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문제 정의
- 인구증가와 도시팽창은 도시 주변에 분포하는 식물자원을 훼손하여 온 반면, 개발된 도심내에는 빈약한 식재로 도시녹지의 역할이 제한되는 상황이다. 본 연구의 목적은 한국과 일본의 특정 도시내 주거녹지의 미기후개선 및 C02 흡수 효과를 계 량화하는 것이 다. 또한, 도시 수목에 의 한 화재방지의 효과를 검토하고, 그들 효과를 함께 증진하기 위 한 녹지계획 및 관리전략을 제시하는 것이다.
- 본 연구의 목적은 한국과 일본의 특정 도시내 주거녹지의 미기후개선 및 C02 흡수 효과를 계 량화하는 것이 다. 또한, 도시 수목에 의 한 화재방지의 효과를 검토하고, 그들 효과를 함께 증진하기 위 한 녹지계획 및 관리전략을 제시하는 것이다.
제안 방법
- 또한, 도시 수목에 의 한 화재 방지 의 효과를 검 토하고, 그들 효과를 함께 증진하기 위 한 녹지 계획 및 관리전략을 제시하였다. 수목 생장기간 중 평균 온도는 수목피도 12% 및 22%인 지구에서 녹지 부재 의지 구보다 각각 0.
- 수종별 단위시 간 및 단위 엽 면적 당증산량을 운반형 적외선가스분석기(ADC의 LCA-4) 를 이용하여, 조와 안(1999c)의 방법으로 자연 상태 하에서 현지 측정하였다. 이 측정은 수목의 생장기인 5월부터 10월까지(1997년) 6개월간 매월 중순에, 해 당일 오전 8시 경 부터 오후 11시 경 까지 3시 간 간격으로 6회 에 걸쳐 실시 되 었다. 증산량 측정시 그에 영향하는 환경 인자들을 적 외선가스분석 기로 자동측정하여, 계절별 환경인자들의 변화와 관련된 각 수종의 단위 시 간 및 단위 엽 면적 당 증산을 계 량화하는회귀식을 산출하였다.
- 이 측정은 수목의 생장기인 5월부터 10월까지(1997년) 6개월간 매월 중순에, 해 당일 오전 8시 경 부터 오후 11시 경 까지 3시 간 간격으로 6회 에 걸쳐 실시 되 었다. 증산량 측정시 그에 영향하는 환경 인자들을 적 외선가스분석 기로 자동측정하여, 계절별 환경인자들의 변화와 관련된 각 수종의 단위 시 간 및 단위 엽 면적 당 증산을 계 량화하는회귀식을 산출하였다. 즉, 광량, 온도 및 습도를 독립변수로 하고 증산량을 종속변수로 하되, 반복적인 선형 및 비선형 접근을 시도하여 가장 적합한 회귀식 과 독립 변수를 최 종 산출하였다.
- 산출된 회귀식을 적용하여 단목(單木)의 수관 전체 증산량을 추정하기 위해, 상기한 생장기간 동안 매 월 초순, 중순 및 하순의 3회, 해 당일 오전 8시 경 부 터 오후 11시경까지 3시간 간격으로 환경 인자들을 측정하였다. 광량은 광량계(LI-C0R의 LI-189)를 이용하여 대상수목의 수관 중간부위 에서 측정되었다.
- 광량은 광량계(LI-C0R의 LI-189)를 이용하여 대상수목의 수관 중간부위 에서 측정되었다. 수관을 중심 으로 한 방향별 광량차이를 고려하여 수관 외 부와 내 부 각각 8개 방향(동, 동남, 남, 서 남, 서 , 서북, 북 및 동북에 걸쳐 수목별 총 16개 지점의 광량을 측정 하였 다.
- 광량은 광량계(LI-C0R의 LI-189)를 이용하여 대상수목의 수관 중간부위 에서 측정되었다. 수관을 중심 으로 한 방향별 광량차이를 고려하여 수관 외 부와 내 부 각각 8개 방향(동, 동남, 남, 서 남, 서 , 서북, 북 및 동북에 걸쳐 수목별 총 16개 지점의 광량을 측정 하였 다. 대 기 온도와 습도는 휴대 용 온습도계 (Teston의 TH-100)를 이용하여 대상수목의 수간 및 수관을 중심으로 한 주변부에서 측정되었다.
