옥상정원의 수목식재와 근계(번역)
※ 자료출처 : 최신 수목근계설
[수목근계도설]13.2.2_옥상정원의 수목이식과 근계.pdf
번역:
13.2.2 옥상조경의 수목식재와 근계(번역).hwp
13.2.2 옥상정원의 수목식재와 근계
옥상, 베란다, 실내 등 구조물 지하가 폐쇄된 공간에 식물을 재배하기 위해서는 구조물의 구조, 식물의 건전도, 정원의 유지관리, 특히 수분에 문제가 있다. 사진 3-11-2는 일생빌딩 정원이다.
구조물내 녹화법에는 여러 종류가 있는데, 작은 화분에서 직경 몇m 되는 큰 것, 또한 몇10㎡에 이르는 넓은 범위에 식재하는 것 등이 있다. 작은 화분정도는 문제가 아니지만, 대규모의 것이 된다면 건축물의 구조에 있어서도 고려해야할 점이 많다. 그림 13-1, 사진 13-11-1은 교토 시부야구 미야시타공원의 옥상조경의 구조 사례이다. 구조물내의 근계는 구조물 벽면을 따라서 발달한다. 세근은 바닥과 측면의 벽면에 길게 붙은 형태인데, 벽면과 토양 사이로 침투하는 수분을 흡수한다. 또한, 세근의 속박력(얽어 맴)으로 나무를 지지하다. 사진13-12-1·2·3은 브라질 쌍파울로시의 구 빠네스빠은행, 현 상파울로시청의 옥상정원이다. 약 500종의 열대식물이 식재되어 있다. 1939년 완공되었는데, 초기부터 옥상정원이 설계되어 있다.
옥상정원 등 구조물 위에 수목을 식재하는 경우, 구조물의 지지력, 구조물의 균열에 의한 누수, 수목 뿌리에 의한 구조물의 파손, 바람에 의한 도복 등을 고려한다.
(1) 나무의 무게
옥상정원의 무게에는 나무의 무게, 토양의 무게, 구조소재의 무게 등이 있다.
나무 무게의 계산은 몇 종류의 수식이 있는데, 식재수목의 흉고단면적을 이용하는 1차식이 간단하게 계산되고, 정확도도 비교적 높기 때문에 이를 인용한다. 8장의 흉고직경을 설명변수로 하는 식(690쪽 표8-17)도 사용된다. 이러한 식은 수목의 무게에서 건조량을 표현한 것이다. 표13-2는 수목전체의 건조중량과 흉고단면적의 관계를 표시한 일차식이다. 인공지반위에 수목을 식재하는 경우에는 생체무게를 알 필요가 있다. 건조중량에서 생중량을 구하는 함수계수는 잎, 가지, 뿌리 등 수목의 각부분마다 다르지만, 전체 함수계수는 표 13-3과 같다. 그 값은 수종에 따라 다르다. 지금 흉고직경 20cm의 삼나무의 생체중량을 계산하면, 표13-2, 표13-3에서 아래와 같다.
전체 무게(생중) y= {-48670 + 629.8903(πD2/40} x 2.4594
그 결과 삼나무는 367kg, 느티나무는 439kg이다. 각 수종의 부분중량 추정식은 4장 339쪽 표 4-14참조.
그 전체에서 차지하는 각부분 무게(건량)의 비율은 생장상태에 따라 다르지만, 흉고단면적 500㎠정도(장 메모: 계산해보면 B25에 해당함)의 수목을 계산하면 표13-4와 같다.
(2) 토양의 무게
옥상정원에서 무게를 차지하는 것은 토양이 있다. 토양의 무게는 구조물의 지지력에 관계된다. 옥상정원에 사용하는 토양은 가벼운 것이 좋지만, 경량소재에는 보수력과 보비력의 문제가 있다. 관동롬(loam)(장 메모: 관동지방의 퇴적층 흙)을 이용한 경우, 그 이학성의 분석값과 토양 1㎥의 무게를 계산하면 표13-5와 같다.
표층 A층의 화산암토양의 비중은 2.34, 심토의 광물질이 많은 토양은 2.60이다. 채취시 용적조성은 표와 같이 세토가 23.5%, 뿌리가 0.5%, 수분이 39.1%, 공기가 36.9%이고, 이때 pF값은 2.0이었다. B · C층의 심토에서는 표와 같이 공기의 비율이 A층보다 적고 수분의 비율은 증가했다.
