서론
인류가 출현한 이후, 인류는 살아온 시간 중 99% 이상을 자연에서 살아왔으며, 인간의 몸은 자연환경에 맞게 진화해왔다(Miyazaki et al., 2011). 하지만 산업혁명 이후에 급격한 도시화로 인하여 자연을 접할 수 있는 공간이 감소하였으며, 하루 일과 중 80% 이상을 실내에 서 보내는 현대인들은 인공 환경에 적응하지 못하고 항상 스트레스 상태에 노출되어 있다(Klepeis et al., 2001). 따라서 이러한 스트레 스 상태를 예방 및 해소할 수 있는 대안 마련이 시급한 상황이다.
최근, 이에 대한 대안으로 산림치유가 부상하고 있으며, 산림치 유를 통한 건강증진에 대하여 사회적 관심이 증가하고 있다. 정부 에서는 이러한 사회적 관심에 부응하기 위해 국립산림치유원을 착 공하고, 생활권 주변의 산림에 치유의 숲 조성을 확대하는 등 산림 의 치유적 활용을 위한 정책들이 증가하고 있다(Korea Forest Service, 2010).
치유의 숲은 경관, 향기, 음이온, 물리적 환경 등과 같은 산림의 다양한 환경요소를 활용하여 인체의 면역력을 높이고 건강을 증진 시키는 활동을 할 수 있도록 조성한 산림을 말하며, 치유의 숲을 조 성하기 위해서는 산림문화․휴양에 관한 법률 제 20조(산림욕장등 의 조성)에 의거하여 산림청장 및 시․도지사의 승인을 받아야 한다 (Korea Legislation Research Institute, 2013). 또한 현재, 국내 치 유의 숲 조성 기준에 대하여 치유의 숲 시설의 종류와 설치기준은 법률에 제시되어 있으나 숲이 인체에 미치는 생리적, 심리적 안정 효과에 대한 검증 기준에 대해서는 제시되어 있지 않다.
일본의 경우에는 치유의 숲을 산림세라피기지라는 용어를 사용 하고 있으며, 산림세라피기지를 인증받기 위해서는 전문가의 현장 생리실험을 통해 인체 효과 검증 심사를 진행하도록 의무화되어 있 으나(http://www.fo-society.jp) 국내는 전무한 상황이기 때문에 국내에도 생리실험 검증 심사 절차 방안을 마련하여 치유의 숲이 인체의 면역력을 높일 수 있고, 건강을 증진할 수 있는 장소임을 과 학적으로 입증할 필요가 있다.
과거의 선행연구를 통하여 자연환경에 대한 경험은 인체의 인지 적, 정서적 회복능력이 향상된다는 것은 이미 밝혀진 사실이다 (Hartig et al., 1991; Kaplan, 1995). 기분상태검사를 통하여 산림 에서의 활동은 심리적 쾌적감, 진정감, 자연감이 향상된 사실을 밝 혔으며(Lee et al., 2014; Park and Miyazaki., 2008), 의미분별법 을 통하여 우울감, 피로감 등과 같은 부정적 감정은 저하되고, 활력 과 같은 긍정적인 감정이 향상된다는 것을 밝혔다(Lee et al., 2014; Song et al., 2011).
최근에는 인체를 측정할 수 있는 측정 기술의 발달과 장비의 정 교함이 급속하게 발달하여 산림이 인체에 미치는 심리적 안정 효과 뿐만이 아니라 생리적 안정 효과에 대해서도 과학적으로 증명하는 것이 가능해졌으며, 실제로 다양한 측정지표를 이용한 현장 실험이 진행되었다.
