강원도 양구군과 인제군의 경계에 있는 대암산 용늪의 이탄 퇴적물을 사용하여 탄소 및 질소 동위원소비의 해석을 통하여 용늪의 환경변천의 해석을 시도하였다. 표층 0 ${\sim}$ 5 cm의 연대는 BP190년, 30 ${\sim}$ 35 cm층 및 50 ${\sim}$ 55 cm층에서는 각각 BP870, BP1870년으로 측정되었다. 유기물 함량이 높은 0 ${\sim}$ 35 cm의 이탄층에서 bulk의 퇴적속도는 약 0.4mm/년으로 계산되었다. 금번 시료를 채취한 지점의 퇴적물 최하층인 75 ${\sim}$ 80 cm층의 $^{14}C$연대는 약 BP1900년으로 측정되었고 50 ${\sim}$ 55 cm와 75 ${\sim}$ 80cm층의 측정연대가 거의 비슷한 것으로 보아서 용늪의 심층부는 원래의 삼림 토양인 것으로 판단되었다. 50 ${\sim}$ 55 cm층은 모래 성분이 포함되어 있고 또한 유기물 함량이 낮은 것으로 보아 주변 지역의 침식으로부터 유래되었을 가능성이 있다고 판단되었다. 이상의 결과로부터 본 연구에서 이용한 시료의 채취 지점에서는 BP1900년 경부터 습원화가 되었다고 추정된다. 유기탄소 동위원소비, 총 질소동위원소비는 깊이 방향으로 변동이 보였다. 이러한 사실로부터 대암산 고층습원의 발달과정에 있어서 기후조건의 변동과 함께 질소순환계의 변화도 있었던 것으로 추론 되었다.
강원도 양구군과 인제군의 경계에 있는 대암산 용늪의 이탄 퇴적물을 사용하여 탄소 및 질소 동위원소비의 해석을 통하여 용늪의 환경변천의 해석을 시도하였다. 표층 0 ${\sim}$ 5 cm의 연대는 BP190년, 30 ${\sim}$ 35 cm층 및 50 ${\sim}$ 55 cm층에서는 각각 BP870, BP1870년으로 측정되었다. 유기물 함량이 높은 0 ${\sim}$ 35 cm의 이탄층에서 bulk의 퇴적속도는 약 0.4mm/년으로 계산되었다. 금번 시료를 채취한 지점의 퇴적물 최하층인 75 ${\sim}$ 80 cm층의 $^{14}C$연대는 약 BP1900년으로 측정되었고 50 ${\sim}$ 55 cm와 75 ${\sim}$ 80cm층의 측정연대가 거의 비슷한 것으로 보아서 용늪의 심층부는 원래의 삼림 토양인 것으로 판단되었다. 50 ${\sim}$ 55 cm층은 모래 성분이 포함되어 있고 또한 유기물 함량이 낮은 것으로 보아 주변 지역의 침식으로부터 유래되었을 가능성이 있다고 판단되었다. 이상의 결과로부터 본 연구에서 이용한 시료의 채취 지점에서는 BP1900년 경부터 습원화가 되었다고 추정된다. 유기탄소 동위원소비, 총 질소동위원소비는 깊이 방향으로 변동이 보였다. 이러한 사실로부터 대암산 고층습원의 발달과정에 있어서 기후조건의 변동과 함께 질소순환계의 변화도 있었던 것으로 추론 되었다.
The environmental change of Yong-nup in Mt. Dae-Am, which is located at the northern part of Kangwon-Do, Korea, was assesed with peat sedimentary carbon and nitrogen isotope analysis. The surface layer of the peat (0 ${\sim}$ 5 cm) was 190 year BP, and the middle layers (30 ${\sim}$<...
The environmental change of Yong-nup in Mt. Dae-Am, which is located at the northern part of Kangwon-Do, Korea, was assesed with peat sedimentary carbon and nitrogen isotope analysis. The surface layer of the peat (0 ${\sim}$ 5 cm) was 190 year BP, and the middle layers (30 ${\sim}$ 35 cm and 50 ${\sim}$ 55 cm) were 870 year BP and 1900 year BP, respectively. Bulk sedimentation rate was estimated to be about 0.4 mm $year^{-1}$ for 0 cm to 30 cm and 0.15 mm $year^{-1}$ for 35 cm to 50 cm. The $^{14}C$ age of the bottom sediment (75 ${\sim}$ 80 cm) collected and measured in this study was about 1900 year BP, although it was measured that the $^{14}C$ of the lowest bottom sediment in Yong-nup was 4105 ${\pm}$ 175 year BP (GX-23200). Since the $^{14}C$ ages for 50 ${\sim}$ 55 cm and 75 ${\sim}$ 80 cm layers were almost the same as 1890 ${\pm}$ 80 fear BP (NUTA 5364) and 1850 ${\pm}$ 90 year BP (NUTA 5462), respectively, we have estimated that the deep layers (55 ${\sim}$ 80 cm) in the high moor were the original forest soil. The low organic C and N contents in the deeper layers supported the inference. The sediment of 50 ${\sim}$ 55 cm layer contains much sandy material and showed very low organic content, suggesting the erosion (flooding) from the surrounding area. In this context, the Yong-nup, high moor, of Mt. Dae-Am, might have developed to the sampling site at about 1900 year BP. The ${\delta}^{13}C$ values of organic carbon and the ${\delta}^{15}N$ values of total nitrogen in the peat sediments fluctuated with the depths. The profile of ${\delta}^{13}C$ may indicate that the Yong-nup of Mt. Dae-Am have experienced the dry-wet and cool-warm period cycles during the development of the high moor. The ${\delta}^{15}N$ may indicate that the nitrogen cycling in the Yong-nup have changed from the closed (regeneration depending) system to the open (rain $NO_3\;^-$ and $N_2$ fixation depending) system during the development of the high moor.
