토양의 생성과 분류

[참새미]

토양의 생성과 분류

 

기관 : 농촌진흥청 국립농업과학원

 

성명 : 임상규

 

전화 : 031-290-0203

1. 토양생성
  토양의 생성은 환경조건에 따라 특성이 다른 토양이 만들어진다. 토양생성에 관여하는 인자는 기후, 생물, 지형, 모재 및 시간 등이며 이들 인자는 토양생성과정에 있어서 서로 연관된 작용을 하고 있으며, 또한 이들 인자들의 상대적 세기에 따라 특징적인 상이한 토양이 만들어진다. 우리나라의 토양생성에 크게 작용하는 토양생성인자를 소개하면 다음과 같다.

가. 기후
  기후가 토양생성작용에 미치는 영향은 매우 크며 특히 강우량과 온도는 중요한 인자로서 주로 토양중 유기물, 토양수분함량 및 점토광물의 생성과 암석풍화에 영향을 미친다. 우리나라의 기후는 평균 기온이 8℃~15℃범위로서 습윤하고 온난한 기후권에 속하여 여름(6, 7, 8월)의 평균기온은 20.5~25.3℃로 8월에 최고기온을 나타내며, 겨울(12, 1, 2월)의 평균기온은 -0.5~2.7℃로 1월에 최저기온을 나타낸다.
  신토양분류(Soil Taxonomy)의 토양온도상(soil temperature regimes)에 의하면 우리나라의 지온은 표토에서 하부 50cm에서 여름과 겨울의 토양온도차가 5℃ 이상이고 연평균 기온이 15℃이하(제주도의 일부와 남해안 일부 제외)로 온대상(mesic family)에 속한다. 연평균 강우량은 전국이 1,000mm~1,500mm로 7, 8월에 집중강우를 보이며 이로 인하여 경사지에 있어서는 일반적으로 토양유실이 심하여 토심이 얕은 토양이 생성된다.
  이와 반대로 하천부근의 평탄지 및 산록지 하부는 충적물이 퇴적되어 일반적으로 토심이 깊어 경사지토양과 특성이 다른 토양이 생성된다.

나. 생물
  생물은 고등동물에서부터 하등동물과 모든 식물이 포함되며 이들 생물은 토양생성 작용에 매우 큰 영향을 미친다. 생물중 동식물은 유기물의 함량과 종류 및 분포에 영향을 줄뿐만 아니라 토양의 물리성에 중요한 토양구조 및 공극의 특성 에 변화를 일으켜 층위간의 흙을 혼합함으로서 토양의 층위간의 특성차이를 균일하게 하는 작용 및 암석의 풍화작용 등에 관여한다.
  특히 토양생성에 인간의 활동이 미치는 영향은 퇴구비 및 화학비료의 연용, 심경, 경사지 토양의 개간, 관개 등으로 인하여 새로운 형태의 토양을 만들기도 한다. 구릉지의 개답화 및 경지정리 등은 인간의 활동에 의한 새로운 특성의 토양을 생성케 하는 작용의 일부이다.
  우리나라의 자연식생은 주로 침엽수와 활엽수의 혼성림 또는 자연초지로 구성되어 있고 생육상태는 양호한 편은 아니므로 여름의 집중강우에 의한 토양침식이 심하며 일부지역은 기층 및 암반층이 노출된 곳도 있다. 또한 식생의 빈약으로 인하여 고산악지의 일부를 제외하고는 토양중 유기물의 함량이 적으며 비교적 담색토양이 많다. 그러나 지금은 식생이 풍부하여 지고 있으므로 대부분의 임야는 토양중 유기물의 함량이 비교적 많은 토양이 많아지는 경향이다.

다. 모재
  토양생성인자중 모재가 토양특성에 미치는 영향이 가장 크며 모재의 특성 및 풍화환경에 대한 저항정도 등에 따라 토양특성도 다르다. 따라서 토양이 어떠한 모재로부터 발달되었는가를 아는 것은 중요하다. 우리나라의 토양 모재는 매우 다양함으로 토양특성도 표 1에서와 같이 다르다.