이 토양 1㎥당 무게는 A층의 토양에는 세토가 550kg, 채취시에 수분량은 391kg, 최대용량시는 608kg이고, 채취시 pF값은 2인 경우는 941kg이었지만, 최대용수량시에는 1,158kg이었다. 마찬가지로 B층의 토양은 1,174kg과 1,273kg, C층의 토양은 1,325kg과 1,369kg이었다. 토양은 수분을 포함하여 무겁고, 최대용수량 때 최대하중이 된다. 이러한 점에서 비중이 무거운 흙을 반입한 경우, 최대로 물을 포함한 경우를 계산하면, 그의 무게는 표와 같이 1.3t~1.4t이 된다.(장 메모: 우리나라는 1.8ton을 적용함) 이것과 나무의 무게를 더한 것이 옥상정원의 하중이 된다. 최근에는 경량의 인공토양을 사용하고 있다. 깊이 60cm에서 양질의 인공토양을 사용할 경우, 1㎡당 하중은 705kg(마에다, 1998, 표13-6)이다.
(3) 토양수분
옥상정원위의 강수는 바닥에 모이기 때문에, 강수가 많은 바닥의 토양은 과습해지기 쉽다. 우리나라(일본)의 연강수량은 평균 1,500mm정도이고, 증산량은 500mm정도이다. 잉여수분이 많고, 배수가 잘되지 않는 폐쇄된 토양에서는 과습상태가 된다. 수분이 투과하지 않도록 비닐로 폐쇄된 큰 사각형통에 삼나무를 식재하고, 토양의 깊이와 묘목의 생장과의 관계를 보았는데, 토양의 두께가 30cm정도의 얕은 구에서는 과습 때문에 뿌리부패가 생겨 고사했다. 잎의 증산이 약해진 가을에 피해가 뚜렷해졌다. 토양층이 얕은 구에서는 건습의 차가 크고, 여름과 강수량이 적은 시기에는 토양이 매우 건조하고, pF값은 3.0이상이 되었다.
근계의 생장과 기능은 건조보다 과습에서 더 저해되기 쉽다. 건강한 근계의 발달과 호흡작용에는 충분한 공기가 필요한데, 채취시에 수분량은 pF값 1.5~2.0정도, 공기의 용적비는 20~30%정도가 필요하다. 객토는 점토가 많은 식질토양은 피하고, 통기성과 보수력이 좋고, 화학성이 양호한 양토의 이용을 생각할 수 있다. 또한 배수관과 배수구의 설치가 필요하다. 한편, 누수방지에도 충분히 주의를 해야 한다.
옥상녹화에 문제되는 것은 여름철 건조이다. 증산이 많은 여름철에 토양의 pF값은 3이상이 된다. 토쿄 시부야구 미야시타공원의 옥상정원의 측정 사례에서는, 비가 온 뒤 며칠의 토양 pF값은 2.5정도이고, 맑은 날이 계속되면 자주 3.5이상이 되었다.
옥상정원에서 식생의 생장이 나쁜 원인은, 앞에 기술한 과습의 경우와 건조의 경우가 있는데, 배수가 좋은 곳에서 건조한 경우가 많다. 이 때문에 관수설치가 필요하다. 표층토양의 pF값이 항상 2.5이하가 되도록 한다든가, 관수한 수분이 토양중에 균등하게 분포하게 성토의 투수성과 관수방법에 주의할 필요가 있다. 토양이 건조하면, 뿌리에서 흡수하는 수분이 부족하게 되고, 토양중의 미생물과 소동물의 번식, 생육도 저해된다. 토양의 생산력이 저하된다.
(4) 나무의 수분
낮의 증산량이 커지면 근계의 흡수량이 부족하기 때문에, 지상부에서 수분표텐셜은 감소한다. 야간에는 다시 증가한다. 이러한 경향은 입지조건, 특히 토양속의 수분조건에 따라 다르다. 증산량이 큰 옥상정원과 가로수 식재토양에서는 일반 수림지에 비해서 낮동안의 감소가 현저하다. 녹나무를 8월에 측정한 결과는 그림13-2(히구치, 1977)에서처럼 밤은 각각 0~-0.1Pa이었고, 14시에 인공지반과 가로수는 -0.9MPa이 되고, 일반 수림지는 -0.6MPa정도로 0.3MPa의 차이를 보였다. 느티나무가 있는 인공지반위(미야시타공원)와 가로수와 수림공원내의 수분포텐셜이 평상시로 회복하는 밤시간에 측정한 결과는, 인공지반이 -0.75MPa, 가로수는 -0.5MPa, 공원내는 -0.4MPa이며, 인공지반위에서는 야간에도 나무자체의 수분포텐셜은 회복되지 않고, 건조상태이다. 이것은 인공지반에서는 토양의 건조가 현저하며, 근계생장이 제한되어 있기 때문에, 근계의 흡수가 충분하지 않다.
