조사분석 생태조사방법론 2장 요약정리 입니다.

[조사09조문환]

생태조사방법론 2장 요약

0940080 조문환

5.바람

바람은 지표면에 대한 공기의 상대적인 움직임이다. 벡터량이므로 보통 풍향과 풍속의 두 가지 양으로 나타낸다. 풍향과 풍속은 풍향풍속계로 동시에 측정한다. 바람은 지형의 영향을 크게 받기 때문에 현장에서 직접 측정하는 것이 좋다.

6.빛

가시파장에 속하는 전자기파방사로 단파장인 보라색과 장파장인 붉은색까지의 범위이다. 생태적으로 중요한 것은 햇빛, 즉 자연방사이다. 태양방사에는 가시광선이외의 파장도 포함되어 있다. 지표에 도달하는 태양방사에너지의 약 반이 가시광선이고 나머지 반은 근적외선에 속한다.

1)직달일사, 전천일사 (기상관측에서 중요시 하는 일사량은 지표면에서 받는 태양열의 강도를 말함.)

① 직달일사

산란이나 반사광 없이 지표면에 도달하는 광을 의미한다. 직달일사량은 수광면(受光面)이 항상 태양광선에 수직하도록 설치한 직달일사계(pyrheliometer)로 측정한다. 직달일사계로 관측된 일사량은 대기의 투과율 및 혼탁계수 계산에 이용되며 다른 일사측정의 기준이 된다.

② 전천일사

수평면일사라고도 불리는 전천일사의 관측은 수평하게 놓인 수광면(受光面)이 받는 태양광선과 전체 하늘의 산란광을 관측하는 것으로 가장 많이 이용되는 일사량이다. 측기는 계속적으로 외부에 노출되어 자기 기록되므로 그 수감부(受感部)는 구형유리로 밀폐되어 있다.

2)빛의 강도

단위 면적당 단위시간에 통과하는 에너지량, 곧 방사속밀도(radiant flux density)로 나타내며, radiometer로 측정한다.

3)태양의 방사량

어느 시각이나 몇 시간 또는 1일간의 측정값을 이용한다. 빛에너지는 감지기(sensor)를 기록계 또는 data logger에 연결하고 연속 측정하여 적산 적분하여 시간당 또는 kfn의 총 에너지량으로 나타낸다. 물 속의 빛 에너지량은 수중 광량자 측정기(underwater quantum meter)를 이용하여 측정한다.

7.기후도

1)Climograph

조사대상지역의 기상 측정 자료를 이용하여 기후의 특성을 한눈에 분석할 수 있도록 만든 기후도이다. 같은 기온이라 하더라도 습도에 따라 인체가 느끼는 더위나 추위의 정도가 많이 다르다. 호주의 G.Taylor는 이러한 기후의 체감을 표현하기 위하여 기온과 습도의 결합으로 Climograph를 창안하였다. 이는 일반적으로, 기후의 특성을 나타내는 데 사용한다.

2)기후도

기후도를 작성하려면 기상청의 기후자료를 이용하여 대상지역의 연평균기온과 강수량, 월평균기온과 강수량, 각 달의 일평균기온교차를 계산한다. 기후도는 왼쪽에 월평균 기온 10℃와 오른쪽에 월평균 강수량 20mm가 일치하도록 눈금을 조정하고 월평균 강수량이 100mm 이상에서는 100mm 당 단위로 눈금을 끊어서 건기와 우기로 구별한다. 가로축은 북반구에서 1월로부터 12월을, 남반구에서 7월로부터 다음해 6월을 나타내어 따뜻한 계절이 기후도의 중앙에 오도록 한다. 추운 계절은 일평균 최저기온으로, 서리가 내리는 달을 각 달의 절대 최저기온으로 나타낸다. 기후도에서 수직선 부분과 점 부분의 높이는 각각 우기와 건기의 상대적 세기를 나타내는 기후형이다. 이것은 온대지방의 건기가 지중해성 기후지역이나 열대의 건기와 다름을 뜻한다. 기후도에서 건기를 상대값으로 나타내는 것은 생태학적으로 의미가 크다. 식물은 내건성이 클수록 그 지역의 기후가 더 건조하기 때문이다. 식물의 건조 예민성은 식물이 적응한 기후대의 습도가 높을수록 증가한다. 기후도에 나타난 상대적 건조도는 그 지역에서 출현하는 식물의 상대적 내건성과 관계가 깊다.

