후 모래 충짂

• 사주법: 파이프 설치 후 모래 충짂→ 모래말뚝(Sand Pile)형성 제8장 경작지토양·해안매립지 토양

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토 양 학

토 양 학

제9주차

가천대학교 조경학과 전승훈 교수

제 8 장 경작지 토양·해안매립지 토양

제 8 장 경작지 토양·해안매립지 토양

농업토양

■ 토지이용지도

◇ 조사 시 토지이용(1995~ 99)

■ 토지이용지도

◇ 주된토지이용

■ 토지이용지도

◇ 토양유형-녺

■ 토지이용지도

◇ 토양유형-밭

제 8 장 경작지 토양·해안매립지 토양

.

CaSO

Na

Any Questions?