서 론

도심의 녹색경관 창출 및 인간과 자연이 공생하는 조경 공간 설계를 위해서 인간과 자연이 공생하는 새로운 개 념의 공간 조성 및 복합 기술 개발에 역점 두고 있다. 최 근 숲의 형태를 응용하여 초본, 관목 및 교목으로 구성하 여 단층군락에 비해 식물생체량을 증대하는 다층구조의 환경생태적인 설계방법이 적용되고 있는데 (Kim 2011), 다층구조의 식재 개념은 식재구조의 다양성과 수직적 층 위의 가치를 강조하는 것으로서 도시에서의 생물다양성 과 회복탄력성 (Resilience) 증진 기능을 가진다 (Dark and Tallamy 2014). 국내에서는 Oh and Lee (1986)가 창덕궁 후원의 자연식생을 분석하여 도심지 식재 공간의 다층구 조 군식설계 방법을 제안하는 것을 시작으로 국내 기후환 경과 다양한 인공환경에 적합한 최적의 다층구조식재 조 합 연구가 활발히 진행 중이다. Sim and Lee (2001)는 도심 지 단위 식재공간 내에서는 산림과 같은 다층식재 조합을 위해서는 적절한 층위 구분이 필요함을 제기하였고, 이후 7개의 자연식생 군락을 대상으로 하여 식생조사를 실시한 후 조사된 식생을 4개 층위로 구분하여 다층식재 모델을 제안하였는데, 목표피도의 80%가 교목층으로 집중되어 있고, 초본층의 피도는 매우 저조하여 모델화 가능한 식재 조합은 제시하고 있지 않았다 (Kim and Sim 2010).

동물과 같이 이동성이 결여되어 있는 식물종은 제각기 고유의 생태적 습성을 갖고 지상의 광선과 지하의 수분 등 에서 매우 엄격한 경쟁과 공존의 법칙이 존재하게 되는데 (Groves and Williams 1975), 서식환경에 따라 독특한 종 조성을 갖고 기능과 구조에서도 뚜렷한 차이를 가지면서 도 이웃하는 식물군락과의 공유를 통하여 연속적인 상호 관계를 유지하는 특성을 나타낸다 (Kim and Lee 2006). 따 라서 자생지 환경과 다른 도시환경의 특수성과 성장 제한 요인, 그리고 식물군집의 고유한 사회성이 식재설계에서 중요한 요소가 되는데 (Rainer and West 2015), 특히 지피 식물의 경우 계획단계에서 식물별 적정 식재 밀도 및 조합 배식이 이루어지지 않을 경우 인접 종과의 경쟁에 도태되 어 피복률이 낮아지면 경관이 불량해지고 이입종의 유입 이 증가하여 생태계 교란이 발생하는 등의 문제가 야기된 다 (Niemera 2012). 따라서 종 다양성이 가장 높은 층위로 서 생물다양성이 유발되고 유기물질의 순환이 일어나는 지피층의 식재조합은 식물의 생육특성과 더불어 각기 다 른 패턴으로 생장하는 피복특성을 파악하여 장기적인 식 재계획에 반영하는 것이 특히 필요하다 (Park 2017).

본 연구에서는 지속가능한 생태공간 설계를 위하여 조 경용 초화류 식물의 시기별 생장과 피복 특성을 파악하고 각 식물들이 혼식되었을 때의 피복 특성을 파악함으로써, 식물 생장에 적합한 식재조합을 도출하여 지피식물 식재 시 활용할 수 있는 방법과 지피식물의 식재설계에 필요한 기초자료를 제안하고자 시험을 실시하였다.

재료 및 방법

1. 공시식물

식물의 생활형은 식물이 생육환경에 순응하여 살아오 면서 적응되어온 모양과 기능을 유형화 한 것으로 (KABS 1998) 식생을 이해하고 시간 흐름에 따른 식생구조 변화 를 예측하는데 활용되고 있는데 (Kraft et al. 2015;Kim et al. 2017), 본 연구에서도 국내 기후에 식재 가능한 지피식물 의 혼식조합을 위해 각 식물의 생활형을 분석하고 유형별 주요 식물을 선발 조합하였다. 식물의 생활형은 Raunkiaer (1934)의 생활형 (Life form), Numata (1985)의 산포기관형 (Disseminule form)과 근계형 (Radicoid form)을 기준으로 하였고, 식물의 생장 특성은 대한식물도감 (Lee 2003), 원색 한국기준식물도감 (Lee 1996a), 한국식물명고 (Lee 1996b), 新版 日本原色雜草圖鑑 (Numata 1985)과 선행연구 (Wang 2004;Kim and Myung 2009) 등을 토대로 하여 식물을 선 발하였다. 식물별 식재 후 지표면을 확산해 나가는 생장유 형에 따라 단립형, 분지형, 포복형 3개 유형, 9종의 선발된 식물의 생활형 특성은 Table 1과 같다.