(5) 객토의 두께
수목의 수고생장은 유효토층의 두께와 관계가 있다. 코시미즈(1985)가 옥상정원에 식재한 수목에 대해서 토양의 두께와 수고의 관계를 조사했다 (그림13-3-1). 수고의 분산은 크지만, 토양이 두꺼워질수록 수고가 높아지는 경향이 파악되었다. 이것을 생장에 따라서 A. B. C로 3구분하여 계산하면 그림 13-3-2와 같다. 토양이 두꺼우면 수목의 생장은 좋지만, 옥상에서는 하중에 제한이 있으므로 얕은 것이 바람직하다. 앞서 기술한 교토 시부야구 미야시타공원의 예에서도 두께가 1m정도이다. 두께는 식생과 사용하는 토양에 따라 다르다. 일반 개량토양에 잔디는 15cm, 저목(관목)은 30cm, 중목(수고2~3m)은 60cm이다(마에다 1998). 다카시(1972)은 인공지반위에 녹지형성의 기초연구로 해바라기와 삼나무를 사용하여, 본수밀도와 토양의 깊이를 바꾸며 지상부, 지하부의 생장을 관찰하였다. 토양의 깊이와 본수밀도와 각부분의 생장사이에 상관관계가 있음을 밝혔다.
토양의 두께를 얕게 하면 수분과 온도의 심한 변화와 무기염류의 부족 등 토양환경의 악화로 수세가 나빠진다. 현재 각종 수목의 근량분포를 보면, 일반 수림지에서는 표층에서 약30cm 사이에 전체 근계표면적의 60~70%가, 60cm에서 80~90%가 분포했다. 근계의 흡수효율은 공기와 양분이 풍부한 표층토양이 심부보기 높기 때문에, 실제 흡수작용은 이 비율보다도 높아 근계 흡수량의 80%를 차지하는 깊이는 50cm정도로 생각할 수 있다 (표13-7).
이 두께는 소경목에서는 얕게 되고, 대경목에서는 두꺼워지는 경향이 있지만, 대경목에서도 근계표면적의 비율이 그만큼 아래로 증가하진 않는다. 수종에 따라서도 다소 차이가 있으며, 천근성의 낙엽송과 편백은 약간 얕아, 깊이 40cm정도에서 전체 근계표면적의 80%정도가 된다. 관목(저목), 초화류에서 이 두께는 더 얇게 된다. 근계의 흡수면은 일반 수림지에서는 유효토층의 두께가 50cm정도이지만, 근계의 기능에는 물, 온도, 공기 등 토양환경의 안정이 필요한 데, 성토두께가 얕은 경우에는 유효토층내 토양수분의 변동이 커지고, 건조와 습윤이 자주 반복되며, 이 때문에 수세가 나빠지게 된다. 또한 온도에서도 마찬가지로, 토양이 적으면 겨울철에 현저하게 건조하고, 여름철 고온이 된다. 폐쇄되지 않은 일반 수림지의 토양은 이러한 환경의 변화가 적고, 근계도 완화된 환경조건 속에서 생활하고 있기 때문에, 다소 건조한 계절에서도 수목은 건전하게 생육을 하지만, 토양의 환경변화가 큰 곳에서는 수목 근계의 활력은 저하된다. 유효토층은 식재의 목적, 위치, 환경, 식재식물의 생활계와 내건성 등의 생리특성에 따라 다르다. 특히 식재목의 크기는 유효토층의 두께에 관계한다. 기반의 강도가 작은 옥상의 녹화에서, 초목과 관목(저목)의 식생을 만들고, 시비와 관수로 생육을 관리한다면, 토양은 얇아도 좋지만, 광장과 도시, 건축공간에 대경목을 식재할 때는 수목의 크기에 맞는 깊이와 토양이 필요하다. 식재하는 토층의 두께는 식재목의 생육과 함께 도복 등 물리적인 피해도 관련이 있다.