Ⅲ. 토양환경

1.토양시료의 채취

생태계 구성의 주요 요인인 지권은 지표로부터 수 m 두께의 토양과 물 속의 저질토로 구성된다. 토양은 장구한 세월에 걸쳐 기후나 식생과 상호작용을 하여 형성된 산물로 계절에 따라 약간 변한다.

1)채토법

일반적으로 표토(top soil 또는 surface soil)라고 하면 0~10cm전후의 토양을 의미하며, 보통 토양의 수직단면(soil profile)의 A층에 해당된다. 표토를 채취하기 위해서는 주로 부삽을 이용하며, 경우에 따라 토양 채취기(soil hand auger)를 이용하기도 한다. 토양 시료 채취에 있어 고려해야 할 사항은 토양 자체는 불균질하기 때문에 한 지점에서만 채취하면 한쪽으로 치우친 결과를 얻을 수 있다는 것이다. 이를 보완하기 위하여 중간지점과 약 5m 거리로 동서남북 각 방향에서 시료를 채취하여 총 5개의 부시료(subsample)를 하나의 혼합시료(composite sample)로 하는 방법을 이용한다. 토양은 토양오거로 채토 하는데 그것은 한쪽이 열려 있는 금속관이다. 토양오거를 지표면에 수직으로 끝까지 박은 다음 조심스럽게 뽑아 올려서 관찰한다. 채취한 시료는 비닐봉투에 담고 다시 질긴 종이봉투에 넣어 시료내역을 기록하여 분석실로 보낸다. 봉투에 채취 날짜, 시료명, 주소, 시료내역, 표토·심토의 구분, 토심 등을 기재하여야 한다.

2)시료의 건조

채취된 시료는 그늘에서 깨끗한 비닐이나 종이 위에 얇게 펴서 서서히 건조시켜야 한다. 시료를 바람에 말릴 때 근처에 휘발성 화학물질이 있으면 좋지 않다. 이물질이 바람 등에 의하여 혼입되지 않도록 각별히 주의하여야 한다.

3)시료의 분쇄와 체질

시료에는 굵은 덩어리가 많고 세토가 아닌 자갈 등이 섞여 있다. 그러므로 토양의 화학분석에 앞서 곱게 빻은 후 2mm 체눈을 통과시킨 것(표준망체 No.10을 이용하여 체질을 한 것)을 사용한다. 잔존부분은 다시 고무망치로 가볍게 두드려 덩어리를 부수어가며 체별하여, 일차 입자로써 직경 2mm 이상인 부분만 남을 때까지 반복한다.

4)시료의 보관

조제가 끝난 시료는 500g정도를 시료내역을 기입할 수 있게 만든 봉투를 넣고 습기가 적은 곳에 보관한다. 시료보관 장소는 습도가 늦을수록 좋으며 특별한 시설이 없는 한 봄에 채취한 시료는 여름을 넘기기 전에 분석하는 것이 좋다.

2.토양의 물리적 성질

1)토성

① 서론

토성 분석은 토양분류, 형태학, 토양생성연구의 기초 자료가 되며, 토양의 제반 물리적, 화학적 성질, 즉 투수성, 보수력, 통기성, 염기치환능력 등과 밀접한 관계를 가지고 있다. 이러한 토양 입도의 부분은 미국 농무성(USDA)에서 분류한 방법이 많이 이용되고 있다. 토성 분석을 정확히 수행하기 위해서는 완전한 분산이 필요하다. 분산은 고착제(Cementing agent),Ca2+의 제거, 기계적 교반, 분산제의 사용 등을 시행함으로써 완전을 기할 수 있다.

②분산(分散)과정

가.석회질 분산(分散)

염산처리는 석회질 토양에 대하여는 칼슘염이 용출되어 토성의 변화를 가져올 수 있기 때문에 적용할 수가 없다. 그러므로 산처리의 적용여부는 분석목적, 토양의 성질, 사용될 분산체의 종류에 따라서 결정되어야 한다. Sodium Oxalate는 산처리가 없어도 분산능력을 가지므로 석회질 토양에 적당한 분산제가 된다.

