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문제 정의
- 또한 본 연구에서 개발된 서식처 보전가치 평가기법을 환경친화적인 도로노선 선정을 위한 방법으로 제시하기 위해 다양한 공간 정보를 수집한 후 평가 항목별 기준에 따라 평가된 주제도를 구축하여 최종적으로 서식처 평가지도를 구축하고자 하였다.
- 본 연구에서는 도로노선으로 인해 생태계에 미치는 영향을 최소화하기 위해 생태계의 자연성뿐만 아니라 동물이 서식하는 생태계의 기능을 고려한 보전가치평가기법을 검토하고, 친환경도로노선 선정시 적용 가능한 서식처 보전가치평가(Habitat Conservation Value Assessment)기법을 개발하고자 한다. 또한 서식처 보전가치평가를 바탕으로 수치지도를 구축하며, 이를 도로노선선정에 반영시키기 위한 친환경도로 노선 선정 방법론을 제시하고자 한다.
- 본 연구에서 구축된 서식처평가지도와 생태계를 평가하는 지도로 기존에 널리 쓰이고 있는 생태자연도의 등급별 면적을 비교해 보았다. 그 결과 사례구간 내의 1등급지역의 면적비율은 서식처평가지도 52.
- 본 연구에서는 도로건설로 인하여 발생되는 서식환경의 생태적 기능의 상실과 악화를 최소화하기 위하여 생물종의 서식처와 종간 관계 등 기능적인 측면과 생물다양성, 생태계 안정성 등 생태계의 구조적인 측면까지 고려한 종합적인 생태계 평가기법 즉, 서식처 보전가치 평가기법을 개발하고자 하였다.
- 본 연구에서는 도로건설시 훼손될 가능성이 높은 동 ∙ 식물의 서식처를 보전하기 위하여 도로노선 선정시 적용될 수 있는 동물의 이동성과 서식처를 고려한 종합적인 생태계 평가기법 즉, 서식처 보전가치 평가기법을 개발하였다. 문헌연구를 통하여 노선선정과정에서 활용될 수 있는 보다 객관적이고 효율적인 서식처 보전가치평가의 평가항목 및 평가기준을 선정하였고, 이를 수치화 할 수 있는 서식처평가지도를 개발하였다.
- 본 연구에서는 도로노선으로 인해 생태계에 미치는 영향을 최소화하기 위해 생태계의 자연성뿐만 아니라 동물이 서식하는 생태계의 기능을 고려한 보전가치평가기법을 검토하고, 친환경도로노선 선정시 적용 가능한 서식처 보전가치평가(Habitat Conservation Value Assessment)기법을 개발하고자 한다. 또한 서식처 보전가치평가를 바탕으로 수치지도를 구축하며, 이를 도로노선선정에 반영시키기 위한 친환경도로 노선 선정 방법론을 제시하고자 한다.
제안 방법
- 자연성 항목은 동식물간에 의해 변형된 서식처를 평가하기 위해 가장 우선적으로 필요한 기준으로 구조∙분포적, 상태적, 법제적 항목으로 선정하였다. 구조분포적 항목은 식생군집의 다층구조와 밀집정도에 따라 식물군집의 안정성을 파악할 수 있다는 개념으로 군집구조의 안정성을 평가항목으로 선정하였다. 법제도적 항목은 법적으로 지정된 보호구역의 보전을 위해 야생동식물보호구역, 생태계 보전지역, 국립공원, 습지 보호구역 등으로 선정하였다.
- 법제도적 항목은 사례지역에 해당하는 주제도는 야생동식물보호구역만이 해당하기 때문에 야생동식물보호구역에 3점을 부여하였다. 구축된 각 항목의 주제도를 래스터파일로 변화하고, 부여된 3점, 2점, 1점, Nodata를 1점~7점으로 표준화하여 재분류(Reclassification)를 실시하였다. 그 후 지도대수(Map Algebra)를 이용하여 중첩한 후 자연성항목 주제도를 구축하였다(Fig.