1) 시험구 조성

지피식물별 식재 후 식물의 피복변화 특성을 조사·분석 하기 위하여 수원시 권선구에 위치한 농촌진흥청 국립원 예특작과학원 시험포장 내에 선발된 9종의 식물을 대상으 로 720×440×320 mm의 플랜터에 개별 식재 및 혼합식재 실험구를 조성하였다. 개별식재 시험은 식물 개체별 20 cm 간격으로 3반복 식재하였고, 혼합식재 조합은 단립형, 분지 형, 포복형 3유형의 식물 각 1종씩 총 3종의 식물을 혼식하 여 27개 식재조합 3반복으로 시험을 실시하였다 (Fig. 1).

식재 토양은 버미큘라이트 : 펄라이트 : 피트모스=1 : 1 : 1 의 비율로 혼합된 원예용 상토를 사용하였고, 3월～5월, 9 월～10월은 주 1회, 6월～8월은 주 2회 관수 관리하였다.

식재식물의 생장특성 조사는 5월부터 9월까지 월 1회 초장, 초폭을 측정하였고 식물별 피복면적은 개별 식재모 듈 위에서 등비율로 사진촬영을 하고, 해당식물 피복면을 선형화한 후 피복면적과 피복률을 산출하였다 (Fig. 2). 사 진촬영은 오후 2시～5시 사이에 진행하였으며, 피복면적 측정 및 피복률 산출은 Autodesk사의 AutoCAD 2008 프로 그램을 이용하였다. 산출된 식물별 피복률의 유의성 검정 은 SPSS v.14 프로그램을 이용하여 ANOVA와 Duncan의 다중검정을 실시하였고, 최적식재조합 검증을 위해 각 조 합별 식물별 피복률 간 Pearson 상관분석을 수행하였다.

결과 및 고찰

1. 식물별 종별 생장변화

1) 단립형 (Monophyte type)

본 연구에서는 단립형 식물로 둥굴레 (Polygonatum odoratum var. pluriflorum), 맥문동 (Liriope platyphylla), 일월 비비추 (Hosta capitata) 3종을 대상으로 생장 특성을 살펴 본 결과는 Fig. 3과 같다. 둥굴레는 직립형으로 자라고 근 경이 짧게 분지하고 가장 좁은 범위의 연결체를 생성하여 번식하는 종 (R₃)으로 4월 식재 시 초장 43.0±4.0 cm에서 30일 후 15.7% 생장한 이후 5개월 경과 시까지 변화가 없 었으며 피복면적도 60일까지 70.3% 생장한 이후 변화가 미미하였다. 둥굴레는 휴면형이 지중식물 (Geophytes)에 속하는 식물로 휴면기로 들어갈수록 지상부는 마르는 특 성을 나타내 9월부터 10월까지 피복면적도 31.77% 감소 하였다. 농촌진흥청의 연구에 따르면 둥굴레는 3∼4월 온 도가 9∼13°C일 때 뿌리줄기 (근경)에서 맹아가 트면서 추 대하여 4∼5월 18∼22°C가 되면 꽃봉오리가 생기고 6∼8 월 19∼25°C에서 지하경 발육하여 8∼9월 20°C 이하로 내 려가면 열매가 성숙하고 9∼12월 성장이 정지하여 210∼ 230일의 생장주기를 갖는 것으로 보고되어 (RDA 2013), 생육 특성에 따른 형태적 변화임을 알 수 있었다.

짧고 굵은 뿌리줄기에서 잎이 모여 나와서 포기를 형 성하는 맥문동은 30일 이내에 초장이 34.4%, 피복률이 56.9% 생장하였고 생장형태가 반구형으로 자라는 로제트 형의 특성상 피복률은 지속적으로 증가하였다. 맥문동도 둥굴레와 마찬가지로 휴면형이 지중식물에 속하는 특성 으로 시험이 종료하는 10월 경부터는 잎이 갈변하며 지상 부가 퇴화하였다.

