[논문]InVEST 모델을 이용한 서식처 가치 평가 - 제주도를 중심으로 -

김태연; 송철호; 이우균; 김문일; 임철희; 전성우; 김준순

doi:10.13087/kosert.2015.18.5.1

InVEST 모델을 이용한 서식처 가치 평가 - 제주도를 중심으로 -
Habitat Quality Valuation Using InVEST Model in Jeju Island 원문보기

環境復元綠化 = Journal of the Korean Society of Environmental Restoration Technology, v.18 no.5, 2015년, pp.1 - 11

김태연 (고려대학교 환경생태공학과) , 송철호 (고려대학교 환경생태공학과) , 이우균 (고려대학교 환경생태공학과) , 김문일 (고려대학교 환경생태공학과) , 임철희 (고려대학교 환경생태공학과) , 전성우 (고려대학교 환경생태공학과) , 김준순 (강원대학교 산림경영학과)

Abstract ▼ AI-Helper

Jeju Island is managed intensively in terms of environmental and ecological aspect because of its extraordinary ecosystem types comprising numerous rare, protected flora and fauna. To depict rapid change of habitat status in Jeju Island, the InVEST Habitat Quality model has been operated and compared analytically with the Eco-Natural map. The Habitat Quality map of Jeju Island is turned out to have similar inclination with Eco-Natural map. We compared the average habitat quality value in each Eco-natural map class in Jeju Island and the habitat quality value of first second third grade and non-included area decreased as 0.95 0.76, 0.53 and 0.37 in eco natural map respectively. Compared to biodiversity map based on biological investigation, the result of the InVEST habitat quality model can be simply obtained by land cover map with threat and sensitivity data. Further studies are needed to make explicit coefficients for Jeju Island and Korean peninsula, then the Habitat Quality model could be applied to past and future scenarios to analyze extent of habitat degradation in time series to help decision makers.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

, 2014). 고찰에서는 모델을 우리나라에 적용하는데 존재하는 한계점을 제시하고 앞으로 우리나라에 본 모델이 적용되기 위하여 필요한 선행 연구 및 모델의 미래 적용 가능성 및 활용도를 파악하고자 한다.
본 연구에서는 해외에서 개발된 InVEST 서식처 가치평가 모델을 국내 제주도에 적용하여 한계 및 활용도를 알아보고자 하였다. 환경부 토지피복도를 기본 입력 자료로 하여 모델에서 필요로 하는 계수는 해외의 연구를 참고하여 입력 및 새로이 작성하였다.
산림과 초지의 경우 문헌에서 각각 하나의 토지피복으로만 나타내었지만 본 연구에서는 산림 지역을 여러 토지피복으로 나누었으므로 각 토지피복별 민감도를 재설정하였다. 산림의 경우 자연림 3-4영급의 민감도를 문헌에서의 산림 민감도 값으로 설정, 본 값을 기준으로 자연림보다는 인공림이, 그리고 구분 내에서는 임령이 낮을수록 생태계 탄력성이 낮기 때문에 위협요소에 대한 민감도가 크다고 가정하여 민감도를 지정하였다.
이때 사용된 생태·자연도는 전국의 자연환경조사 결과를 기초로 3년마다 작성되며, 식생, 멸종위기 야생동․식물, 습지, 지형 네 가지 항목을 기준으로 전국을 1, 2, 3등급 권역으로 지정하여, 토지이용 및 개발 계획의 수립이나 시행에 활용하는 것을 목적으로 하고 있다.

가설 설정

산림과 초지의 경우 문헌에서 각각 하나의 토지피복으로만 나타내었지만 본 연구에서는 산림 지역을 여러 토지피복으로 나누었으므로 각 토지피복별 민감도를 재설정하였다. 산림의 경우 자연림 3-4영급의 민감도를 문헌에서의 산림 민감도 값으로 설정, 본 값을 기준으로 자연림보다는 인공림이, 그리고 구분 내에서는 임령이 낮을수록 생태계 탄력성이 낮기 때문에 위협요소에 대한 민감도가 크다고 가정하여 민감도를 지정하였다. 초지는 방목지/목초지의 민감도를 문헌에서의 초지 민감도 값을 참고하여 지정하였으며, 같은 논리로 자연 초지는 민감도를 보다 낮게, 인공 초지는 보다 높게 지정하였다.

