덕유산국립공원 빛공해 현황 및 빛공해가 공원 생태계에 미치는 잠재적 영향 분석 Analysis of the Status of Light Pollution and its Potential Effect on Ecosystem of the Deogyusan National Park원문보기
본 연구에서는 2018년 1월과 8월에 촬영된 VIIRS(Visible Infrared Imaging Radiometer Suite) DNB(Day and Night Band) 야간 위성 영상에서 추출한 야간 빛방사량을 이용하여, 덕유산국립공원 지역 빛공해의 공간적·계절적 특성을 파악하고. 이를 바탕으로 빛공해가 덕유산국립공원 생태계에 미치는 잠재적 영향을 분석하였다. 분석 결과, 공원 내 주요 빛공해원 중 무주덕유산리조트의 빛방사량이 가장 높았고, 특히 8월에 비해 1월의 빛방사량이 월등히 높은 것으로 조사되어, 겨울철 스키 슬로프와 부대시설 조명이 덕유산국립공원 빛공해의 주요 원인임을 알 수 있었다. 공원 인근 도시지역에서 공원 내부로 이어지는 도시-자연 빛공해 경사(gradient)를 분석한 결과, 빛공해원에서 방사된 빛이 인접 지역으로 최대 1km까지 침투하여 공원 경계 지역을 빛공해로 오염시키는 것으로 조사되었다. 문헌 조사를 통해 덕유산국립공원 내 공간적 분포가 알려진 법정 보호종 중 포유류 4종(담비, 무산쇠족제비, 삵, 하늘다람쥐), 조류 2종(새호리기, 황조롱이), 양서파충류 9종(꼬리치레도롱뇽, 도롱뇽, 이끼도롱뇽, 북방산개구리, 계곡산개구리, 누룩뱀, 유혈목이, 쇠살모사, 까치살모사), 어류(감돌고기, 돌상어)가 빛공해가 심각한 지역에 서식하고 있었다. 이 중 삵과 하늘다람쥐 등 야행성 종의 서식환경이 특히 나빠진 것으로 보인다. 이 결과는 빛공해로부터 국립공원과 같은 보호지역 생태계를 보호하기 위해서는, 공원 내부뿐 아니라 인접 지역의 야간조명을 관리하여야 하며, 야생동식물의 생태적 특성을 고려한 야간 조명 관리가 필요하다는 것을 시사해 주는 결과이다.
본 연구에서는 2018년 1월과 8월에 촬영된 VIIRS(Visible Infrared Imaging Radiometer Suite) DNB(Day and Night Band) 야간 위성 영상에서 추출한 야간 빛방사량을 이용하여, 덕유산국립공원 지역 빛공해의 공간적·계절적 특성을 파악하고. 이를 바탕으로 빛공해가 덕유산국립공원 생태계에 미치는 잠재적 영향을 분석하였다. 분석 결과, 공원 내 주요 빛공해원 중 무주덕유산리조트의 빛방사량이 가장 높았고, 특히 8월에 비해 1월의 빛방사량이 월등히 높은 것으로 조사되어, 겨울철 스키 슬로프와 부대시설 조명이 덕유산국립공원 빛공해의 주요 원인임을 알 수 있었다. 공원 인근 도시지역에서 공원 내부로 이어지는 도시-자연 빛공해 경사(gradient)를 분석한 결과, 빛공해원에서 방사된 빛이 인접 지역으로 최대 1km까지 침투하여 공원 경계 지역을 빛공해로 오염시키는 것으로 조사되었다. 문헌 조사를 통해 덕유산국립공원 내 공간적 분포가 알려진 법정 보호종 중 포유류 4종(담비, 무산쇠족제비, 삵, 하늘다람쥐), 조류 2종(새호리기, 황조롱이), 양서파충류 9종(꼬리치레도롱뇽, 도롱뇽, 이끼도롱뇽, 북방산개구리, 계곡산개구리, 누룩뱀, 유혈목이, 쇠살모사, 까치살모사), 어류(감돌고기, 돌상어)가 빛공해가 심각한 지역에 서식하고 있었다. 이 중 삵과 하늘다람쥐 등 야행성 종의 서식환경이 특히 나빠진 것으로 보인다. 이 결과는 빛공해로부터 국립공원과 같은 보호지역 생태계를 보호하기 위해서는, 공원 내부뿐 아니라 인접 지역의 야간조명을 관리하여야 하며, 야생동식물의 생태적 특성을 고려한 야간 조명 관리가 필요하다는 것을 시사해 주는 결과이다.
This study characterized the spatial and seasonal patterns of light pollution in the Deogyusan National Park and examined the potential effects of light pollution on ecosystems in the park using light intensities derived from VIIRS (Visible Infrared Imaging Radiometer Suite) DNB (Day and Night Band)...
