[논문]도시녹지의 대기환경개선 효과 - 서울시 중구를 중심으로 -

조현길; 조용현; 안태원

문제 정의

대기정화 및 온도저감과 관련된 도시녹지의 역할을 파악하는 것은 국내에서 미흡한 관련 정보를 확충하 卫 도시 내 녹지확충의 환경적 혜택과 필요성을 홍보하는데 일조할 수 있다. 본 연구의 목적은 서울시 중구를 중심으로. 도시수목의 대기 Cft, SO₂ 및 NQ 흡수를 계량화하고 녹지면적과 여름철 온도간의 상관관계를 분석하여, 도시녹지가 대기환경개선에 기여하는 효과를 구명하는 것이다.
본 연구의 목적은 서울시 중구를 중심으로. 도시수목의 대기 Cft, SO₂ 및 NQ 흡수를 계량화하고 녹지면적과 여름철 온도간의 상관관계를 분석하여, 도시녹지가 대기환경개선에 기여하는 효과를 구명하는 것이다.
어려운 한계가 있었다. 그러나, 국지적 강풍 여부를 고려하고 중구 내 서로 근접한 거리에서 각 측정지점을 선정하여, 가급적 타 변수의 영향을 최소화하려고 시도하였다. 향후, 토지피복재료의 알베도 폐열방출 등을 포함하는 다양한 연구의 수행을 통해 온도증감에 영향을 미치는 주변인자의 역할을 구명할 필요가 있다.
본 연구는 날로 악화되고 있는 도시생활 환경에서, 도시녹지가 대기 CQ, SO₂ 및 NO₂ 농도를 저감하고 열섬현상 완화와 관련된 온도저감에 기여하는 대기환경 개선 효과를 구명하였다. 중구 전체의 교목밀도는 1.
녹지에 의한 여름철 온도저감 효과를 주정하기 .위해 유도한 주요 회귀모델의 독립변수와 수식유형은 Table 4와 같다 온도저감 효과를 가장 잘 설명하는 독립변수는 수목피도이었고 수목피도로부터 온도를 추정하는가 장 적합한 회귀모델은 아래의 식 1인 것으로 분석되었다.

제안 방법

현지답사를 통해 해당 표본지점 가장 가까이에 위치하는 건물을 선정하고 대지면적을 측정한 후, 그 대지 경계 내에 분포하는 모든 수목의 수종, 직경, 수고 수관 체적, 피도 등을 조사하고 토지이용 유형을 기록하였다 공원의 경우는 전체면적 내 식재된 수목을 전수조사하였다. 조사자료를 토대로 수종별(동일 수종의 방정식이 부재하는 경우 동일 속 또는 성상별) 단목(單木) 차원의 대기정화능 방정식을 적용하여 각 수목 개체의 대기 정화량을 산정하고, 토지이용 유형별 단위면적당 C(M SOz 및 NOz 저감효과를 계량화하였다 그리고 토지이용 유형별 면적비에 준거하여 중구 전체 도시 수목의 대기정화 효과를 산정하였다.
조사자료를 토대로 수종별(동일 수종의 방정식이 부재하는 경우 동일 속 또는 성상별) 단목(單木) 차원의 대기정화능 방정식을 적용하여 각 수목 개체의 대기 정화량을 산정하고, 토지이용 유형별 단위면적당 C(M SOz 및 NOz 저감효과를 계량화하였다 그리고 토지이용 유형별 면적비에 준거하여 중구 전체 도시 수목의 대기정화 효과를 산정하였다.
수림지이었다. 각 지점의 지상 3m 높이에 소형 백엽상을 설치하고 자기욥습도계 (HOBO사의 H08-032 -02)를 이용하여, 2001년 7월 중순부터 8월 중순까지 3 회에 걸쳐 맑은 날 하루 24시간 동안 여름철 대기 온도 및 습도를 실측하였다
한편, 서울시 24개 자동기상관측망에서 측정된 1999 년 여름철(6〜8월) 매일의 시간별 온도자료와 각 지점의 수목피도 및 녹지면적을 분석하여, 녹지에 의한 여름철 온도저감 효과를 추정하는 회귀모델을 유도하였다. 즉, 수목피£, 녹지면적 등을 독립변수로 하고 평균 온£, 최저온£, 최고온도 등을 종속변수로 하되, 반복적인 선형 및 비선형 접근을 시도하여 가장 적합한 회귀 식과 독립변수를 최종 도출하였다.
도시에서 일정규모 이상 녹지를 형성하고 있는 공원의 온도 완화 거리는 167〜260m이므로(박인환 등, 2000), 자동기상관측망 인근 녹지분포 분석의 공간규모는 반경 150m 로 한정하였다. 여름철에 촬영한 흑백항공사진을 이용하여 기상관측지점을 중심으로 반경 150m의'원을 작도한 후. 그 원 내에서 10m 간격의 격자점을 표본 추출하였다.
여름철에 촬영한 흑백항공사진을 이용하여 기상관측지점을 중심으로 반경 150m의'원을 작도한 후. 그 원 내에서 10m 간격의 격자점을 표본 추출하였다. 관측지점별 총 700여개 격자점의 토지피복 유형을 판독하여 수목피도 및 녹지면적을 분석하였다.
그 원 내에서 10m 간격의 격자점을 표본 추출하였다. 관측지점별 총 700여개 격자점의 토지피복 유형을 판독하여 수목피도 및 녹지면적을 분석하였다.

