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문제 정의
- 본 연구는 관목류의 생육을 건전하게 유지하고 건축물에 미치는 하중을 최소화하는 저관리 옥상녹화 시스템 연구의 일환으로서, 건축물 옥상에 토심 30cm, 45cm, 60cm의 인공 토양으로 구성된 식재지반에 영산홍(Rhododendron indicum Sweet.)을 식재한 옥상녹화 시스템을 조성하고 약 8년 동안 무관수 및 저관리 조건에서 식물 생육 및 토양층의 이화학적 특성 변화, 시스템의 하중에 대한 평가를 수행하고자 하였다.
가설 설정
- 식재층은 펄라이트 소립을 단용 또는 자연토양 (Table 2)과 부피비 1:1로 혼용하여 배수층 위에 토심 10cm 높이로 포설 후 물다짐 작업을 반복하는 방법으로 각각 25cm, 40cm, 55cm 높이로 조성하였다. 인공지반의 토양층은 자연지반과 단절되어 있어서 지하로부터 모세관수의 상승이 없고 구조물의 열전도율이 높기 때문에(Huh와 Shim, 2001), 무관수 조건에서 식물의 생존은 강우와 제한된 토양의 수분보유력에 의존할 수 밖에 없다고 가정하였고, 그에 따라서 처리구 구성은 Huh와 Shim(2000)과 Lee 등(2002)의 실험결과를 종합하여 Table 2와 같이 조성하였다. 수분 보유력이 높은 펄라이트 소립 단용은 3가지 다른 토심으로 처리구를 조성하였고 수분보유력이 낮은 펄라이트 소립 혼용은 토심 60cm만으로 처리구를 조성하였으며 각 처리구는 다시 3반복으로 구성하였고 각 처리구 내에는 4개의 식물체를 식재하였다(4 토양층 처리 × 3 처리구 반복 × 4 식물체 반복).
제안 방법
- 2. The assessment scheme to suggest an optimal extensive green roof system.
- 각 처리별 옥상녹화 시스템에 대하여 조성 후 8년이 경과한 시점에서 식물체 생체중, 용적밀도, 포장용수량 측정값들을 활용하여 1m2 당 식물체가 포함된 토양층의 포장용수 시중량을 산출하고 옥상녹화를 고려한 건축물의 허용 적재하중과 비교 분석하였다.
- 생체량 증가를 평가하기 위해서 2001년 3월 17일 식물체 식재 직전에 뿌리에 붙은 흙을 제거한 상태에서 생체중을 측정하였고, 2008년 11월 4일 식물체 굴취 직후 동일한 조건에서 생체중과 건물중을 측정하였다. 또한 수고의 변화를 평가하기 위해서 매년 수고를 측정하였다. 수집된 데이터는 SPSS(SPSS Inc.
- 토양층 조성은 Lee 등(2002) 의 방법으로 수행하였다. 먼저 뿌리의 생육을 위한 식재층과 배수를 촉진시키기 위한 배수층으로 구성하였다. 배수층은 모든 실험구에서 동일하게 펄라이트 대립을 별도의 다짐 작업 없이 토심 5cm 높이로 포설한 후 살수를 실시하여 안정화시켰다.
- 무관수 및 저관리 조건에서 영산홍의 생존 여부를 장기적으로 평가하기 위해서 각 처리구에서 매년 생존율을 측정하였다. 생육과 관련하여 기상청 자료를 활용한 실험지의 평균온도 및 강수량을 분석하였고(Table 3, 4), 부가적으로 2003년부터 2004년에는 실험구 주변에 일중온도계(SIGMA-II, Sato Keiryoki Mfg.
- 먼저 뿌리의 생육을 위한 식재층과 배수를 촉진시키기 위한 배수층으로 구성하였다. 배수층은 모든 실험구에서 동일하게 펄라이트 대립을 별도의 다짐 작업 없이 토심 5cm 높이로 포설한 후 살수를 실시하여 안정화시켰다. 식재층은 펄라이트 소립을 단용 또는 자연토양 (Table 2)과 부피비 1:1로 혼용하여 배수층 위에 토심 10cm 높이로 포설 후 물다짐 작업을 반복하는 방법으로 각각 25cm, 40cm, 55cm 높이로 조성하였다.
