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문제 정의
- 하지만, 아직까지 경관지수들간의 상호관련성을 고려한 최적의 경관지수군을 추출하거나, 유역 산림을 대상으로 적용한 연구는 부족한 실정이라 사료된다. 따라서 본 연구는 금호강 유역을 대상으로 산림의 경관생태학적패턴을 정량적으로 해석하고, 이를 토대로 단편화 정도를 규명함으로써 산림생태계가 가지는 생물서식지 제공, 자연적 자정작용 둥의 제기능올 회복하기 위한 네트워크 구축 둥 유역단위의 산림생태계 복원올 수립하는데 기초자료를 제공하고자 한다.
- 건전성을 회복하기 위한 통합적 해결방안으로 추진되고 있다. 본 연구는 금호강 유역을 대상으로 산림경관의 구조적 패턴과 단편화 정도를 정량적으로 분석함으로써, 유역생태계의 건전성 평가 및 관리계획수립을 위한 유용한 정보를 제공하고자 하였다. 분석결과를 요약하면, 패취 및 핵심구역의 크기에 관련된 경관지수(LPI, MPS, C%LAND, MCA, DMCA CAI)는 가창댐유역을 비롯한 신천01, 그리고 금호강 상류유역을 중심으로 높은 값을 가지는 것으로 나타났다.
제안 방법
- 경관지수는 상호간에 밀접한 관련성이 존재할 수 있기 때문에, 표 4와 같이 Pearson의 상관분석을 실시하여 상관계수 0.9 이상(p<0.01)이면 두 지수 중에서 하나만을 선택하여 인자분석에 적용하였다(Riitter 등, 1995; Herzog 둥, 2001; Cifaldi 등, 2004). 이러한 과정을 토대로 최종 선정된 경관지수는 총 10개로서 표 5에 제시된 바와 같다.
- 금호강 유역산림의 경관생태적 패턴은 생물종을 제외한 소유역별 패취단계(patch level)에서 구조적 측면만을 분석하였고, 그 과정은 그림 2에 제시된 바와 같다. 산림분포도는 국립 지리 정보원에서 제작 .
- 한편, 단편화지수와 유의한 상관관계를 가지는 도시지역면적률, 평균고도 및 경사도에 대해서는 상호간의 인과성을 평가하기 위해서, 그림 6과 같이 산포도 작성 및 단순회귀분석을 실시하였다. 단편화지수는 종속변수, 그리고 도시지역면적률]%), 농업지역 면적률(%), 평균고도, 평균경사도는 독립변수로 설정하였다. 분석결과에 따르면, 도시지역 면적률이 증가할수록 단편화지수가 높아짐을 알 수 있었으며, 단편화지수의 총분산량을 68.
- 3을 사용하여 분석하였다. 또한 인자분석을 사용하여 다수의 경관지수를 소수의 공통인자로 단순화.축소화함으로써 산림경관의 구조적 패턴을 좀더 용이하게 해석하였다(Riitters 등, 1995; Tinker 등 1998; Cifaldi 등, 2004).
- 산림경관의 크기, 형태, 공간배치 등을 종합적으로 고려하기 위해서, 전술한 3개 공통인자의 소유역별 인자점수를 합산하였으며, 이를 단편화지수(fragmentation index: FI)로 명명하였다. 단편화지수의 공간적 분포패턴은 그림 4(d)와 같고, 각 소유역별 지수값은 그림 5에 제시된 바와 같다.
- 9 이상이면 두 변수 중에서 하나 만을 선택하였다(He找og 등, 2001). 최종 선정된 경관지수는 측정단위의 상이함에 따른 영향을 제거하기 위해서 Z-score로 표준화한 후, 주성분 방식을 적용하여 고유치 (eigenvalue)가 L0 이상인 인자만을 선정하도록 설정하였고, 마지막으로 인자구조의 명확화를 위해서 직각회전중 Varimax법으로 인자회전을 시켰다. 인자를 회전시켜 산출된 인자행렬을 토대로 각 공통인자에 대한 변량을 측정한 인자점수를 지도화하였다(이희연, 1995).
