[논문]지속가능한 유역관리를 위한 자연지역의 시공간적 특성 분석 -일본 아라가와 유역을 대상으로-

이승은; 모리오까 토오루

doi:10.5322/jes.2006.15.5.461

문제 정의

도시재생 연구”의일환으로 아라가와 유역을 대상으로 1970년대, 1990 년대, 그리고 2030년의 장래상(future image)에 관한 4가지 시나리오에 대하여 토지피복의 변화를 추정하고, 경관지수를 활용하여 자연지역의 공간적 특성을분석하였다. 그리하여 유역의 도시화 정도에 따른 자연지역의 경관생태학적 변화 특성을 분석하는 한편, 시나리오 접근법을 활용하여 장래사회에 대한 전망하에 보다 효과적인 유역관리 정책을 수립하는데 필요한 기본체계를 구축하는 것을 목적으로 하였다.
분석하였다. 또한, 향후 불확실성이 높은 장래 사회에 대응하면서 유역의 도시화에 따른 자연재생 및 보전 계획, 지속가능한 관리를 위해 필요한 분석 및 계획 과정에 활용될 수 있는 체계를 제시하였다.
본 연구는 이상과 같은 시나리오를 토대로 아라가아 유역의 장래의 자연공간의 경관생태학적 특성의 변화를 예측하였다. 분석 데이터는 일본국토지리원 (Japan Geographical Survey Institute) 의 국토수치정 보 토지이 용데이터와 일본국립환경 연구원 (National Institute for Environment Studies) 의 식생조사 데이터를 이용하였다.
본 연구에서는 일본 아라가와 유역을 사례지로하여 유역전체의 거시적 수준에서 생태계의 건전성을 평가하고 합리적인 보전정책을 계획하기 위하여자연지역의 유형별로 경관생태학적 특성의 변화을분석하는 방법을 제시하였다. 분석결과, 아라가와유역에서는 1974년과 1995년간에 산림과 농경지가약 8, 000ha 이상 감소한 반면, 도시, 골프장, 조성지와 같은 인위적 지역의 면적은 상당량 증가하여 1995년에 유역의 약 32%를 차지하였다.

제안 방법

본 연구는 "자연공생형 유역권.도시재생 연구”의일환으로 아라가와 유역을 대상으로 1970년대, 1990 년대, 그리고 2030년의 장래상(future image)에 관한 4가지 시나리오에 대하여 토지피복의 변화를 추정하고, 경관지수를 활용하여 자연지역의 공간적 특성을분석하였다. 그리하여 유역의 도시화 정도에 따른 자연지역의 경관생태학적 변화 특성을 분석하는 한편, 시나리오 접근법을 활용하여 장래사회에 대한 전망하에 보다 효과적인 유역관리 정책을 수립하는데 필요한 기본체계를 구축하는 것을 목적으로 하였다.
따라서, 일정반경 내의 동일 유형의 패치 면적이 클수록, 거리가 가까울수록 지수값이 증가한다. 본 연구에서는 각 패치별로 1km 반경내의 패치를 대상으로 근접도 지수를 산출 *. 하였다 아라가와 유역의 경우, 1995년에는 1974년과 비교하여 자연지역 패치간의 PROX가 9.
본 연구에서는 시나리오 접근법에 의하여 각기 다른 방향성을 가지는 사회를 상정한 후, 유역 수준에서 자연지역의 경관생태학적 특성을 분석하였다. 또한, 향후 불확실성이 높은 장래 사회에 대응하면서 유역의 도시화에 따른 자연재생 및 보전 계획, 지속가능한 관리를 위해 필요한 분석 및 계획 과정에 활용될 수 있는 체계를 제시하였다.
근접도 지수의 산출시에는 공간계획이나 평가의 대상이 되는 지표생물의 생태학적 특성을 고려한 반경의 설정이 필요하다. 본 연구에서는수변과 녹지가 풍부한 유역환경의 재생을 상징적으로나타내는 잠자리의 평균 이동거리를 참고로 하여 1km 로 설정하였다.은 크기로 분절되며, 고립도가 증가하여 유역 전체의 생물 다양성이 감소할 것으로 생각된다.
0을 사용하여<Table 2>와같은 패치의 구조와 배치를 정량화하는 지수들을계산하였다. 이때 산림, 농경지, 수면, 나지와 같은자연지역을 패치 (patch) 로, 도시지역을 매트릭스 (matrix)로 간주하였으며, 분석은 경관(landscape) 및 패치유형(class) 수준에서 이루어졌다.