- 구축된 각 항목의 주제도를 래스터파일로 변화하고, 부여된 3점, 2점, 1점, Nodata를 1점~7점으로 표준화하여 재분류(Reclassification)를 실시하였다. 그 후 지도대수(Map Algebra)를 이용하여 중첩한 후 자연성항목 주제도를 구축하였다(Fig. 5).
- 희귀성은 환경부의 “전국자연환경기초조사”를 바탕으로 사례지역 내 분포하는 멸종위기동식물 발견지점으로부터 500 m, 1,000 m 버퍼링(Buffering)하여 격자 변환을 실시하였다. 그리고 500 m는 3점, 1,000 m는 2점으로 평가한 후 자연성 항목의 주제도와 같이 래스터파일로 변환 하고 3점, 2점, NoData를 각각 1점~7점으로 재분류하여 희귀성항목 주제도를 구축하였다(Fig. 6).
- 기능성 항목에 대해서는 서식처의 유형 구분도를 바탕으로 서식처의 규모와 식물군집의 수, 둥지 및 산란 흔적 등을 확인하여 평가기준에 맞춰 평가해야 하므로 현장조사를 통하여 평가하였다.
- 기능성 항목은 생태계가 지닌 서식기능을 평가하는 항목으로 종유치 기능, 이동통로의 기능, 산란처 및 은신처 기능, 먹이 공급처의 기능으로 선정하였다. 종 유치기능은 동물이 서식을 위해 종을 보존하고 유지할 수 있는 최소한의 공간이 필요함을 고려하여 서식처의 크기와 식물군집의 수 항목으로 선정하였다.
- 기능성항목 주제도는 서식처 유형도를 기본으로 현장조사를 실시하였고 그 결과를 바탕으로 평가 한 후, 이를 DB화하였다. 최종적으로 래스터파일로 변환한 후 3점, 2점, 1점, NoData를 각각 앞서 방법과 같이 재분류하여 기능성항목 주제도를 구축하였다(Fig.
- 도출된 서식처평가지도를 바탕으로 최적 노선을 선정하기 위해서 비용경로함수분석과 방향코드함수분석을 수행하였으며, 이를 바탕으로 최적노선을 선정하였다(Fig. 10).
- 문헌연구를 통하여 노선선정과정에서 활용될 수 있는 보다 객관적이고 효율적인 서식처 보전가치평가의 평가항목 및 평가기준을 선정하였고, 이를 수치화 할 수 있는 서식처평가지도를 개발하였다. 또한 이를 사례지역에 적용하여 제안된 평가항목과 기준에 대한 검증을 실시하였다.
- 래스터로 변환된 자연성, 희귀성, 기능성항목의 주제도를 최소지수법을 이용하여 중첩하였고, 그 결과 사례지역의 서식처평가지도를 구축하였다(Fig. 9).
- 마지막으로 먹이공급처로서의 기능은 생물상호간 먹고 먹히는 관계 즉, 생산자와 이를 먹고사는 곤충이나 초식동물인 1차 소비자, 다시 이들을 잡아먹는 2차 소비자와 이들의 먹는 상위소비자로 연결되는 먹이 연쇄를 파악하기 위하여 다양한 생산자 및 소비자의 서식 항목을 선정하였다.
- 본 연구에서는 도로건설시 훼손될 가능성이 높은 동 ∙ 식물의 서식처를 보전하기 위하여 도로노선 선정시 적용될 수 있는 동물의 이동성과 서식처를 고려한 종합적인 생태계 평가기법 즉, 서식처 보전가치 평가기법을 개발하였다. 문헌연구를 통하여 노선선정과정에서 활용될 수 있는 보다 객관적이고 효율적인 서식처 보전가치평가의 평가항목 및 평가기준을 선정하였고, 이를 수치화 할 수 있는 서식처평가지도를 개발하였다. 또한 이를 사례지역에 적용하여 제안된 평가항목과 기준에 대한 검증을 실시하였다.
- 본 연구에서는 보전가치평가에 관한 사례연구를 바탕으로 하여 도로의 노선선정시 반영될 수 있는 평가항목으로서 앞서 사례연구 등에서 제시한 서식처 자체의 중요도를 나타내는 자연성과 희귀 동식물보호의 중요성을 나타내는 희귀성, 서식처가 가지고 있는 다양성, 면적 등을 평가할 수 있는 기능성으로 구분하여 서식처 보전가치평가항목을 선정하였다. 또한 이 항목들에 대한 세부항목을 선정하여 Fig.