대상 데이터
- 산림분포도는 국립 지리 정보원에서 제작 . 공급하고 있는 죽척 1: 25, 000의 수치토지이용도(그림 3a)에서 산림지역만을 추출하여 제작하였다. 구조적 패턴은 McGarigal과 Marks(1995)가 제안한 크기, 밀도가장자리, 형태, 핵심구역 둥에 관련된 경관지수를 토대로 FRAGSTATS Ver.
- 1). 대상지의 중심을 흐르고 있는 금호강은 경상북도 포항시 죽장면 가사령에서 발원하여 약 118km를 흘러 대구광역시 달성군 화원읍에서 낙동강과 합류한다(대구지방환경청, 2000). 따라서, 금호강 유역의 환경상태는 그 본류인 낙동강에 직 .
- 연구 대상지는 행정구역상 대구시와 경상북도 영천시, 경산시, 고령군에 위치하는 낙동강중류의 24개 소유역으로 구성되어 있다(그림 1). 대상지의 중심을 흐르고 있는 금호강은 경상북도 포항시 죽장면 가사령에서 발원하여 약 118km를 흘러 대구광역시 달성군 화원읍에서 낙동강과 합류한다(대구지방환경청, 2000).
데이터처리
- 2004). 소유역별 토지이용강도와 지형조건이 산림단편화 및 구조적 패턴에 미치는 영향을 분석하기 위해서 표 6과 같이 Pearson 상관계수(r)를 산출하였다.
- 축소화함으로써 산림경관의 구조적 패턴을 좀더 용이하게 해석하였다(Riitters 등, 1995; Tinker 등 1998; Cifaldi 등, 2004). 인자분석을 실시하기전에, 경관지수들간의 정보의 중복성을 최소화하기 위해서 SPSS 11.0(SPSS Inc., 2001)을 사용하여 경관지수들간의 상관계수를 산출한 후 그 값이 0.9 이상이면 두 변수 중에서 하나 만을 선택하였다(He找og 등, 2001). 최종 선정된 경관지수는 측정단위의 상이함에 따른 영향을 제거하기 위해서 Z-score로 표준화한 후, 주성분 방식을 적용하여 고유치 (eigenvalue)가 L0 이상인 인자만을 선정하도록 설정하였고, 마지막으로 인자구조의 명확화를 위해서 직각회전중 Varimax법으로 인자회전을 시켰다.
- 인자를 회전시켜 산출된 인자행렬을 토대로 각 공통인자에 대한 변량을 측정한 인자점수를 지도화하였다(이희연, 1995). 전체 공통인자의 소유역별인자점수는 산림경관의 단편화를 평가하기 위해서 합산한 후, 최종적으로 도시화 및 농업화 정도, 그리고 지형조건 등의 유역환경이 단편화에 미치는 영향은 상관 및 회귀분석을 토대로 분석하였다.
- 01)와 유의수준 1% 이내에서 뚜렷한 양(+)의 상관관계가 존재하는 것으로 나타났다. 한편, 단편화지수와 유의한 상관관계를 가지는 도시지역면적률, 평균고도 및 경사도에 대해서는 상호간의 인과성을 평가하기 위해서, 그림 6과 같이 산포도 작성 및 단순회귀분석을 실시하였다. 단편화지수는 종속변수, 그리고 도시지역면적률]%), 농업지역 면적률(%), 평균고도, 평균경사도는 독립변수로 설정하였다.