나.유기물 분해

비이커에 증류수를 30ml씩 가하고 30% 과산화수소를 25ml씩 가한뒤 90℃로 가열된 전열판 위에서 가열한다. 만일 격렬한 반응이 일어난다면 반응이 끝날 때까지 계속하되 과산화수소 5ml씩을 30분에서 1시간 간격으로 가하여 준다. 상등액이 맑아지고 미세한 유기질 부유물이 없어지면서 기포발생이 없으면 유기물 분해가 거의 완료 된 것이다.

다.기계적 분산

토양입단은 마찰, 비등, 진탕, 교반에 의하여 분산된다. 분산제를 넣은 후 교반하면 더욱 효과적인 분산을 기할 수 있다.

라.분산제

수화이온반경이 큰 1가이온(특히 Na+, Li+)이 많으면 토양 콜로이드는 이들 이온에 의하여 포화되어 상호 결합력이 작아지므로 음전하가 노출될 확률이 많다. 콜로이드는 서로 접근하였을 때 반발함으로써 안정된 분산을 유지할 수 있는 것이다. 효과적인 분산제는 이러한 작용을 잘 일으켜 주는 것이다. Sodium Hexametaphosphate는 석회질 토양과 석교질 토양을 포함한 광범위한 토양에 좋은 분산제로서 사용된다.

③비중계법(Hydrometer Method)에 의한 토성분석

가.서론

비중계법은 0.05mm 이하 미사+점토 부분의 함유비를 규명하기 위하여 진행되는 실험이며 Pipette법에 비하여 간단한 기구로 단시간 내에 다량의 시료를 분석할 수 있다는 장점 때문에 입도분석에 많이 사용된다. Stoke의 법칙에서 침강속도는 소요시간과 침강길이만 알면 구할 수 있다.

나.시약

가)분산제(5% Sodium Hexametaphosphate):50g의 Sodium Hexametaphosphate와 8~9g의 Na2CO3를 1L로 희석하여 만드는데 Na2CO3는 용액을 알칼리성으로 유지하기 위하여 사용된다.

나)Amyl alcohol

다.기구

가)저울:0.001g 감도, 나)분산장치, 다)Hydrometer : Hydrometer(a.s.t.m. d422) 152H, 라)침전 cylinder : 높이 45.72cm, 내경(the inside [internal] diameter) 6.35cm로 내경이 일정하여야 하며 1000ml 표식은 36±2cm에 있어야 한다.마)온도계 : 1~100℃, 바)체, 사)삼각 플라스크 250ml, 아)항온장치 : 항온실이나 항온 수조, 자)버니어 캘리퍼스

라.과정

가)Sampling : U.S.No.10체를 통과한 풍건토양시료를 105~110℃에서 18시간 건조시킨 것으로서 점토나 미사가 많을 때는 50g을 채취하여 250ml 비이커에 담고 모래함량이 높은 토양의 경우에는 100g을 취한다.

나)분산 : 토양이 담긴 250ml 비이커에 분산제 100ml를 가한 후 토양이 완전히 젖을 때까지 흔들어 주고 약 18시간 이상 담가서 침지시킨다. 침지가 끝나면 시료를 strirring cup으로 깨끗이 옮긴 후 적당량의 물을 가하고 교반기에 연결하여 5분간 교반시켜 준다(유기물의 양이 많은 경우 분해과정을 실시한다).

다)비중계 검정, 라)비중계 측정, 마)실험 시 유의사항

마.침강분석 결과를 이용한 입도의 계산

가)유효심도 L의 계산→비중계 검정 시 측정값을 이용하여 유효심도(mm)를 구한다.

나)현탁 되어 있는 흙입자의 지름 d(mm)의 계산

다)현탁 되어 있는 흙의 백분율 P(%)의 계산

바.그래프 작성

각 측정시간과 측정치에 따라 입자의 직경과 함유비의 계산이 완료되면 Sand log graph 용지에 횡자표는 직경(mm)을, 종좌표에는 함유량(%)을 산술치로서 점을 찍어 입도분포 곡선을 그린다.

