[논문]풍혈의 환경 특성과 식물지리적 가치

공우석; 이슬기; 윤광희; 박희나

doi:10.14249/eia.2011.20.3.381

풍혈의 환경 특성과 식물지리적 가치
Environmental Characteristics of Wind-Hole and Phytogeographical Values 원문보기

환경영향평가 = Journal of environmental impact assessment, v.20 no.3, 2011년, pp.381 - 395

공우석 (경희대학교 이과대학 지리학과) , 이슬기 (경희대학교 이과대학 지리학과) , 윤광희 (경희대학교 이과대학 지리학과) , 박희나 (경희대학교 이과대학 지리학과)

Abstract ▼ AI-Helper

Present work aims to establish an integrated management system of environmental data base for nine typical wind holes or air holes in Korea. It basically deals with definition, geographical distribution, morphological pattern, physical characteristics and anthropogenic environments of wind hole to propose systematic preservation strategy of their periglacial landscape and flora, which are known to be sensitive to global warming. Wind hole, in which cool air blows out during the summer, but mild air comes out during the winter from a cave or hole, is frequently found on northwest- and north-facing slopes on the terminal point of steep talus, block field, and block stream, and can be categorized into three types, i.e., talus, cave and sink types. Environmental characteristics of nine wind holes are analyzed on the basis of their geology, landform, climate, soil, hydrology, vegetation, road, footpath, land-use, and management system, and relevant DB are prepared. Wind hole areas with unique landscape and ecological values need to be designated as a nature reserve, and zoning of core, buffer, and transitional zones are required for the multi-dimensional preservation of periglacial landscape and ecosystem. Phytogeographical values of glacial relict plants, including mountain cranberry(Vaccinium vitis-idaea) at its global southernmost limit at Bangnaeri wind hole, Hongchon County, Gangwon Province of Korea are discussed in detail as a floristic refugia in connection with climate change during the Pleistocene Epoch and potential in-situ and ex-situ preservation sites in the future.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

연구에서는 풍혈의 개념과 용어를 체계적으로 정리한 뒤, 풍혈 현상이 발생하는 요인에 관련된 이론을 소개하였다. 풍혈 현상이 확인되어 산림청 국립수목원에서 식물계절을 관측하고 있는 9곳에 대하여 2010년 7월부터 8월 사이와 10월과 11월 사이에 현지조사를 실시하였다.
이 연구는 우리나라 주요 풍혈의 지리적 분포 현황을 조사하고, 자연환경과 인문지리적 특성을 파악하여 풍혈과 관련된 공간 정보를 체계적으로 통합 관리 하는데 있다. 아울러 기후변화 취약종인 북방계 빙기 잔존종의 현재 내·외 보전지로서 풍혈의 가치를 분석하였다.
이 연구의 목적은 풍혈의 개념, 국내 주요 지리적 분포 현황과 환경 특성을 파악하여 풍혈 관련 공간정보를 체계적으로 통합 관리하기 위한 것이다. 아울러 풍혈을 지구온난화에 취약한 북방계 빙기 잔존종의 잠재적인 보전지로서 식물지리적 가치를 분석하였다.

가설 설정

둘째, 기화열의 빙점 유도설은 애추 아래 물이 증발하는 과정에서 열을 빼앗으면서 풍혈에 얼음이 언다는 것이다.
다섯째, 자연대류설은 겨울철 차가운 공기가 돌밭 하단으로 들어가 돌의 열을 빼앗아 데워진 다음 위로 올라가는 과정이 반복되면서 돌밭 전체가 냉각되어 풍혈이 발생한다. 이후 여름이 되면 돌 안쪽의 냉각된 기운이 하단으로 빠져 나오고 그 빈 공간을 위에서부터 뜨거운 바람이 채워 넣는다는 가설이다.

