펜

Fen
이 기사는 습지의 종류에 관한 것이다.기타 용도는 펜(동음이의)을 참조하십시오.
펜과 혼동하지 마세요.
에스토니아, 아바스테 펜초목이 경치를 지배하고, 목질의 관목과 나무는 드문드문하다.
Wicken Fen, 영국.전경에 있는 풀은 전형적인 펜이다.

펜은 미네랄이 풍부한 땅이나 [1][2]지표수에 의해 공급되는 이탄 축적 습지의 일종이다.습지, 늪, 늪과 함께 습지의 주요 유형 중 하나이다.늪과 펜은 둘 다 이탄을 형성하는 생태계이며,[2] 미어라고도 알려져 있습니다.펜의 독특한 물의 화학 작용은 지하수 또는 지표수 투입의 결과입니다.일반적으로 이 입력은 늪에서 발견되는 것보다 더 높은 미네랄 농도와 더 기본적인 pH를 초래한다.펜에 이탄이 축적되면 지하수 투입이 감소하거나 차단되어 펜 옴브로토피컬이 광축적이 아닌 오히려 펜옴브로토피컬이 됩니다.이런 식으로 펜은 더 산성이 [2]되어 시간이 지남에 따라 늪으로 이행할 수 있습니다.

펜은 전 세계에서 발견될 수 있지만, 대부분은 북반구의 [2]중위도에서 고위도에 위치해 있습니다.그들은 주로 사초와 이끼, 특히 사초 종인 카렉스 엑실리스와 [3]같은 다른 곳에서는 거의 볼 수 없는 그라미노이드류에 의해 지배된다.펜은 생물다양성이 매우 높은 생태계이며 종종 멸종위기종이나 희귀종의 서식지로 이용되며, 물의 [2]화학작용에 따라 종의 구성이 변화한다.그들은 또한 물에 잠긴 유기 펜 [1]토양에 산소가 부족하기 때문에 탄소, 질소, 그리고 인과 같은 영양소의 순환에 중요한 역할을 합니다.

펜은 역사적으로 [4]농경지로 전환되었다.하지만, 펜은 이탄 벌채,[5] 오염, 침입종, 그리고 채석장과 같이 펜의 수위를 낮추는 근처의 소란을 포함한 많은 다른 위협에 직면해 있습니다.미네랄이 풍부한 물의 흐름을 방해하면 물의 화학작용이 바뀌어 종의 풍부함을 바꾸고 이탄을 건조하게 만들 수 있습니다.건조한 이탄은 더 쉽게 분해되고 심지어 [1][2]불에 탈 수도 있습니다.

분포 및 범위

펜은 전 세계에 분포하지만 북반구의 [6]중위도 지역에서 가장 많이 발견됩니다.온대 및 한대 지역에서 발견되지만, [1][2]툰드라 및 세계 다른 지역의 특정 환경 조건에서도 발견됩니다.미국에서 펜은 중서부와 북동부에서 가장 흔하지만, 전국에서 볼 [7]수 있다.캐나다에서는, 펜이 허드슨 만과 제임스 만 근처의 저지대에서 가장 흔하지만,[2] 전국에서도 볼 수 있습니다.펜은 일본뿐만 아니라 영국, 아일랜드 등 유라시아의 북위도에 분포하고 있지만, 특히 중동 유럽에는 [2][7]펜이 풍부하다.더 남쪽으로 가면, 펜은 훨씬 더 드물지만, 특정한 조건하에서 존재합니다.아프리카에서는 보츠와나의 오카방고 삼각주와 레소토의 [2]고지대에서 펜이 발견되었다.펜은 또한 남반구의 더 추운 위도에서 발견될 수 있다.그들은 뉴질랜드와 아르헨티나 남서부에서 발견되지만, 그 정도는 북반구 [2][6]위도에 비해 훨씬 적다.국지적으로, 펜은 하천과 [2][8]강의 원류처럼 육지와 수생 생태계의 교차로에서 가장 많이 발견된다.