식재 사례를 종합하면, 인공지반위에 식재하는 경우, 식생의 건전한 생장이 기대되는 유효토층의 두께는 흉고직경 5cm이하의 수목에서는 토층의 두께가 50cm, 5~10cm에서는 70cm, 10~20cm에서는 100cm, 20~30cm에서는 150cm, 초목식재에서는 30cm, 소관목(소저목)에서는 40cm이다. 전체적으로 토양이 너무 적다면 앞에서 기술한 것처럼, 토양속 환경이 크게 변화하기 때문에 수목의 고사를 초래하게 된다.
식재면적이 작은 경우에서는 토층을 두껍게 할 필요가 있다. 수목의 생육과 객토면적과 그 두께사이에서는 상대적인 관계가 있고, 객토면적이 작아지면 같은 두께일지라도 면적당 수목의 생산량은 감소한다. 일반토양에서는 이러한 영향이 적지만, 폐쇄된 옥상 같은 곳에서는 고려할 필요가 있다. 일반 수목의 식재에서 면적효과(5장 440쪽 참조)를 고려할 필요가 있는 것은 20㎡이하의 좁은 옥상정원으로, 10~20㎡에서는 10%, 10㎡이하에서는 20%정도 토양의 두께를 증가시킬 필요가 있다.
(표13-7) 양 · 수분의 흡수를 하는 근계표면적의 깊이별 분포
(삼나무·소나무·은행나무는 심근형근계, 편백·낙엽송·느티나무는 천근형 근계)
|
수종 |
삼나무 |
편백 |
소나무 |
낙엽송 |
은행나무 |
느티나무 | |
|
흉고단면적㎠ |
439 |
427 |
361 |
506 |
500 |
480 | |
|
흉고직경㎝ |
23.6 |
23.3 |
21.4 |
25.4 |
25.2 |
24.7 | |
|
근원직경㎝ |
28 |
28 |
25 |
30 |
30 |
30 | |
|
깊이 |
0~15cm |
38.0 |
47.0 |
37.7 |
48.1 |
35.0 |
45.1 |
|
15~30cm |
21.1 |
21.8 |
19.2 |
25.0 |
17.5 |
25.2 | |
|
30~60cm |
22.9 |
19.9 |
21.7 |
20.5 |
21.7 |
24.0 | |
|
60~90cm |
12.6 |
8.6 |
10.8 |
5.2 |
18.0 |
5.0 | |
|
90~120cm |
5.4 |
2.7 |
4.7 |
1.2 |
6.3 |
0.7 | |
|
120cm이상 |
- |
- |
5.9 |
- |
1.5 |
- | |
|
합계 |
100 |
100 |
100 |
100 |
100 |
100 | |
(6) 옥상정원의 근계
① 도쿄도니시도쿄시(타치바나씨 댁)의 사례
○ 식생과 근계분포
두께 30cm의 경량 인공토양에 조성된 옥상정원(조성후 10년)의 근계분포를 조사했다(사진 13-13-1~4). 식생은 때죽나무, 무궁화, 가시나무, 동백나무, 진달래류이다. 식생과 근계의 형태는 그림 13-4, 근계의 분포는 그림 13-5와 같다.
근계는 우선 표층에 많지만, 점차 깊은 부분(심부)에도 많아지고, 이윽고 각층의 뿌리 밀도가 증가한다. 심부에 뻗은 뿌리는 나무주변에 집중 분포한다. 구조물과 접촉하는 부분은 통기가 좋고, 수분의 공급도 커서 세근이 집중 분포한다. 근계분포는 표층과 심부에 많고, 중간의 토층에는 적은 형태가 된다. 따라서 근주를 들어 뿌리를 뽑으면, 얽힌 뿌리가 판형태로 들린다. 이 조사지에서 30cm x 30cm의 조사구에 중경근(직경 5~10mm)이하의 근량을 깊이별로 측정하면, 그림13-6과 같이 세근은 표층과 하층에 많은 경향을 보인다. 사진 13-14는 정원의 바닥에 깐 요철있는 플라스틱 매트의 오목한 부분에 집중 분포하는 세근이다. 이 오목한 부분에 수분과 염류가 많기 때문이라고 생각된다. 옥상정원의 근계는 일반적으로 분기와 굴곡이 두드러진다. 수직근은 휘어서(굴곡) 횡으로 신장한다. 또한, 많은 측근이 나뉘어서(분기), 평반상태(평평한 판같은 상태)가 된다. 사진 13-15은 평반상태의 가시나무 근계의 바닥이다.
