본 연구는 저관리 경량형 옥상녹화의 온도저감 및 온 열환경을 평가하여 도시열섬현상완화 등 도시 열환경 개 선을 위한 기초자료를 제공하고자 수행하였다. 옥상녹화 는 1,500 × 1,500mm크기의 돌단풍(Aceriphyllum rossii)과 두메부추(Allium senescens)를 이용하여 2012년 7월 30일 부터 31일까지 48시간 동안 연속으로 외부기상환경, 대 조구 표면 온도, 옥상녹화 표면 및 하부 온도, 열류량, 열 수지를 측정하였다. 2012년 7월 30일 14시 30분에 34.0oC 의 최고기온을 보였을 때 대조구 표면은 55.6oC였으나, 돌 단풍과 두메부추 표면은 각각 33.3와 33.4oC를 하부는 각각 32.9oC와 32.8oC를 보여 옥상녹화에 의한 온도저감효 과가 매우 큰 것으로 나타났다. 7월 31일에도 대조구 표면과 비교하여 옥상녹화가 온도를 큰 폭으로 저감하는 것으로 나타났다. 열류량은 7월 30일의 경우 대조구가 467.3W • m−2로 최대 열류량을 보였을 때, 돌단풍과 두메 부추 표면은 각각 19.8W • m−2와 39.0W • m−2를 보였으며, 하부는 각각 −0.2W • m−2, −9.2W• m−2로 나타나 건축물로 이입되는 열류량이 크게 감소하는 것으로 나타났다. 실험 기간 내 총 증발산량은 두메부추 14,426.1g • m−2, 돌단풍 12,424.3g • m−2로 나타났다.

본 연구는 저관리형 옥상녹화에서 보수성을 높일 수 있는 식재지반을 조성하기 위해 친수성 중합체인 hydrophilic polymer의 효용성을 평가하고자 현장실험을 수행하였다. Hydrophilic polymer의 농도는 각각 인공배합토 100kg을 기준으로 0%(대조구), 1.0%, 2.5%, 5.0%, 10% 등 총 5가지로 구성하였다. 가로 1.0m, 세로 1.0m, 높이 0.3m로 자체 제작한 실험구에 2013년 5월 20일에 각각 10반복의 식물을 정식하였으며 식재기반 내 토양용적수분함량을 모니터링하였다. 또한 현재 이용되는 수종인 눈향나무, 황금줄사철나무 등의 목본류와 잠재종으로 가능성이 높은 통보리사초, 좀보리사초 등의 사초류를 중심으로 식물생육을 측정하였다. 토양의 hydrophilic polymer의 농도에 따른 토양용적수분 함량은 강수량과 상관없이 2.5%이상의 hydrophilic polymer 처리구에서 97%~98%로, 100%에 가까운 토양용적수분 함량을 보였다. 강우 후 27일 동안 토양용적수분함량이 대조구에서 50%~60%를 보인 반면, 1.0%의 hydrophilic polymer 처리구에서는 70%~80%로 약 20%가 증가되었다. 식물생육을 조사한 결과, 황금줄사철나무와 통보리사초는 2.5% 처리구에서 가장 생육이 좋았고, 눈향나무는 1.0% 처리구, 좀보리사초는 0%(대조구)에서 생육상태가 가장 양호하였다. hydrophilic polymer 1.0% 처리구와 2.5% 처리구에서는 모든 식물이 생존하였으나 5.0%와 10.0%의 처리구에서는 식재 후 3개월 이내에 모두 고사하였다. 이는 hydrophilic polymer 배합비는 수종별 특성에 따라 다르게 적용되어야 함을 보여준 결과라 할 수 있다.

