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문제 정의
- 따라서, 국내의 현실에 부응하여 본 연구에서는 건설교통부 ‘비탈면 녹화 설계 및 시공 잠정 지침’에 얇은식생기반재 취부공법을 활용하여 비탈면 복원 목표에 부합될 수 있는가를 우선 조사하고, 목표하는 복원목표를 보다 효과적으로 달성할 수 있는 식생배합 개선방안을 제안하고자본 연구를 수행하였다.
- 본 실험은 S.O-Soil spray공법에 적용하기 위해 건교부에서 제안한 비탈면 녹화식물의 종자배합량을 검증하고, 개선방안을 모색하고자 하였으며, 아울러 현장적용성을 검증 하고자 하였다. 이를 위해 경사별 취부두께와 배합량을 다르게 적용하여 실험구를 조성하였으며, 각 실험구별 파종식물의 생육경향과 피복율을 조사하였다.
- 본 연구에서는 건설교통부 ‘비탈면 녹화 설계 및 시공 잠정 지침’에 의한 복원목표별 종자배합을 얇은식생기반재뿜어붙이기 공법인 S.O-Soil spray공법에 적용하여 의도하고자 하는 비탈면 복원목표가 달성 될 수 있는가를 조사하고, 목표하는 복원목표의 달성이 용이한 개선방안을 제안하고자 본 연구를 수행하였다. 중요한 연구결과는 다음과 같다.
- 또한, 일반적인 비탈면은 북향에서 수분의 증발량이 적어서 식생의 생육이 좋은 것으로 알려져 있는데 본 실험에서는 향별 차이를 염두에 두어 동향, 서향으로 향별 차이를 두었다. 이는 식생생육판정기준에 부합하기 위해 향별 종자배합비를 조절하고자 하였다.
제안 방법
- 초 · 목본류인 벌노랑이, 비수리, 참싸리, 낭아초 등을 사용함으로써 질소를 고정하여 척박한 토양을 개선해주는 효과가 있는 콩과 식물을 사용하였다. 1차 실험에 사용된 종자의 배합비는 건설교통부의 식물배합 기준안을 바탕으로 초본위주형․목본군락형 종자배합비를 적용하였다. 2차 실험의 종자배합은 1차 실험에서 생육이 좋지 못했던 식물들을 발아와 식물생육이 우수한 식물들로 대체하여 실험에 알맞은 배합비를 적용하였다
- 1차 종자배합비선정실험은 종자배합 A, 종자 배합 B, 종자배합 C 3가지타입으로 건설교통부 비탈면 녹화설계 및 시공 잠정 지침 제 3지역(내륙생태계지역)의 종자배합량 조견표에 따라 초본 위주형(재래목본 15～40%+재래초본 30～65%+외래도입초종 20～30%), 목본군락형(재래목본30～50%+재래초본35～65%+외래도입초종10～15%)으로 생물종다양성복원형을 제외하고 3반복을 하여 총 18개의 실험구를 조성하였다. 종자배합 A 타입은 30g/m2 건설교통부 종자배합 기준에 따라 종자배합을 하였고, 종자배합 B.
- 1차 실험에 사용된 종자의 배합비는 건설교통부의 식물배합 기준안을 바탕으로 초본위주형․목본군락형 종자배합비를 적용하였다. 2차 실험의 종자배합은 1차 실험에서 생육이 좋지 못했던 식물들을 발아와 식물생육이 우수한 식물들로 대체하여 실험에 알맞은 배합비를 적용하였다
- 2차 현장적용실험은 우선 경기도 안성시 삼오 녹화 소재 실험포지에 인공토사둑 조성후 실시하였다. 본 실험 결과를 S.
- 각 실험구 내에 10cm×10cm크기의 식생조사구(방형구)내에서 수종 및 초종, 각 식물별 개체 수, 식생생육량, 우점종, 식생피복율, 병충해유무 등 건설교통부 비탈면 녹화 설계 및 시공 잠정 지침 시험시공 평가 및 결과분석을 참고하여 식물 생육조사를 처리구별로 비교 분석할 수 있게 하였다. 외래도입초종류는 파종 초기에 식별이 곤란하여 조사구내의 전체 숫자를 기록하였다.
