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문제 정의
- 본 논문에서는 우리나라에서 최대이며 최초의 국립공원이지만 다른 지역과 마찬가지로 심한 도로개발 압력 하에 놓여있는 지리산 국립공원을 연구대상지로 선정하여 포장도로와 탐방로에 의한 서식지 조각화의 양상을 파악하였다. 더불어 ArcGIS를 이용하여 다양한 버퍼 하에서 포장도로와 탐방로로 인한 서식지 조각의 내부면적의 감소, 둘레길이, 수, 형태의 변화에 대한 분석을 수행하였다.
제안 방법
- 지리산 국립공원을 하나의 경관의 개념으로 정의하고 경관조각의 개념을 도로와 탐방로로 야기된 조각수준으로 정리하였다. 60 m의 버퍼 값으로 인한 서식지 조각의 내부 면적만으로 LSI값을 계산하였다. 수치분석으로 사용된 둘레：면적비 변형지수(LSI)는 조각과 같은 둘레길이를 가지는 원의 면적을 조각의 면적의 제곱근으로 나누어 산출하였다(LSI=0.
- Geo-processing Wizard의 버퍼(buffer) 설정방법을 사용하여 도로와 탐방로 주변부 및 버퍼를 제외한 내부지역만을 추출하여 서식지 조각화와 가장자리 크기변화에 따른 내부 서식공간 축소정도를 분석했다. 이러한 버퍼링, 즉 영향권 분석(김귀곤 등, 1992)은 지형요소의 둘레에 완충구역을 만들어 줌으로서 도로로 인한 효과 분석을 가능하게 한다.
- 이러한 추출된 데이타를 .mdb파일로 전환하여 데이타베이스화 시킨 후 각 조각의 면적을 추출하였다. 수집된 데이타들은 MS Access로 전환, 저장하였고 공원의 조각화에 따라 파생되어지는 조각면적의 크기로 Object ID를 부여하였다.
- 추출된 데이타 또한 mdb 포맷으로 전환하여 조각의 면적과 둘레길이를 도출하였다. 그리고 조각화 데이터를 자연보존지구와 자연환경지구에 중첩시켜 보전되어야 할 영역 내의 조각화와 도로, 탐방로 점유율을 계산하였다.
- 본 논문에서는 우리나라에서 최대이며 최초의 국립공원이지만 다른 지역과 마찬가지로 심한 도로개발 압력 하에 놓여있는 지리산 국립공원을 연구대상지로 선정하여 포장도로와 탐방로에 의한 서식지 조각화의 양상을 파악하였다. 더불어 ArcGIS를 이용하여 다양한 버퍼 하에서 포장도로와 탐방로로 인한 서식지 조각의 내부면적의 감소, 둘레길이, 수, 형태의 변화에 대한 분석을 수행하였다. 특히 자연보존지구의 서식지 조각의 크기와 형태 분포 분석을 통하여 자연자원 보전을 위한 핵심지역으로서의 역할을 평가하였다.
- 본 논문에서는 문헌조사를 토대로 이루어진 분석을 주로 하여 물리적 속성인 도로까지의 거리만으로 데이터베이스를 작성하고 정량화하여 서식지 조각화 도면을 작성하였다. 본 논문의 자료는 위성영상을 이용한 원격탐사 분석과 현지 조사의 정량적인 기초 자료가 될 것이라 사료된다.
- 서경주(1996)는 설악산 국립공원 내의 도로와 용도지구가 식생에 미치는 영향의 정도를 Landsat TM 영상을 이용한 NDVI 분석을 통해 예측하였다. 본 연구에서도 서경주(1996)에 근거하여 2차선 도로로부터의 가장자리의 효과를 112 m 로 규정하여 서식지 조각화를 도출하였다. 탐방로의 경우 Forman (2000)은 50 m 버퍼를 기준으로 하였으나 본 연구에서는 1-1.
- 속성정보가 입력되어 변환된 데이타 중 면(polygon) 형태의 공원경계와 선(line) 형태의 공원 내 도로, 법정 탐방로, 비법정 탐방로를 서로 중첩하였다. 지리산 국립공원의 현재의 면적은 471.
