농촌지도사, 농업연구사, 농업직 시험대비 - 토양학 핵심 요약 12. 토양침식

제 12 장 토양 침식

 

** 주요 학습 내용

1. 수식의 기구에 대한 이해

2. 토양침식에 영향을 끼치는 인자에 대한 이해

3. 토양침식 방지책에 대한 이해

1. 토양침식 

토양침식이란 물이나 바람에 의하여 표토의 일부분이 원래의 위치에서 분리되어 다른 곳으로 이동되어 유실되는 현상을 말한다. 따라서 토양침식이 심하면 비옥한 포토가 없어지고 척박한 심토나 모재층 또는 암반이 표면으로 노출되기 때문에 토양은 그 가치를 잃게 된다. 침식을 받은 토양은 작부체계의 적절한 조절이나, 토양피복을 통하여 가급적 장마철에 토양의 표면노출을 줄이거나 방풍림을 조성하여 바람의 강도를 줄이는 등 토양침식을 방지할 수 있도록 토양보본책을 강구하여야 한다.

** 참 고

토양의 생성속도가 침식속도와 비슷하거나 빠른 경우를 자연침식 또는 정상침식이라 하고, 토양의 생성속도보다 침식속도가 빠른 경우는 가속침식 또는 이상침식이라 한다

 

1. 침식의 종류

토양침식에는 크게 나누어 물에 의한 수식과 바람에 의한 풍식이 있는데, 일반적으로 풍식에 비하여 수식이 더욱 광범위하고 그 정도도 매우 크다

1) 수식의 종류

수식에 의하여 산은 점점 고도가 낮아져서 평지로 되어가고 이들의 수식물들이 낮은 지대에 쌓여 평야지, 고원, 삼각주 등을 형성하게 된다.

① 우식 - 빗물에 의한 토양침식으로써, 경사지의 표층토양은 빗물에 의해 씻겨 비교적 엉성 한 모래와 자갈만이 남게 되는데, 이와 같은 빗물에 의한 침식을 우식이라고 한다.

② 유수침식 - 물이 흐르면서 자갈이나 바위조각을 운반하며 암석을 깍아내고 부스러뜨리는 작용으로 흐르는 물에 의한 삭마작용을 유수침식이라 한다

③ 빙식작용 - 빙하이동의 압력으로 인하여 삭마․분쇄되는 작용으로 빙하에 의한 삭마작용 을 빙식작용이라 한다

** 참 고

우흔 - 공중에서 낙하는 빗방울은 피죠의 암석을 분쇄하는 작용이 매우 미약하지만, 이것이 오래 계속되면 마침내 암석이 깎이고 만다. 건조지방에서 점판암의 표 면에 오랜 시간에 걸쳐 빗방울이 떨어지면 자국이 생기는데, 이 자국을 雨痕 (rain drop)이라고 한다.

2) 수식의 기구

토양침식이 일어나는 데는 두가지 조건, 즉 ① 토양분산, ② 지표유수의 양 및 속도가 중요하다. 토양분산이 없으면 지표에 흐르는 물에 의해 토양이 침식되지 않고, 또한 토양이 분산되었다 하더라도 흐르는 물이 없을 경우에는 침식이 일어나지 않는다.

① 입단파괴침식 (puddle erosion)

ⅰ) 우세가 강할 경우 토양은 빗방울의 타격에 의해 입단이 파괴되어 일차입자로까지 분해 되며, 분산된 토립은 유수에 의하여 흘러내리게 되는데, 이것을 입단파괴침식이라고 하 며, 유적침식이라고도 한다.

ⅱ) 분산된 토립은 토양 중의 공극을 메우기도 하고 삼투수와 함께 하층으로 삼투될 때 토 양공극을 메우게 되므로 빗물의 삼투를 방해하고, 유수의 양을 더욱 증가시켜 침식을 촉진한다.

② 비옥도침식 (fertility erosion0

- 분산된 토립은 식물에 필요한 양분을 간직하고 있어 유수에 의해 침식될때에는 이러한 양분도 없어지게 되며, 가용성염류나 토양유기물도 같이 씻겨 내려가므로 이와 같은 침식 을 비옥도침식이라고 하며, 표면침식이라고도 한다.

③ 우곡침식 (rill erosion)

- 지표면에 내린 빗물은 지형에 따라 깊은 곳으로 모여 흐르게 되므로 작은 도랑을 만들 게된다. 이와 같이 빗물이 모여 작은 골짜기를 만들면서 토양을 침식하는 것을 우곡침식 이라고 하며, 세류상침식이라고도 한다. 이 우곡은 비가 올 때에만 물이 흐르는 골짜기 가 된다.

④ 계곡침식 (gully erosion)

- 상부지역으로부터 물의 양이 늘어 흐를 때에는 큰 도랑이 될 만큼 침식이 대단히 심하 고 때로는 지형을 변화시키는 경우가 있는데, 이를 계곡침식이라고 하며, 구상침식이라 고도 한다. 水蝕 중에서 침식정도가 가장 큰 상태이다.