비비추류는 세계적으로 변종, 품종을 합치면 100여 종 이 자생하고 있고 원예적으로 개량된 품종은 1,000종이 넘는 식물로 국내에서도 전국에 널리 재배되고 있는 식물 로 3월～4월에 추대하여 10월부터 지상부가 고사하는 생 장 특성을 갖는다 (RDA 2013). 본 연구에서도 4월 식재 후 5월까지 급격히 생장하는데 30일 이내 초장이 11.9% 신 장한 이후 30일 이후부터 60일까지 피복률이 45.2% 증가 하였다. 이후 8월까지 형태를 유지하며 개화한 후 9월부 터 급격하게 지상부 생장이 감소하였는데 이는 7월 이후 지상부 고사에 의해 생장이 급격히 줄어들었던 연구결과 (Kim 2014)와 유사한 양상을 보였다.

2) 분지형 (Branched type)

내건성 및 내한성이 강하고 번식력이 왕성하여 실생 보다는 영양번식을 통해 증식되고 있는 (Uriseed 2012;Twardowski et al. 2012) 패랭이꽃 (Dianthus chinensis)는 초 기 생장은 저조했으나 4월 식재 후 3개월 후부터 초기 초 장의 24.6%, 34.2%까지 증가하였고 개화 직후 원줄기가 퇴화하기 시작하였다 (Fig. 4).

애기기린초 (Sedum middendorffianum)는 기부 30 cm 정 도가 겨울 동안 살아 있다가 이듬해 봄에 다시 싹이 나와 자라며 줄기가 옆으로 비스듬히 뻗으면서 자라는데 (Lee 2003), 정식 후 10∼14일이면 완전히 활착하고 16∼30°C 에서 잘 자라며 노지에서 월동이 가능한 특성을 가진다 (RDA 2013). 애기기린초의 4월부터 10월까지 생장을 조 사한 결과 식재 후 30일 이내 초장이 4.0±1.9 cm 성장하였 고 최대 초장의 49.0%까지 성장하였고 피복면적도 식재 초기 대비 42.1% 넓어져 정상적인 생장 특성을 나타냈고 온도가 15°C 이하로 떨어지는 10월에는 엽폭이 16.0% 감 소하였다. 애기기린초를 옥상에 식재하여 3년간 모니터링 한 결과, 옆으로 잠식하는 속도가 느리고 확대되는 면적이 제한적이며 본래 식재공간에서 크게 벗어나지는 않고 매 우 조밀하게 피복하는 형태 (Jang 2010)임을 감안하면 식 재 기간이 경과해도 생장 형태의 차이는 적을 것이라 사료 되었다.

잎은 짧은 근경에서 총생하고 잎이 없는 포복지가 나와 끝에 새싹을 형성하는 바위취 (Saxifraga stolonifera)는 런너 가 뻗으며 불어나기 때문에 금방 어우러지나 주위의 식물 체의 세력이 왕성하면 고사되는 경우가 많다고 보고된다 (RDA 2013). 바위취의 생장 특성은 초기 활착 후부터 10 월 온도가 떨어질 때까지 초장과 초폭의 지속적인 생장을 나타냈는데, 2013년 무관수로 자연강우에 재배했을 경우 5월부터 7월까지 생장하고 이후 퇴화했던 결과와 비교하 면 관수관리에 의한 생장 차이가 뚜렷함을 알 수 있었다 (RDA 2013).

3) 포복형 (Prostrate type)

땅 표면을 따라 옆으로 뻗어 나가며 각 마디에서 뿌 리를 내려서 번식하는 반포복성 식물인 돌나물 (Sedum sarmentosum)은 2년차가 되면 전 포장에 확산되어 잡초의 발생을 억제할 수 있다 (RDA 2013). 돌나물은 식재 초기 15.6±1.6 cm에서 3개월 경과된 7월 줄기의 길이가 30.7± 3.4 cm까지 생장하였다가 8월부터 30.5%의 급격한 감소율 을 보였다 (Fig. 5).

리시마키아 (Lysimachia nummularia)는 습윤하며 배수가 잘되는 사질양토에서 잘 자라는 식물로 줄기가 자라 잎맥 이 땅에 닿으면 뿌리를 내려 번식하는 특성을 가지고 있 어 잡초와의 경쟁에서 유리하다 (Ki 2011). 줄기 길이가 5 월부터 8월까지 초기 길이에 비해 72.8% 생장하였다가 9 월 이후부터는 지상부 고사현상이 나타나, 식물과의 경쟁 환경에서 포복경으로 뻗어가면서 인해전술과 게릴라전략 (Wilson and Lee 1989)을 통해 식재면적을 확보해 나가는 유형의 생장 형태를 보였다.