- 수관을 중심 으로 한 방향별 광량차이를 고려하여 수관 외 부와 내 부 각각 8개 방향(동, 동남, 남, 서 남, 서 , 서북, 북 및 동북에 걸쳐 수목별 총 16개 지점의 광량을 측정 하였 다. 대 기 온도와 습도는 휴대 용 온습도계 (Teston의 TH-100)를 이용하여 대상수목의 수간 및 수관을 중심으로 한 주변부에서 측정되었다. 매월 초, 중 및 하순의 시간별 수관내외부 16개 지점의 광량과 온도 및 습도의 독립 변수 측정 치 들을 증산량 산정 회귀 식에 대입하여, 단목의 해당월 단위시간 및단위엽면적당 평균 증산량을 산정하였다.
- 대 기 온도와 습도는 휴대 용 온습도계 (Teston의 TH-100)를 이용하여 대상수목의 수간 및 수관을 중심으로 한 주변부에서 측정되었다. 매월 초, 중 및 하순의 시간별 수관내외부 16개 지점의 광량과 온도 및 습도의 독립 변수 측정 치 들을 증산량 산정 회귀 식에 대입하여, 단목의 해당월 단위시간 및단위엽면적당 평균 증산량을 산정하였다. 이 단위 시간당 증산량에 월별 평균 일장시간을 곱하여 주간의 단위 엽 면적 당 증산량을 산출하고, 비가 내 린 날을 제외한 해당월의 일수를 곱하여 각 수종의 월별 단위 엽 면적 당 증산을 계 량화하였 다.
- 주거 지 구를 선정 하였다. 지 구별 전체 의 녹지 면적을 대변하는 중앙의 특정 지점을 선정하여 직경 30m 의 원을 그린 후, 현지 답사를 통해 원내 에 접 한 모든 주택의 수목피도 및 토지피복 유형을 실측하였다. 각 지점의 지상 3m에 소형 백엽상을 설치하고 자기 온습도계 (HOBO의 H08-032-02)를 이용하여, 1998 및 1999년의 2년 동안 수목의 생장기 인 5월에서 10 월까지 6개월간 매월 초순, 중순 및 하순의 하루 24 시간 대기온도와 습도를 측정하였다.
- 지 구별 전체 의 녹지 면적을 대변하는 중앙의 특정 지점을 선정하여 직경 30m 의 원을 그린 후, 현지 답사를 통해 원내 에 접 한 모든 주택의 수목피도 및 토지피복 유형을 실측하였다. 각 지점의 지상 3m에 소형 백엽상을 설치하고 자기 온습도계 (HOBO의 H08-032-02)를 이용하여, 1998 및 1999년의 2년 동안 수목의 생장기 인 5월에서 10 월까지 6개월간 매월 초순, 중순 및 하순의 하루 24 시간 대기온도와 습도를 측정하였다. 또한, 직경 30m의 원경내에 수목이 부재하는 도심의 한 지구를 추가 선정하여 온습도를 측정하고, 수목피도의 차이가 미기후에 미치는 영향을 비교 분석하였다.
- 각 지점의 지상 3m에 소형 백엽상을 설치하고 자기 온습도계 (HOBO의 H08-032-02)를 이용하여, 1998 및 1999년의 2년 동안 수목의 생장기 인 5월에서 10 월까지 6개월간 매월 초순, 중순 및 하순의 하루 24 시간 대기온도와 습도를 측정하였다. 또한, 직경 30m의 원경내에 수목이 부재하는 도심의 한 지구를 추가 선정하여 온습도를 측정하고, 수목피도의 차이가 미기후에 미치는 영향을 비교 분석하였다. 한편, 일본 동경시를 대상으로 식생이 거의 없는 도심과 교외의 느티나무림내에서 온도를 측정 비교하였다.
- 또한, 직경 30m의 원경내에 수목이 부재하는 도심의 한 지구를 추가 선정하여 온습도를 측정하고, 수목피도의 차이가 미기후에 미치는 영향을 비교 분석하였다. 한편, 일본 동경시를 대상으로 식생이 거의 없는 도심과 교외의 느티나무림내에서 온도를 측정 비교하였다. 이 측정 은 9월 초순(1997년)에 자기 온도계로 지 상 1.
- 축척 1/2, 500의 지형도상에서 선정한 격 자의 X 및 Y축을 각각 2.5m 등간격 으로 구분하여 좌표를 설정 하고, 좌표점 의 토지 이 용상 주거 지 에속하는 총 24개의 지 점을 표본추출하였다. 현지 답사를 통해 해당 지점에 가장 가까이 위치하는 주택을 대상으로, 대지내 식재수목의 수종, 흉고직경(흉고직 경 2cm 이 하의 관목은 근원직 경 ), 수고, 피 도 등을 조사하였다.