- 1 · 2차 실험에 사용된 종자의 선정 기준은 국내에서 비탈면 녹화용으로 널리 사용되고 있는 자생 초 · 목본류와 최근에 녹화용 종자로 많이 이용되고 있으며, 시중에서 비교적 쉽게 구할 수 있는 종자 중에서 발아율이 비교적 우수한 것들을 선발 하였다. 또한, 이질적인 경관미를 자생수림과 적절히 조화될 수 있도록 외래도입초종을 사용하였으며, 외래도입초종 품종 선택시 초장이 짧으면서 우리나라의 기후에 대한 적응성이 좀 더 우수한 품종을 선택하고자 선행실험을 실시하여 외래도입초종을 선택하였다. 초 · 목본류인 벌노랑이, 비수리, 참싸리, 낭아초 등을 사용함으로써 질소를 고정하여 척박한 토양을 개선해주는 효과가 있는 콩과 식물을 사용하였다.
- 또한, 얇은식생기반재뿜어붙이기공법의 적용을 위해 경사도 30～45°, 종자량은 25g 이상으로 하였으며, 식생기반재의 두께는 1～2cm, 3～4cm로 취부 하였다. 또한, 일반적인 비탈면은 북향에서 수분의 증발량이 적어서 식생의 생육이 좋은 것으로 알려져 있는데 본 실험에서는 향별 차이를 염두에 두어 동향, 서향으로 향별 차이를 두었다. 이는 식생생육판정기준에 부합하기 위해 향별 종자배합비를 조절하고자 하였다.
- 복원목표별 비탈면 녹화시 식생기반재의 취부 두께와 식생배합을 검증하기 위하여 식생기반재의 두께를 달리하고, 건설교통부에서 제안한 복원목표별 식생배합량에 따라 초본위주형, 목본군락형의 실험구를 조성한 후 건설교통부의 식생생육판정 기준 표에 부합하기위해 시공 6개월(180일)후 발아된 식물의 출현종수와 목본성립본수, 피복율의 경향을 조사하였다. 비탈면 시공지는 경기도 안성 소재 실험포지에 마사토로 인공토사 둑실험구을 조성하고 2005년 9월부터 2006년 5월까지 모니터링을 실시하였다.
- 실험에 사용될 종자들의 파종량을 계산하기 위하여 발아율 조사를 실시하였다. 실험에 사용한 종자는 4℃ 저온 저장고에 보관하였다.
- 실험에 사용한 종자는 4℃ 저온 저장고에 보관하였다. 실험은 2005년 4월에서 2005년 9월까지 3회에 걸쳐 실행하였으며 발아상 (B.O.D. Incubator：DAE LIM)내에서 온도를 주간은 고온 10시간, 야간은 저온 14시간으로 설정하여 15℃(±1)～25℃(±1), 20℃(±1)～30℃(±1), 25℃(±1)～35℃(±1)의 3반복 실험을 하였으며 발아율의 조사는 치상 후 2주간 시행하였고, 유근이 2mm 이상 나온 것을 발아된 것으로 간주하여 조사하였다.
- O-Soil spray공법에 적용하기 위해 건교부에서 제안한 비탈면 녹화식물의 종자배합량을 검증하고, 개선방안을 모색하고자 하였으며, 아울러 현장적용성을 검증 하고자 하였다. 이를 위해 경사별 취부두께와 배합량을 다르게 적용하여 실험구를 조성하였으며, 각 실험구별 파종식물의 생육경향과 피복율을 조사하였다.