옥상녹화는 최근 녹지가 부족하고 불투수지역이 많은 현대도시에서 옥상녹화의 다양한 장점을 이용하여 열섬완 화의 나 도시홍수 완화와 미기후 개선 등의 한 방안으로도 대두되고 있다. 특히 도시 열섬현상을 완화하기 위한 다양 한 연구(김인수, 2007; 박근수, 2011; 윤희천,2013)가 진행 되고 있으며, 열섬완화의 한 방안으로 옥상녹화의 식물에 관한 관심이 높아지고 있다. 옥상녹화의 열섬현상을 완화 시키는 효과에 대한 많은 연구(송진희, 2013; 이춘우, 2011) 가 진행됨에 따라 옥상녹화에 적합한 식물 선정에 관한 연 구도 진행되었다. 관리조방형 옥상녹화에 적합한 초화류에 대해 이은희 등(2007)의 연구에서는 자생초화류를 대상으 로 건조한 환경에서도 생육이 가능한 식물종을 선발하여 옥상녹화에 다양한 초화류의 도입이 가능하다고 제시하였 으며, 강규이 등(2005)은 초화류와 토심과 관련하여 식재 가능한 식물종을 연구하여 제시하였다. 옥상녹화의 열섬저 감 효과와 식물종 선정에 대해 많은 연구가 진행되었으나 초화류가 온도저감에 미치는 효과에 대한 연구는 미비한 실정이다. 따라서 본 연구는 관리조방형 옥상녹화의 온도저 감에 적합한 식물종 중 초화류의 표면온도를 측정하여 온도 저감 효과에 대한 기초 자료를 제시하는데 그 목적이 있다. 본 연구는 경기도 남양주시 호평동에 위치한 호평체육문 화센터 옥상에 조성된 실험구 내의 초화류 9종을 선정하여 진행되었다. 대상지의 총 조성면적은 65㎡이며 개별실험구 는 40cm x 40cm 로 선으로 나누어 구분하였고 그 중 초화 류 식재 면적은 총 6.4㎡이다. 실험구의 토심은 E사의 Ecos oil을 사용하여 30cm의 두께로 조성하였고, 우드칩을 이용 하여 2cm의 두께로 되도록 하였다. 초화류는 환경부(2008) 의 “도시인공지반의 자연생태계 복원을 위한 기술개발에 관한 연구”에서 모니터링 된 자료를 바탕으로 관리조방형 옥상녹화에 적합한 식물을 선정하였다. 실험구 내 초화류의 개별실험구는 A·B반복구를 합하여 해국 10곳, 둥굴레 6곳, 섬백리향 4곳, 각시원추리 4곳, 돌단풍 2곳, 범부채 4곳, 두 메부추 6곳, 털부처꽃 2곳, 꿀풀 2곳 식재 되었다. 또한 각 식물은 3치 포트에 심겨져 해국 90개, 둥굴레 64개, 섬백리 향 34개, 각시원추리 34개, 돌단풍 16개, 범부채 36개, 두메 부추 54개, 털부처꽃 16개, 꿀풀 16개로 총 360개를 식재하 였다. 측정시기는 2013년 3월부터 11월까지 매월 1회 총 9회 측정하였고 시간은 동일한 시간으로 오후 2시에 촬영을 하 였다. 온도변화측정 방법은 식물별로 구분하여 식물의 평균 온도 값을 측정하였고, 온도변화측정은 열화상 카메라(FLI R System사/모델명: T 200)을 이용하여 실시하였다. 주변 환경 기초조사항목은 온도와 습도, 조도를 중심으로 측정하 였고 식물별 온도는 콘크리트바닥을 대조구로 하여 비교분 석하였다. 대상지의 1년 환경변화를 조사한 결과 7월 평균대기온도 가 34.4℃로 가장 높았으며, 9월의 평균상대습도가 59.3% 로 가장 높은 것으로 조사되었다. 조도는 8월의 평균조도가 990,150lux로 가장 높게 측정되었다. 개별 식물별 온도변화 분석결과 해국의 경우 9, 10월의 콘크리트와 다른 초화류 대비 표면온도가 각각 24.9℃, 19. 2℃로 가장 낮았다. 해국은 9~11월 생육시기가 활발하여 이와 같이 생육특성에 기인한 결과가 나온 것으로 보인다. 돌단풍, 둥굴레, 각시원추리, 두메부추, 꿀풀의 경우 여름철 6~8월 콘크리트 온도에 비해 표면온도가 낮은 것으로 조사 되었으며 1년간의 생육상태가 양호하여 관리조방형 옥상녹 화에 적합한 것으로 판단된다. 그 중 섬백리향은 8월의 표면 온도가 33℃로 콘크리트 온도보다 6℃가량 낮게 조사되었 다. 이는 섬백리향이 포복형 식물이어서 피복률이 높아 온 도저감 효과가 다른 실험 식물에 비해 높은 것으로 보인다. 범부채는 5월~7월 표면온도가 33℃, 31.1℃, 30.8℃로 8개 의 초화류 중 가장 낮게 측정되었으며 , 또한 대조구인 콘크리트와의 여름철(6~8월) 최대 온도차는 7.7℃로 조사되었 다. 이는 범부채의 옥상 환경에서 생육상태가 좋고, 피복률 이 높아 평균 온도가 낮게 측정되어 열섬 완화 현상에 도움 이 되는 식물로 판단된다. 관리조방형 옥상녹화는 관수 및 시비 등의 관리요구도는 낮으나 바람이나 광요인 등의 환경 스트레스가 높아 척박한 환경에서 생육이 가능한 식물종을 선발하는 것이 중요하다. 본 연구에서 진행된 호평체육센터의 실험구 모니터링 결과 식재한 해국, 돌단풍, 둥굴레, 섬백리향, 각시원추리, 두메부 추, 꿀풀, 범부채의 생육상태가 양호하여 관리조방형 옥상 녹화에 적합한 식물이라 판단되며 대조구인 콘크리트 보다 표면 온도가 낮아 열섬저감 효과가 있는 것으로 사료된다. 또한 개화시기가 다른 초화류를 식재하여 계절별 피복률을 일정하게 유지하고 꿀풀, 해국, 범부채 등 키가 다른 초화류 를 혼합하여 식재하면 피복률이 높아지고 온도저감 효과가 높아져 열섬효과 완화에도 기여할 수 있을 것이라 판단된 다.