(사진13-13-3) 경계석에 접하여 판형태로 발달한 근계
(사진13-13-4) 인공토양을 사용한 옥상정원의 근계 - 표층, 경계석 주위와 바닥에 분포가 많다.
(사진13-14) 옥상정원 바닥의 요철부분에 집중하여 발달한 세근
오목한 부분은 수분조건이 좋기 때문이라고 생각한다.
○ 옥상정원의 현존량과 이산화탄소고정량
상기 옥상정원의 현존량은 표13-8과 같다. 정원의 면적과 흙의 두께는 1.8m x 3.6m x 0.3m이고, 토양의 체적은 1.9㎥이고, 현존량의 합계는 약 50kg이다. ha당 77t이 된다. 삼나무 10년생 임분(수림)의 현존량이 32ton 정도가 되는데, 이에 비하면 정원의 현존량은 크다 (표13-8). 옥상정원의 이산화탄소고정량은 126t이고, 10년생 삼나무림의 고정량 53t의 2배이상이었다 (표13-9). 그러나, 옥상정원은 면적과 토양의 두께가 제약이 있기 때문에, 생육도 한정된다 (사진13-15). 산림지 토양에 비해서 생산성이 낮다. 표13-8에서 흥미로운 점은 전체 현존량 가운데 근량이 차지하는 비율이 32%로 크다는 것이다. 유령림에서 27%정도이기 때문에 이에 비해서 상당히 크다. 특히 세근, 소경근의 비율이 많다. 그것은 건조에 대한 적응이라고 생각한다.
(사진13-15) 두께 30cm의 경량토양에 식재한 가시나무의 근계
○ 근계강도
상기 옥상정원의 수목에 대해 뿌리 인장시험을 하였다. 근원직경과 근계강도의 관계는 그림 13-7과 같이 근원직경과 근계강도 사이에 제곱식의 관계가 있다. 제일 큰 때죽나무의 근주를 당기면, 토양과 근계가 반상태(판모양의 상태)가 되었다. 최대인장은 1.2ton이었다 (사진13-16). 옥상정원의 근계는 세근이 구조물의 벽면에 흡착하는 형태로 붙어 있으며, 또한 인접목과 근계가 교착(서로 엇갈림)하고 있기 때문에, 일반 수림지에서 자란 수목보다도 근계강도가 크다. 그러나 경량토양이기 때문에 토양을 포함하는 반상태로 들리고, 도복할 위험성이 있다. 수림지 수목의 근계강도는 3장295항 표 3-38참조.
(사진13-16-1) 근주를 당기면 근계가 판형태로 들려올라 온다
② 도쿄도 키타구 아카바네의 사례
○ 식생과 토양
옥상정원의 면적은 약 7㎡, 토양의 두께는 30cm, 토양은 관동롬(loam)의 하층토, 식생은 왕벚나무 · 力エデ · 동백나무 · 남천 · 매화나무 등이다. 조성후 30년을 경과했다. 큰 왕벚나무의 근원직경은 15cm, 수고 5m에 달한다.
○ 근계
사진 13-17은 경계 콘크리트벽 근처에 식재된 왕벚나무의 근계이다. 세근과 소경근의 분기가 두드러진다. 대경근은 주위 벽면을 따라서(접하여) 발달한다. 콘크리트벽에 붙은 세근은 수분흡수와 나무의 지지작용에 관계하고 있다 (사진 13-18). 정원의 바닥에서는 뿌리의 갱신이 반복된다. 소경근(직경 2~5mm)의 표피는 요철이 많다. 수분이 많은 곳에서는 흰뿌리가 보인다 (사진13-19,20). 바닥에서는 뿌리의 수피가 흑갈색이 되고, 세근은 잘게 분기한다. 근단은 미립태(쌀 알갱이 같은 모양)로 두껍다. 근계가 접촉한 곳은 목부가 두꺼워진 상태이다 (사진 13-21). 옥상정원의 근계는, 구조물을 뚫고 들어가서(관입해서) 작은 틈새에도 침입하여 수분흡수와 각종형태로 근계강도를 높이는 역할을 하고 있다 (사진13-22).
