한국 돌리네 습지의 형성 요인

Factors of forming Doline wetland in Korea

  • cc icon
  • ABSTRACT

    본 연구는 한국의 카르스트 지역에 분포하는 돌리네 습지의 형성 요인을 밝히기 위해 지형, 수문, 토양의 특성을 중심으로 분석하였다. 분석결과 지형과 수문이 습지 형성에 가장 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 돌리네 습지는 우기에 습지수를 집수하기 유리한 대규모 사면이 발달한 돌리네에 주로 형성된다. 강수와 지하수를 주요 수원으로 하고 있으며 건기의 습지 형성에는 지하수 삼출점과 습지와의 거리가 가장 중요한 요인으로 나타났다. 돌리네 습지 형성과 토양의 배수 능력은 큰 관계가 없는 것으로 분석되었지만 배수가 불량한 토양은 단기간의 집수에는 유리한 특성을 보인다. 한국에서 돌리네는 단구 상에 주로 발달하는 것으로 알려져 있으나 돌리네 습지의 경우 사면발달이 양호한 산정부와 사면 상에 위치한 대규모 단일 돌리네에 주로 형성된다.


    This study is to analyze topography, hydrology and soil characteristics to find out the factors of forming doline wetland in the Korean karst area. As a result, topography and hydrology had the main factors in forming wetlands. Doline wetland is mainly formed on the doline well developed large slope favorable to the catchment for the water during the rainy season. Doline wetland makes precipitation and groundwater a source of water, and the distance between the exudation point for groundwater and the wetland showed as the important factor. Although the formation of doline wetland and the drainage capacity of soil didn’t have a great relationship, poorly drained soil showed advantageous characteristics in a short-term catchment. Doline in korea usually developed on the river terrace but Doline wetland has mainly formed in extensive single-doline on the mountaintop and hill slope with relatively well developed slope.

  • KEYWORD

    돌리네 습지 , 형성 요인 , 지형 , 수문 , 토양 , 삼출 , 산정부 , 사면

  • I. 서 론

    습지는 육상환경과 수환경의 점이지대로 독특한 생태계를 이루고 있으며(유호상, 2001) 생태적·경제적인 가치를 높이 평가 받아 인류의 귀중한 자연자원으로 인식되고 있다. 그리고 습지는 안정적인 퇴적환경을 보이는 경우가 많아 습지 주변에서 유입되는 화분(花粉)을 장기간 보존하고 있어 화분을 공급한 식물이 존재했던 시기의 절대연대를 측정할 수 있는 장점이 있다. 따라서 습지 토양은 고환경 복원에 중요한 자료를 제공할 수 있어 학술적 가치를 높이 평가받고 있다(권동희, 2006).

    최근 들어 습지 연구자들은 카르스트 지역에 발달하는 습지를 ‘카르스트 습지(karst wetland)’라는 독특한 습지 유형으로 분류하고 있다. 카르스트 습지는 지형·수문학적 특수성과 생태적 가치를 높이 평가 받아 람사르 습지 목록에 등재되는 일이 증가하고 있으며 이러한 추세로 인해 세계 여러 지역에 분포하는 카르스트 습지에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.

    한국의 카르스트 지역 역시 강원도 남부, 충청북도 북동부, 경상북도 북서부에 걸친 옥천지향사에 광범위하게 분포하기 때문에 카르스트 습지의 발달 가능성이 높다고 볼 수 있으며 실제로 몇몇 연구자들에 의해 여름철 집중 강수로 돌리네가 침수되어 호소를 이루는 현상에 대한 보고가  있었다(강영복, 1992; 황경연, 2001; 서원명, 2003). 그러나 우리나라는 습지 연구가 활발하게 이루어지고 있음에도 아직 카르스트 지역에 발달한 습지에 관한 연구는 부족한 실정이다. 이는 우리나라 습지 연구의 대상이 대부분 연중 침수환경을 보이는 영구적 습지에 국한되어 있어 단기간의 일시적 침수를 보이는 습지에 대한 관심이 상대적으로 부족하기 때문인 것으로 생각된다. 이러한 이유로 돌리네가 침수되어 일시적인 호소를 이루는 현상을 카르스트 습지의 유형 중 하나로 인식하지 못하고 있다.

    최근에서야 경상북도 문경시의 굴봉산 돌리네 습지가 보고되었지만(국립환경과학원, 2011) 돌리네에 습지가 형성되는데 영향을 미치는 요인이 무엇인지는 아직 밝혀지지 않았다. 이에 본 연구에서는 지형, 수문, 토양 특성을 중심으로 돌리네에 습지가 형성되는데 영향을 미치는 요인을 규명하고자 하였으며 돌리네 습지의 지리적 특성에 대해 고찰하고자 한다.

