Growth Performance of Sedum reflexum and Physical Properties of Extensive Green Roof Growing Media

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Corresponding author: Tai-Ho Kang, Dept. of Landscape Architecture, Dongguk University-Gyeongju, Gyeongju 780-714, Korea, Phone: +82-10-4508-2232, E-mail: [email protected]

경량형 옥상녹화 식재기반의 물리성과 레플렉숨 생육특성

이홍^*․강태호^**

*동국대학교 대학원 조경학과․^**동국대학교 경주캠퍼스 조경학과

Growth Performance of Sedum reflexum and Physical Properties of Extensive Green Roof Growing Media

Li, Hong^*․Kang, Tai-Ho^**

*Dept. of Landscape Architecture, Graduate School, Dongguk University

**Dept. of Landscape Architecture, Dongguk University-Gyeongju

ABSTRACT

This experiment was performed in order to study the relationship between physical properties of soil and the growth characteristics ofSedum reflexum. A correlation analysis and multiple regression analysis were performed using SPSS Ver 19.0 for Windows. The multiple regression analysis results of soil physical properties and growth characteristics were as follows. The regression equation: The length=.993－14.070^*(soil bulk density)+.233^*(solid phase)+.038^*(liquid phase)+

.068^*(permeability). The significance of soil bulk density and solid phase was great. The width=2.931－33.925^*(soil bulk density)+.566^*(solid phase)+.206^*(liquid phase)+.027^*(permeability). The significance of soil bulk density and solid phase was great. The wet weight and dry weight of the upper and lower and soil physical properties did not have a direct relationship.

Key Words: Roof Greening, Soil Physical Properties, Regression Analysis, Sedum Box

국문초록

이 연구는 식생모듈박스에 적용한 레플렉숨을 중심으로 식물 생육특성 간의 관계 및 식물의 생육특성과 토양 물리적 특성의 관계를 파악하기 위하여 수행하였다. 이 실험에서 토양 물리적 특성과 식물 생육특성의 관계에 관한 연구의 분석은 SPSS Ver 19.0 for Window용 통계프로그램을 이용하여, 상관분석과 다중회귀분석을 실시하였다. 토양 물리적 특성과 생육특성의 다중회귀 분석 결과, 레플렉숨에 대한 회귀식은 초장=3.993－14.070^*(용적밀도)+.233^*(고상)+.038^*(액상)+ .068*

(침투율)로 나타났으며, 이 중 용적밀도와 고상이 유의성 있게 나타났다. 레플렉숨에 대한 회귀식은 초폭=2.931－33.925^*(용 적밀도)+.566^*(고상)+.206^*(액상)+.027^*(침투율)이며, 이 중 용적밀도와 고상이 유의성 있게 나타났다. 즉, 초장 및초폭과 토양의 물리적 특성은 일정한 회귀식으로 작성할 수 있다. 상하부 생체량과 건중량은 토양의 물리적 특성과 직접적인 상관성이 없는 것으로 나타났다.

주제어: 옥상녹화, 토양 물리적 특성, 회귀분석, 식생모듈박스

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Ⅰ. 서론

현대 도시는 산업화로 인한 도시개발의 확산으로 도시열섬 화 현상, 도시 홍수, 지하수 고갈, 도시 내 녹지공간 부족 등 환 경문제가 심각해지고 있다(Janget al., 2010). 이와 같은 문제 를 해결하기 위한 대안으로 도시 내 녹화가 가능한 불용공간을 옥상녹화로 활용하는 방안이 대두되고 있다. 옥상녹화는 도시 녹지를 확대할 수 있다는 점과 건축물의 난방비를 절감할 수 있다는 차원에서 주목받고 있으며(Saizet al., 2006), 에너지 절 약과 빗물저류 효과, 도시생태계 개선 및 미기후 조절 등의 이 점이 있다(Ko and Lee, 2010).

최근에는 우수저류 공원, 나무화분여과장치 등 소규모 요소기 술의 적용 및 발생원을 관리하는 저영향개발(LID: Low Impact Development) 기술을 적극 도입하여 기존 시가화 도시지역에 적용하고 있다. 특히 도로 및 주차장, 건물 등을 활용한 생태저 류지는 도시 재개발에 합리적인 대안이다. 생태저류지란, 1990 년대 초 미국 매릴랜드주에서 LID 요소기술 설계 시 도입된 개 념으로, 생태저류지내 식생, 미생물, 토양 등이 유사 및 오염물 질 제어 등에 작용하는 다양한 화학적, 생물학적, 물리적 작용 을 종합적으로 표현하기 위한 개념에서 시작되었다. LID 요소 기술은 주차장 설계시 법정 주차면적 확보 및 불투수성 면적의 최소화를 통한 최적 불투수면 관리를 통한 침투능 증대, 강우 저류기능 및 재활용을 위한 혁신적인 우수저류 공원을 탄생시 켰다. LID 요소기술은 물 순환 구조개선이라는 기능적인 측면 에서의 장점 외에도 친수환경 조성 및 도시 주거환경 개선이라 는 또 다른 중요한 기능을 가진다.

경량형 옥상녹화에 사용되는 인공지반시스템은 토양층을 구 성하는 입자가 쉽게 유동화 되는 경우에 식물체의 활착이 어렵 고, 바람이 불 경우 식물체가 쉽게 흔들리게 되기 때문에 식물 생육에 상대적으로 불리한 조건이 될 수 있다. 그리고 자연지 반보다 온도가 높고 바람이 강한 옥상은 식물의 생육특성과 토 양의 물리적 특성 및 양자 간의 관계에 대한 연구가 필요하다.