제안 방법

아울러 기후변화 취약종인 북방계 빙기 잔존종의 현재 내·외 보전지로서 풍혈의 가치를 분석하였다.
이 연구의 목적은 풍혈의 개념, 국내 주요 지리적 분포 현황과 환경 특성을 파악하여 풍혈 관련 공간정보를 체계적으로 통합 관리하기 위한 것이다. 아울러 풍혈을 지구온난화에 취약한 북방계 빙기 잔존종의 잠재적인 보전지로서 식물지리적 가치를 분석하였다.
아직까지 국내에서 풍혈의 유형과 환경 특성에 대한 종합적인 연구 성과는 수행되지 않았다. 이 연구에서는 현지조사를 바탕으로 조사 대상 9개 풍혈을 형태에 따라 애추형 풍혈, 동굴형 풍혈, 함몰형 등 3개 유형으로 구분하였다(표 2).
이를 통해 전국 주요 풍혈의 분포와 지질, 지형, 기후, 토양, 수문, 식생, 도로와 등산로, 토지이용, 관리체계 등 관련 환경정보에 대한 DB를 구축하고 지도화(地圖化, mapping)하였다. 이를 기초로 우리나라의 풍혈을 유형화하고 지역별 풍혈의 특성을 파악하였다. 풍혈의 식물지리적 가치는 강원도 홍천군 내면 방내리에 소재하는 전형적인 극지고산식물인 월귤 등을 사례(공우석·임종환, 2008)로 분석하였다.
풍혈 현상이 확인되어 산림청 국립수목원에서 식물계절을 관측하고 있는 9곳에 대하여 2010년 7월부터 8월 사이와 10월과 11월 사이에 현지조사를 실시하였다. 이를 통해 전국 주요 풍혈의 분포와 지질, 지형, 기후, 토양, 수문, 식생, 도로와 등산로, 토지이용, 관리체계 등 관련 환경정보에 대한 DB를 구축하고 지도화(地圖化, mapping)하였다. 이를 기초로 우리나라의 풍혈을 유형화하고 지역별 풍혈의 특성을 파악하였다.

대상 데이터

이 연구에서는 우리나라 풍혈 가운데 소재가 확인되었고 미기상 현상이 관측되어 산림청 국립수목원에서 식물계절을 관측하고 있는 경기도 연천군 연천읍 동막리, 강원도 홍천군 내면 방내리, 강원도 정선군 신동읍 덕우리, 강원도 정선군 신동읍 운치리, 충청북도 제천시 수산면 능강리, 경상북도 청송군 부동면 내룡리, 경상북도 의성군 춘산면 빙계리, 전라북도 진안군 성수면 좌포리, 경상남도 밀양시 산내면 남명리 풍혈 등 9개 장소를 조사하였다(그림 1).
사면의 경사도는 홍천 방내리 풍혈이 완경사이고, 나머지 3곳은 급경사이다. 지질은 홍천 방내리는 고생대 사일루아기의 반상변정질편마암, 정선 덕우리는 고생대 오도비스기의 막골석회암, 청송 내룡리는 중생대 백악기의 안산암질암, 밀양 남명리는 백악기의 석영안산암이다. 산림토양은 홍천 방내리에서 A-B-C층의 토양발달이 양호한 갈색약습산림토와 갈색적윤산림토, 정선 덕우리는 적색산림토와 암적색약건조산림토, 청송 내룡리는 적색산림토, 암쇄토, 밀양 남명리는 적색 산림토와 갈색산림토(건조, 약건조)이다(표 3).
연구에서는 풍혈의 개념과 용어를 체계적으로 정리한 뒤, 풍혈 현상이 발생하는 요인에 관련된 이론을 소개하였다. 풍혈 현상이 확인되어 산림청 국립수목원에서 식물계절을 관측하고 있는 9곳에 대하여 2010년 7월부터 8월 사이와 10월과 11월 사이에 현지조사를 실시하였다. 이를 통해 전국 주요 풍혈의 분포와 지질, 지형, 기후, 토양, 수문, 식생, 도로와 등산로, 토지이용, 관리체계 등 관련 환경정보에 대한 DB를 구축하고 지도화(地圖化, mapping)하였다.
풍혈의 식물지리적 가치는 강원도 홍천군 내면 방내리에 소재하는 전형적인 극지고산식물인 월귤 등을 사례(공우석·임종환, 2008)로 분석하였다.
풍혈의 환경 특성을 파악하기 위하여 사용된 자료는 지형도(한국디지털지형도V7), 지질도(한국지질자원연구원 지질정보시스템, http://geoinfo.kigam.re.kr), 산림토양도(산림청 산림공간정보포털, http://fgis.forest.go.kr), 임상도(산림청 산림공간정보포털, http://fgis.forest.go.kr), 생태자연도(환경부 환경공간정보서비스, http://egis.me.go.kr), 토지피복도(국가수자원관리정보시스템, http://www.wamis.go.kr) 등이다.