- 무관수 및 저관리 조건에서 영산홍의 생존 여부를 장기적으로 평가하기 위해서 각 처리구에서 매년 생존율을 측정하였다. 생육과 관련하여 기상청 자료를 활용한 실험지의 평균온도 및 강수량을 분석하였고(Table 3, 4), 부가적으로 2003년부터 2004년에는 실험구 주변에 일중온도계(SIGMA-II, Sato Keiryoki Mfg. Co., Japan)를 설치하여 기상청 자료와 실험구 주변의 온도를 상호 비교하였다. 생체량 증가를 평가하기 위해서 2001년 3월 17일 식물체 식재 직전에 뿌리에 붙은 흙을 제거한 상태에서 생체중을 측정하였고, 2008년 11월 4일 식물체 굴취 직후 동일한 조건에서 생체중과 건물중을 측정하였다.
- , Japan)를 설치하여 기상청 자료와 실험구 주변의 온도를 상호 비교하였다. 생체량 증가를 평가하기 위해서 2001년 3월 17일 식물체 식재 직전에 뿌리에 붙은 흙을 제거한 상태에서 생체중을 측정하였고, 2008년 11월 4일 식물체 굴취 직후 동일한 조건에서 생체중과 건물중을 측정하였다. 또한 수고의 변화를 평가하기 위해서 매년 수고를 측정하였다.
- 수분 보유력이 높은 펄라이트 소립 단용은 3가지 다른 토심으로 처리구를 조성하였고 수분보유력이 낮은 펄라이트 소립 혼용은 토심 60cm만으로 처리구를 조성하였으며 각 처리구는 다시 3반복으로 구성하였고 각 처리구 내에는 4개의 식물체를 식재하였다(4 토양층 처리 × 3 처리구 반복 × 4 식물체 반복).
- 2001년 3월 17일에 뿌리에 붙은 토양을 제거한 나근 상태의 영산홍을 각각의 처리구에 식재하였다. 식재 후 4주간 주 1회 관수를 실시하였고 그 이후에는 관수를 중단하였 으며, 시비는 2001년과 2002년 5월에 복합비료(MAGAMO, DHC, Korea, 6N-40P-6K)를 5g･m-2 실시하였고 그 이후에는 중단하였다.
- 식재기반 조성을 위하여 먼저 면적이 동일하며 서로 다른 높이를 가진 목재 용기를 제작 하였는데, 그 면적은 53cm × 53cm이고 높이는 각각 30cm, 45cm, 60cm로 하였다.
- 배수층은 모든 실험구에서 동일하게 펄라이트 대립을 별도의 다짐 작업 없이 토심 5cm 높이로 포설한 후 살수를 실시하여 안정화시켰다. 식재층은 펄라이트 소립을 단용 또는 자연토양 (Table 2)과 부피비 1:1로 혼용하여 배수층 위에 토심 10cm 높이로 포설 후 물다짐 작업을 반복하는 방법으로 각각 25cm, 40cm, 55cm 높이로 조성하였다. 인공지반의 토양층은 자연지반과 단절되어 있어서 지하로부터 모세관수의 상승이 없고 구조물의 열전도율이 높기 때문에(Huh와 Shim, 2001), 무관수 조건에서 식물의 생존은 강우와 제한된 토양의 수분보유력에 의존할 수 밖에 없다고 가정하였고, 그에 따라서 처리구 구성은 Huh와 Shim(2000)과 Lee 등(2002)의 실험결과를 종합하여 Table 2와 같이 조성하였다.
- 2와 같은 장기적 평가 체계를 구성하였다. 옥상녹화 시스템에서 식물의 건전한 생육과 하중의 최소화는 시스템의 적정성을 평가하는데 중요한 요인이 되므로 식물체의 생존과 생육량, 토양의 물리적 안정성 및 화학적 변화, 시스템의 중량 등의 항목을 중심으로 평가가 수행되었다.
- 옥상녹화 시스템이 건축물에 미치는 하중, 토양층의 다짐 등을 평가하기 위해서 2003년 3월 17일과 2008년 10월 27일에 각 처리구에서 토양층의 용적밀도, 포장용수량 등의 물리적 특성을 측정하였다. 전반적인 화학적 특성 변화를 평가하기 위해서는 pH, 유기탄소(Org.
