토양 생성 속도, 고토양, 토양침식과 간접적인 영향 등에 관하여

-토양의 생성속도

비록 토양의 생성은 화학적 풍화작용의 복잡한 과정의 일부이나 토양 생성과 풍화작용은 같은 것이 아니다. 화학적 풍화작용은 주로 기반암의 분해에 관계되지만 아주 긴 시간이 필요한 작용이다. 표토내의 토양단면을 생성하는 데 필요한 시간은 훨씬 짧을 수 있다

토양 단면은 어느 황경에서는 빠르게 생성될 수 있다. 남부 알래스카 글레이숴만 지역의 연구는 후퇴하는 빙하가 지표에 노출된 풍화되지 않은 모질물을 남길 때, 토양이 어떻게 발달되는가를 보여준다. 빙하가 후퇴하기 시작한 후, 수년 내로 A층이 새로 노출되고 다시 식물이 자란 지역에 발달된다(그림5.21). 이 지역에서 보통의 기온과 높은 강수량은 탄산염이 많은 빙하 퇴적물인 모질물의 매우 바른 용해를 가져온다. 식물이 점점 조밀하게 덮여짐에 따라 탄산과 유기산은 토양을 산성화시키고 용해는 더욱 효율적으로 된다. 50년 후에 B층이 나타나고 A층과 B층을 합한 두께는 10cm 정도이다. 다음 165년 동안 그곳에 성숙된 숲이 발달하고, A층과 B층을 합한 두께는 15cm로 증가하고, B층에 산화철이 쌓인다. 이런 식물과 토양 생성의 전체 순서가 후퇴하는 빙하 전면의 빙하용해 지역에서 명확하게 볼 수 있다.

그림5.21 지난 25년 알래스카의 글래이숴만의 토양발달은 나이가 다른 지점에서 토양단면 변화로서 보여질수가 있다. 시간이 지남에 따라 층을 형성하는 유기물 부엽토의 두께가 증가하고 A층과 B층이 발달한다. 40년동안 A층은 C층 위에 있게 된다. 그후 B층이 발달하고 60년후 7cm두께에 달한다. 오리나무 숲에서 성숙한 가문비나무 숲으로 변화감에 따라 유기물 부식토는 계속 쌓이기 시작해 150년 후에는 두께가 20cm에 달하게 된다. 각지점 나이는 가장오래된 나무의 나이테를 세어서 결정했다

보다 덜 습한 기후에서 토양은 더욱 천천히 생성되고 식별 가능할 정도의 B층이 나타나기까지는 수천 년이 걸린다. 미국의 중부 지역에서 10000년 전에 생성된 것으로 추정되는 B층은 점토가 많고 특징적인 구조를 갖는다. 습도가 토양의 생성속도에 미치는 여향의 극단적인 예는 빙하가 없는 남극대륙을 들 수 있는데, 그곳은 너무 건조하고 한랭하여 백만 년 이상 된 퇴적물도 단지 약하게 발달된 토양만을 갖는다.

 

-고토양

만일 표면 토양이 매몰되면 그것은 지질학적 기록의 일부가 된다. 이 토양이 지표에서 형성된 후, 매몰되어 보전된 것이 고토양이다(그림5.22). 따라서 그것의 상부는 정합이다. 고토양은 여러 시대의 암석과 퇴적물에서 식별되며 특히 제4기 미 고결 퇴적물에서 흔하다.

널리 분포되어 있는 특징적인 고토양은 퇴적층의 구분, 대비 및 연대측정에 사용된다. 그들은 또한 이전의 지표, 식물의 서식정도, 기후의 특징에 관한 중요한 단서를 제공할 수 있다.

그림5.22 고토양   과테말라의 과테말시 부근의 부석층(pumice layer)위에 발달한 두거운 적갈색의 고토양(사람부근)이 얇은 갈색의 고토양에 의해 분리된 부석과 화쇄류의 다른 층에 의해 덮여져 있다. 단층은 지층들이 2m정도 수직으로 변위시켜 놓았다

-토양침식

전 세계적인 농업생산은 세계 인구가 25억 이하였던 금세기의 상반기 동안 현저하게 증가하였다. 세계의 인구가 50억을 넘은 지금 제한된 농토 때문에 치열해지는 경쟁은 토양 침식에 대한 재앙적인 문제의 원인이 되고 있다(그림5.23). 제3세계 국가들에서 농부들은 전통적인 농장과 초기 밖의 경사가 가파르고 쉽게 침식되는 사면 또는 반 건조 지역으로 까지 경작지를 넓힐 수밖에 없게 되었는데, 이런 곳에서는 주기적인 경작의 실패는 당연한 사실이 되었고 경작지에서는 바람에 의한 심각한 토양 침식이 쉽게 일어났다. 동시에 선진국에서 경제적인 이유에 의해 농부들이 생태학적으로 잘 조화된 토지사용 대신 채산성이 높은 일열작물을 경작하게 되었으며, 이런 일열작물의 경작으로 토지는 증가된 침식에 취약하게 된다.

비록 토양의 침식작용은 지형, 기후 또는 식생의 변화로부터 기인되지만, 인간 활동의 결과는 현대 세계의 많은 지역에서 자연 체계를 압도하고 있다. 광범위한 벌목은 지표유출을 가속시키고 뿌리의 고정작용이 사일됨으로 인해 토양의 불안정화를 초래한다. 습윤 열대지역의 토양은 자연적인 식생이 제거되고 경작이 시작되면 빠르게 비옥함을 잃게 된다(그림5.24). 토양의 침식과 황폐화의 영향은 너무 광범위하여 이 문제는 '전염병' 으로 간주되었다.

	그림5.23 토양유실 마다가스카르의 벌채된 산림언덕 사면이 침식에 의해 깊게 파이게 되었다. 고정된 나무 뿌리가 사라졌을때 불안정하게 된 대체 불가능한 표토를 하천이 운반해 버림에 따라 이지역을 흐르는 하천을 붉게 한다
	그림5.24 산림벌채   산림벌채는 브라질의 마라바Maraba)부근 아마존분지의 울창한 우림을 파괴하고 있다. 자연적인 식물재배함에 다라 이지역 토양은 급격히 그들의 자연적인 비옥도를 잃는다.

-토양 침식의 간접적 영향

농경지로부터 침식된 많은 표토는 강으로 운반되어 계곡 바닥, 바다의 삼각주 또는 큰 댐 뒤의 호수에 퇴적한다. 이런 결과는 가끔 예기치 않게 사회에 미치는 영향은 심각하다. 예를 들면, 파키스탄에서 한 대규모 댐과 저수지를 설계한 사람들은 적어도 그 저수지의 수명이 한 세기 정도일 것으로 예상했었다. 그러나 댐 상류 지역에서 인구 증가는 현저하게 증가된 토양 침식을 초래하였고, 이런 높은 퇴적물의 생성속도는 그 대규모 저수지가 75년 이내에 침식 운반된 토양으로 채워져서 쓸모없게 될 것으로 예상되어지고 있다.