최근 옥상녹화 식물 관련된 연구들을 보면 주로 강풍, 고온, 척박한 토양, 제한된 수분공급 등 열악한 환경에 대한 저항성 이 강한 식물종을 대상으로 실시하였으며, 대부분 식물의 생육 평가를 통한 식물 소재선정(Kim, 2011), 토양배합이 식물생육에 미치는 영향(Juet al., 2012), 식물의 저항성 연구(Zhao, 2013), 토심과 관수주기가 식물생육에 미치는 영향에 관한 연구(Kang et al., 2012)가 진행되어 왔다. 그러나 경량형 옥상녹화시스템 별 인공토양의 물리적 특성과 식물 생육특성 등과 관련된 연구 는 미흡하며, 특히 옥상녹화용 식물에 대한 생체량과 건중량을 측정하여 연구한 사례는 매우 미흡하다.

따라서 이 연구에서는 옥상녹화용 식물재료 중 관상가치가 높고, 적응력이 강한 레플렉숨을 대상으로 먼저 공시토양의 물

리적 특성을 측정하였다. 다음으로 경량형 옥상녹화시스템에 적용 가능한 세덤류를 중심으로 식물의 생육특성을 연구하여 식물 생육특성 간의 관계를 파악하였으며, 마지막으로 식물의 생육특성과 토양 물리적 특성의 관계를 살펴보고자 한다. 그리 고 SPSS를 이용하여 상관분석과 다중회귀분석을 진행하였다.

이를 통해 토양 물리적 특성과 식물 생육특성의 관계를 설명하 고, 그의 토양 물리적 특성에 따른 생육에 미치는 영향을 파악하 였다. 또한 연구는 토양 물리적 특성과 식물 생육특성의 관계를 통해 레플렉숨의 정확한 관리방법을 규명하는데 목적이 있다.

Ⅱ. 재료 및 방법

1. 실험 장소 및 재료 1) 실험 장소 개황

연구를 위한 실험 장소는 동국대학교 경주캠퍼스 자연과학 관 옥상에 실험구를 설치하였으며, 2010년 12월부터 2011년 8 월까지 실험을 진행하였다(Figure 1 참조). 연구 대상지는 북 위 35°39'～36°04'，동경 128°58'～129°31'에 있으며, 사계절의 변화가 뚜렷하고, 기후는 대륙성기후의 영향으로 한서의 차가 매우 크게 나타나고 있으며, 내륙지역은 분지인 관계로 해안지 역보다 더위가 심한 편이다. 연평균 기온 12.7℃로 온화하고 계 절별 평균기온은 봄 12.4℃, 여름 23.8℃, 가을 13.8℃, 겨울 0.7℃

로 나타났다. 연평균 강수량은 1,158.8mm로 전국 평균보다 적 고, 6, 7, 8월의 강수량이 전체 강수량의 60.2%로 집중호우의 형태를 보였다(Table 1 참조).

2) 실험구 구성

식생모듈박스(Sedum Box) 식재기반의 구성요소는 배수 및 저수 블록, 부직포, 토양층으로 이루어졌으며, 400×625×80mm 의 크기로 저수와 배수가 일체화된 시스템으로 하단에 2cm 높 이의 빗물 저류 판이 있어, 이로 인해 빗물에만 의존하여 식물생 육에 필요한 수분공급이 가능하므로 별도의 관수가 필요 없다.

a: Satellite photo b: Current photo Figure 1. Experiment place

Source: http://map.naver.com

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Month Temperature(℃) Rainfall (mm)

Relative humidity (%)

velocityWind (m/sec) Average Maximum Minimum

1 －0.6 5.4 －6.0 23.9 60 2.3

2 1.6 8.3 －4.6 23.6 57 2.1

3 6.6 13.8 －0.4 34.6 56 1.9

4 13.0 20.4 5.6 62.5 53 2.0

5 17.7 24.7 10.9 103.7 62 1.8

6 21.7 27.9 16.2 155.9 67 1.7

7 24.6 29.3 20.7 272.8 74 1.5

8 25.0 30.1 21.0 269.9 74 1.4

9 20.3 26.1 15.6 140.2 73 1.4

10 14.0 21.5 7.8 31.0 68 1.4

11 7.2 14.7 0.8 28.0 65 1.5

12 1.1 7.7 －4.6 12.8 61 2.0

Average 12.7 19.1 6.9 96.58 64 1.7

Table 1. The characteristics of meteorology in Gyeongju

그러나 식물을 잘 자라기 위하여 한여름 가뭄기에는 실험구 관수 관리가 필요 있다. 시스템의 토심은 5cm로 식재 후 화산 석을 2cm로 덮어 비산먼지 발생 방지와 수분 증발을 막아 잡 초이입이 적어 유지관리에 효과적이다(Figure 2 참조).

실험구는 토양 조성에 따른 펄라이트:피토모스:버미큘라이 트=1:2:1(v/v/v, 이하 P1P2V1), 펄라이트:피토모스:버미큘라 이트=2:1:1(v/v/v, 이하 P2P1V1), 펄라이트=1(v, 이하 P1) 3개 구역으로 조성하였다. 토양 물리적 특성과 식물생육특성의 관 계의 공시토양은 토양배합은 펄라이트:피토모스:버미큘라이트

=1:2:1으로 산정하였다.

