본 연구의 목적은 북한의 산림유실과 그로 인한 탄소배출 현황을 파악하고 잠정적인 REDD 사업대상지를 선정하는 데에 있다. REDD(Reducing Emissions from Deforestation and forest Degradation)는 개발도상국과 저개발국가의 탄소저감을 목표로 설계된 국제환경정책의 일환으로, 산림유실 방지를 통한 탄소배출권 생성 및 거래에 그 골자를 두고 있다. 북한은 산림유실이 심각한 저개발국가 중 하나이지만, 이를 대상으로 한 REDD 연구는 제한적이다. 본 연구에서는 먼저, 기존 문헌을 바탕으로 위성영상자료를 이용하여 북한 산림유실 현황을 탄소배출측면에서 수치화하였다. 그 결과 2005년에서 2009년 사이에 적게는 82.6 $MtCO_2e$, 많게는 149.3 $MtCO_2e$가 배출된 것으로 추정되었다. 다음으로, Local Moran's I를 적용해서 사업대상지를 선정한 결과, 함경남도 덕성군, 신흥군, 영광군과 평안남도 대흥군이 적합한 것으로 나타났으며, 차후 북한에서 REDD 사업 시 이들 지역을 중심으로 이행한다면 범지구적 기후변화 완화에 이바지할 수 있을 것이다.
본 연구의 목적은 북한의 산림유실과 그로 인한 탄소배출 현황을 파악하고 잠정적인 REDD 사업대상지를 선정하는 데에 있다. REDD(Reducing Emissions from Deforestation and forest Degradation)는 개발도상국과 저개발국가의 탄소저감을 목표로 설계된 국제환경정책의 일환으로, 산림유실 방지를 통한 탄소배출권 생성 및 거래에 그 골자를 두고 있다. 북한은 산림유실이 심각한 저개발국가 중 하나이지만, 이를 대상으로 한 REDD 연구는 제한적이다. 본 연구에서는 먼저, 기존 문헌을 바탕으로 위성영상자료를 이용하여 북한 산림유실 현황을 탄소배출측면에서 수치화하였다. 그 결과 2005년에서 2009년 사이에 적게는 82.6 $MtCO_2e$, 많게는 149.3 $MtCO_2e$가 배출된 것으로 추정되었다. 다음으로, Local Moran's I를 적용해서 사업대상지를 선정한 결과, 함경남도 덕성군, 신흥군, 영광군과 평안남도 대흥군이 적합한 것으로 나타났으며, 차후 북한에서 REDD 사업 시 이들 지역을 중심으로 이행한다면 범지구적 기후변화 완화에 이바지할 수 있을 것이다.
The main purpose of the current research is to analyze DPR Korean carbon emissions due to forest loss and to identify potential project sites for REDD implementation. REDD (Reducing Emissions from Deforestation and forest Degradation) is a global environmental policy that is geared towards lowering ...
The main purpose of the current research is to analyze DPR Korean carbon emissions due to forest loss and to identify potential project sites for REDD implementation. REDD (Reducing Emissions from Deforestation and forest Degradation) is a global environmental policy that is geared towards lowering carbon emissions in developing and least developed countries through saving forests that are vulnerable to future deforestation. DPR Korea is known for its underdevelopment as well as its serious environmental degradation, but limited research exists regarding these issues. The research employs remotely sensed global data and forest carbon stock information from the existing literature to quantify carbon emissions in DPR Korea. It turns out that the country may have had emitted about 82.6 to 149.3 $MtCO_2e$ due to forest loss between 2005 and 2009. A few administrative districts are delineated as prospective REDD sites, of which the outcomes of Local Moran's I represent high rates of deforestation. In brief, it appears there is a great possibility to lower carbon emissions in DPR Korea via REDD implementation.
The main purpose of the current research is to analyze DPR Korean carbon emissions due to forest loss and to identify potential project sites for REDD implementation. REDD (Reducing Emissions from Deforestation and forest Degradation) is a global environmental policy that is geared towards lowering carbon emissions in developing and least developed countries through saving forests that are vulnerable to future deforestation. DPR Korea is known for its underdevelopment as well as its serious environmental degradation, but limited research exists regarding these issues. The research employs remotely sensed global data and forest carbon stock information from the existing literature to quantify carbon emissions in DPR Korea. It turns out that the country may have had emitted about 82.6 to 149.3 $MtCO_2e$ due to forest loss between 2005 and 2009. A few administrative districts are delineated as prospective REDD sites, of which the outcomes of Local Moran's I represent high rates of deforestation. In brief, it appears there is a great possibility to lower carbon emissions in DPR Korea via REDD implementation.
