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문제 정의
- 자연표토복원공, 원지반식생정착공 지역에서 표토의 1cm를 제거한 후에 A층에서 지표면으로부터 10cm 부분까지 토양을 500g씩 3반복으로 채취하여 서울시 농업기술센터에 의뢰하였다. 그 결과를 중심으로 난지도 안정화 전후의 토양 변화와 특성을 비교하고 식물생육환경의 정도를 파악하고자 하였다.
- 따라서 본 연구는 난지도를 대상으로 비탈면 생태복원 특성을 공법별로 시공 직후와 오랜 시간이 경과한 현재의 모습을 비교분석하여 지속적인 비탈면 생태복원을 위한 기초자료를 제시하는데 그 목적이 있다.
- 본 연구는 난지도를 대상으로 공법별 생태복원 특성을 시공 직후와 오랜 시간이 경과한 현재의 모습을 비교분석하여 비탈면 생태복원을 위한 기초자료를 제시하기 위해 진행되었으며 그 결과는 다음과 같다.
- 종자와 영양체만으로 자생식물의 불확실성을 완전히 제거할 수 없다는 판단에 자생식물을 온실에서 발아시켜 일정 크기(15～20cm)까지 생장한 플러그묘를 제곱미터당 10본씩 식재하여 불확실성을 줄이고자 하였다.
제안 방법
- 선정된 식물중 좀씀바귀와 돌나물은 영양체로 번식되는 식물로 건조에 강하고 무관수 조건에서도 생존일수가 각각 10일과 14일이 되는 식물들이다. 그러나 보다 안정성을 확보하기 위해 상대적으로 병충해에 약한 좀씀바귀의 양은 줄이고 건조와 병충해 등에 강한 돌나물의 양을 늘려 이들을 각 5cm 크기로 절단하고 제곱미터당 좀씀바귀는 50g, 돌나물은 200g을 투입하는 것으로 설계하였다.
- 한편 자생식물에 의한 비탈면 녹화는 조기 녹화가 어렵고 불안정한 자생식물의 발아율과 순도로 인해 종자만을 파종하는 것이 실패의 위험성이 높은 것으로 판단되어 조기에 녹화할 수 있는 여러 방안이 검토되었다. 따라서 본 실험에서는 상기한 선정 식물 중 벌개미취, 패랭이, 구절초, 쑥부쟁이, 층꽃나무, 비수리 등은 비교적 종자의 대량 구득이 용이하고 현장에서 종자 파종으로 성공한 사례가 있는 식물종들을 종자 파종법으로 결정하였다. 이들의 배합과 파종량은 일반적으로 사용하는 파종량 산정 공식중 현장 경험을 통한보정치를 감안하여 산출하나 자생식물의 경우 발생기대본수를 산정하기 곤란하기에 발아율, g당 입수, 경험치를 기준으로 파종량을 결정하였다.
- 본 대상지는 원지반이 쓰레기를 매립한 상태로 자생 초화류의 발아와 뿌리 활착에 불리한 여건이기에 새롭게 개선된 인공토양의 제조가 요구되었다. 따라서 식생기반재를 ‘생육기반재’와 ‘생육보조재’ 2개층으로 구분하여 서로 보완적인 관계가 유지되도록 하였다.
- 비 생물적 분석에서 토양의 물리적 특성으로 경도는 SHN-1 산중식 토양경도계를 이용하여 각각의 시공지역을 3군데씩 조사하여 평균을 내어 분석하였다. 토양의 화학적 특성은 난지도 비탈면 녹화 전 2000년에 조사되었던 자료와 동일 지역을 2004년 5월 채취하여 분석한 자료를 비교하여 토양의 변화상태를 분석하였다.
- 생물적 인자는 1m×1m, 0.5m×0.5m 방형구법을 이용하여 자연표토복원공, 원지반식생정착공을 실시한 비탈면지역에 3개의 조사구를 설치하여 분석하였다.
- 생육기반재는 식물뿌리의 물리적 지지기반 역할에 초점을 맞추어 종이화이버 양을 줄이고 유기물인 부엽토와 마사토양을 늘려 토양 경도를 낮추고 갈라짐 현상을 방지하기 위해 생육기반재 중앙부에 신축성이 있는 코이어 넷트를 설치하였다. 생육보조재는 생육기반재 상부에 뿜어붙이는 소재로 식물종자가 포함되는 층이므로 식물이 발아하고 초기 생장에 필수적인 보습력과 보비력을 증대하고 식물 발아와 생장에 적합한 토양경도인 18～23mm정도로 구성하였다.
- 시공지에 대하여 발아한 종과 개체수, 초고, 초폭, 개체수 피복률 등을 조사하였다. 초본류 중에서 금계국, 유채, 돌나물 등이 우점종으로 관찰되었으며, 특히 금계국은 시공지역 하단부 도로변에 2001년 6월 시공 한 초화류의 침투현상으로 파악된다(표 6).