2. 연구방법

1) 토양 물리적 특성 측정

토양 시료는 시스템에 따른 3반복 채취한 후, 실험실로 옮겨 물리특성을 조사하고, 풍건하여 분석용 시료로 사용하였다.

토양의 물리특성은 토양을 105℃에서 건조시킨 후, 습토무게

a: Plan b: Section c: Picture

Figure 2. Sedum box

와 건토무게를 구한 뒤 용적밀도(bulk density)를 측정하였으 며, 계산식은 식 1과 같다(NIAST, 2000).

용적밀도(Mg/cm³)=코어의 부피 건조시료의 전중량

(식 1)

입자밀도(particle density)는 50mL 비중병 무게를 측정하고 (Wa), 풍건토양시료 15g을 포함한 무게를 측정하였다(Ws).

비중병에 반 정도 증류수를 채운 뒤 약 5분간 탈기시키고, 탈기 가 끝난 후 실온에서 냉각시켜 증류수를 완전히 채운 뒤 무게 를 측정하였다(Wsw). 내용물의 온도를 재고, 비중병을 비운 뒤 증류수만을 채워 무게를 측정한 뒤(Ww) 식 2의 계산식을 이용하여 값을 구하였다.

입자밀도(Mg/cm³)=     

 

(식 2) dw: 측정온도에서의 물의 비중

식 1과 식 2에서 얻은 값을 이용하여 고상(solid volume)과 액상(water volume), 기상(air volume), 공극률(total pore space) 의 값을 구하였다. 삼상율과 공극률은 식 3~식 6의 계산식을 이용하여 값을 구하였다.

고상(%)=입자밀도

용적밀도× 100 (식 3)

액상(%)=건토 습토  건토

×100 (식 4)

기상(%)=100－고상(%)－액상(%) (식 5) 공극률(P%)=100－



^입자밀도

용적밀도× 



^{(식 6)}

용적밀도를 측정할 때와 동일한 방법으로 직경 5cm 높이

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5cm의 soil sampling ring으로 core 시료를 채취하였다. 빈 soil sampling ring을 core 토양시료가 담긴 soil sampling ring 위에 연결하였으며, 연결 부위를 테이프로 감아 물이 새지 않도록 하였다. 물 50mL를 토양 위에 첨가하여 수위가 토양표면에 도 달할 때까지 소요된 시간을 측정하여 수분 침투율을 mm/min 단위로 계산하였다(Lee, 2007).

토양 내 용적수분함량을 알아보기 위해 7월 2일부터 20일까 지 디지털 토양 수분측정기(GMK-770S, GMK, 2011)를 이용 해 토양표면에서부터 토양하부 7cm까지 측정하였다(Figure 3 참조). 자료의 분석은 Excel 2013을 이용하여, 도표를 통해 무 강우에 따른 토양용적 수분함량의 변화를 살펴보았다.

2) 식물 생육특성 측정

토양조성에 따른 각각 실험구에서 식물을 9주씩 3반복으로 식재하여 실험을 실시하였다. 실험기간 동안 각각 식물의 생장 이 어느 정도 이루어졌는지를 알아보기 위해 2011년 5월부터 8 월초까지 매주 1회씩 총 13회를 실시하였다. 식물 월동 후에 5 월부터 생육상태가 좋아지고, 8월부터 가뭄 때문에 느린 생장 기간을 시작하였다.

초고 및 초폭은 식물 한 개체 당 높이를 측정하였으며, 같은 토양조성구의 값을 각각 산출하였다.

생체량 측정 시 생장한 식물을 흙에서 분리하고, 물에 씻어 흙을 완전히 제거한 다음, 물기를 제거하고 지상부 무게와 지 하부 무게를 각각 측정하였다. 생체량은 개체당 평균 생체무게 를 기준으로 하였다. 다음에 각 식물은 72℃의 건조기에 24시간 건조시킨 후 중량을 측정하고, 결과를 분석하였다(Choi, 2011).

3) 토양 물리적 특성과 식물 생육특성의 관계

이 실험에서 토양 물리적 특성과 식물 생육특성의 관계에 관 한 연구의 분석은 SPSS Ver 19.0 for Window용 통계프로그램 을 이용하여, 상관분석과 다중회귀분석을 실시하였다. 평균값 계산, 도표 작성, 공식 계산 등에 관한 데이터의 처리는 Excel 2013을 이용하여 실시하였다.

a: Experiment b: Picture

Figure 3. Soil moisture measuring instrument

Ⅲ. 결과 및 고찰

1. 토양 특성 1) 저류특성

(1) 침투율

토양지표면에 도달한 수분이 지표면을 통해서 토양 내로 유 입되는 현상인 침투는 유거, 침식, 용탈과 관련된 여러 가지의 현상에 영향을 미치는데, 침투특성은 토양관리 방법에 따라 달 라진다(Lee, 2007). 단위 시간당 단위 면적을 통과하여 침투되 는 수분의 양을 침투율(infiltration rate)이라고 하며, 침투율은 시간이 지남에 따라 감소한다. 특히 토양이 습윤해짐에 따라 침투율은 급격히 감소하며, 이후 강수가 지속됨에 따라 침투율 은 일정한 값에 도달한다.