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문제 정의
북한을 대상으로 REDD 사업을 설계할 때, 북한전 지역을 대상으로 하는 것보다 특정 몇 지역만 선택해서 이행하는 것이 여러 가지 면에서 효과적일 것이다. 따라서 본 연구에서는 앞서 사용한 중간 공간해상도 위성영상과 공간 클러스터링 기법을 활용해서 북한의 어느 지역이 잠재적인 REDD 사업대상지로 적합한지를 가늠하고자 한다. 단순히 산림전용율이 높다고 해서 해당 지역이 REDD 사업을 이행하는데 있어서 적합하다고 보기는 힘들다.
요약하면, REDD는 그림 1처럼 사업 초기 시점에서 설정한 기준선과 사업 중·후기 시점에서 MRV를 통해 실측한 탄소배출량의 차이가 유의할 경우에만 성립되는 탄소상쇄사업인 것이다. 본 연구에서는 중간 공간해상도에 근거한 기준선 설정에 초점을 두었으며 차후 북한지역에서 REDD의 실현 가능성을 탐색한다.
본 연구의 목표는 물리적인 접근이 어려운 북한을 대상으로 위성영상자료에 의존하여 북한의 산림유실 현황을 분석하고 잠재적인 REDD 사업대상지를 탐지하는 것이다. 한편, 국제적 REDD 사업인증기관인 VCS(Verified Carbon Standard)에서 제공하는 지침을 일부 적용함으로써 본 논문에서 사용하는 전반적인 분석체계가 차후 북한 REDD 사업을 계획하는데 기초자료로써 이용될 수 있도록 연구를 설계하였다.
가설 설정
두번째는 배출계수(emission factor)인데, 이는 단위 인간활동 당 온실가스 배출량을 일컫는다. REDD에서는 대부분의 경우 산림탄소 저장고의 탄소축적량을 측정해서 배출계수를 산출하며 축적된 탄소가 이산화탄소의 형태로 대기 중에 배출될 것을 가정한다. 이는 온실가스 중 이산화탄소가 단위 무게당 가장 작은 온실효과를 나타내는 한편, 절대적인 규모면에서는 가장 크기 때문이다.
온실가스는 그 종류가 다양하고 각각 기후변화에 기여하는 정도(Global Warming Potential, GWP)가 다른 만큼 온실가스 배출효과를 표준화할 필요가 있다(김오석, 2013). 본 연구에서는 북한 산림에 저장되어 있는 탄소가 모두 이산화탄소의 형태로 배출될 것이라는 가정에 기반을 두어 최종적인 온실 가스 배출량을 산출한다.
제안 방법
이때, 북한의 행정구역 경계가 있는 폴리곤이 보조 자료로써 필요하다. ArcGIS에 있는 Zonal Statistics을 사용하여 각 행정구역별 산림면적과 산림유실면적을 계산하였다.
VCF와 Globcover 자료를 다중교차분석법을 통해 시기별로 비교해서 산림면적의 변화를 탐지하였으며, 울폐도(canopy-cover)를 달리하여 생성된 수치의 민감도 또한 가늠해보았다. 울폐도는 수고 등과 마찬가지로 산림을 정의하는 요소 중 하나이며, FAO의 경우는 울폐도를 10%로 해서 현재 산림을 정의하고 있다.
이를 위해 먼저 산림유실에 대한 별다른 정책적 조치가 취해지지 않았을 경우에 유실될 미래 산림면적을 추정하고 이에 기반하여 온실가스 배출량을 계산하여 정량화하였다. 각기 다른 위성에서 획득한 중간 공간해상도 위성영상자료를 활용해서 산림유실 면적을 산출하였으며, 다양한 임상의 정의에 대한 민감도 분석 또한 수행하였다. 또한, 공간통계기법을 적용하여 절대적인 산림면적과 산림유실 경향을 분석하여 잠재적인 REDD 사업대상지를 탐지하였다.
각기 다른 위성에서 획득한 중간 공간해상도 위성영상자료를 활용해서 산림유실 면적을 산출하였으며, 다양한 임상의 정의에 대한 민감도 분석 또한 수행하였다. 또한, 공간통계기법을 적용하여 절대적인 산림면적과 산림유실 경향을 분석하여 잠재적인 REDD 사업대상지를 탐지하였다.