    II. 연구 지역 및 방법

       1. 연구 지역

    돌리네가 침수되는 지역은 2013년에 이루어진 카르스트 지역 현지 조사를 통해 파악한 결과 강원도 평창군에 2곳, 정선군에 3곳, 영월군에 2곳, 충청북도 단양군에 1곳, 경상북도 문경시에 2곳 등 총 10개 지역에 분포하는 것으로 나타났다. 이 중 총 침수 기간이 3일 이내를 보이는 곳은 6곳이며 비교적 장기간인 7일 이상의 침수를 보이는 곳은 4곳으로 나타났다. 습지는 장기간 침수될수록 습지의 생태적·경제적 기능 및 가치가 높아진다고 판단하여 본 연구에서는 침수되는 돌리네 중에서 총 7일 이상의 침수를 보이는 돌리네를 연구 대상 지역으로 선정하였다. 연구 지역은 강원도 평창군 미탄면 한탄리 고마루, 강원도 정선군 남면 무릉리 발구덕, 강원도 정선군 임계면 직원리 산계령, 경상북도 문경시 산북면 우곡리 굴봉산에 위치한 4곳의 돌리네 습지이다.

       2. 연구 방법

    돌리네 습지 형성에 영향을 미치는 요인을 파악하기 위해 지형, 수문, 토양의 특성을 중심으로 분석하였다. 습지수가 공급지역에 해당하는 돌리네와 주변 사면의 발달 정도를 파악하기 위해 1:5,000 수치지형도를 이용하여 집수면적과 경사도를 분석하였다. 돌리네 습지로 유입되는 지하수의 특성을 파악하기 위해 현지 조사를 통해 지하수 삼출점의 위치와 개수, 습지와 삼출점간의 거리, 시기별 삼출 정도 등을 파악하였다. 연간 침수일과 침수 빈도는 침수흔적 추적과 현지 주민과의 면담을 통해 파악하였다. 토양을 통한 배수 정도를 파악하기 위해 토성분석을 하였으며 토양시료는 2013년 10월에 post hole auger를 이용하여 습지 중심에서 채취하였다. 토양심도는 0~30cm, 30~60cm, 60~90cm 정도로 구분하여 각각 400g씩 채취하였으며 토양검사는 제일분석센타주식회사에 의뢰하였다.

    III. 이론적 배경

       1. 일시적 습지

    습지는 계절에 따라 수위가 변하기도하고 일시적인 침수를 보이기도 하는 수문 특성이 있으며 침수되는 기간에 따라 영구적으로 침수되는 습지(이하 영구적 습지)와 일시적으로 침수되는 습지(이하 일시적 습지1))로 나눌 수 있다. 영구적 습지의 경우 연중 침수를 보이기 때문에 쉽게 습지로 인식된다. 반면 일시적 습지는 일반적으로 강수가 집중되는 짧은 기간동안 침수되며, 침수 면적 역시 매우 작은 편이다. 따라서 침수되지 않은 기간에는 습지의 바닥이 노출되어 있는 특징이 있어 습지로 인식되지 못하는 경우가 많다. 하지만 세계적으로 알려진 일시적 습지의 종류는 매우 다양하며 수문지형학적·생태적인 특수성으로 인해 독특한 습지 유형으로 자리 잡고 있다(표 1).

    또한 일시적 습지는 습지의 수자원 관리와 생태적 기능 측면을 중시할 경우 습지로 인식되지 않거나 인식되더라도 가치를 높이 평가받지 못하는 경우가 있다. 환경부에서 제시한 습지평가기준(환경부, 2010)에 의하면 일시적 습지는 평가 요소에 포함되어 있지 않거나 포함되더라도 수자원과 생태적 측면에서 매우 낮은 평가를 받고 있는 실정이다.

    그러나 일시적 습지는 습지 생물의 이동통로가 되기도 하며 습지가 받는 환경변화의 영향을 저감시키는 완충지의 기능을 하고 있어 습지를 유지하는데 있어서 매우 중요하다. 몇몇 연구를 통해 일시적 습지는 영구적 습지에 비해 생태적인 기능에 있어서 전혀 부족하지 않음이 밝혀지고 있다. 말론과 윌리엄스(Karen Malone and Hans Williams, 2010)는 그들의 보고서에서 일시적 습지는 침수되는 기간 동안 습지 주변 또는 하천으로부터 영양소를 다량으로 공급받게 되어 식물의 성장률이 가장 높게 나타나는 특징을 보이기 때문에 지역의 생물 활동을 유지하는데 큰 역할을 한다고 분석하였다. 또한 일시적 습지로 볼 수 있는 사력퇴습지는 수질 정화능력이 매우 높고 반수서성 식물이 서식하기 때문에 수자원 관리와 생태적 측면에서도 중요한 곳으로 인식되고 있다(오경섭 등, 2008).

    이러한 생태적 기능 이외에도 일시적 습지는 지형·수문학적 측면에서도 매우 중요하다. 일시적으로 침수되는 현상은 수분이 공급되어 머물다가 사라지는 일종의 수분 순환 시스템으로 볼 수 있으며 이러한 과정에서 물질 순환이 이루어지고 물을 저장하기도 하며, 지형형성 작용이 일어나기 때문이다. 게다가 그 지역만의 독특한 경관을 형성한다는 점에 있어서도 간과해서는 안 될 중요한 습지 유형으로 볼 수 있다.

