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- 태화산 주요온실가스 배출량 조사결과를 요약하여 표 3에 제시하였다. 이때 년간 배출량 산정에 사용된 평균배출량은 해당계절을 대표하는 월 중 측정한 배출평균값을 가정하였다. 결과적으로 단기간 제한된 측정자료 수로 계절을 대표하는 데 무리가 따르겠으나 선행연구결과와의 비교를 위해 계절을 대표한다는 가정 하에 태화산 면적 7,960,540 m2에 각 계절평균 배출계수를 적용하여 연간 배출량을 산출하였다.
제안 방법
- 17~19,23~27, 8일간; 8. 7~11, 22~25, 9일간; 9. 22~26, 10.27~29, 8일간) 8시간/일 이상 매 시간 측정한 결과로 시간배출량을 산출한 후, 해당 일에 산출된 시간배출량을 평균하여 N2O와 CH4의 일평균 배출량을 산정하였다. 토양기원(soil origin) 기체배출량의 경우 토양인자에 종속된 미생물학적 요인의 변화가 배출량에도 영향 미칠 수 있으며(Werneck, 2000), 일별 N2O, CH4의 배출 변화와 토양인자들의 상관성을 살펴보기 위해 일별 토양시료 성분 분석결과와 일평균 배출량을 그림 2에 제시하였다.
- 이때 년간 배출량 산정에 사용된 평균배출량은 해당계절을 대표하는 월 중 측정한 배출평균값을 가정하였다. 결과적으로 단기간 제한된 측정자료 수로 계절을 대표하는 데 무리가 따르겠으나 선행연구결과와의 비교를 위해 계절을 대표한다는 가정 하에 태화산 면적 7,960,540 m2에 각 계절평균 배출계수를 적용하여 연간 배출량을 산출하였다. 겨울철의 경우는 이번 측정 조사 자료가 없으므로 겨울철 N2O 및 CH4의 평균 플럭스는 토양온도가 가장 낮았던 봄철 자료를 적용하여 산정하였다.
- 경기도 태화산에서 챔버법을 이용하여 N2O, CH4의 산림토양 배출량을 측정하고, 변인으로 작용하는 주요 토양인자들과의 상관성 분석을 통하여 산림토양에서의 온실기체 배출량 변화특성을 분석하였다. 봄(5월), 여름(8월), 가을(9월, 10월) 중 25일 동안 N2O, CH4의 토양배출량을 측정하였다.
- 봄(5월), 여름(8월), 가을(9월, 10월) 중 25일 동안 N2O, CH4의 토양배출량을 측정하였다. 배출량 측정시스템은 폐쇄형 플럭스챔버(closed flux chamber)를 적용하였고, 기체 시료 분석은 gas chromatograph (GC)를 이용하였다. GC분석기는 methanizer를 장착한 FID/ECD를 동시에 갖추고 있어 CH4와 N2O를 동시에 분석할 수 있다.
- 의 산림토양 배출량을 측정하고, 변인으로 작용하는 주요 토양인자들과의 상관성 분석을 통하여 산림토양에서의 온실기체 배출량 변화특성을 분석하였다. 봄(5월), 여름(8월), 가을(9월, 10월) 중 25일 동안 N2O, CH4의 토양배출량을 측정하였다. 배출량 측정시스템은 폐쇄형 플럭스챔버(closed flux chamber)를 적용하였고, 기체 시료 분석은 gas chromatograph (GC)를 이용하였다.
- 채취한 토양은 수분 손실을 방지하기 위하여 토양 시료 봉투에 담아 밀봉하여 시료 분석 시까지 4℃ 이하냉장 보관을 실시하였다. 시료 중 일부는 토양수분량 및 pH 측정을 위해 분취하여 군산대 대기환경 연구실에서 측정을 수행하였다. 주요 토양화학성분은 전북 농업기술연구원에 의뢰하여 분석하였으며, 토양시료 분석방법은 농촌진흥청 토양화학분석법(NIAST, 2000)에 준하여 pH 및 EC는 각각 초자전극법과 전기 전도도법으로 분석하였고, 유기물은 Tyurin법, 치환성 양이온은 유도결합플라즈마분과광도계 (CBC,Interga XL)로 분석하였다.