- 본 연구에서는 서식처 유형을 도면화 함에 있어 축적을 1:25,000으로 정하였으며 토지피복도 등을 활용해 서식처 유형도를 작성하였다(Fig. 7).
- 본 연구에서는 최적 노선 선정을 위하여 앞서 서식지 평가 기법으로 생성된 서식처평가지도를 이용하여 비용경로함수분석과 방향코드함수분석을 수행하였으며, 이를 바탕으로 최적 노선을 선정하였다.
- 이동통로 기능은 동물의 이동을 단절함으로 발생하는 로드킬 발생을 최소화하기 위한 지표로서 동물이 이동경로가 가능한 지형적 조건 및 다른 서식처와의 연결성 항목으로 선정하였다. 산란처 및 은신처 기능은 동물의 산란 장소와 동면을 하는 장소 등을 평가하기 위해 둥지 등의 산란 및 은신 흔적 항목으로 선정하였다. 마지막으로 먹이공급처로서의 기능은 생물상호간 먹고 먹히는 관계 즉, 생산자와 이를 먹고사는 곤충이나 초식동물인 1차 소비자, 다시 이들을 잡아먹는 2차 소비자와 이들의 먹는 상위소비자로 연결되는 먹이 연쇄를 파악하기 위하여 다양한 생산자 및 소비자의 서식 항목을 선정하였다.
- 법제도적 항목은 법적으로 지정된 보호구역의 보전을 위해 야생동식물보호구역, 생태계 보전지역, 국립공원, 습지 보호구역 등으로 선정하였다. 상태적 항목은 종 ∙ 군집이 다양한 대상지일수록 높은 풍부도를 지니며, 서식처 구조가 다양함을 나타내는 지표로서 종풍부성 항목과 종다양성 항목으로 선정하였다.
- 서식처 보전가치평가는 생태계의 건강성을 평가하는 것으로 생태계가 얼마나 다양한 지에 따라 결정되며, 생태계의 보전가치를 평가하는 것은 궁극적으로 생물 다양성을 이룩하기 위한 것이라고 할 수 있다. 생태적 분석을 통해 생태계를 평가하는 노력은 매우 오래전부터 행해져 왔으나 보전가치평가의 기준과 항목은 오염의 정도와 지표종을 바탕으로 보전가치를 평가했으며, 이후 지표종에 대한 평가의 대안으로 군락차원의 분석이 제안되었다. 최근에는 그 지역의 생물종, 군락, 집단 나아가 생태계의 구조, 기능 등의 다양한 차원에서 접근하는 평가방법이 제안되면서 서식처의 중요성, 경제학적인 측면, 경관적인 측면 등 다양한 기준과 항목들이 보전가치평가에서 고려되고 있다.
- 서식처 보전가치평가의 타당성을 위해 본 연구에서 개발된 서식처평가지도와 생태계를 평가하는 지도로 기존에 널리 쓰이고 있는 생태자연도에 대하여 사례지역을 비교하였다. 그 결과 자연생태수치지도에서 1등급이 52%, 2등급이 44%로 생태자연도의 1등급지역에 비해 20% 더 많이 분포하는 것으로 조사되었다.
- 서식처 희귀성 항목은 희귀한 서식처와 종 ∙ 군집이 있는 대상지는 높은 가치를 가지기 때문에 생태자연도와 현장조사를 통한 희귀종 및 멸종위기종의 발견지점을 희소적 항목으로 선정하였다.
- 서식처평가지도 작성은 사례지역으로 선정된 노선의 시종점이 포함된 12 km×12 km 지역으로 적용하였으며, 자연생태수치지도 작성기법에 따라 자연성, 기능성, 희귀성 항목별로 나누어 사례지역에 해당하는 Data를 수집하여, Table.