       2. 돌리네 습지

    카르스트 습지는 카르스트 현상이 나타나는 지역에 발달하는 습지를 뜻한다. 람사르에서도 카르스트 지역에 발달하는 습지를 독특한 카르스트 현상이 나타나고 수문지질학적인 특성, 그리고 생태적인 특수성을 높이 평가하여 우수한 습지로 규정하였다. 현재 람사르에서는 이러한 습지 유형을 카르스트 및 기타 지하수문시스템(karst and other subterranean hydrological system)으로 분류하고 있으며 람사르 사이트에 등록된 카르스트관련 습지는 89개소에 달한다. 그러나 람사르의 분류는 지하와 지표를 포함한 카르스트 지역 전체를 습지로 보고 있어 지표에 나타나는 현상에 주목하는 지리학적 관점에는 다소 부합하지 않는다고 여겨진다. 따라서 필자는 카르스트 지역의 지표상에 나타나는 습지를 카르스트 습지로 인식하였으며 이와 관련지을 수 있는 지형 요소들은 돌리네, 우발라, 카르스트 용천, 석회화 단구, 싱크홀 폰드 등을 들 수 있다.

    본 연구에서 다루고 있는 돌리네 습지는 명칭에 있어서 다소 생소하며 개념과 정의에 관한 논의 역시 아직 이루어지지 않은 것이 사실이다. ‘돌리네 습지’라는 용어는 돌리네에 습지가 형성되었다는 의미로 국립환경과학원(2011)에 의해 처음 사용되었으며 세계적으로 희소성이 매우 높고 독특한 경관을 나타낸다고 보고된바 있다. 습지의 명칭 앞에 ‘돌리네’라는 지형명이 사용된 것은 습지의 지형이 발달하는 프로세스에 대한 이해가 용이하다는 장점이 있음과 동시에 습지 지형의 중요성을 부각시킬 수 있는 장점이 있다. 이는 습지를 생태적이고 경제적인 가치 위주로 판단하여 습지가 갖는 지형학적 가치에 대한 저평가가 이루어지고 있는 현실에 비추어 볼 때 매우 바람직하다고 판단되는바 본 연구에서도 이 같은 관점으로 ‘돌리네 습지’라는 용어를 사용하였다.

    돌리네 습지는 다른 습지 유형들과 마찬가지로 주로 습윤한 기후에서 잘 발달한다. 또한 지표수의 발달이 미약한 카르스트 지역의 특성으로 인해 습지수를 강수와 지하수에 의존하여 계절적 수위변동이 심한 수문 환경을 보인다. 침수 기간에 따라 우기에 수위가 상승하고 건기에 수위가 하강하는 영구적 습지와 우기에만 침수되고 건기에는 침수되지 않는 일시적 습지로 구분이 가능하다. 그리고 돌리네라는 독립적인 분지의 지형 특성으로 인해 일정 수체와의 연결이 없는 지리적으로 고립된 습지로 볼 수 있다.

    이 같은 특성을 종합하여 필자는 돌리네 습지의 정의를 다음과 같이 제안하였다.

       3. 습지의 형성 인자

    습지의 형성에는 기후, 지질, 지형, 수문, 토양 등이 영향을 미친다(Mitsch and Gosselink, 2007). 연구지역 모두 여름철 강수가 집중되는 우리나라 기후특성과 카르스트 지역이라는 공통점이 있지만 연구 지역의 분포에 따라 기후와 지질특성에 차이가 나타나므로 습지의 형성에 미치는 영향을 배제할 수는 없다. 그러나 본 연구에서는 지형, 수문, 토양 인자를 중심으로 분석하였으며 기후와 지질은 따로 고려하지 않고 향후 과제로 남겨놓았다.

    1) 지형

    습지가 발달하는 지형은 크게 산정, 사면, 분지, 평지, 하도 등으로 구분할 수 있다(C.A. Semeniuk, 1995). 지하수나 지표수는 경사를 따라 유도되며 사면의 경사와 피복상태 등이 수문현상에 큰 영향을 미치기 때문에(기근도, 2002) 분지나 하도와 같이 오목한 지형일수록 습지수를 집수하기에 유리하다. 돌리네와 형태적으로 유사한 제주도 화구습지의 경우 산정부 일대의 집수역 크기와 화구저의 상태에 따라 습지발달양상에 차이가 나타나며 주변의 오름들이 보의 역할을 해서 배수를 방해한다거나 하는 경우에도 습지가 발달한다고 보고되고 있다(김태호, 2008). 이는 지형의 형태, 사면의 경사, 집수역의 크기 등 지형 차이가 습지형성에 주요 요인으로 작용함을 의미한다. 우리나라는 대체로 하계집중의 강수 패턴을 보이며 돌리네는 이 시기에 침수되어 습지를 이룬다. 돌리네는 분지의 형태이기 때문에 기본적으로 집수에 유리한 특성을 나타내지만 돌리네와 돌리네를 둘러싼 사면의 형태나 규모등은 일정하지 않기 때문에 습지수를 집수하는 정도는 돌리네 마다 다른 양상을 나타낼 것이다. 따라서 집수면적이 클수록 여름철 강수에 의해 습지수를 더 많이 공급받을 수 있어 습지 형성에 유리하다고 볼 수 있다.