- 원지반식생정착공은 초본식물을 주로 파종하여 경관적 효과를 기대할 수 있는 공법이므로 제 2매립지의 남동 비탈면에 시공하였으며, 자연표토복원공은 식물생장에 필수적인 표토층을 그대로 재생 복원하여 초화류형에서 다층구조 산림형까지 다양한 식생패턴을 이루는 공법이므로 제 2매립지 북서면 비탈면에 시공하였다.
- 토양의 화학적 특성은 난지도 비탈면 녹화 전 2000년에 조사되었던 자료와 동일 지역을 2004년 5월 채취하여 분석한 자료를 비교하여 토양의 변화상태를 분석하였다. 자연표토복원공, 원지반식생정착공 지역에서 표토의 1cm를 제거한 후에 A층에서 지표면으로부터 10cm 부분까지 토양을 500g씩 3반복으로 채취하여 서울시 농업기술센터에 의뢰하였다. 그 결과를 중심으로 난지도 안정화 전후의 토양 변화와 특성을 비교하고 식물생육환경의 정도를 파악하고자 하였다.
- 조사·분석방법은 井手久登․武內和彦1) 자료를 인용하여 크게 비생물적 인자와 생물적 인자로 구분하였으며 세부내용은 다음 표 3과 같다.
- 비 생물적 분석에서 토양의 물리적 특성으로 경도는 SHN-1 산중식 토양경도계를 이용하여 각각의 시공지역을 3군데씩 조사하여 평균을 내어 분석하였다. 토양의 화학적 특성은 난지도 비탈면 녹화 전 2000년에 조사되었던 자료와 동일 지역을 2004년 5월 채취하여 분석한 자료를 비교하여 토양의 변화상태를 분석하였다. 자연표토복원공, 원지반식생정착공 지역에서 표토의 1cm를 제거한 후에 A층에서 지표면으로부터 10cm 부분까지 토양을 500g씩 3반복으로 채취하여 서울시 농업기술센터에 의뢰하였다.
- 한편 시공 전 이지역의 식생은 환삼덩쿨로 인해 식생불량 지역이었으므로 시공하기 전 환삼덩쿨 제거작업을 실시하였다. 그러나 비 녹화지역에서 침입한 환삼덩쿨의 피해는 여전히 나타나고 있었다.
대상 데이터
- 따라서 식물에 의한 토양안정화를 목표로 하는 실험과 경관적 가치가 고려되어야 하는 실험 등 이 두 가지의 실험이 가능한 지역을 대상지역으로 선정하였다. I 지역은 난지도 다른 지역에 비해 경사도가 심한 제 2매립 북서면 지역인 중앙통로 우측 비탈면을 선정하였고, Ⅱ 지역은 월드컵 경기장에 조망권에 있는 제2매립지 남동비탈면 지역으로 선정하였다.
- 난지도는 쓰레기 매립지라는 특수성과 아울러 월드컵이라는 국가 행사를 치루는 장소로써 경관적 가치가 고려되어야 하는 필요성을 가지고 있는 장소이다. 따라서 식물에 의한 토양안정화를 목표로 하는 실험과 경관적 가치가 고려되어야 하는 실험 등 이 두 가지의 실험이 가능한 지역을 대상지역으로 선정하였다. I 지역은 난지도 다른 지역에 비해 경사도가 심한 제 2매립 북서면 지역인 중앙통로 우측 비탈면을 선정하였고, Ⅱ 지역은 월드컵 경기장에 조망권에 있는 제2매립지 남동비탈면 지역으로 선정하였다.
- 본 녹화대상지가 상암동 월드컵 경기장과 평화의 공원에서 직접 노출되는 구간이기에 3계절 자생 초화류가 개화하고 특히 2002년 월드컵이 열리는 5월부터 초화류의 꽃이 만개할 수 있는 식물종이 선정의 첫 번째 준거가 됐다. 따라서 자생 초화류 식물종의 선정은 3계절 꽃피는 식물, 특히 5월부터 8월 사이에 집중적으로 개화하는 식물, 종자의 대량 구득이 용이한 식물, 국내에서 성공사례로 검증받은 식물 등을 고려하여 아래 표 1과 같이 선정하였다.
- 비탈면 조사를 한 결과 식물생장에 큰 문제가 없는 구간으로 판단되어 녹화기초공이 필요 없이 토사를 식생기반재로 사용하기로 하였다. 자연표토복원공법은 점성의 토양입자와 다기능성 초고분자, 유기재료, 식물 섬유소 등을 특수하게 혼합하여, 재료간의 다양한 결합으로 서로 뒤엉키게 반응시킴으로써 강한 입단구조를 형성시켜 만든 녹화기반토양을 비탈면에 부착하여 토양의 환경을 식물이나 미생물의 생육에 적합한 상태로 유지시키는 안정된 식생기반을 조성하였다.