- 5m 등간격 으로 구분하여 좌표를 설정 하고, 좌표점 의 토지 이 용상 주거 지 에속하는 총 24개의 지 점을 표본추출하였다. 현지 답사를 통해 해당 지점에 가장 가까이 위치하는 주택을 대상으로, 대지내 식재수목의 수종, 흉고직경(흉고직 경 2cm 이 하의 관목은 근원직 경 ), 수고, 피 도 등을 조사하였다.
- 수종 및 개 체 별 다수의 생 체 량방정 식 (建設省土木 硏究所, 1992; 조와 안, 1999a)을 적 용하여 평 균 생 체량을 구하고, 이 를 광합성 수식 에 따라 CO2량으로전환하여(lg 생체량 = 1.63g CO2) 식재수목의 CO2 저 장량을 산정 하였다. 여 기 에서 , CCh 저 장량이 란 광합성 에 의 해 다년간 흡수 축적 한 CCh량을 의 미 하는 것으로서, 한해 동안 흡수한 연간 CO2 흡수량과는 구별된다.
- 수목의 연간 CO2 흡수는 조와 안(1999a)의 방법으로 수종별 생체량방정식과 연간 직경생장률 (建設省土木硏究所, 1992; 조와 안, 1999a)을 적 용하여 계 량화되 었다. 즉, 수목의 연간 직 경 생장률로부터 조사 전년도의 흉고직경 또는 근원직경(관목)을 파악하고, 이 직경 변수를 생체 량방정식 에 대입하여 전년도의 생체량을 산출하였다. 조사년도의 생체 량에 서 전년도의 생 체 량을 제 감하여 연간 증가된 생 체량을 구하고 이 를 CCh 흡수 량으로 전환하였다.
- 즉, 수목의 연간 직 경 생장률로부터 조사 전년도의 흉고직경 또는 근원직경(관목)을 파악하고, 이 직경 변수를 생체 량방정식 에 대입하여 전년도의 생체량을 산출하였다. 조사년도의 생체 량에 서 전년도의 생 체 량을 제 감하여 연간 증가된 생 체량을 구하고 이 를 CCh 흡수 량으로 전환하였다.
- 7273을 곱하여 산정되었다. 한편, 본 연구 과정의 일부인 조와 안(1999a)의 탄소흡수량 산출결과에 기초하여, 전기한 춘천시 2개 주거지구내 수목의 연간 CO2 흡수 및 02 방출을 계 량화하고 松戶 市 주거지 수목의 효과와 비교하였다.
- 2000). 그러나, 건물 가까이 무분별하게 식재된 수목은 화재발생시 오히려 화염원이 될 수 있으므로, 본 연구과정의 일부인 野島(2000)의 연구 결과와 관련 문헌에 근거하여 주거녹지의 적정한 계획 및 관리 전략을 모색하였다.
- 본 연구에서, 일부 수종의 CO2 흡수 및 저장은 식재수종별 충분한 표본수의 확보와 벌목을 통한 생 체량 측정 이 불가하여, 삼림수목의 생체 량방정식 및 직경 생장률을 대용하여 계 량화되 었다. 도시 수목의 생체량 축적은 미기후, 경쟁 등 생장환경 조건의 차이로 삼림수목과는 다를 수 있다.
- 흉고직경 15cm인 느티나무 한 그루의 8월 하루 증산량은 7, 100kcal/h(사무실 24평 용) 냉방능력 을 가진 냉방기를 12시 간 동안 약 3대 가동하는 효과와 같았다. 또한, 그 수목은 해 마다 32리 터 의 휘 발유 소비 에 따른 CO2 배출량을 상쇄시켰고, 한 사람이 68일간 호흡하는데 필요한 산소량을 생산하였다. 화재방지를 비롯한 미기후개선 및 CO2 농도저감의 효과를 증진하기위흐수종선정, 건물주변 식재기법, 녹지확충, 식생 관리 등과 관련된 도시 주거녹지의 적정한 계획 및 관리 전 략을 제 시 하였 다.
- 또한, 그 수목은 해 마다 32리 터 의 휘 발유 소비 에 따른 CO2 배출량을 상쇄시켰고, 한 사람이 68일간 호흡하는데 필요한 산소량을 생산하였다. 화재방지를 비롯한 미기후개선 및 CO2 농도저감의 효과를 증진하기위흐수종선정, 건물주변 식재기법, 녹지확충, 식생 관리 등과 관련된 도시 주거녹지의 적정한 계획 및 관리 전 략을 제 시 하였 다. 제 안한 전 략은 현존 단독주거지 에서는 물론 새로운 주거단지를 조성하는데 유용하게 적용될 수 있을 것으로 기 대한다.