- 종 유치기능은 동물이 서식을 위해 종을 보존하고 유지할 수 있는 최소한의 공간이 필요함을 고려하여 서식처의 크기와 식물군집의 수 항목으로 선정하였다. 이동통로 기능은 동물의 이동을 단절함으로 발생하는 로드킬 발생을 최소화하기 위한 지표로서 동물이 이동경로가 가능한 지형적 조건 및 다른 서식처와의 연결성 항목으로 선정하였다. 산란처 및 은신처 기능은 동물의 산란 장소와 동면을 하는 장소 등을 평가하기 위해 둥지 등의 산란 및 은신 흔적 항목으로 선정하였다.
- 이를 검증하기 위해서 도로건설 예정지역을 사례지역으로 지정하고, 검증평가를 실시하였다. 사례구간은 본 연구 계획에서 제시하는 노선과 실제 설계노선이 비교가 가능하도록 기도로건설 사업구간 중 한 곳을 선정하였다.
- Ratcliffe는 서식처와 관련하여 자연생태계와 반자연생태계에서 중요한 특징을 지닌 자연보전지역을 정하기 위한 평가와 선정과정을 제시하였다. 자연보전에 핵심이 되는 지역을 선정하는 평가기준으로 면적(area), 다양성(variety), 자연성(naturalness), 희귀성(rarity), 취약성(fragility), 전형성(typicalness), 역사(recorded history), 생태지리적 위치(position in an ecological geographical unit), 잠재적 가치(potential value), 내재적 매력(intrinsic appeal)등을 제시하였다. 보전가치 평가는 궁극적으로 생태계의 건강성을 평가해 그 생태계를 보전할 것인지 복원할 것인지 또는 향상시킬 것인지를 결정하게 된다.
- 자연성 항목은 동식물간에 의해 변형된 서식처를 평가하기 위해 가장 우선적으로 필요한 기준으로 구조∙분포적, 상태적, 법제적 항목으로 선정하였다. 구조분포적 항목은 식생군집의 다층구조와 밀집정도에 따라 식물군집의 안정성을 파악할 수 있다는 개념으로 군집구조의 안정성을 평가항목으로 선정하였다.
- 항목별 주제도 구축은 Table 1 의 항목별 평가기준에 의해 수치화된 주제도를 구축할 수 있다. 자연성 항목의 종 다양성은 생태자연도(1:25,000)를 이용하여 평가하였으며, 종 풍부성은 임상도(1:25,000)와 생태자연도의 식생우수성 주제도를 이용하여 평가하였다. 법제도적 항목은 야생동식물보호구역도, 생태계보전지역도, 습지보호구역도, 국립공원도를 이용하여 평가하였다.
- 기능성 항목은 생태계가 지닌 서식기능을 평가하는 항목으로 종유치 기능, 이동통로의 기능, 산란처 및 은신처 기능, 먹이 공급처의 기능으로 선정하였다. 종 유치기능은 동물이 서식을 위해 종을 보존하고 유지할 수 있는 최소한의 공간이 필요함을 고려하여 서식처의 크기와 식물군집의 수 항목으로 선정하였다. 이동통로 기능은 동물의 이동을 단절함으로 발생하는 로드킬 발생을 최소화하기 위한 지표로서 동물이 이동경로가 가능한 지형적 조건 및 다른 서식처와의 연결성 항목으로 선정하였다.
- 기능성항목 주제도는 서식처 유형도를 기본으로 현장조사를 실시하였고 그 결과를 바탕으로 평가 한 후, 이를 DB화하였다. 최종적으로 래스터파일로 변환한 후 3점, 2점, 1점, NoData를 각각 앞서 방법과 같이 재분류하여 기능성항목 주제도를 구축하였다(Fig. 8).
- 희귀성 항목은 “전국자연환경기초조사”에서 발견된 희귀종 및 멸종위기종 발견지점과 현장조사를 통하여 사례 지역 내 존재하는 희귀종 및 멸종위기 동물의 이동성을 고려하여 500 m, 1,000 m 버퍼링(Buffering)하여 평가하였다.
- 희귀성은 환경부의 “전국자연환경기초조사”를 바탕으로 사례지역 내 분포하는 멸종위기동식물 발견지점으로부터 500 m, 1,000 m 버퍼링(Buffering)하여 격자 변환을 실시하였다.
