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문제 정의
- 따라서 식생매트의 도입시 적합한 생육기반을 조성하고 옥상하중과 비용들을 고려하여 최소의 토심으로 최적의 식물생육상태를 선별해내는 연구가 필요하다. 이에 본 연구에서는 기존에 개발된 식생매트를 통해 간편한 시공과 경비절감 등을 고려한 적절한 토심과 적절한 토양배합을 선정하고 광환경에 따른 생육을 비교하고자 한다.
제안 방법
- 관리는 시공 후 4일간 관수하였고 시비는 하지 않았으며, 그 후로는 자연상태로 방치해 두었다.
- 광조건은 차광을 하지 않은 양지와 20% 차광막을 설치한 음지로 조성하였다.
- 실험방법으로 조사는 크게 식물의 개체수와 초장, 피복율을 조사하는 생육조사와 생육환경조사를 나누어 실시하였다. 생육조사는 자생초화류와 톨페스큐의 경우 2004년 8월~2005년 5월까지 걸쳐 월 1회 매트에서 발아된 개체수를 조사하고 세덤류는 초장과 피복도를 조사하여 토양별로 비교를 하였다. 모든 결과는 SPSS 10.
- 0을 이용하여 토심에 따라서는 Duncan의 다중검정을 실시하였고 토양에 따라서는 T-test로 통계분석하였다. 생육환경조사로 토양A, 토양B와 식생매트의 이화학적 분석을 하였다.
- 실험방법으로 조사는 크게 식물의 개체수와 초장, 피복율을 조사하는 생육조사와 생육환경조사를 나누어 실시하였다. 생육조사는 자생초화류와 톨페스큐의 경우 2004년 8월~2005년 5월까지 걸쳐 월 1회 매트에서 발아된 개체수를 조사하고 세덤류는 초장과 피복도를 조사하여 토양별로 비교를 하였다.
- 옥상녹화 식생매트의 환경조건별 식물생육을 알아보기 위해 토심별, 광조건별, 토양별 실험구를 4반복으로 설계하였다. 식생매트는 코코넛 섬유소를 피복재로 하고 인공토양, 코코넛더스트, 종자를 혼합한 기반제를 압축하여 한 매트당 450mm×450mm×30mm로 생산되는 제품이며, 배수판은 밑바닥에 홈이 있어 수분을 함유할 수 있도록 제작된 제품이다.
- 토심에 따른 식물의 생육을 알아보기 위해 배수판과 식생매트를 제외한 토심을 2cm, 5cm, 10cm, 15cm로 조성하였다.
대상 데이터
- 식생매트형 옥상녹화 실험은 서울여자대학교 대학원 건물 옥상에서 2004년 6월부터 2005년 5월까지 수행하였다.
- 초화류 식생매트는 11종의 초화류 종자가 매트 내부에 압축되어 생산된 것이며, 잔디 식생매트는 톨페스큐 종자를 사용하였고, 세덤류는 자생 Sedum 4종을 선정하여 각각의 개체를 종자가 포함되어 있지 않은 매트에 식재하였다(표 1)
- 토양은 쉽게 구할 수 있는 마사토80%와 부엽토 20%를 혼합한 토양A와 인공토양제품인 Sunshine(55～65% Peat Moss, 35～45% Perlite+Limestone+Gypsum+Wetting Agent)을 토양B로 사용하여 조성하였다.
데이터처리
- 생육조사는 자생초화류와 톨페스큐의 경우 2004년 8월~2005년 5월까지 걸쳐 월 1회 매트에서 발아된 개체수를 조사하고 세덤류는 초장과 피복도를 조사하여 토양별로 비교를 하였다. 모든 결과는 SPSS 10.0을 이용하여 토심에 따라서는 Duncan의 다중검정을 실시하였고 토양에 따라서는 T-test로 통계분석하였다. 생육환경조사로 토양A, 토양B와 식생매트의 이화학적 분석을 하였다.
성능/효과
- 기린초의 경우, 2004년에는 양지와 음지 매트의 토심에 따른 초장생장이 비슷하고, 10월 초에 양지와 음지의 토양B에서 먼저 갈변하기 시작하여 토양A보다 먼저 월동에 들어갔다. 2005년 4월부터 생장을 시작하였으며, 4월과 5월의 조사결과 양지, 음지 모두 토양A가 토양B보다 높은 초장을 나타냈다. 통계분석결과, 음지에서 토양에 따른 유의성을 보였다(표 5).