이론/모형
- 공급하고 있는 죽척 1: 25, 000의 수치토지이용도(그림 3a)에서 산림지역만을 추출하여 제작하였다. 구조적 패턴은 McGarigal과 Marks(1995)가 제안한 크기, 밀도가장자리, 형태, 핵심구역 둥에 관련된 경관지수를 토대로 FRAGSTATS Ver. 3.3을 사용하여 분석하였다. 또한 인자분석을 사용하여 다수의 경관지수를 소수의 공통인자로 단순화.
- 패취형태는 경관형태지수(LSI)와 평균형태지수(MSD를 토대로 평가하였다. MSI는 패취의 둘레길이 및 면적간의 관계를 기초로 경계부분의 복잡성을 측정하는 것이며, 그 값이 증가할수록 경계부분의 형태가 복잡해짐을 의미한다(Forman, 1995; 이도원, 2001).
성능/효과
- 이 공통인자는 경관지수의 총분산량을 85% 정도 설명할 수 있다. Factor I은 고유치 3.260이고, 총분산량의 32.6%를 설명하며, 특히 MSI, CAI, DMCA를 중심으로 양(+)의 부하량이 높게 적재된 것으로 나타났다. FactorII는 ED, LSI, DCAD를 중심으로 양(+)의 부하량이 높게 적재되었고, 고유치는 2.
- 3%를 설명하는 것으로 나타났다. FactorHI은 고유치 2.304이고 총분산량의 23%를 설명하며, IJI와 C%LAND, LPI는 양(+), 그리고 PD는 음(-)의 부하량이 높게 적재된 것으로 나타났다(표 5).
- 6%를 설명하며, 특히 MSI, CAI, DMCA를 중심으로 양(+)의 부하량이 높게 적재된 것으로 나타났다. FactorII는 ED, LSI, DCAD를 중심으로 양(+)의 부하량이 높게 적재되었고, 고유치는 2.924이고 총분산량의 29.3%를 설명하는 것으로 나타났다. FactorHI은 고유치 2.
- 분산의 정도를 상대적으로 측정한 변동계수(coefficient of variation: CV)를 보면 LPI에 비해 MPS의 경우가 소유역간 격차가 큰것으로 나타났다. PD의 분석결과에 따르면, 전술한 LPI와 MPS의 값이 가장 높았던 가창댐유역(W14)의 PD가 가장 낮은 것으로 나타났다. 반면에 금호강 중류에 분포한 소유역 (W04,W08, W06) 그리고 낙동강 본류의 W23 등은 PD값이 0.
- 각 인자의 소유역별 인자점수는 합산과정을 통해 단편화지수를 산출함으로써, 금호강 유역에 분포하는 산림경관의 구조적 패턴을 종합적으로 해석할 수 있었다. 가창댐유역의 산림이 구조적으로 가장 안정된 상태를 유지하고 있었으며 그 외의 이언천유역과 금호강 상류지역도 전반적으로 단편화정도가 낮은 것으로 나타났다. 반면에, 금호강 하류의 대구시와 경산시에 분포하는 소유역은 단편화 정도가 매우 심화된 것으로 나타났다.
- 설명하였다. 각 인자의 소유역별 인자점수는 합산과정을 통해 단편화지수를 산출함으로써, 금호강 유역에 분포하는 산림경관의 구조적 패턴을 종합적으로 해석할 수 있었다. 가창댐유역의 산림이 구조적으로 가장 안정된 상태를 유지하고 있었으며 그 외의 이언천유역과 금호강 상류지역도 전반적으로 단편화정도가 낮은 것으로 나타났다.
- 유역이 68%로 가장 높다. 농경지 면적률은 금호강国유역이 40%로 가장 높은 반면, 금호강 하류의 신천02 및 금호강筋유역은 전체면적의 2% 정도만이 농경지로 구성된 것으로 나타났다. 지형조건은 평균고도(m)와 평균경사도(%)를 통해서 파악할 수 있는데, 산림면적률이 상대적으로 높은 가창댐 및 영천댐유역은 평균 400m 이상의 해발고도와 50% 정도의 경사도를 가지는 것으로 나타났다.