표 1. 모재별 토양특성

모 재	생 성 과 정	분 포 지 형	토 양 특 성
잔적층	모암이 풍화되어 원위치에 생성	저구릉, 구릉 및 산악지	암석에 존재하는 광물의 종류 및 풍화 정도에 따라 토성, 토색 및 단면발달정도 상이
붕적층	중력에 의한 운반퇴적	산록경사지	토성과 광물의 종류는 중력에 의해 운반 퇴적되기 이전의 토양특성에 따라 다르며 자갈 내지 바위가 불규칙적으로 포함
충적층	물에 의한 운반퇴적	선상지, 하성평탄지, 하해혼성평탄지	토성 및 광물의 종류는 지역 및 지형에 따라 상이
화산회	화산 분출	용암류대지, 분석구	화학적 조성과 토성은 화산 분출시 환경에 따라 상이
유기질	식물잔해의 집적	이탄, 흑니	유기물의 조성은 생성된 환경에 따라 상이

  잔적층을 모재로 한 토양의 특성은 모암에 따라 다르다. 모재는 암석이 풍화작용을 받아 토양생성과정에 있는 것으로 암석의 종류에 따라 토양의 특성이 다른바 우리나라의 토양을 구성하는 암석의 종류 즉 지질을 보면 그림 1과 같다.
  제삼계에 속하는 암석은 미고결의 사암, 혈암, 역암으로 분포면적은 대단히 적어 전국 지질분포의 1.5%를 점유하며 동해남부에 분산 분포되어 있다. 제삼계의 암석에서 유래된 잔적층을 모재로 한 토양은 토성이 비교적 세립질이고 토심이 얕으며 토양 단면은 약간 담색을 나타낸다.
  경상계는 경상북도에 넓게 분포되며 기타 지방은 적은 면적으로 분포되어 있다. 여기에 속하는 낙동층군의 암석은 혈암, 사암, 역암이며 신라층군은 안산암, 현무암, 유문암 및 응회암으로 되어 있다. 신라층군에 속하는 암석에서 유래된 토양은 비교적 세립질이며 토심이 깊고 발달이 좋은 토양도 있으나 일부 토양은 암석이 노출된 토양이다. 사암 및 역암에서 유래된 잔적층을 모재로 한 토양은 비교적 조립질이며 담색을 띄고, 혈암에서 유래된 토양은 암석의 풍화정도에 따라 토심이 깊고 토양발달이 좋은 적색 식질계 토양과 토심이 얕고 자갈 혹은 암석이 노출된 토양이 있다.

그림 1. 한국 지질도

  조선계에 속하는 주요 암석은 석회암이며 강원도(충북 및 경북일부)에 비교적 넓게 분포되어 있다. 석회암에 유래된 토양은 세립질이고 토심이 비교적 얕으며 담색을 띄운다.
  변성퇴적암류는 가장 오래된 암석으로 경기 연천지방의 운모편암, 천매암, 석회암, 규암, 각섬암, 사암 및 점판암 등이다. 운모편암에서 유래된 토양은 토양중 운모함량이 많으며 토심은 보통이고 적색 혹은 갈색을 띄운다. 점판암 및 천매암에서 유래된 토양은 비교적 세립질이고 자갈을 많이 함유한 토양도 있으며 암갈색을 띄운다.
  현무암은 주로 제주도에 분포하며 현무암에서 유래된 토양은 비교적 세립질로 토심이 보통이고 암황갈색을 띈 토양들이 많다.
  불국사화강암 및 대보화강암 등 화강암에서 유래된 토양은 일반적으로 조립질 토성이고 토심은 보통이며 갈색토양이나 일부는 풍화가 심하게 되어 조립질 토성으로 토심이 깊은 적색토양도 있다.
  염기성심성암은 산청, 하동, 함양의 일부지역에 분포하며 이를 모재로 한 토양은 세립질로 토심이 깊고 적색을 띤다.