전 세계적으로 약 110만 평방 킬로미터의 펜이 있는 것으로 추정되지만 펜의 범위를 수량화하기는 어렵습니다.[6]습지의 정의는 지역에 따라 다르기 때문에 모든 국가가 같은 방식으로 [2]펜스를 정의하는 것은 아닙니다.또한 습지 데이터가 항상 이용 가능하거나 [2]고품질인 것은 아닙니다.펜은 또한 육상과 수생 [2]생태계 사이에 위치하기 때문에 엄격하게 묘사하고 측정하기가 어렵다.

정의.

펜스를 포함한 습지의 종류를 엄격하게 정의하는 것은 여러 가지 이유로 어렵다.첫째, 습지는 융통성 없는 정의에 따라 쉽게 분류되지 않는 다양하고 다양한 생태계이다.그것들은 종종 양쪽의 [8]특성을 가진 육상 생태계와 수중 생태계 사이의 전환으로 묘사된다.이것은 습지의 정확한 범위를 묘사하는 것을 어렵게 만든다.둘째,[1] 습지의 종류를 나타내는 용어가 지역에 따라 크게 다르다.예를 들어, bayou라는 용어는 습지의 한 종류를 설명하지만, 일반적으로 습지의 사용은 미국 [9]남부로 제한된다.셋째, 습지의 종류를 묘사하기 위해 언어마다 다른 용어를 사용한다.예를 들어,[8] 러시아어에서는 늪이라는 용어가 북미에서 일반적으로 사용되기 때문에 그에 상응하는 단어는 없습니다.그 결과 습지와 습지의 종류를 저마다 [1]다른 방식으로 정의하는 습지 분류 시스템이 대거 도입됐다.그러나 많은 분류 체계에는 습지, 습지, 늪지, 늪지, [1]펜 등 대부분의 습지가 속하는 네 가지 범주가 포함된다.펜(fen)을 정의하는 정확한 기준에 따라 분류 시스템이 다르지만 펜(fen)을 일반적으로 부정확하게 설명하는 공통 특성이 있다.교과서 습지에 의해 제공된 일반적인 정의는 펜이 "주변 광물 토양으로부터 약간의 배수를 받고 보통 [8]식물처럼 습지를 지탱하는 이탄 축적 습지"라고 묘사한다.

펜이라는 용어에 대한 보다 구체적인 정의를 설명하기 위해 아래에 세 가지 예가 제시된다.

캐나다 습지 분류 체계 정의

캐나다 습지 분류 시스템에서 펜은 6가지 특성으로 [10]정의된다.

  1. 이탄은 있다.
  2. 습지의 표면은 수면과 높이가 같다.물은 지표면과 습지의 지표면을 통해 흐른다.
  3. 수위가 요동치다그것은 습지의 표면 또는 그 위 또는 아래 몇 센티미터에 있을 수 있다.
  4. 이 습지는 미네랄이 풍부한 지하수나 [10]지표수로부터 상당한 양의 물을 공급받는다.
  5. 부패한 침전물이나 갈색 이끼 이탄 등이 있다.
  6. 그 식물은 주로 석상화과와 관목이다.

습지생태학: 원칙과 보존(Keddy)의 정의

교과서 습지생태학: 원칙과 보존, 폴 A.케디는 펜에 대한 다소 간단한 정의를 "보통 얕은 이탄에 뿌리를 둔 초목과 풀로 지배되고, 종종 상당한 지하수 이동과 pH가 [1]6보다 큰 습지"라고 제공합니다.이 정의는 이탄의 존재로 인해 펜과 늪지대를 구분합니다.

이탄지의 생물학(Rydin) 정의

The Biology of Peatlands에서 펜스는 다음 [2]기준에 의해 정의된다.

  1. 그 습지는 호수나 개울물에 의해 침수되지 않는다.
  2. 2m 이상의 목질식물이 없거나 캐노피 커버가 25% 미만이다.
  3. 이 습지는 광생식성이다.

오픈 펜과 우드 펜은 추가로 구별되는데, 오픈 펜은 캐노피 커버가 10% 미만이고 우드 펜은 캐노피 커버가 10-25%입니다.키가 큰 관목이나 나무가 우거지면 습지는 다른 기준에 따라 숲이 우거진 늪 또는 늪 숲으로 분류된다.