(사진13-17) 옥상정원의 왕벚나무 근계
두께가 60cm의 관동롬 조성후 30년, 분기가 많다
(사진13-18) 콘크리트벽에 붙은 세근
표피가 검은색인 것도 생존하고 있다. 조그마한 틈에도 세근이 침입한다. 콘크리트 표면이 뿌리가 배출하는 물질로 산화된다.
(사진13-19) 옥상정원의 エドヒガン의 세근
심부(바닥)의 소,중경근의 생장은 불량. 오래된 근에서 근이 발생한다. (토양은 관동롬의 B층)
(사진13-20) 옥상정원의 왕벚나무 세근
세근의 분기가 덤성덤성하다. 세근생장 불량 (관동롬, 조성후 15년)
(사진13-21) 옥상정원의 바닥에 생장한 왕벚나무의 근계
수피는 흑색, 생장불량, 구조물에 돌기부분이 있으면 근의 비대생장에 수반하여 홈과 마디가 있다.
(사진13-22) 옥상정원의 왕벚나무 근계
세근의 분기가 덤성덤성하다. 콘크리트 구조물의 틈새를 뚫고 들어간다(관입한다) (조성후 15년)
③ 도쿄도 메구로구 히몬야의 사례
○ 식생과 토양
옥상정원의 면적은 36㎡, 토양의 두께는 45cm, 펄라이트를 주로 한 인공토양, 조성후 7년. 느티나무 · 목련 · 후피향나무 · 미국산딸나무, 하층은 일본철쭉의 식재, 느티나무는 근원직경이 20cm (사진13-23).
○ 근계
느티나무의 근계는 중경근(직경 5~10mm)이 밧줄모양이고, 정원의 울타리 모서리부분에 접하여 발달해 있다. 긴 것은 7m에 달한다. 소경근(직경 2~5mm)과 세근(직경 2mm이하)의 분기가 많고, 세근은 잘게 분기해서 토양을 감싸서 작은 덩어리형태(소괴상)가 된다 (사진13-24). 세근은 표층에 많다. 하층에는 매트속에 발달한다 (사진13-25). 옥상정원에는 표층토양을 건조시키기 때문에, 세근은 수분이 많은 하층에 집중 분포한다. 하층토양의 보수력을 높이는 것은 정원의 건전성을 높이게 된다. 사진13-26은 대자철쭉의 근계이다. 세근은 분기가 잘고, 근계가 덩어리형태(괴상)가 된다. 세근의 분기는 인공토양의 보수력과 관계가 있다. 건조한 조건에서는 세근이 잘게 분기한다. 그림 13-8은 근계의 수평분포, 느티나무(그림13-9)와 일본철쭉(그림13-10)의 근계분포를 표시한다. 토양층이 얕은 옥상정원에서는 식재수목의 도복 위험성이 있어 지하지주가 사용된다. 뿌리의 생장 때문에 와이어나 고정기구가 매몰되는 것이 보인다 (사진13-27,29).
(사진13-24) 옥상정원 느티나무의 근계
하층부에도 세근이 많다 (식재후 7년)
(사진13-25) 옥상정원 바닥의 매트에 집중 분포하는 느티나무의 근계 (조성후 7년)
(그림13-6) 옥사정원 근계의 수평분포
(사진13-27) 옥상정원의 느티나무 근계
지표부에 큰 측근이 발달, 조성후 7년
④ 바크퇴비등 유기물재료와 세근
도시내 녹화와 옥상정원에 바크퇴비 등 유기물소재의 인공토양을 사용하는 대형 포트의 것이나, 옥상정원과 같이 폐쇄된 토양에서의 근계는 구조물의 벽면에 붙어서(접하여) 발달하기 때문에, 근밀도는 벽면이나 바닥이 높아진다. 세근은 바닥에 항상 적윤한 토양에서는 근단이 길어지지만, 건조한 유기질토양에서는 근단이 짧은 미립태(쌀 알갱이 같은 모양)가 된다. 사진 13-30은 건조한 유기질비료에서 느티나무 세근의 상태이다. 균근이 발달한다.
(사진13-30) 바크퇴비를 주로 한 인공토양에서 발달한 느티나무의 세근
균근이 발달하고 근단의 분기가 많다.
