[논문]잣나무림에서의 시기별 토층별 토양수분 특성분석

홍은미; 최진용; 유승환; 남원호

doi:10.5389/ksae.2012.54.4.105

[국내논문] 잣나무림에서의 시기별 토층별 토양수분 특성분석
Analysis of Soil Moisture Characteristics in Nut Pine Forest about Seasons and Soil Layers 원문보기

한국농공학회논문집 = Journal of the Korean Society of Agricultural Engineers, v.54 no.4, 2012년, pp.105 - 114

홍은미 (서울대학교 생태조경.지역시스템공학부 대학원) , 최진용 (서울대학교 조경.지역시스템공학부, 농업생명과학연구원) , 유승환 (서울대학교 농업생명과학대학) , 남원호 (서울대학교 생태조경.지역시스템공학부 대학원)

Abstract ▼ AI-Helper

Soil moisture plays a pivotal role in hydrological processes, especially in the forest which covers more than 64% of the national land. Soil moisture was monitored to analyze soil moisture change characteristics in terms of time and soil layers in this study. 2 Years soil moisture change data was obtained from the experimental nut pine forest and statistical analysis including auto-correlation and cross-corelation among soil moisture data from different soil layers was conducted. Using the monitored soil moisture data, a relationship between soil moisture change and precipitation was analyzed and seasonal soil moisture change characteristics were analyzed. From the result of inter-relationships among soil layers in terms of season and time lag, soil moisture change characteristics in the nut pine forest were upper soil layers were much sensitive than lowers, and seasonal variation if soil moisture for upper soil layers were bigger than lowers showing low correlation with precipitation in winter and spring due to freezing and snowfalls.

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문제 정의

본 연구에서는 서울대학교 태화산 학술림 침엽수림 잣나무조림지에 장기 토양수분 모니터링 시스템을 구축하여 토양수분 모니터링을 하였다. 시기별 (JF, M, AMJ, JA, SO, ND), 토층별 (10, 20, 30, 60, 90, 120 cm) 토양수분의 특성을 파악하기 위하여 자기상관분석 및 교차상관분석을 하였다.