- 이는 플럭스 측정 챔버내에 있는 지표층 낙엽으로 있을 수 있는 토양배출영향을 줄이고, 챔버 설치과정으로 훼손(disturbing)된 지표 상태를 가능한 설치 전 상태와 유사한 환경으로 복원될 시간을 주어서 챔버 설치로 인한 영향을 최소화하기 위함이다. 이 후에 지표에 설치된 받침 위에 챔버 몸체를 결합한 후 시간에 따른 챔버 내부 농도변화를 측정한다. 이를 위해 챔버 결합 직후부터 일정 시간 간격으로 챔버 내부로부터 일정량의 공기를 채취하여 성분농도를 분석하였다.
- 생지화학적 순환과정에서 CH4, N2O, NO의 지표교환 결과에 따라 이들의 source 또는 sink로서의 산림토양의 역할을 이해할 수 있어 관심 기체들의 지표배출량 측정과 분석이 필요하다. 이를 위해 산림지역 대기질 영향 연구를 수행 중인 태화산(서울대 학술림 경기도 광주)에서 closed chamber를 이용하여 주요 온실기체(N2O와 CH4)의 산림지표 배출량을 측정하였으며, 주요 토양인자들과의 상호 연관성 분석을 통하여 배출 변화 경향과 대기화학적 특성을 분석하였다.
- 이 후에 지표에 설치된 받침 위에 챔버 몸체를 결합한 후 시간에 따른 챔버 내부 농도변화를 측정한다. 이를 위해 챔버 결합 직후부터 일정 시간 간격으로 챔버 내부로부터 일정량의 공기를 채취하여 성분농도를 분석하였다. 한번 설치된 챔버 받침은 측정기간 동안 항상 설치된 상태로 두었다.
- 이상의 연구에서 태화산 일부 지역인 대기오염측정 타워 인근 산림에서 토양 N2O와 CH4 플럭스를 각 계절에 해당하는 월중 측정하고 결과를 분석∙제시하였으며, 산림지역에서의 연간 배출량을 산출하였다. 산출 결과, N2O는 304.
- 측정기간 중 배출량 산출을 위해 채취된 총 1,445개의 기체시료(50 mL/개)를 분석하였고, 매 측정일 챔버 인근에서 채취된 토양시료 25개의 이화학특성(pH, 온도, 수분량, 질소량, 유기물함량)을 분석하였다. 채취한 시료의 분석은 gas chromatography(GC)를 이용하였으며, 표 1에 온실기체 분석에 사용된 GC의 분석조건을 요약하였다. 분석에 사용된 GC는 ECD와 FID를 갖춘 Varian CP-3800 Model로 CH4, CO2, N2O를 동시에 분석할 수 있도록 methanizer가 장착되었다.
- 토양시료 채취시지표면 위의 낙엽층(<1 cm)을 제거하고 약 10~15cm 정도의 깊이로 1일/1회 시료 채취를 수행하였다. 채취한 토양은 수분 손실을 방지하기 위하여 토양 시료 봉투에 담아 밀봉하여 시료 분석 시까지 4℃ 이하냉장 보관을 실시하였다. 시료 중 일부는 토양수분량 및 pH 측정을 위해 분취하여 군산대 대기환경 연구실에서 측정을 수행하였다.
- 측정기간 동안 태화산 학술림의 기체시료 채취와 함께 토양 조절인자 분석을 위해 토양채취기(auger)를 이용하여 배출량 측정 시에 측정 지점 반경 1 m 정도 내외에서 일정량을 채취하였다. 토양시료 채취시지표면 위의 낙엽층(<1 cm)을 제거하고 약 10~15cm 정도의 깊이로 1일/1회 시료 채취를 수행하였다.