- 옥상녹화 시스템이 건축물에 미치는 하중, 토양층의 다짐 등을 평가하기 위해서 2003년 3월 17일과 2008년 10월 27일에 각 처리구에서 토양층의 용적밀도, 포장용수량 등의 물리적 특성을 측정하였다. 전반적인 화학적 특성 변화를 평가하기 위해서는 pH, 유기탄소(Org.C) 함량, 전질소(T-N) 함량, 유효인산(Av-P2O5) 함량, 치환성 양이온(Ex-K, Ex-Ca, Ex-Mg) 함량, 양이온치환용량(CEC)을 측정하였다. 수집된 데이터는 SPSS(SPSS Inc.
- 처리에 따른 옥상녹화 시스템의 하중을 평가하기 위해 조성 후 8년이 경과한 시점에서 식물체를 포함한 포장용수 시토양층의 중량을 앞서 제시한 용적밀도, 포장용수량 측정값 들과 식물체의 생체중을 이용하여 산출하였다(Table 11). 수고와 수관폭이 각각 0.
- 최적의 저관리 옥상녹화 시스템을 제안하기 위해서 Fig.2와 같은 장기적 평가 체계를 구성하였다. 옥상녹화 시스템에서 식물의 건전한 생육과 하중의 최소화는 시스템의 적정성을 평가하는데 중요한 요인이 되므로 식물체의 생존과 생육량, 토양의 물리적 안정성 및 화학적 변화, 시스템의 중량 등의 항목을 중심으로 평가가 수행되었다.
대상 데이터
- 수분 보유력이 높은 펄라이트 소립 단용은 3가지 다른 토심으로 처리구를 조성하였고 수분보유력이 낮은 펄라이트 소립 혼용은 토심 60cm만으로 처리구를 조성하였으며 각 처리구는 다시 3반복으로 구성하였고 각 처리구 내에는 4개의 식물체를 식재하였다(4 토양층 처리 × 3 처리구 반복 × 4 식물체 반복). 2001년 3월 17일에 뿌리에 붙은 토양을 제거한 나근 상태의 영산홍을 각각의 처리구에 식재하였다. 식재 후 4주간 주 1회 관수를 실시하였고 그 이후에는 관수를 중단하였 으며, 시비는 2001년과 2002년 5월에 복합비료(MAGAMO, DHC, Korea, 6N-40P-6K)를 5g･m-2 실시하였고 그 이후에는 중단하였다.
- 본 실험은 경남 진주시 칠암동에 위치한 건축물의 4층 옥상에서 수행되었다(Fig. 1). 식재기반 조성을 위하여 먼저 면적이 동일하며 서로 다른 높이를 가진 목재 용기를 제작 하였는데, 그 면적은 53cm × 53cm이고 높이는 각각 30cm, 45cm, 60cm로 하였다.
- 옥상녹화 시스템에 적용 가능할 것으로 예측되는 영산홍(Rhododendron indicum Sweet.)을 식물재료로 선정하였으며, 본 실험을 위해서 경상남도 사천 지역에서 삽목 번식으로 재배된 3년생 묘목들 중에서 2001년 3월에 수고가 대략 30cm, 생체중이 160-180g인 개체들을 선발하여 사용하였다. 토양재료는 다공질 무기물인 펄라이트(Samson Co.
- )을 식물재료로 선정하였으며, 본 실험을 위해서 경상남도 사천 지역에서 삽목 번식으로 재배된 3년생 묘목들 중에서 2001년 3월에 수고가 대략 30cm, 생체중이 160-180g인 개체들을 선발하여 사용하였다. 토양재료는 다공질 무기물인 펄라이트(Samson Co., Korea) 를 주재료로 하여 식재층에는 펄라이트 소립을 단용 또는 자연토양(sandy loam, pH=5.7)과 혼용하여 사용하였고 배수층에는 펄라이트 대립을 단용으로 사용하였다. 자연토양은 조경공사에서 일반적으로 사용되는 사양토이며 토양층 조성 시 유기물이 거의 함유되지 않은 상태였다.