제안 방법

따라서 본 연구에서는 서울대학교 태화산 침엽수 잣나무조림지에서 토양수분을 모니터링 하였으며, 토양수분의 자기상관분석, 교차상관분석 그리고 토양수분 변화량과 강수량의 교차상관 분석을 통해 시기별 토층별 토양수분 변화 특성을 분석하였다.
, 2011). 본 연구에서는 FDR (Frequency Domain Reflection)을 설치하여 10, 20, 30, 60, 90, 및 120 cm 토층에서 토양수분을 2시간 간격으로 모니터링 하였으며, 데이터는 데이터이력기록기에 저장, CDMA (Code Division Multiple Access) 모뎀으로 전송, 실시간으로 Hydras 3.0 프로그램을 이용하여 확인하였다. 장기 토양수분모니터링 시스템 구축에 관한 상세한 정보는 Hong et al.
본 연구에서는 시기별, 토층별 토양수분 특성을 분석하기 위하여 각 토층에서의 토양수분 자기상관분석 (auto-correlation analysis)을 하였으며, 시차 (lag time)에 따른 두 토층 (10:20, 10:30, 10:60, 10:90, 10:120, 20:30, 20:60, 20:90, 20:120, 30:60, 30:90, 30:120, 60:90, 60:120, 90:120)사이의 토양수분 교차상관분석 (cross-correlation analysis)을 하였다. 여기서, 10:20은 20 cm 토층에서의 토양수분과 10 cm 토층에서의 시차별 선행토양수분과의 교차상관관계를 의미한다.
본 연구에서의 분석 시기는 잣나무림의 생육단계를 고려하여 구분하였다. Lee (2011)에 의하면 잣나무 줄기생장은 여름철 정지하지만, 뿌리생장은 대부분 4월에 시작하여 11월 초까지 계속되며, 겨울철에는 일반적으로 생장이 정지된다고 알려져 있다.
Lee (2011)에 의하면 잣나무 줄기생장은 여름철 정지하지만, 뿌리생장은 대부분 4월에 시작하여 11월 초까지 계속되며, 겨울철에는 일반적으로 생장이 정지된다고 알려져 있다. 따라서 본 연구에서는 4-10월을 생육기간, 11-3월을 비생육기간으로 구분하였다. 4-6월 (AMJ, April-May-June)은 토양수분의 생육이 시작되는 시기, 7-8월 (JA, July-August)은 강수량이 많고 생육이 활발한 시기, 9-10월 (SO, September-October)은 뿌리생장은 진행되지만 줄기생장이 정지하는 시기, 11-12월 (ND, November-December)은 수목 생장이 멈추고 겨울철로 넘어가는 시기, 1-2월 (JF, January-February)은 기온이 0 ℃ 이하로 내려가며 강설 (snowfall)이 발생하고 적설 (snow cover)이 있는 시기, 3월 (M, March) 기온이 영하에서 영상으로 상승하고 약간의 강설이 발생하지만 적설이 융해되며, 비생육기에서 생육기로 넘어가는 시기로 구분하였다.
4-6월 (AMJ, April-May-June)은 토양수분의 생육이 시작되는 시기, 7-8월 (JA, July-August)은 강수량이 많고 생육이 활발한 시기, 9-10월 (SO, September-October)은 뿌리생장은 진행되지만 줄기생장이 정지하는 시기, 11-12월 (ND, November-December)은 수목 생장이 멈추고 겨울철로 넘어가는 시기, 1-2월 (JF, January-February)은 기온이 0 ℃ 이하로 내려가며 강설 (snowfall)이 발생하고 적설 (snow cover)이 있는 시기, 3월 (M, March) 기온이 영하에서 영상으로 상승하고 약간의 강설이 발생하지만 적설이 융해되며, 비생육기에서 생육기로 넘어가는 시기로 구분하였다. 또한, 본 연구에서의 토층은 잣나무림의 뿌리깊이를 고려하여 구분하였다. Cha and Ji (2003)에 따르면, 우리나라 잣나무의 뿌리는 10-30 cm 토층에서 뿌리 분포가 가장 많으며, 30 cm 이하 토층에서는 뿌리분포가 감소하지만 약 100-120 cm 토층까지 잣나무 뿌리가 분포하였다.
Cha and Ji (2003)에 따르면, 우리나라 잣나무의 뿌리는 10-30 cm 토층에서 뿌리 분포가 가장 많으며, 30 cm 이하 토층에서는 뿌리분포가 감소하지만 약 100-120 cm 토층까지 잣나무 뿌리가 분포하였다. 따라서, 뿌리분포가 많은 0-30 cm 토층에서는 10 cm 간격으로 모니터링 하였으며, 30 cm 이하 토층에서 120 cm 토층까지 30 cm 간격으로 60, 90, 그리고 120 cm 토층에서 토양수분을 모니터링 하였다.
또한, 본 연구에서는 식 (1)을 활용하여 토양수분 변화량과 강수량의 교차상관분석을 하였으며, 강수량과 시기별, 토층별 토양 수분의 충전, 중력수 배제 등의 토양수분 변화와의 관계를 분석 하였다.
서울대학교 태화산 학술림 잣나무조림지에서 2008-2009년 토양수분 모니터링 결과의 전반적인 특성을 분석하였다. Table 1은 토층별 토양의 물리적 성질, 평균 토양수분함량 및 통계적 특성이며, Table 2는 토양수분 모니터링 결과를 활용하여 산정한 모니터링기간 동안 각 토층의 토양수분 자기상관분석 및 토층사이의 교차상관분석 결과이다.
생육기 토층사이의 교차상관성을 보면, 4-8월은 전 토층에서 시차 0일 당일의 자기상관성이 시차 1일과 비교하여 높았으나, 9-10월은 시차 1일의 교차상관성이 더 높아 전반적으로 0일 시차에서 상관성이 가장 높은 것이 아니라 시기별로 차이가 있었다. 본 연구에서는 시기별 토층별 토양수분 특성을 Table 3의 결과, 강수량과 토양수분함량과의 교차분석결과 및 강설량, 기온 등의 기상자료를 활용하여 분석하였다.
2(c)와 같이 토양수분함량이 강수에 의해 변화하기 시작하였다. 따라서 강수량과 토양수분 변화량과의 교차상관분석을 통해 강수량이 3월 토양수분함량에 미치는 영향을 살펴보았다 (Table 4). 강수 발생일 10, 20 cm, 1일 후에는 20, 30 cm, 2일 후에는 60, 90 cm, 3일 후에는 90, 120 cm 토층에서 토양수분 변화량과 강수량과의 양의 상관성을 보였다.
본 연구에서는 서울대학교 태화산 학술림 침엽수림 잣나무조림지에 장기 토양수분 모니터링 시스템을 구축하여 토양수분 모니터링을 하였다. 시기별 (JF, M, AMJ, JA, SO, ND), 토층별 (10, 20, 30, 60, 90, 120 cm) 토양수분의 특성을 파악하기 위하여 자기상관분석 및 교차상관분석을 하였다. 또한, 강수량과 토양수분변화량의 교차상관분석, 강설량 및 기온 모니터링 결과를 활용하여 토양수분 변화 특성을 분석하였다.
시기별 (JF, M, AMJ, JA, SO, ND), 토층별 (10, 20, 30, 60, 90, 120 cm) 토양수분의 특성을 파악하기 위하여 자기상관분석 및 교차상관분석을 하였다. 또한, 강수량과 토양수분변화량의 교차상관분석, 강설량 및 기온 모니터링 결과를 활용하여 토양수분 변화 특성을 분석하였다.