성능/효과

넷째, 대류 결빙설에 따르면 지하에 결빙된 얼음이 한여름까지 지속되면서 애추의 안팎은 매우 안정된 상태를 유지한다. 이때 따뜻한 공기가 애추 안으로 들어오지 못하고 여름까지 얼음이 남아 있게 되면서 풍혈이 나타난다.
다섯째, 자연대류설은 겨울철 차가운 공기가 돌밭 하단으로 들어가 돌의 열을 빼앗아 데워진 다음 위로 올라가는 과정이 반복되면서 돌밭 전체가 냉각되어 풍혈이 발생한다. 이후 여름이 되면 돌 안쪽의 냉각된 기운이 하단으로 빠져 나오고 그 빈 공간을 위에서부터 뜨거운 바람이 채워 넣는다는 가설이다.
빙기 동안 육지의 30% 정도가 얼음으로 덮이면서 생물의 분포범위가 축소되었으며, 동·식물의 종수도 크게 줄었다.
셋째, 단열 팽창설은 애추 외부의 온도가 올라가는 여름이 되면 외부 공기가 굴뚝에 역류하듯이 바위틈의 작은 내부로 흘러 들어가서 저온의 바위에 의해 냉각되면서 풍혈이 형성된다는 것이다.
아홉째, 열 다이오드설은 동굴형 풍혈에서 비탈진 언덕 지하에 형성된 동굴로 외부와 통하는 통로가 있을 때 굴 주위의 땅이 열 저장매체로 작용하여 겨울에는 차가운 공기가 굴 안으로 유입되어 굴 안을 식히면서 외부보다 아주 조금이나마 더운 내부 공기가 부력으로 쉽게 굴 밖으로 나간다. 그러나 여름이 되면 밖의 온도는 높은 반면 굴 내부의 공기는 차갑고 밀도가 높아 안정하기 때문에 차가운 공기가 밖으로 유출되지 않고 그대로 굴 안에 머무르게 되면서 풍혈이 나타난다.
여덟째, 냉기의 침강은 애추 안과 밖의 밀도 차이 때문에 겨울에는 계곡의 냉기가 애추를 통하여 지하로 흘러 들어가고 애추 내부의 비교적 따뜻한 공기는 절벽 쪽으로 흘러들어 나오면서 계곡과 애추, 그리고 애추 내부는 충분히 냉각되어 풍혈이 나타난다고 본다.
여섯째, 재생기 효과는 자연대류에 의해 겨울철의 냉혈이 돌에 저장되어 있다가 방출되면서 풍혈이 발생한다는 것이다.
일곱째, 온도 지연 현상은 지상에서 지하로 내려갈수록 계절의 지연 현상이 일어나기 때문에 다른 지역보다 4개월 정도나 기온 변화가 늦게 진행되면서 풍혈이 나타난다는 것이다.
함몰형 풍혈은 충북 제천 능강리 1곳으로 해발고도는 680m로 조사한 9군데 풍혈에서 가장 높았고, 사면의 방향은 북서사면, 사면의 경사는 급경사, 지질은 중생대 백악기 화강암이며, 산림토양은 갈색 산림토양(건조, 약건조)이다(표 3).

