[논문]화분 분석을 통한 의왕시 지역의 후기 플라이스토세 고식생 및 고기후 연구

정철환; 임현수; 윤호일

doi:10.5467/jkess.2010.31.7.698

화분 분석을 통한 의왕시 지역의 후기 플라이스토세 고식생 및 고기후 연구
Late Pleistocene Paleovegetation and Paleoclimate of the Uiwang Area Based on Pollen Analysis 원문보기

한국지구과학회지 = Journal of the Korean Earth Science Society, v.31 no.7, 2010년, pp.698 - 707

정철환 (순천대학교 한국경관지질연구소) , 임현수 (한국해양연구원부설 극지연구소) , 윤호일 (한국해양연구원부설 극지연구소)

초록
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경기도 의왕시 포일동의 후기 플라이스토세 퇴적층에 대한 화분분석 결과, 초본류 및 양치식물로 이루어진 저층의 발달과 함께 침엽수-낙엽성 활엽수 혼효림이 분포했던 것으로 나타났다. 기후조건을 반영하는 식생조성의 변화가 인지되는데, 약 43,100년 전-41,900년 전 시기에는 오늘날보다 다소 추운 한랭한 온대 기후하에서 초지식생을 수반한 침엽수-낙엽성 활엽수 혼효림이 발달하였다. 약 41,900년 전-41,200년 전 동안에는 양치식물 저층의 발달과 함께 침엽수-낙엽성 활엽수 혼효림 내에서의 아한대성 침엽수의 감소와 온대성 낙엽 활엽수의 증가가 나타나는데 이는 기후조건의 온난화를 지시한다. 약 41,200년 전-39,700년 전 시기에는 기후 한랭화에 따른 아한대성 침엽수의 증가와 식생밀도의 감소가 나타난다.

Abstract ▼ AI-Helper

The Late Pleistocene pollen record from the Poil-dong, Uiwang, Kyunggi-do, reveals that mixed coniferous and deciduous broadleaved forests were spread along with herb and fern understory. Palynofloral changes reflect climate fluctuations. From ca. 43,100 to 41,900 cal. yr BP, a mixed coniferous and deciduous broadleaved forest combined with open grassland occupied the study area, which indicates cooler condition than today. During the period of ca. 41,900-41,200 cal. yr BP, along with fern understory a decrease in subalpine conifers and an increase in temperate deciduous broadleaved trees suggest a climatic amelioration. A climatic deterioration, as evidenced by an increase in subalpine conifers and a decrease in the density of vegetation cover, occurred from ca. 41,200 to 39,700 cal. yr BP.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

이 연구에서는 경기도 의왕시 포일동지역의 후기 플라이스토세 지층을 대상으로 화분분석을 실시하여 당시의 식생을 복원하고 이를 바탕으로 기후조건을 포함한 고환경에 대해 고찰해보려 한다.
연대설정을 위하여 암회색 이탄질점토층과 황적색 점토층으로 이루어진 심도 350-500 cm 구간에서 50 cm 간격으로 4개의 시료를 채취하여 탄소연대측정(AMS)을 실시하였다. 탄소연대측정은 서울대학교 기초과학공동기기원 AMS 분석실에 의뢰하여 분석하였다.