생물 지구 화학적 특징

위스콘신 주 스폴딩 펜이요

수문학적 조건

다른 습지에서 볼 수 있는 수문학적 조건은 펜 생물과 생물 지구 화학의 [11]주요 결정 요인이다.펜 토양은 수위가 [12]지표면에 있거나 지표면 근처에 있기 때문에 지속적으로 침수된다.그 결과 산소가 물에 잠긴 [11]토양으로 확산되는 속도가 느리기 때문에 혐기성(산소가 없는) 토양이 됩니다.대부분의 지상 생태계와 지표수가 호기성인 반면, 혐기성 토양은 지구의 대기가 산소가 되기 때문에 생태학적으로 독특하다.습지 토양에서 발견되는 혐기성 조건은 토양 [11]화학을 산화시키기보다는 감소시킨다.

펜의 특징은 물 공급의 상당 부분이 지하수(미네로트로피)[12]에서 나온다는 것이다.습지에서는 수문학이 지배적인 요소이기 때문에 지하수의 화학 작용은 지하수가 공급하는 [13]펜의 특성에 엄청난 영향을 미친다.차례로 지하수 화학은 지하수가 [14]흐르는 암석의 지질에 의해 결정된다.따라서 펜의 특성, 특히 펜의 pH는 지하수 공급원이 접촉하는 암석의 유형에 직접적인 영향을 받는다.pH는 펜 종의 구성과 풍부함을 결정하는 주요 요소이며, "풍부한"이라고 불리는 더 기본적인 펜과 "빈약한"[12]이라고 불리는 더 산성 펜이 있습니다.풍부한 펜은 생물다양성이 높고 희귀종이나 멸종위기종이 다수 서식하고 있으며, 펜의 풍부한 양이 [13][12]감소함에 따라 생물다양성이 감소하는 경향이 있다.

펜은 [11]석회암과 같이 칼슘이 풍부한 바위 위에서 발견되는 경향이 있다.지하수가 석회암(탄산칼슘)과 같은 석회암(칼슘이 풍부한)을 통과할 때, 소량이 녹아서 지하수가 [15]공급하는 펜으로 운반된다.탄산칼슘이 분해되면 다음과 같은 [15]평형에 따라 중탄산염과 칼슘 양이온이 생성된다.

여기서 탄산(HCO23)은 [15]물 속의 이산화탄소의 용해로 생산된다.펜스에서, 이 평형에서 생성된 중탄산 음이온은 pH 완충제로 작용하여 펜의 pH를 비교적 [16]안정적으로 유지합니다.지하수에 의해 공급되는 펜은 광물이 흐르지 않고 용해되면 완충제 역할을 하기 때문에 [17]산성도가 높아집니다.모래와 같은 [17]용해도가 낮은 광물을 지하수가 흐를 때도 동일한 효과가 관찰된다.

극농축 펜스에서는 탄산칼슘이 용액 밖으로 침전되어 말뚝 [17]퇴적물을 형성할 수 있습니다.탄산칼슘은 용액 중 이산화탄소의 분압이 [18]떨어지면 용액 밖으로 침전된다.이산화탄소 부분압의 감소는 식물이 광합성을 위해 흡수하거나 [18]대기로의 직접적인 손실에 의해 야기된다.이것은 용액의 탄산의 가용성을 감소시키고, 위의 평형을 탄산칼슘의 형성으로 되돌립니다.그 결과 탄산칼슘이 침전되고 [18]말석이 형성된다.

영양 순환

펜은 습지의 독특한 유형으로 다른 [19]습지와 많은 생물 지구 화학적 특성을 공유합니다.모든 습지와 마찬가지로, 그들은 호기성([11]산소성)과 혐기성(산소성) 환경의 경계에 위치하기 때문에 영양 순환에 중요한 역할을 합니다.대부분의 습지에는 대기나 산소가 함유된 [11]지표수와 접촉하는 산소가 함유된 흙의 얇은 윗층이 있다.영양소와 미네랄은 이 산화층 윗층과 아래 환원층 사이를 순환하며 각 [19]층에 적응한 미생물 군집의 산화 및 환원 반응을 거친다.환원층에서는 탈질, 망간 환원, 철 환원, 황산염 환원, 메타노제네시스 [19]등 많은 중요한 반응이 일어난다.습지는 영양 변형을 위한 핫스팟이며 종종 영양소 흡수원 역할을 하기 때문에, 인간 [11]활동에 의해 생성된 영양소가 풍부한 물을 처리하기 위해 건설될 수 있다.