- 애기기린초의 경우, 2004년에는 양지와 음지의 초장생장이 비슷하고 토양에 따라서는 토양A 보다 토양B에서 초장이 높은 것으로 나타났으며, 10월에 근경에서 싹이 나기 시작하여 12월과 2005년 1월까지도 근경의 싹은 생존하여 월동 후 2005년 3월부터 근경의 싹이 왕성한 생장을 보였다. 4월과 5월에도 초장을 증가하는 추세를 보였으며, 양지에서는 토양A가 토양B보다 높은 초장을 나타냈고, 음지에서는 토양에 따른 차이는 나타나지 않았으나 분지수의 경우에 토양A가 토양B에 비해 많은 것으로 나타났다(표 6).
- 8월에 조사한 초기발아의 경우, 양지와 음지 모두 토심이 높을수록 많은 개체수를 보이나 토심 2cm과 5cm, 토심 10cm와 15cm가 비슷한 수치를 나타냈고, 9월 이후 발아후 생존 개체수는 양지의 경우, 감소하는 경향을 보였으나 음지에서는 10월까지 증가하였다. 그 이후에는 감소하여 양지는 12월, 음지는 2005년 1월에 월동을 시작하였다.
- 광조건에 따라서는 자생초화류와 톨페스큐 모두 발아와 발아후 생존 모두 음지가 좋은 것으로 나타났으나, 자생초화류의 경우 식물이 영양단계에서 머무르는 개체가 많았고, 줄기의 지탱력이 부족하여 생육이 불량하였다. 톨페스큐의 경우, 발아는 음지에서 양지보다 늦었지만, 발아후 생존이 양지보다 좋았으며 월동에 접어드는 시기도 늦었다.
- 또한 염기치환용량은 토양A가 중, 토양B와 식생매트는 상에 해당되며, 전질소, 유기물농도의 항목은 세 토양 모두 상으로 평가된다. 따라서 본 실험의 식재기반 설치는 자연토양인 마사토와 인공토양을 혼합한 ‘토양A+식생매트’, ‘토양B+식생매트’로 이루어지므로 토양의 특성을 종합해 볼 때, ‘토양A+식생매트’의 식재기반이 적합할 것으로 판단된다(허근영, 2000).
- 땅채송화의 경우, 토심이 높을수록 높은 피복율을 보였으며, 음지에서 생육이 좋았다. 2005년 5월에는 음지의 토심 15cm의 경우, 피복율이 88%로 나타났다.
- 돌나물의 경우에는 2004년의 초기 피복율에서 크게 증가하지 않았으며, 토양B보다 토양A에서 피복율이 높은 것으로 나타났다. 또한 양지와 음지 모두 토양A에서는 동절기에도 피복율을 보였으며, 2005년 3월에 생장이 시작되어, 4월과 5월 증가추세를 보였다. 돌나물의 피복율은 음지의 토양A에서 높았다(표 8).
- 옥상녹화용 식생매트의 식재기반의 조성은 자생초화류와 톨페스큐 매트의 경우에 인공토양보다 마사토에 부엽토를 혼합한 자연토양에서의 발아와 발아후 생존이 좋은 것으로 나타났으며, 토심이 깊을수록 발아와 발아후 생존이 좋은 것으로 나타났고, 통계분석 결과에서도 토양과 토심에 유의성을 보였다. 본 실험의 경우, ‘식생매트와 토양A', ‘식생매트와 토양B'를 식재기반으로 하므로 토양분석 결과로 pH의 영향이 가장 큰 것으로 판단된다. 토심의 경우에는 토심 2cm와 5cm에서도 식물생육이 가능하나 녹화효과를 고려해 토심 10cm와 15cm에서의 식물생육이 좋은 것으로 나타났으며, 두 토심에서 큰 차이를 보이지 않았으므로 토심의 깊이는 토심 10cm가 하중과 경제적인 요인을 고려해 볼 때 적당한 것으로 사료된다.
- 본 연구는 식생매트를 이용한 옥상녹화의 경우 토심 10cm와 매트 3cm의 총 13cm의 낮은 생육기반에서도 식물의 생육이 가능할 뿐만 아니라, 마사토에 부엽토를 혼합하여 비용이 저렴한 자연토양을 이용하여 조성하고 무관수의 방법으로 옥상의 음지부분을 고려한 효율적인 옥상녹화가 가능하다는 것을 보여주고 있다. 그러나 세덤류의 적용은 종자가 포함되어 있지 않고 개체를 식재하여 실험한 것으로 시공시 시간이 소요되는 등은 단점으로 볼 수 있다.