- 1차 종자배합비선정실험은 종자배합 A, 종자 배합 B, 종자배합 C 3가지타입으로 건설교통부 비탈면 녹화설계 및 시공 잠정 지침 제 3지역(내륙생태계지역)의 종자배합량 조견표에 따라 초본 위주형(재래목본 15～40%+재래초본 30～65%+외래도입초종 20～30%), 목본군락형(재래목본30～50%+재래초본35～65%+외래도입초종10～15%)으로 생물종다양성복원형을 제외하고 3반복을 하여 총 18개의 실험구를 조성하였다. 종자배합 A 타입은 30g/m2 건설교통부 종자배합 기준에 따라 종자배합을 하였고, 종자배합 B.C 타입은 15g/m2 A타입과 종자배합량 비교실험을 위해 15g/m2으로 종자배합으로 하였다. 토양배합은 생육보조재(S.
- C 타입은 15g/m2 A타입과 종자배합량 비교실험을 위해 15g/m2으로 종자배합으로 하였다. 토양배합은 생육보조재(S.O-G.S 녹화용기반재), 마사토를 S.O-Soil spray공법과 동일한 조건으로 혼합 처리하였다.
대상 데이터
- 1 · 2차 실험에 사용된 종자의 선정 기준은 국내에서 비탈면 녹화용으로 널리 사용되고 있는 자생 초 · 목본류와 최근에 녹화용 종자로 많이 이용되고 있으며, 시중에서 비교적 쉽게 구할 수 있는 종자 중에서 발아율이 비교적 우수한 것들을 선발 하였다. 또한, 이질적인 경관미를 자생수림과 적절히 조화될 수 있도록 외래도입초종을 사용하였으며, 외래도입초종 품종 선택시 초장이 짧으면서 우리나라의 기후에 대한 적응성이 좀 더 우수한 품종을 선택하고자 선행실험을 실시하여 외래도입초종을 선택하였다.
- 9월에 파종한 2차실험에 사용되어진 식물은 자생초본류 6종(비수리, 벌노랑이, 쑥부쟁이, 억새, 달맞이꽃, 안고초), 자생목본류 3종(자귀나무, 낭아초, 참싸리), 외래도입초종 4종(Tall fescue, Kentucky bluegrass, Perennial ryegrass, Creeping red fescue)으로 총 13종의 식물을 선정 사용하였다
- O-Soil spray공법의 현장 시공성을 알아보기 위해 서이천공장부지, 해미 IC 요금정산소 부근에 2005년에 시공하였다. 또한 S.O-Soil spray 공법을 적용하여 고속도로를 관리하는 한국도로공사 이천지사(77.8km(서안성), 293.3km(목포), 1.8km(서안성), 5.5km(서안성) 299.0km(발안IC)), 수원지사(경부선384.2km(서울), 381.3km(서울), 115.6km(서울), 399.5km(서울), 412.1km, 411.8km(부산) ), 화성지사(평택충주선 15.1km, 25.7km(서안성), 경부선 384.2km, 399.5km(서울)), 대관령지사(영동선 177.km, 178.1km (강릉), 영동선 212.45km(인천))을 시험 시공에 적용 하였으며 조사결과는 현재 수집 보완중이다.
- 복원목표에 따른 비탈면 녹화시 식생기반재의 사용종자와 식생배합량을 검증하기 위하여 복원 목표별로 종자의 배합량을 30g, 15g(2 type)으로 다르게 파종하여 초본위주형, 목본군락형의 실험구를 조성한 후 발아된 식물의 초장과 개체수와 피복율의 경향을 알아보기 위하여 경기도 안성의 실험포장에 정사각형 틀을 설치하여 2005년 6월 부터 11월까지 실험을 실시하였다.
- 2차 현장적용실험은 우선 경기도 안성시 삼오 녹화 소재 실험포지에 인공토사둑 조성후 실시하였다. 본 실험 결과를 S.O-Soil spray공법의 현장 시공성을 알아보기 위해 서이천공장부지, 해미 IC 요금정산소 부근에 2005년에 시공하였다. 또한 S.
- 복원목표별 비탈면 녹화시 식생기반재의 취부 두께와 식생배합을 검증하기 위하여 식생기반재의 두께를 달리하고, 건설교통부에서 제안한 복원목표별 식생배합량에 따라 초본위주형, 목본군락형의 실험구를 조성한 후 건설교통부의 식생생육판정 기준 표에 부합하기위해 시공 6개월(180일)후 발아된 식물의 출현종수와 목본성립본수, 피복율의 경향을 조사하였다. 비탈면 시공지는 경기도 안성 소재 실험포지에 마사토로 인공토사 둑실험구을 조성하고 2005년 9월부터 2006년 5월까지 모니터링을 실시하였다.