데이터처리
- 수집된 데이터는 SPSS(SPSS Inc., 2003)를 이용하여 5% 유의수준에서 Duncan’s multiple range test로 평균간 비교를 실시하 였다.
- 수집된 데이터는 SPSS(SPSS Inc.,2003)를 이용하여 5% 유의수준에서 Duncan’s multiple range test로 평균간 비교를 실시하였다.
이론/모형
- 목재 용기의 바닥에 직경 5cm의 배수구를 설치한 후, 내부에 비닐 필름을 토양이 포설되는 높이 이상으로 깔고 고정시켰다. 토양층 조성은 Lee 등(2002) 의 방법으로 수행하였다. 먼저 뿌리의 생육을 위한 식재층과 배수를 촉진시키기 위한 배수층으로 구성하였다.
성능/효과
- 2001년부터 2008년까지 매년 생존율을 조사한 결과 2007년까지는 모든 식물체가 생존하였으나(Table 5), RS-B-60에서 2005년과 2007년에 줄기 상단부가 부분적으로 고사하는 현상을 발견할 수 있었다. 2008년에는 RS-A-30과 RS-B-60에서 가지의 상단부가 고사하는 현상이 뚜렷하게 나타났고 33%와 67%의 생존율을 나타냈다.
- 2004년과 2005년에 측정한 결과에서 RS-A-45 뿐만 아니라 RS-A-30도 RS-B-60과 비교하여 통계적 유의차를 나타냈다. 2007년과 2008년에 측정한 결과에서 RS-A-45는 가장 높은 값을 나타냈고 지속적으로 RS-B-60과 통계적 유의차를 나타냈지만, RS-A-30은 RS-B-60과 통계적 유의차를 나타내지 않았다. 전반적으로 RS-A-45에서의 식물 생장량이 실험기간 동안 지속적으로 가장 높은 값을 나타냈고, RS-B-60에서는 가장 낮은 값을 나타냈다.
- 5배 정도로 나타났다(Table 8). 결과적으로 옥상녹화 시스템 구성 시 펄라이트 소립을 단용으로 사용하고 토양층의 토심을 60cm 이하로 조성하거나 펄라이트 소립을 혼용으로 사용하고 토양층의 토심을 35cm 미만으로 조성하면 포장용수량 시에도 500kg･m-2 을 초과하지 않을 것으로 예측되었다. 최종으로 조성 후 8년이 경과한 시점에서 식물체를 포함한 포장용수량 시 시스템의 총중량은 RS-A-45의 경우 376.
- 2001년 3월 식재 직전 생체중을 측정한 결과 4가지 처리구에 식재된 식물체 간에 유의적인 차이가 나타나지 않았다 (Table 7). 그러나 식재 후 약 8년이 경과한 2008년 11월에 굴취하여 생체중을 측정한 결과에서 RS-A-45는 가장 높은 값을 나타냈고 다음으로 RS-A-30, RS-A-60, RS-B-60순으로 나타났으며, RS-B-60는 다른 처리구들과 통계적 유의차를 나타냈다.
- 6 범위를 유지하는 것으로 나타났다. 식물 생육량과 비교했을 때 생육량이 가장 높게 나타났던 RS-A-45에서 산성화가 가장 많이 진행되었고, 생육량이 가장 낮게 나타났던 RS-B-60에서 가장 높은 pH 값을 보였으므로 산성화가 많이 진행된 토양에서 식물의 생육량이 증가하는 경향으로 나타났다(Table 6, 7). 토양 중 유기탄소 함량은 조성 후 약 8년이 경과했을 때 RS-A-45가 통계적으로 유의성 있게 가장 높은 값을 나타냈고 RS-A-30에서 가장 낮았으며 RS-B-60에서도 낮은 값을 보였는데 전반적으로 유기 탄소의 함량이 높을수록 생육량이 높은 경향을 보였다.