- 시공후 3일 후부터 발아가 시작되어 양지의 경우에는 토양A에서 토양B보다 많은 개체수를 나타냈다. 이는 약산성인 식생매트와 알칼리성인 토양A가 중성의 pH로 중화되고 전기전도도(EC)가 토양B에 비해 양호하기 때문인 것으로 판단된다.
- 식물 생장에 필요한 토양 중의 수분함량을 분석한 결과, 식생매트가 가장 수분함량이 높았으며 토양A가 가장 낮았다. 토양의 pH는 식생매트가 5.
- 양지와 음지 공통적으로 토양A에서 발아와 발아후 생존이 높았으며, 음지의 식물들은 생장이 양지에 비해 느리고 수레국화, 끈끈이대나물의 경우에는 줄기가 도장하여 곧게 서지 못하는 현상을 보였다. 통계분석 결과, 양지에서는 토양에 유의성을 보였으며, 음지에서는 일부분에서 유의성이 나타났다.
- 2004년 6월 10일 시공 후, 5일이 지난 14일에 양지의 매트에서 발아가 시작되었고, 음지쪽의 톨페스큐 발아는 양지의 매트보다 늦게 시작되었다. 양지의 경우 토양A가 토양B에 비해 많은 개체수를 보였으며, 음지의 경우에는 양지에 비해 톨페스큐의 개체수도 많고, 초장과 피복상태가 양호하였으며, 토양에 따른 개체수 차이는 거의 없었으나, 생육상태는 토양A에서 양호하였다. 2005년 3월에 월동 후 발아가 시작되어 4월과 5월에 처음의 개체수를 유지하는 경향을 보였으며, 음지의 토양A에서 더 많은 개체수를 보였고, 5월에 개화하였다.
- 옥상녹화에 많이 이용되는 세덤류인 기린초, 애기기린초, 땅채송화, 돌나물의 경우, 높은 토심과 자연토양에서 생육이 좋았다. 월동시기도 인공토양의 기린초와 애기기린초가 자연토양보다 2주일 빠르게 진행되었다.
- 옥상녹화용 식생매트의 식재기반의 조성은 자생초화류와 톨페스큐 매트의 경우에 인공토양보다 마사토에 부엽토를 혼합한 자연토양에서의 발아와 발아후 생존이 좋은 것으로 나타났으며, 토심이 깊을수록 발아와 발아후 생존이 좋은 것으로 나타났고, 통계분석 결과에서도 토양과 토심에 유의성을 보였다. 본 실험의 경우, ‘식생매트와 토양A', ‘식생매트와 토양B'를 식재기반으로 하므로 토양분석 결과로 pH의 영향이 가장 큰 것으로 판단된다.
- 이는 약산성인 식생매트와 알칼리성인 토양A가 중성의 pH로 중화되고 전기전도도(EC)가 토양B에 비해 양호하기 때문인 것으로 판단된다. 월동 후 3월부터 발아가 시작되어 3월의 개체수를 비교해보면, 토양A가 토양B보다 개체수가 2배 이상 많은 것으로 나타났다. 음지의 경우에는 토양에 따른 개체수 차이는 있으나, 양지에서처럼 큰 차이는 보이지 않았다(표 3, 그림 2).
- 초화류 11종의 식생매트에서 생육이 양호한 식물로는 양지에서는 패랭이, 끈끈이대나물, 수레국화, 벌노랑이로 나타났으며, 음지에서는 패랭이, 끈끈이대나물, 수레국화로 나타났다. 통계분석 결과, 양지의 매트는 토심과 유의성이 있는 것으로 나타났으며, 음지의 매트는 일부분에서 유의성을 보였다(표 3).
- 본 실험의 경우, ‘식생매트와 토양A', ‘식생매트와 토양B'를 식재기반으로 하므로 토양분석 결과로 pH의 영향이 가장 큰 것으로 판단된다. 토심의 경우에는 토심 2cm와 5cm에서도 식물생육이 가능하나 녹화효과를 고려해 토심 10cm와 15cm에서의 식물생육이 좋은 것으로 나타났으며, 두 토심에서 큰 차이를 보이지 않았으므로 토심의 깊이는 토심 10cm가 하중과 경제적인 요인을 고려해 볼 때 적당한 것으로 사료된다.
