서 언

최근 삶의 질 향상에 따라 가치 중심의 생활을 추구하는 인 구가 증가하면서 자연이 가지는 경관 기능과 생태계 기능에 대한 다양한 접근이 방법이 시도되고 있다(Fisher et al. 2009). 자연자원으로 조성되는 경관은 생태적 상호작용이 일 어나는 장소일 뿐만 아니라 시각적 인식을 통한 인간의 의식 속에서는 사회․문화공간으로 작용하는 기능을 가진다(Lee and Oh 2010). 특히 도시경관녹화에 가장 넓은 면적을 차지하는 지피식물은 가로화단, 인공지반의 녹화, 도로변 식재, 경사면 의 토양유실방지 등 녹지보존의 기능으로만 주로 활용되어 맥 문동, 구절초, 수호초 등 몇 종의 식물로 넓은 면적에 획일적 으로 식재되고 있어 도시 미적 경관을 단조롭게 하는 요인이 되기도 한다(Kim and Lee 2009).

최근 다층구조 식재로 자연숲의 모습을 식재기법에 적용한 것으로 교목층과 아관목, 관목층, 초본층 등으로 조성하는 생 태적 식재개념을 설계에 반영하고 있는데, 서식환경에 따라 다양한 층의 식물군락을 조성하기 위해서는 이웃하는 식물군 락과의 연속적인 상호관계를 유지하기 위해서는 뚜렷한 기능 과 구조를 가지는 식재조합이 필요하게 된다(Kim and Lee 2006). 따라서 다층식재를 위한 지피식물이나 도시경관용으로 식재되는 초화류는 생장 특성과 사용목적 및 용도에 맞는 규 격, 형태, 그리고 품질 표준화 작업이 시급한데, 국내 조경기 준(MOLIT 2012)은 지피식물 및 초화류 기준은 ‘뿌리 발달이 좋고 가급적 주변 경관과 쉽게 조화될 수 있는 것’으로 명시되 는 등의 명확하지 않은 품질기준으로 인해 생산자와 시공자, 발주자의 주관적인 측면에 의존하고 있는 실정이다.

Dickson et al.(1960)은 일찍이 수목 형태에 의한 품질을 개 량화하여 품질지수(Quality Index, QI)를 산출하는 통합적인 접근방식을 적용하였고, 이후 수고, 흉고직경, 중량, 눈의 높이 와 길이, 색상, 2차 가지, 줄기와 잠아(Succulent shoots vs dormant buds), 침엽의 크기와 밀도, 이형성 등 형태적인 요소 로만 평가하는 형태평가 모델(Morphological Evaluation Model)이 제안되었다(Tompson 1985). 식물의 품질 평가는 생 리적․형태적 방법론으로 접근하고 있는데 생리적인 방법은 생 리적인 조건이 성장률에 강한 영향력을 미치지만 생리적 조건 을 구성하는 요소가 매우 많고 시간에 따라 빠르게 변화하며 시각적으로 측정할 수 없는 한계점을 가진다(Ritchie 1984).

이에 본 연구에서는 도심지에서 경관용으로 사용되는 초화 류의 식재 후 품질에 대한 정량적 평가를 위해 초화류의 관상 가치를 형태론적 방법론을 적용하여, 자생지 환경에서의 생장 특성을 기준으로 식물별 생장특성에 맞는 외형적인 형태적 요 소를 측정하고 이를 통합지수로 계량화하는 방법을 구안하기 위한 기초적 시험을 실시하였다.

연구방법

지피용 초본식물 생장형태 유형 구분

지피식물의 관상가치를 평가하기 위해서는 관상식물로서의 생장이나 관상 특성에 따른 분류가 필요하다. Numata(1975) 의 생육형에 따르면 직립으로 주축이 분명하게 자라는 직립형 (e, erect form)과 처음에는 로제트형이나 로제트상의 잎이 마 르고 직립으로 자라는 일시적 로제트형(pr, partial-rosette form)은 수직(Vertical)으로 자란다. 부채꼴의 형태(Fan)로 자 라는 유형으로는 방사상의 근출엽을 내고 꽃대에 잎이 없는 로제트형(r, rosette form)과 줄기가 하부에서 많은 가지가 갈 라져 자라는 분지형(b, branched form)이 있다. 처음에는 로 제트형이나 후에 로제트 상의 잎이 마르고 직립형으로 자라 자라는 일시적 로제트형(ps, pseudo-rosette form)과 분지형으 로 줄기가 많이 모여 자라는 총생형(t, tussock form)은 반구 (Dome)의 형태로 자라고, 줄기가 자라면서 지면을 피복하며 자라는 피복형(Creep)으로는 포복형(p, procumbent form)과 넌출형(l, liane form)이 포함된다.

