본 연구는 도시녹지 중 산지형 도시공원으로 '숲'이 중심을 이루는 도시숲을 대상으로 녹지구조 및 열환경 분석에 기반하여 기후변화에 대응하는 관리방안 제시를 목적으로 하였다. 연구대상지는 서울 강동구에 위치하고 있는 전형적 도시숲으로'시민의 보건·휴양 증진 및 정서 함양과 체험활동 등을 위하여 조성·관리하는 산림'이며 산지형 근린공원이다.
연구대상지의 물리적인 여건을 파악하기 위하여 지형과 지질, 토양환경을 분석하고 기상, 녹지기상, 열환경, 공기이온, 미세먼지 분석과 함께 도시숲 구조를 파악하였으며 그 결과는 다음과 같다. 연구대상지의 물리적여건은 표고 30~40m가 28.2%로 가장 넓었고 20~30m는 19.9%를 차지하는 저지대 산림이었다. 경사는 평탄지가 54.9%이었으며 완경사지가 35.2%이었다. 사면향은 북향계열과(39.2%), 남향계열(36.6%)이 주를 이루었다. 호상편마암의 지질구조를 바탕으로 사양토가 79.4%로 가장 많은 비율을 차지하는 토성을 가지고 있었고 유효토심은 보통이 69.6%, 깊음이 30.1%이었다. 습윤지가 84.0%, 배수양호 지역이 84.0%로 적절한 보전·관리가 이루어 진다면 식물 생육에 적정 조건을 가지고 있는 전형적 도시숲으로 판단되었다.
녹지기상 분석 결과 연구대상지와 주변 지역의 기온은 높아 지고 있는 추세에 있었으며, 연구대상지를 50mx50m 격자로 나누어 기온을 측정한 결과 주변 토지 이용 영향으로 동쪽과 남쪽 부근 기온이 상대적으로 높아 개선이 요구되었다. 또한 상대습도는 기온과 반비례하는 경향을 보였다. 연구대상지 내부는 전체적으로 풍속이 낮은 편 이었으며 내부 개활지에서 풍속이 높았다. 따라서 낮은 풍속 지역에서 공기 대류 개선이 필요할 것으로 판단되었다. 일사량은 50mx50m 격자 133개중 76개(57.14%)가 0~200 W/m²이었으며 27개(20.3%)가 800~1,000W/m²로 주를 이루었다. 연구대상지 숲내부 일사량은 전체적으로 낮았으며 도로 인접지역, 주거지역에서 일사량이 높았다. 수목분포에 따라 일사량 차이가 있었고 이것이 기온에도 영향을 미치고 있어 이를 고려한 숲 관리로 최적의 기온 완화 조건을 유지할 필요가 있다고 판단된다.
열환경중 PMV는 50mx50m 조사 격자중 41개가(30.8%) 2~3, 32개가(24.1%) 1~2, 27개가(20.3%) 4~5이었다. 연구대상지 동쪽대비 서쪽의 PMV가 대체로 낮았고 도로와 주거지역과 공사장 인접지역이 높아 집중 관리가 필요한 것으로 나타났다.
UTCI는 50mx50m 조사 격자수 비율에서 37℃이상이 32.3%로 가장 많았고 36~37℃ 19.6%, 34~35℃ 17.3% 순이었다. 연구대상지 동쪽 대비 서쪽의 UTCI가 대체적으로 낮았으며, 도로 인접지역과 주거지역에서 높은 UTCI가 나타났는데 수목의 양 및 층위형성 여부가 UTCI에 영향을 미치고 있었다. 공기이온중 양이온은 50mx50m 조사 격자수 비율에서 200-400ea/cm³ 46.6%, 400-600ea/cm³ 44.4%로 주를 이루었으며 전체적으로 양이온 발생량이 높았다. 음이온은 도로 인접지역, 주거지역에서 낮은 경향을 보였는데, 공사 등 훼손 영향은 음이온 소실을 초래하므로 이에 대한 대응이 요구된다. 연구대상지 이온지수는 50mx50m 조사 격자수 비율에서 이온지수 1~2가 53.4%로 가장 높았고, 2~3 33.1%, 3~4 6.8% 순이었다. 이온지수는 도로 인접지역, 주거지역에서 낮은 경향을 보였다. 연구대상지 내 약수터 부근에서 높은 이온지수가 나타났음을 고려할 때 이온지수가 높은 곳은 철저한 보전관리, 낮은 곳은 보완 관리가 필요할 것으로 판단된다.