꽃잔디 (Phlox subulata)는 숙근초로 땅속줄기가 길게 뻗 으며 번식하고 시간이 경과함에 따라 줄기의 목질화가 일어나 월동 후 이듬해에 다시 목질화된 줄기에서 새 잎 이 나면서 기존의 피복면적을 유지하는 특성을 가진다 (Lee 2003). 본 연구 결과 6월에서 7월에 피복하는 줄기가 7.5±2.0 cm～12.0±1.8 cm 생장하였고 식재 초기부터 7개 월 동안 11.0% 증가하였으나 통계적인 유의성은 없었다. 이 결과는 초반 생장은 좋았으나 개화기가 지나고 난 후에 는 전반적인 생육발달이 더뎌졌다가 월동 후 식재 2년째 에는 피복률이 증가하는 연구 결과 (Jang 2010)를 감안하 면 지면이 노출되지 않도록 피복이 필요한 녹화지에 식재 간격을 좁게 식재하는 것이 적합할 것으로 사료된다.

2. 식재조합별 혼식 적합도 분석

지피식물의 최적혼식 조합을 도출하기 위하여 단립형, 분지형, 포복형의 생장형을 가지는 식물 각 3종씩 9종을 혼합식재하고 5개월 경과 후 식물 생장 유형별 피복률을 조사하고 단립형을 기준으로 분지형과 포복형 식물의 피 복률 간의 상관관계를 분석하여 동반생장하면서 높은 피 복률을 나타내는 혼식조합을 조사하였다.

직립으로 자라는 둥굴레는 분지형, 포복형 식물과 혼식 하였을 때 피복률은 유의적인 상관성을 나타내지 않아 혼 식하는 식물들의 피복률에는 영향을 미치지 않았던 반면 분지형, 포복성 식물들 간의 피복률은 r=0.7 이상의 높은 정의 상관관계를 보였다 (Fig. 6). 둥굴레는 분지형 식물 중 애기기린초를 리시마키아, 돌나물과 같은 포복형 식물들과 함께 혼식하였을 때 식재면의 230.8%, 238.0%의 가장 높 은 피복률을 나타냈다. 근경이 짧게 분지하고 초장이 20 cm 까지 자라는 애기기린초를 직립형의 둥굴레와 혼식하였을 때 132.8%∼136.1%의 가장 높은 피복률을 보였고 이때 리 시마키아와 돌나물의 피복률도 81.0±5.7%, 78.7±5.4%로 패랭이꽃과 꽃잔디와 혼식하였을 때보다 피복률이 높았다.

애기기린초와 같이 분지형 식물인 패랭이꽃은 초장 10 cm 정도로 자라고 잎이 밀생하여 자라는 생장 특성 을 가지는데 돌나물, 바위취와 혼식하였을 때 패랭이꽃은 121.9±12.4%, 105.4±15.7% 피복 생장하였고 돌나물은 54.1±3.4%, 바위취는 28.8±7.7% 피복률을 나타냈는데 이 때 식물별 피복률의 상관성은 r=0.75 이상의 정의 상관관 계를 보였다. 근경이 짧게 분지되며 생장하는 꽃잔디는 단 립형으로 자라는 바위취와 포복형으로 자라는 돌나물과 r=0.82, r=0.72로 높은 상관성을 나타낸데 비해 같은 분 지형의 리시마키아와는 피복생장의 상관관계는 보이지 않았다.

생장형이 로제트형에 속하며 근경생장으로 번식하는 맥문동은 분지형 식물인 패랭이꽃과 애기기린초, 꽃잔디 와의 혼식하였을 때 모든 식물의 피복률이 정의 상관성을 나타냈다 (Fig. 7). 또한, 맥문동과 분지형 식물 3종과 포복 성 식물인 리시마키아와 돌나물 모두 높은 피복률의 상관 성을 보였으나, 바위취와는 유의성이 낮은 상관관계를 나 타냈는데, 이는 바위취는 생육환경에 따라 포복성과 총생 형 (c, crown form)의 중간 형태로 생장하는 습성이 있어 (Atsushi et al. 1999) 혼식한 식물들과 경쟁관계로 생장에 영향을 미친 결과로 사료되었다. 가장 높은 피복률을 나타 낸 혼식조합은 맥문동-애기기린초-리시마키아 조합으로 맥문동이 32.7±9.7%, 애기기린초는 269.1±17.0%, 리시마 키아가 84.9±2.3%의 피복생장하였는데 이는 애기기린초 는 분지형이면서 초장이 20 cm 정도 자라기 때문에 습한 환경에서 자라는 리시마키아가 (Ki 2011) 애기기린초 하부 공간으로 포복생장하며 뿌리를 내릴 수 있는 환경을 조성 하게 된 원인으로 사료되었다.