- 이에 반해 금호강 하류이자 대구시와 경산시에 해당하는 소유역 (W15 W16, W18)은 단편화 정도가 매우 심화된 것으로 나타났다. 또한, 금호강能 및 04유역 (W08 W11), 그리고 진천천유역 (W21) 둥의 경우도 단편화 정도가 비교적 높은 것으로 나타났다. 금호강 유역의 전반적인 단편화 양상을 살펴볼 때, 대구시라는 거대도시가 위치하고 있는 금호강 하류의 도시적 성격의 소유역을 중심으로 산림의 단편화 정도가 높다고 할 수 있으나, 상수원보호구역을 비롯한 도시자연공원이 지정된 도시근교의 소유역, 그리고 금호강 상류지역은 전반적으로 단편화 정도가 낮다고 평가할 수 있다.
- 이에 반해 금호강 하류에 분포하는 소유역은 패취 및 핵심구역의 크기는 작고, 그 밀도(PD, DCAD)는 높은 것으로 평가되었다. 또한, 도시지역 둥의 인공적 환경이 우세한 소유역에 분포하는 산림은 자연성과 구조적안정성이 높은 소유역의 산림에 비해 패취형태(MSD가 보다 단조롭고 산림주변의 토지유형(IJI)이 비교적 단조로운 상태를 유지하는 것으로 나타났다.
- 38로 다른 경관지수들에 비해 소유역간 격차가 가장 큰 것으로 나타났다. 마지막으로 산림주변지역의 패취유형, 즉 토지이용패턴의 다양성을 측정하기 위한 IJI는 천내천유역(W22)이 85%로 가장 높게 나타났다. 신천02유역(W15)은 47.
- 7ha로 매우 낮은 값을 가지는 것으로 나타났다. 분산의 정도를 상대적으로 측정한 변동계수(coefficient of variation: CV)를 보면 LPI에 비해 MPS의 경우가 소유역간 격차가 큰것으로 나타났다. PD의 분석결과에 따르면, 전술한 LPI와 MPS의 값이 가장 높았던 가창댐유역(W14)의 PD가 가장 낮은 것으로 나타났다.
- 분석결과를 살펴보면, 단편화지수와 도시지역 면적률은 상관계수 r=0.827(p<0.01)로 두변수 사이에 양(+)의 상관도가 상당히 높게 나타났다. 이에 반해, 농업지역 면적률은 음
- 본 연구는 금호강 유역을 대상으로 산림경관의 구조적 패턴과 단편화 정도를 정량적으로 분석함으로써, 유역생태계의 건전성 평가 및 관리계획수립을 위한 유용한 정보를 제공하고자 하였다. 분석결과를 요약하면, 패취 및 핵심구역의 크기에 관련된 경관지수(LPI, MPS, C%LAND, MCA, DMCA CAI)는 가창댐유역을 비롯한 신천01, 그리고 금호강 상류유역을 중심으로 높은 값을 가지는 것으로 나타났다. 이에 반해 금호강 하류에 분포하는 소유역은 패취 및 핵심구역의 크기는 작고, 그 밀도(PD, DCAD)는 높은 것으로 평가되었다.
- 단편화지수의 공간적 분포패턴은 그림 4(d)와 같고, 각 소유역별 지수값은 그림 5에 제시된 바와 같다. 분석결과에 따르면, 가창댐유역(W14)과 이언천유역 (W19)에 분포하는 산림의 단편화 정도가 다른 소유역에 비해 낮은 것으로 나타났다. 아울러, 금호강 상류지역의 소유역(W03~W07)도 전반적으로 낮은 지수값을 가지는 것으로 나타났다.