토양을 단위 시간당 단위 면적을 통과하여 침투되는 수분의 양인 침투율을 Figure 4에 나타내었다. 용적밀도가 크고 공극 률이 낮은 토양에서 침투율이 너무 낮았으며, 용적밀도가 작고 공극률이 큰 토양에는 침투율이 너무 높음을 알 수 있었다. 토 양 침투율은 P1P2V1 토양이 가장 높았고, P1 토양이 가장 낮 았다. P1 토양이 6.23mm/min, P1P2V1 토양이 7.67mm/min, P2P1V1 토양이 7.57mm/min으로 나타났다(Table 2 참조).

토양 침투율이 큰 토양에서는 토양 배수성 및 투수성이 좋아 지고, 토양 침투율이 낮은 토양에서는 토양 투수성이 나빠진다 는 점을 고려했을 때 P1P2V1토양에서 식물이 다른 토양에 비 하여 용이할 것으로 판단된다.

일반적으로 건조한 토양표면에 물을 가하면 물은 쉽게 토양 내로 스며들며, 이는 토양입자 표면의 물에 대한 높은 친화력 때문이다. 즉, 건조 토양의 매트릭포텐셜이 너무 낮기 때문이 다. 그러나 시간이 지나면 토양이 습윤해지고 대부분의 모세관 공극에 물이 채워지면서 침투율은 주로 중력의 영향을 받게 된 다. 따라서 토양이 습윤해질수록 침투율은 점점 토양 자체가 가지는 포화수리전도도 값에 가까워진다. 식질 토양보다 사질

Soil composition Division Infiltration rate P1

Min 4.12

Max 5.12

Mean 4.70±0.52

P1P2V1

Min 6.11

Max 8.67

Mean 7.67±1.37

P2P1V1

Min 5.04

Max 7.23

Mean 6.23±1.11

Table 2. Soil infiltration rate

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토양에서 침투력이 높으며, 기계작업 등을 통하여 많이 다져진 토양은 용적밀도가 크고 공극율이 낮으므로 침투율이 너무 낮 고, 강우량이 많은 경우는 지표면에서의 유거가 많이 일어나게 된다.

(2) 용적수분함량

P1 토양의 용적수분함량 변화를 살펴보면 실험 시작일로부 터 4일째 되는 7월 2일부터 7월 5일까지 수분이 감소하는 상태 를 유지하였으며, 8일 강우에 의해 급격하게 상승하였고, 7월 10일부터 다시 수분함량이 감소 경향을 보이다가 7월 20일에 약 3%에 도달하였다(Figure 5 참조).

P1P2V1 토양의 용적수분함량 변화를 살펴보면 실험 시작일 로부터 4일째까지 급격하게 낮아지는 추세를 보이다가 8일 강 우에 의한 영향으로 상승하다가 다시 감소 경향을 나타내 7월 20 일에는 수분이 0에 가까운 수치를 도달하였다(Figure 5 참조).

P2P1V1토양의 수분함량 변화를 살펴보면 실험시작일로부터 4일째까지 계속 낮아지는 추세를 보이다가, 8일 강우에 의한 영 향으로 급격한 증가 후 서서히 낮아지는 경향을 보였다(Figure 7 참조). 날짜 경과에 따른 수분감소 회귀식은 Table 4와 같으며, 이 회귀식은 유의수준 1%에서 유의상관이 인정되었다(Table 4 참조).

2) 물리적 특성

Figure 4. Soil infiltration rate Figure 5. Volumetric moisture content

Soil composition Division Bulk density

(g/cm^－3) Particle density

(g/cm^－3) Porosity

(%) Solid phase

(%) Liquid phase

(%) Gas phase

(%) P1

Min 0.51 1.99 69.36 25.81 29.18 34.91

Max 0.62 2.02 74.19 30.64 34.45 45.02

Mean 0.57±0.05 2.01±0.02 71.49±2 28.51±2 31.95±3 39.54±5

P1P2V1

Min 0.29 2.51 84.41 11.23 28.49 50.02

Max 0.40 2.54 88.77 15.59 34.38 60.28

Mean 0.32±0.06 2.53±0.02 87.20±2 12.80±2 30.76±3 56.44±6

P2P1V1

Min 0.33 2.34 75.97 13.85 26.44 44.90

Max 0.56 2.37 86.15 24.03 31.06 59.71

Mean 0.43±0.12 2.36±0.01 81.59±5 18.41±5 28.11±3 53.48±8

Table 3. Soil physical properties

Composition Equation R²

P1P2V1 y=1E-05x²－1.2367x+25531 0.9340 P2P1V1 y=2E-05x²－1.3334x+27526 0.9601

P1 y=1E-05x²－1.1753x+24263 0.9729

Y: moisture content(%), X: observing date

Table 4. Regression formula of moisture reduction

옥상녹화 인공토양의 물리적 특성을 조사하기 위해 3반복으 로 조사한 결과는 Table 3에서 보는 바와 같다. 용적밀도는 P1

토양이 가장 높았고, P1P2V1 토양이 가장 낮았다. P1 토양이 0.57g/cm³, P1P2V1 토양이 0.32g/cm³, P2P1V1 토양이 0.43g/

cm³로 나타났다(Table 3 참조).