제안 방법

단위 시료 중 화분 절대함량(Pollen Concentration Rate)을 측정하기 위해 Lycopodium tablet(Batch 483216, X=18583)을 사용하였다. 2 g의 시료에 3개의 Lycopodium tablet을 투여하여 산출된 화분량과 Lycopodium의 상대비율을 이용하여 시료 1g당 함유된 화분의 절대함량을 계산하였다(Stockmarr, 1972; Maher, 1981). 시료별 화분의 절대함량은 7,000-28,000개/g의 범위를 보이는데 심도 420 cm 하부 구간에서는 대부분 20,000개/g 내외의 상대적으로 높은 함량을 보이는 반면, 심도 420 cm 상부 구간에서는 대부분 10,000개/g 이하로 감소하는 양상을 나타낸다.
3). 각 화분대의 연대는 보정된 탄소연대를 보간(interpolation)하여 구하였다.
경기도 의왕시 포일동 후기 플라이스토세 습지 퇴적층(약 43,100-39,700 cal. yr BP)에 대한 화분 연구를 수행하였다. 화분분석 결과, 소나무속, 낙우송과측백과-주목과, 낙엽성 참나무속, 벼과, 사초과, 꿩의 다리속, 국화과, 고란초과 등이 우세하게 산출되며 전반적으로 초본류 및 양치식물로 이루어진 저층의 발달과 함께 침엽수-낙엽성 활엽수 혼효림이 분포했던 것으로 나타났다.
단위 시료 중 화분 절대함량(Pollen Concentration Rate)을 측정하기 위해 Lycopodium tablet(Batch 483216, X=18583)을 사용하였다. 2 g의 시료에 3개의 Lycopodium tablet을 투여하여 산출된 화분량과 Lycopodium의 상대비율을 이용하여 시료 1g당 함유된 화분의 절대함량을 계산하였다(Stockmarr, 1972; Maher, 1981).
대표적인 화분 종류들의 산출양상과 전반적인 화분 산출량에 근거하여 3개의 화분 분대를 설정하였다 (Fig. 3). 각 화분대의 연대는 보정된 탄소연대를 보간(interpolation)하여 구하였다.
대표적인 화분 종류들의 산출양상과 전반적인 화분 산출량에 근거하여 3개의 화분 분대를 설정하였다. 최하부 화분대 I은 하천 배후습지의 초지식생과 함께 침엽수-낙엽성 활엽수 혼효림이 발달했던 것으로 보이며 당시의 기후조건은 오늘날보다 다소 추운 한랭한 온대였던 것으로 해석된다.
따라서 이번 연구에서는 비정상적인 δ13C 값을 보이고 층서적 위치에 부합하지 않는 연대값을 지시하고 있는 2개의 시료(SNU09-R188 및 SNU09-R187)의 연대값을 제외한 나머지 2개 시료의 연대값을 바탕으로 연대설정을 실시하였다.
화분분석을 위하여 화분산출이 기대되는 하부 2 m 구간(해발고도 46-44 m)의 암회색이탄질점토층과 황적색 점토층에서 10 cm의 일정간격으로 총 21개의 시료가 채취되었다. 연대설정을 위하여 암회색 이탄질점토층과 황적색 점토층으로 이루어진 심도 350-500 cm 구간에서 50 cm 간격으로 4개의 시료를 채취하여 탄소연대측정(AMS)을 실시하였다. 탄소연대측정은 서울대학교 기초과학공동기기원 AMS 분석실에 의뢰하여 분석하였다.
화분 추출실험은 표준처리방법(Traverse, 1988)에 따라 10% HCl, 51% HF, Schulze’s Solution 및 10% KOH에 반응시킨 후 각 단계마다 증류수로 4-5차례 세척하여 탄산염, 규산염 및 유기물질을 순서대로 제거하였다. 이러한 과정을 거쳐서 농축된 화분을 적당량의 글리세린 젤리와 혼합하여 관찰용 슬라이드를 제작하였다. 제작된 슬라이드를 400배율의 현미경 하에서 시료당 한개 이상의 슬라이드를 관찰하여 200개 이상의 화분을 counting 하였다.
이러한 과정을 거쳐서 농축된 화분을 적당량의 글리세린 젤리와 혼합하여 관찰용 슬라이드를 제작하였다. 제작된 슬라이드를 400배율의 현미경 하에서 시료당 한개 이상의 슬라이드를 관찰하여 200개 이상의 화분을 counting 하였다.
화분 추출실험은 표준처리방법(Traverse, 1988)에 따라 10% HCl, 51% HF, Schulze’s Solution 및 10% KOH에 반응시킨 후 각 단계마다 증류수로 4-5차례 세척하여 탄산염, 규산염 및 유기물질을 순서대로 제거하였다.

대상 데이터

연구지역인 의왕시 포일동 일대는 기후 특성상 중부 서안형에 속하며 한반도 북부와 남부 사이의 점이적 기후 조건을 갖고 있다. 이 지역의 연평균 기온은 11.
연구지역인 의왕시 포일동 일대는 한반도의 중서부지역에 위치하며 수도권 남부지역에 해당한다(Fig. 1). 이 지역은 광주산맥의 남서단 끝자락에 위치하여 산세의 발달이 미약한 편이며 구릉성 산지나 평야지대로 주로 이루어져 있다.
의왕시 포일동 제4기층에 화분분석 결과, 채취된 21개 시료 중 지표로부터 심도 350-500 cm 구간의 암회색 이탄질점토층과 황적색 점토층 하부에 협재된 회색 내지 암회색 실트층에서 채취한 16개 시료에서 보존상태가 양호한 화분이 산출되어 이번 연구에 사용되었다. 황적색 점토층 상부 구간에서 채취된 5개 시료는 화분산출 상태가 불량하여 이번 연구에서 배제되었는데 이 구간에서는 토양화작용을 받았음을 지시하는 토양쐐기가 발달되어 있어 화분이 토양화과정 중 산화작용에 의해 파괴된 것으로 생각된다.
이 지역은 광주산맥의 남서단 끝자락에 위치하여 산세의 발달이 미약한 편이며 구릉성 산지나 평야지대로 주로 이루어져 있다. 조사지점은 동쪽의 청계산에서 뻗어나온 낮고 완만한 구릉 사면의 하단부(해발고도 50 m 내외)에 자리하고 있으며 조사지점으로부터 서쪽으로 약 300 m 거리에 안양천의 지류인 학의천이 지나고 있다. 최근 문화유적 발굴조사 과정에서약 5 m 두께의 제4기층이 노출되었다.
층리를 보이는 암회색 이탄질점토층과 황적색 점토층으로 이루어진 하부 2 m 구간은 하천 배후습지에서 퇴적된 것으로 보이며 토양쐐기가 발달한 상부 3 m 구간(적색 조립질 모래층, 황갈색 사질점토층, 갈색 사질점토층)은 토양화작용을 받은 사면기원 퇴적층으로 판단된다. 화분분석을 위하여 화분산출이 기대되는 하부 2 m 구간(해발고도 46-44 m)의 암회색이탄질점토층과 황적색 점토층에서 10 cm의 일정간격으로 총 21개의 시료가 채취되었다. 연대설정을 위하여 암회색 이탄질점토층과 황적색 점토층으로 이루어진 심도 350-500 cm 구간에서 50 cm 간격으로 4개의 시료를 채취하여 탄소연대측정(AMS)을 실시하였다.