This study was conducted to investigate the influence of hydrophilic polymer (HP) mixture ratio (Control, 1.0%, 2.5%, 5.0%, and 10.0%) on growth of eggplant (Solanum melongena) for lower maintenance urban agriculture via green roofs. Although it was not statistically significant (p > 0.05), substrate temperature was decreased as hydrophilic polymer mixture ratio were increased. High substrate water content (95%) was found consistently in growing media under elevated hydrophilic polymer mixture ratio at over 5% during the entire growing period. Substrate electronic conductivity was increased as hydrophilic polymer mixture ratio were increased. Growth index was decreased as hydrophilic polymer mixture ratio was increased. It was reduced about 1/3 and 1/5 compared to that of Control in HP5.0 and HP10.0 treatment plants, respectively. Number of leaves, leaf length, and leaf width were decreased in following order: Control> HP1.0> HP2.5> HP5.0> HP10.0 treatments. There numbers were significantly lower in HP5.0 and HP10.0 treatment plants. Dry weight of shoot and root were decreased as hydrophilic polymer mixture ratio was increased. They were reduced by 1/4 compared to those of Control treatment plants. In addition, visual value was decreased as hydrophilic polymer mixture ratio was increased. Plants grown in HP1.0, HP2.5, and HP5.0 treatments all survived. However, plants grown in the HP10.0 treatment had the lowest survival rate (56%) after 3 months of growing. These results indicate that the advantage of adding hydrophilic polymer to green roof growing media may greater during dry periods. However, the proper mixture proportion of hydrophilic polymer should be determined according to different characteristics of growing media and plant species.

본 연구는 옥상녹화에서 무기질계 인공토와 유기질계 인공토가 초본인 돌나물과 목본인 순비기나무의 생육에 미치는 영향을 살펴 봄으로써 유기질계 인공토의 효용성을 제시하고자 한다. 연구기간 은 2013년 5월에서 10월로 약 5개월이며, 식물종은 초본류에 돌나 물을, 목본류에 순비기나무를 대상으로 무기질계 인공토(Inorganic substrate=perlite, IOS), 자연토(natural soil, NS), 유기질계 인공 토Ⅰ(organic substrate=artificial compost Ⅰ, OS1), 유기질계 인공토 Ⅱ(organic substrate=artificial compost Ⅱ, OS2)로 구 성하였다. 돌나물의 초장, 줄기수, 엽수, 상대엽록소함량비는 유기 질계 인공토 Ⅰ처리구(OS1)> 자연토 처리구(NS)> 무기질계 인 공토(IOS) 순으로 높았으며, 통계적인 차이가 뚜렷하였다. 생체중 과 건물중 또한 OS1, NS, IOS 처리구 순으로 생육결과와 비교적 유사한 경향을 보였다. 순비기나무는 수고, 경경, 엽장, 엽폭은 유기 질계 인공토 Ⅱ(OS2)> 자연토 처리구(NS)> 무기질계 인공토 (IOS) 순으로 유의적으로 높았으며, 특히 유기질계 인공토 Ⅱ 처리 구에서 단기간의 실험임에도 불구하고 그 차이가 뚜렷했다. 이에 옥상녹화의 식재지반에서 무기질계 인공토의 단용처리는 식물생 육에 부정적인 영향을 미칠 수 있으므로 식물생육을 위한 적정비율 의 유기질계 인공토의 활용이 요구된다.