제안 방법

결과로 나온 서식처 가치평가 지도를 생태·자연도의 1, 2, 3등급 지역 및 그 외의 지역으로 구분하여 지역 네 지역의 서식처 가치 값의 평균을 비교하였다(Figure 4).
, 2004)의 토지피복 분류기준을 참고하고, 타 지역에 비해 과수원과 억새군락(Flame grass colony)이 많이 분포하는 제주도의 특성을 반영하여 토지피복코드를 재분류하였다(Figure 3). 관개가 필요한 논과 시설재배지는 집약적 농업지역(Intensive agriculture), 밭과 과수원은 조방적 농업지역(Low-input agriculture)으로 구분하였다. 산림은 크게 자연림(Natural forest)과 인공림(Forest plantation)으로 구분하였으며, 각 구분 내에서 영급별(1-2영급, 3-4영급, 5-6영급)로 구분하여 산림 지역을 총 6가지로 구분하였다.
구축된 입력 자료를 바탕으로 ArcMap 10.2를 이용하여 InVEST 서식처 가치 평가 모델을 구동하였다. 결과로 나온 서식처 가치평가 지도를 생태·자연도의 1, 2, 3등급 지역 및 그 외의 지역으로 구분하여 지역 네 지역의 서식처 가치 값의 평균을 비교하였다(Figure 4).
따라서 두 지도를 비교하기 위해 생태·자연도의 1, 2, 3등급 및 생태·자연도에 포함되지 않는 지역에서의 평균 서식처 가치평가 값을 구하여 비교하였다(Figure 6).
또한 Global Land Cover 2000 (Bartholome et al., 2004)의 토지피복 분류기준을 참고하고, 타 지역에 비해 과수원과 억새군락(Flame grass colony)이 많이 분포하는 제주도의 특성을 반영하여 토지피복코드를 재분류하였다(Figure 3). 관개가 필요한 논과 시설재배지는 집약적 농업지역(Intensive agriculture), 밭과 과수원은 조방적 농업지역(Low-input agriculture)으로 구분하였다.
서식처 가치평가 모델은 공간적으로 구성된 토지피복도를 기반으로 인간 활동에 의한 각 위협요소와, 각 인자들의 상호작용을 평가하여 상대적인 서식처의 가치를 평가하고 지도화한다. 모델은 기본적으로 다음 세 가지 인자를 통해 서식처 파괴 정도를 계산하고, 토지피복 별로 지정된 기본 서식처 가치에서 계산된 서식처 파괴 정도 값을 차감하여 최종 서식처 가치를 산출한다. 서식처 파괴 정도를 산정하는데 필요한 세 가지 인자는 첫째, 각 위협요인(Threat)의 상대적인 영향력과 최대 영향 거리, 둘째, 각 토지피복 인자의 위협요인에 대한 민감도(Sensitivity), 셋째, 서식처와 위협요인 사이의 거리이다.
본 연구에서는 생태계 서비스 분야에서 전 세계적으로 다양한 연구에 의해 구동된 InVEST 모델 중 인간 활동에 의한 서식처의 영향을 파악할 수 있는 InVEST 서식처 가치평가 모델(Habitat Quality Model)을 이용하여 제주도의 서식처 가치를 평가하고, 구동 결과를 우리나라 전역에 걸쳐 생물다양성 및 생태 인자를 조사하여 지도화 한 생태·자연도와 비교하였다(Guerry et al., 2012; Bagstad et al., 2013; Leh et al., 2013; Baral et al., 2014).
본 연구에서는 위 두 논문을 비교·대조하고, 또한 제주도의 특성을 고려하여 토지피복 분류에 따른 기본 서식처 가치 값으로 설정하였다(Table 3).
관개가 필요한 논과 시설재배지는 집약적 농업지역(Intensive agriculture), 밭과 과수원은 조방적 농업지역(Low-input agriculture)으로 구분하였다. 산림은 크게 자연림(Natural forest)과 인공림(Forest plantation)으로 구분하였으며, 각 구분 내에서 영급별(1-2영급, 3-4영급, 5-6영급)로 구분하여 산림 지역을 총 6가지로 구분하였다. 초지는 자연초지(Natural grassland), 억새군락, 인공초지(Man-made pastures), 방목지/목초지(Livestock grazing pastures)로 구분하였으며 수계 및 습지는 본 분석에서 제외하였다.
주거지역, 공업지역, 상업지역, 도로는 인간의 영향이 많이 미친 지역으로 서식처로써의 가치가 없다고 생각되어 기본 서식처 가치를 0으로 설정하였고, 농경지는 집약적 농업지역과 조방적 농업지역으로 나누어 각각 기본 서식처 가치를 지정하였다. 산림은 자연림과 인공림으로 나누어 임령별로 값을 차등 지정하였다.
환경부 EGIS(Environmental Geographic Information Service)에서 제공하는 중분류 토지피복도와 임상도의 임상, 영급자료를 이용하여 10m×10m 공간해상도의 토지피복도를 구축하고(Jeon et al., 2013), 산림 지역을 대상으로 서식처 가치평가를 수행하였다.