대상 데이터
- 구조분포적 항목은 식생군집의 다층구조와 밀집정도에 따라 식물군집의 안정성을 파악할 수 있다는 개념으로 군집구조의 안정성을 평가항목으로 선정하였다. 법제도적 항목은 법적으로 지정된 보호구역의 보전을 위해 야생동식물보호구역, 생태계 보전지역, 국립공원, 습지 보호구역 등으로 선정하였다. 상태적 항목은 종 ∙ 군집이 다양한 대상지일수록 높은 풍부도를 지니며, 서식처 구조가 다양함을 나타내는 지표로서 종풍부성 항목과 종다양성 항목으로 선정하였다.
- 이를 검증하기 위해서 도로건설 예정지역을 사례지역으로 지정하고, 검증평가를 실시하였다. 사례구간은 본 연구 계획에서 제시하는 노선과 실제 설계노선이 비교가 가능하도록 기도로건설 사업구간 중 한 곳을 선정하였다. 선정된 구간은 「용천~설악간 도로건설공사」구간으로, 이 구간은 국도 37호선(거창~파주) 중 경기도 양평군 옥천면 용천리~가평군 설악면 신천리 구간에 이르는 총연장 12.
- 사례구간은 본 연구 계획에서 제시하는 노선과 실제 설계노선이 비교가 가능하도록 기도로건설 사업구간 중 한 곳을 선정하였다. 선정된 구간은 「용천~설악간 도로건설공사」구간으로, 이 구간은 국도 37호선(거창~파주) 중 경기도 양평군 옥천면 용천리~가평군 설악면 신천리 구간에 이르는 총연장 12.9 km의 2차선 도로를 건설하는 구간이다.
이론/모형
- 500 m 와 1,000 m의 이격거리는 환경부의 국토환경성평가도의 작성기법에서 인용하여 사용하였다.
- 자연성 항목의 종 다양성은 생태자연도(1:25,000)를 이용하여 평가하였으며, 종 풍부성은 임상도(1:25,000)와 생태자연도의 식생우수성 주제도를 이용하여 평가하였다. 법제도적 항목은 야생동식물보호구역도, 생태계보전지역도, 습지보호구역도, 국립공원도를 이용하여 평가하였다. 희귀성 항목은 “전국자연환경기초조사”에서 발견된 희귀종 및 멸종위기종 발견지점과 현장조사를 통하여 사례 지역 내 존재하는 희귀종 및 멸종위기 동물의 이동성을 고려하여 500 m, 1,000 m 버퍼링(Buffering)하여 평가하였다.
성능/효과
- 본 연구에서 구축된 서식처평가지도와 생태계를 평가하는 지도로 기존에 널리 쓰이고 있는 생태자연도의 등급별 면적을 비교해 보았다. 그 결과 사례구간 내의 1등급지역의 면적비율은 서식처평가지도 52.08%, 생태자연도 31.34%로 생태자연도에 비해 본 연구에서 구축된 서식처평가지도의 1등급지역이 20% 이상 더 높게 나타난 것으로 확인되었다.
- 서식처 보전가치평가의 타당성을 위해 본 연구에서 개발된 서식처평가지도와 생태계를 평가하는 지도로 기존에 널리 쓰이고 있는 생태자연도에 대하여 사례지역을 비교하였다. 그 결과 자연생태수치지도에서 1등급이 52%, 2등급이 44%로 생태자연도의 1등급지역에 비해 20% 더 많이 분포하는 것으로 조사되었다. 이는 단순히 동물상과 식물상의 자연성과 풍부성만을 평가하거나 동물의 서식에만 의존하기보다 동물의 이동 및 서식처를 고려한 평가방법으로 생물종의 서식처와 종간 관계 등 기능적인 측면과 생태계 안정성, 희귀종 존재여부, 서식처 보전을 위하여 종합적으로 생태계를 평가하였기 때문으로 사료된다.
