[논문]홀로세 후기 강원 영동 지역의 벼농경과 환경 변화

박정재; 신영호

문제 정의

본 연구의 목적은 영동지역 석호의 화분 및 퇴적물 분석을 통해 농경 등 인간의 영향과 그에 따른 홀로세 후기 환경 변화를 밝히는 것이다. 연구 주제와 관련하여 보다 명료한 결론을 얻기 위해 벼농경의 개시가 명확하게 드러나는 깊이에서 연대측정을 시도했고 멀티프록시 자료를 확보하였다.
농경 지사자들인 쑥속과 벼과의 화분 비율이 매우 낮고 작물 벼과가 보이지 않는 점으로 미루어 볼 때 농경이 시작되기 전으로 판단된다. 서어나무속, 참나무속, 가래나무속 비율이 다른 시기에 비해 높게 나타나고 있는 점과 높은 TOC값 및 화분농도도 이러한 해석을 뒷받침해 준다. C/N 비의 경우 모든 zone에서 10 정도를 가리키고 있는데, 이는 천진호와는 달리 호수의 수위가 꾸준히 유지되어 조류의 서식이 양호했음을 시사한다.
Kim and Park(2011)은 이러한 차이가 나타나는 이유를 청동기 시대 영동 지역에서 벼가 가졌던 성격에서 찾았다. 오랜 기간 벼가 영동지역의 거주민들의 주식으로서 기능한 것이 아니라 럭셔리 푸드(luxury food)의 성격을 띠었다는 것이 그들의 해석이다. 즉, 이 시기에는 소규모의 산재된 농경활동만이 이루어져 화분자료에서 드러날 정도의 환경 변화는 없었다는 의미이다.
따라서 서구에서는 작물의 화분보다는 쑥이나 쐐기풀과 같은 잡초 화분의 변화 양상을 통해 농경의 시작을 밝히려는 시도가 일반적이다(Roberts, 1998). 이에 본 연구에서는 쑥속의 변화가 시작되는 시점을 농경의 본격적인 시작 시점으로 보고, zone을 나눌 때 이를 고려하였다. 천진호와 쌍호 퇴적물 코어 모두에서 쑥속이 뚜렷하게 증가하는 깊이가 나타난다(천진호-200cm 깊이, 쌍호-270cm 깊이).
칼 사우어의 제자군들은 현재 4세대까지 이어져 주로 라틴아 메리카 지리를 연구하는 버클리 학파를 형성하고 있다. 칼 사우어의 학문적 영향을 받은 일군의 지리학자들 중, 현장답사를 중시하는 역사지리학자들과 달리, 일부 생물지리학자들은 화분분석 등의 자연과학적 연구방법을 동원하여 멕시코나 안데스 산지의 과거 농경사 및 인간의 영향을 밝히고자 노력해왔다.