대상 데이터

주거지(Residential area)는 토지피복도 분류 기준 주거지역을 추출하였다. 도로는 토지피복도에서 하나의 교통지역으로 나타난 것을 전국표준노드링크자료(National Transport Information Center, 2015)를 참조하여 대로(Primary roads), 중로(Secondary roads), 소로(Light roads)로 구분하여 사용하였다.

성능/효과

InVEST 서식처 가치평가 모델을 구동하여 얻은 결과는 서식처 가치가 가장 낮은 지역을 나타내는 0값에서 가장 높은 지역의 1값을 가지는 지수로 나타났다. 0에서 1의 값에 색이 점진적으로 변하도록 설정하여 지도에 표현하였다(Figure 5).
지도를 통해 제주시와 서귀포시 등 도심지역 주변으로 서식처 가치가 집중적으로 낮게 나오는 것을 파악할 수 있었다. 또한 한라산 국립공원의 경계를 뚜렷하게 관찰 할 수 있었으며, 제주도 동북쪽에 위치하는 구좌읍 등 높은 서식처 가치를 가지는 부분을 구분하여 나타낼 수 있었다. 모델 구동 결과인 서식처 가치평가 지도는 입력 자료인 토지피복도와 각 토지피복의 기본 서식처지도와 비슷하지만 위협인자와의 경계 부분에서 점진적으로 서식처 가치가 감소하여 나타났다.
또한 한라산 국립공원의 경계를 뚜렷하게 관찰 할 수 있었으며, 제주도 동북쪽에 위치하는 구좌읍 등 높은 서식처 가치를 가지는 부분을 구분하여 나타낼 수 있었다. 모델 구동 결과인 서식처 가치평가 지도는 입력 자료인 토지피복도와 각 토지피복의 기본 서식처지도와 비슷하지만 위협인자와의 경계 부분에서 점진적으로 서식처 가치가 감소하여 나타났다.
비교를 통해 생태·자연도의 등급이 낮은 지역에서 더 낮은 평균 서식처 가치 값을 나타내며, 따라서 두 지도가 비슷한 경향을 가지는 사실을 알 수 있었다.
0에서 1의 값에 색이 점진적으로 변하도록 설정하여 지도에 표현하였다(Figure 5). 지도를 통해 제주시와 서귀포시 등 도심지역 주변으로 서식처 가치가 집중적으로 낮게 나오는 것을 파악할 수 있었다. 또한 한라산 국립공원의 경계를 뚜렷하게 관찰 할 수 있었으며, 제주도 동북쪽에 위치하는 구좌읍 등 높은 서식처 가치를 가지는 부분을 구분하여 나타낼 수 있었다.