- 단편화지수는 종속변수, 그리고 도시지역면적률]%), 농업지역 면적률(%), 평균고도, 평균경사도는 독립변수로 설정하였다. 분석결과에 따르면, 도시지역 면적률이 증가할수록 단편화지수가 높아짐을 알 수 있었으며, 단편화지수의 총분산량을 68.5%(R2=0.685) 정도 설명할 수 있는 것으로 나타났다. 지형조건은 산포도에서 보는 바와 같이, 도시지역 면적률과 상반된 인과성, 즉 소유역에 분포하는 산림의 고도가 높고, 경사가 급할수록 단편화 정도가 감소하는 것으로 나타났다.
- 반면에, 금호강 하류의 대구시와 경산시에 분포하는 소유역은 단편화 정도가 매우 심화된 것으로 나타났다. 이러한 산림의 단편화 정도는 유역의 도시화 정도와 상호 관련성 (r=0.827, p<0.01)이 매우 높은 것으로 나타났으며, 회귀분석에 의해서도 도시지역 면적률이 단편화지수의 분산을 68.5% 정도 설명할 수 있는 것으로 나타났다. 반면 산림의 고도가 높고, 경사가 급할수록 개발사업의 제한성으로 인해 단편화 정도는 낮은 것으로 나타났다.
- 분석결과를 요약하면, 패취 및 핵심구역의 크기에 관련된 경관지수(LPI, MPS, C%LAND, MCA, DMCA CAI)는 가창댐유역을 비롯한 신천01, 그리고 금호강 상류유역을 중심으로 높은 값을 가지는 것으로 나타났다. 이에 반해 금호강 하류에 분포하는 소유역은 패취 및 핵심구역의 크기는 작고, 그 밀도(PD, DCAD)는 높은 것으로 평가되었다. 또한, 도시지역 둥의 인공적 환경이 우세한 소유역에 분포하는 산림은 자연성과 구조적안정성이 높은 소유역의 산림에 비해 패취형태(MSD가 보다 단조롭고 산림주변의 토지유형(IJI)이 비교적 단조로운 상태를 유지하는 것으로 나타났다.
- 소유역 경계는 낙동강을 비롯한 우리나라 주요 4대 강 수계를 대상으로 구축된 배수구역도를 기준으로 하였으며, 전체 유역면적은 2, 579成로 낙동강 유역 (23, 326成)의 11% 정도에 해당한다. 전체 소유역 중에서 신령천 유역의 면적이 340knf(13.2%)로 가장 크고, 대구광역시 달서구와 달성군 화원읍에 걸쳐있는 진천천 유역이 24knf(0.9%)로 가장 작은 것으로 나타났다(표 1).
- 685) 정도 설명할 수 있는 것으로 나타났다. 지형조건은 산포도에서 보는 바와 같이, 도시지역 면적률과 상반된 인과성, 즉 소유역에 분포하는 산림의 고도가 높고, 경사가 급할수록 단편화 정도가 감소하는 것으로 나타났다. 이는 지형적인 조건으로 인해 유역내의 개발사업이 제한됨을 의미한다고 하겠다.
- 농경지 면적률은 금호강国유역이 40%로 가장 높은 반면, 금호강 하류의 신천02 및 금호강筋유역은 전체면적의 2% 정도만이 농경지로 구성된 것으로 나타났다. 지형조건은 평균고도(m)와 평균경사도(%)를 통해서 파악할 수 있는데, 산림면적률이 상대적으로 높은 가창댐 및 영천댐유역은 평균 400m 이상의 해발고도와 50% 정도의 경사도를 가지는 것으로 나타났다.
- 지형조건인 평균고도(r=-0.637)와 평균 경사도(r=-0.593)는 유의수준 1% 이내에서 단편화지수와 뚜렷한 음(-)의 상관관계를 가지는 것으로 나타났다. Factor I의 인자점 수와 유역 환경 인자와의 상관관계를 살펴보면, 지형조건과 유의수준 1% 이내에서 상관계수 r>0.