대상 데이터

본 연구에서는 경기도 광주시의 서울대학교 농업생명과학대학 태화산 학술림을 연구 대상지역으로 선정하고 토양수분 장기 모니터링 시스템을 구축하였다. 평균 흉고직경 11.
본 연구에서 시기별, 토층별 토양수분 특성분석을 위한 기초자료로 활용하기 위해 강수량, 기온, 습도 및 강설량 등의 기상자료를 기초자료로써 수집하였다. 평균기온과 상대습도는 태화산 학술림 내에 설치된 자동기상측정장치 (AWS, Automaitic Weather Station) 자료를 활용하였으며, 강수량은 태화산 AWS 자료에 결측치가 많아 태화산 AWS 강우데이터와 유사하고 연구대상지역과 가장 근접한 모현 AWS 시단위 (hourly) 자료를 활용하였다.
본 연구에서 시기별, 토층별 토양수분 특성분석을 위한 기초자료로 활용하기 위해 강수량, 기온, 습도 및 강설량 등의 기상자료를 기초자료로써 수집하였다. 평균기온과 상대습도는 태화산 학술림 내에 설치된 자동기상측정장치 (AWS, Automaitic Weather Station) 자료를 활용하였으며, 강수량은 태화산 AWS 자료에 결측치가 많아 태화산 AWS 강우데이터와 유사하고 연구대상지역과 가장 근접한 모현 AWS 시단위 (hourly) 자료를 활용하였다. 강설일과 적설심 자료는 이천측후소의 기상자료를 활용하였다.
평균기온과 상대습도는 태화산 학술림 내에 설치된 자동기상측정장치 (AWS, Automaitic Weather Station) 자료를 활용하였으며, 강수량은 태화산 AWS 자료에 결측치가 많아 태화산 AWS 강우데이터와 유사하고 연구대상지역과 가장 근접한 모현 AWS 시단위 (hourly) 자료를 활용하였다. 강설일과 적설심 자료는 이천측후소의 기상자료를 활용하였다.