본 연구에서는 지피용 초본식물 중 수직형, 부채형, 반구형 의 형태 특성을 가지는 식물 6종을 대상으로 자생지에서의 생 육형태를 기준으로 인위적인 환경에 식재 했을 때 각 생장 요 소별 차이를 분석하였다. 경관식물로 활용 가치가 있는 대상 식물 6종의 자생지 생육특성과 관상 요소는 Table 1과 같다.

일조환경 차이에 의한 초본식물의 생장 특성 분석

도심지 초본식물은 옥상과 같은 일사량이 높은 환경과 건물 차폐에 의해 형성되는 영구음지 환경 등 다층구조로 식재 되 어 있는 자연림과 비교해 일조환경의 큰 차이를 나타낸다. 경 관식재용 식물이 자생지환경과의 생장형태를 비교하기 위하 여 일조환경이 다른 시험구를 조성하고 각 환경에서의 생장을 측정하였다.

도심지 일반적인 일조환경 조건 설정은 아파트 조경공간을 대상으로 일조환경 유형을 조사한 선행연구를 참고하였는데, 건물에 의한 영구음지 지역을 제외하고 식재 가능한 지역 중 가장 낮은 일조유입 공간은 하루 2시간 이상 간헐적 일조가 유입되는 곳으로 이를 지속광 조건으로 환산하면 노지 대비 80~85% 차광율을 보였다(RDA 2017). 또한 건물과의 이격거 리가 10m 이상 되는 공간의 수목하부 식재공간의 차폐 범위 는 노지 대비 연간 총 20~50%의 차광범위를 확인하였다(Park et al. 2017).

본 연구는 도심지 다양한 일조환경에서 경관식재용 초화류 의 생장 특성을 노지조건과 비교 평가하기 위한 실험적 연구 로서, 건물에 의한 일조차폐 조건과 낙엽활엽교목 하부 차광 조건, 그리고 일사차폐가 없는 노지 조건 등 3가지 일조환경을 80%, 50%, 0%의 일조차폐 시험구를 설치하 시험을 실시하였 다. 전북 완주군에 위치한 국립원예특작과학원 야외포장에 내 차광률이 80%, 50%인 차광막을 설치하고 노지 포함 3개 시험 구 지면에서 0.35m 되는 지점의 일사계(Radiation FLA613-GS, Ahlborn)와 조도계(Illuminance FLA613-VL, Ahlborn)를 설치 하여 차광율을 모니터링하였다. 지피용 초본식물의 차광시험 은 생육기간인 4월부터 10월까지 실시하였는데 시험 1개월 전 에 식물을 24cm(L)×24cm(W)×20cm(H) 플랜터에 이식하여 순 화기간을 거친 후 시험구 내에 3반복 완전임의배치로 처리하 였다(Fig. 1).

차광에 의한 식물의 생장 변화를 분석하기 위하여 4월 처리 시작부터 2주 간격으로 식물의 초장, 초폭, 마디수, 엽수, 엽면 적 등의 생육조사를 실시하고, 식물별 차광처리에 의한 시계 열변화의 유의적 차이는 SPSS ver. 20 프로그램을 이용하여 Duncan의 다중범위검정(multiple rage test)을 5%의 유의수준 으로 검증하였다. 식물의 관상가치 중 색채 요소의 평가 방법 을 도출하기 위하여 무늬비비추, 휴케라 등 무늬 종 식물 2종 을 대상으로 월 1회 잎 무늬 색의 변화를 측정하였는데 Kim TY (2013)의 방법에 따라 컬러체커(ColorChecker, X-Rite Inc.) 를 시험식물과 함께 촬영한 후 12개의 색상샘플의 표준값과 측정된 값의 관계를 Photoshop CS프로그램을 이용하여 영상 자료를 보정하여 대상 식물의 색채와 가장 동일한 상태로 맞 춘 뒤, 엽색을 식물체의 3엽씩 9매를 선정하여 색채를 추출한 후 평균값을 Lab값을 도출하였다(Lee 2017).