⑤ 평면침식 (sheet erosion)

- 빗물이 지표면에서 어느 한곳으로 몰리지 않고 전면으로 고르게 씻어 흐르면서 발생하는 침식작용을 평면침식이라고 하며, 면상침식이라고도 한다.

**보충정리

일반적으로 면상침식이나 세류상침식을 받은 농경지는 경운작업에 큰 지장은 없으나 구상침식작용을 받은 경지는 농기계의 접근이 어렵고 농경지로서의 가치가 거의 상실 되는 경우가 많다.

3) 풍식작용

바람은 모래나 가벼운 풍화물질을 날리며, 이것이 암석에 부딪쳤을 때 그 표면이 깎이고 부스러진다. 이와 같이 바람에 의해 암석이 삭마되는 현상을 풍식이라고 한다. 풍식은 땅으로부터 비옥한 토양을 앗아감은 물론 작물을 송두리채 날아가게 하며 뿌리를 노출시켜 말라죽게 하거나 혹은 날아온 모래나 토양입자들이 작물을 덮어 수확을 못하게 하는 등 심각한 파괴효과를 나타낼 때도 있다.

① 풍식은 특히 건조 또는 반건조지방의 평원에서 일어나기 쉽지만, 온대습윤기후 하에서도 일어나는 경우가 있다.

② 우리나라에서는 해안의 모래바닥, 특히 동해안과 제주도에서 잘 일어난다

** 보충정리

풍식에 관여하는 인자는 풍속과 토양 내 수분함량으로, 풍속이 강하고, 토양 내 수분함 량이 적은 곳에서 발생한다

 

[ 풍속과 운반되는 토립의 크기 ]

 

 

 

2. 토양침식에 영향을 끼치는 인자

1) 지형 - 경사장과 경사도

① 경사도가 클수록 유거수의 유속이 빨라지기 때문에 토양침식이 많이 일어난다.

② 경사면이 길거나 넓은 곳은 한 곳으로 집중되는 유거수의 양이 많아지기 때문에 토양의 침식량도 많아진다.

③ 경사가 그리 심하지 않은 곳이라 하더라도 넓은 사면에서는 지표면의 유거수가 집중되어 비교적 침식이 커진다.

**참 고

이론적으로 흐르는 물 속에 있는 개개 입자의 중량은 유속의 6승배에 비례해서 변한다. 따라서 유속이 2배로 되면 64배나 더 무거운 입자를 이동시킬 수 있다. 또한 유 거수가 이동시킬 수 있는 물량은 속도의 5승에 비례한다. 유속이 2배로 되면 32배량 의 물질을 더 옮길 수 있다.

  2) 기상조건

토양침식에 가장 큰 영향을 끼치는 인자는 기상적 조건이며, 그 중에서도 특히 물에 의한 침식이며, 수식은 주로 강우에 의해 이루어지고 있으며, 강우는 그 양보다 강도가 문제되는 때가 많다. 강우량이 많다고 하여도 연중 고르게 분포된다면 토양침식에 큰 영향이 없지만 작은 강우량이라도 집중적으로 오면 침식력이 매우 커지게 된다.

① 우리나라의 평균강우량은 1,159mm나 되어 일반적으로 강우량과 강우강도가 가장 큰 7월에 토양유실량이 가장 많다.

② 토양침식이 일어나는 우세의 한계로서 이제까지의 관찰에 의하면 10분간에 2∼3mm 이상의 세기로 강우가 있을 경우 나지에 있어서 토양유실이 시작되는 것으로 보고 있다.

③ 중점토양에서는 약한 강우에도 물이 토양으로 침투되지 않으므로 침식이 잘 일어난다.

④ 강우의 계절적 분포경향도 토양침식에 큰 영향을 준다. 농경지가 작물로 피복되어 있는 계절 의 강우는 피복물이 강우강도의 영향을 감소기켜 주기 때문에 침식력이 약하다.

3) 토양성질

토양의 여러 가지 성질 중 토양침식에 가장 큰 영향을 주는 특성은 빗물에 대한 토양의 투수능력과 강우나 유거수에 분산되지 않는 토양구조의 안정성이다. 그러나 이들 두 특성은 다른 여러 가지의 특성과 서로 관련되어 있기 때문에 결국 거의 모든 물리적 성질이 토양침식에 관련되는 것이다.

① 투수력 - 투수성은 자유롭게 물을 통과시킬 수 있는 공극량, 즉 비모세관곡극량의 지배를 받으며, 이러한 성질이 클수록 토양침식에 안정적이다.

ⅰ) 투수력이 큰 경우 : 입자가 클수록

비모세관공극량이 많을수록

유기물함량이 많을수록

토심이 깊을수록

팽창형점토가 적을수록 투수력이 크다

ⅱ) 투수력이 작은 경우 : 토층단면 내에 불투수층이 있거나

지표면에 피막이 생기는 경우는 투수력이 작다.

② 분산성 - 물에 의한 토양의 분산작용이나 운반작용은 토양에 따라 차이가 있으며, 안정된 입단, 즉 내수성입단을 형성하고 있는 토양이나 식물 뿌리가 짜임새 있게 분포되 어 있는 토양은 이들 작용에 대한 저항성이 크다. 그러므로, 분산작용에 대해 저 항성이 큰 토양은 유거수량에 비하여 토양의 유실량이 적다.