후속연구

우리나라에서 풍혈이 나타날 가능성이 있는 애추, 암괴원, 암괴류에 대한 체계적인 조사를 실시하여 이들 경관과 생태계의 가치를 제고하는 것이 필요하다. 기후변화 취약 산림식물종의 피난처로 인식되고 있는 풍혈에 대한 식물지리적 특성에 대한 연구는 기후변화에 취약한 식물들의 현지 내 보전 방안 수립과 인공보전원 설치에 풍혈의 원리를 이용하는 등 현지 외 보전을 위한 기초자료로 활용할 수 있다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	풍혈은 무엇인가?	풍혈(風穴, air hole 또는 wind hole)은 애추, 암괴원, 암괴류 등 크고 작은 암설이 퇴적된 사면에서 미기상학적 현상에 의해 여름철에는 찬 공기가 나오고 겨울이면 따뜻한 바람이 불어 나오는 바람구멍, 바위틈 또는 소규모 자연동굴이다. 즉 암설이 퇴적된 사면의 바위틈에서 여름철에 찬 공기가 스며 나오고 겨울에는 상대적으로 따뜻한 공기가 나오는 등 국소적 저온환경을 형성하는 지역을 말한다(공우석 등, 2010).
	풍혈은 언제 주로 형성되었는가?	풍혈은 신생대 제4기 플라이스토세 빙기에 빙하가 발달하는 한랭한 기후대 주변의 주빙하(周氷河, periglacial) 환경으로 현재보다 기온이 현저히 낮았던 시기에 주로 형성되었다. 제4기(第4紀, Quaternary)는 신생대(新生代, Cenozoic)의 마지막 기(紀)로 약 200만~160만 년 전부터 현재까지의 시대로 1만 년 전을 기준으로 플라이스토세(Pleistocene Epoch)와 홀로세(Holocene Epoch)로 나뉜다.
	풍혈 발생 메카니즘에 대한 여러 가설들로는 무엇이 있는가?	다음에는 앞에 언급한 문헌들에 제시된 풍혈 발생 메카니즘에 대한 여러 가설들을 소개한다. 첫째, 지형적 특수성 가설은 밀양 얼음골을 사례로 계곡의 방향과 경사 등 지형적 특수성으로 풍혈을 설명한다. 둘째, 기화열의 빙점 유도설은 애추 아래 물이 증발하는 과정에서 열을 빼앗으면서 풍혈에 얼음이 언다는 것이다. 셋째, 단열 팽창설은 애추 외부의 온도가 올라가는 여름이 되면 외부 공기가 굴뚝에 역류하듯이 바위틈의 작은 내부로 흘러 들어가서 저온의 바위에 의해 냉각되면서 풍혈이 형성된다는 것이다. 넷째, 대류 결빙설에 따르면 지하에 결빙된 얼음이 한여름까지 지속되면서 애추의 안팎은 매우 안정된 상태를 유지한다. 이때 따뜻한 공기가 애추 안으로 들어오지 못하고 여름까지 얼음이 남아 있게 되면서 풍혈이 나타난다. 다섯째, 자연대류설은 겨울철 차가운 공기가 돌밭 하단으로 들어가 돌의 열을 빼앗아 데워진 다음 위로 올라가는 과정이 반복되면서 돌밭 전체가 냉각되어 풍혈이 발생한다. 이후 여름이 되면 돌 안쪽의 냉각된 기운이 하단으로 빠져 나오고 그 빈 공간을 위에서부터 뜨거운 바람이 채워 넣는다는 가설이다. 여섯째, 재생기 효과는 자연대류에 의해 겨울철의 냉혈이 돌에 저장되어 있다가 방출되면서 풍혈이 발생한다는 것이다. 일곱째, 온도 지연 현상은 지상에서 지하로 내려갈수록 계절의 지연 현상이 일어나기 때문에 다른 지역보다 4개월 정도나 기온 변화가 늦게 진행되면서 풍혈이 나타난다는 것이다. 여덟째, 냉기의 침강은 애추 안과 밖의 밀도 차이 때문에 겨울에는 계곡의 냉기가 애추를 통하여 지하로 흘러 들어가고 애추 내부의 비교적 따뜻한 공기는 절벽 쪽으로 흘러들어 나오면서 계곡과 애추, 그리고 애추 내부는 충분히 냉각되어 풍혈이 나타난다고 본다. 아홉째, 열 다이오드설은 동굴형 풍혈에서 비탈진 언덕 지하에 형성된 동굴로 외부와 통하는 통로가 있을 때 굴 주위의 땅이 열 저장매체로 작용하여 겨울에는 차가운 공기가 굴 안으로 유입되어 굴 안을 식히면서 외부보다 아주 조금이나마 더운 내부 공기가 부력으로 쉽게 굴 밖으로 나간다. 그러나 여름이 되면 밖의 온도는 높은 반면 굴 내부의 공기는 차갑고 밀도가 높아 안정하기 때문에 차가운 공기가 밖으로 유출되지 않고 그대로 굴 안에 머무르게 되면서 풍혈이 나타난다. 열째, 애추에 의한 단열효과는 얼음골을 덮고 있는 애추는 주로 안산암으로 이루어져 있고 암석의 공극을 채우고 있는 공기 때문에 애추 외부와 모관대 상부 사이에 단열 상태가 이루어진다. 이러한 현상은 겨울에 냉각된 애추 내부가 여름까지 저온을 유지하여 풍혈이 발생한다는 설명이다.

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http://egis.me.go.kr
http://enc.daum.net/dic100
http://korea.kr
http://fgis.forest.go.kr
http://geoinfo.kigam.re.kr
http://100.naver.com
http://www.nature.go.kr
http://www.wamis.go.kr

저자의 다른 논문 :

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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