경관식재용 초본류의 관상가치 평가

식물의 스트레스에 의한 장애는 식물체내의 생리적인 변화 부터 시작되지만 가시적인 생장의 변화가 나타나게 된 후 어 느 정도 시간까지는 식물자체의 내성인자에 의해 장애를 극복 할 수 있다. 가시적으로 나타나는 생장의 변화는 식물마다의 생장 패턴에 따라 다양한 형태로 나타나기 때문에 그 변화 특 성을 통합지표화하여 평가하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 초본식물의 형태생장을 하나의 통합평가 할 수 있는 방법론의 하나로, 식물을 하나의 mass 개념으로 가정하고 산출식을 도 출하기 위하여 기존에 널리 사용하고 있는 생장유형별 생육조 사 항목은 Table 2와 같다.

결과 및 고찰

지피용 초본류 차광처리에 따른 생장변화

수직형 지피식물

척박한 환경에서도 잘 자라고 5월말부터 지속적으로 개화 하는 특성으로 넓은 면적 지피식재로 활용도가 높은 가우라 (Gaura lindheimeri)는 최근 신화훼작물로 신규 신품종 보호 출원이 증가하고 있는 초본류이다(Suh 2016). 가우라는 바늘 꽃과에 속하는 다년초로 국내 자생하는 바늘꽃류와 유사한 형 태로 자란다. 양지성 식물로 높이가 50~80㎝에 달하고 가지가 가늘면서 단단해서 곧게 서서 자라며 6~9월에 백색 꽃이 개화 하는 특성(Lee 2003)을 가지는 가우라의 차광처리에 따른 생 장변화는 Fig. 2와 같다. 시험처리 1개월 후인 5월 15일부터 처리구별 초장차이가 두드러지게 나타났는데 22주 후 처리 종 료 시점인 9월 20일 가우라의 초장을 처리구별 비교해보면 무 처리구인 노지상태와 80% 차광처리구에서 초기에 비해 6.7배, 6.9배 신장하였고 50% 차광구에서는 4.3배 증가해 다른 처리 구에 비해 초장 생장은 낮았다. 초장과 함께 마디길이는 차광 처리별 유의적인 차이를 보이지는 않았지만 차광율이 증가할 수록 마디길이가 신장하여 80% 차광처리에 의해 가우라 마디 길이가 2.5배 증가하여 노지 환경의 초장신장과는 다른 광부 족에 의한 생장 특성을 나타냈다.

꽃범의꼬리(Physostegia virginiana)는 꿀풀과에 속하는 다 년초로 높이가 60~80cm에 달하고 줄기가 직립형으로 무더기 로 나오며 꽃은 7-8월에 분홍색, 보라색, 흰색으로 개화한다 (Jang 2011). 꽃범의꼬리를 차광처리에 따라 생장변화를 조사 한 결과 초장은 5월 15일부터 차광 80%처리구, 무처리구, 50% 처리구 순으로 85.8㎝, 45.7㎝, 34.7㎝ 유의적인 차이로 신장하여 식재 초기 대비 11.4배, 6.37배, 4.6배 증가하였다. 평균마디길이도 비슷한 양상으로 유의적인 차이를 나타냈는 데, 차광 80%처리구에서 7월 14일 이후 줄기가 도복이 될 정 도로 웃자라 시험이 완료된 9월 20일의 마디길이가 초기 대비 2.4배 가장 길게 생장하였다(Fig. 3).

부채형 지피식물

노루오줌(Astilbe rubra)은 범의귀과에 속하는 다년초로 산지 의 숲 아래나 습기와 물기가 많은 반음지성 식물이며, 키는 60 ㎝ 내외이고, 잎은 넓은 타원형으로 높이가 40~70㎝로 자라고 연한 분홍색의 꽃이 핀다(Lee 2003). 노루오줌의 차광처리에 의한 생장변화를 조사한 결과 노지상태인 무처리구에서는 시험 처리 10주 경과된 6월 15일까지 초장이 빠르게 자라다가 이후 일사에 의해 생육이 급격히 저하되었다. 차광처리구에서는 처 리 후 16주 경과된 8월 8일까지 초장이 지속적으로 신장하다가 이후 낙엽기에 들어가 생육이 저하되었는데 50% 차광처리 시 초장의 길이가 크게 생장하였다. 부채꼴 형태를 유지하기 위해 서는 엽장과 엽폭의 비율이 중요한데, 노루오줌은 50% 차광에 서 엽폭이 가장 넓게 자랐고 80% 차광구에서도 처리 10주 후부 터는 50% 차광처리와 유사한 결과를 보였다(Fig. 4).