본 논문에서는 공간 클러스터링 기법 중 하나인 Local Moran’s I를 사용하여 VCS REDD 지침의 미흡한 부분을 보강하였다.
본 연구에서는 Local Moran’s I라는 공간통계량을 적용하여 잠재적 REDD 사업대상지를 생성하며, 이에 근간이 되는 통계량인 Global Moran’s I를 수식으로 표현하면 다음과 같다.
, 2013). 본 연구에서는 국내 환경부나 국립산림과학원 자료보다는 REDD 지침에 보다 부합되는 자료가 본 연구에서 더 유용하다고 판단하여, 국제적으로 공신력이 있는 중간 공간해상도 위성영상 자료를 활용하여 북한지역의 산림유실 현황을 분석하였다. 연속형 자료로 되어 있는 (Vegetation Continuous Field, VCF) 자료는 미국 매릴랜드 주립대학에서 제공하는 데이타 서버를 통해 획득했고, 유럽우주항공국(European Space Agency, ESA)에서 개발한 범주형 자료인 Globcover는 유럽 데이타 서버에서 획득하였다.
요약하면, 본 연구에서는 Local Moran’s I를 적용하여 어느 특정 지역에서 산림면적이 집중되어 있는지, 또 산림유실이 두드러지는 지를 탐지한다.
이 통계량을 Anselin(1995)이 고안한 Local Indicator of Spatial Association(LISA)에 접목시켰을 때, Local Moran’s I로 변하며, 이를 적용하면 네 종류의 공간 클러스터를 도출할 수 있는데 본 연구에서는 High-High(HH) 클러스터의 결과만 고려한다.
이를 위해 단순 외삽기법을 사용해서 미래의 ‘현 상태 유지’ 탄소배출량을 산출하였다.
한편, 국제적 REDD 사업인증기관인 VCS(Verified Carbon Standard)에서 제공하는 지침을 일부 적용함으로써 본 논문에서 사용하는 전반적인 분석체계가 차후 북한 REDD 사업을 계획하는데 기초자료로써 이용될 수 있도록 연구를 설계하였다. 이를 위해 먼저 산림유실에 대한 별다른 정책적 조치가 취해지지 않았을 경우에 유실될 미래 산림면적을 추정하고 이에 기반하여 온실가스 배출량을 계산하여 정량화하였다. 각기 다른 위성에서 획득한 중간 공간해상도 위성영상자료를 활용해서 산림유실 면적을 산출하였으며, 다양한 임상의 정의에 대한 민감도 분석 또한 수행하였다.
본 연구의 목표는 물리적인 접근이 어려운 북한을 대상으로 위성영상자료에 의존하여 북한의 산림유실 현황을 분석하고 잠재적인 REDD 사업대상지를 탐지하는 것이다. 한편, 국제적 REDD 사업인증기관인 VCS(Verified Carbon Standard)에서 제공하는 지침을 일부 적용함으로써 본 논문에서 사용하는 전반적인 분석체계가 차후 북한 REDD 사업을 계획하는데 기초자료로써 이용될 수 있도록 연구를 설계하였다. 이를 위해 먼저 산림유실에 대한 별다른 정책적 조치가 취해지지 않았을 경우에 유실될 미래 산림면적을 추정하고 이에 기반하여 온실가스 배출량을 계산하여 정량화하였다.
대상 데이터
이 외에도 화석연료 기반 이동수단의 이동거리 또한 활동자료로 분류한다(VCS, 2012). 본 연구에서는 산림면적 변화만을 활동자료로써 사용하였다. 두번째는 배출계수(emission factor)인데, 이는 단위 인간활동 당 온실가스 배출량을 일컫는다.
따라서, Local Moran’s I를 통해 산림유실이 강하게 두드러지는 지역과 절대적인 산림면적이 많은 지역을 동시에 고려해야만 보다 정확한 REDD 사업대상지를 선정할 수 있을 것이다. 본 연구에서는 이 두 가지 조건을 고려해서 북한 지역의 잠재적인 REDD 사업대상지를 선정하였다.
본 연구에서는 국내 환경부나 국립산림과학원 자료보다는 REDD 지침에 보다 부합되는 자료가 본 연구에서 더 유용하다고 판단하여, 국제적으로 공신력이 있는 중간 공간해상도 위성영상 자료를 활용하여 북한지역의 산림유실 현황을 분석하였다. 연속형 자료로 되어 있는 (Vegetation Continuous Field, VCF) 자료는 미국 매릴랜드 주립대학에서 제공하는 데이타 서버를 통해 획득했고, 유럽우주항공국(European Space Agency, ESA)에서 개발한 범주형 자료인 Globcover는 유럽 데이타 서버에서 획득하였다. VCF 는 연 단위로 구축된 위성영상 자료에 지상에서 측정한 결과를 융합하여 생성한 산림자료이며, Globcover 는 월 단위로 획득한 위성영상을 분류하여 연 단위로 구축한 자료이다(표 1).