- mdb파일로 전환하여 데이타베이스화 시킨 후 각 조각의 면적을 추출하였다. 수집된 데이타들은 MS Access로 전환, 저장하였고 공원의 조각화에 따라 파생되어지는 조각면적의 크기로 Object ID를 부여하였다.
- 60 m의 버퍼 값으로 인한 서식지 조각의 내부 면적만으로 LSI값을 계산하였다. 수치분석으로 사용된 둘레：면적비 변형지수(LSI)는 조각과 같은 둘레길이를 가지는 원의 면적을 조각의 면적의 제곱근으로 나누어 산출하였다(LSI=0.282*L)/S1/2). 이 공식에 의하면 원의 LSI값은 1이고 원에 가까울수록 1에 가깝고, 정사각형일 때 1.
- 49 km2를 대상으로 분석하였다. 실제적인 면적 데이타를 얻기 위한 선행작업으로 ArcGIS의 Geo-processing Wizard와 Spatial Analyst를 이용하여 도로와 탐방로를 제외한 지리산 내의 조각을 추출하였다. 이러한 추출된 데이타를 .
- 수치가 높을수록 그 형태는 막대기형의 길이가 길거나, 별모양, 또는 불가사리 모양의 형태로 가까워진다(서주환 등, 1999; 이도원, 2003). 이와 같이 특정 조각과 같은 둘레를 가지는 원의 면적을 그 특정 조각과 양상을 비교하여 지리산의 조각화로 생겨난 조각의 경계부 굴곡여부를 분석하였다.
- 위성영상의 공간분석지수로서 사용되는 경관 형태지수와 둘레：면적비 변형지수(Landscape Shape Index: LSI)(국토연구원, 2004)를 GIS에 도입하였다. 지리산 국립공원을 하나의 경관의 개념으로 정의하고 경관조각의 개념을 도로와 탐방로로 야기된 조각수준으로 정리하였다. 60 m의 버퍼 값으로 인한 서식지 조각의 내부 면적만으로 LSI값을 계산하였다.
- 지리산 국립공원의 포장도로와 탐방로에 의한 서식지 조각화를 정량적으로 분석하기 위하여 국토정보연구원의 수치지형도, 환경부의 자연환경현황도, 국립공원관리공단의 공원경계, 자연보존지구 경계, 공원 내 도로, 법정 탐방로, 비법정 탐방로, 그 외 시설물에 대한 데이타를 획득하였다. 지리적 공간상에 분포하는 제반요소들에 대한 관리, 계획, 의사결정을 보조하여 모든 분야에서 활용이 가능한 GIS program을 사용하여 데이터 처리와 분석을 수행하였다. 특히 본 연구에서는 ESRI사의 ArcGIS 8.
- 이러한 버퍼링, 즉 영향권 분석(김귀곤 등, 1992)은 지형요소의 둘레에 완충구역을 만들어 줌으로서 도로로 인한 효과 분석을 가능하게 한다. 추출된 데이타 또한 mdb 포맷으로 전환하여 조각의 면적과 둘레길이를 도출하였다. 그리고 조각화 데이터를 자연보존지구와 자연환경지구에 중첩시켜 보전되어야 할 영역 내의 조각화와 도로, 탐방로 점유율을 계산하였다.
- 본 연구에서도 서경주(1996)에 근거하여 2차선 도로로부터의 가장자리의 효과를 112 m 로 규정하여 서식지 조각화를 도출하였다. 탐방로의 경우 Forman (2000)은 50 m 버퍼를 기준으로 하였으나 본 연구에서는 1-1.5-3 m에 이르는 노폭과 지역적 특성을 감안하여 교란에 적응한 식물(25 m), 식생종 구성(50 m), 기온의 변수(60 m - 80 m)를 고려하여(이도원, 2003) 20 m, 40 m, 60 m로 차별화를 두어 처리하였다.
