우리나라의 토양온도 특성

우리나라의 토양온도 특성  -2002-04-27 (토) 

 

토양온도는 토양생성뿐만 아니라 작물생육에도 큰 영향을 준다. 또 토양수분과 함께 토양내에서 일어나는 생·이·화학적 작용을 조절하기도 한다. 전국에 위치한 측우소 및 관측소에서 실측된 토양온도와 기온을 수집하여 토양분류(Soil taxonomy) 에 필요한 토양온도권 분류시 필요·충분 조건인 설정된 토심의 적정성을 검토하여 토양속 결정에 기초자료를 제공코자 수행하였다. 개개의 토양단위체 (Pedon) 는 토양중 토심과 층위 그리고 어떤 특정 토심에서 동일한 년평균토양온도를 갖는다. 그러므로 토양단위체에 대한 년평균 토양온도의 단일값을 취하기 전에 특정토심을 결정하는것이가장 중요하다. 단위위치별토 심에따른 토양단위체의 년평균토양온도의 대표값은 표1과 같다.

 

[표1] 지역별 토심에 따른 년평균토양온도 ( 단위 : ℃ )

깊이 (Cm)	속초	수원	대전	대구	전주	서귀포
0 5 10 30 50 100 300 500	13.6 11.9 13.3 13.4 13.1 13.2 13.1 13.4	12.8 12.9 13.0 13.1 13.2 13.4 13.5 13.4	13.8 13.8 13.8 14.1 14.3 14.5 14.4 14.4	15.3 14.5 15.4 15.4 15.1 15.8 15.4 15.1	15.0 15.1 15.4 15.4 15.3 15.2 15.1 14.9	17.7 18.1 17.9 17.9 18.1 18.3 - -

 

토양표면과 토심 5cm 사이의온도차는 대구 +0.8, 속초 +0.7 그리고 서귀포 -0.4℃ 로 컸지만 수원, 진주 그리고 대전은 온도차가 거의 없었다. 토양표면과 토심 50cm의 온도차를 보면 속초 +0.5, 대전 -0.5, 수원과 서귀포는 -0.4, 전주 -0.3 그리고 대구 +0.2℃로 절대차는 토심 5cm 보다줄어 들었다. 한편 토심 50cm 와 100∼300cm 사이의 토양온도차는 속초, 수원 및 전주는-0.3℃ 그리고 대전과 서귀포는 -0.2℃ 로 절대차는 대체로 토심 50cm 상부 보다 적었다. 이와같이 토양온도의 변동은 토심이 깊어짐에 따라 적어지는 경향이었으며 대체로 토심 50cm 하부부터 감쇠하였다. 토심 50cm 하부에서 년평균토양온도의 변동폭을 면밀히 관찰하기 위하여 토심 50 및 100cm까지 단위위치에 따른 년평균토양온도는 표2와 같다.

[표2] 토심 50∼100cm 의 년평균토양 온도 비교 ( 단위 : ℃ )

깊이 (Cm)	대관령	인제	인천	광주	제주	서귀포
50(A) 100(B) B - A	9.2 9.8 0.6	11.6 12.3 0.7	13.2 13.3 0.1	15.8 15.8 0.0	16.8 16.8 0.0	18.1 18.3 0.2

 

토심50∼100cm의 변동폭은 인제 0.7, 대관령 0.6℃로 컸으며, 서귀포 와 이천은 0.2 및 0.1℃로 작아진 그러나 광주와 제주는 변동이 없었다.

한편 토심 50∼500cm의 년평균토양온도 변동폭은표3에서와 같다. 대구 +0.3, 수원 +0.2, 속초와 대전 +0.1 그리고 전주 -0.2℃이었으며단위위치 사이의 절대값은 0.3℃이하 이었다. 년평균토양온도는 토심 50 cm하부에서 변동폭이 감쇠하였으며, 인제와 대관령을 제외한 우리나라 전역에서 토심 50cm 하부의 변동폭 절대값은 0.3℃ 이하로 거의 일정한 경향을 보였다. 따라서 토심50cm의 년평균토양온도는 토양 단위체에 대한 년평균토양온도의 단일 값으로 취할수 있다. 즉 토심 50cm의 년평균토양온도는 표토의 년평균토양온도의 대표값으로 고려할 수 있다고 판단된다.

[표3] 토심 50cm 온도와 토심 50∼500cm 평균온도와의 차이 ( 단위 : ℃ )

깊이 (Cm)	속초	수원	대전	대구	전주
50(A) 100 300 500 Mean(B) B - A	13.1 13.2 13.1 13.4 13.2 0.1	13.2 13.4 13.5 13.4 13.4 0.2	14.3 14.5 14.4 14.4 14.4 0.1	15.1 15.8 15.4 15.1 15.4 0.3	15.3 15.2 15.1 14.9 15.1 -0.2

 

1월의 경우 대관령 -6.6, 50cm 하부의 년평균토양온도가 9.2℃로 가장 낮은 대관령, 13.2℃로 중간인 수원 그리고 18.1℃로 가장 높은 서귀포에서 월평균토양온도를 비교하여 보면 표4와 같다.