- 실험에 사용된 공시 토양 재료는 마사토, S.O-Soil spray공법의 (S.O-G.S 식생기반재), 혼합종자를 배합비에 따라 용적 배합한 후, S.O-Soil spray 공법과 동일한 방법으로 반응시킨 다음 완료된 배합재료를 배치도에 따라 수작업으로 각 실험구에 부착시켰다.
- 실험은 1 · 2차 종자배합비선정실험과 현장적용실험으로 나누어 실시하였는데, 6월에 파종한 1차실험에 사용되어진 식물은 자생초본류 11종(억새, 안고초, 비수리, 벌노랑이, 달맞이꽃, 쑥부쟁이, 구절초, 샤스타데이지, 금계국, 벌개미취, 수레국화), 자생목본류 4종(자귀나무, 붉나무, 참싸리, 낭아초), 외래도입초종 4종(Tall Fescue, Kentucky bluegrass, Perennial ryegrass, Creeping red fescue)으로 총 19종의 식물을 선정 사용하였다.
- 실험장소는 경기도 안성시 삼오녹화 소재 실험포지에서 실시하였으며, 실험구는1.0m×1.0m 규격으로 제작하여 동남향으로 설치한 후 1～2cm두께로 S.O-G.S 식생기반토양을 인력으로 부착하였다.
- 파종 8개월 후에는 모든 실험구의 피복율이 80% 이상을 나타내었다. 재래초본으로는 비수리, 달맞이꽃, 벌노랑이, 쑥부쟁이가 발아되었으며, 재래목본은 자귀나무, 참싸리, 낭아초가 발아하였다. 그러나 비교적 양잔디의 피복율이 높게 나타나지만 토양침식의 우려가 없을 것으로 판단되어지며 식생생육판정기준에 부합하는 것으로 조사되었다.
- 또한, 이질적인 경관미를 자생수림과 적절히 조화될 수 있도록 외래도입초종을 사용하였으며, 외래도입초종 품종 선택시 초장이 짧으면서 우리나라의 기후에 대한 적응성이 좀 더 우수한 품종을 선택하고자 선행실험을 실시하여 외래도입초종을 선택하였다. 초 · 목본류인 벌노랑이, 비수리, 참싸리, 낭아초 등을 사용함으로써 질소를 고정하여 척박한 토양을 개선해주는 효과가 있는 콩과 식물을 사용하였다. 1차 실험에 사용된 종자의 배합비는 건설교통부의 식물배합 기준안을 바탕으로 초본위주형․목본군락형 종자배합비를 적용하였다.
성능/효과
- 1. 종자배합선정 실험결과 건설교통부에서 제안한 녹화용식물의 종자배합은 사용종자의 배합량에 있어 우점현상, 종자발아율이 다른 식물에 비해 떨어지는 식물이 선정되는 등 다소 문제점이 나타났으며, 초본위주형 · 목본군락형 종자배합 3 type 비교 실험결과 중 가장 우수한 종자배합 재래초종 6종, 재래목본 3종, 외래도입품종을 선정 할 수 있었다.
- 2. 종자배합선정 실험을 통하여 얻은 결과를 바탕으로 인공비탈면(인공토사둑)을 조성하여 실물 생육 실험을 실시한 결과 파종 6개월(180일)경과 후 초본위주형 종자배합 실험구의 피복율은 80% 이상으로 나타나고 비교적 외래도입초종이 우점을 하는 현상을 보이며 통계적으로 유의성이 나타났다. 또한 목본군락형 종자배합 실험구의 경우 75% 이상의 피복율을 보이며 두께 및 향에 따라 피복율에서 차이가 있는 것으로 나타났다.