라. 지형
  지형은 토양생성에 있어서 기후 및 식생과 함께 토양의 수분함량 및 토양침식에 영향을 준다. 저지나 평탄지의 토양은 경사지에 분포하는 토양에 비하여 토양수분함량이 달라 토양배수등급에 차이가 있으며 급경사지 토양은 평탄지 토양에 비하여 토양침식이 심하여 일반적으로 토심이 얕은 경향이 있다. 한편 토양침식에 의한 토양유실물은 평탄저지에 퇴적되어 새로운 토양이 생성되기도 한다.
  우리나라의 지형은 기복이 심하고 복잡하여 일반적으로 산악지, 구릉지, 산록경사지, 곡간지, 선상지, 대지 및 평탄지 등으로 구분 할 수 있다. 전국토 면적의 대부분을 차지한 산악지는 동해안을 따라 남북으로 뻗은 태백, 소백, 노령, 차령, 광주산맥을 중심으로 분포되며 이들 산록에는 산록경사지가 많고 산악지 사이에는 경사가 비교적 완만하고 해발이 낮은 구릉지가 분포한다. 구릉지의 하부에는 대지, 선상지 및 곡간지가 분포한다. 평탄지는 주로 서해안 및 서남해안에 분포하며 내륙에는 한강, 영산강, 낙동강, 금강 및 섬진강유역에 다소 분포하고 있다.
  이와 같이 각 지형에 따라 특성이 다른 토양이 생성되는 바 구릉 및 대지에 는 주로 적황색토, 산록지에는 퇴적토, 선상지 및 하천변에는 충적토, 곡간 및 평탄저지에는 회색토가 생성되어 분포한다.

마. 시간
  시간은 다른 토양생성 인자와 함께 토양의 발달을 가속화시키는 활동적인 요소이다. 토양의 생성연대는 토양이 생성·발달하여 온 기간을 말하며 지질연대와 직접적인 관계는 없으나 지질연대 측정법에 의해 토양생성연대를 추정할 수 있다. 토양생성의 속도는 토양생성과정의 형태 및 환경에 따라 다르다. 토양구조의 발달, 토양의 숙성화, 유기물의 분해 및 집적은 비교적 빠른 생성연대에 속하고 점토 및 철 등의 집적(Bt. Bir)은 최적의 환경조건이라도 비교적 생성기간이 오래 걸린다. 토양생성연대의 측정은 간단하지 않으며 일반적으로 토양생성속도는 온도, 강우량, 화학적 특성, 생물의 활동 등에 따라 다르다.

2. 토양분류
  토양분류란 토양의 특성과 이들의 관계를 쉽게 이해 할 수 있도록 토양을 종류별로 정리한 것이며 국가마다 각각 분류방법을 제정하여 사용하고 있다. 우리 나라에서는 1948년 미국에서 설정한 구분류방법을 사용하여 오다가 1960년 이후에 새로운 분류방법이 설정되었으므로 이들 분류방법에 준하여 사용하고 있으며 특히 현재 토양분류는 신분류방법에 의하여 분류하고 구분류에서 사용하는 대토양군도 병기하였다.

표 2. 신·구분류단위에 대한 구분기준

분류단위	구 분 류 (1960년 이전)	신 분 류(1960년 이후)
목	기후, 식생(생물), 모재, 지형 등을 기준으로 분류	토양특성에 의해 정의된 점토 집적층, 담색 표토층 등 특징적인 층위의 유무
아 목	제한된 기후 및 식생의 영향을 받아 발달된 토색과 지형 및 모재의 영향을 받아 발달된 염류함량 및 토양 배수 등을 기준으로 분류	토양수분함량과 관련된 토양특성 및 유기물의 분해정도에 의한 목의 세분화
대토양군	토색, 염류의 종류 및 함량, 염류층의 유무 등 형태적 특성을 기준으로 분류	-
대 군	-	층위의 유사성 및 배열, 염기포화도, 토양 수분 및 반층의 존재 유무에 의한 아목의 세분화
아 군	-	토성, 토색, 토심, 가비중, 유기물 함량에 의한 대군의 세분화
속	토양단면의 유사성에 따라 구분	식물근 신장에 중요 요소인 토성, 산도, 광물 및 토양온도에 의한 구분
통	표토의 토성을 제외한 심토의 형태, 물리, 화학 및 점토광물학적 특징 등 제반 요소 등에 의한 구분	구분류와 동일
구	표토의 토성에 따라 구분	’’
상	경사, 석력함량 및 침식정도 등에 따라 구분	’’