제안 방법

천진호 코어의 경우와 유사하게 논의의 편의를 위해 쌍호 코어를 3개의 zone (1, 2a, 2b)으로 구분하였다 (Figure 3). 2개의 탄소연대치를 토대로 zone 경계의 연대를 추정하였다. 다음은 각 zone 별 화분 및 퇴적물 분석 결과와 그에 대한 해석이다.
강원 영동지역의 천진호와 쌍호에서 확보한 퇴적물을 분석하여 과거 이지역의 농경 전개 과정 및 이에 따른 환경 변화를 밝힐 수 있었다. 화분 분석 및 퇴적물의 연대측정 결과 천진호에서는 AD 780, 쌍호에서는 100 BC에서 농경이 본격적으로 시작된 것으로 추정된다.
논의의 편의를 위해 화분분석 결과를 토대로 천진호 코어를 3개의 zone(1, 2a, 2b)으로 구분하였다(Figure 2). 그리고 코어의 탄소연대치 3개 중 220cm 깊이의 연대치를 제외한 나머지 2개 연대치를 토대로 zone 경계의 연대를 추정하였다. 220cm 시료의 연대가 6060 BC, 195cm 시료의 연대가 AD 810으로 두 깊이의 연대 차이가 무려 7000년에 이르고 있다.
논의의 편의를 위해 화분분석 결과를 토대로 천진호 코어를 3개의 zone(1, 2a, 2b)으로 구분하였다(Figure 2). 그리고 코어의 탄소연대치 3개 중 220cm 깊이의 연대치를 제외한 나머지 2개 연대치를 토대로 zone 경계의 연대를 추정하였다.
총탄소(TC) 및 총질소 측정은 원소분석기 (FlashEA 1112)를 통해 이루어졌다. 분말 시료 5mg을 주석캡슐에 담아 석영 튜브에서 약 950℃로 완전 연소시킨 후 생성된 CO₂ 및 NO₂ 가스 함량을 열전도 검출기로 측정하였다. 측정된 자료는 BCSS-1(N:0.
본 연구의 목적은 영동지역 석호의 화분 및 퇴적물 분석을 통해 농경 등 인간의 영향과 그에 따른 홀로세 후기 환경 변화를 밝히는 것이다. 연구 주제와 관련하여 보다 명료한 결론을 얻기 위해 벼농경의 개시가 명확하게 드러나는 깊이에서 연대측정을 시도했고 멀티프록시 자료를 확보하였다. 이후 본문에서 수차례 언급될 “농경”이라는 단어는 “벼농경”을 지칭한다는 점을 참고하기 바란다.
모든 퇴적물 분석은 화분 분석과 동일하게 10cm 간격으로 이루어졌다. 입도분석을 위해 시료를 48시간 동안 105℃로 건조시켰고 과산화수소 처리와 핫플레이트 가열을 통해 유기물을 제거하였다. 63 μm 보다 작은 부분은 Micrometrics Sedigraph 5100을 이용하여 분석하였다.
천진호 코어의 경우와 유사하게 논의의 편의를 위해 쌍호 코어를 3개의 zone (1, 2a, 2b)으로 구분하였다 (Figure 3). 2개의 탄소연대치를 토대로 zone 경계의 연대를 추정하였다.
177745, 포자갯수-18584)을 각 시료에다 첨가하였다(Stockmarr, 1971). 총 화분 수에서 Lycopodium 수가 차지하는 비율을 기준으로 화분의 농도(concentration)치를 얻었고, 수목화분(AP)의 총수를 모수로 하여 각 화분의 백분율을 산출하였다.
63 μm 보다 작은 부분은 Micrometrics Sedigraph 5100을 이용하여 분석하였다. 총유기탄소 및 총질소 측정을 위해, 약 50mg의 분말시료를 42.5% 인산에 10분 동안 80℃로 반응시켰고, 이후 생성된 이산화탄소의 양을 UIC CO₂ Coulometer로 측정하여 총무기탄소 함량을 구했다. 총탄소(TC) 및 총질소 측정은 원소분석기 (FlashEA 1112)를 통해 이루어졌다.
5% 인산에 10분 동안 80℃로 반응시켰고, 이후 생성된 이산화탄소의 양을 UIC CO₂ Coulometer로 측정하여 총무기탄소 함량을 구했다. 총탄소(TC) 및 총질소 측정은 원소분석기 (FlashEA 1112)를 통해 이루어졌다. 분말 시료 5mg을 주석캡슐에 담아 석영 튜브에서 약 950℃로 완전 연소시킨 후 생성된 CO₂ 및 NO₂ 가스 함량을 열전도 검출기로 측정하였다.
화분분석은 Faegri and Iverson(1989)의 표준 화분 추출 방법을 따랐으며, 10%의 HCl, 10%의 KOH, 51% HF, Acetolysis 처리 단계를 거쳤다. 최종적으로 남은 샘플들을 실리콘 오일과 함께 섞어 슬라이드 글래스로 만들고 40배율의 렌즈를 장착한 Leica 현미경을 이용해서 400배율로 화분을 관찰하였다. 화분 동정은 한국화분도감(Chang and Rim, 1979; Chang, 1986)을 참조하였다.
, 2012)¹⁾ . 화분 유입량을 산출하기 위해 1개의 Lycopodium 태블릿(Batch No. 177745, 포자갯수-18584)을 각 시료에다 첨가하였다(Stockmarr, 1971). 총 화분 수에서 Lycopodium 수가 차지하는 비율을 기준으로 화분의 농도(concentration)치를 얻었고, 수목화분(AP)의 총수를 모수로 하여 각 화분의 백분율을 산출하였다.

