본 연구는 한강하구역에 위치한 33개 표준유역을 대상으로 1910년대, 1970년대, 2000년대 지형도를 이용하여 하구습지를 추출하여 공간적 분포특성과 시기별 변동추이를 분석한 것이다. 또한 하계밀도, 유역의 위치 및 크기, 경사도, 평균표고 등 유역특성이 하구습지 분포와 어떤 관계를 갖고 있는지 살펴보고, 개발사업 등 인위적 교란이 하구습지 훼손에 미치는 영향을 파악하였다. 지형도 분석결과, 하구습지는 1910년대부터 1970년대까지 완만하게 감소하였으며, 수도권이 팽창하기 시작한 1970년대 이후 한강하구의 습지는 급속하게 훼손되었다. 표준유역의 위치에 따라 하구습지를 구성하는 퇴적물 구성비율도 다르게 나타났는데, 해안에 인접한 유역에서는 갯벌(펄)의 구성비율이 높고 한강본류 및 지류에 인접한 유역에서는 사구나 습지(식생군락)가 우세한 것으로 나타났다. 또한 유역면적이 넓고 경사가 급하며 평균표고가 낮은 지역에서 하구습지는 광범위하게 분포하였다. 1970년대 이후 하구습지는 인위적 교란이 높은 한강서울, 한강서해, 한강고양 권역에서 크게 훼손된 반면 군사적 이유로 민간인의 출입이 제한된 임진강하류 및 한강하류 권역에서는 감소폭이 낮았다. 특히 지난 30여년 동안 인구증가율이 높으며 인공적인 토지피복 구성비율이 높아진 유역에서 하구습지의 훼손이 높게 나타났다.
본 연구는 한강하구역에 위치한 33개 표준유역을 대상으로 1910년대, 1970년대, 2000년대 지형도를 이용하여 하구습지를 추출하여 공간적 분포특성과 시기별 변동추이를 분석한 것이다. 또한 하계밀도, 유역의 위치 및 크기, 경사도, 평균표고 등 유역특성이 하구습지 분포와 어떤 관계를 갖고 있는지 살펴보고, 개발사업 등 인위적 교란이 하구습지 훼손에 미치는 영향을 파악하였다. 지형도 분석결과, 하구습지는 1910년대부터 1970년대까지 완만하게 감소하였으며, 수도권이 팽창하기 시작한 1970년대 이후 한강하구의 습지는 급속하게 훼손되었다. 표준유역의 위치에 따라 하구습지를 구성하는 퇴적물 구성비율도 다르게 나타났는데, 해안에 인접한 유역에서는 갯벌(펄)의 구성비율이 높고 한강본류 및 지류에 인접한 유역에서는 사구나 습지(식생군락)가 우세한 것으로 나타났다. 또한 유역면적이 넓고 경사가 급하며 평균표고가 낮은 지역에서 하구습지는 광범위하게 분포하였다. 1970년대 이후 하구습지는 인위적 교란이 높은 한강서울, 한강서해, 한강고양 권역에서 크게 훼손된 반면 군사적 이유로 민간인의 출입이 제한된 임진강하류 및 한강하류 권역에서는 감소폭이 낮았다. 특히 지난 30여년 동안 인구증가율이 높으며 인공적인 토지피복 구성비율이 높아진 유역에서 하구습지의 훼손이 높게 나타났다.
Estuarine wetlands for 33 watersheds in the Han River estuary were delineated on topographic maps from the 1910s, 1970s, and 2000s. Then, these data were used to address the issue of spatial distribution and temporal variation. Watershed characteristics such as drainage density, location, watershed ...