산림치유 연구 분야의 현장실험에서 주로 사용되고 있는 생리 지표의 자율신경활동의 지표는 혈압, 맥박수(Park et al., 2009; Tsunetsugu et al., 2007; Ji et al., 2012), 심박변이도(Park et al., 2009; Tsunetsugu et al., 2007; Park and Miyazaki, 2008; Woo et al., 2012) 등이 있으며, 내분비계 활동지표는 타액 중 코티솔 농 도(Tsunetsugu et al., 2007; Park et al., 2010) 등이 있다. 또한 면 역계 활성 지표로서 자연살해세포 활성(natural killer 세포; NK 세 포; Li et al., 2007)이 있으며, 중추신경활동의 지표로서 근적외선 분광분석법(near-infrared spectroscopy; NIRS; Joung et al., 2015)과 시간분해분광법(time-resolved spectroscopy; TRS; Park et al., 2007) 등이 사용되고 있다.
이러한 생리지표를 사용한 선행연구는 산림을 접하는 것이 혈압 과 맥박수의 감소, 부교감신경활동의 활성화와 교감신경활동의 억 제, 코티솔 농도의 저하, 면역력 향상, 뇌활동의 진정 효과가 있다는 것을 보고했다.(Ji et al., 2012; Joung et al., 2015; Li et al., 2007; Park et al., 2007; Park and Miyazaki, 2008; Park et al., 2009; Park et al., 2010; Tsunetsugu et al., 2007; Woo et al., 2012).
본 연구에서는 심박변이도, 심장박동수, 설문지를 사용하여 장 성 치유의 숲에서의 경관감상이 인체의 생리적, 심리적으로 미치는 안정 효과를 과학적으로 밝히기 위해 수행되었다.
연구방법
1. 연구대상 및 연구대상지
본 연구는 장성 치유의 숲에서 경관감상을 실시했을 때 인체의 생리적, 심리적 안정에 미치는 영향을 밝히기 위한 목적으로 수행 되었다.
실험대상자는 대전광역시 C대학에 재학 중인 20대 대학생을 공 개적으로 모집하였으며, 흡연자 및 약물 복용자와 실험기간 중에 음 주의 경험이 있는 자는 모집 인원에서 제외하였다. 본 실험에는 신 체적으로 건강한 20대 남녀 22명(남자: 13명, 여자: 9명, 평균나이: 20.9±1.3세)으로 실험에 자발적 참여의사를 가진 자로 진행하였다.
피험자는 실험 전 실험 내용에 대한 충분한 설명을 들었으며, 실 험 방법을 숙지한 뒤 실험에 참가하였다. 본 실험은 충남대학교의 생명윤리심사위원회의 심의를 거쳐 수행되었다. 실험 장소는 전라 남도 장성군 축령산에 위치한 장성 치유의 숲으로 선정하였다. 그 이유는 장성 치유의 숲의 경우, 국내 최대 난대조림 성공지로서 국 유 치유의 숲을 이용한 전체 방문자수(532,988명)의 67.4%를 차 지하고 있어 타 국유 치유의 숲(청태산 치유의 숲: 1.6%, 산음 치유 의 숲: 31.0%)에 비해 방문률이 월등히 높기 때문이다(Korea Forest Service, 2015). 대조실험 장소는 대전광역시 유성구 궁동에 건물 이 밀집한 곳으로 선정하였다.
2. 측정지표
1) 심박변이도(Heart rate variability: HRV)
HRV는 심장 박동의 R파와 R파 사이의 간격변화(R-R Interval: 이하 RRI)를 이용하여 자율신경계의 반응을 측정하는 방법으로서 (Kobayashi et al., 1999), 본 연구에서 RRI의 측정은 휴대용 심전 도 모니터(Activtracer AC-301A, GMS, Japan)를 이용하였다. 또한 최대엔트로피법(Memcalc/win; GMS, Japan)을 이용하여 RRI에 대한 주파수 분석을 실시하였으며, 0.04-0.15Hz의 범위를 저주파 성분(Low Frequency; 이하 LF)으로, 0.15-0.4Hz의 범위 를 고주파 성분(High Frequency; 이하 HF)으로 설정하였다 (Choi, 2005). HF 성분은 이완 시 활성화되는 부교감신경활동의 지표로 사용하였으며(Cacioppo et al., 1994), HF 값이 높을수록 부교감신경활동이 증진되는 것을 의미한다. LF/HF는 긴장 시 활 성화되는 교감신경활동의 지표로 사용하였으며, LF/HF 값이 낮을 수록 교감신경활동이 억제되는 것을 의미한다.
