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문제 정의
- 이에 본 연구는 산림녹지의 환경조절적 기능을 평가하기 위해 체계적인 지표선정 및 가중치 산정 과정을 거쳐 평가모형을 구축하고자 한다. 또한, 개발된 평가모형을 이용하여 산림녹지의 환경조절적 기능에 대한 정량적인 평가를 실시하여 산림녹지의 지속가능한 계획 및 관리를 위한 기초자료를 제공하고자 한다.
- 이에 본 연구는 산림녹지의 환경조절적 기능을 평가하기 위해 체계적인 지표선정 및 가중치 산정 과정을 거쳐 평가모형을 구축하고자 한다. 또한, 개발된 평가모형을 이용하여 산림녹지의 환경조절적 기능에 대한 정량적인 평가를 실시하여 산림녹지의 지속가능한 계획 및 관리를 위한 기초자료를 제공하고자 한다.
제안 방법
- 설문조사의 과정을 살펴보면, 전문가 설문조사는 총 3회에 걸쳐 이루어졌으며, 각각 48부 및 57부, 55부의 설문을 회수하였고, 이중 46부, 55부, 42부를 분석에 활용하였다. 1차 설문에서는 녹지의 기능별 지표를 선정하기 위해 다중선택형 설문을 실시하였으며, 2차 설문에서는 MCB 분석을 수행하기 위해 5점 리커트척도를 활용한 중요도 설문을 진행하였다. 마지막 3차 설문에서는 AHP 분석을 위해 18단계에 따른 상대적 중요도 설문을 실시하였다.
- 선정된 지표는 기온저감, 녹피율, 대기순환, 대기정화, 물순환성, 바람생성, 탄소흡수, 투수성이다. 2차 전문가 설문조사를 통해 8개 지표에 대한 중요도 평가를 수행하였으며, 그 결과를 이용하여 표 1과 같이 MCB 분석을 수행하였다. 산림녹지의 환경조절적 기능에 대한 평균중요도를 살펴보면, 탄소흡수가 4.
- 5개 평가지표에 대한 가중치 및 평가모형을 구축하기 위해 3차 전문가 설문조사를 이용하여 AHP 분석을 수행하였다. 분석결과, 평균 비일관성 비율은 0.
- 탄소흡수는 최근 다양한 연구에서 지구 온난화, 열섬현상 등을 해결하기 위한 대안으로 부각되고 있어 그 중요성이 높게 평가된 것으로 판단된다. AHP 결과에 따른 지표별 가중치를 이용하여 환경조절적 평가모형을 구축하였다.
- 국내ᆞ외 문헌조사 및 브레인스토밍 과정을 거쳐 지표를 선정하였으며, 1차 설문을 통해 환경조절적 기능에 적합한 지표를 선정하였다. 또한, 2차 설문의 결과를 이용하여 MCB 분석을 수행한 결과, 8개 지표 중 기온저감, 대기정화, 바람생성, 물순환성, 탄소저감 등의 5개 항목이 최적의 지표로 선정되었다.
- 산림녹지의 환경조절적 기능을 평가하기 위한 지표별 평가방법 및 단위는 표 2와 같다. 기온저감 기능은 500m 반경의 주변지역에 대한 녹지 내부의 기온저감 기능을 분석하였다. 기온저감 분석 결과를 살펴보면, 산림녹지의 내부지역에서는 기온저감효과가 크게 나타났으며, 도시지역과 인접한 지역에서는 온도저감효과가 크지 않은 것으로 평가되었다(그림 4(a)).
- 다음으로, 기온분포도의 구축을 위해 2008년 5월 31일 촬영된 Landsat 5 TM 영상을 활용하여 PG-STEAMER 4.1에서 기하 및 정사보정을 실시하였다. 영상으로부터 지표온도를 추출하기 위해 열적외선 밴드(band 6)를 이용하였으며, 온도 추출은 NASA(National Aeronautics and Space Administration)에서 개발한 모델을 사용하였다.
- 그런데, 위성영상을 이용한 지표온도 추출은 지표면에서 나오는 열 적외선을 근거로 하기 때문에 지표면의 일정 거리 위에서 측정한 기온과는 약간의 차이가 있다(박경훈과 정성관, 1999). 따라서 본 연구에서는 토지피복에 따른 방사보정과 측정기온을 이용한 회귀추정의 과정을 통해 온도를보정하였다. 방사보정은 토지피복 특성별 고유방사율을 적용하여 오차를 제거하였다(엄대용, 2006).
