본 연구는 서초구의 바람길 연결숲 중 반포대로 가로와 경부고속도로변완충녹지를 대상으로 유형별 식재기법 시뮬레이션 분석을 통하여 연결숲조성 시 도시구조와 대상지 여건에 적합한 식재기법을 개발하고자 수행하였다.
연구대상지인 반포대로 가로와 경부고속도로변 완충녹지는 자동차 공해로 인한 미세먼지 및 도시화로 인한 열섬현상이 심한 서초구의 주요 연결로이자 서초구 바람길숲의 주요 연결숲이다. 이러한 이유로 도시구조와 현황에 적합한 식재구조 및 식재기법을 검토할 수 있는 적정 대상지라 판단하였다. 본 연구는 식재 유형별 시뮬레이션을 통한 효과분석을 실시하고자 컴퓨터 기후모델인 ENVI-met을 활용하여 효과를 분석하였다. 본 연구의 주요 결과는 다음과 같다.
온도조절과 미세먼지 저감 기능의 반포대로 가로는 나대지 유형(1), 현재의 양버즘나무 가로수(사각가지치기)가 식재된 유형(2), 현실적으로 띠녹지 조성이 가능한 유형(3), 가로수의 수관을 키우고 도로 중앙에 양버즘나무 식재와 띠녹지를 적용한 유형(4)의 식재기법에 따른 효과를 분석하였다. 유형(1)과 유형(2)를 비교하는 결과는 13시에서 차도지역 약 0.34℃, 보도지역 약 0.58℃, 상업 및 주거지역약 0.69℃의 온도저감과 온열쾌적성 지표 최대 1.0 이상 저감이 나타났으나, 18시에서는 풍속의 저하로 미세먼지 농도가 상승하는 결과가 나타났다. 유형(2)와 유형(3)을 비교한 결과 13시에서는 차도지역에서 최대 0.15℃ 상승과 보도지역에서 최대 0.12℃의 온도저감과 효과가 나타났으며, 온열쾌적성 지표는 다층식재의 띠녹지 지역에서만 최대 1.32 저감되는 효과가 나타났다. 18시에서는 미세먼지가 집중되어 차도 및 보도지역에서 약 40~80㎍/m³의 농도가 상승하는 결과가 나타났다. 마지막으로 유형(2)와 유형(4)를 비교한 결과 13시에서 차도지역 최대 1.6℃ 저감, 보도지역 약 0.3℃의 저감효과가 나타났으며 대상지 전체에서 온도가 낮아지는 결과가 도출되었다. 18시에서는 가로수와 띠녹지, 중앙녹지대 수목으로 인해 차도지역의 미세먼지 농도는 약 150㎍/m³ 까지 증가되었고, 보도 및 주거지역에서는 미세먼지 농도가 감소되는 결과가 나타났다.
유형(3)과 유형(4) 분석결과 가로수+다층식재의 계단식 배치법을 적용한 띠녹지 조성은 주변지역에 미치는 온도의 저감효과가 더욱 증대되었다. 하지만 가로수 및 수목 식재로 인해 바람이 차단·감소되어 차도에서 발생된 고온의 열과 미세먼지는 풍향을 따라 차도와 보도에서 상승하는 결과가 나타났다. 이에 가로 주변 건물로 인해 닫혀진 공간에서는 계단식 배치법의 띠녹지 조성으로 고온 및 미세먼지의 확산을 낮추고, 교차로 및 넓게 열려진 공간에서는 띠녹지에 낮은 관목이나 초화류를 심는 복합배치법의 조성으로 고온과 미세먼지가 확산을 통해 조절하는 것이 고온 및 미세먼지 저감 기능을 향상 시킬 수 있는 방안이 될 것이다. 또한 미세먼지가 집중되는 구간에는 수목을 통한 미세먼지 저감 뿐만 아니라 미세먼지 집진기와 같은 저감시설 설치를 통해 도심 내 고온과 미세먼지 농도를 더욱 낮출 수 있을 것이다.
경부고속도로변 완충녹지는 온도조절, 미세먼지 저감, 찬공기 생성 기능을 가지고 있다. 나대지 유형(1)과 현재 느티나무, 양버즘나무가 열식되어 있는 유형(2), 현실적으로 조성 가능한 녹지 외곽부 다층식재와 녹지 내부 관목 식재 등 복합식재의 유형(3), 녹지대에 열식된 교목을 솎아내고, 녹지대 전지역에 소교목 및 관목을 도입하는 자생숲 식재구조로 구성한 유형(4)의 식재기법에 따른 효과를 분석하였다. 유형(1)과 유형(2)를 비교한 결과 13시 온도변화는 교목 열식으로 인해 녹지지역 최고 0.07℃, 차도지역 0.14℃, 주거지역 0.1℃ 상승하였다. 온열쾌적성은 녹지지역에서 약 0.5 감소되는 결과가 나타났다. 18시의 미세먼지는 풍속의 저하로 인해 녹지 경계부에서 농도가 상승하는 결과가 나타났다. 유형(2)과 유형(3)을 비교한 결과 13시 온도변화는 녹지지역에서 -0.3℃~0.2℃의 온도변화가 나타났으며, 차도지역 및 주거지역에서는 미미하게 상승하는 효과가 나타났다. 온열쾌적성은 녹지지역에서 약 0.1~0.25까지 감소되고, 주거지역에는 약 0.04 내외로 증가되는 결과가 나타났다. 18시의 미세먼지는 녹지외곽으로 집중되어 차도 및 녹지지역에서 약 40~80㎍/m³의 농도가 상승하는 결과가 나타났다. 마지막으로 유형(2)와 유형(4)를 비교한 결과 13시에서 차도지역에서 평균 0.46℃의 저감, 녹지지역 평균 0.47℃, 주거지역 평균 0.61℃의 온도 저감효과가 나타났다. 녹지지역에서는 최대 0.95의 온열쾌적성이 저감되었으며, 주거 지역에서는 약 1.0의 지표가 상승하는 결과가 나타났다.
경부고속도로변 완충녹지에서는 기존 열식되어 있는 교목의 50%를 솎아냄으로써 녹지공간에 바람의 흐름을 원활하게 하고, 소교목 및 관목을 식재하는 자생숲 모델의 식재구조를 도입하면 온도저감에 긍정적인 효과가 나타날 것으로 판단되었다. 하지만 다층식재의 완충녹지는 풍속의 저하로 인해 미세먼지 농도가 상승되므로 녹지 외곽으로 '낙엽교목+상록교목+낙엽관목+초화류'의 다층식재와 내부에는 현재의 환경에서 생육이 양호한 관목의 식재를 통한 복층식재 구조를 통해 온도 저감과 미세먼지 저감 효과를 향상시킬 수 있는 방안이 필요하다. 또한, 도입되는 수목은 미세먼지 저감 능력이 우수하고 현재의 환경에 생육이 적합한 수종을 선정할 필요가 있다.
도시 내 미세먼지 저감 및 온도저감 효과 등 도시환경 개선을 위한 연결 숲의 기능을 향상시키기 위해서는 도시구조와 대상지 여건에 적합한 연결 숲을 조성하여야 할 것이다. 이는 대상지 특성에 적합한 식재구조를 선정하고, 이에 맞는 식재기법을 적용하여 도시바람길 연결숲의 기능인 미세먼지의 저감 및 온도 저감 기능을 향상시킬 수 있다.