- 식물 생장에 필요한 토양 중의 수분함량을 분석한 결과, 식생매트가 가장 수분함량이 높았으며 토양A가 가장 낮았다. 토양의 pH는 식생매트가 5.61로 약산성을 나타냈으며, 토양A의 토양이 8.41로 알칼리성, 인공토양이 5.08로 산성토양으로 나타났다(표 2). 토양의 화학적 특성을 조경설계기준으로 평가해보면(한국조경학회, 2002), pH의 경우에 토양A는 불량, 토양B는 하, 식생매트는 중으로 평가되며, EC항목은 토양A는 상, 토양B는 불량, 식생매트는 하에 해당되며, 유효인산으로는 토양A는 하, 토양B와 식생매트는 중으로 평가된다.
- 양지와 음지 공통적으로 토양A에서 발아와 발아후 생존이 높았으며, 음지의 식물들은 생장이 양지에 비해 느리고 수레국화, 끈끈이대나물의 경우에는 줄기가 도장하여 곧게 서지 못하는 현상을 보였다. 통계분석 결과, 양지에서는 토양에 유의성을 보였으며, 음지에서는 일부분에서 유의성이 나타났다.
- 애기기린초의 경우, 토심이 높을수록 초장이 높은 경향을 보였다. 통계분석 결과, 양지의 경우 토심과 유의성이 있는 것으로 나타났으며, 음지의 경우에는 일부분에서 토심과 유의성을 보였다(표 6).
- 또한 토양A에서 토양B에 비해 높은 피복율을 보였다. 통계분석 결과, 양지의 땅채송화는 일부분에서 토양과 유의성이 있는 것으로 나타났다(표 7). 돌나물의 경우에는 2004년의 초기 피복율에서 크게 증가하지 않았으며, 토양B보다 토양A에서 피복율이 높은 것으로 나타났다.
- 초화류 11종의 식생매트에서 생육이 양호한 식물로는 양지에서는 패랭이, 끈끈이대나물, 수레국화, 벌노랑이로 나타났으며, 음지에서는 패랭이, 끈끈이대나물, 수레국화로 나타났다. 통계분석 결과, 양지의 매트는 토심과 유의성이 있는 것으로 나타났으며, 음지의 매트는 일부분에서 유의성을 보였다(표 3).
- 그 이후에는 감소하여 양지는 12월, 음지는 2005년 1월에 월동을 시작하였다. 통계분석 결과로는 양지의 경우 토심에 유의성이 있는 것으로 나타났다(표 4).
- 따라서 옥상의 음지부분에 잔디식생매트를 설치할 경우, 양지에 설치할 때보다 토심을 낮게 하는 것이 가능하여 하중을 줄일 수 있다고 판단된다. 통계분석결과 양지에서 토양에 유의성이 나타났다(표 4, 그림 3).
- 2005년 4월부터 생장을 시작하였으며, 4월과 5월의 조사결과 양지, 음지 모두 토양A가 토양B보다 높은 초장을 나타냈다. 통계분석결과, 음지에서 토양에 따른 유의성을 보였다(표 5).
- 2005년 5월에는 음지의 토심 15cm의 경우, 피복율이 88%로 나타났다. 통계분석결과, 음지의 경우에 일부분에서 토심에 따라 유의성이 나타났다(표 7). 돌나물의 피복율은 2004년에는 큰 변화는 없었으며, 월동 후 2005년부터 큰 폭으로 증가하였다.
- 피복율을 조사한 땅채송화의 경우, 음지의 토양A에서 피복율이 높은 것으로 나타났으며, 음지에서 토양A의 토심 23cm의 경우 동절기에도 생존하고 있는 것으로 조사되었다. 월동은 2004년 10월 초에 양지와 음지의 토양B 매트에서 갈변하기 시작하여 토양A보다 먼저 월동을 시작하였으며, 2005년 3월부터 생장이 시작되어 2005년 4월, 5월에 피복율이 증가하였다.
후속연구
- 그러나 세덤류의 적용은 종자가 포함되어 있지 않고 개체를 식재하여 실험한 것으로 시공시 시간이 소요되는 등은 단점으로 볼 수 있다. 그러나 초화류나 잔디의 종자를 포함한 식생매트를 이용한 옥상녹화는 간편한 시공과 효과로 옥상녹화 보급에 유용한 기술이 될 것으로 사료된다.
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