- 토지이용상 하천, 습지 등은 수공간(WA)으로 구분하였으며, 산림, 공원 등은 식생지역(TR)으로, 농경지, 초지 등은 포장되지 않은 공간(unS)으로, 도로 등은 건물 없이 포장된 공간(SwoB)으로, 공업지역 등은 건물에 의해 포장된 공간(SwVB)으로 재분류하였다. 또한, 주거 및 상업지역은 건물의 밀집정도에 따라 저밀도(LD), 중밀도 (MD), 고밀도(HD) 등으로 구분하나, 본 연구에서는 자료의 한계로 인해 동일한 기후톱으로 분류하였다.
- 1차 설문에서는 녹지의 기능별 지표를 선정하기 위해 다중선택형 설문을 실시하였으며, 2차 설문에서는 MCB 분석을 수행하기 위해 5점 리커트척도를 활용한 중요도 설문을 진행하였다. 마지막 3차 설문에서는 AHP 분석을 위해 18단계에 따른 상대적 중요도 설문을 실시하였다.
- 이렇게, 스케일 조정을 거친 방법으로 지표들을 표준화하면 각 지표들의 값은 동일한 범위 내 최대 값과 최소값을 기준으로 0~100점까지의 값이 산출되게 된다. 마지막으로 평가모형의 가중치 및 지표별 평가결과를 이용하여 대구광역시의 산림녹지에 대한 종합적인 환경조절적 기능을 평가하였다(식 1).
- 바람생성 기능은 산림녹지의 찬공기 생성 가능성을 평가하여 이를 분석에 이용하였다. Marks와 Müller(1992)의 지침에 따라 평가인자별 주제도를 작성하여, 지침에서 제시하고 있는 평가인자별 가중치를 적용하여 찬공기 생성가능성을 그림 4(d)와 같이 구축하였다.
- 본 연구에서는 산림녹지의 환경조절적 기능을 평가하기 위해 체계적인 지표선정 과정을 거쳐 평가모형을 구축하였고, 다양한 GIS 기법을 적용하여 산림녹지의 환경조절적 기능을 정량적으로 평가하였다.
- 사례지 적용을 통한 환경조절적 기능 평가 단계에서는 최적 지표 및 구축데이터를 이용하여 지표별 평가를 수행하였다. 평가단위는 10m×10m의 픽셀단위로 설정하였으며, 평가방법은 지표에 적합한 개별평가 기법을 적용하였다.
- 산림녹지 현황도의 경우 제4차 수치임상도 및 토지이용지도를 기반으로 대략적인 경계 작업을 수행하였으며, 세부적인 경계는 Kompsat 2 위성영상 및 디지털항공사진을 이용하여 그림 3(a)와 같이 작성하였다. 산림녹지는 도시자연 공원, 자연공원, 일반산림 등으로 분류되나, 녹지평가에서는 이를 구분하지 않고 하나의 산림 패치로 평가하였다. 최소면적은 생물이 서식하기 위한 최소기준인 1ha를 기준으로 하여(Riess, 1986; 사공정희, 2004; 박창석, 2007) 1ha 이상인 녹지만을 대상으로 하였다.
- 산림녹지의 대기정화 기능은 서울특별시 원단위를 이용하여 SO2와 NO2에 대한 연대기정화 효과를 산정하였다. 대기정화 효과의 분석 결과는 그림 4(b), 4(c)와 같이 나타났으며, SO2와 NO2의 흡수량이 유사한 패턴을 보였다.
- 산림녹지의 물순환성은 지형습윤지수(Topographic Wetness Index: TWI)와 표면유출량을 통해 물이 토양으로 집적 및 흡수되는 정도를 평가하였다. 산림녹지를 대상으로 TWI를 산정한 결과, 산림 내부의 크고, 작은 계곡 및 소규모의 습지 및 저류지를 따라 TWI가 20 이상의 높은 지수가 산정되었다(그림 4(e)).
- 를 선정하였다. 선정된 35개의 지표 중 중복선정을 피하고, 누락된 지표를 재선정하기 위해 6명의 전문가2)로 구성된 브레인스토밍 과정을 수행하였다. 이 과정을 통해 35개 지표 중 8개 지표를 통합하고, 2개 지표가 추가적으로 선정되어 총 29개 지표로 재설정되었다.
- 산림녹지의 환경조절적 기능 평가를 위한 지표선정 및 평가체계 설정 단계에서는 문헌조사 및 전문가 설문조사를 통해 산림녹지의 환경조절적 기능을 평가하기 위한 최적의 지표를 선정하였다. 우선, 문헌조사를 통해 녹지의 기능평가를 위한 기초 지표를 선정하였고, 전문가 설문조사에 기반한 MCB(Multiple Comparisons with the Best treatment) 분석을 이용하여 최적의 지표를 선정하였다. MCB 분석은 일정한 유의수준에서 집합의 최상값을 가지는 지표를 선택할 수 있는 방법으로 설문지 수, 지표의 수 등을 고려하여 여러 지표들 가운데 통계적 의미에서 가치가 높은 지표를 선택하기 위해 사용되는 기법이다(Kuehl, 2000; 조현주, 2007).