The environmental change of Yong-nup in Mt. Dae-Am, which is located at the northern part of Kangwon-Do, Korea, was assesed with peat sedimentary carbon and nitrogen isotope analysis. The surface layer of the peat (0 ${\sim}$ 5 cm) was 190 year BP, and the middle layers (30 ${\sim}$ 35 cm and 50 ${\sim}$ 55 cm) were 870 year BP and 1900 year BP, respectively. Bulk sedimentation rate was estimated to be about 0.4 mm $year^{-1}$ for 0 cm to 30 cm and 0.15 mm $year^{-1}$ for 35 cm to 50 cm. The $^{14}C$ age of the bottom sediment (75 ${\sim}$ 80 cm) collected and measured in this study was about 1900 year BP, although it was measured that the $^{14}C$ of the lowest bottom sediment in Yong-nup was 4105 ${\pm}$ 175 year BP (GX-23200). Since the $^{14}C$ ages for 50 ${\sim}$ 55 cm and 75 ${\sim}$ 80 cm layers were almost the same as 1890 ${\pm}$ 80 fear BP (NUTA 5364) and 1850 ${\pm}$ 90 year BP (NUTA 5462), respectively, we have estimated that the deep layers (55 ${\sim}$ 80 cm) in the high moor were the original forest soil. The low organic C and N contents in the deeper layers supported the inference. The sediment of 50 ${\sim}$ 55 cm layer contains much sandy material and showed very low organic content, suggesting the erosion (flooding) from the surrounding area. In this context, the Yong-nup, high moor, of Mt. Dae-Am, might have developed to the sampling site at about 1900 year BP. The ${\delta}^{13}C$ values of organic carbon and the ${\delta}^{15}N$ values of total nitrogen in the peat sediments fluctuated with the depths. The profile of ${\delta}^{13}C$ may indicate that the Yong-nup of Mt. Dae-Am have experienced the dry-wet and cool-warm period cycles during the development of the high moor. The ${\delta}^{15}N$ may indicate that the nitrogen cycling in the Yong-nup have changed from the closed (regeneration depending) system to the open (rain $NO_3\;^-$ and $N_2$ fixation depending) system during the development of the high moor.
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문제 정의
형성하였다고 생각된다. 이탄 퇴적물의 표층을 향해서 615N치의 저하는 습원 형성중에 질소의 외부 순환 의존도가 상승했음을 시사해 주는 것이다. 20 cm부근에서 615N의 변동 원인은 불확실하지만 식생의 변동(Cai~ex^ 서 Sphagnum) 이나 수위 변동 (습원의 확대) 등에 따라 질소 영양염의 공급, 흡수 과정에 변화가 있었을지도 모른다.
제안 방법
강원도 양구군과 인제군의 경계에 있는 대암산 용늪의 이탄 퇴적물을 사용하여 탄소 및 질소 동위원소비의 해석을 통하여 용늪의 환경변천의 해석을 시도하였다.
본 연구에서는 대암산 용늪의 퇴적물에 대하여 절대연대 (14C year)와 탄소 및 질소의 안정동위원소 비 (stable isotopic ratios)의 변화를 측정하여 습원의 형성과정에 따른 환경변천 과정의 해석을 시도하였다.
봉관연소법 (sealed quartz-tube combution method, Minagawa et al., 1984)으로 유기탄소 (Org. C)와 질소 (TN)를 CO2와 N2로 gas화 하고, 압력 senser를 이용하여 탄소와 질소량을 측정한 후 동위원소비 측정용의 질량분석계 (isotopic ratio mass spectrometer, Fennigan MAT 252, Thermoquest, Ltd.)로 동위원소비를 측정하였으며 표준편차는 0.2‰이하였고, 다음과 같은 식으로 계산하였다.
절대연대의 측정은 Nagoya 대학 연대측정자료연구센타의 가속기질량분석계 (Tandetron Accelerator Mass Spectrometer)로 80 cm 깊이 까지의 5개 시료의 14C 연대를 측정하였으며, 한편 최하층의 절대연대는 미국의 Geochron Laboratories, Krueger Enterprise, INC, Mass- achustts에 의뢰하여 측정하였다.
대상 데이터
본 실험에 사용한 이탄시료는 1995년 7월 29일에 Fig. 1의 5번 지점에서 Hiller-type borer를 이용하여 퇴적물을 5 cm 간격으로 80 cm의 깊이까지 채취 한 시료를 풍건한 후 사용하였다.
