제1장. 토양과 작물생육 강 성 수 농촌진흥청, 국립농업과학원, 농업환경부, 토양비료관리과, 토양화학연구실

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1 제1장. 토양과 작물생육 강 성 수 농촌진흥청, 국립농업과학원, 농업환경부, 토양비료관리과, 토양화학연구실
제1장. 토양과 작물생육 강 성 수 농촌진흥청, 국립농업과학원, 농업환경부, 토양비료관리과, 토양화학연구실

2 1장. 우리 주위의 토양 1.1 생태계에서 토양의 기능 1.2 식물 생장의 배지 1.3 수분 공급 조절 1.4 재순환 기능
1.1 생태계에서 토양의 기능 1.2 식물 생장의 배지 1.3 수분 공급 조절 1.4 재순환 기능 1.5 대기와 토양간 상호작용 1.6 토양생물의 서식지 1.7 건축 자재 (토목) 1.8 환경적 공유영역으로서의 토양권 1.9 자연체로서의 토양 1.10 토양단면과 토양층위 1.11 표토와 심토 1.12 토양 : 공기, 광물질, 수분, 생명의 상호작용 공간 1.13 토양 광물질(무기물) 구성 1.14 토양 유기물

3 지구-우리의 유일한 집 지구 - 생명을 지속케 하는 공기, 생명, 그리고 토양 인간활동으로 인한 지구환경 감퇴
대기 성층권에서 오존층의 파괴 ⇒ 자외선 조사 위험 증가, 온실가스 이산화탄소와 메탄의 농도 증가⇒지구온난화 진행. 열대우림, 식물과 동물 종의 상당한 양이 전례가 없는 속도로 사라지고 있음. 지하수는 많은 지역에서 오염되고 있고 또한 고갈되고 있음. 식량을 생산할 토양의 능력은 퇴화됨에도 불구하고 식량을 필요로 하는 사람 수는 증가하고 있음.

4 지구에서 토양의 역할 오존고갈과 지구온난화에서 열대우림 파괴와 수질 오염까지 세계의 생태계는 토양에서 이루어지는 과정에 의해 폭넓게 영향을 받음. 식물생태계, 동물군락과 사회를 지탱하는 토지의 용량 결정. 식량(인구증가), 섬유(옷…), 목재(종이…), 에너지작물 토양의 역할에 대한 인식 도시화로 인한 토양과의 직접적 접촉의 감소로 사람의 번영과 생존을 토양에 의지하고 있다는 인식을 놓치고 있음. 앞으로 우리가 토양에 의존하는 정도는 감소되지 않고 증가될 것임. 환경보호와 식량 생산을 만족시키는 토양관리기술 필요

5 토양 – 재생 가능한 물질 생산 옥수수전분 => 생분해성 플라스틱 플라스틱 백, 땅콩 포장재 등 콩, 유지류
콩 => 바이오디젤 콩 => 비독성 잉크 인간이 토양에 의존하는 정도는 감소되지 않고 증가될 것임

6 토양의 여러 기능 – 6가지 주요 생태학적 역할 3 양분과 유기폐기물 재순환계 1 식물 생육 배지 5 대기 Modifier 4
식물 생육 배지 5 대기 Modifier 4 토양생물 서식처 2 수분공급과 정화 시스템 6 공학 기반

7 식물뿌리간 경쟁이 생태계 내 다양한 식물종의 공존의 결정에 큰 역할을 함.
1.2 식물생육 배지 식물뿌리간 경쟁이 생태계 내 다양한 식물종의 공존의 결정에 큰 역할을 함. 물리적 지지 공기 물 온도완충 독소로부터 보호 양분공급

8 물리적 지지 습하고 얕은 토양에서 뿌리가 깊게 뻗지 못해 폭풍에 견디지 못하고 쓰러짐.

9 공기 식물뿌리는 호흡을 통해 에너지를 얻음 통기(Ventilation) 산소소비, 이산화탄소 발생
이산화탄소를 보내고 신선한 산소를 뿌리에 공급 토양공극 네트웍을 통해 이루어짐

10 물 비를 흡수 보유하여 식물뿌리에 공급 식물은 태양광에 노출된 잎을 식히고 양분이동, 팽압유지, 광합성을 위해 물이 지속적으로 필요함. 식물체는 물이 지속적으로 필요하나 대부분의 지역에서 비는 가끔 내려 토양의 물 보유력이 식물 생존에 중요함. 토심이 깊은 토양은 비가 내리지 않은 장기간 동안에도 식물생육에 필요한 물 저장 가능. 동 아프리카 사바나에 아카시아 나무아래 쉬는 코끼리 가족 (비가 5개월동안 내리지 않음, 초본은 마르고 뿌리깊은 나무는 푸름)

11 온도완충 토양의 단열 성질 예) 정오 나지토양표면 – 35 또는 40⁰C 초과  대부분의 뿌리생육에 치명적
뜨겁고 추운 양극단의 온도에서 뿌리 보호 예) 정오 나지토양표면 – 35 또는 40⁰C 초과  대부분의 뿌리생육에 치명적 몇 센티미터 깊이 이하 - 10⁰C 온도감소  대부분의 뿌리 정상생육 가능

12 독소로부터 보호 토양 중 식물독성(Phytotoxic) 물질의 유래 토양의 독성물질로부터 식물보호 기작
인간활동, 식물뿌리, 미생물, 자연적 화학반응 토양의 독성물질로부터 식물보호 기작 통기 유기독소의 분해 또는 흡착 독소생산 유기체 생육 억제 미생물  유기성 생육 촉진화합물 생산

13 양분공급 C.B. HOPKiNS CaFé Closed Monday Morning and Night
See You Zoon, the Mg 다량원소 : 상대적으로 다량으로 필요 (식물체 건물중의 0.1% 이상 존재) 미량원소 : 상대적으로 미량으로 필요 (식물체 건물중 <0.1%) 대부분 대기, 물 대부분 토양 고상 토양고상 탄소(CO2) 수소(H2O) 산소(O2, H2O) 양이온 칼슘(Ca2+) 마그네슘(Mg2+) 질소(NH4+) 칼륨(K+) 음이온 질소(NO3-) 인(H2PO4-, HPO42-) 황(SO42-) 규소(H4SiO4, H3SiO4)b 구리(Cu2+) 코발트(Co2+)b 철(Fe2+) 망간(Mn2+) 니켈(Ni2+) 나트륨(Na+)b 아연(Zn2+) 붕소(H3BO3, H4BO4-) 염소(Cl-) 몰리브덴(MoO42-) bQuazi-essential 원소 : 규소 – diatoms, Equisetaceae 속, 코발트 – Leguminoseae 나트륨 – C4식물(주로 열대초본류)

14 동물이 흙을 먹는다 동물은 보통 식물을 먹어 간접적으로 무기양분을 얻는다.
특정환경에서는 직접 토양을 소화하여 무기양분을 취하기도 한다. 염소(Glacier National Park)가 자연 salt lick을 찾아 토양으로부터 직접적으로 필요한 무기성분을 섭취하고 있다.