- 3. 비탈면 녹화시공시 사면에 취부하는 식생기 반토양의 두께는 두꺼울수록 식물의 생육이 양호하며, 파종 초기에는 동향이 전반적으로 생육이 우수하게 조사되었지만 시간이 지나면서 외래도입초종의 우점으로 궁극적으로는 서향에서 출현종이 증가하고 식물생육상태도 우수한 것으로 나타났다. 따라서 비탈면 녹화 종자배합비 결정시 취부두께의 차이와 함께 향별로 종자배합량을 조절할 필요가 있다고 판단된다.
- 목본군락형 실험구의 경우 파종 6개월(180일) 후부터 실험구D가 85%로 전체 실험구중 가장 높은 피복율을 보였고, 실험A와 B는 75%정도로 통계적 유의성이 나타났다. 그러나 파종 8개월 후에는 실험구C와 D가 피복율이 90% 이상을 보이며 상대적으로 높게 나타나는 반면, 실험구별 피복율의 차이는 크게 나타나지 않았다. 또한 재래초본으로는 비수리, 쑥,달맞이꽃, 벌노랑이, 구절초가 발아하였고, 재래목본은 자귀나무, 참싸리, 낭아초, 붉나무가 발아하여 식생생육판정기준에 부합하는 것으로 조사되었다.
- 종자배합선정 실험을 통하여 얻은 결과를 바탕으로 인공비탈면(인공토사둑)을 조성하여 실물 생육 실험을 실시한 결과 파종 6개월(180일)경과 후 초본위주형 종자배합 실험구의 피복율은 80% 이상으로 나타나고 비교적 외래도입초종이 우점을 하는 현상을 보이며 통계적으로 유의성이 나타났다. 또한 목본군락형 종자배합 실험구의 경우 75% 이상의 피복율을 보이며 두께 및 향에 따라 피복율에서 차이가 있는 것으로 나타났다.
- 그러나 파종 8개월 후에는 실험구C와 D가 피복율이 90% 이상을 보이며 상대적으로 높게 나타나는 반면, 실험구별 피복율의 차이는 크게 나타나지 않았다. 또한 재래초본으로는 비수리, 쑥,달맞이꽃, 벌노랑이, 구절초가 발아하였고, 재래목본은 자귀나무, 참싸리, 낭아초, 붉나무가 발아하여 식생생육판정기준에 부합하는 것으로 조사되었다.
- 목본군락형 실험구의 경우 파종 6개월(180일) 후부터 실험구D가 85%로 전체 실험구중 가장 높은 피복율을 보였고, 실험A와 B는 75%정도로 통계적 유의성이 나타났다. 그러나 파종 8개월 후에는 실험구C와 D가 피복율이 90% 이상을 보이며 상대적으로 높게 나타나는 반면, 실험구별 피복율의 차이는 크게 나타나지 않았다.
- 외래도입 초종은 초기에 비교적 좋은 생육경향을 보이다가 9주후부터는 비교적 생육이 안 좋아지는 것으로 나타났다. 벌노랑이는 실험구에서 16cm로 가장 높게 나타났고, 파종식물의 초장생육이 가장 좋은 경향을 보였다. 파종후에는 각 실험구별로 안고초(새), 억새를 제외한 비수리, 달맞이꽃, 벌노랑이, 쑥부쟁이, 자귀나무, 참싸리, 낭아초가 발아하였다.
- 초본위주형 실험구의 경우 파종 2주 후부터 실험구별 파종식물의 발아가 시작되었다. 외래도입 초종은 초기에 비교적 좋은 생육경향을 보이다가 9주후부터는 비교적 생육이 안 좋아지는 것으로 나타났다. 벌노랑이는 실험구에서 16cm로 가장 높게 나타났고, 파종식물의 초장생육이 가장 좋은 경향을 보였다.