 

[표4] 지역별 토심50cm의 월평균 토양온도 ( 단위 : ℃ )

지역	월
	J	F	M	A	M	J	J	A	S	O	N	D
대관령	-6.6	-1.1	-0.3	3.4	11.0	16.5	19.3	21.3	18.0	12.9	6.8	2.0
수원	1.2	0.8	10.4	10.4	16.1	21.2	24.3	25.8	22.0	17.3	10.4	4.5
서귀포	9.8	9.6	14.9	14.9	18.6	22.0	25.4	27.6	25.7	22.3	17.5	12.7

 

1월의 경우 대관령 -6.6, 수원 +1.2 그리고 서귀포는 +9.8℃로 단위위치별 사이에 큰 차이를나타내었으며 다른 시기도 같은 경향을 보였다. 한편 단위 위치내 월별 변화는 대관령에서 1월에 - 6.6℃ 로 가장 낮았으며 그리고 8월에는 +21.3℃ 로 가장 높았다. 수원과 서귀포에서도 같은 경향을 보였다. 이것은 50cm 하부의 년평균토양온도의 구성 성분인 월평균토양온도가 단위위치에 따라 차이를 보이며 그리고 기간(월)에 따라 변동이 있음을 나타내주는 것이다. 토심 50cm의 하계평균토양온도와 동걔평균토양온도의 변동을 보면 표 5와 같다. 

[표5] 지역별 토심 50cm의 하계(MSST) 및 동계평균토양온도(MWST) ( 단위 : ℃ )

지역	MSST	MWST	지역	MSST	MWST
대관령 속초 인제 횡성 수원	19.0 22.3 22.7 23.1 23.8	-2.9 3.4 0.9 2.8 2.2	대전 광주 대구 제주 서귀포	23.7 23.8 25.2 24.6 25.0	4.1 5.6 4.8 8.0 10.7

 

대관령은 토심 50cm의 하계평균토양온도와 동계평균토양온도가 각각 +19.0 및 - 2.9℃ 로 가장낮았으며 그리고 서귀포는 +25.0 및 +10.7℃ 로 가장 높았다. 지금 토심 50cm의 하계평균토양온도와 동계평균토양온도 차이는 대관령 +21.9, 수원 +21.6 그리고 서귀포 +14.3℃ 였다.

토심 50cm의 년평균토양온도가 가장 낮은 대관령 (9.2℃) 그리고 가장 높은 곳은 서귀포 (18.1℃)이었다. 따라서 우리나라의 토양온도권은 온대권(8∼15℃)과 열대권(15∼20℃) 으로 압축된다. 온대권의 상한계와 열대권의 하한계 토양온도는 토심 50cm의 연평균토양온도에서 15℃이다. 토심 50cm의 년평균토양온도 15℃에 의해 구분되는 온대권과 열대권이 경계를 이루는 지역은고창 - 순창 - 남원 - 하동 - 사천 - 진양 - 함안 - 김해 - 양산 - 울주 - 영일군을 연속하는선이었다. 여기에서 경계선 북쪽은 온대권(mesic regime) 그리고 남부는 열대권(tnermic r- egime)으로 분류할 수 있다. 그렇지만 온대권지역에 위치한 전주와 대구는 열대권에 포함된다. 토양온도권 결정을 위해서는 무엇보다도 우선 토심 50cm 에서의 토양온도를 실측해야 한다. 그렇지만 특정지역에서 토양온도를 조사한다는것은 실제로 어려움이 많다. 그러므로 기온의 실측치를 가지고 토양온도를 추정해야 한다. 지금 위도와 표고를 무시한 우리나라 전지역의 토 심 50cm 토양온도와 년평균기온값은 각각 14.5 및 12.3℃이었으며 토양온도가 기온보다 2.2℃ 높았다. 년평균기온을 측정하여 토심 50cm의 년평균토양온도를 추정하는 식은 다음과 같으며 고도의 유의성을 나타내었다. (r=0.932**)

           MAST50 = 3.875 + 0.869 MAAT 
여기에서 MAST = Mean annual soil temperature, 
        MAAT = Mean annual air  temperature. 

 

<참고문헌>

1. 중앙기상대, 관상대. 1975∼1986. 기상년보.
2. 농업기술 연구소. 1983. 한국토양총설: 토양생성 및 분류.
3. Smith. G. D., F. Newhall, L. H, Robinson and D. Swanson. 1964. Soil temperature regimes their characteristics and predictability. SCS. USDA. TP-144.
4. 하호성, 최주현, 정연태. 1984, 한국남부지역 지온권에 관한 고찰. 경상대 부설 농업자원 활용연구소. 농업연구속보 18:47-52.

- 농업과학기술원 농업환경부 토양관리과  박창서 -