15 저녁으로 흙은 어떤가요? 많은 사람들이 규칙적으로 20~100g의 흙을 매일 먹는다.
Geophagy(“soil eating”) : 태국, 터키, 알라바마, 우간다 등 먹는 토양 개미둥지 고결된 점토, 강둑 백색토양, 심층 흑점토 칼슘이 풍부한 토양, 철이 풍부한 적색토, 점토가 많은 토양 특이하게, 동물과 달리 염을 먹는 사람은 거의 없다. 장점 - 무기양분 공급 - 독성물질의 무독화 - 위통 감소 - 기근시 생존 - 심리적 위안 단점 - 기생충 감염 - 납중독 - 무기양분 불균형 Clay bar (우간다)

16 1.3. 수분공급과 정화시스템 (Regulator of Water Supplies)
○ 우리는 강, 호수, 지하대수층의 수질과 유량에 관심이 많음. ⇒ 낚시, 수영, 음용수 등 물의 가치를 위협하는 오염을 방지하기 위해 정부와 시민들은 어디에서든 노력하고 있다. ○ 수질 향상 방법의 발전를 위해, 우리는 거의 모든 물방울들 (강, 호수, 강 하구, 대수층의 모든 물들)이 토양을 통하여 흐르거나 토양 표면위로 흘러간다는 것을 인식해야만 한다.

17 ⇒ 토양의 윗층을 통하여 스며듦 - 불순물을 제거하고
○ 강주변 언덕(구릉지)에 내리는 폭우를 상상해 보라 - 비 ⇒ 토양으로 침투 ⇒ 토양의 수분저장 ⇒ 나무와 식물이 수분이용 - 비 ⇒ 토양층을 통하여 지하수로 스며 듦 ⇒ 수개월 수년 후, 결국 강으로 흘러감 - 만약 물이 오염되었다면 ⇒ 토양의 윗층을 통하여 스며듦 - 불순물을 제거하고 잠재적으로 질병을 유발할 수 있는 병원체를 사멸하는 토양의 작용으로 물이 정화됨. Fig. 1.7   Blue Ridge foothills을 덮고 있는 토양의 상태는 Virginia의 James 강으로 흘러 들어가는 물의 양과 질에 큰 영향을 줌.

18 ○ 토양층이 얇거나 물이 투과할 수 없다면 대부분의 비는 토양을 통과 못함.
- Hillside의 토양표면을 유거하고, 표토와 잔해물들이 휩쓸려 가속화되어 강으로 한번에 급격히 유입될 것이다. - 흙탕물의 파괴적이고 돌발적인 범람이 야기될 것이다. ○ 유역 내 토양의 특성과 관리는 물이 수계로 유입되는 양과 정화에 영향을 미치는 주요인. Footslope : 산록경사지, Hillside : 구릉경사지

19 1.4. 양분과 유기폐기물 재순환계 (Recycler of raw materials)
▩ 토양의 재순환 기능이 없다면 이 세계는 어떻게 될 것인가? ○ 양분의 재이용이 없었다면 - 식물과 동물은 오래 전에 양분공급이 소진되었을 것이다. - 이 세계는 식물과 동물의 쓰레기들과 사체가 수백미터 높이로 쌓인 층이 생겼을 것이다. ⇒ 분명히, 재순환은 생태계(산림, 농지, 도시) 유지를 위한 결정적인 과정. ○ 토양시스템은 주요 지구화학적 순환계의 중추적 역할 - 유기성 폐기물의 상당량을 동화하는 능력을 갖음. ㆍ 유기성 폐기물을 유용한 humus로 전환시키는 것 ㆍ 폐기물의 무기양분을 식물이나 동물이 이용할 수 있는 형태로 전환 ㆍ 탄소를 CO2형태로 대기 중으로 되돌려 줌 – 대기의 탄소는 식물광합성을 통하여 살아있는 유기생명체의 일부분이 될 것임. ○ 어떤 토양은 토양유기물 형태로 많은 양의 탄소를 축적 ⇒ 그럼으로서 토양은 온실효과와 같은 지구기후변화에 큰 영향을 미침.

20 1.5. Modifier of the atmosphere
▩ 토양은 많은 경로를 통하여 지구의 대기와 상호작용한다. ○ 토양이 건조하고, 구조발달이 약하고, 나지상태인 곳 - 토양입자가 바람에 날림 ⇒ 대기중으로 다량의 먼지가 날아감(황사) ⇒ 시야 감소, 더러운 공기를 호흡-유해물질 체내 흡수, 대기와 지구의 온도가 변화됨. ○ 수분이 적당하고, 식생이 잘 번성하고, 구조가 발달된 토양 - 위와 같이 먼지가 가득한 대기가 되는 것이 방지됨. ○ 토양수분의 증발은 대기 수증기의 주요 공급원 - 토양수분은 대기의 온도와 조성, 날씨의 유형을 변화시킴. ○ 토양은 대기와 상호작용함 - 즉, 토양은 산소, 그리고 메탄과 같은 다른 가스들을 흡수하고, 반면에 이산화탄소와 아산화질소와 같은 가스를 방출함. ⇒ 이러한 토양과 대기 사이의 가스교환은 대기의 조성과 지구온난화에 큰 영향을 미침. Modifier : 수식어 한정어

21 1.6. Habitat for soil organisms
○ 우리가 생태계를 보호하는 것에 대해 말할 때 - 대부분의 사람들은 야생동물이 많은 오래된 울창한 산림 또는 굴양식장과 어장이 있는 체사피크만과 같은 강 하구를 떠올림 - 아마도 이 책을 한번 읽는다면, 누군가 생태계를 말할 때 당신은 한 움큼의 흙을 떠올릴 것이다. - 토양은 부서진 바위와 사체잔해가 단순히 쌓여 있는 것이 아니다. - 한 움큼의 흙은 수천 종에 속하는 수십억 유기생명체의 집일 것이다. - 이 흙이 작은 양일지라도 여기에는 포식자, 먹이, 생산자, 소비자, 기생자가 있을 것이다. Fig.1.8  - 토양은 크든 작든 다양한 종류의 생명체에게 집과 같은 곳이다. 여기서 상대적으로 큰 포식자인 지네는 다음 식사를 위해 사냥을 한다. 이 식사의 대상은 죽은 식물 잔해를 먹는 많은 작은 동물들 중 하나가 될 것이다.