미세먼지 분석 결과 연구대상지 내부의 PM2.5와 PM5.0는 각각 38.31μm와 11μm이었다. 대상지 외부는 PM2.5와 PM5.0가 각각 48.85μm와 14μm이었다. PM2.5는 대상지 외부보다 내부에서 10.54μm 더 적게 발생하였고, PM5.0의 경우 대상지 외부보다 내부에서 3μm 더 적었다.
비오톱 유형은 산림의 경우 자생종침엽수(0.6%), 자생종활엽수(15.1%), 외래종침엽수(4.5%), 외래종활엽수(11.5%)로 분류되었고, 이 밖에 산림훼손지, 기타 산림 및 녹지, 초지, 나지 및 시설지, 경작지, 하천 및 호소, 시가화지역이 있었다. 인공식재림 분포 비율이 높았으며, 식생 수고는 전체적으로 낮은 경향을 보였고 연구대상지 남쪽 대비 북서쪽 부근에서 높은 수고를 나타내었다. 흉고직경급은 대체로 작았으며 남쪽대비 북서쪽에서 높은 흉고직경급이 분포하는 것으로 조사되어 대경목 수목의 보전 및 복원을 위한 관리가 필요함을 알 수 있었다. 층위구조는 전체적으로 다층구조를 형성하고 있었고, 시설물이 존재하는 지역에서 단층구조를 형성하고 있었다. 도로 및 인접지역, 주거지역을 제외한 지역에서 울폐도가 높았으며 대상지의 서쪽 대비 동쪽에서 높은 것으로 분석되었다.
본 연구대상지의 기상요소와 열환경요소, 그리고 녹지구조를 고려하여 관리 방향을 결정할 수 있는 5개 유형으로 나눌 수 있었고 각 유형별 관리방안을 다음과 같이 제시하였다. 첫째, 유형 I(쾌적한 열환경의 양호한 녹지구조 유형)은 열환경 및 녹지구조가 양호한 지역으로 현재 상태의 보호 및 지속가능한 이용 가능지역으로 관리가 이루어져야 할 것이다.
둘째, 유형 II(쾌적한 열환경의 불량한 녹지구조 유형)은 주로 계곡부와 저지대에 위치하면서 교목층 울폐도가 높아 열환경 측면에서는 양호하나, 외래종과 단층구조의 훼손된 식생구조로서 향후 자생종을 활용한 다층구조 복원 관리가 필요한 유형이다.
셋째, 유형 III(불쾌적한 열환경의 양호한 녹지구조 유형)은 생태적으로 양호하나 밀도 및 울폐도가 낮아 고온역이 형성되는 지역으로 식재밀도 조절, 울폐도 증진이 이루어져야 할 것이다.
넷째, 유형 IV(불쾌적한 열환경의 불량한 녹지구조 유형)은 녹지구조가 불량하면서 고온역이 형성되는 공간으로 자생종 위주의 다층구조 식재, 교목층 울폐도 조절 등의 관리가 이루어져야 할 것이다.
다섯째, 유형 V(기타 환경개선 필요 유형)은 식생훼손지, 나지, 경작지, 산림 가장자리 부근에 주로 위치하며 생태적 식생복원과 더불어 양호한 열 환경 개선을 위한 식재가 고려되어야 할 것이다.
최근의 도시숲 관련한 국내외 연구를 종합해보면, ① 도시숲은 기후변화 시대에 생태계서비스 증진을 위한 전략적 관리가 필요하며, ② 도시숲이 가지고 있는 적응 탄력성을 활용해야 하고, ③ 도시숲의 단위면적당 바이오매스(수목 생장과 양이 중요) 증진을 고려하여 나지의 식재 기법을 신중하게 고려하고, ④ 도시숲 주변 개발로 인한 영향을 저감 시킬 수 있는 관리가 필요하며, ⑤ 도시숲의 입자상 물질흡착 및 음이온 조절을 통한 환경질개선이 요구되며, ⑥ 도시숲주변 개발로 인한 영향을 저감 시킬 수 있도록 해야 한다고 제언하고 있다. 따라서 이러한 연구 결과도 도시숲 관리에 적극 반영할 필요가 있다.