- 지리적 공간상에 분포하는 제반요소들에 대한 관리, 계획, 의사결정을 보조하여 모든 분야에서 활용이 가능한 GIS program을 사용하여 데이터 처리와 분석을 수행하였다. 특히 본 연구에서는 ESRI사의 ArcGIS 8.3(2001)을 이용하여 분석을 수행하였으며 포맷이 다른 형태의 데이타들은 ArcGIS에서 사용가능한 .shp 포맷으로 변환하여 사용하였다.
- 더불어 ArcGIS를 이용하여 다양한 버퍼 하에서 포장도로와 탐방로로 인한 서식지 조각의 내부면적의 감소, 둘레길이, 수, 형태의 변화에 대한 분석을 수행하였다. 특히 자연보존지구의 서식지 조각의 크기와 형태 분포 분석을 통하여 자연자원 보전을 위한 핵심지역으로서의 역할을 평가하였다.
대상 데이터
- 지리산 국립공원의 포장도로와 탐방로에 의한 서식지 조각화를 정량적으로 분석하기 위하여 국토정보연구원의 수치지형도, 환경부의 자연환경현황도, 국립공원관리공단의 공원경계, 자연보존지구 경계, 공원 내 도로, 법정 탐방로, 비법정 탐방로, 그 외 시설물에 대한 데이타를 획득하였다. 지리적 공간상에 분포하는 제반요소들에 대한 관리, 계획, 의사결정을 보조하여 모든 분야에서 활용이 가능한 GIS program을 사용하여 데이터 처리와 분석을 수행하였다.
- 속성정보가 입력되어 변환된 데이타 중 면(polygon) 형태의 공원경계와 선(line) 형태의 공원 내 도로, 법정 탐방로, 비법정 탐방로를 서로 중첩하였다. 지리산 국립공원의 현재의 면적은 471.75 km2이지만 본 연구에서는 2003년 용도변경 전 설정되었던 440.49 km2를 대상으로 분석하였다. 실제적인 면적 데이타를 얻기 위한 선행작업으로 ArcGIS의 Geo-processing Wizard와 Spatial Analyst를 이용하여 도로와 탐방로를 제외한 지리산 내의 조각을 추출하였다.
이론/모형
- 위성영상의 공간분석지수로서 사용되는 경관 형태지수와 둘레：면적비 변형지수(Landscape Shape Index: LSI)(국토연구원, 2004)를 GIS에 도입하였다. 지리산 국립공원을 하나의 경관의 개념으로 정의하고 경관조각의 개념을 도로와 탐방로로 야기된 조각수준으로 정리하였다.
성능/효과
- 공원의 핵심지역에 해당하는 자연보존지역마저 심하게 조각나 있었다. 각기 다른 버퍼를 주었을 때 조각의 내부면적은 감소하였다: 60 m 폭의 버퍼를 주었을 경우 조각의 평균 내부 크기는 겨우 7.08 km2였고 최대 조각이라 할지라도 내부면적은 47.77 km2에 불과하였다. 조각의 형태를 나타내는 LSI 지수는 최대 25에 달하였고 6인 경우가 가장 많아 서식지 조각의 심한 굴곡 현상을 보여주었다.
- 지리산 국립공원을 이루는 조각들에서 LSI 수치는 최대 25였으며 대부분의 조각이 2 - 5에는 수치를 가지고 있었다(표 3). 모든 LSI 수치가 원형을 의미하는 1을 벗어난 2 이상이라는 결과는 지리산 국립공원의 서식지 조각들이 원형이 아닌 굴곡을 가진 조각화임을 시사한다. 조각의 크기가 큰 것부터 작은 것까지 순서대로 10개의 조각을 분류하여 LSI 값을 추출하였더니 조각의 면적이 감소하고 그 둘레가 증가하면서 LSI 값은 증가하였다.
- 5 m - 3 m 폭의 법정탐방로, 주요탐방로는 아니지만 산악인들의 출입이 잦은 1 m 폭의 비법정 탐방로가 있다. 모든 종류의 도로를 지리산 경계와 중첩하였을 때 전체 440.49 km2에 이르는 지리산 국립공원에서총 491개의 조각이 도출되었고 조각의 총면적은 356.59 km2이었다(그림 1). 최대 크기의 조각은 13.