성능/효과

하지만 선행연구에서는 강우사상과 토양수분변화에 대한 특성 분석 및 시기별 전반적인 토양수분 변화에 대한 특성분석에는 한계가 있었다. 또한 비생육기 토양수분 변동은 비강우기에도 일부 증가하거나 또는 급격하게 감소하여 불규칙적인 특성을 보였다. 이는, 강설량, 지온, 기온 등 기상조건 영향을 받는 것으로 판단되어 이에 대한 추가적인 연구가 필요하였다.
토층의 깊이를 고려하여 토양수분 함량 (Θzone)을 산정한 결과, 평균은 20.78 %, 편차는 1.89 %, 최댓값은 37.28 %, 최솟값은 17.01 %, 변동계수는 0.09이다.
09이다. 토층별 토양수분 평균값을 비교해보면, 10 cm 토층에서는 sand 성분이 78.1 %로 낮아 보수력이 높음에도 불구하고 토양수분 함량은 9.40 %로 가장 낮았다. 토양수분은 토성의 영향도 받지만, 수목의 생육 및 토층 내 흐름에도 영향을 받기 때문으로 판단된다.
토양수분은 토성의 영향도 받지만, 수목의 생육 및 토층 내 흐름에도 영향을 받기 때문으로 판단된다. 또한, 잣나무 뿌리분포비율이 높은 10-30 cm 토층에서 sand 성분이 90 cm 토층과 비슷함에도 불구하고 토양수분 함량은 낮았다. 이는 sand 성분이 높을수록 토양수분 보수력이 낮아져 토양수분 함량이 낮아짐과 동시에 잣나무 증발산에 이용되는 토양수분함량도 하부토층보다 많기 때문으로 판단된다.
하지만, 시차가 길어질수록 토양수분 자기 상관성은 감소하였으며. 30일 시차의 자기상관성은 하부토층에서는 다소 높았으나, 상부토층에서는 낮은 상관성을 보였다. 또한, 자기상관성이 낮은 10, 20 cm 토층의 토양수분 교차상관성은 시차 0일에 약 0.
Table 3은 토양수분의 자기ㆍ교차상관성이 상대적으로 낮고 잣나무 뿌리 분포 비율이 높았던 10, 20, 30 cm 토층의 시기별 토양수분 상관분석결과이다. 비생육기 10 cm 토층에서는 자기상관성이 낮은 반면, 20 cm 이하 토층에서는 높은 자기상관성을 가졌으며, 교차상관성 역시 10:20에서 낮은 반면, 하부토층에서는 높았다. 생육기인 4-10월 토양수분 자기상관분석 결과, 4-6, 9-10월에는 전체 토층에서 높은 자기상관성을 보인 반면, 7-8월은 자기상관성이 낮았다.
생육기인 4-10월 토양수분 자기상관분석 결과, 4-6, 9-10월에는 전체 토층에서 높은 자기상관성을 보인 반면, 7-8월은 자기상관성이 낮았다. 생육기 토층사이의 교차상관성을 보면, 4-8월은 전 토층에서 시차 0일 당일의 자기상관성이 시차 1일과 비교하여 높았으나, 9-10월은 시차 1일의 교차상관성이 더 높아 전반적으로 0일 시차에서 상관성이 가장 높은 것이 아니라 시기별로 차이가 있었다. 본 연구에서는 시기별 토층별 토양수분 특성을 Table 3의 결과, 강수량과 토양수분함량과의 교차분석결과 및 강설량, 기온 등의 기상자료를 활용하여 분석하였다.
1-2월에 발생하는 강수는 기온이 영상일 때 주로 발생하며 강설이 발생한 이후 또는 강설이 발생하지 않았어도 표층에 눈이 쌓여있는 경우가 많다. 따라서 0 ℃ 이상의 기온이 유지되고 동시에 강수가 발생하면서 적설이 융설되어 토양수분 함량이 일시적으로 증가하는 것으로 판단할 수 있다. 하지만, 강수량이 적고 기온이 다시 영하로 내려가면서, 토양수분의 전이가 용이하지 않고 수목의 생육도 정지되어 토양수분 소비도 미비하기 때문에, 12월과 유사하게 30 cm 이하 토층에서의 토양수분 변화는 거의 없었다.
따라서 강수량과 토양수분 변화량과의 교차상관분석을 통해 강수량이 3월 토양수분함량에 미치는 영향을 살펴보았다 (Table 4). 강수 발생일 10, 20 cm, 1일 후에는 20, 30 cm, 2일 후에는 60, 90 cm, 3일 후에는 90, 120 cm 토층에서 토양수분 변화량과 강수량과의 양의 상관성을 보였다. 또한, Fig.