여기에서 R = 15N/14N 또는 13C/12C이며, S15N의 표준시료는 대기 질소를, S13C의 표준시료는 Peedee belemnite (PDB)를 사용하였다.
풍건된 시료는 mesh size 500 Rm, 250 ㎛의 stainless sieve로 입자의 크기를 3단계로 분리한 것 (500 Rm)을 동위원소 측정 시료로 사용하였다.
성능/효과
45~50cm층고과 55~60cm층의 14C 연대는 BP 1900년과 BP 1890년으로 거의 비슷하고 이 두 층 중간인 50~ 55 cm층에는 모래가 포함되어 있고 또 유기물 함량 역시 최소치를 나타내는 것으로 보아서 BP 1900년경에 유기물이 적은 토사 성분이 단기간 내에 유입, 퇴적된 것으로 생각된다.
C/N비 (원자비)는 변동이 컸는데 입자의 크기 조성을 고려하여 측정한 모든 퇴적물의 값을 보면 10~15cm층, 30~35cm층, 55~60cm층에서 최소치 (18에서 19)를 나타내었고 0~5cm층, 15~20cm층, 40~55 cm층에서 최대치 (각각 22.7, 22.5, 25.1~25.5)를 나타내었다(Fig. 4).
각 층의 유기태 탄소 및 질소 함량은 깊이 방향으로 크게 변화하였고 0 cm로 부터 30 cm까지에서는 탄소가 35%에서부터 40% (Fig. 2), 질소는 1.5%에서부터 2.5%로 매우 높은데 대하여 (Fig. 3), 45 cm 이하의 깊이에서는 급감하였고 50~55cm에서는 최소를 나타낸 후 70cm 이하의 깊이에서 탄소 5% 이하, 질소 0.3% 이하로 줄어들었다.
그 결과 대암산 고층습원은 강우속의 질산 이온 또는 질소고정을 주로 하는 외부 순환계에 크게 의존한 생태계를 형성하였다고 생각된다. 이탄 퇴적물의 표층을 향해서 615N치의 저하는 습원 형성중에 질소의 외부 순환 의존도가 상승했음을 시사해 주는 것이다.
4 mm/년으로 계산되 었다. 금번 시료를 채취한 지점의 퇴적물 최하층인 75〜80 cm층의 14C 연대는 약 BP1900년으로 측정되었고 50〜55 cm와 75~ 80 cm층의 측정연대가 거의 비슷한 것으로 보아서 용늪의 심층부는 원래의 삼림 토양인 것으로 판단되었다.
습원의 형성과정에서 기술했듯이 대암산 용늪의 이탄은 전체적으로 Carex^^ Sphagnum으로 식생의 변화가 있었다. White et al.
가능성이 있다고 판단되었다. 이상의 결과로부터 본 연구에서 이용한 시료의 채취 지점에서는 BP 1900년 경부터 습원화가 되었다고 추정된다.
이탄 퇴적물속의 유기물 함량으로 보아, 본 연구에서 시료를 채취한 지점에서는 깊이 55cm 부근 부터 습원 화가 진행되어 이탄층이 축적된 것으로 생각할 수 있다. 금번 채취한 시료는 습원의 중앙으로부터 약간 벗어난 이탄층이 얇은 지점에서 채취한 이탄 시료이지만 14C 절대연대 측정치로 추정하면 이 지점은 지금부터 약 1800부터 1900년전에 습원화가 됐음을 시사해 주고 있다.
이탄 퇴적물의 색은 표층 (0 cm)에서부터 30 cm까지 갈색, 30~40 cm 명갈색, 40~50cm 암갈색, 50~55cm 암회색 , 55 ~80 cm 명갈색으로 변화를 보이 였으며 , 40 cm 이하의 깊이에서는 모래가 포함되었고 특히 50~55 cm 층에서는 모래의 양이 많았다.
탄소 동위원소비를 보면 전체의 변화폭은 -28.2%에서 -26.6%로 작았으나 변화의 pattern은 유기태 탄소나 질소 함량에 비해서는 복잡하였고, 10~15cm, 25~ 30 cm, 45~50cm층에서 최소치를, 최하층인 75~80 cm 층에서도 낮은 치를 보이 였다 (Fig. 5). 한편, 질소 동위원소비는 변동은 있었지만 표층의 0.
후속연구
20 cm부근에서 615N의 변동 원인은 불확실하지만 식생의 변동(Cai~ex^ 서 Sphagnum) 이나 수위 변동 (습원의 확대) 등에 따라 질소 영양염의 공급, 흡수 과정에 변화가 있었을지도 모른다. 금후 습원 퇴적물의 615N의 기록을 해독하는 것 이외에도 습원 식생이나 수위 변동과 질소 순환 과정과의 관계를 밝힐 필요가 있다.
7, 8). 앞으로 대암산 고층습원의 고환경변천은 한반도나 일본 등을 포함한 동아시아의 고환 경과 어떠한 관계가 있는지를 밝히는 일이 필요할 것이다.
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