    2) 수문

    습지는 강수, 지표수, 지하수 등의 형태로 습지수를 공급 받지만 지표수나 지하수는 강수에 기인한 것으로 볼 수 있다. 사면으로 침투한 강수는 지표를 따라 습지로 공급되기도 하지만 지하로 침투하여 습지 주변에서 삼출의 형태로 나타나기도 한다. 산지습지는 지하수면이 노출되어 지표로 나오는 곳에 주로 발달하기 때문에(Tiner, 1999) 지하수의 삼출특성을 파악하는 것은 습지의 수문환경을 이해하기 위한 기본적인 단계이다. 지하수가 삼출되는 정도는 사면의 수분저장능력으로 볼 수 있으며 삼출점의 위치와 습지와의 거리, 삼출되는 양, 삼출되는 시기 등에 따라 습지의 수위가 변하는 특성을 보인다. 특히 일시적인 침수를 보이는 습지의 경우 침수기간에 영향을 미칠 수 있다(문현숙, 2006).

    카르스트 지역의 경우 지하로의 수분 침투가 원활하여 지표수의 존재가 미약하다(Neven Kresic, 2013). 따라서 지하수가 삼출되어 습지를 향해 흐르더라도 습지에 도달하지 못하고 지하로 배출되기도 한다. 그렇기 때문에 습지와 삼출점과의 거리는 습지의 유지에 있어서 중요하다고 볼 수 있다.

    3) 토양

    집수면적이 넓고 지하수 공급량이 많아 돌리네로 유입되는 물의 양이 많더라도 토양을 통한 배수가 원활하면 습지가 형성되지 못한다. 따라서 토양의 투수성, 즉 배수 정도는 습지가 형성되는 인자로 볼 수 있다. 토양의 투수성은 주로 토양입자를 크기에 따라 모래·실트·점토로 나눈 뒤 이들의 함량 비에 따라 토양을 분류한 토성에 의해 결정되며 점토의 비율이 가장 큰 영향을 미친다. 토성에 의해 나타난 물리적 성질은 투수성, 통기성, 수분 보유력 등 습지가 수분을 유지하는 데 직접적인 영향을 미친다(김계훈 등, 2009). 토양 내에 모래의 함량이 높을 경우 투수성이 높기 때문에 집수된 물은 토양을 통해 빠르게 배수된다. 그러나 점토의 함량이 높을 경우 습포효과가 증가한다. 따라서 토양 내의 수분 이동을 억제하는 불투수층의 역할을 하기 때문에 배수가 매우 느려진다. 우리나라의 경우 지역에 따라 돌리네 토양의 점토 함량에 있어서 차이를 보이기 때문에 배수에 영향을 미치는 불투수층의 존재 역시 다를 수밖에 없다. 그렇기 때문에 점토의 함량이나 불투수층의 존재를 파악하는 것은 돌리네에 습지가 형성되는 요인을 규명하는데 있어 중요하다고 볼 수 있다.

    1)일시적 습지와 유사한 의미로 계절적(seasonal), 주기적(periodical, cyclical), 일시적(temporary), 간헐적(intermittent)이라는 표현을 쓰지만 영구적 습지의 상대적인 개념으로 일시적 습지(temporary wetland)를 사용하였다.