강수 발생일 10, 20 cm, 1일 후에는 20, 30 cm, 2일 후에는 60, 90 cm, 3일 후에는 90, 120 cm 토층에서 토양수분 변화량과 강수량과의 양의 상관성을 보였다. 또한, Fig. 2(c)에서 3월 17, 18일 40 mm 강수 발생 후 60 cm 이상 토층에서는 토양수분의 증가와 중력수가 배제되는 감소경향을 뚜렷하게 보였으나, 90, 120 cm 토층에서는 강수발생 약 3일 후 토양수분이 증가하기 시작하였으며, 증가 속도도 느리고 다음 강수가 발생할 때까지 증가하였다. 이는, 지온 및 기온이 상승하면서 토양수분의 이동은 활발해지기 시작하지만 토양수분 소비량이 적고 기온이 생육기보다 낮아 하부토층에서의 토양수분의 이동은 느린 것으로 판단된다.
비생육기의 토양수분 특성을 종합적으로 정리해보면, 11-2월은 토양수분의 소비가 거의 발생하지 않으며, 토양수분의 이동도 느려 20 cm 이하 토층에서는 토양수분함량의 변화가 거의 없다. 하지만, 표층에서는 강우량에도 영향을 받지만, 강우 발생시 기온, 적설심, 선행 강설량 등에 따라 토양수문의 동결, 정지, 융해가 반복된다.
, 2011), 수목의 생육이 활발해지면서 토양수분 소비에 활용되는 토층도 깊어졌다. 또한 토양수분이 수목의 증발산 및 토양 증발로 감소하는 기간에 비해 강수에 의해 토양수분이 증가하고 중력수가 배제되는 기간은 짧아 전반적으로 전 토층에서 토양수분은 규칙적으로 변화하였으며, 선행토양수분함량에 의해 일정비율로 토양 수분이 변화하여 토양수분 자기상관성이 높았다.
3(b)에서와 같이 하부토층도 강수의 영향을 크게 받기 때문에 20, 30 cm 토층의 토양수분의 자기상관성도 상대적으로 낮은 것으로 판단된다. 토층사이의 교차상관성 분석 결과, 시차 0일은 0.9 이상의 높은 상관성을 가졌지만, 상대적으로 1일 시차에 대해서는 0.7 이하로 토층사이의 상관성이 낮았다. 이는 강수량과 토양수분변화량의 교차상관분석에서 볼 수 있듯이, 7, 8월은 강수발생 당일 120 cm 하부토층까지 증가하고, 강수발생 다음날 중력수 배제현상이 뚜렷하게 나타나, 강수 및 상부토층의 토양수분 변화에 심토의 토양수분도 빠르게 반응하기 때문으로 판단된다.
3(b)은 7-8월의 대표적인 토양수분 시계열 변화로써, 7월 16일 52 mm 강수가 발생하여 강수발생과 동시에 토양수분이 증가하였으며, 토양수분이 침투되는 지체시간도 4-6월과 비교하여 감소하여 2시간 이내에 하부토층에 영향을 주었다. 7월 19일-21일은 3일 동안 비연속적으로 총 193 mm 강수가 발생하였는데, 강우 발생시에는 토양수분이 바로 증가된 후 하부토층으로 배제되는 현상을 확인할 수 있었으며, 시간당 강수량이 많아 2-4시간 이내에 120 cm 토층까지 토양수분변화에 영향을 주고 120 cm 이하 토층으로도 중력수가 빠져나가는 것을 확인할 수 있었다. 7-8월은 전반적으로 시간당 강수량이 많아 강수일 토양수분 함량이 급속하게 증가하고 하부토층으로 침투되어 일부는 중력수로 배제되고 일부는 토양 내 충전되는 경향을 보였다.
오랜 기간 선행강우가 없는 경우는 증발산에 의한 토양수분 부족현상이 발생하여, 많은 강수가 발생하더라도 하부토층까지 영향을 주지 않고 상부토층 내에서 충전되는 경향도 나타났다. 하지만, 강수발생 전^․ 후의 토양수분 함량을 비교한 결과 토양수분이 토층 내에 충전되었으나, 증발산에 의해 소비되면서 강수 후 3일 이내에 토양수분 함량은 강우 이전과 비슷한 수준까지 감소하였다.
4와 같이 선행토양수분 및 강우강도에도 영향을 받았다. 토양수분 필요량에 비해 선행토양 수분이 상대적으로 적은 4-6, 9-10월은 토양수분 충전효과가 뚜렷하게 나타났으며, 선행토양수분함량 및 강우강도가 큰 7-8월의 경우 많은 양의 강수가 중력수로 배제되었다.
1. 2008-2009년 토양수분 모니터링 결과, 전반적으로 하부토 층으로 내려갈수록 평균 토양수분 함량 및 자기상관성은 증가하고, 편차 및 변동계수는 감소하였다. 또한, 토층별 토양수분 교차 상관성은 하부 토층간의 토양수분 교차상관성이 상부토층과 비교하여 높은 상관성을 보였다.