- 토지이용도는 환경부에서 제작한 축척 1:25,000의 토지피복도(중분류)를 기초로 2008년에서 2009년에 촬영된 Kompsat 2위성영상 및 디지털항공사진을 토대로 갱신하였다. 토지이용 변화에 따른 공간의 분할 및 적용은 수치지형도(1:5,000)를 기반으로 작성하였으며, 속성정보는 변화된 토지이용 정보를 ArcGIS 9.
- 기후톱(climatope) 지도는 토지이용 형태를 고려하여 총 8가지로 분류하여 그림 3(c)와 같이 작성하였다. 토지이용상 하천, 습지 등은 수공간(WA)으로 구분하였으며, 산림, 공원 등은 식생지역(TR)으로, 농경지, 초지 등은 포장되지 않은 공간(unS)으로, 도로 등은 건물 없이 포장된 공간(SwoB)으로, 공업지역 등은 건물에 의해 포장된 공간(SwVB)으로 재분류하였다. 또한, 주거 및 상업지역은 건물의 밀집정도에 따라 저밀도(LD), 중밀도 (MD), 고밀도(HD) 등으로 구분하나, 본 연구에서는 자료의 한계로 인해 동일한 기후톱으로 분류하였다.
- 평가단위는 10m×10m의 픽셀단위로 설정하였으며, 평가방법은 지표에 적합한 개별평가 기법을 적용하였다.
대상 데이터
- 다음으로, 평가모형을 설정하기 위해 AHP(Analytic Hierarchy Process) 기법을 적용하여 지표들 간의 상대적 가중치를 도출하였다. AHP 분석에서는 일관성 검증이 요구되는데, 본 연구에서는 비일관성 비율이 20% 이하인 자료만을 대상으로 분석하였다(Saaty, 1980).
- 다음으로, 1차 전문가 설문조사를 통해 문헌조사에서 선정된 29개 지표 중 8개 지표가 환경조절적 기능 평가에 적합한 지표로 선정되었다. 선정된 지표는 기온저감, 녹피율, 대기순환, 대기정화, 물순환성, 바람생성, 탄소흡수, 투수성이다.
- 대상녹지인 산림녹지는 토지이용 특성상 산림으로 분류되며, 자연림 및 조림지를 모두 포함하는 녹지로 정의하였으며, 세부유형은 도시자연공원구역, 자연공원, 일반산림으로 구분하였다. 산림녹지 현황을 살펴보면, 468.
- 본 연구는 한반도의 동남쪽에 위치한 대구광역시를 대상으로 설정하였다(그림 1). 대구광역시는 많은 고속도로 및 고속철도가 도시를 관통하여 운행되고 있어 영남 내륙에 대한 교통의 결절점 기능을 수행하고 있다.
- 산림녹지의 탄소흡수 기능은 대기정화 효과와 같이 서울특별시의 원단위를 이용하였다. 분석 결과를 살펴보면, 팔공산 및 청룡산의 산림녹지를 중심으로 250kg/yr 이상의 높은 탄소 흡수량을 가지는 것으로 나타났다(그림 4(g)).
- 산림녹지의 환경조절적 기능 평가를 위한 지표 선정을 위해 국·내외 56개 문헌조사를 통해 녹지의 기능 평가를 위한 35개 지표1)를 선정하였다.
- 다음으로, 1차 전문가 설문조사를 통해 문헌조사에서 선정된 29개 지표 중 8개 지표가 환경조절적 기능 평가에 적합한 지표로 선정되었다. 선정된 지표는 기온저감, 녹피율, 대기순환, 대기정화, 물순환성, 바람생성, 탄소흡수, 투수성이다. 2차 전문가 설문조사를 통해 8개 지표에 대한 중요도 평가를 수행하였으며, 그 결과를 이용하여 표 1과 같이 MCB 분석을 수행하였다.
- 설문조사의 과정을 살펴보면, 전문가 설문조사는 총 3회에 걸쳐 이루어졌으며, 각각 48부 및 57부, 55부의 설문을 회수하였고, 이중 46부, 55부, 42부를 분석에 활용하였다. 1차 설문에서는 녹지의 기능별 지표를 선정하기 위해 다중선택형 설문을 실시하였으며, 2차 설문에서는 MCB 분석을 수행하기 위해 5점 리커트척도를 활용한 중요도 설문을 진행하였다.
- 선정된 35개의 지표 중 중복선정을 피하고, 누락된 지표를 재선정하기 위해 6명의 전문가2)로 구성된 브레인스토밍 과정을 수행하였다. 이 과정을 통해 35개 지표 중 8개 지표를 통합하고, 2개 지표가 추가적으로 선정되어 총 29개 지표로 재설정되었다.