이론/모형

4개 시료에 대한 탄소연대측정(AMS) 결과는 Table 1에 제시되어 있으며 연대측정 결과는 다시 Fairbanks calibration curve version 0108(Fairbanks et al., 2005)을 이용하여 보정하였다. 보정된 탄소연대측정 값 중 일부는 시료의 층서적 위치와 부합하지 않는 연대값을 지시하고 있는데 심도 450 cm에서 채취된 시료(SNU09-R188)의 연대값은 37,691±529 cal.

성능/효과

이번 연구에서 산출된 화분군에서는 침엽수가 우세하게 나타나고 저층(understory)을 구성하는 초본류 및 양치식물이 풍부하게 산출되는 반면 낙엽성 활엽수는 상대적으로 낮은 산출량을 보이고 있어 당시의 기후조건이 오늘날보다 척박했던 것으로 보인다.
yr BP)에 대한 화분 연구를 수행하였다. 화분분석 결과, 소나무속, 낙우송과측백과-주목과, 낙엽성 참나무속, 벼과, 사초과, 꿩의 다리속, 국화과, 고란초과 등이 우세하게 산출되며 전반적으로 초본류 및 양치식물로 이루어진 저층의 발달과 함께 침엽수-낙엽성 활엽수 혼효림이 분포했던 것으로 나타났다. 오늘날 연구지역 일대에서 보기 드문 아한대성 고산지대 침엽수가 지속적으로 산출되는 것으로 보아 당시의 기후조건은 오늘날보다 더 추운 한랭한 온대 내지 아한대 기후환경이었던 것으로 해석된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	신생대 제4기 후기는 어떤 시기인가?	오늘날 전세계적으로 발생하고 있는 기상이변과 지구온난화 문제를 올바르게 이해하고 대처하기 위해서는 과거 기후 변천과정에 대한 고찰이 필요하다. 특히 신생대 제4기 후기는 빙하기와 간빙기가 반복되면서 기후변동, 해수면변동 및 지리·지형적 변화가 컸던 시기로 특정 지역의 현재 기후특성 형성에 직접적이고 중요한 작용을 하였다. 제4기 후기의 기후변화를 포함한 환경적 불안정성은 당시의 식생 (vegetation)에 직접적인 영향을 주었다.
	의왕시 포일동 일대의 지형적 특징은 어떠한가?	1). 이 지역은 광주산맥의 남서단 끝자락에 위치하여 산세의 발달이 미약한 편이며 구릉성 산지나 평야지대로 주로 이루어져 있다. 조사지점은 동쪽의 청계산에서 뻗어나온 낮고 완만한 구릉 사면의 하단부(해발고도 50 m 내외)에 자리하고 있으며 조사지점으로부터 서쪽으로 약 300 m 거리에 안양천의 지류인 학의천이 지나고 있다. 최근 문화유적 발굴조사 과정에서약 5 m 두께의 제4기층이 노출되었다.
	화분의 특징은 무엇인가?	따라서 고식생 복원은 과거 기후를 포함한 환경 변천과정과 오늘날 지역적 식생을 고찰하는 데 있어 가장 효과적인 방법 중 하나이다(Wolfe and Hopkins, 1967; Traverse, 1988). 퇴적층에 보존될 수 있는 식물의 부분 중 양적으로 가장 풍부한 것은 화분이다. 화분은 또한 안정된 성분으로 이루어졌을 뿐만 아니라 미화석의 장점도 함께 가지고 있다.

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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