(7) 폐쇄토양에서 식재수목의 선택
옥상정원의 조사사례에서도 알 수 있듯이, 옥산정원과 같은 폐쇄된 토양환경에서는 이화학성의 변동이 크고, 근계분포도 일반 수림지와 다르다. 특히 여름철의 고온건조는 식재목의 건전성에 매우 관계가 깊다. 생리적으로는 내건성의 식물이 선택된다. 근계의 형태와 분기특성 등도 이것과 관계가 있다.
근계의 형태와 분포특성은 수종에 따라 다르다. 수직분포에 따라 천근형, 심근형 등으로 구분된다. 또한 뚜렷이 발달하는 근계 부분에 따라, 수직근형 (근주의 바로 아래로 말뚝 모양의 뿌리가 발달한 것), 경사근형 (근주 주위에 분기하는 경사근의 특징이 있는 것)으로 나뉘고, 다른 분기성에 따라 소방형(촘촘하지 않은 형태), 다기형 등으로 나눈다 (9장 718쪽 참조). 예주(1957)는 이러한 근계 특성을 유형적으로 파악하기 위해서, 성목의 근주 가까이에 도달한 트렌치 단면의 근계분포를 조사해서, 각 수종에 대해서 상세하게 기록을 하였다.
세근과 태근(잔뿌리와 큰뿌리)의 깊이에 의한 분포변화, 각 토층에 뿌리가 나타나는 빈도, 세근의 양, 큰뿌리의 크기, 최대깊이 등에 주목하고 근계의 성질을 유형화했다.
인공지반은 구조물위에서 토양의 두께가 얕기 때문에, 천근형 · 다기형의 수종이 바람직하다. 그러나, 심근형 수종도 얕은 토양에 적응해서 생육할 수 있으므로 심각하게 생각할 필요는 없다. 확실히 중앙형의 수종보다 분산형의 것이 생육 · 지지력 등에서 이점이 있다. 동백나무 · 푸조나무 등은 이런 위치에 심기에 적합하며, 소나무 · 전나무 · 삼나무 같은 심근형수종은 적합하지 않다. 또한 앞에서 기술한 것처럼 토양수분의 변화가 현저하기 때문에 내건성이 크고, 수분 적응성의 폭이 넓은 수종을 선택해라.
13.2.3 객토의 두께와 근계
불량토양과 콘크리트의 인공지반위에 수목을 재배하는 경우, 객토하고 식재하는 것을 생각할 수 있다. 공사비에서는 객토량을 적게 하는 편이 좋지만, 수목의 생장과 근계의 지지력에서는 충분한 두께가 필요하다 (옥상정원의 토양 깊이에 대해서는 옥상정원의 객토 두께를 참조).
수목의 건전한 생육에 필요한 객토의 두께는, 식재하는 식물과 목적에 따라 다르다. 여기에서는 산림지의 근계 수직분포에서, 수목의 양호한 생육을 기대할 수 있는 객토의 두께에 대해 생각한다 (839쪽 참조).
일반 산림지에서 근계표면적의 토양분포는 표층에서 30cm내에 전체 근계표면적의 57~ 73%가, 60cm에는 79~84%가 분포한다. 근계의 흡수능률은 공기와 양분이 풍부한 토양의 표층부에서 높기 때문에, 실제 흡수작용의 비율이 높을 것으로 예상된다. 근계 호흡작용의 80%를 차지하는 깊이는, 수종에 따라 상이하지만 50cm정도이다. 그 두께는 소경목(작은 나무)은 얕게 되고, 대경목(큰 나무)은 두껍게 되는 경향은 있지만, 대경목에서 근계의 토양선택분포에 따라, 근계표면적의 비율이 그만큼 하층에서 많아지진 않는다. 또한 수종에 따라 다소 차이가 있고, 천근성의 낙엽송과 편백은 매우 얕아서 40cm정도에서 전체 근계표면적의 80%를 정도된다. 흡수면에서는 40~50cm의 객토가 큰 효과가 있다.
해안 모래땅과 매립지 · 조성지에서는 입지조건이 나쁘기 때문에 수목의 식재가 곤란해서, 객토하고 수목을 식재하는 것을 생각할 수 있다. 예주 등의 쇼난해안모래땅(가나가와현 소방과, 1969 · 1970 · 1971)에서 해송의 객토시험에서는, 그림 13-11과 같이 객토구는 모래땅에 비해서, 또한 객토가 두꺼워질수록 생장이 양호하였다. 이 객토의 두께는 수목의 크기에 따라 다르고, 묘목의 높이가 30cm에서는 객토의 두께가 10cm에서 잘 자랐지만, 50cm는 30cm가 되었다. 1m는 35cm에서 생장이 일정하게 되고, 그이상의 두께가 되어도 생장량은 증가하지 않았다.