- 매월 초, 중 및 하순의 시간별 수관내외부 16개 지점의 광량과 온도 및 습도의 독립 변수 측정 치 들을 증산량 산정 회귀 식에 대입하여, 단목의 해당월 단위시간 및단위엽면적당 평균 증산량을 산정하였다. 이 단위 시간당 증산량에 월별 평균 일장시간을 곱하여 주간의 단위 엽 면적 당 증산량을 산출하고, 비가 내 린 날을 제외한 해당월의 일수를 곱하여 각 수종의 월별 단위 엽 면적 당 증산을 계 량화하였 다.
대상 데이터
- 국내 도시에 흔히 식재되는 조경수종들인(이 등, 1979; 조 등, 1998), 은행나무(Ginkgo bilobd), 플라타너 스(PZalaes occidentalism, 느티 나무(ZeZkova serrata) 및 단풍나무(Acer palmatum)를 춘천시 도심에서 선정하여 월별 증산량을 측정하였다. 은행나무와 플라타너 스는 가로상에, 그리 고 느티나무와 단풍나무는 공공건물 주변에 식 재된 정상적 생장을 보이는 수목이 었다.
- 춘천시를 대상으로 흑백 항공사진상(축척 1/15, 000)에서 행정 동별 토지 피복 유형 을 판독하고, 수목피 도를 포함하는 녹지 면적 의 대 소에 따라 2개의 주거 지 구를 선정 하였다. 지 구별 전체 의 녹지 면적을 대변하는 중앙의 특정 지점을 선정하여 직경 30m 의 원을 그린 후, 현지 답사를 통해 원내 에 접 한 모든 주택의 수목피도 및 토지피복 유형을 실측하였다.
- 일본 松戶市(동경시에 인접)를 대상으로, 축척 1/15, 000의 지 형 도상에 500 X 500m 등간격 의 격 자들을 그린 후 임의로(random number 이용) 한 격자를 표본 추출하였다. 축척 1/2, 500의 지형도상에서 선정한 격 자의 X 및 Y축을 각각 2.
- 본 연구는 한국과 일본의 특정 도시내 주거녹지의 미 기 후개선 및 C02 농도저 감 효과를 계 량화하였다. 또한, 도시 수목에 의 한 화재 방지 의 효과를 검 토하고, 그들 효과를 함께 증진하기 위 한 녹지 계획 및 관리전략을 제시하였다.
이론/모형
- 은행나무와 플라타너 스는 가로상에, 그리 고 느티나무와 단풍나무는 공공건물 주변에 식 재된 정상적 생장을 보이는 수목이 었다. 수종별 단위시 간 및 단위 엽 면적 당증산량을 운반형 적외선가스분석기(ADC의 LCA-4) 를 이용하여, 조와 안(1999c)의 방법으로 자연 상태 하에서 현지 측정하였다. 이 측정은 수목의 생장기인 5월부터 10월까지(1997년) 6개월간 매월 중순에, 해 당일 오전 8시 경 부터 오후 11시 경 까지 3시 간 간격으로 6회 에 걸쳐 실시 되 었다.
성능/효과
- 은행나무와 플라타너 스는 가로상에, 그리 고 느티나무와 단풍나무는 공공건물 주변에 식 재된 정상적 생장을 보이는 수목이 었다. 수종별 단위시 간 및 단위 엽 면적 당증산량을 운반형 적외선가스분석기(ADC의 LCA-4) 를 이용하여, 조와 안(1999c)의 방법으로 자연 상태 하에서 현지 측정하였다.
- 증산량 측정시 그에 영향하는 환경 인자들을 적 외선가스분석 기로 자동측정하여, 계절별 환경인자들의 변화와 관련된 각 수종의 단위 시 간 및 단위 엽 면적 당 증산을 계 량화하는회귀식을 산출하였다. 즉, 광량, 온도 및 습도를 독립변수로 하고 증산량을 종속변수로 하되, 반복적인 선형 및 비선형 접근을 시도하여 가장 적합한 회귀식 과 독립 변수를 최 종 산출하였다.
- 온습도는 풍속 2m/s 이하의 대체로 맑은 날에, 풍향에 관계없이 지구별 녹지의 영향을 반영하도록 총면적이 1〜3km2인 지구의 중앙부위 에서 측정된 것이다. 수목피도가 12% 이고 투수성 면적 이 13%인 지 구의 생장기간 평균온도는 녹지 가 부재 하는 지 구보다 0.5° C 더 낮았다. 수목피도가 22%이고 투수성 면적 이 44%인 지 구는 녹지 부재 지 구보다 온도는 평 균 1.