    IV. 돌리네 습지 분석

       1. 지형

    돌리네에 습지가 형성되는데 미치는 영향을 알아보기 위해 연구 지역의 지형 특성을 분석하였다(표 2). 고마루, 발구덕, 산계령에 발달한 습지는 해발 560~760m의 산지에 위치하며 굴봉산 습지는 이보다 낮은 해발 200m 지점에 위치한다. 또한 연구 지역들 모두 외부로의 지표유출이 없는 분지의 형태를 갖추고 있어 지리적으로 고립된 습지의 특성을 보인다(그림 6). 발구덕 습지는 사면 상의 돌리네에 발달하며 나머지 습지들은 모두 산정부의 돌리네에 발달하고 있다. 습지가 위치한 돌리네의 기저부와 돌리네와 면한 사면과의 고도차이는 120~255m를 나타내 사면발달이 양호한 특성을 보인다. 고마루 습지는 복합돌리네 상에 발달하는데 비해 발구덕, 산계령, 굴봉산 습지는 대규모 단일 돌리네에 발달한다. 습지에 수분을 공급할 수 있는 습지수 공급가능지역을 집수역으로 볼 때 집수면적은 고마루 습지가 1,126,625m2, 산계령 습지는 665,175m2, 발구덕 습지는 233,075m2, 굴봉산 습지는 429,700m2 로 다 양 하 다 (표 2). 습 지 의 면 적 은 3,423~10,100m2의 규모를 보여 소규모 습지로 볼 수 있으며, 습지면적은 집수면적과 비례하지 않는다. 집수면적 대비 습지면적을 비교할 경우 고마루 습지가 0.89%, 산계령 습지는 0.51%, 발구덕 습지는 1.83%, 굴봉산 습지는 1.90%를 차지하여 습지면적 뿐만 아니라 집수면적에 비해 습지가 차지하는 면적 또한 매우 작은 특징을 나타낸다. 집수역의 평균경사는 약 11~22°의 분포를 보인다(표 2). 습지가 발달한 곳의 경사는 평균 5° 이하의 비교적 완만한 경사를 나타내고 습지에 면한 사면의 경사는 20° 이상의 경사 분포를 보여 경사변환점에 습지가 발달하는 것을 알 수 있다(그림 7). 이러한 습지의 위치는 강수 시 사면으로부터 공급되는 지표수를 모으기에 알맞은 조건으로 볼 수 있다. 또한 지하수를 주요 수원으로 하는 산지습지는 주로 삼출점이 형성되기 유리한 경사변환점에 발달하므로(문현숙, 2006) 돌리네에 형성되는 습지는 습지형성이 유리한 곳에 위치한다고 볼 수 있다.

       2. 수문

    (표 3)은 연구 지역의 수문 특성을 나타낸 것이다. 고마루와 발구덕 습지는 우기에 3회 침수가 되어 연간 침수일이 7일 정도에 그치는 짧은 습지 형성 기간을 갖는다. 산계령 습지의 경우 3회 침수가 되며 연간 침수일이 9일로 조사되었다. 그러나 침수 이외의 기간에 건조한 환경을 보이는 고마루와 발구덕 습지와는 달리 산계령 습지는 10월 건기에도 토양이 수분으로 포화되어 있는 상태가 관찰되었다. 우기의 강수에 의한 포상류의 형태로 습지수를 공급하는 발구덕 지역을 제외하면 다른 지역들은 우기의 강수와 더불어 지하수로부터 습지수를 공급받는다. 고마루, 산계령, 굴봉산 습지는 3~5개소의 삼출점이 분포하고 있다. 풍수기인 8월의 조사에서 고마루 지역은 세 지점에서 삼출이 일어났지만 한 곳의 삼출수만 습지에 도달하였으며 나머지 두 지점의 삼출수는 습지에 도달하지 못하고 지하로 배출되었다. 산계령 지역은 세 지점에서 삼출이 일어나 습지로 수분을 공급하고 있었으며, 굴봉산 지역의 경우는 세 지점에서 삼출이 일어나 습지로 유입되었고 이중 한 지점은 인공저수지를 지나 습지로 수분을 공급하고 있었다. 건기인 10월에 이루어진 조사에서는 고마루, 산계령, 굴봉산 모두 한 지점에서만 삼출이 일어났다. 그러나 고마루의 삼출수는 습지에 도달하지 못하여 건조 환경을 나타냈으며 산계령과 굴봉산의 삼출수는 습지로 유입되어 각각 과습한 환경과 침수 환경을 나타냈다. 이는 건기에 발생하는 삼출수의 유입이 습지 환경을 유지하는데 중요한 역할을 한다고 볼 수 있다.

    삼출점과 습지의 거리는 습지 환경을 지속시키는데 중요한 요인인 것으로 보인다(그림 8). 건기인 10월의 조사에서 고마루 습지는 소량의 삼출수가 발생하였으나 삼출점과 습지와의 거리가 비교적 멀기 때문에 삼출점에서 약 50m지점에서 지하로 배출되어 습지에 도달하지 못하는 현상을 관찰하였다. 산계령 습지의 경우에는 소량의 삼출이 발생해도 습지와의 거리가 가깝기 때문에 습지에 도달하여 습지 환경을 유지시키는 것으로 판단된다. 굴봉산 습지의 경우 삼출점과 습지의 거리가 비교적 멀지만 삼출수가 인공저수지에 일시적으로 저장된 후 지속적으로 재유출 되기 때문에 장기간 습지가 유지될 수 있는 것으로 보인다.

       3. 토양

    고마루와 발구덕 습지의 토양은 오랜 기간 동안 석회암이 풍화되어 형성된 적색토가 발달하고 있다. 모래의 함량은 고마루 습지가 0.8~7.3%, 발구덕 습지가 4.0~5.8%로 낮으며 실트와 점토의 함량이 매우 높다(표 4). 표층에서 심층으로 갈수록 실트의 함량은 감소하고 점토의 함량은 증가하는 경향이 있다. 표층과 심층 모두 실트와 점토의 비율이 높은 것은 토양을 통한 습지수의 배수가 불량한 것을 나타내므로 습지 형성에 유리한 환경으로 판단된다.