- 본 연구의 결과는 지리산 국립공원이 하나의 연속된 서식지가 아니라 많은 도로와 탐방로로 인해 분리되는 대체로 작은 서식지 조각의 모자이크임을 보여주고 있다. 비법정 탐방로를 고려하면 무려 491조각, 법정 탐방로만 고려하더라도 58조각이 존재하는 것으로 나타났다.
- 본 연구의 결과는 지리산 국립공원이 하나의 연속된 서식지가 아니라 많은 도로와 탐방로로 인해 분리되는 대체로 작은 서식지 조각의 모자이크임을 보여주고 있다. 비법정 탐방로를 고려하면 무려 491조각, 법정 탐방로만 고려하더라도 58조각이 존재하는 것으로 나타났다. 공원의 핵심지역에 해당하는 자연보존지역마저 심하게 조각나 있었다.
- 모든 LSI 수치가 원형을 의미하는 1을 벗어난 2 이상이라는 결과는 지리산 국립공원의 서식지 조각들이 원형이 아닌 굴곡을 가진 조각화임을 시사한다. 조각의 크기가 큰 것부터 작은 것까지 순서대로 10개의 조각을 분류하여 LSI 값을 추출하였더니 조각의 면적이 감소하고 그 둘레가 증가하면서 LSI 값은 증가하였다. 이는 LSI 값이 큰 조각은 경계면의 굴곡화의 비율이 크고, 그 값이 작은 조각의 경계면의 굴곡화는 보다 완만하기 때문이다.
후속연구
- 본 논문의 자료는 위성영상을 이용한 원격탐사 분석과 현지 조사의 정량적인 기초 자료가 될 것이라 사료된다. 경급, 영급, 소밀도, 현존식생의 생물적 속성과 수계까지의 거리, 고도, 경사, 향의 물리적 속성에 대한 조각화 현상은 후속 연구에서 밝힐 예정으로 현재 분석중이다.
- 물론 가장자리는 조각내부에 대한 미기후 변화의 완충 효과를 가져와 종의 다양성을 높이는 요인으로 작용하기도 한다. 따라서 산림 가장자리 유형을 고려한 서식지 관리와 종의 생태적 특성에 따른 보존 방안을 설계해야 할 것으로 사료된다. 특히 반달가슴곰과 같이 커다란 몸을 가지고 넓은 영역을 필요로 하는 야생동물을 보전하기 위해서는 서식지 조각화의 정도와 조각의 형태에 대한 정보가 필수적이다.
- 반달가슴곰의 경우 2차선 포장도로인 성삼재 관통도로를 2003년에만 최소 5회 이상 횡단하였고 하동 의신마을 진입로인 1203호 도로도 3-4회 이상 횡단한 것으로 나타났다(국립공원관리공단, 2004b). 따라서 적어도 국립공원 내 도로건설은 지양되어야 하고 피할 수 없는 경우라면 소형 및 대형동물의 통과를 배려한 에코 브릿지 조성이나 하천 변 도로 밑을 통과하는 생태터널, 도로 주변시설의 조절을 통하여 야생동물의 도로 통과를 효율적으로 도와줄 수 있어야 할 것이다. 이를 위해서는 도로 주변과 생태통로 이용 횟수에 대한 지속적이고도 계획적인 모니터링이 활성화되어야 한다.
- 본 논문에서는 문헌조사를 토대로 이루어진 분석을 주로 하여 물리적 속성인 도로까지의 거리만으로 데이터베이스를 작성하고 정량화하여 서식지 조각화 도면을 작성하였다. 본 논문의 자료는 위성영상을 이용한 원격탐사 분석과 현지 조사의 정량적인 기초 자료가 될 것이라 사료된다. 경급, 영급, 소밀도, 현존식생의 생물적 속성과 수계까지의 거리, 고도, 경사, 향의 물리적 속성에 대한 조각화 현상은 후속 연구에서 밝힐 예정으로 현재 분석중이다.
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