대상 데이터

강원 영동지역 해안에 위치한 석호인 천진호(북위 38°15′13″, 동경 128°33′20″)와 쌍호(북위 38°05′06″, 동경 128°39′39″)에서 진동시추기를 이용하여 퇴적물을 채취하였다(Figure 1).
두 석호에서 채취한 퇴적물 코어의 연대를 파악하기 위해 서울대학교 기초과학공동기기원에 천진호 퇴적물 시료 3개(120, 195, 220cm), 쌍호 퇴적물 시료 2개(210, 280cm)의 탄소연대측정을 의뢰하였다(Table 1). 각각의 연대치는 Calib 6.
두 퇴적물 코어 모두, 조립질로 구성된 코어 상부에서는 화분이 검출되지 않았다. 천진호 코어의 경우 105cm 깊이에서 225cm 깊이까지 10cm 간격으로 총 13개의 시료를 분석하였고, 쌍호 코어의 경우 205cm 깊이에서 285cm 깊이까지 10cm 간격으로 총 9개의 시료를 분석하였다. 각 샘플당 최소 300개 이상의 화분을 동정하였다.
분말 시료 5mg을 주석캡슐에 담아 석영 튜브에서 약 950℃로 완전 연소시킨 후 생성된 CO₂ 및 NO₂ 가스 함량을 열전도 검출기로 측정하였다. 측정된 자료는 BCSS-1(N:0.205%, C: 2.19%) 표준시료를 이용하여 보정하였다. 총유기탄소 함량은 총탄소 함량에서 총무기탄소 함량을 감해 얻었다.

이론/모형

두 석호에서 채취한 퇴적물 코어의 연대를 파악하기 위해 서울대학교 기초과학공동기기원에 천진호 퇴적물 시료 3개(120, 195, 220cm), 쌍호 퇴적물 시료 2개(210, 280cm)의 탄소연대측정을 의뢰하였다(Table 1). 각각의 연대치는 Calib 6.0 모델을 통해 교정연대치로 변환하였다(Stuiver and Reimer, 1993). 천진호 퇴적물 코어의 총길이는 230cm이며 쌍호 코어의 총길이는 290cm이다.
2‰이다. 대자율값의 측정에는 Bartington Instruments의 MS2 기기를 이용하였다.
최종적으로 남은 샘플들을 실리콘 오일과 함께 섞어 슬라이드 글래스로 만들고 40배율의 렌즈를 장착한 Leica 현미경을 이용해서 400배율로 화분을 관찰하였다. 화분 동정은 한국화분도감(Chang and Rim, 1979; Chang, 1986)을 참조하였다. 두 퇴적물 코어 모두, 조립질로 구성된 코어 상부에서는 화분이 검출되지 않았다.
화분분석은 Faegri and Iverson(1989)의 표준 화분 추출 방법을 따랐으며, 10%의 HCl, 10%의 KOH, 51% HF, Acetolysis 처리 단계를 거쳤다. 최종적으로 남은 샘플들을 실리콘 오일과 함께 섞어 슬라이드 글래스로 만들고 40배율의 렌즈를 장착한 Leica 현미경을 이용해서 400배율로 화분을 관찰하였다.

성능/효과

1) 동아시아 지역의 화분시료를 분석할 때 작물화된 벼과식물과 야생 벼과식물을 화분의 크기(장축 길이)만을 갖고 정확히 구분해 내는 것은 쉽지 않다. 과거의 연구들을 살펴보면, 연구자의 주관적인 판단에 따라 35mm(Nakamura, 1974; Choi et al.
19%) 표준시료를 이용하여 보정하였다. 총유기탄소 함량은 총탄소 함량에서 총무기탄소 함량을 감해 얻었다. 탄소안정동위원소 분석의 경우, 시료에 5% 염산을 가해 탄산염을 제거하는 과정을 거쳤고, 분말시료 약 2mg을 100% 인산과 25℃에서 반응시켜 생성된 이산화탄소를 GV Isoprime mass spectrometer로 분석하여 퇴적물내 유기물의 δ¹³C 값을 얻었다.
이 zone은 농경이 본격적으로 시작되지 않아 인간의 영향이 크게 드러나지 않았던 시기로 볼 수 있다. 한반도의 극상종들인 참나무속 및 서어나무속의 비율이 높게 나타나고, 이와 함께 TOC 및 화분 농도 값도 높은 값을 유지하고 있는 것을 볼 때 이 시기의 자연환경은 비교적 안정적이었다고 볼 수 있다. 초본류 및 포자식물의 비율이 전체적으로 낮은 점 또한 인간의 영향이 크지 않았음을 시사한다.
강원 영동지역의 천진호와 쌍호에서 확보한 퇴적물을 분석하여 과거 이지역의 농경 전개 과정 및 이에 따른 환경 변화를 밝힐 수 있었다. 화분 분석 및 퇴적물의 연대측정 결과 천진호에서는 AD 780, 쌍호에서는 100 BC에서 농경이 본격적으로 시작된 것으로 추정된다. 두 지점이 멀지 않은 거리 내에 있고 해안으로 연결되어 있음에도 불구하고 농경 시작 시점에 큰 차이가 나타나고 있다.