- 또한 도출된 서식처평가지도를 이용하여 사례지역의 환경 친화적인 도로노선대를 선정하였고, 그 결과 기존 계획노선과 유사하게 노선이 선정됨을 확인하였다. 그러나 실제 계획 노선이 본 연구에서 구축한 서식처평가지도의 1등급 지점을 지나가도록 설계되어 있는 것을 볼 수 있었다. 따라서 계획노선이 불가피하게 서식처를 단절시킬 구간이 발생할 것으로 사료된다.
- 또한 도출된 서식처평가지도를 이용하여 사례지역의 환경 친화적인 도로노선대를 선정하였고, 그 결과 기존 계획노선과 유사하게 노선이 선정됨을 확인하였다. 그러나 실제 계획 노선이 본 연구에서 구축한 서식처평가지도의 1등급 지점을 지나가도록 설계되어 있는 것을 볼 수 있었다.
후속연구
- 또한 본 연구에서 선정한 항목 이외에 지역 특수성에 적합한 항목을 추가 선정할 필요가 있다. 따라서 생태 및 도로건설전문가의 의견을 충분히 고려한 평가항목 선정이 필요하며, 기능성 평가를 위한 현장조사의 방법 및 지침 제시 등 평가항목의 연구가 더욱 수행되어야 할 것으로 사료된다.
- 그 이유는 생태자연도는 서식지에 대한 평가를 수행하고 있으나 주로 자연성과 풍부성 위주로 평가되는 반면, 본 연구에서 도출한 서식처평가지도는 생태계가 지닌 서식처의 기능을 고려하여 평가하였기 때문으로 판단된다. 따라서 생태계 서식지에 대한 평가는 단순히 종분포에만 국한되어 있는 자료의 평가체계보다는 생물종의 서식처와 종간 관계 등 기능적인 측면과 생태계 안정성, 희귀종 존재여부 등 서식처 보전을 위한 종합적인 생태계 평가를 통해 자연생태계가 지닌 서식처 기능의 평가가 필요할 것으로 사료된다.
- 다만, 비용 및 시간을 최대한 줄여 서식처를 평가하였기 때문에 도로노선 선정시 의사결정의 지원 기능을 충분히 할 수 있을 것으로 사료된다. 또한 본 연구에서 선정한 항목 이외에 지역 특수성에 적합한 항목을 추가 선정할 필요가 있다. 따라서 생태 및 도로건설전문가의 의견을 충분히 고려한 평가항목 선정이 필요하며, 기능성 평가를 위한 현장조사의 방법 및 지침 제시 등 평가항목의 연구가 더욱 수행되어야 할 것으로 사료된다.
- 이러한 배경 하에 도로노선 선정시 검토되어지는 동 ∙ 식물 항목의 평가는 단순히 동물과 식물의 조정성이나 분포에만 한정되어야 할 것이 아니라 생물종의 서식처와 종간 관계 등 기능적인 측면과 생태계의 구조적인 측면까지를 포함한 평가로 진행되어야 한다. 또한 생태계의 단절과 서식처의 단편화 등 생태학적인 지식을 바탕으로 생물다양성, 생태계 안정성, 희귀종의 존재여부, 서식처 등의 보전을 위한 종합적인 생태계 평가를 포함한 연구가 필요하다.
- 본 연구의 결과가 언급한 한계점을 보완하여 서식처 보전가치평가를 통한 도로노선 선정 상용프로그램 개발에 적용된다면, 사전에 노선 선정과정에서 동물의 이동성 및 서식처 고려가 가능하여 생태계 및 서식처의 파괴를 최소화 할 것으로 판단된다.
- 따라서 계획노선이 불가피하게 서식처를 단절시킬 구간이 발생할 것으로 사료된다. 이 구간에 대해서 생태통로나 유도펜스 등의 설치 등을 고려할 지점으로 선정한다면 도로건설에 따른 동식물 생태계 단절 등의 자연훼손 영향을 사전에 예방할 수 있을것으로 기대된다.
- 따라서 계획노선이 불가피하게 서식처를 단절시킬 구간이 발생할 것으로 사료된다. 이 구간에 대해서 생태통로나 유도펜스 등의 설치 등을 고려할 지점으로 선정한다면 도로건설에 따른 동식물 생태계 단절 등의 자연훼손 영향을 최소화할 수 있을 것으로 기대된다.
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