후속연구

InVEST 서식처 가치평가 모델을 구동할 때 해외 문헌의 값을 참고하여 기본 서식처 가치 및 위협요인에 대한 민감도 자료를 작성하였기 때문에 결과 값이 제주도의 실제 서식처 가치를 직접적으로 반영하고 있지 않다는 것이 최대 한계점이라고 할 수 있다. 뿐만 아니라 제주도의 서식처를 파괴하는 주된 위협요인의 가중치 및 최대 영향 거리 또한 해외의 사례 중 제주도에서도 일반적으로 적용될 수 있는 위협요인을 적용하였으므로, 실제와는 차이가 있을 수 있다.
그럼에도 불구하고 손쉬운 구동 방법과 과거 및 미래 시나리오 적용 등의 장점을 가지므로(Sharp et al., 2014), 필요한 선행연구를 통해 우리나라 실정에 맞는 계수가 개발된다면 생물자원조사의 보완 및 개발·보전관련 의사결정 지원 등 모델의 활용성이 높을 것으로 생각된다.
생태·자연도는 생물조사 자료를 기반으로 하고 있으므로 제주도 및 우리나라 전체의 실제 생물 서식처를 일부 파악하는 자료로 볼 수 있어, 작성된 서식처 가치평가지도와의 비교를 통해 모델 구동 결과의 국내 적용 가능성을 평가하는 데 쓰일 수 있을 것으로 판단되었다.
하지만 생태·자연도가 동식물의 서식처 자료를 기반으로 만들어졌으며 전 국토를 대상으로 하기 때문에 두 지도가 비슷한 경향을 가지는 것을 확인함으로써 후속 연구를 통한 InVEST 서식처 가치 평가 모델의 국내 적용 가능성을 확인하였다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	InVEST 모델의 개발 목적은 무엇인가?	InVEST 모델은 의사결정자들의 정책 결정에 자연자산(Natural capital)과 생태계 서비스의 개념을 적용하는 것을 돕기 위한 목적으로 Natural Capital Project가 스탠포드 대학, Nature Conservancy와 World Wildlife Fund (WWF)와 공동으로 개발한 모델이다. InVEST 모델은 2008년 개발된 이후 지속적으로 보완되어 왔으며, 현재 최신 버전인 v.
	InVEST 모델의 세부 모형은 어떤 특징을 가지는가?	0에서는 서식처 가치평가모델을 포함한 19가지 생태계 서비스를 평가할 수 있는 세부 모델들로 구성되어 개별적인 구동도 가능하다. 각 모형은 공간적으로 작성된 토지피복도를 기반으로 모델에 따라 토양, 기후자료와 같은 생․물리적 환경 조건을 입력인자로 하여 구동되며, 일부 모델은 경제적 지표를 추가함으로써 분석하고자하는 지역의 생태계 서비스의 경제적 가치도 평가할 수 있다(Sharp et al., 2014).
	서식처 파괴 정도를 산정하는데 필요한 세 가지 인자는 무엇인가?	모델은 기본적으로 다음 세 가지 인자를 통해 서식처 파괴 정도를 계산하고, 토지피복 별로 지정된 기본 서식처 가치에서 계산된 서식처 파괴 정도 값을 차감하여 최종 서식처 가치를 산출한다. 서식처 파괴 정도를 산정하는데 필요한 세 가지 인자는 첫째, 각 위협요인(Threat)의 상대적인 영향력과 최대 영향 거리, 둘째, 각 토지피복 인자의 위협요인에 대한 민감도(Sensitivity), 셋째, 서식처와 위협요인 사이의 거리이다.

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표제어: PCR

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용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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