이론/모형
- Marks와 Müller(1992)의 지침에 따라 평가인자별 주제도를 작성하여, 지침에서 제시하고 있는 평가인자별 가중치를 적용하여 찬공기 생성가능성을 그림 4(d)와 같이 구축하였다.
- MCB 분석은 일정한 유의수준에서 집합의 최상값을 가지는 지표를 선택할 수 있는 방법으로 설문지 수, 지표의 수 등을 고려하여 여러 지표들 가운데 통계적 의미에서 가치가 높은 지표를 선택하기 위해 사용되는 기법이다(Kuehl, 2000; 조현주, 2007). 다음으로, 평가모형을 설정하기 위해 AHP(Analytic Hierarchy Process) 기법을 적용하여 지표들 간의 상대적 가중치를 도출하였다. AHP 분석에서는 일관성 검증이 요구되는데, 본 연구에서는 비일관성 비율이 20% 이하인 자료만을 대상으로 분석하였다(Saaty, 1980).
- 1에서 기하 및 정사보정을 실시하였다. 영상으로부터 지표온도를 추출하기 위해 열적외선 밴드(band 6)를 이용하였으며, 온도 추출은 NASA(National Aeronautics and Space Administration)에서 개발한 모델을 사용하였다. 그런데, 위성영상을 이용한 지표온도 추출은 지표면에서 나오는 열 적외선을 근거로 하기 때문에 지표면의 일정 거리 위에서 측정한 기온과는 약간의 차이가 있다(박경훈과 정성관, 1999).
- 토지이용도는 환경부에서 제작한 축척 1:25,000의 토지피복도(중분류)를 기초로 2008년에서 2009년에 촬영된 Kompsat 2위성영상 및 디지털항공사진을 토대로 갱신하였다. 토지이용 변화에 따른 공간의 분할 및 적용은 수치지형도(1:5,000)를 기반으로 작성하였으며, 속성정보는 변화된 토지이용 정보를 ArcGIS 9.3에서 입력하였다.
성능/효과
- 이는 녹지유형별 원단위 기법을 적용하여 대기오염물질의 흡수량을 산정하였기 때문이다. 구체적으로 살펴보면, 팔공산 및 청룡산 일대를 중심으로 SO2와 NO2의 흡수능이 각각 140g/yr, 370g/yr 이상의 높은 값으로 분석되었다. 이는 이 지역의 산림은 대부분 활엽수림 또는 혼효림으로 구성되어 있으며, 영급의 경우에도 Ⅳ영급 이상으로 나타났기 때문이다.
- 기온저감 기능은 500m 반경의 주변지역에 대한 녹지 내부의 기온저감 기능을 분석하였다. 기온저감 분석 결과를 살펴보면, 산림녹지의 내부지역에서는 기온저감효과가 크게 나타났으며, 도시지역과 인접한 지역에서는 온도저감효과가 크지 않은 것으로 평가되었다(그림 4(a)). 특히, 비슬산을 중심으로 약 2℃ 정도의 온도저감효과가 나타났으며, 이는 주변 500m 범위 내 기온의 약 10% 정도를 저감시킨 결과이다.
- 다음으로 대구광역시 산림녹지에 대한 종합적인 환경조절적 기능을 평가한 결과, 앞산, 비슬산, 팔공산 등의 산림녹지의 정상부 및 주변지역에서 66점 이상으로 높은 점수가 나타났으며, 신갈나무 및 굴참나무 등의 활엽수 비율이 높은 대덕산과 환성산 지역에서도 환경조절적 기능 높게 평가되었다. 반면, 와룡산 주변 지역 및 북구 칠곡지구 주변의 산림녹지는 40점 이하의 낮은 점수로 평가되었다.
- 이러한 체계적인 과정을 통한 지표의 선정은 향후 지표 관련 연구의 방법론적 측면에 활용할 수 있을 것이며, 선정된 지표의 경우 녹지관련 연구에 지속적으로 이용될 수 있을 것으로 판단된다. 다음으로 평가모형을 구축하기 위해 3차 설문을 통해 AHP 분석을 실시한 결과, 탄소흡수의 가중치가 0.235로 가장 높게 평가되었으며, 기온저감이 0.156으로 가장 낮게 분석되었다. 탄소흡수는 최근 다양한 연구에서 지구 온난화, 열섬현상 등을 해결하기 위한 대안으로 부각되고 있어 그 중요성이 높게 평가된 것으로 판단된다.
- 국내ᆞ외 문헌조사 및 브레인스토밍 과정을 거쳐 지표를 선정하였으며, 1차 설문을 통해 환경조절적 기능에 적합한 지표를 선정하였다. 또한, 2차 설문의 결과를 이용하여 MCB 분석을 수행한 결과, 8개 지표 중 기온저감, 대기정화, 바람생성, 물순환성, 탄소저감 등의 5개 항목이 최적의 지표로 선정되었다. 이러한 체계적인 과정을 통한 지표의 선정은 향후 지표 관련 연구의 방법론적 측면에 활용할 수 있을 것이며, 선정된 지표의 경우 녹지관련 연구에 지속적으로 이용될 수 있을 것으로 판단된다.