- 이 때 챔버로부터 기체시료의 상세한 채취과정과 플럭스챔버의 얼개는 Kim and Na(2013, 2011)에 상세히 기술하였다. 측정기간 중 배출량 산출을 위해 채취된 총 1,445개의 기체시료(50 mL/개)를 분석하였고, 매 측정일 챔버 인근에서 채취된 토양시료 25개의 이화학특성(pH, 온도, 수분량, 질소량, 유기물함량)을 분석하였다. 채취한 시료의 분석은 gas chromatography(GC)를 이용하였으며, 표 1에 온실기체 분석에 사용된 GC의 분석조건을 요약하였다.
- 결과적으로 봄철 1차 측정 시 설치한 받침부분을 제거하지 않았고, 그 이후 여름과 가을철 측정 시에도 몸체만 결합하여 인위적 요인에 따른 지표 변화로 인한 영향을 최소화할 수 있도록 노력하였다. 측정은 우선 계절별 변화를 살펴보기 위해 2012년 5월(봄)과 8월(여름), 9~10월(가을) 중에서 강수일을 피하여 최소한 7일 이상 수행하였다. 하루 중 측정 시간대는 일상적으로 오전 8시 이후부터 오후 6시 직전까지(10시간 정도)로 매 시간 배출량(플럭스) 변화를 조사하기 위해 시간배출량을 산정하였다.
- 실제 측정일은 2012년 5월, 8월, 9월과 10월 동안 총 6회에 걸쳐 25일간 1일 평균 9시간 정도였다. 측정지점에서의 배출량 산정은 동일한 재질과 규격으로 제작된 2개의 플럭스 챔버를 가로 세로 1 m의 공간 내에 이웃하여 설치한 후 동시에 주사기를 사용하여 시료를 채취하고 시간배출량을 산정한 후 평균을 취한 것을 대표치로 사용하여 분석하였다. 이 때 챔버로부터 기체시료의 상세한 채취과정과 플럭스챔버의 얼개는 Kim and Na(2013, 2011)에 상세히 기술하였다.
- 태화산 측정지역의 토양 내 수분함유량을 보다 정확히 측정하기 위해서 gravimetric soil moisture보다는 water-filled pore space (WFPS)를 사용하여 토양수분 변화에 따른 토양 N2O와 CH4 배출량의 변동성을일별, 계절별로 비교분석 하였다. %WFPS는 일정량의 토양이 갖고 있는 전체토양공극부피에 대한 수분으로 채워진 부피의 비율로 다음 식(2)에 의해 산출된다.
- 토양시료 채취시지표면 위의 낙엽층(<1 cm)을 제거하고 약 10~15cm 정도의 깊이로 1일/1회 시료 채취를 수행하였다.
- 이 지점은 타워를 이용한 고도별 대기오염측정기와 토양물리인자 감지센서가 설치된 곳으로 토양온도와 수분 정보를 공유할 수 있어 배출량 분석에 유리하다. 플럭스챔버 설치와 배출량 측정시스템을 운용하기 위한 전력공급, 측정에 필요한 장비 등의 보관 또한 용이하며, 외부인 출입에 따른 지표환경 변화를 방지하기 위해 측정지역 둘레로는 출입을 제한할 수 있도록 하였다.
- 측정은 우선 계절별 변화를 살펴보기 위해 2012년 5월(봄)과 8월(여름), 9~10월(가을) 중에서 강수일을 피하여 최소한 7일 이상 수행하였다. 하루 중 측정 시간대는 일상적으로 오전 8시 이후부터 오후 6시 직전까지(10시간 정도)로 매 시간 배출량(플럭스) 변화를 조사하기 위해 시간배출량을 산정하였다. 실제 측정일은 2012년 5월, 8월, 9월과 10월 동안 총 6회에 걸쳐 25일간 1일 평균 9시간 정도였다.
대상 데이터
- 결과적으로 단기간 제한된 측정자료 수로 계절을 대표하는 데 무리가 따르겠으나 선행연구결과와의 비교를 위해 계절을 대표한다는 가정 하에 태화산 면적 7,960,540 m2에 각 계절평균 배출계수를 적용하여 연간 배출량을 산출하였다. 겨울철의 경우는 이번 측정 조사 자료가 없으므로 겨울철 N2O 및 CH4의 평균 플럭스는 토양온도가 가장 낮았던 봄철 자료를 적용하여 산정하였다. 산정결과 N2O는 304.