    산계령과 굴봉산 습지는 암회색 내지 흑색의 토양이 발달하고 있다. 산계령 습지는 고마루와 발구덕 습지에 비해 점토의 함량이 적고 모래의 함량이 높게 나타나 상대적으로 배수가 양호한 특성을 보인다. 이는 강수 시 단기간에 습지 수를 저장하기에 불리하다고 볼 수 있다. 굴봉산 습지는 산계령 습지와 마찬가지로 모래의 함량이 높지만 30~60cm 깊이에서의 토성이 미사질 식토로 나타나 불투수층을 형성하고 있어 습지수를 유지하기에 유리한 특성을 보인다(그림 9).

    V. 고 찰

       1. 돌리네 습지의 형성 요인

    우리나라에서 돌리네 습지가 형성되기 위해서는 지형이 가장 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 우리나라는 여름에 강수량이 집중되는 기후 특성을 보이며 돌리네 습지 역시 여름철 풍수기에 형성되어 일정 기간 습지를 유지한다. 따라서 풍수기에 얼마나 많은 양의 습지수를 공급받을 수 있는지의 여부가 습지의 형성을 좌우한다. (표 5)는 연구지역의 지형, 수문, 토양의 특성을 종합한 것이다. 돌리네 습지는 산정부와 사면 등 풍수기에 습지수를 공급하기 유리한 사면이 발달한 돌리네에 형성되는 공통점을 보인다. 다시 말해 집수면적의 규모가 클수록 습지가 잘 발달할 수 있음을 의미한다.

    단기간의 강수에 의한 수분 공급이 돌리네 습지의 형성에 영향을 미치며 형성된 습지가 유지되기 위해서는 지속적인 삼출수의 공급이 중요한 것으로 나타났다. 돌리네 습지는 크게 수분을 직접 공급하거나 사면의 포상류를 야기하는 강수, 그리고 지하수 삼출의 두가지 형태로 습지수를 공급받는다. 그러나 발구덕 돌리네 습지의 경우 지하수 삼출이 없어도 강수 시 포상류에 의해 단기간에 습지가 형성되므로 돌리네 습지가 형성되기 위해서는 강수에 의한 수분 공급이 단기간에 충분히 이루어져야 하는 것으로 나타났다. 강수에 의한 수분 공급 외에도 지하수 삼출에 의한 수분 공급이 습지의 형성과 유지에 영향을 미친다. 특히 건기에 이루어지는 삼출수의 공급은 습지의 유지 기간을 좌우한다. 지표수의 발달이 미약한 카르스트 지역의 특성을 고려할 경우 습지와 삼출점 간의 거리는 삼출수가 습지로 유입되는데 있어서 중요한 요소로 작용한다. 습지와 삼출점 간의 거리가 가까울수록 삼출수가 이동하는 중에 지하로 배출되지 않고 습지로 유입되는데 유리하기 때문에 습지가 장기간 유지된다. 한편 습지와 삼출점과의 거리가 먼 굴봉산 돌리네 습지는 장기간의 습지 유지에 불리하다고 판단할 수 있으나 인공저수지가 삼출수를 저장하고 재유출하는 기능을 하기 때문에 먼 거리를 극복할 수 있어 습지가 장기간 유지된다.

    고마루와 발구덕 습지의 토양은 실트와 점토의 함량이 높아 배수가 불량하여 습지가 형성되기에 유리한 특성을 보인다. 이에 비해 산계령과 굴봉산 습지의 토양은 모래의 함량이 높아 고마루와 발구덕 습지보다 상대적으로 배수가 양호하여 습지 형성에 불리하다고 볼 수 있다. 하지만 연구지역의 수문특성을 고려하면 산계령과 굴봉산의 습지환경이 오래 지속되기 때문에 토양의 배수정도는 습지의 형성과 큰 관계가 없으며 습지의 지속 기간에 영향을 미치는 것으로 볼 수 있다. 이러한 현상은 O’Driscoll and Parizek(2008)의 연구결과와 유사한 특성을 나타낸다. 그는 미국 애팔래치아에 위치한 계절적으로 침수되는 카르스트 습지의 연구에서 배수가 불량한 점토질 토양이 발달하는 습지보다 점토질 토양 상부에 모래의 함량이 높은 사질 토양이 존재하는 습지가 표면대수층의 발달하여 습지수가 오래 지속된다고 분석했다. 이러한 관점으로 볼 경우 굴봉산 습지는 점토질의 불투수층 상부에 모래의 함량이 높은 토양이 발달하므로 습지의 장기간 지속에 영향을 주는 것으로 판단할 수 있다. 다만 침수기간을 고려할 경우 토양 배수가 원활하지 않은 돌리네 습지는 단기간의 집수에는 유리하지만 습지 환경이 장기간 유지되기 위한 충분조건은 아닌 것으로 보이며 토양의 배수가 원활하더라도 삼출수의 공급이 장기간 지속되면 습지 환경이 장기간 유지된다.

