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토양 생태계

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Biology
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JoVE Core Biology
The Soil Ecosystem

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종종 지구의 피부라 불리는 토양은 단순한 흙 이상이다복잡한 생태계인 이 토양에 들어 있는 것은무기 광물, 공기 및 물 같은 무생체적요인이다그것은 또한 많은 생체적 요인인 박테리아, 곰팡이 및다른 유기체를 포함한다무기 광물은 토양 부피의40-50%를 차지하고 생태계를 풍요롭게 하는데질산염, 인산염 및 칼륨 같은 영양소가 들어 있다공기와 물은 함께 토양 부피의 55%를 차지한다공기는 산소, 질소, 이산화 탄소 같은 기체로 토양을풍요롭게 하고물은 영양소가 토양으로 침투하게 도와준다토양 부피의 5-10%를 차지하는 유기체는서로 그리고 무생체적 요인과 상호 작용하여영양을 얻는다토양은 뚜렷한 수평 층으로 구성되어 있다O-지역이라는 표토는 식물 생장에 가장 중요하고부엽토가 가득한데, 이는 죽은 식물과 동물 물질을미생물 분해하여 형성되는 유기물이다부엽토는 토양에 영양소를 공급하고습기와 공기 유지를 증진해주고지렁이 같은 유기체를 끌어들여서부드럽고 다공성의 토성을 만들어낸다표토의 질감과 구성은종자 발아와 식물 생장에 이상적인 기질이되게 한다건강한 토양은 비옥하고농업에서 중요한 자연 자원이다하지만, 식물 생장은 토양 영양소를 소비하여땅의 비옥함을 고갈시킨다토양 생태계는 자연적으로 토양 영양소를 재충전하는데유기물 분해 같은 과정을 통하여재충전된다그러한 중요한 생태계 기능은생태계 서비스로 알려져 있다인간 활동의 증가로 인하여 오염 속도가토양이 생태계를 회복할 수 있는 속도를 능가하고 있다이를테면 미세 플라스틱은플라스틱 쓰레기 조각에서 비롯되는데살아 있는 유기체에 해롭고 토성에 영향을 미쳐서생태계의 영양 재활용과기능을 변화시킨다전세계 기후 변화가 점점생태계에 영향을 미치고 음식 수요가 신속하게 상승하는데토양 관리와 보존은 지속 가능한 삶을 유지하는데 아주 48 중요하다

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토양 생태계

식물은 토양으로부터 무기질과 물을 얻습니다. 토양의 구성과 질은 화학 성분뿐만 아니라 유기체의 존재에도 달려 있습니다. 일반적으로 토양은 세 가지 주요 성분을 포함합니다.

  1. 무기질은 토양 부피의 약 40-45%를 차지합니다.
  2. 부식(humus)으로 알려진 유기물은 토양 부피의 약 5%를 차지합니다.
  3. 물과 공기는 토양의 약 50%를 차지합니다.

건강한 토양은 식물의 성장을 촉진하기 위해 충분한 양의 공기, 물, 무기질, 그리고 유기물을 가지고 있습니다.

물리적 구조를 바탕으로 토양은 네 가지 층으로 구성되어 있습니다.

  1. O층(O-horizon). 표토(topsoil)라고도 부릅니다.
  2. A층(A-background)
  3. B층(B-horizon). 심토(subsoil)라고도 부릅니다.
  4. C층(C-horizon). 기반암이라고도 부릅니다.

O층은 식물, 동물 또는 미생물이 분해한 유기물로 구성됩니다. 이 습한 층은 토양 비옥성, 습기, 공기 보존을 개선하는 데 중요한 역할을 합니다. 부식이 전체 토양 부피의 적은 비율을 차지하지만 생물에게 중요한 역할을 합니다.

A층은 유기물과 무기질의 혼합물로 바위의 풍화에 의해 형성된 진정한 광물 토양의 시작입니다.

B층은 O층보다 덜 비옥한 고운 점토로 이루어졌습니다. 수분이 풍부하고 O층보다 생물활동이 덜 합니다.

C층은 풍화암으로 이루어져 있습니다. C층 아래에는 일반적으로 토양의 모재로 작용하는 암반이 있습니다.

토양 형성

토양은 모체 암반 물질에 작용하는 물리적, 화학적, 생물학적 풍화 과정의 결과로 형성됩니다. 물리적 풍화의 경우, 지구는 온도 변화, 바람, 서리, 마모 또는 지진과 같은 기계적 작용으로 형성되며, 이러한 작용은 암반의 붕괴를 유발할 수 있습니다. 화학 풍화에서, 이 암석은 물, 산 또는 다른 화학 성분과 반응합니다. 반면, 생물학적 풍화는 바위의 갈라진 틈으로 자라는 굴착 동물과 식물의 뿌리의 영향을 받아 갈라집니다.

생산되는 토양의 유형은 다섯 가지 주요 요인, 즉 모체의 구성, 존재하는 유기체의 유형, 기후 조건, 지형, 시간에 의해 좌우됩니다. 이러한 요인들 사이의 상호작용은 지구 전체에 걸쳐 무한하고 다양한 토양을 생산합니다.