- 의 일평균배출량과 측정일 토양 분석 결과의 계절 평균을 제시한 것이다. 봄철(5월)은 8일간(시료 수: 405개) 토양배출량 측정을 수행하였다. 봄철 평균 N2O 배출량은 8.
- 채취한 시료의 분석은 gas chromatography(GC)를 이용하였으며, 표 1에 온실기체 분석에 사용된 GC의 분석조건을 요약하였다. 분석에 사용된 GC는 ECD와 FID를 갖춘 Varian CP-3800 Model로 CH4, CO2, N2O를 동시에 분석할 수 있도록 methanizer가 장착되었다.
- 산림토양배출량 측정지점으로는 대기오염타워에서 ~5미터 반경 내 위치한 산림 내의 지점을 선택하였다. 이 지점은 타워를 이용한 고도별 대기오염측정기와 토양물리인자 감지센서가 설치된 곳으로 토양온도와 수분 정보를 공유할 수 있어 배출량 분석에 유리하다.
- 하루 중 측정 시간대는 일상적으로 오전 8시 이후부터 오후 6시 직전까지(10시간 정도)로 매 시간 배출량(플럭스) 변화를 조사하기 위해 시간배출량을 산정하였다. 실제 측정일은 2012년 5월, 8월, 9월과 10월 동안 총 6회에 걸쳐 25일간 1일 평균 9시간 정도였다. 측정지점에서의 배출량 산정은 동일한 재질과 규격으로 제작된 2개의 플럭스 챔버를 가로 세로 1 m의 공간 내에 이웃하여 설치한 후 동시에 주사기를 사용하여 시료를 채취하고 시간배출량을 산정한 후 평균을 취한 것을 대표치로 사용하여 분석하였다.
- 여름철 측정은 8월 중 9일 간(시료 수: 495개) 수행하였다. 평균 N2O 배출량은 2.
- 측정기간 동안에 총 1,445개의 기체시료와 25개의 토양시료가 분석되었다. N2O, CH4의 계절별 평균 soil flux는 계절에 따라 각 봄(5월) 8.
- 측정지역인 태화산(해발 600 m, 37° 17.488′N, 127° 17.305′E)은 경기도 광주시 도척면에 위치하고 있으며 주로 화강암 지역으로 토양은 대부분 사양토로 되어 있고, 수종은 참나무류, 물푸레나무, 서어나무, 층층나무의 천연림(496 ha)과 잣나무, 낙엽송 밤나무의 인공림(300 ha)으로 구성되어 있다.
이론/모형
- 시료 중 일부는 토양수분량 및 pH 측정을 위해 분취하여 군산대 대기환경 연구실에서 측정을 수행하였다. 주요 토양화학성분은 전북 농업기술연구원에 의뢰하여 분석하였으며, 토양시료 분석방법은 농촌진흥청 토양화학분석법(NIAST, 2000)에 준하여 pH 및 EC는 각각 초자전극법과 전기 전도도법으로 분석하였고, 유기물은 Tyurin법, 치환성 양이온은 유도결합플라즈마분과광도계 (CBC,Interga XL)로 분석하였다.
- 한편 PD는 입자밀도(particle density)를 나타내며, 이번 연구에서는 임업연구원 경기도 산림토양 조사자료를 인용하여 2.48 g cm-3 (Jeong et al., 2002)을 적용하였다.
성능/효과
- 4로 낮게 나타났다. N2O 배출량과 pH 변화는 서로 양의 상관성(봄철, r2=0.1181; 여름철, r2=0.1288; 가을철, r2=0.0106)을 나타내기는 하였으나, 상관관계는 비교적 낮은 것으로 조사되었다. 그러나 태화산 산림토양에서의 토양pH와 CH4 배출은 측정기간 평균 음의 상관성을 보였으며, 가을철 r2=0.