       2. 돌리네 습지의 지리적 분포 특성에 관한 논의

    돌리네가 형성되기 위해서는 지하수위보다 높은 고도에 넓고 평평한 땅이 있어야 한다. 돌리네는 용식이 진전될수록 깊이와 폭이 증가하고 인접한 돌리네와 연합하기도 하는 등 규모가 점차 증가하는 지형변화를 보인다. 한국의 경우 대부분의 돌리네는 산지 하천 주변의 넓고 평평한 하안 단구 상에 주로 발달하며 드물게는 산지 사면과 산정부에도 발달한다. 연구 지역을 기준으로 살펴보면 돌리네 습지는 돌리네가 주로 집단적으로 발달하는 단구보다 고도가 높은 산정부와 사면상에 주로 발달하는 경향이 있다고 볼 수 있다. 이는 과거에 하천이었던 단구 상에 발달한 소규모 돌리네는 지표상에 노출되어 용식을 받은 기간이 상대적으로 짧아 습지수를 공급하는 사면의 발달이 미약하여 습지가 형성되지 않는 것으로 보인다. 이에 비해 하천의 영향을 받지 않고 상대적으로 용식이 오래 진전된 산정부와 사면 상에 발달한 대규모 돌리네는 강수에 의한 포상류와 지하수 삼출에 의한 습지수 공급에 유리한 사면이 잘 발달되었기 때문에 단구 상 돌리네 보다 습지가 형성될 가능성이 높다고 판단된다. 그러나 돌리네가 발달한 지역에 따라 암석 특성과 지질 구조의 차이가 존재할 수 있기 때문에 돌리네의 규모와 발달 양상 역시 지역마다 다른 특성을 나타낼 수 있으므로 암석과 지질구조를 고려한 접근이 필요하다고 본다.

    VI. 결 론

    한국의 카르스트 지역에 분포하는 돌리네 중 일부는 여름철 집중 강수로 인한 침수로 호소를 이루어 습지 환경을 나타낸다. 그러나 돌리네에 습지가 형성되는데 영향을 미치는 요인이 무엇인지는 아직 구체적으로 밝혀진 바 없다. 따라서 본 연구에서는 지형, 수문, 토양 특성을 중심으로 돌리네에 습지가 형성되는데 영향을 미치는 요인을 규명하고자 하였으며 돌리네 습지의 지리적 특성에 대해 고찰하고자 하였다.

    연구 결과 돌리네 습지는 산정부와 사면 등 풍수기에 습지수를 공급하기 유리한 사면이 발달한 돌리네에 주로 형성되었다. 따라서 돌리네 습지가 형성되기 위해서는 강수에 의해 얼마나 많은 양의 습지수를 공급받을 수 있는지의 여부를 결정하는 사면의 발달 즉, 지형이 가장 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다.

    단기간의 강수에 의한 수분 공급이 돌리네 습지의 형성에 영향을 미치며 이미 형성된 습지가 유지되기 위해서는 지속적인 삼출수의 공급이 중요한 것으로 나타났다. 지표수의 발달이 미약한 카르스트 지역의 특성을 고려할 경우 습지와 삼출점 간의 거리는 삼출수가 습지로 유입되는데 있어서 중요한 요소로 작용하며 인공저수지의 존재는 거리의 제약을 극복하는 역할을 한다.

    돌리네 습지의 형성과 토양의 배수능력은 큰 관계가 없는 것으로 나타났다. 다만 침수기간을 고려할 경우 토양 배수가 원활하지 않은 돌리네 습지는 단기간의 집수에는 유리하지만 습지 환경이 장기간 유지되기 위한 충분조건은 아닌 것으로 보인다.

    한국의 돌리네 습지는 카르스트 지역에서 용식이나 함몰에 의해 형성된 돌리네가 습지 환경을 나타내는 것으로 여름철 풍수기에 강수와 지하수에 의해 일시적인 침수를 보인다. 또한 산정부와 사면에 분포하는 집수에 유리한 대규모 돌리네에 주로 발달한다. 게다가 폐쇄된 분지의 특성과 지표수의 발달이 미약하여 일정수체와 연결이 되지 않는 지리적으로 고립된 습지의 특성으로 인해 일반적인 습지와는 다른 독특한 환경을 나타낸다. 이러한 돌리네 습지는 우리나라에서 희소성이 높으며 지형, 수문, 토양, 그리고 경관이 갖는 특수성으로 인해 그 가치가 높다고 판단된다.

    필자가 제안한 돌리네 습지의 정의와 개념은 앞으로 학계에서 보다 충분한 논의가 필요할 것으로 판단된다. 나아가 습지의 형성 요인으로 볼 수 있지만 본 연구에서 다루지 않은 기후와 지질 특성에 대한 심도있는 접근은 향후 과제로 삼도록 하겠다.