Estuarine wetlands for 33 watersheds in the Han River estuary were delineated on topographic maps from the 1910s, 1970s, and 2000s. Then, these data were used to address the issue of spatial distribution and temporal variation. Watershed characteristics such as drainage density, location, watershed size, slope, and elevation were identified for each watershed to determine the relationship between watershed characteristics and spatial distribution of estuarine wetlands. The analysis of estuarine wetlands indicated that wetlands in the estuary had declined gradually between the 1910s and the 1970s, although most wetlands were lost since the 1970s mainly caused by the large development projects related to urban expansion in metropolitan Seoul. The sediment composition and formation processes of the wetlands differed with watershed location; mud flats dominate in the lower part of the estuary, and relatively more sandy and emergent-plant wetlands occur near the main channel and tributaries of the Han River. Relatively more estuary wetlands occur in large watersheds, which have high slopes and low elevations. Estuarine wetlands have been lost dramatically in the densely populated watershed regions (i.e., Han River Seoul, Han River Goyang, West Han River), while relatively more wetlands have remained in undeveloped regions, including the Lower Imjin River and Lower Han River. In particular, anthropogenic disturbance has played an important role in the loss of wetland through the conversion of wetland into agricultural and developed land.
Estuarine wetlands for 33 watersheds in the Han River estuary were delineated on topographic maps from the 1910s, 1970s, and 2000s. Then, these data were used to address the issue of spatial distribution and temporal variation. Watershed characteristics such as drainage density, location, watershed size, slope, and elevation were identified for each watershed to determine the relationship between watershed characteristics and spatial distribution of estuarine wetlands. The analysis of estuarine wetlands indicated that wetlands in the estuary had declined gradually between the 1910s and the 1970s, although most wetlands were lost since the 1970s mainly caused by the large development projects related to urban expansion in metropolitan Seoul. The sediment composition and formation processes of the wetlands differed with watershed location; mud flats dominate in the lower part of the estuary, and relatively more sandy and emergent-plant wetlands occur near the main channel and tributaries of the Han River. Relatively more estuary wetlands occur in large watersheds, which have high slopes and low elevations. Estuarine wetlands have been lost dramatically in the densely populated watershed regions (i.e., Han River Seoul, Han River Goyang, West Han River), while relatively more wetlands have remained in undeveloped regions, including the Lower Imjin River and Lower Han River. In particular, anthropogenic disturbance has played an important role in the loss of wetland through the conversion of wetland into agricultural and developed land.
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문제 정의
하구습지를 둘러싸고 있는 주변 하천유역의 토지피복이나 토지이용, 지형 여건은 습지의 발달에 큰 영향을 미치고 있음에도 불구하고 (Forman and Godron, 1986; Bedford, 1999), 한강하구에 대해 유역크기, 하계밀도, 형상계수, 경사도, 해발고도가 하구습지의 분포 및 훼손에 어떤 영향을 미치는지 정량적인 연구가 이루어지지 않았다. 이에 본연구는 1) 한강하구 습지의 변화를 시계열적으로 정량화하여 분석하고, 2) 하구습지의 훼손원인을 하천유역의 특성과 비교하여 파악하고자 한다.
하구의 유역특성을 감안한 흐}.구습지의 분포를 살펴보는데 있어 유용한 자료를 획득하고 또한 하구 습지복원에 있어 원형습지 (prototype wetland)의 모습을 살려내기 위해 본 연구에서는 1970년대 하구습지의 공간적 분포와 유역특성을 비교하였다. 이를 통해 개발사업에 의해 훼손된 한강하구의 훼손되기 전의 원래 모습을 복원할 수 있는 기초자료를 제시할 수 있다.
본 연구는 육상과 해양, 담수와 염수의 점이지대에 위치하여 독특한 기수생태계 특성을 지니고 있는 하구 습지의 공간적 분포와 변화추이 분석을 목적으로 실시하였으며, 사례지역으로 우리나라 4대강 가운데 유일하게 하구둑에 의해 흐}.구순환이 단절되지 않아 자연 하구의 모습을 간직한 한강 하구를 선정하였다.