- 분석한 결과를 살펴보면, 앞산, 비슬산, 응해산, 환성산과 같은 대규모 산림의 계곡 기저부를 따라 50점 이상의 점수가 나타나 찬바람의 생성가능성이 높은 것으로 분석되었다. 또한, 대규모 산림의 계곡 인근 지역에서도 높은 점수로 평가되어 전체적으로 계곡을 따라 찬바람의 생성가능성이 높은 것으로 나타났다. 이와 같이 찬바람의 생성가능성이 높은 지역들은 기후생태학적으로 중요한 지역이며, 도시지역의 열환경 저감에 효율적인 역할을 수행할 수 있는 지역이기 때문에 택지개발, 도로건설 등과 같은 개발압력에 대한 적절한 보전과 장기적인 관리가 필요할 것으로 판단된다(송봉근과 박경훈, 2010).
- 산림녹지의 종합적인 환경조절적 기능평가 결과를 살펴보면, 앞산, 비슬산, 팔공산 등의 산림녹지의 정상부 및 주변지역에서 66점 이상으로 높은 점수가 나타났다(그림 5). 또한, 신갈나무, 굴참나무 등 활엽수의 비율이 높은 대덕산과, 환성산의 일부지역에서도 환경조절적 기능이 우수한 것으로 분석되었다. 따라서 이 지역들은 도로, 철도 등의 선형개발사업에 의해 산림녹지가 단절되는 것을 방지하고, 현재의 높은 기능성을 유지하기 위한 지속적인 관리방안을 강구해야 할 것으로 판단된다.
- 특히, 비슬산을 중심으로 약 2℃ 정도의 온도저감효과가 나타났으며, 이는 주변 500m 범위 내 기온의 약 10% 정도를 저감시킨 결과이다. 또한, 팔공산 및 환성산의 정상부 일대의 경우에도 저감효과가 큰 것으로 분석되었다.
- 한편, 물순환성 기능의 경우 산림내부가 크고, 작은 계곡 및 소규모의 습지 및 저류지를 따라 높은 기능성을 가지는 것으로 나타났으며, 특히 비슬산 및 가창댐 주변의 계곡이 높은 물순환성을 가진 지역으로 평가되었다. 마지막으로 탄소흡수 기능은 팔공산 및 청룡산의 산림녹지를 중심으로 250kg/yr 이상의 높은 탄소흡수량을 가지는 것으로 나타났다. 반면, 침엽수림의 비율이 높고, Ⅱ영급 이하의 산림녹지가 분포하고 있는 금계산 및 대니산 등의 지역에서는 탄소의 흡수능이 낮은 것으로 평가되었다.
- 이는이 지역의 산림이 대부분 잎이 넓은 활엽수림 또는 혼효림으로 구성되어 있으며, Ⅳ영급 이상의 산림이 분포하고 있기 때문이다. 바람생성 기능의 경우 앞산, 비슬산, 응해산 등과 같이 대규모 산림의 계곡 기저부를 따라 찬바람 생성가능성이 높은 것으로 분석되었다. 뿐만 아니라, 산림의 계곡 주변지역에서도 바람의 생성가능성이 높게 나타나 계곡이 찬바람 생성의 중요지역임을 확인할 수 있었다.
- 특히, 탄소흡수는 녹지의 이산화탄소(CO2) 저감 기능을 나타내는 것으로 많은 선행연구에서 녹지의 이산화탄소 흡수 및 저장기능에 대한 환경적 효과를 연구한 바 있다(Milne and Brown, 1997; 조 현길, 1999; 안태원, 2010). 반면, 녹피율 및 투수성은 각각 3.56점 및 3.87점으로 낮은 중요도를 보였으며, 대기순환 역시 4.16점으로 상대적으로 낮게 평가되었다. 이상의 MCB 분석과정을 통해 총 8개 지표 중 5개 지표가 산림녹지의 환경조절적 기능 평가를 위한 최적의 지표로 선정되었다.
- 반면, 달성군의 금계산 및 대니산, 북구의 함지산, 동구의 환성산 일대의 산림녹지는 대부분 침엽수림의 비율이 높으며, Ⅱ영급 이하의 산림이 분포하고 있어 탄소의 흡수능이 낮은 것으로 나타났다. 이 지역에 탄소의 흡수능을 높이기 위해서는 적절한 수종의 갱신, 산지전용금지, 벌채지 조림, 병충해 방지 및 산불관리체계 강화 등과 같은 다양한 노력이 필요할 것으로 판단된다(배민기 등, 2009).
