자연표토복원공법에 의한 암절취비탈면의 생태적 복원에 관한 연구; 원주사례지역을 중심으로(2/3)

본 실험은 요철이 심한 암노출비탈면을 망을 설치하지 않은 상태에서 식생기반재를 뿜어 붙여 목본류형과 초본류형의 재래초목본 위주의 식물배합으로 녹화하는 환경친화적 건설기술의 개발연구이므로 본 연구목적에 부합되는 암노출비탈면을 연구대상지로 선정하고자 하였다. 이에 따라 원주-제천간 고속도로 건설구간 중에서 암반이 노출되어 있지만 요철이 심하여 망을 설치하기 곤란한 상태인 비탈면을 조사한 결과 남원주 인터체인지에서 제천 방향으로 2km 정도 떨어진 곳이 실험연구대상지로 선정되었다.

선정된 비탈면은 토양경도가 30mm 이상이면서 연암과 경암이 혼재되어 있는 상태이었으며(사진 1 참조), 요철이 매우 심하여 망을 설치하고 일반적인 식생기반재 뿜어붙이기 공법을 적용하기가 곤란한 곳이었다. 비탈면은 북향이었고, 경사도는 1：0.7∼1.0이었다. 실험 시공한 면적은 약 1,200㎡이었으며, 식생기반재는 5cm 두께로 피복하였다. 실험시공은 1995년 11월에 수행하였고, 1996년 5월부터 1999년 8월까지 식생조성과 생육경향을 조사하였다.

Photo 1. View of rock-exposed slopes before and after revegetation works by Natural Topsoil Restoration Methods(NTRM)(Fig a ; view of before seeding('95. 11), Fig b ; view of six month later after seeding('96. 5), Fig c: view of four years later after seeding('99. 8))

조기녹화경향을 파악하기 위해 파종후 2년간은 식물배합형별로 2m×2m 크기의 고정조사구를 3반복으로 설치한후 목본류를 조사하였고, 초본류는 1m×1m 크기만 조사하였다. 조사한 Data는 pc용 SAS(ver. 6.03)를 활용하여 식물의 개체수, 수고, 수관폭, 피복률 등을 분석하였고, 지표면 피복이 완벽하게 이루어져 재래초목본 위주의 녹화복원목표을 이룩한 시공 4년후에는 식물배합형별로 종다양도와 상대우점치를 조사하였다.

암노출 비탈면에 뿜어 붙인 식생기반재는 자연토양, 유기혼합퇴비, 유기·무기 토양개량재, 식물성섬유, 다기능고분자제, 비료 등으로 조성되었다. 식생기반재의 시공 4년후 미생물균수와 토양의 산도는 표 1과 같다.

Table 1. Soil pH measured in water and Colony Forming Unit/g-dry weight


treatment	natural soil in surrounding area	artificial soil of NTRM
treatment	natural soil in surrounding area	upper part on the slope	lower part on the slope
Colony Forming Unit/g-dryweigt	3.0 × 10⁷	2.8 × 10⁷	3.6 × 10⁷
soil pH measured in water	-	7.49	7.37

균수의 측정은 단국대학교 미생물학연구실에서 조사하였는데 배지(Nutrient agar, Czapeck Dox agar)에 접종한 후 25℃에서 1주일간 배양후 계수하였으며 slurry제조와 같은 양의 토양시료를 80℃에서 12시간 건조시킨 후 각 토양의 건조중량을 측정하여 최종적으로 CFU(Colony Forming Unit)/g-dry weight를 환산하였다(black, 1965). 표 1에서 보는 바와 같이 뿜어 붙인 식생기반재내의 박테리아와 세균등 미생물 균수는 비탈면 목본류형의 식생군락을 형성한 상단부보다 초본류형의 식생군락으로 조성한 하단부에서 더욱 많았으며 인근 자연토양의 균수와 유사하였다. 또한, 토양산도는 7.3∼7.5를 나타냄으로써 식물생육에 매우 적합한 토양산도를 나타내었다.