토양의 물리적 성질을 직접적으로 나타낼 수 있는 용적밀도 는 다짐의 정도에 따라 달라지는데(Lee, 2009), 용적밀도가 큰 토양에서는 식물 자람과 토양 배수성 및 투수성이 나빠지고, 용적밀도가 낮은 토양에서는 식물 자람과 토양 투수성이 좋아 진다는 점을 고려했을 때 P1P2V1 토양에서 식물이 다른 토양 에 비하여 용이할 것으로 판단된다. 고형입자에 비하여 상대적으 로 공극의 양이 많을 때에는 용적밀도가 낮아지는데 피트모스의 함량이 많을수록 입자밀도가 낮아진다. 토양공극률은 P1P2V1토 양이 가장 높았고, 가장 낮은 토양은 P1토양이었다. 토양공극 률에 영향을 주는 요인은 토양용적밀도에도 영향을 준다고 할 수 있다.

토양 3상 중 고상은 P1토양이 높았고, P1P2V1 토양이 낮았 으며, 액상은 P1토양이 높았고, P2P1V1토양이 낮았다. 기상은 P1P2V1 토양에서 높았고, P1 토양이 낮았다. 토양 3상의 구성 비율은 양분과 물의 보유량, 산소 공급량 및 뿌리의 생육에 크 게 영향을 미치는데, 고상의 비율이 높은 토양은 토양입자의 양이 많고, 액상과 기상의 비율이 낮기 때문에, 뿌리 생육이 불 량해지고, 필요한 수분과 공기를 충분히 공급할 수 없게 된다.

시스템별 P1 토양이 다른 토양에 비하여 고상이 높게 나타나, 식물에 불리한 조건의 토양이 많이 있는 것으로 판단된다.

(6)

본 실험의 인공토양은 펄라이트, 버미큘라이트 및 피트모스 로 구성되어 있었다. 토성은 물리적 성질들 중에서 가장 기본 이 되는 성질이며, 투수성, 보수성, 양분보유능력 등에 영향을 끼치는 중요한 지표가 된다.

2. 레플렉숨의 생육특성 1) 초장

토양 조성에 따른 레플렉숨(Sedum reflexum)의 초장 및 초폭변화는 Figure 6과 같다. 초장의 변화는 P1보다 혼합한 토양에서(P1P2V1, P2P1V1) 초장이 긴 것으로 나타났다. 초장 은 토양조성의 차이로 인해 P1토양보다 P1P2V1 토양에서 약 0.7cm의 생장량으로 나타났다. P1 보다 P2P1V1 토양에서 초 장도 긴 것으로 나타났으며, P1P2V1토양보다 짧은 것으로 나 타났다.

2011년 4월 3일부터 4월 10일까지 토양조성에 따른 레플렉 숨의 초장 차이는 나타나지 않았다. 그러나 4월 17일부터 초장 의 변화는 P1보다 P1P2V1토양에서 생장량이 더 큰 것으로 나 타났다. P1보다는 P1P2V1 토양에서 평균적으로 식물생육이 활 발한 것으로 나타났다. 이는 피트모스와 버미큘라이트의 유기 질 성분에서 기인한 것으로 판단된다. 또한 혼합한 토양에서 영양물질 함량이 높기 때문에 식물 생육 상태에 있어 더 양호 한 결과로 나타났다.

토양조성에 따른 영향으로 식물생육 변화는 P1토양과 P1P2V1

혼합한 토양비교 결과, P1 토양의 경우는 평균 2.38cm, P1P2V1

혼합한 토양의 경우는 2.79cm 생육한 것으로 나타났다.

2) 초폭

토양 조성에 따른 레플렉숨(Sedum reflexum)의 초폭 변화 는 Figure 6과 같다. 초폭의 변화는 P1보다 혼합한 토양에서 (P1P2V1, P2P1V1) 초폭이 큰 것으로 나타났다. 초폭은 토양조 성의 차이로 인해 P1 토양보다 P1P2V1 토양에서 약 2.8cm의 생장량으로 나타났다. P1 보다 P2P1V1 토양에서 초폭도 큰 것 으로 나타났으며, P1P2V1 토양보다 작은 것으로 나타났다.

토양조성에 따른 영향으로 초폭 변화는 P1 토양과 P1P2V1

a: Length b: Width

Figure 6. Length and width ofSedum reflexum

혼합한 토양비교 결과, P1 토양의 경우는 평균 2.9cm, P1P2V1

혼합한 토양의 경우는 4.4cm 생육한 것으로 나타났다.

3) 생체량 및 건중량

생체량과 건중량은 P1보다 혼합한 토양에서(P1P2V1, P2P1V1) 값이 큰 것으로 나타났다. 토양조성에 따른 영향으로 레플렉 숨 지상부생체량은 P1 토양과 P1P2V1 혼합한 토양비교 결과, P1 토양의 경우는 평균 7.56g, P1P2V1 혼합한 토양의 경우는 11.20g 생육한 것으로 나타났다. 지하부생체량은 P1 토양과 P1P2V1 혼합한 토양비교 결과, P1 토양의 경우는 평균 1.34g, P1P2V1 혼합한 토양의 경우는 3.15g 생육한 것으로 나타났다.

지상부 건중량은 P1 토양과 P1P2V1 혼합한 토양비교 결과, P1

토양의 경우는 평균 2.14g, P1P2V1 혼합한 토양의 경우는 3.53g 생육한 것으로 나타났다. 지하부생체량 변화는 P1토양과 P1P2V1 혼합한 토양비교 결과, P1 토양의 경우는 평균 0.34g, P1P2V1 혼합한 토양의 경우는 1.23g 생육한 것으로 나타났다 (Table 5 참조).