22 ○ 이렇게 작은 공간에서 어떻게 이런 다양한 생명체가 살며
상호작용하는 것이 가능한 것인가? ⇒ 하나의 설명은 uniform해 보이는 토양조차 거대한 범위의 생태적 지위를 가진 서식지라는 것이다. - 토양의 일부 공극은 물로 포화되어 회충, 규조류, 담륜충과 같은 swim organism이 살 수 있다. - 작은 곤충과 진드기류는 습윤한 공기로 가득 찬 대공극에 살 것이다. - 서로 다른 지역들은 썩은 유기물질이 생성됨; 어떤 장소는 산도가 높아질 것이고 또 어떤 지역은 염기성이 높아질 것이다. - 온도 또한 폭넓게 변화한다. ○ 토양은 지구의 유전적 다양성의 저장소 - 공기와 물처럼 토양은 생태계의 중요한 구성성분.

23 1.7. Engineering medium ▩ 토양은 최초의, 가장 널리 사용된 건축자재
- 전세계 인구의 반 정도의 인구 : 토양으로 지어진 집에 삶. - 토양건물들의 변화 전통적인 African mud huts ⇒ Centuries-old English homes ⇒ modern, environmentally friendly building (built with cement-stabilized, hydraulically compacted “rammed-earth” walls) Fig. 1.9   완전히 자연적인 그리고 지역적으로 존재하는 재료들로 지어진 이 전통 농촌 집(탄자니아)은 나뭇가지 골격에 진흙을 발라 만든 토양벽면을 갖고 있다. 토양벽과 풀지붕 다시 수리한 흔적이 있음. 집 옆에 서 있는 사람으로 집 크기 비교 rammed-earth : 다져서 굳힌 흙 여러세기 동안의(centuries-old)

24 ○ “Terra firma, solid ground”
- 우리는 항상 토양을 단단하고 고체로, 도로와 각종 구조물들을 세우기 위한 기반으로 생각한다. 실제로 대부분의 구조물들은 토양 위에 있고, 많은 건설 프로젝트는 토양을 파내는 것으로 시작. - 불행히도, 그림 1.10과 같이 어떤 토양은 다른 토양만큼 안정적이지 못하다. 토양 위에 토양재료를 이용하여 신뢰할 수 있는 건설을 하는 것은 토양특성의 다양함에 관한 지식을 필요로 한다(이 장의 뒤에 설명됨). Terra firma [L=solid eart] n. (물·공기에 대하여) 대지(大地), 육지, 건조한 토지 Fig. 1.10   토양에 대한 더 많은 지식은 이 도로의 건설시공사가 더 안정한 디자인을 개발할 수 있게 했을 것이며 그럼으로서 이와 같은 고비용이 들고 위험한 상황은 피할 수 있었을 것이다.

25 ○ 자연토양 또는 파낸 흙으로 작업하는 것은 콘크리트나 철강으로
작업하는 것과 다르다. - Bearing strength, compressibility, shear strength, stability와 같은 특성들은 제조된 건축자재들보다 흙에서 훨씬 더 변이가 크고 예상하기가 어렵다. ○ 4장은 토양의 몇 가지 engineering properties를 설명할 것이다. - 논의된 많은 물리적 특성들은 토양의 공학적 이용에 직접 적용할 것이다. - 예를 들어 8장은 토양중 어떤 점토 종류의 팽창특성을 논의할 것이다. 기술자는 팽창성 점토를 갖는 토양이 젖었을 때 foundation을 금가게 하고 Pavement를 휘어지게 할 충분한 힘을 갖는다는 것을 알아야 한다. ⇒ 토양특성과 토양분류에 관한 많은 정보는 사람들에게 토지이용 계획을 수립하는데 많은 유용한 정보를 줄 것이다.

26 1.8. Pedosphere as environmental interface
○ 하나의 자연체로서 토양의 중요성은 The world of rock (lithosphere) ” air (atmosphere) ” water (hydrosphere) ” living things (biosphere) 사이의 interface역할을 한다는 것이다. Pedosphere : Lithosphere, atmosphere, hydrosphere, biosphere 모두가 만나는 곳. Pedosphere: The conceptual zone within the ecosystem consisting of soil bodies or directly influenced by them. A zone or sphere of activity in which mineral, water, air, and biological components come together to form soils. Usage is parallel to that for “atmosphere” or “biosphere”. 토양권(pedosphere) : 토양이 차지하고 있는 권역을 뜻하며, 이는 대기권(atmosphere)과 지질권(lithosphere) 사이에 위치하고 있다. 즉 대기권 아래인 지표면에서부터 시작하여 아래로 B층 혹은 C층까지를 토양권이라 한다. A층과 B층을 합쳐 솔럼(solum)이라 하는데 이는 진정한 의미의 토양이며 토양생성 작용을 받아 자연적으로 만들어진 산물이다. 그러나 통상 C층까지를 전토층(regolith)이라하므로 A층, B층, C층을 모두 합한 깊이까지를 토양권이라 볼 수 있다. ○ 이 네 가지 세계가 상호작용하는 환경은 지구상에서 가장 복잡하고 생산적이다. - 얕은 물이 땅과 공기를 만나는 어떤 강 하구는 이러한 환경의 예가 된다. 이곳의 생산성과 생태학적 복잡성은 깊은 대양의 해구(hydrosphere가 다소 격리됨) 또는 상부 대기권(암석과 물이 거의 영향을 미치지 못하는 곳) 의 생산성을 훨씬 능가한다. - 토양 또는 pedosphere (토양권) 은 이러한 환경의 또 다른 예이다.