성능/효과
- 1. 원지반식생정착공법 비탈면 생태복원은 초화류의 조기 개화로 아름다운 경관을 창출하였음은 물론 비탈면의 침식과 세굴도 거의 나타나지 않았다. 또한 척박한 토양환경이 개선되어 유효인산과 유기물의 함량이 2배로 증가 되었다.
- 2. 자연표토복원공법에 의한 비탈면 생택복원은 목본에서 초본까지의 식물종을 선정하여 다층형 산림구조를 형성하였으며, 비탈면의 침식 등은 거의 나타나지 않았다. 또한 시공전에 비해 토양환경이 월등히 좋아 졌는데, 특히 상단부의 토양유기물이 하단부의 2배 이상 함유하고 있는 것으로 나타났다.
- 원지반식생정착공법에 의해 비탈면녹화가 이루어지기 전 유효인산의 함량이 기준보다 굉장히 낮으며, 유기물 함량 역시 적정치에 훨씬 못미치고 있는 것으로 나타나 비교적 척박한 토양이었다. 그러나 녹화 이후 유효인산와 유기물의 함량이 월등히 많아 진 것을 확인 할 수 있었으며 특히 유기물의 경우 적정치의 2배에 해당하는 유기물을 함유하고 있는 것으로 나타났다. 이는 원지반식생정착공시공지역은 식물생육이 왕성하여 생태계의 순환이 잘 이루어진 것에 기인한 것으로 판단된다.
- 또한 시공당시에 도입되었던 수종 중 기린초, 꿩의 다리, 물레나무, 벌개미취 등은 관찰되지 않았다. 대신 시공지내에 주변에서 침입하여 쑥, 달맞이, 참소리쟁이, 냉이 등의 자생종이 생육하고 있는 것을 관찰할 수 있었다. 이러한 현상은 주변에서 침입한 자생종에 의해 시공당시 도입된 식생이 피압된 것으로 파악된다.
- 이상에서와 같이 경관적 가치가 요구되는 비탈면 녹화지역에 자생 초화류를 도입하여 아름다운 경관을 창출 할 수 있었으나 시간이 지남에 따라 주변식물의 침입에 의해 도입된 식물이 피압되는 현상과 환삼덩쿨의 피해가 나타나고 있었다. 따라서 원하는 경관을 만들기 위해서는 시공전 주변식생에 대한 철저한 조사로 자생식물에 의해 식물이 피압 당하지 않도록 식물종을 선정해야 할 것이며 끊임없는 사후 관리가 중요하다는 것을 알 수 있었다.
- 시공지의 상단부와 하단부에 대하여 발아한 종과 개체수, 초고, 초폭 등을 조사한 결과 전체적으로 상단부의 경우는 자귀나무, 참싸리 및 낭아초 등의 목본류가 우점하고 있었으며 목본류의 하부에는 참싸리와 낭아초의 발아를 확인할 수 있었다. 따라서 초기에 도입되었던 콩과 식물이 시간이 어느 정도 흐른 뒤에도 주변 식물의 침입에 잘 견디며 지속적으로 생육이 왕성하게 이루어지고 있음을 알 수 있었다.
- 자연표토복원공법에 의한 비탈면 생택복원은 목본에서 초본까지의 식물종을 선정하여 다층형 산림구조를 형성하였으며, 비탈면의 침식 등은 거의 나타나지 않았다. 또한 시공전에 비해 토양환경이 월등히 좋아 졌는데, 특히 상단부의 토양유기물이 하단부의 2배 이상 함유하고 있는 것으로 나타났다. 이러한 현상은 식물의 생육과 상관성이 있은 것으로 상단부에 콩과식물이 우점하고 있어 뿌리혹 박테리아에 의해 땅이 기름지게 되어 유기물 함량이 높아진 것으로 판단되었다.
- 원지반식생정착공법 비탈면 생태복원은 초화류의 조기 개화로 아름다운 경관을 창출하였음은 물론 비탈면의 침식과 세굴도 거의 나타나지 않았다. 또한 척박한 토양환경이 개선되어 유효인산과 유기물의 함량이 2배로 증가 되었다. 그러나 처음 도입된 식물 중 현재까지 생육하고 있는 경우는 돌나물과 패랭만 생육하고 있었다.
- 상단부, 중단부, 하단부 위치별로 식물 발아와 생장에 있어서는 큰 차이는 나타나지 않았다. 발아와 생장이 왕성한 식물은 패랭이, 쑥부쟁이, 구절초, 벌개미취, 층꽃나무 순으로 나타났고 비수리가 함께 혼파된 구간에서는 비수리가 발아와 생장이 가장 빠른 것으로 나타났다. 층꽃나무는 예상보다 발아와 생장이 무척 저조한 것으로 나타났다.