P1 토양에서는 모든 토양 중 가장 낮은 생장률을 보였으며, 옥상에서의 활용가능성은 불가능할 것으로 판단되었다. P2P1V1

토양의 경우는 P1 토양에 비해 크게 생장하였는데, 이것은 25%

함유된 피트모스에 의한 영향인 것으로 나타났으며, P1P2V1토 양의 경우는 P2P1V1 토양에 비해 피트모스가 25% 더 함유 되 었으며, 생장량의 차이도 나타났다. 이는 피트모스와 버미큘라 이트의 유기질 성분에서 기인한 것으로 판단된다. 또한 혼합한 토양에서 영양물질 함량이 높기 때문에 식물 생육 상태에 있어 더 양호한 결과로 나타났다.

3. 토양 물리적 특성과 생육특성의 관계 1) 공시토양과 생육특성 상관분석

공극률과 초장은 유의수준 5% 이내(p=0.047)에서 유의한 상관관계를 맺고 있으며, 상관계수 －0.582로 음의 상관관계를 보였다. 보통 식물의 초장과 공극률은 양의 상관관계를 보이는 데, 이는 자연토양에서 자라기 때문이다. 인공토양의 경우, 공극 률은 자연토양보다 많아져 식물의 생장에 부정적인 요인으 로 작용하고 있는 것으로 판단되었다. 고상과 초장은 유의수준

Division Composition Wet weight Dry weight Aerial part

P1P2V1 11.20 3.53

P2P1V1 10.34 3.12

P1 7.56 2.14

Anderground part

P1P2V1 3.15 1.23

P2P1V1 4.55 1.45

P1 1.34 0.34

Table 5. Wet weight and dry weight ofSedum reflexum

(7)

Division Length Width Upper part fresh

weight Lower part fresh

weight Upper part dry

weight Lower part dry weight Volume

density

Pearson correlation .441 .434 .252 .042 .305 .045

Sig.(2-tailed) .151 .159 .430 .897 .335 .890

N 12 12 12 12 12 12

Porosity

Pearson correlation －.582^* －.563 －.352 －.177 -.422 －.170

Sig.(2-tailed) .047 .057 .262 .582 .172 .598

N 12 12 12 12 12 12

Solid phase

Pearson correlation .582^* .562 .353 .177 .423 .170

Sig.(2-tailed) .047 .057 .261 .581 .171 .598

N 12 12 12 12 12 12

Liquid phase

Pearson correlation .570 .664^* .686^* .296 .565 .109

Sig.(2-tailed) .053 .019 .014 .351 .056 .736

N 12 12 12 12 12 12

Gas phase

Pearson correlation －.653^* －.661^* －.485 －.231 －.513 －.175

Sig.(2-tailed) .021 .019 .110 .471 .088 .586

N 12 12 12 12 12 12

Infiltration rate

Pearson correlation －.215 －.372 －.130 －.033 －.130 -.048

Sig.(2-tailed) .501 .234 .687 .920 .687 .883

N 12 12 12 12 12 12

*Correlation is significant at the 0.05 level(2-tailed)

**Correlation is significant at the 0.01 level(2-tailed)

Table 6. Correlation analysis of soil physical properties and plant growth characteristics

5% 이내(p=0.047)에서 유의한 상관관계를 맺고 있으며, 상관 계수 0.582로 양의 상관관계를 보였다. 액상과 초폭은 유의수준 5% 이내(p=0.019)에서 유의한 상관관계를 맺고 있으며, 상관 계수 0.664로 양의 상관관계를 보였다. 액상과 상부 생체량은 유의수준 5% 이내(p=0.014)에서 유의한 상관관계를 맺고 있 으며, 상관계수 0.686으로 양의 상관관계를 보였다. 기상과 초 장, 초폭은 유의수준 5% 이내(p=0.021, p=0.019)에서 유의한 상관관계를 맺고 있으며, 각 상관계수 －0.653, －0.661로 음의 상관관계를 보였다(Table 6 참조).

2) 토양-생육특성 다중회귀분석

(1) 초장

토양 물리적 특성의 용적밀도와 공극률, 고상, 액상, 기상, 침 투율이 여러 항목에서 영향을 미치는 것으로 파악되었다. 또한 토양 물리적 특성은 식물의 생육인자인 종속변수인 초장, 초폭, 상하부 생체량, 상하부 건중량의 항목과 상관관계가 높은 것으 로 분석되었다. 따라서 식물의 생육특성과 가장 유의성 높은 인 자를 추출하여 초장, 초폭, 상하부 생체량, 상하부 건중량과 독 립변수인 토양 물리적 특성의 각 항목과의 연관성을 파악하기 위하여 생육특성을 종속변수로 정하고, 토양 물리적 특성의 여 러 항목을 독립변수로 하여 다중회귀분석을 통한 회귀모형을

분석하였다.