대상 데이터

서울시 중심부에 위치하는 중구를 대상으로 토지이용 유형을 고려한 체계적 표본추출을 통해 표본조사지점을 선정하였다. 축척 1/8, 000의 행정구역도 상에 4cm 간격의 격자를 그려 각 격자점을 표본추출하되, 토지이용 유형 중 표본지점이 소수인 경우 2cm 간격의 격자점을 주가 선정하였다.
연간 SQ.및 N以 흡수량 산정시 대기 CQ 농도는 적외선 가스 분석기로 실측한 춘천시의 계절별 평균치(조현길과 안태원 2001b)를, SQ 및 NOz 농도는 환경부 (http://lib.me.go.kr/lib/)에서 제공한 연구대상지 인근 5개 지점의 최근 3년간(1998〜2000) 월별 농도자료를 각각 활용하였다
중구에서 수목피도 및 토지피복 유형을 현지 실측하여 직경 30m의 원경 내 수목피도가 상이한 3개 장소를 선정하였다 선정지점은 수목피도가 0%인 서울시청 주차장, 54%인 덕수궁 정관헌 서측, 그리고 약 100%인 남산의 수림지이었다. 각 지점의 지상 3m 높이에 소형 백엽상을 설치하고 자기욥습도계 (HOBO사의 H08-032 -02)를 이용하여, 2001년 7월 중순부터 8월 중순까지 3 회에 걸쳐 맑은 날 하루 24시간 동안 여름철 대기 온도 및 습도를 실측하였다
그리고 하천에 의한 온도완화 영향거리 315m(박인환 등, 2000)를 근거로 하천, 호수 등 수변에 접한 관측지점의 측정치는 분석대상에서 제외하였다. 도시에서 일정규모 이상 녹지를 형성하고 있는 공원의 온도 완화 거리는 167〜260m이므로(박인환 등, 2000), 자동기상관측망 인근 녹지분포 분석의 공간규모는 반경 150m 로 한정하였다. 여름철에 촬영한 흑백항공사진을 이용하여 기상관측지점을 중심으로 반경 150m의'원을 작도한 후.

이론/모형

즉, CQ 저장량은 수종별 생체량방정식들(조현길, 1999)을 이용하여 생체량을 구한 후 CQ량으로 환산하였다. 여기에서, 저장량이란 수목이 생장하면서 여러 해에 걸쳐 축적한 총량을 의미한다.
여기에서, 저장량이란 수목이 생장하면서 여러 해에 걸쳐 축적한 총량을 의미한다. 연간 CQ 흡수량은 CO₂ 교환율 실측을 통해 유도한 수종별 흡수량방정식 (조현길과 조동하, 1998; 조현길과 안태원 2001b)을, SQ 및 NQ 흡수량은 C(板와 SO₂ 또는 NQ간의 흡수 속도비를 활용하여 유도한 수종별 방정식(조현길과 안태원 2001a: 2001b) 을 각각 적용하여 산출하였다. 연간 SQ.

