| 초록 |
동결-융해 교체는 흑토(흑토양, black soil) 구조를 변화하고 토양 침식을 심화하는 중요한 인자이다. 전형 흑토 지역의 경작토를 연구대상으로 야외 계절성 동결-융해 순환과 실내 모의 동결-융해 순환을 결합하고 X레이 계산기단층촬영(CT)과 주사형 전자현미경(SEM)을 결합하는 방법을 이용하여 수분 물리적 성질, 입단(aggregate) 파괴율, 공극 수량, 공극 면적, 공극 원마도(roundness), 공극 Feret 직경에 대한 측정과 분석을 통하여 동결-융해 교체 후, 0~40cm, 40~80cm, 120~160cm 등 3개 토층 및 농경지 계절성 동결-융해 순환, 실내 모의 동결-융해 CT 스캔, 실내 모의 동결-융해 SEM 등 3가지 방식에서의 흑토 구조 특징의 변화 규칙을 연구하였다. 그 결과, 동결-융해 교체는 서로 다른 토층과 서로 다른 척도의 농경지 흑토 구조에 서로 다른 정도의 영향을 미칠 수 있다. 계절성 동결-융해 후, 표층 토양의 용적밀도는 상승하고 비모세관 공극도와 수분보유력은 현저히 하강하였으며(P CT 스캔 척도에서 3개 토층은 모두 1~2mm 직경급의 공극 수량이 가장 많고 형태도 상대적으로 규칙적이고 원형에 가까웠다. 동결-융해 순환은 표층 토양의 큰 공극 구조에 영향을 미치지 않았지만, 40~80cm 토층 내의 큰 공극 면적 및 Feret 직경을 현저히 감소시킬 수 있었다(P SEM 스캔 결과, 동결-융해 후, 토양 표면의 조도(Roughness)는 증가하고 입자는 느슨하고 탈리하였으며 공벽은 단열되었다. 이는 동결-융해 교체가 토양 미세구조에 대한 파괴 작용을 한다는 것을 증명한다. 또한, 전자 스펙트럼을 결합한 원소 분석을 통하여 동결-융해 교체는 토양 입자의 표면 화학적 특징을 변경할 수 있다는 것을 알 수 있다. |