하구 습지의 형성은 해수면 변동이나 조석활동 등 해양환경의 영향과 하상구배, 유역면적 등 하천유역의 특성에 의해 영향을 받는다(Forman and Godron, 1986; Mitsch and Gosselink, 2000; 신영규, 윤광성, 2005). 이에 본 연구에서는 한강하구에 위치한 33개 표준유역을 해양환경 및 유역특성을 감안하여 바다에 접한 유역, 한강 본류에 접한 유역, 그리고 한강 지류에 접한 유역으로 구분하였으며, 경사도, 평균표고, 하계밀도, 형상 계수 등을 상세히 살펴보았다.
제안 방법
유역의 지형적 특성을 파악하기 위해 평균표고, 경사도를 계산하였는데, 이는 환경부 환경 지리정보시스템에 의해 구축된 수치고도모델 (Digital Elevation Model, DEM)을 이용흐!였으며, 유역 내 토지피복이나 인구 변화가 하구습지 에 미치는 영향을 파악하기 위해 통계청에서 조사한 인구주택총조사와 토지피복지도를 획득하였다.7)인구변화는 1970 년대와 2000년대를 비교하였으며, 토지피복변화는 1980년대와 1990년대의 변화를 토대로 하구 습지와의 관계를 분석하였다.
해안지역을 접하고 있는 한강서해 대권역에 포함되는 5개의 표준유역과 한강 본류 및 지류에 위치한 28개 표준유역은 형상계수, 하계밀도 등 유역특성이 상이하게 나타난다. 내륙에 위치한 28개 표준유역은 다시 한강 본류에 접하고 있는 12개 표준유역과 굴포천 등 지류에 접하고 있는 16개 표준유역으로 구분하여 하구 습지의 분포 및 변화특성을 살펴보았다.
3)해양 경계는 염분분포를 이용하여 하구역을 설정할 수 있으나, 황해지역의 특성상 현실적으로 염분분포를 사용하여 하구역 경계를 설정하기 어렵다(이창희 등, 2003). 따라서 갈수기 및 풍수기에 한강 담수의 영향을 받는 지역을 포함하고, 기존의 행정경계와 연관성을 확보한다는 관점에서 강화군과 옹진군 행정구역 경계를 중심으로 설정하였다(그림 1).
본 연구는 크게 두 가지로 구성되는데, 첫째 하천유역의 특성에 따른 하구습지의 공간적 분포현황을 파악하는 것이고, 둘째 하구습지의 시기별 변화, 특히 인구증가 및 토지피복 변화가 하구습지에 어떤 영향을 미쳤는지 정량적으로 분석흐}는 것이다. 흐卜구습지의 공간적 분포현황을 파악하기 위해 1910년대, 1970년대, 2000년대 지형도를 획득하여 한강하구역의 하구습지 GIS-DB를 구축하였다.
유역면적, 하천총길이 및 하계밀도(drainage density)61 등 유역특성은 연구대상 33개 표준유역별로 계산하여 앞서 구축한 하구습지 GIS-DB와 비교하였다. 유역의 지형적 특성을 파악하기 위해 평균표고, 경사도를 계산하였는데, 이는 환경부 환경 지리정보시스템에 의해 구축된 수치고도모델 (Digital Elevation Model, DEM)을 이용흐!였으며, 유역 내 토지피복이나 인구 변화가 하구습지 에 미치는 영향을 파악하기 위해 통계청에서 조사한 인구주택총조사와 토지피복지도를 획득하였다.7)인구변화는 1970 년대와 2000년대를 비교하였으며, 토지피복변화는 1980년대와 1990년대의 변화를 토대로 하구 습지와의 관계를 분석하였다.
획득하였다. 유역면적, 하천총길이 및 하계밀도(drainage density)61 등 유역특성은 연구대상 33개 표준유역별로 계산하여 앞서 구축한 하구습지 GIS-DB와 비교하였다. 유역의 지형적 특성을 파악하기 위해 평균표고, 경사도를 계산하였는데, 이는 환경부 환경 지리정보시스템에 의해 구축된 수치고도모델 (Digital Elevation Model, DEM)을 이용흐!였으며, 유역 내 토지피복이나 인구 변화가 하구습지 에 미치는 영향을 파악하기 위해 통계청에서 조사한 인구주택총조사와 토지피복지도를 획득하였다.