  • 1. 강 영복 1992 “우리나라의 고생대 석회암지역의 카르스트 지형과 토양생성작용에 관한 연구 : 영월, 평창 및 삼척을 중심으로” [한국지구과학회지] Vol.13 P.156-175 google
  • 2. 강 영복 1998 “동강 유역의 카르스트 지형” [한국지형학회지] Vol.5 P.131-142 google
  • 3. 2000 습지학 원론 google
  • 4. 2012 석회암 지대의 식물 google
  • 5. 2011 생태?경관우수지역 발굴조사(수리봉/굴봉산/단양측백나무군락). google
  • 6. 권 동희, 박 희두 2007 토양지리학 google
  • 7. 권 동희 2006 “한국의 습지지형 연구 성과와 과제” [한국지형학회지] Vol.13 P.25-34 google
  • 8. 권 동희 2012 한국의 지형 google
  • 9. 기 근도 2002 “자연 지역으로서의 태백 산지” [한국지역지리학회지] Vol.8 P.468-479 google
  • 10. 김 계훈, 김 길용, 김 정규, 사 동민, 서 장선, 손 보균, 양 재의, 엄 기철, 이 상은, 정 광용, 정 덕영, 정 연태, 정 종배, 현 해남 2009 토양학 google
  • 11. 김 귀곤 2003 습지와 환경 google
  • 12. 김 주환 2009 기후지형학 google
  • 13. 김 태호 2009 “제주도 산지습지의 지형 특성 : 1100 고지 습지와 물영아리오름 습지를 사례로” [한국지형학회지] Vol.16 P.35-45 google
  • 14. 문 현숙 2006 “습지의 이해와 인식” [한국동굴학회지] Vol.70 P.51-54 google
  • 15. 문 현숙 2005 습지의 발달 환경과 특성 : 경기도 산지를 중심으로 google
  • 16. 서 원명 2003 “단양 삼태산 일대의 석회암 지형” [한국지형학회지] Vol.10 P.283-298 google
  • 17. 서 무송 1996 한국의 석회암지형 google
  • 18. 오 경섭, 양 재혁, 조 헌 2008 “산지 하곡의 사력퇴습지 발달 양상 : 남한강과 금강 중?상류 하곡을 사례로” [한국지형학회지] Vol.15 P.1-13 google
  • 19. 유 호상 2001 습지의 지리적 분포와 환경요인 google
  • 20. 2010 국가습지의 유형별?등급별 분류 및 유형별 습지복원 매뉴얼 작성 연구 google
  • 21. 황 경연 2001 문경의 석회암 지형 google
  • 22. Semeniuk C. A., Semeniuk V. 1995 “A geomorphic approach to global classification for inland wetlands” [Vegetatio] Vol.118 P.103-124 google doi
  • 23. 1995 Wetlands: Characteristics and Boundaries google
  • 24. Ford Derek, Williams Paul 2007 Karst Hydrology and Geomorphology google
  • 25. Mulamoottil George, Warner Barry G., McBean Edward A. 1996 Wetlands : Environmental Gradients, Boundaries, and Buffers google
  • 26. Malone Karen, Williams Hans 2010 “Growing Season Definition and Use in Wetland Delineation-a Literature Review” P.14 google
  • 27. MA Zu-lu, CAI De-suo, JIANG Zhong-cheng 2009 “About Karst Wetland Classification System” [Journal of Guangxi Normal University Natural Science Edition] Vol.27 P.101-106 google
  • 28. O’Driscoll Michael A., Parizek Richard R. 2008 “Geological controls on seasonal-pool hydroperiod in a karst setting” [wetlands] Vol.28 P.1004-1017 google doi
  • 29. Kresic Neven 2013 Water in Karst : Management, Vulnerability, and Restoration google
  • 30. Tiner Ralph W. 2003 “Geographically isolated wetlands of the united states” [wetlands] Vol.23 P.494-516 google doi
  • 31. Tiner Ralph W. 1999 Wetland Indicators google
  • 32. 2012 COP11 Resolution XI.8, Annex 2, 91. google
  • 33. Mitsch William J., Gosselink James G. 2007 Wetlands google
  • [<그림 1>] 연구지역의 위치
    연구지역의 위치
  • [<그림 2>] 고마루 지역
    고마루 지역
  • [<그림 3>] 발구덕 지역
    발구덕 지역
  • [<그림 4>] 산계령 지역
    산계령 지역
  • [<그림 5>] 굴봉산 지역
    굴봉산 지역
  • [<표 1>] 일시적 습지 유형
    일시적 습지 유형
  • [<표 2>] 연구지역의 지형 특성
    연구지역의 지형 특성
  • [<그림 6>] 연구지역의 집수역 및 지형특성
    연구지역의 집수역 및 지형특성
  • [<그림 7>] 연구지역의 경사도
    연구지역의 경사도
  • [<표 3>] 연구지역의 수문 특성
    연구지역의 수문 특성
  • [<그림 8>] 연구지역의 우기와 건기 수문특성 비교
    연구지역의 우기와 건기 수문특성 비교
  • [<표 4>] 연구지역의 토양 특성
    연구지역의 토양 특성
  • [<그림 9>] 연구지역 토양의 삼각분포도
    연구지역 토양의 삼각분포도
  • [<표 5>] 연구지역의 지형, 수문, 토양 특성
    연구지역의 지형, 수문, 토양 특성