이론/모형
이는 온실가스 중 이산화탄소가 단위 무게당 가장 작은 온실효과를 나타내는 한편, 절대적인 규모면에서는 가장 크기 때문이다. 본 논문에서는 기존 선행연구에서 추정한 배출계수를 활용하였다(조장환 외, 2011).
첫 번째는 축적량 변화 방법(Stock-Difference/Change Method)으로 최소 두 개 이상의 다중시점에 걸친 탄소저장량의 시계열적 차이를 측정하는 방법이다. 일반적으로 높은 정확도가 요구될 때 사용하는 방법이므로 REDD 사업설계시 자주 이용되며, 본 연구에서도 이 방법을 적용했다. 두 번째는 획득-손실 방법(Gain-Loss Method)인데, 이는 정확도 검증이 어려워 REDD 사업에 적용되는 사례가 드물며, 일반적으로는 인벤토리 시스템이 구축되지 않은 국가들이 국가차원의 온실가스 배출을 측정 및 추정하는 데 사용된다(IPCC, 2006).
성능/효과
VCF 는 연 단위로 구축된 위성영상 자료에 지상에서 측정한 결과를 융합하여 생성한 산림자료이며, Globcover 는 월 단위로 획득한 위성영상을 분류하여 연 단위로 구축한 자료이다(표 1). 두 자료는 비슷한 공간해상도를 지니지만, 시계열 해상도면에서는 VCF가 Globcover보다 월등히 높다.
울폐도를 15%로 설정했을 때, 2000년도 기준 8백만 ha가 다소 넘는 산림면적이 확인되었으며, 이는 약 10년 후 대략 49만 ha에 달하는 산림이 유실되었다는 것을 의미한다. 마지막으로 울폐도를 30%로 설정 했을 때, 같은 시기 동안 약 35만 ha의 산림이 유실되었음을 확인할 수 있다(표 2, 그림 3). 요약하면, VCF에 근거한 분석 결과는 울폐도를 15%로 설정하였을 때, 산림의 유실이 가장 크게 나타남을 보여준다.
북한 전 지역에 걸쳐 상당한 양의 탄소배출이 산림 유실로 인해 발생할 것으로 예상되는 가운데, 특정 몇 개의 지역은 그 중에서도 배출 정도가 상대적으로 심각함을 본 연구결과에서 확인할 수 있었다. 다만, REDD 사업계획에 필수불가결한 요소인 기준선을 설정하는 과정은 그 절차가 복잡하고 요구하는 자료의 수준이 높은 만큼 본 연구에서 산출한 수치를 바로 실제 사업설계에 포함하기에는 제약이 있다.
마지막으로 울폐도를 30%로 설정 했을 때, 같은 시기 동안 약 35만 ha의 산림이 유실되었음을 확인할 수 있다(표 2, 그림 3). 요약하면, VCF에 근거한 분석 결과는 울폐도를 15%로 설정하였을 때, 산림의 유실이 가장 크게 나타남을 보여준다.
우선 VCF를 사용하여 분석한 결과를 살펴보면 다음과 같다. 울폐도를 10%로 설정해서 산림을 정의하면 2000년도 기준 약 9백만 ha의 산림면적이 존재했었음을 확인할 수 있다. 이는 2009년에 이르기까지 약 33만 ha에 달하는 산림이 유실되었다는 것을 의미 한다.
후속연구
다만, REDD 사업계획에 필수불가결한 요소인 기준선을 설정하는 과정은 그 절차가 복잡하고 요구하는 자료의 수준이 높은 만큼 본 연구에서 산출한 수치를 바로 실제 사업설계에 포함하기에는 제약이 있다. 그러나 본 연구의 연구결과는 차후 북한지역을 대상으로 정부나 대북협력단체가 REDD 사업을 설계할 때 우선적으로 검토할 수 있는 대상지로써 네개의 군을 고려할 수 있을 것이다.
따라서, Local Moran’s I를 통해 산림유실이 강하게 두드러지는 지역과 절대적인 산림면적이 많은 지역을 동시에 고려해야만 보다 정확한 REDD 사업대상지를 선정할 수 있을 것이다.