사.미사와 점토함량의 계산

곡선이 완료되면 미사와 점토의 함량은 곡선으로부터 구해지는데 <0.02 부분과 <0.002(mm) 부분의 함량을 찾아낼 수 있다.

가)USDA 방법기준

(가)점토 % = <0.002mm 부분 %

(나)미사 % = <0.05mm 부분 % - 0.002mm 부분 %

나)국제법 방법기준

(가)점토 % = <0.002mm 부분 %

(나)미사 % = <0.02mm 부분 % - 0.002mm 부분 %

2)토양수분

①토양삼상과 토양수분

토양 내에 존재하는 수분 즉 토양수분은 단독으로 존재하는 것이 아니라 토양입자와 결합하여 피막을 형성하면서 존재하게 되고, 나머지 공간은 공기로 채워지게 된다. 토양 입자, 토양 수분, 토양 공기 이 세 가지를 토양 삼상이라고 한다.

②수분의 표시

토양이나 식물이 가지고 있는 수분조건을 표현하는 데는 크게 두 가지 방법이 있다. 하나는 양적 개념(무게를 기준으로 보는 중량함량과 용적을 기준으로 하는 용적함량의 두 가지가 있음)으로 파악하는 방법이며, 다른 하나의 방법은 질적 수준 즉, 에너지 개념으로 파악하는 방법이다.

가.중량수분 함량 : 토양수분과 토양입자간의 무게비율을 뜻한다.

나.용적수분 함량 : 젖은 토양의 전체 부피 중 물이 차지하는 부피의 비율을 뜻한다.

③토양 수분함량 측정법(건토중량법)

이 방법은 젖은 토양과 건조 토양의 무게만 측정되면 되는 방법으로 θg의 측정만 가능하며, 가장 고전적이나 정확한 방법이기 때문에 표준 측정법으로 인정되고 있다.

3)가밀도(가비중, 용적밀도, bulk density)

①가밀도의 의의

토양의 가밀도는 자연 상태의 토양에서 토양입자간의 부피 뿐만 아니라 공극의 부피를 합한 부피에 대한 비중이다. 따라서 실제 토양에서는 진밀도(Particle density)보다 이 가밀도가 작물 및 토양학적 의의가 더 크다.

4)진밀도(진비중, Specific gravity, Particle density)

①진밀도의 의의

토양의 진밀도는 토양 자체만의 비중을 말하는데 이는 토양광물의 종류에 따라 다르다. 보통 2.6~2.7g/cm³이며, 일반적으로 평균 2.65g/cm³를 사용하면 큰 오차가 없다. 진밀도의 측정은 토양입자에 의해 대체된 물의 부피로, 토양의 무게를 나누어줌으로써 얻어진다. Mass flask를 사용하는 것과 pycnometer를 사용하는 방법이 있다.

5)흙의 3상과 흙의 기본 공식

①흙은 흙입자, 물, 공기로 이루어져 있다.

②흙의 기본적인 공식(정의)

가.간극비(e) - 간극률(n)의 관계

가)간극비(e) - 흙입자의 체적에 대한 간극의 체적의 비

나)간극률(n) - 흙덩이 전체의 체적에 대한 간극의 체적의 비율을 백분율로 표시한 것

나.포화도(S) - 간극의 체적 중 물이 차지하고 있는 체적의 백분율

다.비중(Gs) - 4℃에서의 물의 단위중량에 대한 흙의 단위중량 비

라.함수비(ω) - 흙입자의 중량에 대한 물의 중량의 백분율

마.흙의 단위중량

가)전체(습윤) 단위중량 - 흙을 건조시켰을 때의 단위중량(포화도 S=0)

3.토양의 화학적 성질

1)유기물함량(작열감량법, Loss-on-ignition method)

①서론

토양생태계의 생물들이 살아 움직이게 하는 요인 중 가장 중요한 것이 유기물이다. 생명현상을 가능하게 하는 물질과 에너지를 지니고 있기 때문이다. 몇몇 독립영양생물을 제외한 절대 다수의 토양 생물이 종속영양생물이다. 토양의 유기물은 주로 C, H, O, N, S, P 등으로 구성되어 있으며 이들 중에서 유기탄소의 함량이 매우중요하다.

②기구

가.도가니 나.저울 다.데시케이터 라.도가니집게 마.용광로

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