27 ○ 토양은 상호공유영역(interface) - 서로 다른 규모로 설명됨
(a) Km스케일 - 암석풍화, 대기 가스의 방대한 양을 제거하거나 공급하고 메탄과 이산화탄소의 범지구적 순환 및 균형에 상당한 영향을 미침 물저장 및 partitioning, 토양은 물을 비로부터 강으로 이어주고 모암으로부터 무기양분을 바다로 이동한다. ⇒ 육지생태계의 범지구적 순환에 참여하고 있음. (b) M 스케일 토양은 그 아래의 모암과 위의 대기 사이에 전이지역을 형성 식물뿌리가 이용할 수 있는 물과 산소 보유 식생에게 무기양분을 전달 지표수와 지하수가 흘러 통과하는 곳. 식물과 다른 유기생명체가 번성하여 사는 곳. - 육지 식물과 동물의 유기 잔류물들을 분해, 저장

28 (c) mm 스케일 : 토양골격체를 구성하는 무기입자는 액상과 기상으로 된 공극을 형성. - 토양은 Air breathing and aquatic organisms의 다양한 미세서식처를 제공 - 물과 양분을 식물의 뿌리에게 연결해 줌 - 수천 종류의 생화학적 반응을 위한 표면적과 solution vessels을 제공

29 (d) micro- and nanometer 스케일
토양 광물(lithosphere)은 물(hydrosphere)에 녹아 있는 양이온과 물을 흡수하는 반응성 표면 및 하전, gases(atmosphere), 세균, 복잡한 humus macromolecules(biosphere) 토양은 무기적, 유기적으로 질서있고도 복잡한 표면을 제공. 이 표면은 화학적 반응의 templates로 작용하고 물과 용질(solute)와 상호작용함. 토양의 가장 작은 무기입자들은 박테리아 세포벽에서부터 물분자의 응집체, 단백질 등 모든 것을 끌어당기는 정전기적 전하의 micro-zone을 형성. 용질(solute), 용매(solvent) con·glom·er·ate 1 둥글게 뭉친, 덩어리가 된, 밀집한 둥글게 덩이진 것, 집단, 집성체2【지질】 역암(pudding stone) (거대) 복합 기업 ○ 이 책 전체를 읽으면서, 어느 한 chapter를 공부하며 다른 chapter를 참고하는 것을 자주하는 것은 scale의 중요성과 토양의 이야기를 interfacing하는 것을 상기시켜 줄 것이다.

30 1.9. Soil as a natural body ○ 이 책은 “soil”, “the soil” “a soil” “soils” 를 언급 - Soil이란 단어의 이러한 변이성 중 두 가지의 뚜렷한 개념. - Soil : as a material - Soils : as a natural bodies - A soil : a three-dimensional natural body(산, 강, 계곡-3차원적) - The soil : a collection of individually different soil bodies 오렌지를 덥고 있는 껍질처럼 land를 덮고 있는 것. 그러나, 오렌지의 껍질이 상대적으로 균일한 반면에 the soil은 장소마다 상당히 다르다. ○ 개개의 나무가 지구의 식생이 되듯이 개개의 개체인 a soil은 the soil이 된다. 어떤 사람이 특정 산림에서 sugar maples, oaks, hemlocks, 등 많은 다른 종들을 찾듯이 어떤 사람은 특정 landscape에서 Christiana clay loams, Sunnyside sandy loam, Elkton silt loams 등 다른 종류의 토양들을 찾을 것이다.

31 ○ Soils are natural bodies composed of soil (the material)
plus roots, animals, rocks, artifacts, and so forth. ○ 대부분의 장소에서, 지구표면에 노출되어 있는 암석은 딱딱하고 풍화되지 않은 모암 위에 놓여있는 a layer of unconsolidated debris를 생기게 하기 위해 부스러지고 붕괴된다.(모암 → 모재) - unconsolidated layer = regolith 두께 : 시각적으로 보이지 않을 수도 있고 수십미터에 달하기도 함 - regolith의 재료들은 처음 형성된 자리에서 수십킬로미터를 이동해와서 bedrock위에 퇴적된다. 그러므로 regolith의 모든 부분 또는 일부분은 현재 그 밑에 있는 암석과 관련되어 있을 수도 있고 관련되지 않을 수도 있다. - 모암이 제자리에서 풍화되어 spade로 파기에 충분할 정도로 부드러운 곳은 saprolite란 용어가 사용된다(Plate 11). Saprolite : 암석의 풍화에 의하여 그 자리에서 생성된 부드럽고 결이 거친 풍화모재층을 의미한다. 일반적으로 습윤, 열대, 아열대 지역에서 발달되며 최대 100m까지 발달된 곳도 있다. 사프로라이트는 붉은색 또는 적갈색을 띠며 원암의 구조를 간직하는 특징을 가진다. 특히 화강암에서 유래한 마사토도 이것의 일종이다.

32 Fig. 1.12 Regolith, 토양, 모암(bed rock)의 상대적 위치. soil은 regolith의 일부분임.
A Solum B Regolith - 전토층 C Bed rock Fig. 1.12   Regolith, 토양, 모암(bed rock)의 상대적 위치. soil은 regolith의 일부분임. A and B horizons은 solum(진토층)의 일부분. (라틴어 solum은 soil or land를 의미함). C horizon : regolith의 일부분, solum 밑에 놓여 있지만, 윗부분의 토양으로 천천히 변화하고 있음.-모재층

33 ○ 생화학적, 물리적 작용을 통하여, 세균, 곰팡이, 식물뿌리와 같은 살아있는
유기체들은 윗부분(대부분의 경우 regolith의 전체 깊이를)을 변화시킨다. ⇒ 여기서 암석권, 대기권, 수권, 생물권사이의 상호공유영역인 토양이 태어난다. 모재 ⇒ 토양 - 무기질의 암석과 잔해가 살아있는 토양으로 변형되는 것은 대자연의 가장 매력적인 광경중의 하나이다. ○ 토양은 파괴적이고 창조적인(합성적인) 두 작용의 산물 - 암석의 풍화와 유기물의 미생물학적 분해: 파괴적 과정 - 점토와 같은 새로운 광물의 형성과 새로운 안정한 유기물질의 생성: 합성과정 - 아마도 합성과정의 가장 놀라운 결과는 soil horizon이라 불리는 contrasting layer의 생성이다. 토층의 분화 - Regolith 윗쪽에 이러한 층위들이 형성되는 것은 깊은 쪽의 regolith 물질로부터 분리되어 형성된 독특한 특성의 토양이다.

34 ○ Pedology를 전공하는 토양학자(pedologists)의 연구분야
- soils as natural bodies - the properties of soil horizons - the relationships among soils within a landscape. ○ Edaphologists - 살아있는 것들, 특히 식물의 서식처로서의 토양에 연구 초점을 맞춤. ⇒ 위 두 연구의 종류에 있어서, 토양을 모든 규모(scale)에서 그리고 3차원적(특히 수직적 차원)으로 검토하는 것이 필수적이다.