레플렉숨의 생육특성인 종속변수 초장과 가장 영향력이 있 는 토양 물리적 특성의 4가지 회귀분석 결과, 유의수준 1% 이 내(p=0.004)에서 매우 유의한 경향을 보이고 있으며, 초장에 가장 유의한 영향력을 주는 변수는 고상으로 유의수준 1% 이 내(p=0.002)의 양의 상관성의 영향력을 보이고 있으며, 표준

Model R R square Adjusted R square Std. error of the estimate

1 .928^a .860 .781 .1754

a Predictors: (Constant), Infiltration rate, Volume density, Liquid phase, Solid phase

Table 7. Model summary ofSedum reflexumlength

Model Sum of

squares df Mean

square F Sig.

1

Regression 1.327 4 .332 10.786 .004a

Residual .215 7 .031

Total 1.543 11

bDependent Variable: Length

Table 8. ANOVA^b ofSedum reflexumlength

(8)

Model

Unstandized

coefficients Standardized

coefficients t Sig B Std. error Beta[β]

1

(Constant) 3.993 1.170 3.411 .011

Volume density －14.070 3.197 －3.628 －4.401 .003

Solid phase .233 .048 4.118 4.823 .002

Liquid phase .038 .031 .205 1.237 .256

Infiltration rate .068 .045 .239 1.504 .176

aDependent Variable: Length

Table 9. Coefficients^a ofSedum reflexumlength

화계수 베타는 독립변수의 상대적인 영향력으로 해석할 수 있 는바, 액상은 0.256, 침투율이 0.176, 용적밀도가 0.003의 순으로 영향력을 줄 수 있는 것으로 나타났다(Table 7~9 참조).

레플렉숨에 대한 회귀식은 초장=3.993－14.070^*(용적밀도) +.233^*(고상)+.038^*(액상)+.068^*(침투율)로 나타났으며, 이 중 용적밀도, 고상이 유의하였다.

(2) 초폭

레플렉숨의 생육특성인 종속변수 초폭과 가장 영향력이 있 는 토양 물리적 특성의 4가지 회귀분석 결과, 유의수준 5% 이 내(p=0.021)에서 유의한 경향을 보이고 있으며, 초폭에 가장 유의한 영향력을 주는 변수는 고상으로 유의수준 5% 이내 (p=0.027)의 양의 상관성의 영향력을 보이고 있으며, 표준화 계수 베타는 독립변수의 상대적인 영향력으로 해석할 수 있는 바, 침투율이 0.892, 액상은 0.154, 용적밀도가 0.039의 순으로 영향력을 줄 수 있는 것으로 나타났다(Table 10~12 참조).

레플렉숨에 대한 회귀식은 초폭=2.931－33.925^*(용적밀도) +.566^*(고상)+.206^*(액상)+.027^*(침투율)로 나타났으며, 이 중

1 .878^a .771 .641 .7337

Table 10. Model summary ofSedum reflexumwidth

Model Sum of

squares df Mean

square F Sig.

1

Regression 12.709 4 3.177 5.902 .021^a

Residual 3.768 7 .538

Total 16.477 11

aPredictors: (Constant), Infiltration rate, Volume density, Liquid phase, Solid phase

bDependent Variable: Width

Table 11. ANOVA^b ofSedum reflexumwidth

Model

Unstandized

1

(Constant) 2.931 4.896 .599 .568

Volume density －33.925 13.375 －2.677 －2.537 .039

Solid phase .566 .202 3.060 2.800 .027

Liquid phase .206 .129 .339 1.596 .154

Infiltration rate .027 .188 .029 .141 .892

aDependent Variable: Width

Table 12. Coefficients^aofSedum reflexumwidth

에 용적밀도, 고상이 유의하였다.

(3) 상하부 생체량

레플렉숨의 경우, 종속변수의 상하부 생체량과 독립변수 4가 지 항목을 살펴보면 토양 물리적 의 유의확률이 유의수준 5%

보다 크므로 유의한 독립변수가 하나도 없는 것으로 나타났다 (Table 13~18 참조). 즉, 상하부 생체량은 토양의 물리적 특성

1 .786^a .618 .399 6.46171

Table 13. Model summary ofSedum reflexumupper part fresh weight

Model Sum of

squares df Mean

square F Sig.

1

Regression 471.986 4 117.997 2.826 .109^a

Residual 292.276 7 41.754

Total 764.262 11

bDependent Variable: Upper part fresh weight

Table 14. ANOVA^bofSedum reflexumupper part fresh weight

Model

Unstandized

1

(Constant) －45.576 43.123 －1.057 .326

Volume density －180.940 117.793 －2.096 －1.536 .168 Solid phase 2.826 1.781 2.243 1.587 .157 Liquid phase 2.328 1.135 .562 2.051 .079 Infiltration rate 1.525 1.658 .241 .920 .388

aDependent Variable: Upper part fresh weight

Table 15. Coefficients^aofSedum reflexumupper part fresh weight

(9)

Model R R square AdjustedR square Std. error of the estimate

1 .768^a .590 .355 2.83937

Table 16. Model summary ofSedum reflexumlower part fresh weight

Model Sum of

squares df Mean

square F Sig.

1

Regression 81.105 4 20.276 2.515 .136^a

Residual 56.434 7 8.062

Total 137.539 11

aPredictors: (Constant), Infiltration rate, Volume density, Liquid phase, Solid phase

bDependent Variable: Lower part fresh weight

Table 17. ANOVA^b ofSedum reflexumlower part fresh weight

Model

Unstandized

1

(Constant) 15.951 18.949 .842 .428

Volume density －150.022 51.760 －4.097 －2.898 .023 Solid phase 2.274 .783 4.253 2.905 .023

Liquid phase .108 .499 .062 .217 .835

aDependent Variable: Lower part fresh weight

Table 18. Coefficients^aofSedum reflexumlower part fresh weight

과 직접적인 상관이 없는 것으로 나타났다.