2) 심장박동수(Heart rate)
심장박동수(이하 심박수)는 1분 동안 심장이 뛰는 횟수를 의미 하며, 단위는 bpm이다(beats per minutes). 심박수의 측정은 측정 시 피험자의 거부감이 적다는 장점 때문에 자율신경활동의 지표로 널리 사용한다(Yang et al., 2008).
3) 의미분별법(Semantic Differential method: SD method)
의미분별법(Osgood et al., 1957)은 인간의 감성을 표현하는 형 용사를 활용하여 인간의 심상공간을 평가하는 방법이다. 본 연구에 서는 ‘쾌적감-불쾌감’, ‘자연감-인공감’, ‘진정감-불안감’의 형용 사를 이용하여 13점 척도를 사용하였으며, 점수가 높을수록 쾌적 감, 자연감, 진정감이 높다는 것을 의미한다. 본 연구에서의 내적일 치도 Cronbach’s α는 .680이었다.
4) 기분상태검사(Profile of Mood State: POMS)
기분상태검사는 일시적인 감정과 기분을 평가하는 설문지로써 본 연구에서는 30문항의 5점 척도로 구성되어 있는 단축판을 사용 하였으며, 본 연구에서의 내적일치도 Cronbach’s α는 .855이었다. POMS는 긴장(Tension and Anxiety, T-A)’, ‘우울(Depression: D)’, ‘분노(Anger and Hostility: A-H)’, ‘활력(Vigor: V)’, ‘피로 (Fatigue: F)’, ‘혼란(Counfusion: C)’의 6개의 하위영역으로 구 성되어 있으며, 각 하위영역별 점수화가 가능하다. 종합감정장애 (Total Mood Disturbance: TMD)는 부정적 기분척도인 긴장, 우 울, 분노, 피로, 혼란 등 5개 영역의 점수를 더한 값에서 긍정적 기분 척도인 활력 영역 점수를 뺀 점수이며, TMD 점수가 높을수록 부정 적 감정이 높은 것을 의미한다.
5) 상태-특성불안검사(State-Trait Anxiety Inventory: STAI)
상태-특성불안검사는 Spielberger(1970)가 불안 증상을 측정 하기 위해 개발한 자기 보고식 검사이며, 현재 느끼고 있는 불안을 평가하는 STAI-X-1을 사용하였다. 각 문항은 1~4점까지로 구성 되어 있고, 점수 범위는 20점에서 80점으로 점수가 높을수록 불안 수준이 높은 것을 의미한다. 본 연구에서의 내적일치도 Cronbach’s α는 .858이었다.
3. 실험설계
본 연구는 2014년 5월 2일, 2014년 5월 6일 이틀간 동일한 시간 (오후 12시 ~ 오후 5시)에 진행되었다. 본 실험은 숲과 도시에서 진 행되었으며, 실험을 진행하는 동안 숲에서의 평균기온은 16.5°C이 었으며, 도시에서의 평균기온은 25.8.°C로 나타났다. 그리고 상대 습도의 경우 숲은 30.0%이었으며, 도시는 31.4%로 나타났다.