잎이 10～15 cm 높이의 로제트형으로 자라는 일월비비 추 (H. capitata)와의 혼식할 때 가장 높은 피복률을 보인 식물조합은 분지형으로 자라는 애기기린초와 포복형인 리시마키아와의 조합으로 일월비비추의 피복률은 61.8± 8.4%, 애기기린초 206.0±2.5%, 리시마키아 96.7±2.1%를 나타냈다 (Fig. 8). 혼식한 식물 모두 정의 상관성을 나타내 며 동반생장하는 식재조합 역시 일월비비추와 애기기린 초를 혼식할 경우 3종의 포복성 식물 모두 정의 상관성을 나타내며 피복생장하는 결과를 보였다. 애기기린초에 비 해 잎이 조밀하게 피복하는 패랭이꽃는 일월비비추의 피 복률의 변화와 유의적인 상관관계를 보이지 않았고, 꽃잔 디, 리시마키아, 돌나물과같이 지면을 피복하는 식물들과 의 피복률은 r=0.53, r=0.74, r=0.68의 정의 상관관계를 나타내 동반생장에 유리한 조합으로 나타났다.

식물은 침투 (infiltration), 인해전술 (phalanx), 게릴라전 략 (guerrilla)의 번식전략을 가지고 있고 (Wilson and Lee 1989), Lee (1996b)는 식물의 지하부 형태에 따라 R₂와 R₃ 는 인해전술형, R₄는 게릴라형, R₅는 침투형으로 구분하였 는데, 본 연구에서도 식물별 번식전략과 연계된 결과를 나 타냈는데 게릴라형의 번식전략을 가지는 종류는 다른 유 형의 식물들과 혼식이 유리하였고 침투형의 식물은 비교 적 혼식 시 피복률의 상관관계의 유의적 차이를 보이지 않 아 혼식보다는 단일종으로 군식하는 식재방법이 유리할 것이라고 사료되었다.

적 요

본 연구는 경관식재용 지피식물의 혼식 설계를 위하여 생활형이 다른 9종의 식물의 연중 생장 특성을 파악하고 식물들 간의 피복 특성을 분석하여 생활형에 따른 적정 식 재조합을 도출하고자 본 연구를 실시하였다. 단립형으로 초장 20 cm 이상 생장하는 둥굴레, 맥문동, 일월비비추는 4 월 식재 후 60일 이내 생육이 증가한 후 형태를 유지하였 다가 9월 이후 지상부가 퇴화하며 휴면기에 들어가는 경 향을 보였고, 분지형으로 20 cm 이하로 생장하는 바위취, 패랭이꽃, 애기기린초는 4월 식재 후 9월까지 지속적으로 생장하다가 9월 이후 생장이 감소하는 특성을 나타냈다. 포복형으로 지면에 붙어서 생장하는 리시마키아는 식재 후 3개월 경과부터 급속한 생장을 보였으며 돌나물은 8월 까지 서서히 생장하다가 온도가 하강하는 9월부터 지상부 가 퇴화하는 특성을 보였다. 꽃잔디는 초반 생장은 좋았으 나 개화기가 지나고 난 후에는 전반적인 생육발달이 더뎌 져 식재 후 7개월 동안 11.0%의 낮은 생장 특성을 보였다.

이와 같이 각기 다르게 생장하는 9종의 식물들을 혼식 하였을 때 피복하는 특성을 조사한 결과 각 식물의 생장 특성이 피복에 영향을 미치는 것을 알 수 있었는데, 초장 이 10～20 cm 자라며 로제트형으로 자라는 형태와 포복형 식물들의 조합이 높은 피복률을 나타냈다. 식물별로는 포 복형인 돌나물이 맥문동, 일월비비추, 패랭이꽃, 애기기린 초, 꽃잔디 등이 가장 많은 식물들과 혼식하였을 때 생장 이 증가하는 종이었다. 로제트형 중에서는 일월비비추가 애기기린초, 바위취, 리시마키아, 돌나물과 동반생장이 가 능한 종이었고, 지표면에서 분지가 밀생하여 자라는 패랭 이꽃은 잎이 밀생하지 않는 맥문동, 바위취, 리시마키아, 돌나물과 혼식이 유리한 경향을 나타났다. 이 결과는 식물 의 생장형 분류 중 근경이 분지하는 종보다 땅위로 뻗는 줄기로 번식하거나 무근경으로 영양 생장하는 종이 다른 종들과 혼식하기에 좋은 유형이라고 사료되었다.