  신분류방법은 국제토양학회의 의결을 받아 미농무성에서 분류방법의 체계를 세웠으며 토양의 특성을 최대한 고려하여 세계의 토양을 통일성있게 분류해보자는 의미를 내포하고 있다. 신분류방법 및 구분류법의 분류기준은 표 4와 같다.
  신분류의 최저 분류단위는 토양통이며 2002년 현재까지 390개의 토양통이 밝혀졌다.
  신분류체계는 목(Order)-아목(Suborder)-대군(Great group)-아군(Subgroup)-속(Family)-통(Series)으로 되어있으며 Order는 표3과 같다. 이 분류법에서는 토층 단면에 나타나 있는 층위에 매우 정량적인 표현으로 특직을 부치고 이들 층위의 존재유무에 의하여 토양을 분류한다.
  형태론적 토양분류에서 토층단면에 나타나는 특징적 표층과 특징적 집적층은 다음과 같다.

가. 특징적인 표층

(1)

몰릭 표층(Mollic Epipedon, L. mollis, soft) : 두꺼운 2가 양이온으로 포화(염기포화도 50% 이상)되고 탄질률이 낮으며(미경지에서는 17이하, 경지에서는 13이하) 보통 내지 강하게 발달한 구조를 가진 암색(습토의 경우 채도는 4.0 또는 그 이하, 명도는 습토의 경우 3.5, 건토의 경우 5.5보다 흑색) 표층토 임.

(2)

인위적 표층(Anthropic Epipedon) : 장기간 경작의 영향으로 인산함량(구연산가용의 P₂O₅를 250ppm 이상 함유)이 많으며 그 이외는 몰릭층과 유사함.

(3)

움부릭 표층(Umbric Epipedon) : 몰릭층과 육안으로 구별하기 어려우나 교환성이온이 H+ 이거나 (염기포화도 50% 이하), 탄질율이 높던가(17%이상) 또는 양쪽의 성질을 갖는 표층토 임.

(4)

히스틱 표층(Histic Epipedon) :혐기적인 상태에서 유기물이 집적하며 미경지에서는 엷은 유기질층이나, 경작된 경우는 이탄이 유기질과 혼합되어 유기물함량이 매우 높은 표층토임.

(5)

오크릭 표층(Ochric Epipedon) :토색이 담색이거나 유기물이 적은 광질표층토 임.

(6)

경작 표층(Plaggen Epipedon) :장기간 계속적인 시비로 생긴 인위적인 두터운 표층으로 두께는 50㎝ 이상임.

표 3. 신토양 분류지침 (미 농무성 : 1998)

목

조어

요소

어원

뜻

토양의 특징

생성 지역

신분류 목에 포함되는 구분류의 대토양군

Alfisols

alf

pedalfer

(반토질)

pedalfer

즉 회갈색

podzol

ο	argillic층
ο	염기포화도 35%이상
ο	ochric 또는umbric 표층이 있음.

습윤온대 또는 아열대기후

회갈색podzol성토

갈색podzol성토

회색산림토

비석회질갈색토

planosols의 일부

soloth와

solonetz의

일부 부식질 glei

Andisols

and

ando

(흑색)

화산

회토

ο	유기물이 매우 많음
ο	가비중이 낮음

용암류지대

안도졸토

화산회토

Aridisols＊

id

aridus

(건)

건조지 토양

ο	어느 정도 발달됨 특히 ochric표층과 ambic층이 발달됨 때로는 argillic층과 natric층도 발달됨

건조지대

사막토,

serozem

갈색토,

적갈색토

calcisols,

solonchak

solonetz

Entisols

ent

recent

(최근)

미숙 또는

발달이

안된 토양

ο	ochric 표층보다 특징층위 없음

모든기후조건

비 성대성 토양의 대부분 tundra

Gelisols＊

el

Gelic

(결빙)

빙하토

ο	결빙층 하부는 동토층임

한대기후 조건

빙하퇴토

Histosols

ist

histos

(조직)

이암 또는

흑니

ο	유기물이 매우 많음

담수상태 또는 산성조건

유기질토양

(이탄및흑니)

Inceptisols

ept

inceptum

(시작)

다소 발달된 토양

ο	어느정도발달됨, 특히 cambic, ochric, umbric, plaggen 표층이 형성됨

온대 또는 열대습윤기후

산성갈색토

andosoil(암토)

화산회토

갈색삼림토의 일부 산악습초지토

Mollisols

oll

mollis

(유)

mollic

표층을

갖는

토양

ο	mollic 표층이 있음 때로는 cambic, argillic, natric 또는 calcic층이 발달 되어있음.