- 양이온치환용량은 조성 시 전반적으로 매우 낮은 값을 보였고 조성 후 8년이 경과했을 때 상대적으로 높은 값을 나타냈으며, 특히 RS-A-45가 통계적으로 유의성 있게 높은 값을 보였다(Table 10). 양이온치환용량은 경작 토양의 경우 10.3cmol+･kg-1, 산림토양의 경우 7.0cmol+･kg-1 정도이며 이상적인 수준은 15-20cmol+ ･kg-1 정도인데(Ryu 와 Lim, 1995), 본 실험에 사용된 토양은 조성 후 약 8년이 경과한 시점에서 전반적으로 상승하였지만 RS-A-30과 RS-A-60은여전히 낮은 수준을 나타냈으며, RS-B-60은 산림토양의 수준을 나타냈고 RS-A-45는 경작토양의 수준으로 양호하게 나타났다.
- 0cmol+･kg-1 정도인데(Ryu와 Lim, 1995), 본 실험에 사용된 토양은 조성후 약 8년이 경과되었을 때 약간 상승하였지만 여전히 낮은 수준을 나타냈다. 양이온치환용량은 조성 시 전반적으로 매우 낮은 값을 보였고 조성 후 8년이 경과했을 때 상대적으로 높은 값을 나타냈으며, 특히 RS-A-45가 통계적으로 유의성 있게 높은 값을 보였다(Table 10). 양이온치환용량은 경작 토양의 경우 10.
- 2007년과 2008년에 측정한 결과에서 RS-A-45는 가장 높은 값을 나타냈고 지속적으로 RS-B-60과 통계적 유의차를 나타냈지만, RS-A-30은 RS-B-60과 통계적 유의차를 나타내지 않았다. 전반적으로 RS-A-45에서의 식물 생장량이 실험기간 동안 지속적으로 가장 높은 값을 나타냈고, RS-B-60에서는 가장 낮은 값을 나타냈다.
- 3%가 증가한 것으로 나타 났고 RS-B-60에서는 16%가 증가한 것으로 나타났다. 조성 8년 후의 포장용수량은 RS-A-45에서 가장 높았고 RS-A-30 및 RS-B-60과 통계적 유의차를 보였으며, RS-B-60에서 가장 낮았고 나머지 3가지 처리구들과 통계적 유의차를 보였다.
- 64g･cm-3로 나타났다(Table 8). 조성 후 약 8년이 경과한 시점에서 RS-A-30, RS-A-45, RS-A-60의 용적밀도는 각각 0.15g･cm-3, 0.17g･cm-3, 0.16g･cm-3으로 조성 시 용적밀 도와 비교하여 큰 변화를 나타내지 않았고 RS-B-60의 용적 밀도는 0.95g･cm-3로 0.31g･cm-3의 증가를 나타냈다. 이것은 펄라이트 소립을 단용으로 조성한 토양층의 침하는 미약 하지만 자연토양과 혼용하여 조성한 토양층의 침하는 상당한 수준임을 보여주고 있다.
- 1%로낮게 나타났다. 조성 후 약 8년이 경과했을 때 RS-A-30, RS-A-45, RS-A-60의 전질소 함량은 각각 0.5%, 0.3%, 0.3%이고 RS-B-60의 전질소 함량은 0.3%로 모든 처리구들에서 증가를 보였다. 유효인산은 경작토양의 경우 114mg･kg-1 정도이고 산림토양은 11mg･kg-1 정도이며 이상적인 수준은 200mg･kg-1 로 보고되었는데(Ryu와 Lim, 1995), 시스템에 사용된 토양의 유효인산 함량은 실험 초기에는 모두 낮았으나 약 8년이 경과한 후에 RS-A-30, RS-A-45, RS-A-60의 유효 인산 함량은 각각 135mg･kg-1, 195mg･kg-1, 125mg･kg-1으로 경작토양 수준을 보였고 RS-B-60의 유효인산 함량은 335mg･kg-1으로 이상적인 수준을 초과하며 통계적으로 유의성 있게 높은 값을 나타냈다.
- 0℃정도 낮았고, 2월중에는 유사한 것으로 나타났는데, 결과적으로 근권부의 토양온도는 펄라이트의 구조적 특성으로 인하여 여름철에는 단열효과를 나타내는 것으로 보고되었다(Huh와 Shim, 2001). 종합적으로 살펴보면 생존율의 감소를 보였던 2008년의 강수량은 다른 해에 비하여 현저히 낮은 경향을 보였고 이 결과는 강수량이 생존율에 분명한 영향을 미쳤으며, 토양층 조성 시 토양수분 함량이 중요하게 고려되어야 함을 보여주고 있다.