하구습지의 분포에 대한 GIS-DB의 신뢰성을 높이기 위해 토지피복지도(중분류) 및 고해상도 위성영상을 참고자료로 활용하였으며, 분석의 일관성을 확보하기 위해 33개 표준유역별로 하구습지, 유역면적, 유역의 형상계수(shape factor), 하계밀도, 평균표고, 경사도, 인구 및 토지피복을 구축하였다. 하구습지의 공간분포 및 시기별 습지변화는 ArcView GIS 소프트웨어 및 Spatial Analyst Extension을 이용하여 분석하였으며, 통계분석은 SPSS(ver.
한강하구에 분포하고 있는 33개 표준유역의 특성을 살펴보기 위해 유역크기, 평균표고, 경사도, 하계밀도 등을 계산하고, 이를 토대로 유역특성을 구분하였다. 해안지역을 접하고 있는 한강서해 대권역에 포함되는 5개의 표준유역과 한강 본류 및 지류에 위치한 28개 표준유역은 형상계수, 하계밀도 등 유역특성이 상이하게 나타난다.
정량적으로 분석흐}는 것이다. 흐卜구습지의 공간적 분포현황을 파악하기 위해 1910년대, 1970년대, 2000년대 지형도를 획득하여 한강하구역의 하구습지 GIS-DB를 구축하였다.分 하구습지는 지형도 도식 규정에 의거하여 일제시대 고지형도 제작에서부터 현재까지 일관되게 사용하는 갯벌, 모래(사구), 습지 식생군락)로 구분하였다(양태진, 1998).
대상 데이터
하구둑에 의해 흐}.구순환이 단절되지 않아 자연 하구의 모습을 간직한 한강 하구를 선정하였다. 하구 습지의 형성은 해수면 변동이나 조석활동 등 해양환경의 영향과 하상구배, 유역면적 등 하천유역의 특성에 의해 영향을 받는다(Forman and Godron, 1986; Mitsch and Gosselink, 2000; 신영규, 윤광성, 2005).
1) 연구지역
연구대상지 역으로는 한강하구역을 선정하였다. 하구 역의 경계를 설정하는데 있어 조석활동이나 지형, 유역 등을 고려하는 것은 하구습지의 특성을 파악하는데 중요하다(서종철 .
하천유역에 대한 자료는 건설교통부 한강홍수통제소에서 관리하는 국가수자원관리 종합정보시스템을 이용하여 획득하였다. 유역면적, 하천총길이 및 하계밀도(drainage density)61 등 유역특성은 연구대상 33개 표준유역별로 계산하여 앞서 구축한 하구습지 GIS-DB와 비교하였다.
데이터처리
유역특성이 하구습지에 미치는 영향을 통계적으로 분석하기 위해 유역면적, 평균표고, 경사도, 형상계수, 하계밀도를 독립변수로 하고, 하구습지 면적을 종속변수로 하여 다변량 회귀분석을 실시하였다. 이에 따르면 유역면적, 평균표고, 경사도는 통계적으로 유의하게 나타났으며, 특히 유역면적과 경사도는 하구 습지와 양의 상관관계를 갖는 것으로 밝혀진 반면, 평균 표고는 음의 상관관계를 갖는 것으로 밝혀졌다.
인구 및 토지피복을 구축하였다. 하구습지의 공간분포 및 시기별 습지변화는 ArcView GIS 소프트웨어 및 Spatial Analyst Extension을 이용하여 분석하였으며, 통계분석은 SPSS(ver. 11)를 활용하였다.
성능/효과
매립사업과 한강종합개발사업 그리고 최근 증가되고 있는 수도권 주변의 택지개발에 의해 위협받고 있다. 개발사업에 따른 공사비를 충당하기 위해 한강에서 막대한 규모의 모래를 채취하였으며, 한강변의 고수부지 및 수변공원 조성으로 인해 한강하구의 습지가 큰 폭으로 감소되었다. 예를 들어, 모래채취 및 신곡수중보 건설 등 흐卜구순환 왜곡에 따라 제주초도, 난지도 등 보호 가치가 높은 하중도가 소멸되었다.