붓꽃(Iris sanguinea)은 자생지에서는 높이 60cm 내외로 자 라고 잎은 너비 5~10mm로 5~6월에 자줏빛 꽃이 개화하는 특 성을 가지고 있으며 우리나라에 자생하는 붓꽃속(Iris) 식물에 는 각시붓꽃, 금붓꽃, 꽃창포, 타래붓꽃 등 10여 종이 있고 화 훼식물 중에는 범부채, 글라디올러스, 등심붓꽃 등이 붓꽃과 에 속한다(Jang 2011). 양지 혹은 반음지 식물에 속하는 붓꽃 의 차광처리에 따른 생장변화는 80% 차광조건에서 6월에서 8 월 사이에 초장은 급격하게 신장하여 60.2㎝까지 가장 많이 성장한 데 반해 50% 차광구와 노지에서 26.1㎝, 28.9㎝ 높이 까지 자랐으나 엽폭의 길이는 가장 넓게 생장하는 특성을 보 였다. 이는 반음지 야생화 대부분은 차광정도가 증가할수록 엽록소량이 증가하고 길이 생장을 하면서 수광 면적을 늘여가 는 연구 결과(Noh et al. 2004)에 따라 80%에서의 초장의 신 장은 일조부족에 의해 웃자람에 의한 결과라고 사료되었다 (Fig. 5).

반구형 지피식물

비비추의 잎무늬종인 비비추 ΄골든티아라΄(Hosta 'Golden Tiara')는 백합과에 속하는 반음지성 다년초로 잎이 모두 뿌리 에서 돋아 비스듬히 퍼져 생육형태가 반원형이며 꽃은 연보라 색으로 7~8월에 개화한다(Lee 2003).

차광처리에 따른 생장변화를 조사한 결과 초장은 시험처리 2개월 후인 6월 16일부터 차광처리구별 유의성을 보였다(Fig. 6). 시험초기인 4월 19일부터 5개월 후 초장의 길이는 차광 50%, 80% 처리구에서 2.6배, 2.3배 증가하였던 것에 비해 차 광 무처리구에서는 1.8배로 낮은 성장률을 나타냈다. 이는 비 비추, 수호초, 관중 등 음지 혹은 반음지 식물이 90% 차광처 리에 의해 엽폭, 엽장의 생육이 우수했던 연구(Kim and Lee 2009)와 유사한 결과를 보였다. 또한 무처리구의 월별 생장은 시험처리 1개월까지는 모든 처리구에서 비슷한 생장양상을 보 이다가 5월 15일 이후 2개월 동안 감소하였는데 6월~7월의 무 처리구는 강한 광선으로 잎이 위축되고 일소피해가 발생하여 초장이 감소한 것으로 판단된다. 비비추 ΄골든티아라΄의 가시 적인 차이를 알아보기 위하여 엽색변화를 분석한 결과 무처리 구 대비 차광 50%처리구 및 차광 80%처리구의 Lab값 차이가 각각 33, 43로 9월에 차이가 가장 많이 났다(Table 3). 차광 50%처리구는 b의 값이 –16으로 낮아 무처리구에 비해 무늬색 인 노란색 낮아졌고, 차광 80%처리구는 명도를 나타내는 L값, a값, b값이 모두 낮아 녹색에 가까운 잎무늬색을 나타냈다.

최근 다양한 색의 품종이 다수 유통되고 있는 휴케라는 범 의귀과에 속하는 북미원산의 음지성 다년초로 다채로운 색깔 과 모양을 가진 잎이 아름다워 해외에서 조경용 지피식물로 활용도가 높다(Jang 2011). 붉은색 무늬종인 휴케라 ΄업시디안 ΄(Heuchera ‘Obsidian’)을 차광처리에 따라 생장변화를 조사한 결과 초장의 경우 시험이 완료된 9월 20일에는 모든 처리구에 서 10.54~9.78㎝로 통계적 유의성은 없었지만, 차광 50%처리 구에서 초장이 가장 높았다. 초장의 생장을 시계열적으로 보 면 시험처리 1개월 후인 5월 15일부터 6월 16일 사이에 전월 대비 47.5%가 생장하여 생육이 가장 왕성했다.