지하수의 지속적인 투입이 생산을 [19]자극하기 때문에 펜은 1차 생산의 핫스팟이기도 하다.지하수의 유입이 부족한 늪은 1차 [19]생산량이 훨씬 적다.

카본

펜스를 포함한 모든 종류의 습지에서 나오는 탄소는 대부분 인접한 고지 생태계나 습지 자체의 [11]광합성에 의해 유기 탄소로 도착한다.일단 습지에 들어가면, 유기 탄소는 일반적으로 세 가지 주요 운명을 가지고 있습니다: 호기성 호흡에 의한 CO로의2 산화, 이탄에 유기 물질로 매장, 또는 [11]메탄으로 분해.펜스를 포함한 이탄지에서는 식물의 1차 생산량이 분해량보다 많아 유기물이 이탄으로 축적된다.펜 내의 분해는 보통 이끼에 의해 이루어지며, 온대 펜에서는 종종 식물 [20]뿌리의 분해에 의해 추진됩니다.이 토탄 저장소는 엄청난 양의 [19]탄소를 격리한다.그럼에도 불구하고 펜스가 온실가스를 [21]순배출하는지는 판단하기 어렵다.이것은 펜이 [19]이산화탄소보다 더 강력한 온실 가스인 메탄을 배출하기 때문이다.이탄의 혐기층에 존재하는 메타노제닉 고세균은 이산화탄소와 수소가스를 결합하여 메탄과 [11]물을 형성한다.이 메탄은 대기 중으로 빠져나가 온난화의 [22]영향을 미칠 수 있다.갈색 이끼가 우거진 이탄지대와 펜스 같은 사초지대는 [19][21]늪지대와 같은 스파그넘이 우세한 이탄지대에 비해 더 많은 양의 메탄가스를 방출하는 것으로 밝혀졌다.

질소

펜스는 토양에서 발견되는 혐기성 조건 때문에 지구 질소 순환에서 중요한 역할을 하는데, 이것은 한 형태의 질소가 다른 [11]형태로 산화되거나 환원되는 것을 촉진합니다.대부분의 질소는 유출, 다른 지역의 유기물 또는 [11]습지의 질소 고정에 의해 질산염으로 습지에 도착한다.습지에서 발견되는 질소의 세 가지 주요 형태가 있습니다: 유기물의 질소, 산화 질소, 그리고 암모늄입니다.[22]

질소는 [22]이탄에 풍부하다.산소가 없는 상태에서 이탄 중의 유기물이 분해되면 암모늄이 [11]암모늄화된다.습지의 산화표층에서는 이 암모늄이 질화에 [11]의해 아질산염과 질산염으로 산화된다.환원층에서의 암모늄 생산과 산화층에서의 암모늄 소비는 암모늄의 [11]상방 확산을 촉진한다.마찬가지로 산화층에서의 질산염 생성과 탈질화에 의한 환원층에서의 질산염 소비는 질산염의 [11]하향 확산을 촉진한다.환원된 층에서 탈질되면 질소 가스와 일부 아산화질소가 생성되어 습지에서 [11]대기 중으로 빠져나갑니다.아산화질소는 질산염과 펜의 [23]아질산염 농도에 의해 생산이 제한되는 강력한 온실 가스이다.

질소는 인과 함께 습지의 [11]비옥함을 조절한다.

인

습지에 도착하는 거의 모든 인은 퇴적물이나 다른 생태계에서 [11]온 식물의 쓰레기를 통해 그렇게 한다.질소와 함께 인은 습지의 번식력을 제한한다.[11]매우 풍부한 펜에서 발견되는 것과 같은 기본적인 조건 하에서, 칼슘은 식물이 [11]섭취할 수 없는 칼슘 인산염을 만들기 위해 인산 음이온에 결합할 것입니다.이끼는 또한 토양 인의 스트레스를 줄이고 이끼 [24]덮개 아래에 있는 유기체의 포스파타아제 활성을 자극함으로써 식물의 인 흡수를 돕는 데 상당한 역할을 한다.또한 헬로피테스는 인 싱크대 역할을 하는 능력 때문에 펜 내에서 인 순환을 촉진하는 것으로 나타났다. 이것은 펜에 남아 있는 인이 [25]펜에서 멀리 옮겨지는 것을 방지한다.정상적인 조건하에서, 인은 용해된 무기인, 즉 인산염으로 토양에 유지되는데,[26] 이것은 생태계의 나머지 부분에 미량의 인을 남긴다.