한강 상류에서 유입되는 퇴적물 가운데 모래 사구와 같은 조립질 퇴적물은 주로 한강지류 또는 한강본류에 우세한 반면, 갯벌과 같은 세립질 퇴적물은 한강 서해 등 바다에 인접한 유역에 우세하다(그림 2). 경기만 및 강화도 등 바다에 접한 유역은 22, 306ha의 하구습지를 보유하고 있으며, 특히 펄갯벌의 구성 비율이 높게 나타났다. 한강본류에 접한 유역에서는 모래 사구의 비율이 다른 지역에 비해 높은데, 이는 상류 경사지에서 유입된 퇴적물이 하폭이 넓고 유속이 느린 구간을 만나면서 퇴적되어 모래사구가 발달하기 때문으로 생각된다.
즉 택지개발이나 도로 건설 등 개발사업이 활발하지 않았던 상동암천 유역에서 하구습지는 잘 보존되고 있음을 유추할 수 있다. 또한 상대적으로 하구습지의 훼손이 낮은 한강하류, 임진강하류, 삼흥천 3개 표준유역에서의 인구증가율 및 인공적인 토지피복 구성비율은 하구습지의 훼손이 심각한 28개 표준유역 보다 크게 낮은 것으로 나타났다 (표 6).
분석 결과, 한강하구의 습지분포는 황해와 만나는 강화도 남북단 해안에 갯벌이 발달되어 있으며, 인천의 영종도와 송도지역, 시흥, 안산, 화성을 연결하는 경기만 지역에 넓게 분포되었다(그림 2). 한강하구를 중심으로 분포되어 있는 하구습지는 한반도 3대 핵심축인 도서연안과 비무장지대 생태축이 만나는 지점으로 지정학적 중요성이 높다(제종길 등, 1998).
관련이 있는 것으로 나타났다. 연구대상 표준유역 가운데 유일하게 하구습지가 증가한 상동암천의 경우, 1970년대 이후 인구가 감소하였으며 인공적인 토지 피복 즉 시가화건조지역, 농경지역, 나지의 구성 비율이 줄어든 반면 산림, 초지 등 자연적인 토지피복의 구성 비율이 증가한 것으로 나타났다. 즉 택지개발이나 도로 건설 등 개발사업이 활발하지 않았던 상동암천 유역에서 하구습지는 잘 보존되고 있음을 유추할 수 있다.
하여 다변량 회귀분석을 실시하였다. 이에 따르면 유역면적, 평균표고, 경사도는 통계적으로 유의하게 나타났으며, 특히 유역면적과 경사도는 하구 습지와 양의 상관관계를 갖는 것으로 밝혀진 반면, 평균 표고는 음의 상관관계를 갖는 것으로 밝혀졌다. 즉, 표고가 높은 유역의 경우, 하구습지 면적이 적고 표고가 낮을수록 하구습지의 면적이 증가하는 것으로 나타났다.
이에 따르면 유역면적, 평균표고, 경사도는 통계적으로 유의하게 나타났으며, 특히 유역면적과 경사도는 하구 습지와 양의 상관관계를 갖는 것으로 밝혀진 반면, 평균 표고는 음의 상관관계를 갖는 것으로 밝혀졌다. 즉, 표고가 높은 유역의 경우, 하구습지 면적이 적고 표고가 낮을수록 하구습지의 면적이 증가하는 것으로 나타났다. 한편 하계밀도가 높으면 흐斤습지의 면적도 증가하는 반면, 유역의 형상계수는 통계적으로 유의한 값을 나타내지 못하였다(표 4).