- 5° C 더 낮았다. 수목피도가 22%이고 투수성 면적 이 44%인 지 구는 녹지 부재 지 구보다 온도는 평 균 1.2° C 더 낮았고 습도는 6% 더 높았다. 기 존 연구들(Huang et al.
- 5〜 1°C 감소시 킴 을 보고한바 있다. 수목의 증산량이 상대적으로 적고 광도가낮아지 는 가을의 경 우, 지 구간 온습도 차이는 타 계절에 비해 적은 것으로 나타났다. 온도 차이의 하루 중 시 간별 변화를 분석 하면(Fig.
- 수목의 증산량이 상대적으로 적고 광도가낮아지 는 가을의 경 우, 지 구간 온습도 차이는 타 계절에 비해 적은 것으로 나타났다. 온도 차이의 하루 중 시 간별 변화를 분석 하면(Fig. 2), 수목피 도가 높고 투수성 면적 이 클수록 온도가 하루 종일 상대적 으로더 낮았다. 주간 중 그 온도차는 부분적 으로 증발산의 효과에 의해 오전보다는 오후 시간대에 더 컸다.
- 대지내 평균 수목피도는 19%이었고, 수목의 C02 저장량은 호당 평균 1, 424.1 ±816.6(95% 신뢰구간) kg인 것으로 나타났다. 춘천시 단독주택 의경 우, 수목의 CCh 저 장량은 수목피 도 12%인 주거 지구(평균 대지면적: 199m2)에서 호당 평균 264.
- 즉, 수목피 도가 약 2배 더 높은 지 구에서 CO2 저장량은 3배 더 많았다. 수목피도 19%인 일본 주거지 구의 CO2 저 장량은 피도 22%인 춘천시 주거지 구보다 평균적으로는 더 많았으나, 95% 수준의 신뢰구간에서 유의한 차이가 없었다. Nowak(1994)은 미국 Oakland 및 Chicago 주거지에서(교목피도 각각 21% 및 23%), 수목의 CCh 저 장량이 각각 3.
- 9kg/yr이 었다. 상기 한CO2 저장량의 경우처럼, 연간 CO2 흡수량과 02 생산량은 수목피도가 2배 더 높은 지구에서 3배 더 많았고, 일본 주거지구와 피도 22%인 춘천시 주거지 구간 C6 흡수량 및 6 생산량은 95% 수준의 신뢰 구간에서 유의 한 차이 가 없었다.
- 2kg/yr 이었다(조와 조, 1998). 연간 02 방출량은 느티나무 50.7kg/yr, 단풍나무 9.3kg/yr, 은행 나무 2.9kg/yr 등이었고, 동화기 간의 CO2 흡수량에 비 해 비 동화기 관의 호흡에 의한 CCh방출량이 더 많았던 플라타너스는 오히려 대기의 산소를 1.6kg/yr 소비하는 것으로 나 .타났다.
- 전정된 가지는 정원에 매립하여 유기물로서 토양내 탄소축적에 기여토록 한다. 수목직경은 춘천시 연구지 구 모두 유목 및 성 장과정 의 수목들이 우점하는(흉고직 경 20cm 이하의 교목이 95-100% 차지) 단령구조를 보였다. 중장기적 식재 및 관리 계획 을 통해 다령 구조로 전환하고 성 목의 지 속적 미 기후 개 선 및 CCh 흡수 효과를 도모해 야 할 것 이 다.
- 또한, 도시 수목에 의 한 화재 방지 의 효과를 검 토하고, 그들 효과를 함께 증진하기 위 한 녹지 계획 및 관리전략을 제시하였다. 수목 생장기간 중 평균 온도는 수목피도 12% 및 22%인 지구에서 녹지 부재 의지 구보다 각각 0.5° C, 1.2° C 더 낮았다. 수목의 호당 연간 C6흡수량과 02 생산량은 수목피도가 2배 더 높은 지 구에서 3배 더 많았다.
후속연구
- 화재방지를 비롯한 미기후개선 및 CO2 농도저감의 효과를 증진하기위흐수종선정, 건물주변 식재기법, 녹지확충, 식생 관리 등과 관련된 도시 주거녹지의 적정한 계획 및 관리 전 략을 제 시 하였 다. 제 안한 전 략은 현존 단독주거지 에서는 물론 새로운 주거단지를 조성하는데 유용하게 적용될 수 있을 것으로 기 대한다.
- 도시 수목의 생체량 축적은 미기후, 경쟁 등 생장환경 조건의 차이로 삼림수목과는 다를 수 있다. 향후, 도시 수목의 수종별 생 체 량 및 COz 흡수량에 관한 보강연구를 통해 비교 검토되어야 할 것이다.
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