Hydrophilic polymer is suitable as soil conditioners for green roofs that use rainwater, due to promotion of water retention capacity as well as enhancement of the water absorbing capacity. The objective of the present study was to investigate the effects of different levels of hydrophilic polymer concentrations (0, 0.1, 0.2, 0.4, 0.8% w/w) on the water holding capacity and growth response of 6 species in soils amended with hydrophilic polymer in 5 cm of soil thickness on green roofs. The results showed that the water holding capacity of the amended soil improved with increasing amount of applied polymer. The application of 0.8% w/w of the polymer increased the soil moisture by 87% compared to the control, and decreased slowly in green roofs during an arid period. The growth of Sedum spurium 'Dragon's blood' and Lampranthus spectabilis increased significantly and had greater than 60% relative coverage with higher hydrophilic polymer concentrations. However, Juniperus chinensis var. sargentii and Euonymus fortunei var. radicans had no significant differences upon change of hydrophilic polymer concentrations. In Carex kujuzana and Carex morrowii 'Aurea variegata', growth decreased with increase of hydrophilic polymer concentrations. 30 days after planting, Juniperus chinensis var. sargentii, Euonymus fortunei var. radicans, Carex kujuzana, and Carex morrowii 'Aurea variegata' died back due to lowest soil thickness (5 cm), but Sedum spurium 'Dragon's blood' and Lampranthus spectabilis had greater than 90% survival.

옥상녹화에 대한 연구들을 수집하여 분석 및 고찰함으로써 새로운 소재, 기법, 효과에 대한 검증, 주요 연구들의 경향을 제시하는 것을 목적으로 한 본 연구의 결과를 요약하면 다음과 같다. 수집된 자료는 총 69개의 국내외 옥상녹화 관련 연구들로서, 옥상녹화 공법적 측면의 연구보다는 옥상녹화의 효과에 대한 연구경향이 높았다. 옥상녹화의 공법적 측면에서는 식생은 자생종을 포함한 다양한 범위로 확대되고, 조합하여 매트나 패턴화하는 기법이 발전되었으며, 식생기반의 경우에는 폐자원을 활용한 신소재의 적용성 검증 또는 기존 인공토양과 혼합한 식생기반 개발 등이 이루어지고 있었다. 하부시스템에 대한 경향은 방수기능과 방근기능의 일체화를 통하여 시공성을 높이는 방향으로 진행되고 있었다. 옥상녹화 효과에 대한 연구들은 저감과 증진으로 구분할 수 있었는데, 저감의 측면에서는 열섬저감, 우수유출저감, 오염저감 등이, 증진의 측면에는 생물다양성, 인간의 이용, 제도적 기여, 친환경 계획적 기여 등이 있었다. 저감의 측면에서는 토심이 각각의 저감효과를 높이는데 중요한 변수로 작용하고 있으며, 미시적인 공간스케일에서 지역적인 공간스케일로 대상범위를 확장하면서 그 효과를 예측하는 경향이 두드러지게 나타나고 있었다. 증진의 측면에서는 목표종이 번식하는지를 실험하거나 조성된 지 100년이 넘은 사례지들에 대한 연구결과들이 새롭게 등장하고 있었다. 또한 국내 연구를 중심으로 생태적 주거단지나 친환경 건축물에서 옥상녹화를 계획적 요소로 활용하는 움직임이 활발함도 나타났다. 본 연구가 수집된 논문들의 연구주제와 내용 및 결과에 국한하여 분석을 진행하였고, 범위가 비교적 넓어 심도있게 분석의 결과들을 제시하지 못한 것이 한계로 지적될 수 있다. 그럼에도 국내외로 변화되고 있는 옥상녹화 연구경향을 일견하여 두드러지고 있는 특징들을 발견하고, 고찰해 본 것은 본 연구의 의미라고 할 수 있다. 향후 옥상녹화의 효과가 개별 건축물 단위에서 도시로 어떠한 파급을 주는지 실증하고, 독일의 경우에서처럼 연수가 오래된 옥상녹화의 변화상을 관찰하여 생물다양성에 어떻게 기여하는지 등은 지속적으로 연구되어야 할 과제일 것이다.