철분은 펜스 내에서 인 순환에 큰 역할을 한다.철분이 펜 내의 높은 무기 인산염에 결합하는 능력은 독성 환경을 초래할 수 있고 식물의 [24]성장을 방해할 수 있습니다.철분이 풍부한 펜스에서는, 이 지역은 산성화, 과도한 질소와 칼륨, 그리고 [27]낮은 수위에 취약해질 수 있습니다.이탄토는 인산염 [27]등 무기 음이온 대신 철이 결합할 수 있는 유기 음이온을 대량으로 공급함으로써 철과 인산염의 결합을 방지하는 역할을 한다.

보그 리치 펜 그라데이션

보그와 펜은 가난한 것에서 부유한 것으로 기울어진 두 개의 생태계라고 생각할 수 있습니다.보그 끝에는 늪이, 부유한 끝에는 극도로 풍부한 펜이, 그리고 [28]그 사이에는 가난한 펜이 있습니다.이 맥락에서 "부자"와 "빈자"는 종의 풍부함, 또는 펜이나 늪이 [12]얼마나 생물다양한지를 의미한다.이러한 종의 풍부함은 pH와 칼슘 및 중탄산염 농도의 영향을 강하게 받습니다.이러한 요소는 특정 펜이 기울기를 따라 어디에 [29]떨어지는지를 식별하는 데 도움이 된다.일반적으로, 농후한 펜은 광부영양이거나 미네랄이 풍부한 지하수에 의존하는 반면, 늪은 옴브로토피컬이거나 물과 [12]영양소의 강수량에 의존한다.이 둘 사이에는 가난한 펜이 있다.

리치 펜스

미네소타 남서부의 작고 매우 풍부한 펜입니다.흰 꽃인 Parnassia glauca는 미네소타에 있는 펜 인디케이터 종이다.

농후한 펜은 강한 광양성입니다. 즉, 많은 양의 물이 미네랄이 풍부한 땅이나 지표수에서 나옵니다.그러나 강이나 호수 같은 지표수와 더 멀리 떨어져 있는 펜은 연결된 [13]펜보다 더 풍부한 것으로 나타났다.이 물은 칼슘과 중탄산염에 의해 지배되며, 그 결과 약간 산성부터 약간 염기성 pH가 생성되는데, 이것은 농후한 [12][30]펜의 특징이다.이러한 조건들은 높은 생물 다양성을 촉진한다.농후한 펜 내에는 많은 양의 변동성이 있습니다.가장 부유한 펜은 종종 말 퇴적물이 [17]쌓이는 극도로 부유한 펜입니다.이것들은 보통 pH 7 [12]이상입니다.농후 및 중간 농후 펜은 일반적으로 중성에서 약산성으로 pH는 약 7 ~ 5입니다.풍부한 펜이 항상 매우 생산적인 것은 아닙니다. 높은 칼슘 농도에서 칼슘 이온은 인산 음이온에 결합하여 인의 가용성을 줄이고 1차 [11][12]생산을 줄입니다.1차 생산이 제한된 풍부한 습지는 이끼와 균근의 축적을 통해 안정될 수 있으며, 이는 인 순환을 촉진하고 새로운 식물과 [24]세균의 성장을 지원할 수 있다.갈색 이끼과(Amblystegiaceae)와 침엽수(Genus Carex)가 지배적인 [30]식물이다.그러나 Sphagnum과 같은 이끼의 축적은 풍부한 펜의 산성화로 이어질 수 있으며, 잠재적으로 펜이 빈약한 [31]펜으로 바뀔 수 있습니다.빈 펜스에 비해 농후 펜스는 중탄산염, 염기 양이온(Na+, Ca2+, K+, Mg2+) 및 [16]황산염의 농도가 높습니다.