2008-2009년 토양수분 모니터링 결과, 전반적으로 하부토 층으로 내려갈수록 평균 토양수분 함량 및 자기상관성은 증가하고, 편차 및 변동계수는 감소하였다. 또한, 토층별 토양수분 교차 상관성은 하부 토층간의 토양수분 교차상관성이 상부토층과 비교하여 높은 상관성을 보였다. 비생육기 10 cm 토층에서는 자기 상관성이 낮은 반면, 20 cm 이하 토층에서는 높은 자기상관성을 가졌으며, 4-6, 9-10월에는 전체 토층에서 높은 자기상관성을 보인 반면, 7-8월은 자기상관성이 낮았다.
또한, 토층별 토양수분 교차 상관성은 하부 토층간의 토양수분 교차상관성이 상부토층과 비교하여 높은 상관성을 보였다. 비생육기 10 cm 토층에서는 자기 상관성이 낮은 반면, 20 cm 이하 토층에서는 높은 자기상관성을 가졌으며, 4-6, 9-10월에는 전체 토층에서 높은 자기상관성을 보인 반면, 7-8월은 자기상관성이 낮았다.
2. 비생육기인 11-2월 토양수분은 소비가 거의 발생하지 않으며, 기온이 낮아져서 토양수분의 이동도 느려 20 cm 이하 토층에서는 토양수분함량의 변화가 거의 없었다. 하지만, 기온이 영하로 내려가면서 10 cm 토층은 동결되며, 강설에 의해 적설이 표층에 쌓이게 된다.
하지만, 기온이 영하로 내려가면서 10 cm 토층은 동결되며, 강설에 의해 적설이 표층에 쌓이게 된다. 강수발생시 및 기온이 상승할 경우 표층의 토양수분의 융해되어 10 cm 토층은 동결, 정지, 융해 현상을 반복하며 토양수분이 변화하여 자기상관성이 낮았다. 3월은 기온이 상승하면서 동결된 토양이 융해되고 강수 후 표층은 1일 이내 중력수가 배제되었으며, 토양수분이 하부 토층까지 이동하여 토양수분이 충전되었다.
3. 생육기인 4-10월은 수목의 토양수분 소비와 강수량에 의해 전 토층에서 토양수분 함량이 변화한다. 생육기간 소비에 의한 토양수분 소비는 지수함수 형태로 규칙적으로 감소하며, 비생육기와 비교하여 전 토층에서 토양수분 소비가 발생한다.
본 연구에서 시기별 토층별 토양수분 특성 분석 결과, 겨울철 적설은 봄철 토양수분 충전의 긍정적인 영향을 미치는데 겨울철 적설량이 적을 경우 봄 가뭄을 야기할 수 있을 것으로 판단되었다. 또한 생육기 집중강수는 오히려 빠르게 중력수가 배제되어 토양수분이 충전되는 양은 강수량에 비해 미비하여, 동일한 강수량이 발생하더라도 강우강도가 크고 강수일이 적을 경우 생육기 수목의 생육에 필요한 토양수분 취약성이 증가할 수 있을 것으로 판단되었다.
본 연구에서 시기별 토층별 토양수분 특성 분석 결과, 겨울철 적설은 봄철 토양수분 충전의 긍정적인 영향을 미치는데 겨울철 적설량이 적을 경우 봄 가뭄을 야기할 수 있을 것으로 판단되었다. 또한 생육기 집중강수는 오히려 빠르게 중력수가 배제되어 토양수분이 충전되는 양은 강수량에 비해 미비하여, 동일한 강수량이 발생하더라도 강우강도가 크고 강수일이 적을 경우 생육기 수목의 생육에 필요한 토양수분 취약성이 증가할 수 있을 것으로 판단되었다.
30일 시차의 자기상관성은 하부토층에서는 다소 높았으나, 상부토층에서는 낮은 상관성을 보였다. 또한, 자기상관성이 낮은 10, 20 cm 토층의 토양수분 교차상관성은 시차 0일에 약 0.56으로 약간의 교차상관성을 지녔으며, 7일 시차 이후의 교차상관성은 0.4 이하로 상관관계가 낮은 수준인 반면, 하부 토층간의 토양수분 교차상관성은 상부토층 10:20과 비교하여 10일의 시차간격에도 0.7 이상의 높은 상관성을 보였다. 이는 표층의 토양수분이 하부토층의 토양수분보다 기상인자에 직접적으로 영향을 받아 민감하게 반응하였기 때문으로 판단되며, 시차가 길어질수록 상관성이 감소하는 이유는 토양수분 변화는 상부토층 및 자기자신의 선행토양수분함량의 영향도 받으나 강수, 기온 등 기상조건과 계절적 특성에도 영향을 받기 때문으로 판단된다.