Table 2. Seed germination, purity and seeding rates in Seed mixture treatment Ⅰ(Mixture type Ⅰ)


species	no. of expected plants per one ㎡	germination at constant temp. (%)	purity	no. of seeds per one gram	germination at field plot (%)	amendment index	seeding rates per one ㎡
Alnus hirsuta (물오리나무)	20	60	0.88	750	20	1.5^z	0.38
Pinus thunbergii (곰솔)	30	60	0.97	85	90	2.0^y	1.35
Evodia danielii (쉬나무)	50	60	0.97	95	35	2.0	5.17
Zanthoxylum schinifolium (산초나무)	30	60	0.89	108	35	2.0	1.78
Rhus chinensis (붉나무)	30	60	0.97	65	35	2.0	4.53
Albizzia julibrissin (자귀나무)	20	60	0.97	25	35	2.0	4.71
Lespedeza cyrtobotrya (참싸리)	50	60	0.99	150	75	1.5	1.12
Lespedeza cuneata (비수리)	50	85	0.98	720	50	1.5	0.25
Indigofera pseudo-tinctoria (낭아초)	50	70	1.00	180	40	1.5	1.49
Arundinella hirta (안고초)	200	40	0.53	1020	30	2.0	6.17
Tall Fescue	200	92	0.98	430	90	2.0	1.15
Perennial Ryegrass	200	100	0.98	500	95	2.0	0.86
Creeping redfescue	200	82	0.92	950	85	2.0	0.66
Oenothera erythrosepala (달맞이)	10	55	1.00	3300	35	2.0	0.03
t o t a l	1,140						29.65

사용종자는 표 2에서 보는 바와 같이 재래목본류가 주구성종인 배합형 Ⅰ과 참싸리이외에는 대부분 초본류가 사용된 초본류위주의 조기녹화용 배합형 Ⅱ가 사용되었다. 사용된 종자별 발아율과 순도, 1g당 종자립수는 아래 표 3와 같다. 표 3에서 포장발아율은 본 연구의 기초연구로 진행한 실험의 결과(김남춘, 1997a; 1997b)이며 파종량계산시 고려되도록 하였다. 단위면적당 파종량은 기존 식생기반재뿜어붙이기공법의 사용량과 비교하면 매우 적은 량이 사용되었다.

Table 3. Seed germination, purity and seeding rates in Seed mixture treatment Ⅱ(Mixture type Ⅱ)


species	no. of expected plants per one ㎡	germination at constant temp. (%)	purity	no. of seeds per one gram	germination at field plot (%)	amendment index	seeding rates per one ㎡
Lespedeza cyrtobotrya (참싸리)	150	60	0.99	150	75	1.5	3.37
Lespedeza cuneata (비수리)	150	85	0.98	720	75	1.5	0.50
ndigofera pseudo-tinctoria (낭아초)	100	70	1.00	180	40	1.5	2.98
Arundinella hirta (안고초)	300	40	0.53	1020	30	2.0	9.25
Tall Fescue	300	92	0.98	430	90	2.0	1.72
Creeping redfescue	200	82	0.92	950	85	2.0	0.66
Perennial Ryegrass	300	100	0.98	500	95	2.0	1.28
Oenothera erythrosepala (달맞이)	10	55	1.00	3300	35	2.0	0.03
Artemisia princeps var. orientalis (쑥)	10	42	0.52	4000	50	2.0	0.04
t o t a l	1,520						20.07

시공시기가 겨울철이므로 겨울기간동안의 종자유실과 발아력 상실을 감안하여 보정계수를 적용하였는데 시공시기의 영향을 많이 받는 식물에는 보정계수 2.0이 적용되었고, 시공시기의 영향이 적은 참싸리와 비수리, 낭아초(김남춘, 1997a; 1997b)에는 보정계수 1.5를 적용하였다. 배합형 Ⅰ에서는 물오리나무, 곰솔, 산초나무, 붉나무, 자귀나무, 참싸리, 낭아초의 교목·관목류와 재래초본류로 안고초, 달맞이, 비수리가 사용되었고 조기녹화용으로 Tall fescue, Perennial ryegrass, Creeping redfescue의 한지형외래초종이 사용되었다. 단위면적당 발생기대본수는 목본류 180본/㎡, 관목류 100본/㎡, 초본류 860본/㎡으로써 전체적으로 목본류가 초본류보다 적도록 하였다. 배합형 Ⅱ에서는 관목류 250본/㎡, 초본류 1,270/㎡로써 초본류 위주의 식물배합을 하였다. 재래초본류와 외래초총은 470본/㎡과 800본/㎡이 사용되어 약 4：6의 비율이 적용되었다. 배합형 Ⅰ과 배합형 Ⅱ에서 외래초종을 많게 한 것은 시공시기가 초겨울이었기 때문이었으며 이듬해 재래초목본이 발아하고 생육하면서 서서히 재래초목본 위주의 식생구조를 보일 것으로 기대하였다.