- 결과적으로 옥상녹화 시스템 구성 시 펄라이트 소립을 단용으로 사용하고 토양층의 토심을 60cm 이하로 조성하거나 펄라이트 소립을 혼용으로 사용하고 토양층의 토심을 35cm 미만으로 조성하면 포장용수량 시에도 500kg･m-2 을 초과하지 않을 것으로 예측되었다. 최종으로 조성 후 8년이 경과한 시점에서 식물체를 포함한 포장용수량 시 시스템의 총중량은 RS-A-45의 경우 376.6kg･m-2으로 옥상정원 조성을 위한 허용 적재하중인 500kg･m-2 보다 상당히 낮은 안전한 시스템이라고 볼 수 있으며, RS-A-60의 경우 487.2kg･m-2 으로 사람의 활동, 부가적인 시설물들의 설치 등의 요인 발생 시 과도한 하중의 위험이 있을 것으로 평가되었다.
- 유효인산은 경작토양의 경우 114mg･kg-1 정도이고 산림토양은 11mg･kg-1 정도이며 이상적인 수준은 200mg･kg-1 로 보고되었는데(Ryu와 Lim, 1995), 시스템에 사용된 토양의 유효인산 함량은 실험 초기에는 모두 낮았으나 약 8년이 경과한 후에 RS-A-30, RS-A-45, RS-A-60의 유효 인산 함량은 각각 135mg･kg-1, 195mg･kg-1, 125mg･kg-1으로 경작토양 수준을 보였고 RS-B-60의 유효인산 함량은 335mg･kg-1으로 이상적인 수준을 초과하며 통계적으로 유의성 있게 높은 값을 나타냈다. 치환성 양이온들은 조성 시 전반적으로 매우 낮은 값을 보였고 조성 후 8년이 경과했을 때상대적으로 높은 값을 나타냈으며, 특히 RS-A-45가 전반적으로 높은 값을 보였다(Table 10). Ex-K는 보통 경작토양의 경우 0.
- 식물 생육량과 비교했을 때 생육량이 가장 높게 나타났던 RS-A-45에서 산성화가 가장 많이 진행되었고, 생육량이 가장 낮게 나타났던 RS-B-60에서 가장 높은 pH 값을 보였으므로 산성화가 많이 진행된 토양에서 식물의 생육량이 증가하는 경향으로 나타났다(Table 6, 7). 토양 중 유기탄소 함량은 조성 후 약 8년이 경과했을 때 RS-A-45가 통계적으로 유의성 있게 가장 높은 값을 나타냈고 RS-A-30에서 가장 낮았으며 RS-B-60에서도 낮은 값을 보였는데 전반적으로 유기 탄소의 함량이 높을수록 생육량이 높은 경향을 보였다. 경작토양의 전질소 함량은 대개 0.
- 토양의 이화학성을 전반적으로 살펴보면 RS-A-45가 가장 우수하고, 토심을 제외한 나머지 조건들이 동일한 RS-A-30 과 RS-A-60의 이화학적 특성은 상대적으로 식물 생육에 불리한 것으로 나타났다. 펄라이트 소립을 자연토양과 부피비 1:1로 혼용하여 조성한 RS-B-60의 이화학적 특성은 조성 당시에는 상대적으로 우수하였지만 약 8년이 경과한 후에는 RS-A-45와 비교하여 식물 생육에 불리하게 나타났다.
- 펄라이트 소립을 단용으로 조성한 RS-A-30, RS-A-45, RSA-60의 조성 시 용적밀도는 0.15g･cm-3이고 자연토양과 부피비 1:1로 혼용하여 조성한 RS-B-60의 조성 시 용적밀도는 0.64g･cm-3로 나타났다(Table 8). 조성 후 약 8년이 경과한 시점에서 RS-A-30, RS-A-45, RS-A-60의 용적밀도는 각각 0.