불쌍한 펜스

가난한 펜은 많은 면에서 부유한 펜과 늪의 중간이다.수문학적으로는 늪보다는 농장에 가깝지만 식물 구성과 화학적인 측면에서는 농장에 [30]가깝습니다.pH가 약 5.5~[12]4인 풍부한 성분보다 훨씬 더 산성입니다.가난한 펜스의 이탄은 부유한 펜스보다 두꺼운 경향이 있는데,[11] 이것은 아래에 있는 미네랄이 풍부한 토양에 대한 식물 접근을 차단합니다.또한 이탄이 두꺼우면 pH를 [11]완충하는 미네랄이 풍부한 지하수의 영향을 줄일 수 있습니다.이것은 펜의 영양소를 더 많이 잡아주거나 물과 [11]영양분을 영양분이 부족한 강수량에 의존하게 만듭니다.펜에 공급되는 지하수가 잘 녹지 않거나 용해 [17]시 완충 능력이 낮은 퇴적물을 통해 흐르는 지역에서도 펜이 잘 형성될 수 있습니다.종의 풍부함은 부잣집보다는 낮지만 [12]늪지보다는 높은 경향이 있다.늪지대와 같은 가난한 펜은 펜이 산성화되어 영양소의 [30]가용성을 떨어뜨리는 Sphagnum 이끼가 지배합니다.

위협

방어가 직면한 많은 위협 중 하나는 [4]농경지로의 전환이다.기후가 적절한 곳에서, 펜은 농작물 생산, 방목,[5] 건초 제조와 함께 농업용으로 배수되었다.펜에서 직접 물을 빼는 것은 [12]수위를 낮추기 때문에 특히 피해를 줍니다.낮은 수위는 통기를 증가시키고 이탄을 건조시켜 [11][12]이탄 중의 유기물을 호기성 분해 또는 연소시킬 수 있다.펜의 물 공급을 줄임으로써 펜의 물을 간접적으로 빼는 것도 피해를 줄 수 있다.지하수를 채석장이나 주거 개발과 같은 인근 인간 활동과 함께 펜으로 흐르게 하면 [5]펜으로 유입되는 물과 영양소의 양이 달라집니다.이것은 펜(fen)을 더 옴브로토피컬하게 만들 수 있으며, 이는 산성화와 물의 [4]화학 변화를 야기합니다.이것은 이 종들의 서식지에 직접적인 영향을 미치며 많은 특징적인 펜 종들이 [4]사라집니다.

펜은 또한 침입종, 파편화, 이탄 벌채, [5]오염에 의해 위협받고 있다.북미의 일반적인 버크손과 같은 비토종 침습종은 펜에 침입하여 희귀 펜종을 능가할 수 있으며, 생물 [5]다양성을 감소시킵니다.서식지 파편화는 특히 파편화 [5]때문에 근처 펜으로 이동할 수 없는 희귀종이나 멸종위기종을 위협한다.이탄 절단은 늪지대에서 훨씬 더 흔하지만 펜스에서는 실제로 발생합니다.펜스에서 잘라낸 이탄은 연료로 [5]태우는 것을 포함해 많은 용도가 있다.오염물질은 펜의 화학작용을 변화시키고 [5]침입종의 침입을 촉진할 수 있다.펜의 일반적인 오염 물질에는 도로염, 정화조의 영양소, 그리고 농업용 비료와 살충제의 [5]유출이 포함됩니다.

문헌에서의 용어 사용

셰익스피어는 리어왕의 안개(말 그대로 늪에서 솟아오르는 것)를 묘사하기 위해 펜서크라는 용어를 사용했는데, 이때 리어는 "그녀의 아름다움을 감염시켜라, 강력한 태양에 의해 그려진 펜서크 안개들아, 떨어지고 [32]물집이 잡힌다"고 말했다.

이미지들

  • Kakerdaja Fen, Estonia

    에스토니아, 카커다야 펜

  • Dernford Fen, Cambridgeshire

    던포드 펜 (캠브리지셔 주)

  • Sugar Fen, Norfolk

    슈가펜 (노퍽 주)

  • Illustrated diagram of a fen.jpg

「 」를 참조해 주세요.

특정 펜

레퍼런스

인용문

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일반 참고 문헌 목록

외부 링크

  • Wikimedia Commons의 펜스 관련 미디어