토양동물(soil animals)은 생태계(Ecosystem)에서 가장 중요한 분해자이자 또한 소비자 중의 하나로서 토양 동식물 잔유물(plant and animal residues)의 분해, 영양물질의 순환, 토양 발달(soil development)과 토양성숙(soil ripening) 등 과정에서 중요한 위치를 차지하고 있어 없어서는 안될 작용을 일으키고 있다. 현재 관련된 연구는 주로 토양동물의 지리와 생태 분포, 토양동물의 다양성, 군집 특성 및 환경과의 관계, 토양동물의 물질순환, 에너지 유동에서의 기능과 환경변화에 대한 지시작용, 시비(fertilization), 관개(irrigation), 방목과 환경오염 등 인위적인 방해조치가 토양동물 군집에 미치는 영향 등 영역에 집중되었다. 반건조지역 사질 농지(sandy farmlands)를 관개 농경지(irrigated cropland)로 개조한 후 토양 절지동물(arthropods) 군집의 변화특성 및 메커니즘에 대한 연구는 비교적 적다.

커얼친(Ke`erqin) 지역 사토지(sandy land)는 내몽고자치구 동부에 위치해 있고 중국 북방의 농업과 목축업이 공존하는 동쪽 지역이다. 경작지를 관개 농경지로 개조하는 것이 사토지 토양 절지동물 군집에 미치는 영향을 연구하기 위해 중국과학원 춥고 건조한 환경과 공정연구소 연구자는 2008년 ~ 2009년 사이에 커얼친 사토지인 나이만치(Naimanqi 지역, 중국의 county와 같은 등급 행정구역)에서 관개 농경지와 경작지 토양의 절지동물 군집 구조와 다양성의 차이를 비교 분석하였고 그 원인을 분석하였다.

연구결과는 아래와 같다.

(1) 경작지를 관개 농경지로 개조한 후 토양 절지동물 군집의 구성과 개체군밀도(population density)는 각각 4목 12과 그리고 35.2마리/평방미터에서 5목 15과 그리고 83.2마리/평방미터로 증가하였고 Shannon 다양성, 균일성(uniformity)과 우위도 지수도 각각 4.2%, 16.9% 그리고 11.8% 증가하였다.

(2) 경작지를 관개 농경지로 개조한 후 5개 유형의 종은 관개 농경지에 적응되지 않아 멸종되었고 8개 새로운 유형의 종이 증가하였으며 우세종(dominant groups)은 거저리과(tenebrionidae)에서 개미과(formicidae)로 대체되었고 서브 우세종(sub-dominant groups)은 방아벌레과(elateridae)와 개미과에서 접시거미과(linyphiidae)와 개미사돈과(pselaphidae)로 대체되었으며 군집은 대체되었다.

(3) 군집에서 포식성(predatory)과 잡식성(omnivorous) 종의 비례는 20.8%와 15.4%에서 40.0%와 26.7%로 증가하였고 초식성(herbivorous) 종의 비례는 30.8%에서 20.0%로 감소하였다. 군집에서 포식성과 잡식성 밀도 비례는 18.2%와 18.2%에서 30.8%와 51.9%로 증가하였으며 초식성 밀도 비례는 54.5%에서 9.6%로 감소하였다.

(4) 토양동물 종의 수량, 밀도, 다양성과 균일성 지수는 모두 토양의 기계적 구성, 토양의 수분, 유기물질, 총 질소, 총 인(P) 함량은 정상관(positive correlation) 관계를 나타냈고 토양온도와 pH값은 부상관(negative correlation)관계를 나타냈다.

연구결과에 의하면, 경작지를 관개 농경지로 개조하면 토양 절지동물 군집의 다양성과 종의 수량을 증가시킬 수 있고 군집 기능군의 구조를 변화시키면 토양 절지동물이 경작지에 대한 위해를 감소시킬 수 있다. 이러한 작용 메커니즘에서 주로 관개는 현저하게 토성(soil texture), 수열조건과 토양 영양분의 상황을 현저하게 개선시킬 수 있는데 특히 토양 유기물질과 pH의 변화를 개선시킬 수 있다.

이 연구는 중국 국가자연과학기금 과제(30972422, 31270752), 국가과학기술 지지프로젝트(2011BACO7B02), 국가 "973" 과제(2009CB421303)의 공동지원을 받았고 연구성과는 <<건조지역의 자원과 환경>> 저널에 발표되었다.

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키워드 : 토양동물, 생태계, 사질 농지, 관개 농경지, 절지동물

출처: KISTI 미리안 글로벌동향브리핑

원문: http://www.cas.ac.cn/ky/kyjz/201312/t20131211_3995436.shtml

제공:kisti, 다른기사보기기사등록일시 : 2014.02.19 16:13

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