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문제 정의
- 본 연구에서는 시스템 관점으로 바라보는 시스템생태학적 접근법으로 우리나라 국토의 64%를 차지하고 있는 산림생태계의 유기적인 관계를 파악하였다. 또한 생물요소 및 무생물요소를 고려하여 산림생태계의 구성요소와 서비스의 목록을 정리․정량화하여 각각의 종류와 규모를 인식함으로써 산림생태계의 중요성을 체감할 수 있도록 하였다.
- (2008)의 연구에서는 외부요인으로 태양, 바람, 강우, 지질작용을 선정하여, 산림생태계를 포괄적으로 나타내기 위해 그룹 심볼인 생산자 기호 하나로 나타내었다. 이에 비해 본 연구는 산림생태계 내부를 구성하고 있는 요소를 세부적으로 나타내어 내부 구성요소를 상세히 표현하였다.
제안 방법
- TEEB(2010)의 생태계서비스 분류를 토대로 기존에 연구된 산림생태계 서비스가 포함하지 못한 항목들을 추가하여 산림생태계 서비스의 목록을 선정하였다([Table 1]).
- TEEB(2010)의 생태계서비스 분류를 토대로 기존에 연구된 산림생태계 서비스가 포함하지 못한 항목들을 추가하여 총 14가지의 산림생태계 서비스의 목록을 선정하였다.
- 이에 기초하여, 산림생태계는 생태계의 외부에서 에너지를 유입시키는 외부요인와 생태계의 내부를 구성하고 있는 내부 구성요소로 구분하였다. 내부 구성요소는 생물요소와 비생물요소로 구분하고, 생물요소는 태양에너지를 이용하여 무기물질을 유기물질로 합성하는 생산자, 다른 유기체를 직‧간접적으로 섭취하는 소비자와 분변이나 죽은 사체를 분해하는 분해자로 구분하여 산림생태계 구성요소에 해당하는 목록을 선정하였다.
- 생태계를 하나의 시스템으로 간주하고 구성요소들과 이들의 관계를 시각적으로 파악하기 위하여 에너지시스템 언어를 이용한 에너지시스템 다이어그램을 작성하였다(Odum, 1988). 다이어그램의 작성을 위해 우선 분석할 대상 시스템의 경계를 설정하고, 시스템의 경계 외부에서 시스템에 영향을 미치는 모든 요소들을 파악하였다. 이후 시스템의 내부에 있는 구성요소를 파악하여 시스템의 모든 요소들의 연결 관계와 흐름을 파악하였다.
- 본 연구에서는 시스템 관점으로 바라보는 시스템생태학적 접근법으로 우리나라 국토의 64%를 차지하고 있는 산림생태계의 유기적인 관계를 파악하였다. 또한 생물요소 및 무생물요소를 고려하여 산림생태계의 구성요소와 서비스의 목록을 정리․정량화하여 각각의 종류와 규모를 인식함으로써 산림생태계의 중요성을 체감할 수 있도록 하였다. 특히 생태계서비스를 측정해보는 것은 단순히 그 생태계로부터 얻는 돈이 얼마인지 가격표를 붙이는 것이 아니라, 우리가 복잡한 생태계에 어떻게 의존하고 그것을 대체하는 것이 얼마나 비싸고 어려운지 깨닫게 하기 위함이다(Wiborn, 2013).
- 바람에너지는 22개 지점(일사량 관측 지점과 동일)의 20년(1988-2007년)을 평균한 풍속을 에너지 량으로 환산하기 위해 공기밀도, 지형풍속을 고려하여 연간 단위헥타르당 바람에너지양(J/ha/yr)로 계산하였다(식(2))(KMA, 2008)
- 현재 생태계는 인간의 영향으로 인한 결과로 생태계서비스 감소를 가져왔고, 이 결과는 인간에게 돌아오고 있다. 본 연구에서는 이러한 문제의 원인이 국내 생태교육의 접근방식이 생물중심적, 정성적, 감성적인 부분에 편중되었기 때문으로 진단하고, 생태계시스템들의 세부 사항뿐만 아니라 전체적인 기능들을 아우르는 시스템생태학적 접근법(Odum, 1983)으로 산림생태계 전체의 유기적인 관계를 파악하고 정량화 하였다. 이를 위해 생물 및 무생물요소를 고려한 산림생태계의 구성요소와 서비스를 목록화 하고, 생태계의 중요성을 규모로 쉽게 체감할 수 있도록 하였다.
- 산림생태계의 구성요소 목록을 토대로 에너지 시스템 다이어그램을 작성하였다([Fig. 1]). 생물 요소 중 생산자인 나무·하층식생은 외부에서 유입된 태양에너지와 물, 영양분을 이용하여 유기물을 합성한다.
- 생태계를 하나의 시스템으로 간주하고 구성요소들과 이들의 관계를 시각적으로 파악하기 위하여 에너지시스템 언어를 이용한 에너지시스템 다이어그램을 작성하였다(Odum, 1988). 다이어그램의 작성을 위해 우선 분석할 대상 시스템의 경계를 설정하고, 시스템의 경계 외부에서 시스템에 영향을 미치는 모든 요소들을 파악하였다.