- 반면, 대덕산 북쪽과 와룡산 일대의 산림녹지는 온도저감 효과가 크지 않은 것으로 나타났고, 일부지역에서는 주변지역의 온도보다 약 2℃ 이상 높게 분석되었다. 이는 도시지역의 높은 열을 감소시키지 못하고 오히려 도시지역으로부터 열을 흡수하여 산림녹지 내부의 낮은 온도를 증가시키는 역할을 하고 있기 때문이다.
- 이는 이 지역의 산림은 대부분 활엽수림 또는 혼효림으로 구성되어 있으며, 영급의 경우에도 Ⅳ영급 이상으로 나타났기 때문이다. 반면, 북구의 함지산 및 동구의 환성산, 달성군의 금계산 일대의 경우에는 대기오염물질의 흡수능이 낮은 것으로 나타났다. 이 지역들의 산림은 대부분 소나무림으로 구성되어 있어 침엽수림의 비율이 높으며, 영급의 경우에도 Ⅱ영급 이상으로 짧은 수령을 가지고 있기 때문으로 판단된다(조용현과 조현길, 2002).
- 특히, 표고가 높고, 계곡이 깊은 응해산 및 비슬산, 가창댐 주변의 계곡 등을 중심으로 높게 나타나 물의 집적 정도가 많은 것으로 분석되었다. 반면, 산의 지형적 변화가 적고, 계곡이 깊지 않은 청룡산의 남쪽지역과 환성산의 서쪽지역에서는 전체적으로 TWI가 낮게 평가되었다.
- 이와 같이 찬바람의 생성가능성이 높은 지역들은 기후생태학적으로 중요한 지역이며, 도시지역의 열환경 저감에 효율적인 역할을 수행할 수 있는 지역이기 때문에 택지개발, 도로건설 등과 같은 개발압력에 대한 적절한 보전과 장기적인 관리가 필요할 것으로 판단된다(송봉근과 박경훈, 2010). 반면, 와룡산 및 대덕산의 북쪽 지역 소규모 산림녹지는 찬바람 생성가능성이 20점 이하로 낮게 평가되었으며, 달성군의 마천산 일대에서도 찬바람 생성가능성이 낮은 것으로 분석되었다.
- 산림녹지의 탄소흡수 기능은 대기정화 효과와 같이 서울특별시의 원단위를 이용하였다. 분석 결과를 살펴보면, 팔공산 및 청룡산의 산림녹지를 중심으로 250kg/yr 이상의 높은 탄소 흡수량을 가지는 것으로 나타났다(그림 4(g)). 이는 이 지역이 대부분 활엽수림이거나 혼효림이며, Ⅳ영급 이상의 산림이 분포하고 있기 때문이다.
- 5개 평가지표에 대한 가중치 및 평가모형을 구축하기 위해 3차 전문가 설문조사를 이용하여 AHP 분석을 수행하였다. 분석결과, 평균 비일관성 비율은 0.060으로 낮게 나타났으며, 탄소 흡수 지표의 가중치가 0.235로 5개 지표 중 가장 높게 평가되었다. 이는 산림녹지가 탄소흡수를 위한 핵심적인 역할을 하고 있으며, 최근의 다양한 환경문제 해결을 위한 대안으로 판단되고 있기 때문으로 판단된다(안태원, 2010).
- 분석한 결과를 살펴보면, 앞산, 비슬산, 응해산, 환성산과 같은 대규모 산림의 계곡 기저부를 따라 50점 이상의 점수가 나타나 찬바람의 생성가능성이 높은 것으로 분석되었다. 또한, 대규모 산림의 계곡 인근 지역에서도 높은 점수로 평가되어 전체적으로 계곡을 따라 찬바람의 생성가능성이 높은 것으로 나타났다.
- 바람생성 기능의 경우 앞산, 비슬산, 응해산 등과 같이 대규모 산림의 계곡 기저부를 따라 찬바람 생성가능성이 높은 것으로 분석되었다. 뿐만 아니라, 산림의 계곡 주변지역에서도 바람의 생성가능성이 높게 나타나 계곡이 찬바람 생성의 중요지역임을 확인할 수 있었다. 한편, 물순환성 기능의 경우 산림내부가 크고, 작은 계곡 및 소규모의 습지 및 저류지를 따라 높은 기능성을 가지는 것으로 나타났으며, 특히 비슬산 및 가창댐 주변의 계곡이 높은 물순환성을 가진 지역으로 평가되었다.