☞ 내수성입단을 형성하려면 : 수산화철이나 수산화알루미늄이 많고

1가 양이온보다는 2가 양이온이 많고

유기물 함량이 많고

석회시용량이 많아야 한다

4) 토양의 수식성 지표 (Middleton의 분산율 ; DR)

토양을 순수로 20회 진탕했을 때 분산되는 0.05mm 이하의 입자량을 같은 토양이 갖는 0.005mm의 입자총량에 대한 백분비로 계산하여 분산율(DR)을 구하였다.

① 미국은 DR 5.2∼15.1은 내식성 토양이며, DR 60 까지 수식성 토양이라 하고 있다

② 또한 Middleton은 토양의 수분당량으로 교질함량을 나누고 이 값으로 다시 분산율을 나누어 침식률을 산출하였다.

 

 

③ 미국에서는 ER 2.2∼12.2인 토양은 내식성 토양이고, ER 12.4∼65.2인 토양은 침식을 받기 쉽다고 한다.

5) 식물생육

식물이 지표면을 덮으면 입단을 보호하고, 유거수의 속도를 약화시켜 토양침식을 방지하며, 식물의 뿌리는 투수성을 좋게하고 유거수에 의한 토양입자를 걸러내는 효과도 있다

① 침식을 줄일 수 있는 정도는 작물의 종류에 따라 다르다. 보리나 밀과 같이 토양피복도가 좋은 작물은 토양보전효과가 크지만 옥수수와 같이 키가 크고 밀집정도가 낮아 토양피복도 가 떨어지는 작물의 토양보전효과는 비교적 낮은 편이다.

② 항시 지면이 피복되어 있는 목초지는 토양유실량이 가장 적으며 지면의 피복정도가 좋은 고 구마-보리의 작부체계도 토양유실량과 물 유출량이 적어 토양보전을 위한 좋은 작부형식이 될 수 있다.

[ 작부체계별 토양유실량과 물유실량 ]

 

 

 

3. 토양침식의 방지책

1) 지표면의 피복

① 부초법 실시하여 토양피복식물을 심어 지표면이 노출되지 않게 한다

② 토양이 건조되기 전에 耕起하거나 中耕한다

③ 적당한 작물끼리 간작한다. 예를 들어 맥간 대두 간작, 옥수수ㆍ콩ㆍ풋거름 콩의 간혼작, 또는 과수원에의 목초도입 등을 실시한다

④ 적절한 작부체계를 세운다

⑤ 유기물 시용 시 탄질률이 높은 것이 유리하다

⑥ 침식방지 작물로는 목초, 호밀 등이 유리하다

⑦ 유기물을 적게 남기는 작물은 침식을 막는 힘이 약하다. 예를 들어 콩ㆍ옥수수ㆍ감자ㆍ 담배ㆍ과수ㆍ목화ㆍ사탕무우ㆍ채소 등은 침식방지력이 약하다

** 참 고

식물체 별 토양침식 방식율

① 영년생 목초 : 90∼100%

② 콩ㆍ고구마ㆍ양배추ㆍ감자ㆍ밭벼 등 : 80∼90%

③ 귀리ㆍ레드클로버ㆍ풋베기옥수수ㆍ메밀 등 : 70∼80%

④ 무ㆍ옥수수 등 : 50∼70%

⑤ 밀 : 30∼50%

⑥ 유채 : 0∼30%

2) 토양개량

① 비모세관공극을 늘려 투수력을 크게하고 내수성입단을 조성해야 토양침식을 방지할 수 있다

② 토양 유기물 함량을 늘린다. 유기물 시용할 때는 완숙퇴비보다 미숙퇴비가 유리하며, 탄질 률이 높은 유기물이 침식방지에 유리하다

③ 크릴리움(krillimu)이나 acryl soil 같은 토양개량제 등을 사용하여 내수성입단을 조성한다.

3) 경사지 경작법

경사지 토양의 침식방지에는 목초재배가 가장 효과적이며, 침식방지 목적이 아니라 경작을 위 해서는 경사도에 따라 다음과 같은 방법을 이용한다.

① 등고선재배법 - 경사도 5。 이하에서 실시하며, 경사방향과 직각으로 이랑을 만들어 재배한다.

② 등고선대상경작법 - 경사도 5。∼15。에서 실시하며, 초생대와 재배식물을 일정한 간격으 로 배치하여 재배한다.

③ 승수구설치재배법 - 경사도 5。∼15。에서 실시하며, 유거수가 흐를 수 있는 도랑과 재배 식물을 일정한 간격으로 재배한다. 토양보전효과가 크고 재배면적이 넓으므로 등고선대상재배에 비해 침식방지에 유리하다.

④ 계단식 경작법 - 15。 이상의 경사도에서 실시하여, 토양유실은 거의 없지만 노력과 비용 이 많이 들어 특별한 경우에만 실시한다

 


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