35 1.10 토양 단면과 토층 soil pit 토양단면을 보기 위해 파는 큰 구멍 토양단면 기술 냄새, 촉감법, 소리, 화학적
실험등으로 층위 구별. 토양 단면조사

36 토양단면의 분화 공기, 물, 태양복사, 식물체 및 토양-대기간 상호작용 생성장소에 따른 분류 한 장소에서 생성된 토양
-모재와 유사한 구조 바람, 물, 빙하 등에 의해 운반되어 퇴적, 생성된 토양 -모재와 상이한 구조 잔적토, 운적토, 붕적토, 수적토, 풍적토 등 다양한 퇴적양식으로 토양 생성.

37 토층 구분 Horizon Regolith (전토층) Soil layer

38 기본 토층 O horizon : 토양 표면에 집적된 유기물층 A horizon : 유기물과 점토광물이 집적된 표면
가장 가까이 있는 층 E horizon : 식생, 강우강도에 따라 용탈된 층 B horizon : 점토광물이나 철, 산화알루미늄 등이 집적된 층 C horizon : 가장 풍화를 적게 받은 모재층 [그림 1. 14] 토층 분화 : 유기물층에서 모재층, 지하수까지의 물질이동

39 1.11 표토와 심토 표토(Topsoil) : 상위 0-10~25cm 깊이 경운에 의해 이동 경작층 or 작토층 Ap
(plow layer) 심토(Subsoil) : 표토 아래에 위치 수분저장 및 공급 Saprolite* 또는 다른 전토층 물질 존재 Ap 작물생산성 토지이용 *Saprolite : 암석의 풍화에 의하여 그 자리에서 생성된 부드럽고 결이 거친 풍화모재층

40 [그림] 공사현장에서 표토를 쌓아 만든 언덕 공사 마감 후 건물 주변의 조경에 사용할 예정임.
[그림] 공사현장에서 표토를 쌓아 만든 언덕 공사 마감 후 건물 주변의 조경에 사용할 예정임.

41 1.12 토양 : 공기, 광물질, 수분, 생명의 상호작용 공간 토양의 4가지 주요 구성 : 공기, 물, 광물질, 유기물
토양 생산성, 토양 행동에 영향 삼상(Three phase) : 고상(Solid), 액상(Liquid), 기상(Gas) Mineral 45~48% Soil organic matter 2~5% - 토양개량(통기성, 투수성 등) 유효양분공급, 수분 보유 등 공극과 수분 & 식물생육

42 BOX 1.2] 전체 토양단면으로부터 얻는 정보 상위 몇 cm : 식물생장, 생물학적 다양성, 수문학적 작용
B, C층 : 유효수분 양 조절 B층 – 토양 분류 정보(광물, 점토의 집적층) C층 – 모재, Saprolite 1~2m에서 5~10m : 건설기반, 지하수, 하수처리 시스템 등.

43 1. 13 토양 광물질(무기물) 구성 큰 암석파편 : 바위, 자갈, 거친모래 (>2mm)
넓은 비표면적 표면 전하 – 화학, 물리적 영향 (작은크기의 유기입자 포함) 큰 암석파편 : 바위, 자갈, 거친모래 (>2mm) 토양 입자 : 직경 2mm ~ mm 범위 모래 : 2~0.05mm 미사 : 0.05~0.002mm 점토 : <0.002mm 점토 중 콜로이드 입자 : <0.001mm 표 1.2] 토양무기 입자의 3가지 주요 크기별 일반적 특징 특징 모래 미사 점토 입자의 직경(mm) 0.002> 관찰수단 육안 현미경 전자현미경 주요광물 1차광물 1차와 2차광물 2차광물 입자간 결합 낮음 중간 높음 입자와 수분간 결합 화학물질  및 식물이용영양소 결합력 매우 낮음 습윤할 때 결지성(견지성) Loose, gritty Smooth Sticky, malleable 건조할 때 결지성 Very loose, gritty Powdery, some clods Hard clods

44 각각 크기가 다른 모래, 미사, 점토의 3가지 입자들이 일정한 부피 안에서 차지하는 비율(%)
토 성 (Soil texture) 각각 크기가 다른 모래, 미사, 점토의 3가지 입자들이 일정한 부피 안에서 차지하는 비율(%) 토성구분 삼각도 (USDA) * 점토의 종류와 양에 따라 습윤시 수축, 팽창 정도가 달라짐. 수축, 팽창 작용은 쉽게 지반을 갈라지게 하며, 벽을 무너지게 한다.

45 토양광물(Soil minerals) 용암을 제외하고 작은 변화에도 구성을 유지하는 광물 1차광물(석영, 운모, 장석 등) 모래의 대부분, 미사의 일부 광물의 풍화, 분해에 의해 규산질 점토나 산화철 같은 물질들이 형성 2차광물 미사의 일부, 점토의 대부분 토양광물에서 식물 생장의 필수영양소 대부분이 유래. 중요한 메카니즘에 의해 이 영양원소들이 암석권에서 생물권으로 이동.(1.18)

46 모래, 미사, 점토입자들이 한 덩어리로 결합한 형태
토양구조 (Soil structure) 모래, 미사, 점토입자들이 한 덩어리로 결합한 형태 토양에서의 물, 공기 이동에 중요. 식물뿌리의 생장에 영향을 미침.

47 BOX 1.3] 실생활에서 토양관찰 그림 1.19 그림 1.20 Texas 상공위에서 본 토양체.
배수, 지형 등에 따라 색깔이 다르게 나타남. 그림 1.20 버지니아 식료품점에서 구매한 샐러리. 줄기에 검은 유기질 토양이 뭍은 것으로 보아 뉴욕의 유기질 토양에서 자란 것을 알 수 있음.

48 1. 14 토양유기물 살아있는 유기체(Soil biomass), 유기체의 탄소 잔류물, 토양의 대사
작용에 의해 생성된 유기화합물 등 넓은 범위의 유기물질로 이루어짐. 유기 잔해물의 분해, 합성이 연속적으로 이루어지며, 시간의 흐름에 따라 미생물에 의해 CO2로 손실됨. 식물은 광합성으로 C를 축적, 식물 잔해는 토양 유기물의 일부가 됨. 토양유기물 축적과 미생물 호흡에 의한 손실간 균형은 범 지구적 의미를 갖는다. (실제 토양에 저장된 탄소가 식물 생체량과 대기를 합한 탄소보다 많음)

49 토양 유기물의 특징 입단형성 : 유기물이 무기입자와 결합 식물 생산성이 높아질 수 있는 Granular 구조 형성
[그림 1.21] 왼쪽 : 유기물이 풍부한 토양-물리성이 개량되어 식물생산력이 높음 오른쪽 : 유기물이 적은 토양-토괴를 형성, 식물 생장에 부적합

