여름 몬순 강우 시 산림과 농지 소유역 하천의 용존유기탄소 특성

Abstract

토지이용이 하천의 용존유기탄소의 농도와 광학적 특성에 미치는 영향에 대한 많은 연구가 되었지만, 아직 명확한 연관성이 밝혀지지 않았고 상반된 연구결과들이 병존하고 있다. 이 연구에서는 토지이용이 강우 시 용존유기탄소의 농도와 광학적 특성에 미치는 영향을 밝히기 위해 강원도 양구군 내 여섯 개 유역을 대상으로 2012년 7월부터 9월까지 네 번의 강우 사상에 대하여 하천 시료를 채수하여 용존유기탄소(dissolved organic carbon: DOC)의 농도와 용존유기물질(dissolved organic matter: DOM)의 광학적 특성을 분석하였다. 여름 몬순 강우 시 산림유역의 하천에서 DOC 농도가 가장 높았고, 하천 DOC의 농도는 유역 내 산림면적 비율과 통계적으로 유의한 양의 상관관계가 있었으며, 강우 강도가 증가할 때 더 높은 상관관계를 보였다. PARAFAC 모델링으로 도출한 4개의 구성성분, 즉, 육상 기원 휴믹 물질(Comp1), 육상 기원 풀빅산(Comp2), 미생물 기원의 유기물질(Comp3), 단백질 계열 유기물질(Comp4)의 형광세기는 하천 DOC 농도와 모두 양의 상관관계를 나타냈으나 상대적인 비율은 달랐다. 강우 시 하천 DOC 농도가 증가함에 따라 모든 유역에서 Comp1이 가장 빠르게 증가하였으나 농지의 비율이 증가할수록 Comp3의 비율이 Comp2의 비율보다 높아지는 경향을 보였다. 비록 농업지역의 관개에 따른 수문학적 영향과 비료사용, 또한 선택된 농작물이 하천의 DOC 특성에 미치는 영향을 고려하지 못한 한계가 있으나 이 연구를 통해 유역 내 산림 면적의 비율이 높아질 때 여름 몬순 강우 시 하천 DOC 농도가 증가할 수 있고, 그 구성성분은 유역의 토지 이용과 강수량, 강수 강도에 영향 받을 수 있음을 확인하였다.