대상 데이터

본 연구는 "자연공생형 유역권.도시재생 연구”의일환으로 아라가와 유역을 대상으로 1970년대, 1990 년대, 그리고 2030년의 장래상(future image)에 관한 4가지 시나리오에 대하여 토지피복의 변화를 추정하고, 경관지수를 활용하여 자연지역의 공간적 특성을분석하였다.
변화를 예측하였다. 분석 데이터는 일본국토지리원 (Japan Geographical Survey Institute) 의 국토수치정 보 토지이 용데이터와 일본국립환경 연구원 (National Institute for Environment Studies) 의 식생조사 데이터를 이용하였다. 또한, 경관분석용 소프트웨어인 FRAGSTATS Ver.
연구대상 지역인 아라가와(荒川) 유역은 사이타마현(埼玉縣)과 동경도 (東京都)에 위치하고, 40개의 시(市'), 20개의 구(區), 27개 정(町), 6개 촌(村) 으로 구성되어 있다. 아라가와 유역의 토지피복및 이용, 인구 등의 현황을 <Fig.

데이터처리

또한, 경관분석용 소프트웨어인 FRAGSTATS Ver. 3.0을 사용하여와같은 패치의 구조와 배치를 정량화하는 지수들을계산하였다.

성능/효과

다른 조건이 같다면 패치 면적이 클수록 GYRATE도 크고, 면적이 같은 경우에는패치가 광범위하게 퍼져 있을수록, 즉, 압축적이지않고 길게 늘어나 있는 형태일수록 지수값이 커진다. 클래스(class)나 경관수준에서 집계된 GYRATE 는 해당 경관내에서의 생물체의 평균적인 횡단가능성, 즉, 경관의 연결성 (landscape connectivity)을 나타낸다& 아라가와 유역에서는 1995년에 자연지역의 GYRATE?} 약 6.7% 감소하고, BAU, TD, SD, DE 시나리오별로 각각 0.2%, 5.8%, 1.8%, 0.1% 감소할 것으로 분석되었다.
1% 정도 감소하였다. 그 중에서 산림과 농경지는 각각 20.7%, 14.1%씩 증가한 반면, 수역의 경우 약 50% 나 감소하여 수역패치의 고립도가 매우 증가하였음을 나타냈다. 시나리오의 경우, BAU, TD, SD에서 각각 56.
4>에 유역전체의 도시적토지이용의 비율과 각 경관지수와의 관계를 나타내었다. 그림을 보면, 아라가와 유역에서 도시지역이증가할수록 자연지역 패치의 개수와 ENN는 증가하는 반면, 자연지역이 차지하는 면적비율과 MPA, LSI, GYRATE, PROX는 감소하는 것으로 나타났다. 즉, 유역의 도시화가 진행될수록 자연지역의 면적과 경관 다양성 및 연결성은 감소하고, 패치가 작 * 생물의 이동능력에 따라 생태학적으로 의미있는 반경의 거리는 달라진다.
또한, 2030년 아라가와 유역에 대하여 설정된 네 가지 시나리오별로 자연지역의 공간적 특성을 분석한 결과, 자연지역의 전체면적 및 평균패치크기는 BAU, TD, SD 시나리오에서는 감소한 반면, DE에서는 약간 증가할 것으로 보였다. 또한, 경관의 다양성은 BAU와 TD에서 감소한 반면, SD와 DE 시나리오에서는 거의 변화가 없거나 약간 증가하였다.
아라가와 유역에서는 1974년과 1995년간에 ENN이 약 88%나 증가하여, 자연지역의 고립도가 매우 많이 증가하였음을 알 수 있다. 또한, BAU 시나리의 경우 4.1%정도 증가한 반면, TD와 SD시나리오에서는 4〜5% 정도 감소하였고, DE 시나리오에서는 거의 변화가 없었다.
약간 증가할 것으로 보였다. 또한, 경관의 다양성은 BAU와 TD에서 감소한 반면, SD와 DE 시나리오에서는 거의 변화가 없거나 약간 증가하였다. 한편, GYRATE, PROX, ENN의 경우, BAU와 TD 시나리오에서는 자연지역간의 연결성이 상당히 감소하는 반면, SD나 DE에서는 약간 증가하거나 거의 변화가 없을 것으로 분석되었다.
분석되었다. 또한, 경제뿐만 아니라 환경을중시하는 가치관과 라이프스타일을 유지하는 SD 및 DE 시나리오와 같은 사회를 형성하는 경우, 유역을지탱하는 자연지역은 거의 1990년대와 비슷한 수준으로 보전될 것으로 나타났다.