결과 및 고찰
1. 생리평가
인체의 부교감신경활동 지표인 HRV의 평균 ln(HF)에 대한 결 과는 Fig. 3과 Fig. 4와 같다. 숲에서의 평균 ln(HF)는 5.55±0.23 msec 2이었으며, 도시에서의 평균 ln(HF)는 5.23±0.26msec 2으로 나타났다. 또한 숲에서의 평균 ln(HF)는 도시에서의 평균 ln(HF) 에 비해 유의하게 높은 것을 알 수 있었다(p<0.05, Fig. 3). 또한 10 분 동안 측정한 평균 ln(HF)를 1분 간격으로 나누어 분석한 결과, 처음에는 도시에서의 평균 ln(HF)가 숲에서보다 높았으나 시간이 경과할수록 숲에서의 ln(HF)가 도시에 비해 높아지는 경향을 보였 다(Fig. 4). 한편, 교감신경활동 지표에서는 유의차가 발견되지 않 았다.
Fig. 3.
Comparison of the ln (HF) values during viewing the forest and urban environments. n=22, mean±SE, paired t-test, *p<0.05.
Fig. 4.
Temporal changes ln (HF) values while viewing in the forest and urban environments, n=22, mean±SE, paired t-test, *p<0.05, **p<0.01.
숲과 도시에서 경관감상을 실시하는 동안 측정한 피험자의 평균 심박수의 변화는 Fig. 5와 Fig. 6과 같다. 숲에서의 평균 심박수는 77.24±2.54bpm이었으며, 도시에서의 평균 심박수는 80.18±3.06 bpm으로 나타났으나 유의한 차이는 없었다(Fig. 5). 그러나 10분 동안 측정한 평균 심박수를 1분 간격으로 나누어 분석한 결과, 처음 에는 숲과 도시에서의 평균 심박수가 비슷하였으나 시간이 경과할 수록 숲에서의 평균 심박수는 감소하는 경향을 보였으며, 도시에서 의 평균 심박수는 증가하는 경향을 보였다(Fig. 6).
Fig. 5.
Comparison of the heart rate during viewing the forest and urban environments. n=22, mean±SE, paired t-test, NS: not significant.
Fig. 6.
Temporal changes in heart rate while viewing in the forest and urban environments. n=22, mean±SE, paired t-test, *p<0.05, **p<0.01
본 생리평가의 결과를 통해 숲은 도시보다 생리적으로 안정된다 는 사실을 확인할 수 있었으며, 이러한 결과는 숲의 경관감상이 인 체의 생리적 안정에 미치는 영향에 대해 조사한 선행연구 결과와 일치하였다(Park et al., 2010; Song et al., 2015; Tsunetsugu et al., 2007; Tsunetsugu et al., 2013). 다만, 본 연구의 경우 1분 간격 으로 나누어 분석한 결과에 있어서 처음 1분 동안의 ln(HF)는 도시 가 숲보다 높았고, 심박수는 숲이 도시보다 높은 것으로 나타났다. 이러한 결과는 본 실험의 대조지의 경우 피험자들이 실제로 주거하 고 있는 지역으로써 낯익은 장소에 대한 친숙함, 안정감에 영향을 받았을 것으로 판단된다. 하지만, 1분이 경과한 2분부터는 장소에 대한 친숙함과 안정감보다는 외부환경에 대한 자극에 영향을 받았 을 것으로 판단된다.
2. 심리평가
STAI를 통하여 상태불안을 분석한 결과, 숲에서의 상태불안은 32.27±0.86점, 도시에서의 상태불안 44.14±1.61점이였으며, 불 안감은 숲이 도시에 비해 27% 유의하게 낮은 것으로 나타났다 (p<0.01, Fig. 7).
Fig. 7.
Comparison of the state-trait anxiety inventory (STAI) score between the forest and urban environments. n=22, mean±SE, Wilcoxon signed-rank test, **p<0.01.
SD법을 통해 숲과 도시의 쾌적감, 자연감, 진정감을 조사한 결 과, 쾌적감의 경우에는 숲이 3.50±0.25점, 도시가 0.14±0.50점으 로 나타났으며, 자연감의 경우에는 숲이 14.18±0.22점, 도시가 – 0.55±0.53점으로 나타났다. 그리고 진정감의 경우에는 숲이 3.41±0.35점, 도시가 0.18±0.43점으로 나타났으며, 숲에서의 쾌 적감, 자연감, 진정감은 모두 도시에 비해 유의하게 높은 것으로 나 타났다(p<0.01, Fig. 8).
