DOI QR코드

DOI QR Code

Quantitative Approach of Soil Prediction using Environment Factors in Jeju Island

환경요인을 이용한 제주도 토양예측의 정량적 연구

  • 문경환 (농촌진흥청 국립원예특작과학원 온난화대응농업연구센터) ;
  • 서형호 (농촌진흥청 국립원예특작과학원 온난화대응농업연구센터) ;
  • 송관철 (농촌진흥청 국립농업과학원) ;
  • 손연규 (농촌진흥청 국립농업과학원) ;
  • 현해남 (제주대학교 생물자원산업학부)
  • Received : 2012.02.24
  • Accepted : 2012.06.17
  • Published : 2012.06.30

Abstract

Parent material, climate, topography, biological factors, and time are considered five soil forming factors. This study was conducted to elucidate the effects of several environment factors on soil distribution using quantitative analysis method, called soil series estimation algorithm in the soils of Jeju Island. We selected environment factors including mean temperature, annual precipitation, surface geology, altitude, slope, aspect, altitude difference within 1 $km^2$ area, topographic wetness index, distance from the shore, distance from the mountain peak, and landuse for a quantitative analysis. We analyzed the ranges of environment factors for each soil series and calculated probabilities of possible-soil series for certain locations using estimation algorithm. The algorithm can predicted exact soil series on the soil map with correctness of 33% on $1^{st}$ ranking, 62% within $2^{nd}$ ranking, 74% within $5^{th}$ ranking after estimating using randomly extracted environment factors. In predicted soil map, soil sequences of Entisols-Alfisols-Andisols on northern area and Alfisols-Ultisols-Andisols on western area can be suggested along increasing altitude. More modeling studies will be needed for the genesis process of soils in Jeju Island.

토양의 생성에는 모재, 기후, 지형, 생물요인, 시간 등의 5가지 요인이 작용하고 있다고 알려져 왔다. 이 연구는 제주도 토양을 대상으로 환경요인만으로 토양통을 예측하는 알고리즘을 이용하여, 정량적인 분석 방법을 이용해 환경요인과 토양분포의 관계를 알아보고자 하였다. 분석을 위한 환경요인으로는 온도, 강수량, 지표지질, 해발고도, 경사도, 경사향, 주변과의 고도차, 지형습윤지수, 해안으로부터의 거리, 산정상으로부터의 거리, 토지이용현황을 선택하였다. 토양통별로 각각의 환경요인의 평균과 표준편차 또는 면적비를 구하고, 이를 이용하여 토양통이 분포할 수 있는 환경요인의 범위와 확률을 구하였다. 환경요인별 확률을 결합시켜 분포 가능한 토양통의 순위를 제시하는 알고리즘을 작성하였고, 이를 이용하여 토양통을 예측한 결과 1순위 내에 33%, 2순위 내에 62%, 5순위 내에 74%를 정확하게 기존의 토양도와 일치시킬 수 있었다. 알고리즘을 이용하여 제주 전 지역의 환경요인을 이용하여 예측되는 토양도를 토양목, 대군 등으로 분류하 여 나타낸 결과 북부 해안가에 Entisols이 분포하고 해발고도가 높아지면서 Alfisols, Andisols이 나타난 반면, 서부지역에서는 해안가의 Alfisols에서 해발고도가 높아지면서 Ultisols, Andisols의 순으로 나타나고 있어, 토양의 생성과 관련되어 모형을 이용한 추가적인 연구가 필요하였다.

Keywords

References

  1. Carre, F., A.B. McBratney, T. Mayr, and L. Montanarella. 2007. Digital soil assessments: Beyond DSM. Geoderma 142:69-79. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2007.08.015
  2. Chae, S.S. and D.T. Lee. 1972. Studies on the genesis and classification of volcanic black soil in Chejudo. Res. Rep. Office Rural Devel. 14:27-38.
  3. Dahlgren, R.A. 1997. Soil development along an elevational transect in the western Sierra Nevada, California. Geoderma 78:207. https://doi.org/10.1016/S0016-7061(97)00034-7
  4. Hong, S.Y., Y.S. Zhang, B.K. Hyun, Y.K. Sonn, Y.H. Kim, S.J. Jung, C.W. Park, K. C. Song, B.C. Jang, and E.Y. Choe. 2009 An introduction of Korean soil information system. Korean J. Soil Sci. Fert. 42(1):21-28.
  5. Hyun, B.K, Y.T. Jung, G.S. Hyun, K.H. Moon, K.C. Song, Y.K. Sonn, Y.S. Zhang, C.W. Park, S.Y. Hong, and L.H. Kim. 2009. A study on the lava terraces with different elevation in Jeju. Korean J. Soil Sci. Fert. 42(2):88-97.
  6. Moon, K.H., H.C. Lim, and H.N. Hyun. 2007. Distribution of soil series in Jeju Island by proximity and altitude. Korean J. Soil Sci. Fert. 40(3):221-228.
  7. Moon, K.H., H.C. Lim, and H.N. Hyun. 2010. Distribution of organic matter and Alo+1/2Feo contents in soils using principalcomponent and multiple regression analysis in Jeju Island. Korean J. Soil Sci. Fert. 43(5):626-632.
  8. Peterson, G.A., I.D. Moore, G.A. Nielsen, and P.E. Gessler. 1993. Soil attribute prediction using terrain analysis. Soil Sci. Soc. Am. J. 57:443-452. https://doi.org/10.2136/sssaj1993.03615995005700020026x
  9. Shoji, S., M. Nanzyo, and R. Dahlgren. 1993. Volcanic ash soils: genesis, properties, and utilization. Elsevier Science.
  10. Soil Survey Staff, USA. 2006. Keys to soil taxonomy.
  11. Song, K.C. and S.H. Yoo. 1994. Andic properties of major soils in Cheju island (3). Conditions for formation of allophane. Korean J. Soil Sci. Fert. 27(3):149-157.
  12. Won, J.H., J.W. Kim, G.W. Koh, and J.Y. Lee. 2005. Evaluation of hydrogeological characteristics in Jeju Island, Korea. Geo. J. 9:33-46. https://doi.org/10.1007/BF02910552