1. 서론

지구온난화, 생물다양성 등 지구규모의 환경문제는 인류가 직면한 중요 과제이다. 지구온난화에 대하여 2007년에 나온 IPCC의 제4차 리포트에서는 온실가스 배출이 지구온난화의 원인으로 특정되었으며, 특히 이산화탄소의 배출을 적게 하는 저탄소사회가 요구되고 있다. 일본의 자연특성을 생각하면, 풍부하며 정감 있는 저탄소사회의 창출이 요구되고 있는 것으로 생각된다. 또한, 제10회 생물다양성조약제약국회의(COP10)가 2010년 10월에 나고야에서 열렸으며, 생물다양성의 보전을 위해서는 초목이 풍성한 사회자본정비가 지금까지도 더욱 필요하다.

풍부하며 정감 있는 저탄소사회만들기를 위하여 우리들의 근처에 존재하는 일본의 도시녹화가 가지고 있는 역할을 분명히 밝히고 그러기 위하여 사회자본정비 및 관리를 추진하기 위하여 필요한 도시 녹화기술 연구로의 대처에 관한 현상을 살펴보았다.

2. 녹화생태연구의 전체상

(1) 녹화생태연구 전체상의 조감

녹화생태의 연구에 관한 전체상을 크게 분류하면 저탄소사회만들기를 지원하는 녹화기술, 아름다운 경관을 유지하는 기술, 생물다양성 보전을 유지하는 녹화기술로 나뉜다. 이들 기술연구는 상호적으로 관련되어 있으며, 하나씩 독립된 기술은 아니지만, 역으로 각각 대단히 깊이가 깊은 분야이기 때문에 하나씩 기술을 상세히 연구해 나가는 것이 바람직하다.

(2) 저탄소사회만들기를 유지하는 녹화기술

이들 중 중요한 과제가 되는 “저탄소사회만들기”를 위해서는 우리들의 도시 속에서 도시녹화를 달성하기 위한 역할이 중요하다. 도시녹화는 풍부하며 정감 있는 저탄소사회를 형성해 나가기 위하여 다음과 같은 역할을 담당하고, 각각 역할에 따라 녹화기술이 존재한다. 즉, 첫 번째로 도시녹화는 이산화탄소를 직접 흡수하는 역할을 담당하고 있다.

두 번째로 도시의 열섬(heat island)현상 등에 관하여 가로수에 의한 녹음효과와 옥상녹화, 벽면녹화에 의한 옥내의 냉방효과의 증대를 들 수 있다. 옥상녹화를 실시함으로써 도시의 열섬현상 등의 완화로도 이어질 것이다.

세 번째로 가로수에 의한 아름다운 경관의 창출로 아름다운 거리가 정비된 것뿐만 아니라 풍요롭고 정감 있는 도시기반정비에 기여하는 것이다. 이러한 도시녹화의 역할은 즉시 효과를 발현하는 것과 효과발현에 장기간을 필요로 하는 것이 있다. 여기서는 단기간에 효과를 발현하고, 우리들이 가깝게 느낄 수 있는 도시녹화의 역할과 그 추진을 위하여 필요로 하는 녹화기술의 일부에 관한 연구를 추진한다.

3. 저탄소사회와 도시녹화

(1) 도시녹화가 가지고 있는 이산화탄소 흡수효과

일본은 도쿄의정서를 위하여 트라이얼보고가 된 2006년 3월부터 2009년 3월말까지 매년 보고에서 수목 한 개 당 수목 성장량에서 구한 Tier1b를 이용하여 산출하였으나, 앞으로 일본 독자적으로 연간 바이오매스 성장량의 설정이 가능한 단계에서 Tier2에 의해 보고하는 것으로 한다.

그래서 국토기술정책종합연구소에서는 일본의 도쿄의정서의 보고에서 Tier2로서의 활동을 목적으로 실제로 많이 생육하고 있는 50년 전후의 수령까지를 적용범위로 한 도시녹화에 많이 사용되는 수종의 상대성장식 및 연간 이산화탄소 고정량산정식을 작성하였다.

(2) 옥상녹화에 의한 열섬현상의 완화

열섬현상의 완화를 목적으로 실시한 옥상녹화에 의해 공조의 소비전력량이 삭감되고, 이산화탄소 배출억제에도 공헌한 연구사례에 대하여 다음과 같이 서술한다.

적외선 데모그래피에 의한 옥상 표면온도의 계측 예(하기)를 보면, 오전6시와 정오의 온도차는 비녹화부분인 목제타일에서는 41.2℃(23℃→64.2℃)가 되는 한편, 녹화부분인 잔디밭에서는 16.6℃(22.7℃→39.3℃)가 되었고, 잔디밭의 온도상승 억제효과가 현저히 보였다. 한여름 대낮(최고기온 30~35℃인 날)의 집무실(140㎡)의 소비전력량을 보면, 대책전(2007년도)의 전력요금은 2,189엔/일인 것에 비해, 150~300엔/일 저렴하였다. 2009년도는 2007년도에 비하여 7,219g/일의 이산화탄소 배출억제에 상당하는 것으로 환산된다. 지붕 안쪽의 온도와 실내온도의 최고온도를 보면, 공조의 온도설정은 매년 같았으나, 각각 약 1℃ 저하하고 있다.

동기(최고기온 10~15℃의 날)의 소비전력량을 보면, 대책 전(2007년도)의 전력요금은 1,684엔/일인 것에 비해 대책 후(2008년도)의 전력요금은 1,604엔/일이 되며, 80엔/일 저렴하였다. 지붕 안쪽의 온도와 실내온도를 보면, 옥상녹화에는 부차적 효과로서 동기의 보온성능도 갖추고 있다고 생각된다.