*해안매립지의 객토에 대해서는 6장 471쪽 참조.
이러한 결과 및 근계분포에서 추정하면, 일반 교목(고목)을 식재할 경우, 경제적인 객토의 두께는 50~100cm, 관목(저목)류 30~40cm, 초화(초목) 20~30cm가 된다. 녹화지의 토양개량(일본녹화센터, 1987)은, 유효토층으로서 관목 · 교목 모두 두께가 30cm에서는 불량, 양호한 생육이 기대할 수 있는 토층의 두께는 관목 50cm, 교목 90cm이상이 필요하다고 한다.
식재시에 식혈 객토를 하지만, 얇아도 전면적인 객토를 하는 것이 효과가 크다. 이것은 전면객토에서는 흡수능력이 큰 세근이 토양표층부에 넓게 분포하기 때문이다. 객토량을 적게 하기 위해서는 그림13-12에서 처럼 격자형과 대상의 객토가 고려된다. 객토의 두께는 면적과의 관계를 고려할 필요가 있다 (5장 444쪽 참조). 객토의 면적이 일정 이상 안 되면, 수평근의 발달이 저해되어 생육이 나빠진다.
그러나, 폐쇄된 객토구에는 과습에 의해서 근계의 생장과 기능이 저해되므로, 배수에 충분히 주의할 필요가 있다. 또한 콘크리트 지반위와 암석(기암)위에 50cm의 객토를 한 것은, 근계가 얕고 도복할 위험성이 있다. 그 때문에 하층에 자갈을 깔거나 근계를 고정하기 위해서 테두리를 매립하는 등의 공법이 필요하다.
도쿄도 · 오이해안매립지에서 토양개량한 제주광나무(사진 13-31), 중국단풍나무(사진13- 32), 참식나무(사진13-33)의 근계는 세근의 발달이 양호.
p.440
(10) 본수밀도와 면적효과
식물의 생장은 개체가 점유하는 토양의 양(부피)에 좌우된다. 토양이 깊어지면 식물의 생장량은 커지고, 일정한 토양 깊이에서도 1본당 점유면적이 크게 되면 생장량은 증가한다.
그러나, 토양깊이가 일정하고 본수밀도가 일정할 지라도, 재배면적이 커지게 된다면 생장량은 증가한다. 토양의 깊이와 재배면적에 따른 생장량의 변화를 보기 위해서, 토양 두께의 구분마다 식재면적을 변화시켜 삼나무 1년생 묘목을 식재하고 생장시험을 했다(도5-86). 각구 모두 면적이 커지면 생장량이 증가하는 경향이 나타났다. 이것은 토양이 얕은 구에서도 뚜렷했다. 깊은 토양에서는 일정 면적까지는 생장량이 증가했지만, 그이상은 면적이 증가해도 생장량은 커지지 않았다. 수목을 일정한 체적의 토양에서 재배할 경우, 토양이 강도에 건조하지 않고, 또 도복하지 않는 토양의 두께로 될, 면적이 클수록 생장량이 크다는 것이다. 이것은 동일밀도일지라도 재배면적이 협소하면 수평근의 발달이 제한되고, 넓은 경우에는 각개체의 근계가 서로 엇갈리며 확산이 크게 되고, 재배면적이 좁은 경우보다도 근계의 분포면적이 커질 수 있다. 토양이 얕은 경우에 면적효과는 식재면적이 상당히 커질 때까지 적용되지만, 깊은 토양은 얕은 토양보다도 좁은 면적에서 생장량이 일정하게 된다. 생장은 토양의 깊이와 근계의 발달에 관계하는 면적에 영향을 받는다. 이 시험에서는 토양의 두께가 30cm이상 되면, 토양의 두께보다도 조사구 면적이 생장에 미치는 영향이 더 컸다. 옥상정원 등의 조성에 있어서 유효토층 뿐만 아니라, 그 면적도 고려할 필요가 있다. 일정 면적이하의 좁은 면적에서는 토양을 두껍게 하지 않으면 충분한 성장을 기대할 수 없다. 반대로 넓은 경우에는 얕아도 된다 (예주 등, 1972).
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