하구습지 훼손에 인위적 요인이 미치는 영향을 정량적으로 파악하고자, 하구습지가 크게 줄어든 1970년대 이후 연구대상 33개 표준유역의 인구변화와 인공적 토지 피복 구성비율의 변화를 비교 분석한 결과, 유일하게 하구습지의 면적이 증가된 상동암천 유역은 다른 유역과는 달리 해당 기간동안 인구가 감소하였으며, 시가화건조지역 등 인공적인 토지피복의 구성비율 또한 줄어든 것으로 나타났다. 한편 인구가 늘어나고 인공적인 토지피복구성비율이 증가된 대부분의 유역에서는 하구습지가 크게 감소된 것으로 나타나, 향후 수도권 인구증가에 대비하여 하구습지의 훼손을 막기 위한 대책을 시급히 마련되어야 할 것이다.
하구습지가 급격히 김소한 1970-2000년대 습지 변화에 어떤 요인이 영향을 미쳤는지 파악하기 위해, 하구 습지의 훼손실태를 유역별로 정리한 결과, 연구대상 33개 표준유역 가운데 1970년대부터 2000년대 사이에 하구 습지가 증가한 표준유역은 상동암천 한 곳 뿐이 었고, 31곳의 표준유역에서 하구습지가 감소한 것으로 나타났다. 한강하류, 임진강하류, 삼흥천 유역의 경우 상대적으로 감소율이 낮게 나타난 반면 행주대교 수위 표, 홍제천 등 한강서울 중권역에 포함되는 표준유역의 습지 감소율이 높게 나타났다.
하구습지의 변화추이를 살펴보기 위해 1910년대, 1970년대 그리고 2000년대 지형도를 분석한 결과, 1970년대 이전까지는 하구습지가 완만하게 감소하였으나 1970년대 이후 급속히 훼손된 것으로 나타났다. 하구습지의 훼손은 모래채취 및 간척 .
t 1990; Bedford, 1996). 해안지역을 접하고 있는 한강서해 권역은 내륙에 위치한 한강 서울권역에 비해 하계밀도와 형상계수가 높게 나타났다. 한북정맥의 영향을 받는 한강서울 및 임진강흐}류 권역은 평균표고와 경사도가 높으며, 넓은 유역면적을 갖고 있으며, 한강하류는 한강서해와 유사하게 낮은 하계밀도와 형상계수를 보이고 있다(표 2).
후속연구
줄어든 것으로 나타났다. 한편 인구가 늘어나고 인공적인 토지피복구성비율이 증가된 대부분의 유역에서는 하구습지가 크게 감소된 것으로 나타나, 향후 수도권 인구증가에 대비하여 하구습지의 훼손을 막기 위한 대책을 시급히 마련되어야 할 것이다.
이삼희.황승용, 2006, '한강하구 장항습지의 형성 과정,' 건설기술정보, 272, 17-22
이창희.구도완.노태호.문현주.전성우.허경미, 2003, 하구역 환경보전 전략 및 통합환경관리방안 수립, 한국환경정책.평가연구원
정진순, 2004, '낙동강 하류의 습지 환경 변화 연구,' 지리과교육, 7, 179-197
제종길.이재학.고철환, 1998, '갯벌연구: 현재와 미래,' 해양연구, 20(2), 57-61
한강유역환경청, 2007, 한강하구 습지보전계획 수립 연구 보고서
홍사욱.신경식. 1978. '한강하류계의 수질과 니토에 관한 이화학적 조사연구,'한국육수학회지, 16, 43-51
환경부.국립환경연구원, 2005, 하구역 생태계 정밀조사 보고서
Bedford, B., 1996, The need to define hydrologic equivalence at the landscape scale for freshwater wetland mitigation, Ecological Applications, 6, 57-68
Bedford, B., 1999, Cumulative effects on wetland landscapes: links to wetland restoration in the United States and Southern Canada, Wetlands, 19, 775-788
Forman R.T.T., and Godron, M., 1986, Landscape Ecology, John Wiley and Sons, New York
Johnston, C.A., Detenbeck, N.E., and Niemi, G.J., 1990, The cumulative effect of wetlands on stream water quality and quantity: a landscape approach, Biogeochemistry, 10, 105-141
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