- 산림녹지의 물순환성은 지형습윤지수(Topographic Wetness Index: TWI)와 표면유출량을 통해 물이 토양으로 집적 및 흡수되는 정도를 평가하였다. 산림녹지를 대상으로 TWI를 산정한 결과, 산림 내부의 크고, 작은 계곡 및 소규모의 습지 및 저류지를 따라 TWI가 20 이상의 높은 지수가 산정되었다(그림 4(e)). 특히, 표고가 높고, 계곡이 깊은 응해산 및 비슬산, 가창댐 주변의 계곡 등을 중심으로 높게 나타나 물의 집적 정도가 많은 것으로 분석되었다.
- 산림녹지의 종합적인 환경조절적 기능평가 결과를 살펴보면, 앞산, 비슬산, 팔공산 등의 산림녹지의 정상부 및 주변지역에서 66점 이상으로 높은 점수가 나타났다(그림 5). 또한, 신갈나무, 굴참나무 등 활엽수의 비율이 높은 대덕산과, 환성산의 일부지역에서도 환경조절적 기능이 우수한 것으로 분석되었다.
- 2차 전문가 설문조사를 통해 8개 지표에 대한 중요도 평가를 수행하였으며, 그 결과를 이용하여 표 1과 같이 MCB 분석을 수행하였다. 산림녹지의 환경조절적 기능에 대한 평균중요도를 살펴보면, 탄소흡수가 4.58점으로 가장 높은 중요도를 가지는 것으로 평가되었으며, 다음으로 바람생성, 기온 저감 등의 순으로 나타났다. 특히, 탄소흡수는 녹지의 이산화탄소(CO2) 저감 기능을 나타내는 것으로 많은 선행연구에서 녹지의 이산화탄소 흡수 및 저장기능에 대한 환경적 효과를 연구한 바 있다(Milne and Brown, 1997; 조 현길, 1999; 안태원, 2010).
- 16점으로 상대적으로 낮게 평가되었다. 이상의 MCB 분석과정을 통해 총 8개 지표 중 5개 지표가 산림녹지의 환경조절적 기능 평가를 위한 최적의 지표로 선정되었다.
- 지표별 평가결과를 살펴보면, 기온저감 기능의 경우 산림녹지의 내부지역과 외부와 인접한 지역에서의 차이가 큰 것으로 나타났다. 특히, 비슬산을 중심으로 큰 녹지가 분포하는 지역에서는 약 2℃ 정도의 온도저감효과가 있는 것으로 분석되어 기온저감의 효과는 녹지면적이 클수록 효과가 높음을 확인할 수 있었다.
- 방사보정 후의 산출된 지표온도와 자동기상관측장비에 의해 측정된 관측기온의 회귀식을 토대로 그림 3(b)와 같은 보정된 기온분포도를 구축하였다. 총 45개의 AWS 지점의 실측온도를 이용하였으며, 도출된 회귀 식은 식 2와 같고, 설명력은 유의수준 1% 이내에서 0.504로 나타났다.
- 지표별 평가결과를 살펴보면, 기온저감 기능의 경우 산림녹지의 내부지역과 외부와 인접한 지역에서의 차이가 큰 것으로 나타났다. 특히, 비슬산을 중심으로 큰 녹지가 분포하는 지역에서는 약 2℃ 정도의 온도저감효과가 있는 것으로 분석되어 기온저감의 효과는 녹지면적이 클수록 효과가 높음을 확인할 수 있었다. 대기정화 기능의 경우 SO2와 NO2의 흡수량이 유사한 패턴을 보였는데, 팔공산 및 청룡산 일대를 중심으로 흡수능이 각각 140g/yr, 370g/yr로 높게 분석되었다.
- 산림녹지를 대상으로 TWI를 산정한 결과, 산림 내부의 크고, 작은 계곡 및 소규모의 습지 및 저류지를 따라 TWI가 20 이상의 높은 지수가 산정되었다(그림 4(e)). 특히, 표고가 높고, 계곡이 깊은 응해산 및 비슬산, 가창댐 주변의 계곡 등을 중심으로 높게 나타나 물의 집적 정도가 많은 것으로 분석되었다. 반면, 산의 지형적 변화가 적고, 계곡이 깊지 않은 청룡산의 남쪽지역과 환성산의 서쪽지역에서는 전체적으로 TWI가 낮게 평가되었다.
- 이외에도 앞산에서 청룡산, 비슬산으로 이어지는 산림녹지를 따라 유출량이 낮게 나타나 산림 내 토양으로의 흡수율이 높은 것으로 분석되었다. 한편, 마천산 및 팔공산 일대를 중심으로 강우의 표면유출이 타 녹지에 비해 상대적으로 높은 것으로 나타났으나, 실제로 유출량의 값은 3~5㎜ 정도로 분석되어 크게 높지는 않은 것으로 평가되었다. 이는 산림의 경우 기본적으로 물의 흡수 및 저장 능력이 우수하기 때문이며, 시설지 및 건축물과 같은 불투수면이 존재할 경우에만 유출량이 다소 높게 분석되었다.