(그림) 옥상녹화시공 전후의 상황

4. 윤택한 저탄소사회 만들기를 돕는 녹화기술

(1) 가로수의 특성을 알다

가로수의 위험도 평가와 진단기술 개발을 예로서 가로수가 갖는 경관형성과 녹음형성, 이산화탄소 고정 등의 효과는 수목이 크게 성장하는 것에 따라 그 효과를 발휘시키는 것이다. 그러나 도로와 같이 한정된 생육공간 속에서는 주변의 공사와 가지치기활동 등으로 생기는 큰 나뭇가지와 뿌리의 상처로부터 목재부후균(wood-rotting fungi, 木材腐朽菌)에 감염되어, 부후의 진행으로 수목의 강도가 손실되어, 쓰러지는 경우도 있다. 그리고 가로수의 쓰러짐으로 사람의 목숨을 뺏기거나 인체상해, 재산파손, 교통장해도 발생하고 있으며, 도로관리에 있어서는 그 책임의 중요성을 충분히 인식할 필요가 있다.

한편, 수목의 부후는 강풍과 강설 등 통상 가지고 있는 지지강도를 넘는 외력이 추가됨으로써 건전히 생육하여도 발생하는 것은 있으나, 그 대부분은 수간(樹幹) 및 뿌리계에 부후와 공동 등의 결함이 있는 수목이 차지하고 있으며, 수목의 결함을 사전에 파악하여 적절한 개선적 처치를 수행할 수 있다면 쓰러짐 등에 의한 위험성을 적게 하고, 동시에 수목의 건전한 생육을 확보할 수 있다고 생각된다. 그리고, 이하에 나타낸 가로수의 위험도 평가순서의 정리와 가로수의 위험도 평가에 필요한 진단기기 개발을 수행하였다.

ㅇ 가로수의 위험도평가

가로수의 위험도평가는 우선 수목 건전도를 조사하고, 생육조건과 장해대상을 고려한 뒤 위험도를 평가하고, 그 개선적 처치를 실시하는 것이다. 또한 위험도 평가는 수목의 성장과 식재장소(植栽場所)의 특징이 경년적으로 변화해 나가기 때문에 정기적으로 실시할 필요가 있다.

ㅇ 노후진단기 개발

수목노후는 줄기와 뿌리 내부에서 생기는 것이 많으며, 외관으로는 노후 진행상황을 확인하기가 어렵다. 이것에 대응하기 위하여 지금까지는 나무줄기에 직경 3mm 정도의 얇은 송곳을 전동으로 눌러, 그 때의 관입저항치를 측정하여, 그 저항치의 차이로 노후상황을 진단하는 방법을 수행해 왔다. 그럼에도 불구하고 이 방법에서는 수목에 상처를 입히는 것과 송곳을 관입한 1개의 선 부분만 측정되는 것이 문제가 되고 있다. 그래서 이 문제를 해결하기 위하여 비파괴로 수간단면에 대하여 면적으로 정량적인 진단이 가능한 감마선(선원은 3.7 MBq의 미량 방사선원을 사용)을 이용한 노후진단기를 개발하였다.

(2) 가로수의 적정 유지관리를 위한 기술/나무뿌리 노출 대책기술

가로수의 뿌리계는 지상부가 성장함에 따라 뿌리도 넓어지기 때문에 식수대를 넘어 보도 아래에도 신장해 나갈 것이다. 자란 뿌리는 수목의 성장과 함께 비대화되어 담장의 돌과 포장을 완성하는 장해를 발생시키기 때문에 유니버셜 디자인화를 추진하는데 있어 큰 문제가 되고 있다. 이 문제에 대응하기 위하여 뿌리계에 의한 장해의 실태를 파악하여 발생요인을 유인함과 동시에 뿌리가 나올 때의 대응 등에 대하여 대책기술을 연구하고 있다.

5. 마무리

풍요롭고 정감 있는 저탄소사회만들기를 위하여 추진해야만 하는 과제는 다방면에 걸쳐 있으며, 대학, 기업 모두 함께 여러 가지 대안이 요구되고 있다. 국토기술정책종합연구소에는 우리들의 가까운 곳에 있는 도시의 녹색이 가지고 있는 기능을 적정하게 파악함과 동시에 도시 속에서 그들의 기능을 충분히 발휘시켜, 자연과 공생하는 사회를 만들어 냄으로써 저탄소사회의 실현에 필요한 조사 및 연구의 성과의 일부를 소개하였다. 이들 연구성과의 상세한 사항은 연구소의 홈페이지에도 게재되어 있다.

현재는 가로수 등이 라이프사이클 이산화탄소의 산출방법 확립과 녹화수목에 대한 평가관리방법 등에 대한 검토로 한정된 공간을 유효하게 활용하여 효율적으로 저탄소사회만들기를 실현하기 위하여 식재계획(植栽計？)과 관리계획을 제안하기 위한 연구를 추진하고 있다. 또한 앞으로는 법면과 야생지 등 고목 이외의 이산화탄소 고정량에 대해서도 산출방법의 확립을 목표로 하고 있으며, 그것에 동반되는 효과적 녹화계획의 실현을 목표로 하여 연구를 추진해 나가고자 한다. 그리고, 사회자본정비뿐만 아니라, 일반 국민이 가장 가까운 흡수원대책으로서 체감하여 참가할 수 있는 녹화활동에 대해서도 알기 쉽게 평가할 수 있는 지표만들기 등을 확립시키는 등 도시녹화로서 요구되는 역할과 기술에 대하여 새로운 관점에서 접근하면서 광범위하고 장기적인 과제에 대해서도 새로운 연구를 계속해 나가고자 한다.