50 토양 유기물의 특징 수분 저장 및 식물생육에 필요한 유효수분 공급 식물의 주요 질소 공급원 및 인산과 황의 주요 급원
토양미생물이 탄소와 에너지를 공급받음 * Humus(부식) 상대적으로 분해에 저항성이 있는 복잡한 유기화합물 집합체. 토양유기물의 콜로이드 부분으로 Humus, 점토의 하전된 표면전하는 양분이온과 물분자 끌어당김.(점토보다 Humus의 수분보유력이 큼) 식물 생장을 촉진시키는 성분 포함. 왼 쪽 : 유기물이 많은 토양 오른쪽 : 유기물이 적은 토양 같은 토성, 같은 양의 물을 부었을 때 물의 하강속도 비교 [그림 1.22] 유기물 함량에 따른 수분 보유력 차이

51 1.15 Soil Water: A Dynamic Solution
1.15 Soil Water: A Dynamic Solution 1.16 Soil Air: A Changing Mixture of Gases 1.17 Interaction of Four Components to Supply Plant Nutrients 1.18 Nutrient Uptake by Plant Roots 1.19 Soil Quality, Degradation, and Resilience 프레젠테이션에 이 슬라이드를 삽입하려면 이 서식 파일을 프레젠테이션(.ppt 파일)으로 컴퓨터에 저장합니다. 이미지 슬라이드를 삽입할 프레젠테이션을 엽니다. 슬라이드 탭에서 이미지 슬라이드 앞에 올 슬라이드 뒤로 삽입 포인터를 이동합니다. 이때 슬라이드를 선택하지 않아야 하며 삽입 포인터는 슬라이드 사이에 위치해야 합니다. 삽입 메뉴에서 슬라이드 파일을 클릭합니다. 슬라이드 찾기 대화 상자에서 프레젠테이션 찾기 탭을 클릭합니다. 찾아보기를 클릭하여 이미지 슬라이드가 있는 프레젠테이션을 찾아 선택한 다음 열기를 클릭합니다. 슬라이드 파일 대화 상자에서 이미지 슬라이드를 선택합니다. 원본 서식 유지 확인란을 선택합니다. 이 확인란을 선택하지 않으면 프레젠테이션에서 이전 슬라이드의 디자인이 복사한 슬라이드에 적용됩니다. 삽입을 클릭합니다. 닫기를 클릭합니다. 51 51

52 1.15 Soil Water: A Dynamic Solution 토양수: 역동적인 용액
1.15 Soil Water: A Dynamic Solution 토양수: 역동적인 용액 생태적 기능 수행 :  식물과 토양생물이 생존하고 성장 토양수분상(soil moisture regime) : 육상생태계의 생산성을 결정 토양수의 이동 토양 단면을 통해 이동, local & regional 수분 자원의 양과 질 결정, 토양생성의 원동력 토양수분이 우리가 마시는 물과 다른 점 흡착력에 따라 다양한 상태로 토양공극에 안에 잡혀있다 결합수, 흡습수, 모세관수, 중력수(유리수), 지하수와 수증기 흡습수 : 물과 토양입자표면 사이의 인력 작용, 흐르지 못한다. 토양용액이다 순수한 물이 아니고 수백 가지 유기물과 무기물 용해되어 있음 기능: 식물뿌리에 영양원소(칼슘, 칼륨, 질소, 인)를 공급, 지속적으로 보충 52

53 Large & intermediate pore의 수분
토양수분함량이 식물생장에 적당할 때 Large & intermediate pore의 수분 토양 속에서 이동, 식물이 쉽게 이용 식물이 자라면 → 먼저 큰 공극의 물 먹음 → 대공극에는 공기, 남은 물은 중간크기와 작은 크기의 공극 중간크기의 공극의 수분 식물 뿌리 쪽으로 이동 가능 식물뿌리가 이용가능 Smallest pore의 수분 고체입자에 흡착 식물이 이용할 수 없는 수분 토양에 따라 다르지만, ⅙~½ 정도

54 Soil Solution(토양용액) pH 적지만, 중요한 유기물과 무기물 을 용해 점토와 부식 생화학적 반응 결정
유기질과 무기질의 교질입자(colloidal particles) 영양원소를 토양 용액 중으로 내놓는다 식물뿌리는 이 토양용액으로부터 영양을 섭취한다. 토양의 완충능 토양용액에 화합물이 더해지거나 제거되어도 조성이 쉽게 변하지 않음 화학적인, 생물학적인 반응에 따라 달라진다 pH 생화학적 반응 결정 H+과 OH-의 토양 용액 속의 상대적인 level 토양산도나 알칼리도를 표현하기 위해 사용되는 대수 율 Master variable of soil chemistry 토양학 전분야에서 크게 중요

55 그림 1.23 산성, 중성 알칼리성의 그림 설명 중성 : H+ 과 OH- 같은 수 pH 6 : pH 8 pH는 역의 상관관계
완전히 반대이다. OH-이 H+보다 100배 많이 존재 pH는 역의 상관관계

56 대부분 광물질토양에서 강산성과 강염기성 범위의 pH 건조지역과 습윤지역 토양에서 흔히 나타나는 pH 범위

57 1.16 토양 공기: 변화하는 가스 혼합물 (Soil Air: A Changing Mixture of Gases)
공극 토양부피의 거의 반 물과 공기로 채워져 있다. 토양 중 공기함량은 수분함량과 역의 관계 토양공극의 네트워크 토양공기와 대기를 연결해주는 통풍체계 소공극이 물로 채워졌을 때 → 통풍체계가 막힌다 산소가 들어올 수 없고 이산화탄소도 빠져나갈 수 없다 호흡 → 산소 고갈, 이산화탄소와 수증기 증가

58 토양공기는 대기와 다르다 토양내 지역에 따라 구성이 다양하다. 대기에 비해 습도가 높다.
In local pocket : 식물뿌리와 미생물 반응 → 가스 소비와 배출 → 토양공기의 조성 변화 대기에 비해 습도가 높다. 토양공기의 상대습도는 100%에 가깝다. 대기 중의 가스함량보다 이산화탄소함량은 높고 산소함량은 낮다. 토양공기중의 이산화탄소 함량은 대기 중의 0.035%보다 몇 백배 높다. 대기 중 산소함량은 약 20%정도인데 이보다 낮고, 극단적인 경우에서는 5~10%, 또는 그보다 낮을 수도 있다.