- 초본위주형 실험구의 경우 파종 후 각 실험구별 유의성이 나타났으며, 파종 후 12주가 되었을 때 30g을 파종한 실험구A가 다른 실험구와 유의성이 나타내면서 피복율이 88%로 가장 우수하였다. 종자배합량을 알아보기 위해 기준이 되는 실험구A와 실험구B.C의 파종량 비교실험은 30g으로 파종한 실험구A의 식생배합량이 피복율면에서는 가장 우수하게 조사되었으며, 파종량을 1/2로 종자배합한 실험구B,C는 피복율면에서 실험구A보다 비교적 낮게 조사되었다.
- 초본위주형 실험구의 경우 파종 후 각 실험구별 유의성이 나타났으며, 파종 후 12주가 되었을 때 30g을 파종한 실험구A가 다른 실험구와 유의성이 나타내면서 피복율이 88%로 가장 우수하였다. 종자배합량을 알아보기 위해 기준이 되는 실험구A와 실험구B.
- 초본위주형의 경우 시공 6개월 후 각 실험구별로 차이점이 없었으나, 파종 7개월 후부터 실험 구D가 85%로 가장 높은 피복율을 보였고, 실험 구A는 72%로 상대적으로 낮은 피복율을 보이며 통계적 유의성이 보이며 실험구의 차이가 나타났다. 파종 8개월 후에는 모든 실험구의 피복율이 80% 이상을 나타내었다.
- 파종후에는 각 실험구별로 안고초(새), 억새를 제외한 비수리, 달맞이꽃, 벌노랑이, 쑥부쟁이, 자귀나무, 참싸리, 낭아초가 발아하였다. 파종 12주 후의 실험구별 파종식물의 초장생육은 각 식물에 따라 조금씩 차이를 보이며 다르게 나타났는데, 실험구에서는 재래목본류 자귀나무 7.5cm, 참싸리 7.5cm, 낭아초 7.5cm, 재래초본 벌노랑이 16.5cm, 달맞이꽃 8.5cm로 가장 높은 초장생육을 보였으며, 실험구별 초장의 차이는 적게 나타났으며, 대체로 실험구A에서 식물의 초장생육이 우수한 것으로 나타났다.
- 5cm까지 신장하였다. 파종 후 12주에는 외래도입초종의 생육이 낮게 관찰되었고, 각 실험구별 초장의 차이는 없는 것으로 판단되어진다. 재래목본류의 자귀나무는 7.
- 30g을 파종한 실험구A에 식물의 초장과 15g을 파종한 실험구B,C 초장생육의 차이는 비교적 낮게 나타났다. 파종 후 참억새,안고초(새)를 제외한 비수리, 쑥,달맞이꽃, 벌노랑이, 구절초, 자귀나무, 참싸리, 낭아초, 붉나무가 발아하였고, 양잔디류는 6.5cm 정도로 신장되었고, 벌노랑이는 14.5cm까지 신장하였다. 파종 후 12주에는 외래도입초종의 생육이 낮게 관찰되었고, 각 실험구별 초장의 차이는 없는 것으로 판단되어진다.
후속연구
- 4. 이상의 연구 결과는 얇은식생기반재 취부공법의 일종인 S.O-Soil spray공법으로 제 3지역(내륙생태계)의 복원목표 중 초본위주형, 목본군락형의 다양한 녹화 · 복원목표가 달성될 수 있는가를 파악하고, 건설교통부 비탈면 녹화 설계 및 시공 잠정 지침에서 제안하는 식생배합설계의 적합성을 조사하는데 목적을 두고 진행된 것으로 인공적인 비탈면조건에서 실험한 것이기 때문에 실제 녹화현장의 비탈면에 적용한 실험결과는 본 연구에서 도출된 결과와 다를 수도 있을 것이며, S.O-Soil spray공법 이외의 다른 얇은식생기반재 취부공법을 사용한 경우에도 본 연구결과와 상이할 수 있는 점이 본 연구의 한계임을 밝힌다.
- 따라서 비탈면 녹화 종자배합비 결정시 취부두께의 차이와 함께 향별로 종자배합량을 조절할 필요가 있다고 판단된다. 이에 발아율이 높고 생육이 우수한 녹화용 식물의 선정과 배합량을 검증하기 위한 연구들이 지속적으로 이루어져야 할 것으로 판단된다.
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