- 56 μg m-2hr-1으로 조사되었다. N2O 배출량은 비교적 강수의 영향이 적었고 토양온도 또한 일정 수준에 머물렀던 봄철 동안의 배출량이 지표온도가 상대적으로 높았지만 비교적 높은 토양수분량을 보였던 여름철보다 높게 나타났다. 여름철 측정기간인 8월에 계절적 특성으로 상대적으로 잦았던 강우로 토양수분이 높았으며, 높은 함수율이 미생물활동을 제한하고 또한 토양의 질소순환과정에 따라 생성된 N2O가 토양층에서 대기로 배출하는 데 역시 방해요인으로 작용한 것이 주요 원인이었을 것으로 사료된다.
- 09 μg m-2hr-1이었다. N2O는 평균적으로 지속적인 토양배출이 나타났지만 배출량은 봄철에 비해 현저히 낮았고 변화 폭도 좁게 나타났다. CH4의 평균배출량 측정 결과 봄철에는 토양흡수가 나타난 데 반해 여름철은 양의 값으로 토양배출이 확인되었다.
- 22%로 유사하게 나타났다. 결과적으로 5월 중 토양[NO3-]/[NH4+]의 평균인 2.7은 8월과 9~10월 평균인 0.3과 0.5보다 매우 높게 나타났다. 또한 봄철 토양에 유용한 N이 보다 풍부하여 토양생산성(productivity 또는 fertility)이 타 계절에 비해 현저히 높았음을 의미하여(Conen and Neftel, 2010) 봄철에 토양에서의 질산화(nitrification)과정이 훨씬 우세하였음을 짐작케 한다.
- 또한 봄철 토양에 유용한 N이 보다 풍부하여 토양생산성(productivity 또는 fertility)이 타 계절에 비해 현저히 높았음을 의미하여(Conen and Neftel, 2010) 봄철에 토양에서의 질산화(nitrification)과정이 훨씬 우세하였음을 짐작케 한다. 그 결과로 봄철 측정기간 동안 토양 내 축적된 질소순환에 관여하는 미생물활동으로 인한 질산화과정에서 생성된 NO와 N2O배출이 타 계절에 비해 높게 나타났을 것으로 판단된다.
- 그러나 이번 태화산의 측정결과는 초지와 농경지에서와는 달리 토양온도와 배출량 사이에서 유의한 상관성을 확인할 수 없었으며, 상대적으로 토양온도가 낮고 건조했던 봄철의 N2O배출(8.3±48.7 μgm-2hr-1)이 토양온도와 수분이 높았던 여름철(2.45±20.11 μg m-2hr-1)과 가을철(-1.35±12.78 μg m-2hr-1) N2O보다 더욱 높게 나타나 주로 토양온도 영향을 받았던 농경지에서의 배출 경향과는 차이가 있었다.
- 그러나 일별 CH4 배출량조사 결과에 따르면 측정기간 9일 중 4일 동안 일평균 -0.88에서 -11.25 μg m-2hr-1 수준의 흡수가 나타나고 있어 지속적인 배출은 아니었으며, 역시 토양수분 등 CH4 생성과 관련된 토양환경인자 변화가 배출결과에 주요한 역할을 하는 것으로 사료된다.
- 0106)을 나타내기는 하였으나, 상관관계는 비교적 낮은 것으로 조사되었다. 그러나 태화산 산림토양에서의 토양pH와 CH4 배출은 측정기간 평균 음의 상관성을 보였으며, 가을철 r2=0.0504을 제외하면 봄철에 r2=0.5565와 여름철 r2=0.2095로 NO와 N2O에 비해 상관성이 높았다. 음의 상관은 토양의 pH가 낮아질수록 CH4 흡수가 증가하게 됨을 의미하며, 이미 산림토양이 CH4의 흡원임을 보고한 선행연구 (Lemer and Roger,2001; Smith et al.
- 배출변화와 %WFPS와의 관계를 계절별로 도시한 것이다. 봄과 여름 측정기간 토양 N2O의 지표배출이 나타났으며, 상대적으로 토양온도는 낮았지만 건조한 기상상태로 %WFPS가 21%로 낮았던 봄철의 N2O 배출이 현저히 높게(여름철 8월의 ~3배) 나타났다. 반면에 %WFPS가 평균 46% 이상으로 높았던 가을(9, 10월)에는 흡수가 나타나 봄철 배출 양상과는 대조를 보였다.
