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전 세계적으로 도시화가 과속되고 있는 가운데, 녹지 손실로 인한 생태계 서비스 감소는 불가피하다. 높은 수준의 생태계 서비스를 지닌 환경은 뛰어난 정화 능력을 보이며, 목재나 식량과 같은 상업적 작물과 더불어 관광, 교육 등 사회·문화적 혜택을 제공한다. 도시화로 인해 감소한 생태계 서비스는 도시 내 녹지공간을 확장함으로써 복원 및 증진될 수 있다. 특히 옥상녹화는 고밀도로 개발된 도시환경에 효과적인 녹화방안 중 하나다. 옥상녹화를 통해 녹지 연결성을 증진하여 생물의 이동성과 다양성을 향상해 자연 친화적인 도시를 조성할 수 있다.
본 연구에서는 수원특례시를 대상으로 2003년부터 2021년까지의 ...

전 세계적으로 도시화가 과속되고 있는 가운데, 녹지 손실로 인한 생태계 서비스 감소는 불가피하다. 높은 수준의 생태계 서비스를 지닌 환경은 뛰어난 정화 능력을 보이며, 목재나 식량과 같은 상업적 작물과 더불어 관광, 교육 등 사회·문화적 혜택을 제공한다. 도시화로 인해 감소한 생태계 서비스는 도시 내 녹지공간을 확장함으로써 복원 및 증진될 수 있다. 특히 옥상녹화는 고밀도로 개발된 도시환경에 효과적인 녹화방안 중 하나다. 옥상녹화를 통해 녹지 연결성을 증진하여 생물의 이동성과 다양성을 향상해 자연 친화적인 도시를 조성할 수 있다.
본 연구에서는 수원특례시를 대상으로 2003년부터 2021년까지의 토지피복 및 생태계 서비스 변화를 분석하고, 옥상녹화의 생태계 서비스 증진 효과를 모의하였다. 또한, 네트워크 분석을 통해 옥상녹화의 생태 네트워크 연결성 향상 효과를 분석하였고, 이를 바탕으로 옥상녹화 조성 우선지역을 선정하였다.
본 연구는 시계열 위성영상과 i-Tree Canopy를 이용해 수목 수관(tree canopy)의 기능에 의한 생태계 서비스를 평가했다. 또한, 그래프 이론 기반 프로그램인 Graphab를 활용하여 국지적 규모와 경관 규모에서 생태 네트워크를 분석하였다. 네트워크 분석에는 정규식생지수(Normalized Difference Vegetation Index, NDVI)와 패치 기반의 최소비용거리가 적용되었다.
토지피복 변화 분석 결과, 수목과 초지 및 농지를 포함한 투수성 지역의 면적은 지난 18년 동안 감소했지만, 도로 등 불투수성 지역의 면적은 증가했다. 생태계 서비스는 투수성 지역의 면적 감소에 비례하여 감소하였으나, 옥상녹화를 하게 되면 2003년 수준 이상으로 생태계 서비스가 증가할 수 있는 것으로 나타났다.
네트워크 분석 결과, 국지적 규모와 경관 규모 모두에서 녹지 간 연결 경로(즉, 링크)가 상대적으로 부족한 연결성 틈(gap)이 수원특례시 중심부 부근에서 확인되었다. 특히 국지적 규모에서 연결성 틈이 큰 것으로 확인되었다. 옥상녹화를 하게 되면 녹지를 연결하는 링크가 국지적 규모에서는 3,137개, 경관 규모에서는 34,096개 증가하는 것으로 모의 되었다. 국지적 규모에서는 녹지 간 직접적인 연결이 증가하였고, 경관 규모에서는 녹지 간 직접적 연결뿐만 아니라, 여러 개의 대안 경로들이 형성되었다. 또한, 옥상녹화 조성이 두 규모 모두에서 연결성 틈을 보완하는 데에 기여하는 것을 확인할 수 있었다.
국지적 규모와 경관 규모에서 옥상녹화 조성을 통해 연결성 증진 효과가 공통으로 큰 상위 25% 지역을 옥상녹화 조성 우선지역으로 선정하였다. 그 결과, 두 규모 모두에서 연결성 증진 효과가 있는 옥상녹화 우선지역은 대규모 산지와 시가지의 경계부 근처에 위치하였다. 해당 지역은 파편화된 도시숲과 인근의 면적이 큰 산지를 연결하여 전체 연결성을 높일 수 있을 것으로 확인되었다.
본 연구는 옥상녹화의 생태계 서비스와 생태 네트워크 기여도를 정량평가 하는 방법을 제시했다. 연구에서 제시된 방법론과 결과는 전략적이고 효율적인 도시 그린인프라 공간계획과 의사결정 지원에 유용하게 활용될 것으로 기대된다.

Abstract ▼ AI-Helper

Due to rapid urbanization, the decrease of green spaces in cities is inevitable, leading to weakening of ecosystem services. Ecosystem services can be improved by increasing urban green infrastructures, such as green roofs. In addition, biodiversity conservation strategies that utilize ecological ne...

Due to rapid urbanization, the decrease of green spaces in cities is inevitable, leading to weakening of ecosystem services. Ecosystem services can be improved by increasing urban green infrastructures, such as green roofs. In addition, biodiversity conservation strategies that utilize ecological networks to connect fragmented green spaces and infrastructures can also be needed in urban planning for harmonizing with nature.
This study analyzed changes in land cover and ecosystem services from 2003 to 2021 in Suwon City, Korea. The i-Tree Canopy tool was employed to evaluate land cover and tree canopy ecosystem services using time-series satellite images. Then, this study simualted the improvement of tree canopy ecosystem services by potential green roofs. Network analysis was also conducted to assess the effect of green roofs on tree canopy connectivity at local and landscape scales and to identify priority areas for green roof implementation based on their efficiency. Graphab, a network analysis program based on graph theory, was used to analyze connectivity at both the local and landscape scales.
As results, pervious areas, including trees, grass, and cropland, have decreased in Suwon City over the past 18 years as impervious land has increased. Ecosystem services decreased in proportion to the decrease in tree canopy area, but were expected to increase more than those of 2003 after the implementation of green roofs.
The connectivity gaps were mainly identified in the center of Suwon City, especially at the local scale. After adding green roofs, the number of links connecting green spaces increased by 3,137 on the local scale and 34,096 on the landscape scale, and most of the connectivity gaps were filled. At the local scale, the patches that were indirectly connected through diverse paths were connected by short paths through green roofs. At the landscape scale, the number of alternative paths increased as green roof patches were added for higher network redundancy.
The top 25% green roof patches with the greatest effects on improving connectivity at each scale were selected as the priority areas for installing green roofs. The priority areas for green roofs, which can increase connectivity at both scales, were located at the border between mountainous and urban areas. These areas were confirmed that can increase connectivity by connecting fragmented urban forests and nearby large mountaineous areas.
This study will provide useful tools and information for efficient urban green infrastructure spatial planning to improve ecosystem services and promote ecological networks through green roof.

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