(4) 상하부 건중량

레플렉숨의 경우, 종속변수의 상하부 건중량과 독립변수 4가 지 항목을 살펴보면 토양 물리적 특성의 유의확률이 유의수준 5%보다 크므로 유의한 독립변수가 하나도 없는 것으로 나타났 다(Table 19~24 참조). 즉, 상하부 건중량도 토양의 물리적 특 성과 직접적인 상관이 없는 것으로 나타났다.

토양 물리적 특성과 생육특성의 다중회귀분석결과, 레플렉 숨에 대한 회귀식은 초장=3.993－14.070^*(용적밀도)+.233^*(고 상)+.038^*(액상)+.068^*(침투율)로 나타났으며, 이 중 용적밀도,

1 .790^a .625 .410 2.18797

Table 19. Model summary ofSedum reflexumupper part dry weight

고상이 유의하였다. 레플렉숨에 대한 회귀식은 초폭=2.931－

33.925^*(용적밀도)+.566^*(고상)+.206^*(액상)+.027^*(침투율)로 나타났으며, 이 중 용적밀도, 고상이 유의하였다. 즉, 초장 및 초폭과 토양 물리적 특성은 일정한 회귀식으로 작성할 수 있다.

상하부 생체량과 건중량은 토양의 물리적 특성과 직접적인 상 관이 없는 것으로 나타났다.

Ⅳ. 결론

토양 물리적 특성과 레플렉숨의 생육특성과의 유의성을 분 석한 결과, 공극률과 초장은 유의수준 5% 이내(p=0.047)에서 유의한 음의 상관관계를 보였다. 고상과 초장은 유의수준 5%

이내(p=0.047)에서 유의한 양의 상관관계를 보였다. 액상과 초폭은 유의수준 5% 이내(p=0.019)에서 유의한 양의 상관관계 를 보였다. 액상과 상부 생체량은 유의수준 5% 이내(p=0.014) 에서 유의한 양의 상관관계를 보였다. 기상과 초장, 초폭은 유 의수준 5% 이내(p=0.021, p=0.019)에서 유의한 음의 상관관

Model Sum of

squares df Mean

square F Sig.

1

Regression 55.784 4 13.946 2.913 .103^a

Residual 33.511 7 4.787

Total 89.294 11

bDependent Variable: Upper part dry weight

Table 20. ANOVA^bofSedum reflexumupper part dry weight

Model

Unstandized

1

(Constant) －4.020 14.602 －.275 .791

Volume density －86.603 39.885 －2.935 －2.171 .066 Solid phase 1.393 .603 3.235 2.310 .054

Liquid phase .470 .384 .332 1.222 .261

aDependent Variable: Upper part dry weight

Table 21. Coefficients^aofSedum reflexumupper part dry weight

Model R R square Adjusted R square Std. error of theestimate

1 .716^a .513 .235 1.95505

Table 22. Model summary ofSedum reflexumlower part dry weight

(10)

Model Sum of

squares df Mean

square F Sig.

1

Regression 28.202 4 7.050 1.845 .225^a

Residual 26.755 7 3.822

Total 54.957 11

bDependent Variable: Lower part dry weight

Table 23. ANOVA^b ofSedum reflexumlower part dry weight

Model

Unstandized

1

(Constant) 17.729 13.047 1.359 .216

Volume density －93.857 35.639 －4.055 －2.634 .034 Solid phase 1.446 .539 4.280 2.684 .031 Liquid phase －.194 .343 －.175 －.565 .589 Infiltration rate .427 .502 .252 .851 .423

aDependent Variable: Lower part dry weight

Table 24. Coefficients^aofSedum reflexumlower part dry weight

계를 보였다.

토양 물리적 특성과 식물 생육특성의 회귀분석한 결과, 레플 렉숨의 초장 회귀식을 존재하였으며, 초장과 초폭 및 토양 물 리적 특성은 직접적인 상관성을 가지고 있다. 상하부 생체량과 건중량은 토양 물리적 특성과 직접적인 상관은 없는 것으로 나 타났다. 앞으로 공시식물을 관리할 때 공시 식물의 생육특성과 직접적인 상관을 가지고 있는 토양 물리적 특성을 조절하면 식 물의 생육상태는 좋아질 수 있다.

이 연구는 경량형 옥상녹화시스템에 사용할 수 있는 레플렉 숨의 생육특성과 토양 물리적 특성을 연구하여 공시식물의 적 용가능한 생장 환경을 규명하였다는 점에서 그 의의가 있다.

이러한 결과는 관련 옥상녹화식물의 선정 등의 기준 설정 자료

로 제공할 수 있을 것으로 기대되며, 앞으로 구체적인 옥상녹 화 식물의 대량 번식방법에 관한 연구가 필요하다. 또한 옥상 녹화 식물의 번식뿐만 아니라 식물의 생리적 특성과 생육 특성 에 대한 영향인자 등의 연구가 필요하다.

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Ph. D. Dissertation. Dongguk University, Seoul, Korea.

Received Revised Accepted 3인익명 심사필 : : :

25 September, 2014 24 October, 2014 2 December, 2014 2 December, 2014

(1st) (2nd)