성능/효과

즉, 수목피£, 녹지면적 등을 독립변수로 하고 평균 온£, 최저온£, 최고온도 등을 종속변수로 하되, 반복적인 선형 및 비선형 접근을 시도하여 가장 적합한 회귀 식과 독립변수를 최종 도출하였다.
점유하였다(서울시, 2000). 그 중 교통용지를 포함한 상업지의 점유비가 약 46%로서 가장 높고, 공공용지와 주거지는 각각 28% 및 21%를 구성하는 것으로 나타났다.
토지이용 유형별 수목피도는 공원이 약 54%로서 타 토지이용에 비헤 현저하게 높았고 이어서 다세대 주거지 15%, 교통 및 공공용지 각각 12%, 단독주거지 9%. 상업지 8%의 순이었다(Table 1 참조).
흉고직경급 분포는 Figure 1과 같이 표본추출된 전체 교목 중 10cm 미만이 약 59%, 20cm 미만이 89%, 30 an 미만이 97%를 점유하며 유목 내지는 성장과정의 수목들이 우점하는 것으로 나타났다. 특히, 다세대 주거지는 직경 10cm 미만의 점유비가 88%, 20cm 미만은 99% 로서 성목의 분포비가 상당히 낮았다.
상대우점치가 가장 높은 상위 5개 교목은 소나무 {Pinus densiflora), 은행나무(GhAgo biloba), 느티나무 (Zelkova serrata), 단풍나무(Acer palmatum) 및 향나무(Juniper us chinensis)이었다. 관목의 경우는 회양목 (Buxus microphylla var.
중구 전체의 식재수목은 종 16, 450t의 COz를 저장하고 있으며, 해마다 CQ l, 830t/yr, SO₂ l, 620kg/yr 및 NQ 4, 230kg/yr을 흡수하는 것으로 나타났다. 서울시에서 화석연료 소비에 기인한 인구 1인당 연간 CQ 배출량은 약 5.
향후, 수목 피도 50% 이상에 대한 보다 세부적인 보강연구를 통해 그 온도저감의 경향을 검증할 필요가 있다. 측정장소 간 하루 중 온도차의 시간별 변화를 살펴보면(Fi即Jre 2 참조), 수목피도가 높을수록 온도가 하루 종일 상대적으로 더 낮았고 야간보다 주간에 그 차이가 더 큰 것으로 나타났다. 주간 중 온도차는 수목의 증발산이 비교적 활발하고 냉방전력 부하가 최대인 오후 시간대에 더욱 컸다.
서울시 자동기상관측망의 반경 150m 내 수목 피도 및 녹지면적은 최소 10% 미만에서 최대 약 100%로서 그 분포가 다양하였으며, 5개 관측망이 수변에 인접해있는 것으로 분석되었다. 설치위치는 대부분 옥상이며, 그 높이는 소수 산림지를 제외하면 해발고도 100m 이내이었다.
5%이었다. 관측지점별 평균온도는 최소 24.lt, 최대 267C이었고 수목피도 및 녹지면적이 큰 지점에서 상대적으로 더욱 낮았다.
그 온도저감 효과는 낮은 수목피도에서 더욱 현저하고 수목피도가 높아지면서 다소 둔화되는 비선형적 경향이었다 (Figure 3 참조). 이러한 결과는 전기한 실측지점간 온도 차이에서도 나타난 것으로서, 녹지의 온도저감은 녹지가 우점하는 지구에 비해, 인공구조물 피복이 우점하나 수목식재의 증가가 가능한 지구에서 더욱 효과적일 수 있음을 시사한다.
위해 유도한 주요 회귀모델의 독립변수와 수식유형은 Table 4와 같다 온도저감 효과를 가장 잘 설명하는 독립변수는 수목피도이었고 수목피도로부터 온도를 추정하는가 장 적합한 회귀모델은 아래의 식 1인 것으로 분석되었다. 이 회귀모델은『가 0.81 로 적합도가 양호하고 통계적으로 유의하였으며(P0.0001), 타 수식유형에 비해 피도증가에 따른 온도저감 경향을 가장 잘 설명하는 것으로 나타났다. 수목, 초본 및 나지를 포함하는 녹지면적을 독립변수로 하는 선형 및 비선형 회귀모델 또한 통계적으로 유의하였으나, 《는 각각 0.
5°C 더 낮았다. 일정 수준까지의 수목 피도 10% 증가는 여름철 온도를 약 0.6°C씩 낮추는 효과가 있는 것으로 나타났다. 서울시 자동기상관측망 자료와 녹지면적 분석에 근거하면, 여름철 평균온도는 수목피도가 낮은 관측지점에서 높고 피도증가에 따라 점점 낮아졌다.
수목피도 및 녹지면적이 상이한 장소에서 여름철 대기 온도와 습도를 실측한 결과(Table 3 참조), 수목피도가 약 54%인 장소의 온도는 녹지가 전무한 장소에 비해 평균 3.6°C 더 낮았다 수목피도가 약 100%인 수림지는 녹지부재의 장소보다 온도는 4.5°C 더 낮고 습도는 17% 더 높았다 조현길과 안태원(1999)의 연구에 의하면, 수목피도가 12% 및 22%인 주거지구의 여름철 온도가 수목이 전무한 장소보다 각각 0.6°C 및 1.4°C 더 낮았다. 이러한 결과는 수목피도 약 50% 이상에서는 피도 증가에 따른 온도저감 효과가 다소 둔화될 수 있으나 일정 수준까지의 수목피도 10% 증가는 여름철 온도를 약 06C씩 낮추는 효과가 있음을 의미한다.