- 대기 중 CH4의 주요 흡원(sink)으로는 대기 중에 존재하는 수산화기(OH radical)와의 반응에 의한 것과 지표산화과정에 따른 토양흡수(soil uptake)에 의한 것으로 보고되었다(Bartlett and Harris, 1993). 봄철측정결과 CH4 flux가 음의 값으로 나타났으며, 토양수분을 보면 5월 중 토양수분(평균 21.1 %WFPS)이 다른 계절(여름과 가을은 각각 41.5 %WFPS, 46.8%WFPS)에 비해 현저히 낮은 것으로 확인 되었다(그림 3). 결과적으로 계절특성에 따른 건조한 기상조건이 봄철 표토 층의 경우 다른 계절에 비해 상대적으로 호기조건이 오래 지속되었고 혐기상태에서의 발생(production)보다는 표층 산화(aeration oxidation)에 의한 소비(consumption)가 상대적으로 높게 나타난 때문으로 사료된다.
- 플럭스를 각 계절에 해당하는 월중 측정하고 결과를 분석∙제시하였으며, 산림지역에서의 연간 배출량을 산출하였다. 산출 결과, N2O는 304.4 kg yr-1으로 산림토양에서 배출되고, CH4은 -131.02 kg yr-1으로 토양으로의 흡수(soil uptake)가 일어나는 것으로 조사되었다. 이는 지리적 조건이 유사한 산림에서의 해외 선행연구와의 비교결과 해당 기체들의 지표배출 범위에서는 변동치로 인해 일부 차이가 있었으나 평균배출량은 유사한 범위 내에서 나타났다
- 5보다 낮아 타 지역 산림토양에 비해 강한 산성도를 보였다. 수분에 따른 기체배출량의 계절적 변화에서는 %WFPS가 높아질수록 토양배출이 감소되거나 음의 값을 나타내었다.
- 반면에 %WFPS가 평균 46% 이상으로 높았던 가을(9, 10월)에는 흡수가 나타나 봄철 배출 양상과는 대조를 보였다. 이번 측정결과에서 토양온도가 높을수록 N2O 배출의 중가 경향은 보이지 않았으며, 봄철 높은 N2O 배출 원인으로는 비교적 건조했던 호기성 토양환경에서 미생물에 의한 chemoautotrophs에 따른 nitrification과정의 부산물로서 주로 N2O 배출 증대에 관여했을 것으로 추정된다(Warneck, 2000). 토양 CH4의 경우는 %WFPS가 가장 낮았던 봄철(평균 21%)과 가장 높았던 가을철(평균 47%)에 평균적으로 토양 흡수가 나타났고, WFPS가 약 40% 수준이며 토양온도가 타 계절에 비해 평균 6~7℃ 가량 높았던 여름철에는 미약하지만 배출로 전환되었다.
- 12 kg-CH4 ha-1yr-1)으로 조사되었다. 이번 측정으로 태화산 산림토양은 평균적으로 N2O배출과 동시에 CH4은 흡수하는 것으로 해외선행연구 결과와 일치하였다. 그러나 이 결과는 측정기간 전체 평균에 해당한 것이며, 1일 측정의 경우는 모든 기체배출량의 측정범위(표 2)에서 보였듯이 +/-를 포함하고 그 변화 폭도 크게 나타났다.
- 조사지역인 태화산 산림토양의 평균산성도는 5월 pH 4.36±0.1, 8월 pH 4.47±0.1, 9월 pH 4.40±0.12으로 국내 산림토양 평균 pH 5.5보다 낮아 타 지역 산림토양에 비해 강한 산성도를 보였다.
- 측정기간 동안 채취된 토양시료들은 모두 산성을 띠었으며, 그 범위는 pH 4.2~4.6(평균 pH 4.41±0.11) 사이의 값으로 나타났다(그림 4).