후속연구

또한 비생육기 토양수분 변동은 비강우기에도 일부 증가하거나 또는 급격하게 감소하여 불규칙적인 특성을 보였다. 이는, 강설량, 지온, 기온 등 기상조건 영향을 받는 것으로 판단되어 이에 대한 추가적인 연구가 필요하였다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	토양수분이란?	우리나라의 약 64 %를 차지하는 산림은 농업 수문현상, 가뭄, 홍수에 영향을 주는 주요한 토지이용 중 하나이다. 토양수분은 강우, 침투, 유출 및 증발산 순환의 연결고리를 하는 기본 인자로써, 산림에서의 토양수분변화는 작물의 생육, 생태계 변화 뿐 아니라 농업유역의 전반적인 수문순환에도 영향을 미친다 (Kim et al., 2006; Hong et al.
	산림에서의 토양수분변화는 어떤 영향을 주는가?	우리나라의 약 64 %를 차지하는 산림은 농업 수문현상, 가뭄, 홍수에 영향을 주는 주요한 토지이용 중 하나이다. 토양수분은 강우, 침투, 유출 및 증발산 순환의 연결고리를 하는 기본 인자로써, 산림에서의 토양수분변화는 작물의 생육, 생태계 변화 뿐 아니라 농업유역의 전반적인 수문순환에도 영향을 미친다 (Kim et al., 2006; Hong et al.
	시기별, 토층별 토양수분의 특성을 파악하기 위하여 자기상관분석 및 교차상관분석을 하고 강수량과 토양수분변화량의 교차상관분석, 강설량 및 기온 모니터링 결과를 활용하여 토양수분 변화 특성을 분석한 결과는 어떻게 나타났는가?	1. 2008-2009년 토양수분 모니터링 결과, 전반적으로 하부토 층으로 내려갈수록 평균 토양수분 함량 및 자기상관성은 증가하고, 편차 및 변동계수는 감소하였다. 또한, 토층별 토양수분 교차 상관성은 하부 토층간의 토양수분 교차상관성이 상부토층과 비교하여 높은 상관성을 보였다. 비생육기 10 cm 토층에서는 자기 상관성이 낮은 반면, 20 cm 이하 토층에서는 높은 자기상관성을가졌으며, 4-6, 9-10월에는 전체 토층에서 높은 자기상관성을 보인 반면, 7-8월은 자기상관성이 낮았다. 2. 비생육기인 11-2월 토양수분은 소비가 거의 발생하지 않으며, 기온이 낮아져서 토양수분의 이동도 느려 20 cm 이하 토층에서는 토양수분함량의 변화가 거의 없었다. 하지만, 기온이 영하로 내려가면서 10 cm 토층은 동결되며, 강설에 의해 적설이 표층에 쌓이게 된다. 강수발생시 및 기온이 상승할 경우 표층의 토양수분의 융해되어 10 cm 토층은 동결, 정지, 융해 현상을 반복하며 토양수분이 변화하여 자기상관성이 낮았다. 3월은 기온이 상승하면서 동결된 토양이 융해되고 강수 후 표층은 1일 이내 중력수가 배제되었으며, 토양수분이 하부 토층까지 이동하여 토양수분이 충전되었다. 3. 생육기인 4-10월은 수목의 토양수분 소비와 강수량에 의해 전 토층에서 토양수분 함량이 변화한다. 생육기간 소비에 의한 토양수분 소비는 지수함수 형태로 규칙적으로 감소하며, 비생육기와 비교하여 전 토층에서 토양수분 소비가 발생한다. 하지만 강수에 의한 토양수분 증가는 강수량, 강우강도에 영향을 받아 특이한 패턴으로 증가하였다. 강수량에 의해 토양수분이 급격하게 증가하고 중력수가 배제되어 감소하며, 강수량 뿐 아니라 강우강도도 토양수분 충전 및 중력수 배제 현상에 영향을 준다. 4-6, 9-10월은 강수 후 중력수가 배제되는데 2일 정도 시간이 소요된 반면, 강우량 및 강우강도가 큰 7-8월은 강우발생 당일 토양수분이 전 토층에서 증가하고 1일 선행강수에 대해 중력수가 배제되어 토양수분 변화 시간이 짧았으며, 강수량과 비교하여 충전량은 적고 대부분 중력수로 배제되었다.

참고문헌 (19)

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

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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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