5% 감소하였다. 또한, 도시화와 함께 LSI(경관형태지수)도 감소하였고, 패치의 연결성 및 고립성을 나타내는 GYRATE(확장성지수)와 PROX(근접도지수)는 감소하고, ENN(근접거리)은 증가하여 자연지역간의공간적 고립도가 증가하였음을 나타냈다.
방법을 제시하였다. 분석결과, 아라가와유역에서는 1974년과 1995년간에 산림과 농경지가약 8, 000ha 이상 감소한 반면, 도시, 골프장, 조성지와 같은 인위적 지역의 면적은 상당량 증가하여 1995년에 유역의 약 32%를 차지하였다. 전체 자연지역의 면적은 약 10% 정도 감소하고, 패치개수는증가했으며, MPS(평균패치크기)는 약 7.
1%씩 증가한 반면, 수역의 경우 약 50% 나 감소하여 수역패치의 고립도가 매우 증가하였음을 나타냈다. 시나리오의 경우, BAU, TD, SD에서 각각 56.6%, 61.4%, 6.9%씩 감소한 반면, DE에서는 0.3% 증가할 것으로 분석되었다.
LSI는 경관이 하나의 패치로만 구성되어있는 경우 1이고, 패치 모양이 불규칙하고, 가장자리가 증가할수록, 즉 경관 다양성이 증가할수록 값이 커진다. 아라가와 유역에서는 1974년에서 1995년의 20여년 동안 LSI가 약 8.2%정도 감소하였는데, 시나리오별로 보면, BAU에서 1.1% 감소, TD에서 3.7% 감소, SD에서 0.4% 증가하고, DE에서는 거의 변화가 없을 것으로 예측되었다.
예를 들어, 대부분의 종은 생존에 필요한 최소한의면적 (minimum area requirement)을 가지고, 조류의종풍부도(species richness)는 패치의 면적과 강한상관관계를 가지며, 패치의 수는 생물 개체군의 존속 및 상호관계에 중요한 영향을 미칠 수 있다"). 아라가와 유역에서는 MPA가 1974년 이후 20여년동안 약 7.5% 감소하였고, 시나리오별로는 BAU 4.7% 감소, TD 10.2% 감소, SD 6.1% 감소, DE 0.2% 증가할 것으로 분석되었다. 특히, 과거 20여년동안, 산림 및 농경지가 차지하는 비율은 감소했지만, 평균패치크기는 증가하고, 패치개수는 감소하였다.
이상과 같이 유역의 도시화에 따라 자연지역의면적은 감소하고, 패치의 개수는 증가하며, 경관의다양성 및 패치간 연결성은 감소하는 경향이 있는것으로 분석되었다. 또한, 경제뿐만 아니라 환경을중시하는 가치관과 라이프스타일을 유지하는 SD 및 DE 시나리오와 같은 사회를 형성하는 경우, 유역을지탱하는 자연지역은 거의 1990년대와 비슷한 수준으로 보전될 것으로 나타났다.
분석결과, 아라가와유역에서는 1974년과 1995년간에 산림과 농경지가약 8, 000ha 이상 감소한 반면, 도시, 골프장, 조성지와 같은 인위적 지역의 면적은 상당량 증가하여 1995년에 유역의 약 32%를 차지하였다. 전체 자연지역의 면적은 약 10% 정도 감소하고, 패치개수는증가했으며, MPS(평균패치크기)는 약 7.5% 감소하였다. 또한, 도시화와 함께 LSI(경관형태지수)도 감소하였고, 패치의 연결성 및 고립성을 나타내는 GYRATE(확장성지수)와 PROX(근접도지수)는 감소하고, ENN(근접거리)은 증가하여 자연지역간의공간적 고립도가 증가하였음을 나타냈다.
2% 증가할 것으로 분석되었다. 특히, 과거 20여년동안, 산림 및 농경지가 차지하는 비율은 감소했지만, 평균패치크기는 증가하고, 패치개수는 감소하였다. 수면지역의 경우, 면적비율은 0.
또한, 경관의 다양성은 BAU와 TD에서 감소한 반면, SD와 DE 시나리오에서는 거의 변화가 없거나 약간 증가하였다. 한편, GYRATE, PROX, ENN의 경우, BAU와 TD 시나리오에서는 자연지역간의 연결성이 상당히 감소하는 반면, SD나 DE에서는 약간 증가하거나 거의 변화가 없을 것으로 분석되었다.

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