- 측정기간 동안의 WFPS는 봄 18.4~24.07% (평균21.05±2.27%WFPS), 여름 26.56~68.71% (평균 41.51±16.02%WFPS), 가을 31.9~55.93% (평균 46.84±7.23%WFPS)의 수분변화를 보였다.
- 측정기간 전체에서의 평균배출량은 N2O는 3.11±16.26 μg m-2hr-1 (0.27 kg-N2O ha-1yr-1), 그리고 CH4은 -1.36±11.3 μg m-2hr-1 (-0.12 kg-CH4 ha-1yr-1)으로 조사되었다.
- 이번 측정결과에서 토양온도가 높을수록 N2O 배출의 중가 경향은 보이지 않았으며, 봄철 높은 N2O 배출 원인으로는 비교적 건조했던 호기성 토양환경에서 미생물에 의한 chemoautotrophs에 따른 nitrification과정의 부산물로서 주로 N2O 배출 증대에 관여했을 것으로 추정된다(Warneck, 2000). 토양 CH4의 경우는 %WFPS가 가장 낮았던 봄철(평균 21%)과 가장 높았던 가을철(평균 47%)에 평균적으로 토양 흡수가 나타났고, WFPS가 약 40% 수준이며 토양온도가 타 계절에 비해 평균 6~7℃ 가량 높았던 여름철에는 미약하지만 배출로 전환되었다. 이러한 여름철에 토양 CH4 배출로의 전환은 8월 측정기간 강수로 인해적절한 수준의 수분과 함께 평균 23℃ (봄과 가을의 평균 토양온도인 15℃와 16℃보다 7~8℃ 가량 높았음)의 토양환경이 유지될 수 있어서 CH4 배출을 촉진시켰을 것으로 판단된다.
후속연구
- 9월과 10월의 가을철 측정 기간 동안에도 잦은 태풍의 영향으로 강수일이 많아 토양수분량이 여름철 수준보다 높게 나타났다. 결과적으로 이러한 기상변화 요인(여름철인 8월에서보다 상대적으로 강수가 잦았던 가을철의 9월의 강수 영향)이 측정기간 동안 산림토양 기체배출에 미친 영향력이 높아서, 토양온도에 따른 일반적 배출경향과는 달리, 토양온도와의 직접적인 상관성을 확인할 수 없었다고 사료된다.
- CH4배출에 있어 토양의 역할은 CH4 생성(production)과 소비(consumption) 사이의 균형에 따라 결정되며, 토양수분 증가는 생성조건을 높일 수 있지만 과다한 수분으로 토양 내 CH4 확산능이 낮아지고 지표배출이 방해받게 된다. 결과적으로 지표의 호기성토양 접촉에 의한 산화와 더불어 토양흡수에 기여하는 요소로 작용될 수 있을 것이다. 수분 이외에도 미생물활동에 관여하는 토양온도, pH에 의한 영향도 있어 향후 복합적인 영향이 고려되어야 할 것이다.
- 그러나 배출된 성분량은 지표층 대기 농도분포에 영향을미치고 대기화학 특성에 따른 대기질 변화를 초래할 수 있어 배출경향에 따른 지역 대기질 변화를 이해하기 위한 감시(monitoring)가 필요하다. 배출량감시는 기후변화와 대기질을 동시관리 하여 효율성을 높이는 대기질-기후변화 통합관리(Melamed et al., 2011)에 기초자료로서 활용될 수 있을 것이다. 한편 지구규모에서 질소 자연배출이 인위적 배출에 상당하는 정도임에도 불구하고(IPCC, 2006; Warneck, 2000), 지역 오존생성과 기후변화에 기여하는 토양배출 NO와 N2O에 대한 조사연구 또한 상대적으로 매우 부족한 실정이다(Kim and Kim, 2002; Papen and Butterbach-Bahl, 2000).
- 결과적으로 지표의 호기성토양 접촉에 의한 산화와 더불어 토양흡수에 기여하는 요소로 작용될 수 있을 것이다. 수분 이외에도 미생물활동에 관여하는 토양온도, pH에 의한 영향도 있어 향후 복합적인 영향이 고려되어야 할 것이다.
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