Fig. 8.
Subjective evaluation on "comfortable", "natural", and "soothed" feelings after viewing in the forest and urban environments. N=22, mean±SE, Wilcoxon signed-rank test, **: p<0.01.
POMS를 분석한 결과, 숲은 도시에 비해 부정적 감정인 긴장 (숲: 0.32±0.15점, 도시: 2.73±0.67점), 우울(숲: 0.32±0.15점, 도 시: 1.86±0.65점), 분노(숲: 0.23±0.15점, 도시: 2.82±0.91점), 피 로(숲: 2.68±0.43점, 도시: 7.09±0.80점), 혼란(숲: 1.86±0.30점, 도시: 2.95±0.60점)이 모두 유의하게 낮은 것으로 나타났다 (p<0.01, Fig. 9). 긍정적 감정인 활력의 경우에는 숲이 9.05±1.05 점, 도시가 4.41±1.11점이었으며, 숲에서의 활력이 도시에 비해 유 의하게 높은 것으로 나타났다(p<0.01, Fig. 9). 또한 종합감정장애 (TMD)에서도 숲이 -3.64±1.10점, 도시가 13.05±2.86점으로 숲 에서의 종합감정장애가 도시보다 유의하게 낮은 것으로 나타났다 (p<0.01, Fig. 9).
Fig. 9.
Comparison of the Profile of Mood State(POMS) subscale score between the forest and urban environments. T-A: tension-anxiety; D: depression; A-H: anger-hostility; V: vigor; F: fatigue; C: confusion; TMD: total mood disturbance. N=22, mean±SE, Wilcoxon signed-rank test, **p<0.01.
본 심리평가의 결과를 통해 숲은 도시보다 심리적으로 안정된다 는 사실을 확인할 수 있었으며, 이러한 결과는 숲의 경관감상이 인 체의 심리적 안정감을 높여준다는 선행연구와 일치하였다(Lee et al., 2011; Kim et al., 2012; Park et al., 2011). 또한 본 연구결과를 통해 Kaplan(1995)이 제시한 주의회복이론(attention restoration theory; ART)의 관점에서 숲은 인공적인 환경에서의 생활로 인하 여 피로상태인 현대인의 심리적 스트레스를 완화시켜주고 주의력 회복을 경험할 수 있는 환경이라는 사실을 확인할 수 있었다.
적요
본 연구는 숲에서의 경관감상이 인체에 생리적, 심리적 안정에 미치는 영향을 밝히기 위해 진행되었다. HRV를 사용하여 인체의 생리신호를 측정한 결과, 숲에서의 경관감상은 도시에 비해 ln (HF)성분이 높아지고, 평균 심박수가 낮아지는 사실을 확인하였 다. 또한 주관평가를 통하여 숲은 도시에 비해 쾌적감, 진정감, 자연 감이 높았으며, 부정적인 감정 및 상태불안이 낮은 것을 확인하였 다. 이러한 결과는 숲의 경관감상이 인체의 생리적, 심리적 안정 효 과가 있다는 것을 의미하며, 숲은 바쁜 일상으로 심신이 지친 현대 인에게 활력을 회복할 수 있는 수단이자 자연회귀의 장소임을 과학 적으로 증명할 수 있었다. 본 연구는 20대에 한정시켰다는 점과 자 율신경활동 지표로만 생리적 효과를 평가했다는 제한점을 갖고 있 다. 따라서 다양한 연령층과 다양한 생리평가 지표를 사용한 후속 연구가 필요할 것으로 판단되며, 이를 통해 산림치유 분야에 대한 과학적 근거중심의 결과가 축적되기를 기대한다.
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