후속연구

이후 홀로세 후기 한반도 벼농경에 대한 논의는 주로 국내의 고고학적 증거를 기반으로 이루어졌다(Choe, 1982; Im, 1992; Chon, 1992; Crawford and Lee, 2003; An, 2010; Kim and Park, 2011). 최근에는 지리학자들 및 생태학자들에 의해 남한지역의 홀로세 후기 화분 자료들이 지속적으로 축적되고 있어, 이를 통해 한반도 벼농경의 기원 및 전파에 대한 추가적인 논의가 가능할 것으로 판단된다. 특히 강원 영동지역의 경우, 근거리에 위치한 다수의 석호들로부터 화분자료를 확보할 수 있으므로 시공간적으로 정밀한 벼농경의 기원 및 전파과정을 밝혀내는 것이 가능하다.
그러나 과거 연구들의 경우, 농경 지시 화분들이 급증하는 깊이에서 직접적인 연대 측정이 이루어진 경우가 없었기 때문에, 저자들은 내삽을 통해 벼농경 개시 시기를 대략적으로 추정할 수 밖에 없었다. 한편, 퇴적물 분석을 통해 벼농경의 시작 시기를 밝히고자 할 때 화분분석 결과만으로 100% 확신할 수 없으므로 다른 분석자료의 확보가 필수적이다. 그러나 우리나라에서는 다양한 멀티프록시 자료를 토대로 인간의 영향을 파악하거나 고환경을 복원한 경우는 거의 찾아보기 어렵다.

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	현재 칼 사우어의 제자군들은 어떤 학파를 형성하였는가?	그는 인간의 영향에 의해 변화된 경관과 농경의 기원 및 전파에 깊은 관심을 가졌으며 인간에 의해 변화된 경관을 이해하기 위해 야외답사를 중시했던 지리학자였다. 칼 사우어의 제자군들은 현재 4세대까지 이어져 주로 라틴아 메리카 지리를 연구하는 버클리 학파를 형성하고 있다. 칼 사우어의 학문적 영향을 받은 일군의 지리학자들 중, 현장답사를 중시하는 역사지리학자들과 달리, 일부 생물지리학자들은 화분분석 등의 자연과학적 연구방법을 동원하여 멕시코나 안데스 산지의 과거 농경사 및 인간의 영향을 밝히고자 노력해왔다.
	칼 사우어는 어떤 인물이었는가?	그 원류를 거슬러 올라가면 뿌리가 20세기 초중반 미국 지리학계의 거목이었던 칼 사우어에 닿는다. 그는 인간의 영향에 의해 변화된 경관과 농경의 기원 및 전파에 깊은 관심을 가졌으며 인간에 의해 변화된 경관을 이해하기 위해 야외답사를 중시했던 지리학자였다. 칼 사우어의 제자군들은 현재 4세대까지 이어져 주로 라틴아 메리카 지리를 연구하는 버클리 학파를 형성하고 있다.
	농경의 기원과 전파의 원류를 거슬러 올라가면 어떤 인물에 닿게되는가?	지리학에서 다뤄지는 다양한 연구 주제들 중 “농경의 기원과 전파”는 대표적인 다학제간 연구주제로서 오랫동안 지리학자들의 흥미를 끌어왔다. 그 원류를 거슬러 올라가면 뿌리가 20세기 초중반 미국 지리학계의 거목이었던 칼 사우어에 닿는다. 그는 인간의 영향에 의해 변화된 경관과 농경의 기원 및 전파에 깊은 관심을 가졌으며 인간에 의해 변화된 경관을 이해하기 위해 야외답사를 중시했던 지리학자였다.

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