- 패취크기에 관련된 LPI와 MPS는 가창댐유역 (W14)이 각각 93.2%, 3, 925.6ha로 가장 높은 값을 가지는 것으로 분석되었다. 인접한 신천01 유역(W13)과 천내천 유역 (W22)도 70% 이상으로 나타났다.
- 패취형태에 관련된 경관지수인 MSI는 가창댐유역 (W14), 신천02유역(W15), 금호강04유역(W11), 그리고 이언천유역(W19) 둥에서 높은 값을 가지는 것으로 나타났다. 반면에 대구시에 분포하는 금호강场유역 (W16)과 금호강腊유역(W18), 신천02유역(W15)은 매우 낮은 값을 가지는 것으로 나타났다.
- 반면에 도시 및 농업적 토지이용이 우세한 금호강 중 . 하류의 소유역 (W08, W18)은 LPI 9.2%, MPS 32.7ha로 매우 낮은 값을 가지는 것으로 나타났다. 분산의 정도를 상대적으로 측정한 변동계수(coefficient of variation: CV)를 보면 LPI에 비해 MPS의 경우가 소유역간 격차가 큰것으로 나타났다.
- 핵심구역의 크기에 관련된 C%LAND, MCA, DMCA, DCAD, CAI 의 분석결과에 따르면, 가창댐유역(W14)을 비롯한 신천01유역(W13), 금호강 최상류의 영천댐유역 (W01) 둥이 비교적 높은 값을 가지는 것으로 나타났다. 핵심구역 면적률의 평균값인 MCA는 변동계수가 2.38로 다른 경관지수들에 비해 소유역간 격차가 가장 큰 것으로 나타났다. 마지막으로 산림주변지역의 패취유형, 즉 토지이용패턴의 다양성을 측정하기 위한 IJI는 천내천유역(W22)이 85%로 가장 높게 나타났다.
- 반면에 대구시에 분포하는 금호강场유역 (W16)과 금호강腊유역(W18), 신천02유역(W15)은 매우 낮은 값을 가지는 것으로 나타났다. 핵심구역의 크기에 관련된 C%LAND, MCA, DMCA, DCAD, CAI 의 분석결과에 따르면, 가창댐유역(W14)을 비롯한 신천01유역(W13), 금호강 최상류의 영천댐유역 (W01) 둥이 비교적 높은 값을 가지는 것으로 나타났다. 핵심구역 면적률의 평균값인 MCA는 변동계수가 2.
후속연구
- 아울러, 산림 단편화 등의 구조적 변화가 생물종 다양성 둥 생태계에 미치는 영향을 평가하기 위한 연구가 이루어져야 할 것이며, 이와 함께 지속적인 모니터링을 통한 산림경관의 시간적 . 공간적 변화패턴을 파악하고이것이 유역환경에 미치는 영향 또는 상호관계에 대한 종합적인 평가가 이루어져야 할 것으로 사료된다.
- 판단된다. 아울러, 산림 단편화 등의 구조적 변화가 생물종 다양성 둥 생태계에 미치는 영향을 평가하기 위한 연구가 이루어져야 할 것이며, 이와 함께 지속적인 모니터링을 통한 산림경관의 시간적 . 공간적 변화패턴을 파악하고이것이 유역환경에 미치는 영향 또는 상호관계에 대한 종합적인 평가가 이루어져야 할 것으로 사료된다.
- 이상과 같은 금호강 유역 산림의 경관생태적 패턴을 분석한 결과는 각종 개발사업에 따른 산림 단편화를 사전에 예방하거나, 단편화된 산림의 생태적 기능을 회복하기 위한 네트워크의 구축을 위한 기초자료로서 활용가능할 것으로 판단된다. 아울러, 산림 단편화 등의 구조적 변화가 생물종 다양성 둥 생태계에 미치는 영향을 평가하기 위한 연구가 이루어져야 할 것이며, 이와 함께 지속적인 모니터링을 통한 산림경관의 시간적 .
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