- 본 연구에서는 이러한 문제의 원인이 국내 생태교육의 접근방식이 생물중심적, 정성적, 감성적인 부분에 편중되었기 때문으로 진단하고, 생태계시스템들의 세부 사항뿐만 아니라 전체적인 기능들을 아우르는 시스템생태학적 접근법(Odum, 1983)으로 산림생태계 전체의 유기적인 관계를 파악하고 정량화 하였다. 이를 위해 생물 및 무생물요소를 고려한 산림생태계의 구성요소와 서비스를 목록화 하고, 생태계의 중요성을 규모로 쉽게 체감할 수 있도록 하였다.
- 시스템생태학적 접근법이란 Odum(1983)에 의해 창안된 개념으로 ‘생태계의 전체적 현상은 구성 요소들의 부분적 기능들이 합하여 이루어지기 때문에 시스템들의 세부 사항뿐만 아니라 전체적인 기능들도 다루는 접근법’으로 정의된다. 이에 기초하여, 산림생태계는 생태계의 외부에서 에너지를 유입시키는 외부요인와 생태계의 내부를 구성하고 있는 내부 구성요소로 구분하였다. 내부 구성요소는 생물요소와 비생물요소로 구분하고, 생물요소는 태양에너지를 이용하여 무기물질을 유기물질로 합성하는 생산자, 다른 유기체를 직‧간접적으로 섭취하는 소비자와 분변이나 죽은 사체를 분해하는 분해자로 구분하여 산림생태계 구성요소에 해당하는 목록을 선정하였다.
- 다이어그램의 작성을 위해 우선 분석할 대상 시스템의 경계를 설정하고, 시스템의 경계 외부에서 시스템에 영향을 미치는 모든 요소들을 파악하였다. 이후 시스템의 내부에 있는 구성요소를 파악하여 시스템의 모든 요소들의 연결 관계와 흐름을 파악하였다. 마지막으로 외부 요소와 내부 요소를 다이어그램 내부에 배치하고 이들을 연결시킴으로써 에너지 시스템다이어그램을 완성하였다.
- 태양에너지는 22개 지점(대관령, 춘천, 강릉, 서울, 인천, 원주, 수원, 서산, 청주, 대전, 추풍령, 안동, 포항, 대구, 전주, 광주, 부산, 목포, 흑산도, 제주, 고산, 진주)의 20년(1988-2007년)을 평균한 일사량에 산림면적을 대입하여 우리나라 산림생태계로 유입되는 양을 계산하였다(식(1))(KMA, 2008).
대상 데이터
- 산림생태계의 문화서비스로써 미적정보와 휴양, 인식발달을 위한 정보서비스가 있다. 문화서비스의 정량화는 임업통계연보(KFS, 2015)와 등산지원기본계획(KFS, 2007)의 통계자료를 참고하였으며, 각 항목에 대해 혜택을 받은 인구수로 정량화 하였다.
이론/모형
- 물의 양은 1992년 전국 모암 및 토양형별 조공극량으로 계산한 179.8억 톤을 기준으로 임목생장과 숲 가꾸기에 의한 저류량 증가와 산지전용과 임도개설에 의한 저류량 감소를 고려하여 계산한 결과를 참고하였다(KFRI, 2010).
- 조절서비스로 대기 질 조절은 연간 흡수하는 SO2, NO2, Dust의 양(KFRI, 2010)으로, 기후조절은 연간 CO2 흡수량(KFRI, 2010)으로, 재해 완화 서비스는 강우 시 빗물이 침투하여 유출되기까지의 지체시간을 통해 홍수를 완화시켜주는 침투능(Kim and Jung, 2003)을 기준으로 정량화 하였다. 정수 서비스는 부유물질이 처리되는 양을 기준으로 하였으며(KFRI, 2010), 침식 방지 서비스는 무입목지에서의 토사유출량에서 입목지 토사유출량만큼 제외하여 입목지에서 보유하고 있는 토사량을 기준으로 하였다(Kim et al.
- 토양의 양은 산림생태계에 저장되어 있는 토양의 양이며 생물학적 활동이 일어나는 표토의 양만 정량화 하였다. 표토량은 Tilley(1999)가 낙엽수림을 대상으로 제시한 15kg/m2을 적용하였다.(식(4)).
후속연구
- 기존의 국내 생태교육은 생태계의 생물중심적·정성적·감성적인 부분에만 치중되어 있는데 다루고 있는데, 이 연구를 통해 시스템적·정량적·과학적으로 접근하여 산림생태계의 중요성을 고취시키는 도구가 될 것이다.
- 더 나아가 본 연구에서 제시한 방법은 해양생태계에도 적용 가능하므로 해양생태계 보존의 중요성 및 필요성에 대한 인식증진 목적으로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.
- 본 연구는 산림생태계 구성요소와 서비스 정량화에 대한 시도이며 이후 연구 결과와의 비교분석을 통하여 자료의 신뢰성을 보다 공고히 할 수 있을 것이다. 또한 구성요소와 서비스의 연결성은 에너지다이어그램을 통해 보여주었으나, 구성요소의 양에 따른 서비스 양의 변화를 나타내는 양적인 관계는 추후 연구를 통해 보완되어야 할 점이라 생각한다.
- 본 연구는 산림생태계 구성요소와 서비스 정량화에 대한 시도이며 이후 연구 결과와의 비교분석을 통하여 자료의 신뢰성을 보다 공고히 할 수 있을 것이다. 또한 구성요소와 서비스의 연결성은 에너지다이어그램을 통해 보여주었으나, 구성요소의 양에 따른 서비스 양의 변화를 나타내는 양적인 관계는 추후 연구를 통해 보완되어야 할 점이라 생각한다.
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