반건,반습의 초원지

율색토

chernozem

prairie

적색prairie

일부의부식질glei

갈색삼림토

갈색토

planosols의 일부

solonetz

Oxisols＊

ox

oxide

(산화물)

산화물

ο	비옥도가 낮고풍화가 심히 진전된 토양

주로 습윤열대 및 아열대지역

latosols

laterite

지하수laterite

Spodosols＊

od

spodos

(회백)

podzol

ο	spodic층이발달됨

사질인 모재 주로 냉온대의 습윤기후 조건

podzol

갈색podzol성토

지하수podzol성토

Ultisols

ult

ultimus

(종극)

ultimate

ο

염기포화도

습윤온대 열대 또는 아열대

적황색 podzol성토

적갈색laterite성토

황갈색laterite성토

planosol의 일부

부식질 glei의 일부

Vertisols＊

ert

verto

(전화)

grumusol과 같음

ο	팽창성 점토(균열면이 매끈함) gilgai

건습이 교호되는 아열대 또는 열대기후

grumusols

열대흑색토

주) * 우리나라에 분포되지 않은 토양목

나. 특징적인 집적층

(1)

알지릭층(Argillic Horizon) : 규산염 점토가 명확하게 집적된 층으로 상부의 층위보다 점토함량을 1.2 배 이상 함유한 층임(Bt2).

(2)

아그릭층(Agric Horizon) : 경작의 결과 생성된 점토 및 부식의 집적층 임.

(3)

나트릭층(Natric Horizon) : 알지릭층이 갖는 특징 외에 주상구조이며 나트륨이 15% 이상 포화됨.

(4)

스포딕층(Spodic Horizon) : 유리 2, 3 산화물과 많은 양의 유기탄소와 함께 집적한 층임.

(5)

캠빅층(Cambic Horizon) : 알지릭이나 스포딕층에 비하면 발달이 약하나 토양생성작용의 결과 구조를 갖추었으나 수산화철을 유리하며 또는 규산염점토를 생성하거나 부식도 집적시킴.

(6)

옥식층(Oxic Horizon) : 가용성 염기와 규산이 용탈되고 2, 3 산화물이 남아서 SiO₂／R₂O₃ 의 비와 염기포화도가 낮고 2차 광물인 gibbsite, 적철 광 및 카오리나이트 등이 생성됨.

다. 기타 층위

(1)

칼식층(Calcic Horizon) : 탄산염(Ca, Mg)의 집적층.

(2)

석고층(Gypsic Horizon) : 유산칼슘이 풍부한 층.

(3)

살릭층(Salic Horizon) : 냉수에 용해되기 쉬운 염류가 이차적으로 집적 한층.

(4)

알빅층(Albic Horizon) : Albic은 라틴말로 albus로서 white를 의미한다. 즉 점토, 유리산화철이 하부로 용탈되어 없어졌거나 또는 그것들이 석출하여 그 층의 색이 피복물의 색보다 모래 또는 미사의 색으로 결정되는 층으로, 포드졸의 표백층(A2)이 전형적인 알빅층 임.

  우리나라 토양을 형태론적 분류방법(새로운 분류법)에 의하여 분류한 결과는 표 7과 같이 7개의 목과 14개의 아목 그리고 27개의 대군으로 분류할 수 있으며 가장 많이 분포하는 토양은 인셉티졸(Inceptisols)로 조사면적의 75.6%인 6,889천㏊인 반면, 히스토졸(Histosols)과 몰리졸(Mollisols)의 분포면적은 불과 0.07%인 6천㏊로 가장 적게 분포하고 있다.

참 고 문 헌

농업기술연구소. 1992. 증보 한국토양총설 : 토양조사자료 : 13.
______________. 1972-1983. 정밀토양도 (1:25,000) : 1-137 권.
______________. 1973. 토양조사편람 제 1 권 (토양조사 및 분류), 2권 (토양 분석) : 토양조사자료 : 1, 2.
______________. 1971. 개략토양도(1:50,000), 1-9 권.
NIAST. 2000. Taxonomical Classification of Korean Soils.
Soil survey staff. Soil Management Support Services. USA. 1992. Soil Taxonomy