59 토양중의 공기의 양과 조성 토양 수분에 의해 크게 좌우된다. 공기는 수분이 채워지지 않은 공극을 채운다.
많은 비, 관개 후 – 흙에서 물이 빠져나감에 따라 (수증기로 빠져나가거나 식물이 사용함) 대공극이 먼저 공기로 채워지고 그 다음은 중간크기의 공극, 마지막으로 소공극에 공기가 채워진다. → 토양의 아주작은공극 중에는 공기가 잘 채워지지 않는다 수분이 많은 토양 – 공기함량 낮음 – 확산속도 낮음 → 이산화탄소 수준은 높고 산소는 낮아서 → 식물생육에 부적합 습지 : 극단적인 경우, 토양공기와 토양수분의 산소 없음, 토양용액의 화학반응까지 본질적으로 바뀌기도 한다.

60 1.17. 식물에 영양을 공급하기 위한 네 가지 요소의 상호작용 (Interaction of Four Components to Supply Plant Nutrients)
하나의 요소가 토양의 특성에 미치는 영향이 다른 요소들과 별개로 작용하는 경우는 거의 없다. 토양수분, 토양공기 식물의 필요성분 식물뿌리에 공급되는 공기와 영양분의 양을 조절 광물입자(특히 가장 미세한 입자) 토양수분 보유력 결정 – 이동성에 영향 – 가용성에 영향 유기물 입단형성(물리적 결합력) – 대공극 증가 – 수분과 공기의 관계

61 Essential Element Availability 필수원소의 유효도
토양용액 식물은 필수원소를 물과 함께 흡수한다. 필수영양소의 양은 식생이 몇시간에서 하루정도 필요한 만큼 밖에 공급할 수 없다. 재공급 : 토양의 무기물과 유기물, 비료나 거름으로부터 지속적으로 재공급 재공급을 위한 화학적 생화학적 과정 교질크기입자(예, 점토와 부식) : negative & positive charge(음전하, 양전하) 토양용액 속에 있는 반대로 하전된 이온을 끌어당기거나 흡착 치환성이온(exchangeable ions)으로 보유하는 경향이 있다. 이온교환 : 콜로이드표면에 정전기적으로 흡착되어 있던 칼슘과 칼륨이 풀려나서 토양용액 속으로 도망친다. 아래 예에서, 토양용액 중의 수소이온은 교질표면에 흡착되어 있는 K+이온과 자리를 바꾼다. 용액 중 K를 식물이 흡수. colloid K+ + H+ ion Adsorbed Soil solution H+ + K+ ion

62 Essential Element Availability 필수원소의 유효도
토양 미생물이 organic tissue(유기성 조직)을 분해할 때도 영양이온이 토양용액으로 방출된다. 식물뿌리는 쉽게 이 모든 영양소를 토양용액으로부터 흡수할 수 있다. 토양공기 중에 뿌리가 대사활동을 하는데 필요한 산소가 충분하다는 전제조건 하에 말이다.

63 표 1.3 온대지역의 대표적인 토양 상위 15cm에 존재하는 6개 필수원소의 양
대부분 토양은 식생이 성장하는데 필요한 1년치의 양분에 비해 훨씬 많은 양을 보유. 그러나 영양소의 대부분은 1차광물과 2차광물 유기물의 structural framework에 묶여 있다. 토양의 영양소 보유량의 일부분만이 식물이 쉽게 이용할 수 있는 형태로 존재한다. 표 1.3 온대지역의 대표적인 토양 상위 15cm에 존재하는 6개 필수원소의 양 필수원소 Humid region soil 습윤지역 토양 Arid region soil 건조지역 토양 고체상 Kg/ha 치환성 토양용액 칼슘 8,000 2,250 60-120 20,000 5,625 마그네슘 6,000 450 10-20 14,000 900 25-40 칼륨 38,000 190 10-30 45,000 250 15-40 인 - 1,600 황 700 2-10 1,800 6-30 질소 3,500 7-25 2,500 5-20

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65 그림 1.25는 식물의 필수원소를 공급하려면 토양의 두가지 고체성분(무기물, 유기물)이 액체성분(토양용액)과 어떻게 상호작용을 하는지 나타나있다.
식물뿌리는 토양입자가 아무리 미세한 상태이더라도 흡수하지 않는다. 토양용액에 녹아있는 영양소만을 흡수할 수 있다. coarse한 토양골조에 들어 있는 원소는 토양용액 속으로 오랜 시간 동안 천천히 방출되기 때문에 그 많은 양의 토양영양소의 대부분은 식물이 쉽게 이용할 수 없다. 교질입자의 framework에 있는 영양원소는 어느 정도 쉽게 이용될 수 있다. 이 입자들은 표면적이 넓기 때문에 좀더 빨리 분해되기 때문이다. 그래서 structural framework는 영양원소의 주요 창고이기도 하고 중요한 급원이기도 하다. 비옥한 토양의 다양한 구성요소중에 있는 영양소의 분포(그림에 묘사되어있다 1.25)는 부자들의 재정구성과 비슷할 것이다. 비유해서 설명하자면, 식물이 쉽게 이용할 수 있는 토양용액 속에 있는 영양소는 주머니 속의 동전과 같다. 부자라면 자산을 장기투자를 위해 부동산이나 채권(solid framework 고체의 구조틀)으로 보관해두고, 좀 적은 자산은 단기투자로 주식과 채권(colloidal framework 교질 구조틀)에 저장해 둘 것이다. 바로바로 사용하기 위해 적은 돈은 당좌예금(exchangeable nutrient 치환성 양분)에 두고, 자산중의 아주 일부만을 사용하기 위해서 화폐와 동전(nutrients in the soil solution 토양용액 속의 양분)으로 들고 다닐 것이다. 현금을 다 써버리면 예금에서 인출해서 보충하면 된다. 예금은 가끔 장기투자자산을 팔아서 채운다. 부자가 가치있는 부동산을 많이 소유하고 있더라도 현금이 떨어지는 일이 가능하다. 같은 경우로 토양의 solid framework에 많은 영양소를 보유하고 있더라도 식물이 이용할 수 있는 영양소가 고갈될 수 있다. 다행히도 비옥한 토양에서는 그림 1.25에 묘사된 과정이 식물뿌리가 필수원소를 먹어치우면 바로 토양용액에 다시 채우는 것을 돕는다.