차후 연구에서는 중간 공간해상도 위성영상자료보다는 최소 Landsat급에 해당하는 공간해상도를 지닌 위성영상자료를 사용해서 북한의 토지이용 및 피복 현황을 파악한다면 더욱 정확한 결과를 도출할 수 있을 것이며, 이는 실제 REDD 사업이행시 즉각 활용할 수 있을 것이다. 또한, 도로나 인구 등과 같은 기타 정보를 동시에 고려해서 기준선을 설정하거나, 유실된 산림이 어떠한 목적으로 북한사회에 사용되는지에 대한 정보도 수집하면 보다 정확하게 온실가스 배출량을 측정할 수 있을 것으로 기대되며, 이는 더 나아가 효과적인 REDD 이행으로 이어질 것이다.
북한 REDD에 대한 연구는 일부 지리학자들이 원격탐사기법을 활용한 REDD 분석체계를 분석한 연구물(최진호·엄정섭, 2012)과 일부 임학자들이 북한 REDD 사업 이행에 대한 경제성을 분석한 연구물로 함축할 수 있다(조장환 외, 2011). 본 논문에서는 이 두 가지 연구물을 연결하는 방법론을 소개하는 내용이 주된 맥락을 이루며, 이는 보다 실질적이고 효과적인 북한 REDD 설계에 기여할 것이다.
차후 연구에서는 중간 공간해상도 위성영상자료보다는 최소 Landsat급에 해당하는 공간해상도를 지닌 위성영상자료를 사용해서 북한의 토지이용 및 피복 현황을 파악한다면 더욱 정확한 결과를 도출할 수 있을 것이며, 이는 실제 REDD 사업이행시 즉각 활용할 수 있을 것이다. 또한, 도로나 인구 등과 같은 기타 정보를 동시에 고려해서 기준선을 설정하거나, 유실된 산림이 어떠한 목적으로 북한사회에 사용되는지에 대한 정보도 수집하면 보다 정확하게 온실가스 배출량을 측정할 수 있을 것으로 기대되며, 이는 더 나아가 효과적인 REDD 이행으로 이어질 것이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
REDD를 대한민국 정부가 탄소배출권을 확보하는 데 있어 중요한 전략 중 하나로 보는 이유는 무엇인가?
REDD(Reducing Emissions from Deforestation and forest Degradation)는 비슷한 맥락에서 개발도상국과 저개발국가의 탄소저감을 목표로 설계된 국제환경정책이다. 이는 산림유실 방지를 통한 탄소배출권 생성 및 거래에 그 골자를 두고 있으므로(한기주·윤여창, 2009) 가까운 미래에 대한민국 정부가 탄소배출권을 확보하는 데 있어 중요한 전략 중 하나로 여겨진다. 따라서 인접분야에서는 현재 REDD에 대한 연구가 활발한 실정이며, 이 정책의 본질상 개발도상국이나 저개발국가에 위치적 기반을 두고 이행되어야 하는 환경정책이기 때문에 정부개발원조(ODA)와도 밀접한 관련이 있다(박미선·윤여창, 2012; 박태진 외, 2011; 배재수, 2012; 배재수·설 미현, 2012).
북한은 산림유실이 심각한 저개발국가임에도 국제적 관심을 받지 못한 이유는 무엇인가?
북한은 그 특유의 정치적 폐쇄성 때문에 세계적으로 산림유실이 심각한 저개발국가임에도 불구하고 별다른 국제적인 관심을 받지 못했다. 그러나 북한의 온실가스 배출이 범지구적인 기후변화에 영향을 미치지 않는 것은 아니기 때문에 이에 대한 대책 및 연구가 필요한 상황이다.
REDD란 무엇인가?
지속가능한 발전과 기후변화는 지리학에서 꾸준히 논의되어 왔으며(유근배, 2010; 최병두, 2010), 이와 관련해서 탄소저감 정책관련 연구도 등장하고 있다(김오석, 2013). REDD(Reducing Emissions from Deforestation and forest Degradation)는 비슷한 맥락에서 개발도상국과 저개발국가의 탄소저감을 목표로 설계된 국제환경정책이다. 이는 산림유실 방지를 통한 탄소배출권 생성 및 거래에 그 골자를 두고 있으므로(한기주·윤여창, 2009) 가까운 미래에 대한민국 정부가 탄소배출권을 확보하는 데 있어 중요한 전략 중 하나로 여겨진다.
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