시험이 완료된 9월 20일에 측정한 휴케라의 엽수도 마찬가 지로 모든 처리구에서 69.3~88.3장으로 차광정도에 따른 차이 는 없었고 반구형을 완성하지는 못했는데, 이는 유묘 식재 1년 차로 지속적인 생장단계에 있는 것으로 사료되었다(Fig. 7). 차광처리에 따른 휴케라 ΄업시디안΄의 가시적인 차이를 알아보 기 위하여 엽색변화를 분석한 결과 무처리구 대비 차광 50%처 리구 및 차광 80%처리구 모두 붉은색에서 녹색이 많아짐을 보 였고 Lab값에서도 노지상태인 무처리구 대비 L값은 21~22으 로 밝아지고 a값은 13~15, b값이 3~4 차이를 나타내 짙은 녹 색을 보였고 8월에 가장 많은 차이를 나타냈다(Table 4).

경관식재용 초본류 관상가치 평가

이상에서 6종의 식물을 대상으로, 자생지 최적 환경에서의 생장 형태와 비교해 일조부족 환경에서 생장유형별로 형태적 차이를 정량화하기 위하여 각 생장유형별 형태, 밀도, 색 등의 관상가치 산출식은 Table 5와 같다. 수직형으로 생장하는 유 형은 초장과 초폭의 비율을 유지하며 형태를 만들고 그 사이 마디길이 혹은 마디 수 등이 밀도를 유지해주는데, 일조가 강 한 환경에서는 초장과 초폭의 비율이 작아지고 일조가 부족한 환경에서는 초장과 초폭의 비율이 커지게 된다(Fig. 8). 그동 안 초본류의 생장은 일반적인 생육조사 항목으로 초장과 초폭 을 측정하여 변화를 서술하였으나, 관상가치 측면에서 수직형 식물은 고유의 초장과 초폭의 비율을 유지하는지 여부가 형태 를 평가하는 기준으로 활용하는 것이 용이하다고 사료된다.

다년생 지피용 초화류 중 부채형으로 생장하는 유형은 초기 에는 각 분얼에서 발생된 신초가 수직형으로 생장하다가 초장 과 함께 엽면적이 증가하면서 잎 또는 잎줄기가 식물마다 일 정 각도를 유지하며 부채꼴의 형태를 만들고 이 때 분얼에서 나오는 잎 또는 잎줄기의 수가 밀도 즉 녹시량을 표현하여 식 물체 전체의 관상성을 나타낸다. 반구형은 식물마다 고유의 반구형 비율을 유지하면서 초장과 초폭이 생장하고 엽수와 엽 면적 크기가 밀도를 표현하여 반구의 부피감을 나타낸다. 일 조가 강한 환경에서 반구형 식물은 초장과 초폭이 같은 비율 로 생장하였으나 엽면적이 밀생하여 전체적으로 작은 반구의 형태를 나타냈고, 일조 부족 환경에서는 초장은 작게 자라고 엽면적이 넓어짐에 따라 초폭도 증가하여 직경이 넓은 반구의 형태로, 고유의 반구 형태와는 차이가 나는 결과를 나타냈다.

식물의 엽색은 엽록소의 양을 유추하는 지표가 되기도 해서 녹색파장의 흡수로 엽록소 양을 환산해서 사용하기도 하는데, 본 연구에서는 건강한 상태의 엽색과 현재 상태의 잎색 과의 차이를 3차원의 color space에서 각 점의 거리를 계산하여 잎 색을 평가하였는데 엽색이 녹색이 아닌 유색종일 경우 무늬 면적에 대한 고려가 포함되지 않아 추가적인 연구가 필요한 한계점을 가진다.

산출한 평가식을 적용하여 일사차폐에 의한 초본 식물의 관 상가치를 평가해본 결과 가우라는 50% 차광에서 초장은 작고 마디수에는 차이가 없다는 결과를 확인하였는데 본 산출 식에 적용해보면 50% 차광조건에서 2.53점으로 가장 높고 노지상 태에서는 2.18점으로 가장 낮은 점수가 산출되었다. 꽃범의꼬 리는 50%, 80% 차광에 가시적인 차이는 나타났으나 생육측정 결과로는 큰 차이가 없는 것으로 분석되었는데, 통합지표를 통해서는 50% 차광이 2.00점이었고 80% 차광에 의해 1.62점 으로 뚜렷한 차이를 산출할 수 있었다. 이외 식물들은 측정결 과와 같은 양상을 보였으나 본 통합평가식을 활용하여 정량화 된 차이를 도출할 수 있었다(Table 6).