후속연구

5~l°C 감소시킴을 보고한 바 있다. 향후, 수목 피도 50% 이상에 대한 보다 세부적인 보강연구를 통해 그 온도저감의 경향을 검증할 필요가 있다. 측정장소 간 하루 중 온도차의 시간별 변화를 살펴보면(Fi即Jre 2 참조), 수목피도가 높을수록 온도가 하루 종일 상대적으로 더 낮았고 야간보다 주간에 그 차이가 더 큰 것으로 나타났다.
본 연구는 자연상태 하에서 수목영향을 고려한 온도를 실측하는데 중점을 둠으로서, 수목피도 외 온도에영향하는 모든 주변여건을 인위적으로 동일하게 제어하기 어려운 한계가 있었다. 그러나, 국지적 강풍 여부를 고려하고 중구 내 서로 근접한 거리에서 각 측정지점을 선정하여, 가급적 타 변수의 영향을 최소화하려고 시도하였다.
그러나, 국지적 강풍 여부를 고려하고 중구 내 서로 근접한 거리에서 각 측정지점을 선정하여, 가급적 타 변수의 영향을 최소화하려고 시도하였다. 향후, 토지피복재료의 알베도 폐열방출 등을 포함하는 다양한 연구의 수행을 통해 온도증감에 영향을 미치는 주변인자의 역할을 구명할 필요가 있다.
그 온도저감 효과는 낮은 수목피도에서 더욱 현저하고 수목피도가 높아지면서 다소 둔화되는 비선형적 경향이었다. 온도저감 효과를 가장 잘 설명하는 독립변수는 수목피도인 것으로 분석되었다 본 연구 결과는 도시 내 녹지확충의 환경적 혜택과 중요성을 강조하고 식재 및 관리를 위한 예산확보의 필요성을 설득할 객관적 기반정보가 될 것으로 기대한다 본 연구는 녹지의 온도저감 효과를 분석함에 있어 수목피도나 녹지면적 차이에 초점을 두었으나, 향후 수관체적, 엽면적 등의 차이를 포함하는 보강연구가 수행될 필요가 있다.

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