- 0 이하가 되는 경우도 종종 나타난다(Pritchett와 Fisher, 1987). 펄라이트 소립을 단용으로 조성한 토양층의 초기 pH는 8.2로 적절한 범위를 벗어났으나 조성 후 약 8년이 경과된 시점에서 RSA-30, RS-A-45, RS-A-60의 pH는 각각 6.2, 5.8, 6.0를 나타 냈다(Table 9). Huh와 Shim(2001)은 식재 후 6개월이 경과 하였을 때 펄라이트 소립의 pH는 약산성을 보였다고 하였는데, 본 연구 결과에서도 펄라이트 소립에서 산성화가 진행된 것을 확인할 수 있었다.
- 토양의 이화학성을 전반적으로 살펴보면 RS-A-45가 가장 우수하고, 토심을 제외한 나머지 조건들이 동일한 RS-A-30 과 RS-A-60의 이화학적 특성은 상대적으로 식물 생육에 불리한 것으로 나타났다. 펄라이트 소립을 자연토양과 부피비 1:1로 혼용하여 조성한 RS-B-60의 이화학적 특성은 조성 당시에는 상대적으로 우수하였지만 약 8년이 경과한 후에는 RS-A-45와 비교하여 식물 생육에 불리하게 나타났다. 이 결과는 식물에 적합한 토심으로 조성된 토양층이 장기적으로 왕성한 생육을 유도하여 근권부의 유기물 함량을 증가시키고 그 결과로 양이온치환용량을 향상시키며 보비력을 증가 시키므로 토양의 이화학적 특성을 향상시키는데 보다 효과적임을 보여주고 있다(Kim 등, 2006; Warncke, 1986).
- Huh와 Shim(2001)은 식재 후 6개월이 경과 하였을 때 펄라이트 소립의 pH는 약산성을 보였다고 하였는데, 본 연구 결과에서도 펄라이트 소립에서 산성화가 진행된 것을 확인할 수 있었다. 펄라이트 소립을 자연토양과 혼용으로 조성한 RS-B-60은 지속적으로 6.5-6.6 범위를 유지하는 것으로 나타났다. 식물 생육량과 비교했을 때 생육량이 가장 높게 나타났던 RS-A-45에서 산성화가 가장 많이 진행되었고, 생육량이 가장 낮게 나타났던 RS-B-60에서 가장 높은 pH 값을 보였으므로 산성화가 많이 진행된 토양에서 식물의 생육량이 증가하는 경향으로 나타났다(Table 6, 7).
- 이것은 펄라이트 소립을 단용으로 조성한 토양층의 침하는 미약 하지만 자연토양과 혼용하여 조성한 토양층의 침하는 상당한 수준임을 보여주고 있다. 포장용수량은 조성 당시 RS-A-30, RS-A-45, RS-A-60의 경우 51.6%이었고 RS-B-60의 경우 34.8%로 나타났는데, 8년 경과 후 RS-A-30, RS-A-45, RSA-60에서는 각각 8.4%, 14.6%, 13.3%가 증가한 것으로 나타 났고 RS-B-60에서는 16%가 증가한 것으로 나타났다. 조성 8년 후의 포장용수량은 RS-A-45에서 가장 높았고 RS-A-30 및 RS-B-60과 통계적 유의차를 보였으며, RS-B-60에서 가장 낮았고 나머지 3가지 처리구들과 통계적 유의차를 보였다.
- 건축물의 옥상을 옥상플라자, 테라스, 옥상정원으로 이용할 경우 적재하중을 500kg로 제한하고 있는데(HICT, 1997), 펄라이트 소립을 자연토양과 부피비 1:1로 혼용하여 조성한 토양층은 토심 50cm를 초과할 경우 자체 중량만으로도 허용 적제하중을 초과하는 것으로 나타났다. 포장용수시 토양층에 포함된 수분 중량은 펄라이트 소립을 단용하여 조성한 경우 자체 중량의 약 4배 정도, 펄라이트 소립을 자연토양과 부피비 1:1로 혼용하여 조성한 경우 자체 중량의약 0.5배 정도로 나타났다(Table 8). 결과적으로 옥상녹화 시스템 구성 시 펄라이트 소립을 단용으로 사용하고 토양층의 토심을 60cm 이하로 조성하거나 펄라이트 소립을 혼용으로 사용하고 토양층의 토심을 35cm 미만으로 조성하면 포장용수량 시에도 500kg･m-2 을 초과하지 않을 것으로 예측되었다.
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