- 뿐만 아니라, 산림의 계곡 주변지역에서도 바람의 생성가능성이 높게 나타나 계곡이 찬바람 생성의 중요지역임을 확인할 수 있었다. 한편, 물순환성 기능의 경우 산림내부가 크고, 작은 계곡 및 소규모의 습지 및 저류지를 따라 높은 기능성을 가지는 것으로 나타났으며, 특히 비슬산 및 가창댐 주변의 계곡이 높은 물순환성을 가진 지역으로 평가되었다. 마지막으로 탄소흡수 기능은 팔공산 및 청룡산의 산림녹지를 중심으로 250kg/yr 이상의 높은 탄소흡수량을 가지는 것으로 나타났다.
후속연구
- 이 지역들은 도시지역과 인접하여 기온저감효과가 크지 않으며, 도시개발에 의해 산림 내 계곡 등과 같은 지역이 훼손 또는 단절되어 있어 바람생성기능이 낮은 것으로 분석되어 환경조절적 기능이 낮게 평가된 것으로 판단된다. 그러나 이 산림녹지들은 대부분 도시지역과 인접하고 있어 도시환경에 직접적인 영향을 미칠 수 있음으로 환경조절적 기능의 개선이 필요할 것으로 사료된다. 특히, 와룡산의 경우 달서구 및 서구 지역과 직접적으로 연결되어 있어 도시환경에 중요한 영향을 미칠 수 있는 지역이므로, 훼손된 산림 및 고사목에 대한 복원작업이 필요할 것이며, 타 용도로의 전용을 도시계획적인 측면에서 제한해야 할 것이다(배민기 등, 2009).
- 이지역들은 도시와 인접해 있는 지역으로 도시개발에 의해 외곽부분이 심각하게 훼손되어 있거나, 도로 등에 의해 산림녹지가 단절되어 있어 기능성이 낮게 나타난 것으로 판단된다. 따라서 기능성이 낮게 평가된 지역의 경우 훼손된 산림에 대한 복원작업이 필요할 것이며, 추가적인 개발사업에 의한 무분별한 산림의 훼손을 미연에 방지해야 할 것으로 사료된다. 한편, 본 연구는 산림녹지의 다양한 기능 중 환경조절적 기능에만 초점을 두고 평가하였으며, 대기정화 및 탄소저감 기능 평가에서 원단위의 한계로 인해 세부 군락별 흡수량을 평가하지 못하였다.
- 또한, 신갈나무, 굴참나무 등 활엽수의 비율이 높은 대덕산과, 환성산의 일부지역에서도 환경조절적 기능이 우수한 것으로 분석되었다. 따라서 이 지역들은 도로, 철도 등의 선형개발사업에 의해 산림녹지가 단절되는 것을 방지하고, 현재의 높은 기능성을 유지하기 위한 지속적인 관리방안을 강구해야 할 것으로 판단된다.
- 또한, 종합적인 평가 점수를 산정함에 있어, 표준화 기법을 활용한 상대적인 평가가 이루어졌기 때문에 절대적인 기준에서의 평가가 어렵다는 한계를 가지고 있다. 따라서 향후에는 산림녹지의 다양한 기능에 대한 정량적인 평가가 이루어져야 할 것이며, 지표별 달성수준을 설정하여 절대적인 평가가 가능하도록 해야 할 것으로 판단된다.
- 또한, 2차 설문의 결과를 이용하여 MCB 분석을 수행한 결과, 8개 지표 중 기온저감, 대기정화, 바람생성, 물순환성, 탄소저감 등의 5개 항목이 최적의 지표로 선정되었다. 이러한 체계적인 과정을 통한 지표의 선정은 향후 지표 관련 연구의 방법론적 측면에 활용할 수 있을 것이며, 선정된 지표의 경우 녹지관련 연구에 지속적으로 이용될 수 있을 것으로 판단된다. 다음으로 평가모형을 구축하기 위해 3차 설문을 통해 AHP 분석을 실시한 결과, 탄소흡수의 가중치가 0.
- 따라서 기능성이 낮게 평가된 지역의 경우 훼손된 산림에 대한 복원작업이 필요할 것이며, 추가적인 개발사업에 의한 무분별한 산림의 훼손을 미연에 방지해야 할 것으로 사료된다. 한편, 본 연구는 산림녹지의 다양한 기능 중 환경조절적 기능에만 초점을 두고 평가하였으며, 대기정화 및 탄소저감 기능 평가에서 원단위의 한계로 인해 세부 군락별 흡수량을 평가하지 못하였다. 또한, 종합적인 평가 점수를 산정함에 있어, 표준화 기법을 활용한 상대적인 평가가 이루어졌기 때문에 절대적인 기준에서의 평가가 어렵다는 한계를 가지고 있다.
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