- 비탈면 녹화가 실시되기 전 토양의 화학적 특성을 살펴보면 토양은 산도가 pH7이 넘는 알카리성으로 나타나 수목 식재시 생리장해를 일으키거나 고사할 우려가 많은 상태 였다. 비탈면 녹화를 실시하여 어느 정도 안정화가 된 현재 토양 분석을 한 결과 산도의 경우 녹화 전보다는 알카리성의 정도가 낮아진 것으로 나타났다. 그러나 난지도 매립당시 건축페기물, 연탄재 등의 알칼리 성분이 많은 물질의 매립으로 인한 영향은 아직 까지 나타나고 있는 것으로 나타났다.
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(1) 시공직후
시공지의 상단부와 하단부에 대하여 발아한 종과 개체수, 초고, 초폭 등을 조사한 결과 상단부의 경우는 자귀나무, 참싸리 및 낭아초 등의 콩과식물이 자리를 잡아가고 있음이 관찰 되었다.
- 시공지의 상단부와 하단부에 대하여 발아한 종과 개체수, 초고, 초폭 등을 조사한 결과 전체적으로 상단부의 경우는 자귀나무, 참싸리 및 낭아초 등의 목본류가 우점하고 있었으며 목본류의 하부에는 참싸리와 낭아초의 발아를 확인할 수 있었다. 따라서 초기에 도입되었던 콩과 식물이 시간이 어느 정도 흐른 뒤에도 주변 식물의 침입에 잘 견디며 지속적으로 생육이 왕성하게 이루어지고 있음을 알 수 있었다.
- 그러나 이 공법이 녹화기초토양 배합시 침식방지를 위해 안정제와 입단제를 혼합하여 취부하므로 침식이나 세굴은 발견되지 않았다. 안정제로 사용되는 고분자제는 여러 유기 재료의 일차결합을 유도하여 균질한 혼합상태를 유지시켜 유동성을 강화시킴으로써 강우 등에 의한 침식을 방지하는 것으로 나타났다.
- 이상에서와 같이 경관적 가치가 요구되는 비탈면 녹화지역에 자생 초화류를 도입하여 아름다운 경관을 창출 할 수 있었으나 시간이 지남에 따라 주변식물의 침입에 의해 도입된 식물이 피압되는 현상과 환삼덩쿨의 피해가 나타나고 있었다. 따라서 원하는 경관을 만들기 위해서는 시공전 주변식생에 대한 철저한 조사로 자생식물에 의해 식물이 피압 당하지 않도록 식물종을 선정해야 할 것이며 끊임없는 사후 관리가 중요하다는 것을 알 수 있었다.
- 이상에서와 같이 연구를 진행한 결과 자생 초화류 도입은 경관조성을 위해 바람직한 것으로 조사되었으나 시간이 경과함에 자생식물에 의해 피압 되는 경향이 나타나고 있었으며 콩과식물의 도입은 안정화와 더불어 토양환경에 중요한 영향을 주는 것으로 나타났다. 그러나 쓰레기 건축공사 잔해물에 의한 칼슘의 과다와 침출수 등에 의한 문제는 여전히 남아 있어 쓰레기 매립시 근본적인 해결을 위한 노력을 해야 할 것으로 판단된다.
- 이처럼 시공 직후 도입식물의 발아와 생육을 관찰 한 결과 콩과식물의 발아와 생육이 다른 식물에 비해 잘 이루어지고 있는 것으로 관찰되었다.
- 종자 파종한 식물종은 전반적으로 발아와 생장이 우수하였고그 중 패랭이의 발아와 생장이 타 식물종에 비해 빠르고 왕성한 것으로 나타났다. 상단부, 중단부, 하단부 위치별로 식물 발아와 생장에 있어서는 큰 차이는 나타나지 않았다.
- 이는 원지반식생정착공시공지역은 식물생육이 왕성하여 생태계의 순환이 잘 이루어진 것에 기인한 것으로 판단된다. 한편 칼슘의 함량은 일반적인 산림토양에 비해 매우 높게 나타나고 있는데 이는 쓰레기 건축공사 잔해물이 많은데 기인 한 것으로 판단되었으며 칼슘 함량 역시 녹화 이후 월등히 감소한 것으로 나타났다.
후속연구
- 본 대상지는 원지반이 쓰레기를 매립한 상태로 자생 초화류의 발아와 뿌리 활착에 불리한 여건이기에 새롭게 개선된 인공토양의 제조가 요구되었다. 따라서 식생기반재를 ‘생육기반재’와 ‘생육보조재’ 2개층으로 구분하여 서로 보완적인 관계가 유지되도록 하였다.
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