66 1.18 Nutrient Uptake by Plant Roots 식물뿌리의 영양 섭취
식물이 영양소를 먹으려면 soluble form nutrient 뿌리표면(the root surface)에 존재 토양교질 표면에 흡착된 영양이온을 뿌리의 세포벽 표면의 수소이온(H+)과 직접 교환할 수 있을 만큼 뿌리의 부분은 토양입자와 매우 가깝게 붙어있다. 뿌리 뿌리털 메밀 뿌리의 가로단면 주사현미경(SEM) 사진. (Photo courtesy of Margaret McCully, CSIRO, Plant Industry, Canberra, Australia)

67 뿌리와 접촉해 있는 영양소 고갈→ 뿌리표면의 양분이온 농도를 유지하는 세 가지 기작
root interception  집단류(mass flow) 확산(diffusion) 무작위적으로 움직이는 이온 고농도 지역에서 저농도지역으로, 물의 흐름과는 무관하게, 실질적인 이동을 유발한다. 양분흡수 저해 토양압축, 추운기후, 낮은 토양수분과 같은 요인들은 root interception, mass flow, diffusion을 저해해서 토양에 용해된 영양이온이 충분하더라도 식물이 영양을 흡수하기 힘들게 만든다. 미생물 활동 : 영양소의 가용성 촉진 또는 저해

68 Nutrient uptake = Active metabolic process
식물막(Plant membrane) 토양용액 뿌리의 세포를 분리 특별한 조건에서만 이온을 투과 식물은 집단류에 의해서 뿌리가 토양으로부터 옮겨오는 물 속에 녹아있더라도 영양소들을 흡수하지 않는다.아니다. 용해된 영양이온뿌리의 바깥표면으로 데려오지는 않는다. 집단류나 확산에 의해서 뿌리세포막을 통과해서 확산에 의해 수동적으로 뿌리로 들어가 식물뿌리세포의 운반단백질 특별한 화학결합자리와 반응 소수성의 지질막을 통과하는 hydrophilic 채널 뿌리세포의 대사과정에서 만들어진 에너지로 운반단백질을 활성화하고 영양이온이 세포막을 통과해서 세포안쪽에 방출된다. 이 운반기작 때문에 토양용액속의 영양이온 농도보다 뿌리세포 안쪽의 영양농도가 높게 축적된다. 다른 영양소들도 각각 특별한 운반단백질에 의해서 흡수되기 때문에 식물이 영양소를 얼마나 많이 어떤 비율로 흡수해야 할지를 조절할 수 있다.

69 Nutrient uptake = Active metabolic process
 영양소섭취는 적극적인 대사과정이기 때문에 뿌리의 대사과정을 저해하는 조건에서는 영양소 섭취도 저해된다. 이런 조건은 과다한 토양수분, 통기를 저해하는 토양의 다짐작용(soil compaction), 과도하게 뜨겁거나 차가운 토양온도, 그리고 식물 뿌리로 당류를 전류시키기 어렵게 하는 지상의 조건들이 포함된다. 식물에 영양을 공급하는 일은 생물학적, 물리적, 화학적 과정과 토양과 환경의 다양한 구성요소들의 상호작용이 내포되어 있다는 것을 알 수 있다.

70 1. 19. 토양 질, 퇴화, 회복력 Soil quality 토양질 여섯가지 생태적 기능을 수행하는 능력
토양 질, 퇴화, 회복력 Soil quality 토양질 여섯가지 생태적 기능을 수행하는 능력 화학적, 물리적, 생물학적 특성의 combination 비교적 변하지 않는 특성 토양의 분류와 관련 토성(soil texture), 무기물구성 가변성 있는 특성 토양 구조(soil structure), 유기물함량(organic matter content) 관리하기에 따라 크게 변한다. 토양의 잠재력과 연관된 토양질의 상태를 나타낸다 물의 혼탁도(turbidity), 용존산소량(dissolved oxygen content) → 강의 수질기준

71 Soil degradation 토양 퇴화 침식 – 표토 손실(17장 토양침식과 관리)
염의 집적 – 건조지역에서 관수를 잘못한 토양(10장 건조지역의 토양) 유기물과 영양 공급 고갈 경작하고 수확할 때 유기물과 무기물 보충하지 않기 때문(12장 토양 유기물) 사하라이남 아프리카 – 토양 질 저하 → 양분 고갈 → 생산성 쇠약(20장) 토양오염(18장 토양과 chemical pollution) 산업과정에서 나오거나 화학물질을 흘려 보낸 독성물질 토양생물들의 보금자리를 제공하는 능력 저해 안전하게 먹을 수 있는 식물을 재배하는 능력 저해 지하수와 지표수를 안전하게 다시 채우는 능력을 퇴화 국지적으로 발생 환경에 가는 충격과 그 비용은 아주 크다.

72 Soil resilience 토양의 회복력 퇴화된 토양을 회복시키려면 노력이 필요하다.(17장)
심각하지 않은 손상을 입어 퇴화되었을 때 식물을 심어놓고 그대로 두면 토양 스스로 회복할 수 있는 능력. 퇴화된 토양을 회복시키려면 노력이 필요하다.(17장) 유기적 무기적 개선이 이루어져야 하고 식물을 심고 경운과 땅 고르기 같은 물리적 개량을 하고 오염물질이 제거되어야 한다. 복원생태학 restoration ecology 자연생태계와 농업생태계가 입은 손상을 평가 식물과 동물 군락이 이전의 다양성과 생산성을 회복할 수 있게 관리자를 지도 토양복원 soil restoration 생태복원에 필수 이 일을 하려면 토양 system 전반을 깊이 이해하고 있어야 한다.

73 지구상의 인간은 1960년에 비해 2005년에 두 배 이상 늘어서 붐비고 있다.
식량을 생산할 수 있는 땅(경작지)의 1인당 면적은 0.41에서 0.21 ha로 거의 반으로 감소 경작지를 만들기 위해 삼림지를 소비해서 삼림지의 절대면적은 계속 감소 (2005, FAOSTAT)

74 1.20 CONCLUSION 지구의 토양 - 많은 토양 종류(각각은 landscape의 3차원 natural bady)로 구성
– 각 토양의 층위의 독특한 집합체 토양단면의 토양층의 특징 - 환경조건과 밀접하게 연관  토양의 여섯 가지 생태적 기능 식물 생장의 기본 생활조건 물공급을 조절 대기를 변화시키며 원료와 폐기물을 재순환시키고 생물의 거주지를 제공하며 인간이 건축을 할 수 있는 건축자재를 제공한다. 토양의 종류 → 토양특성과 soil horizons의 unique set 식물이 생장하기 좋은 조건의 표토 → 절반의 고상(대부분 광물질, 그리고 중요한 유기물)과 절반의 공극(물과 공, 비율은 변화) 이 구성요소들은 가지각색 복잡한 토양기능의 가지각색에 영향을 주며 상호작용한다. 우리의 토양자원을 현명하게 관리하기 위해 이를 잘 이해해야 한다.  땅의 언어를 이해하기 위해 노력한다면 토양이 우리에게 말을 걸어 올 것이다.