This study characterized the spatial and seasonal patterns of light pollution in the Deogyusan National Park and examined the potential effects of light pollution on ecosystems in the park using light intensities derived from VIIRS (Visible Infrared Imaging Radiometer Suite) DNB (Day and Night Band) nightlight images collected in January and August 2018. Results showed that the Muju Deogyusan resort had the greatest light intensity than other sources of light pollution in the park, and light intensity of the resort was much higher in January than in August, suggesting that artificial lights in ski slopes and facilities were the major source of light pollution in the park. An analysis of an urban-natural light pollution gradient along a neighboring urban area through the inside of the park indicated that light radiated from a light pollution source permeated for up to 1km into the adjacent area and contaminated the edge area of the park. Of the legally protected species whose distributions were reported in literature, four mammals (Martes flavigula, Mustela nivalis, Prionailurus bengalensis, Pteromys volans aluco), two birds (Falco subbuteo, Falco tinnunculus), and nine amphibians and reptiles (Onychodactylus koreanus, Hynobius leechii, Karsenia koreana, Rana dybowskii, Rana huanrenensis, Elaphe dione, Rhabdophis tigrinus, Gloydius ussuriensis, Gloydius saxatilis) inhabited light-polluted areas. Of those species inhabiting light-polluted areas, nocturnal species, such as Prionailurus bengalensis and Pteromys volans aluco, in particular, were vulnerable to light pollution. These results implied that protecting ecosystems from light pollution in national parks requires managing nighttime light in the parks and surrounding areas and making a plan to manage nighttime light pollution by taking into account ecological characteristics of wild animals in the parks.
This study characterized the spatial and seasonal patterns of light pollution in the Deogyusan National Park and examined the potential effects of light pollution on ecosystems in the park using light intensities derived from VIIRS (Visible Infrared Imaging Radiometer Suite) DNB (Day and Night Band) nightlight images collected in January and August 2018. Results showed that the Muju Deogyusan resort had the greatest light intensity than other sources of light pollution in the park, and light intensity of the resort was much higher in January than in August, suggesting that artificial lights in ski slopes and facilities were the major source of light pollution in the park. An analysis of an urban-natural light pollution gradient along a neighboring urban area through the inside of the park indicated that light radiated from a light pollution source permeated for up to 1km into the adjacent area and contaminated the edge area of the park. Of the legally protected species whose distributions were reported in literature, four mammals (Martes flavigula, Mustela nivalis, Prionailurus bengalensis, Pteromys volans aluco), two birds (Falco subbuteo, Falco tinnunculus), and nine amphibians and reptiles (Onychodactylus koreanus, Hynobius leechii, Karsenia koreana, Rana dybowskii, Rana huanrenensis, Elaphe dione, Rhabdophis tigrinus, Gloydius ussuriensis, Gloydius saxatilis) inhabited light-polluted areas. Of those species inhabiting light-polluted areas, nocturnal species, such as Prionailurus bengalensis and Pteromys volans aluco, in particular, were vulnerable to light pollution. These results implied that protecting ecosystems from light pollution in national parks requires managing nighttime light in the parks and surrounding areas and making a plan to manage nighttime light pollution by taking into account ecological characteristics of wild animals in the parks.
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문제 정의
본 연구에서는 야간 위성영상을 활용하여 덕유산국립공원 내부와 인접 지역의 빛공해 현황과 빛공해가 공원 생태계에 미치는 잠재적 영향을 분석하였다. 연구대상지로 덕유산국립 공원을 선정한 이유는 공원 구역 내 대규모 스키 리조트가 위치 하여 빛공해가 심한 대표적 국립공원이기 때문이다.
빛공해 심각 지역은 빛공해가 심각한 1월 영상을 기준으로 판단하였 다. 본 연구에서는 위 기준에 의해 도출된 빛공해 심각 지역과 덕유산국립공원 자연자원조사의 조사 격자를 중첩하여, 빛공 해가 심각한 지역에 서식하는 법정 보호종을 파악하였다.
본 연구에서는 이 기준을 바탕으로 국립공원 내 빛공해 심각 지역을 50cd/㎡의 일반조명이 50m×50m의 지역에 하나 이상 있는 정도의 빛방사량을 가진 지역으로 정의하였다.
제안 방법
연구대상지로 덕유산국립 공원을 선정한 이유는 공원 구역 내 대규모 스키 리조트가 위치 하여 빛공해가 심한 대표적 국립공원이기 때문이다. 덕유산국 립공원의 빛공해 현황은 인접 도시지역에서 공원 내부로 이어 진 도시-자연 빛공해 경사(gradient)를 분석하여 파악하였고, 빛공해가 생태계에 미치는 영향은 공원 내 빛공해 심각 지역과 법정 보호종 서식지를 중첩하여 분석하였다.
덕유산국립공원의 빛공해 현황은 덕유산국립공원 내부와 인 접 지역에서 빛공해를 유발할 것으로 추측되는 13개 주요 빛공 해원이 위치한 지점의 VIIRS DNB 픽셀값, 즉 빛방사량을 추출 하여 분석하였다. 13개 지점은 무주덕유산리조트 내 주요 시설 과 무주구천동, 무주대 야영장, 공원 관통 도로, 공원 내 마을들 로 구성되어 있다.
Figure 3는 2018년 1월과 8월 VIIRS DNB 야간 영상을 보여주는 그림으로, 무주덕유산리조트와 무주구천동, 무주읍, 설천면 등 덕유산국립공원 내부와 인근 지역의 빛공해원이 뚜 렷이 확인된다. 두 영상의 비교를 위해 영상 밝기와 명암은 같은 값이 되도록 조절하였다. 두 영상을 비교하면, 1월 영상의 빛공해 지역의 넓이와 빛방사량이 8월 영상보다 커, 덕유산국 립공원의 경우 스키 성수기인 겨울철에 빛공해가 심각함을 알 수 있다.
13개 지점은 무주덕유산리조트 내 주요 시설 과 무주구천동, 무주대 야영장, 공원 관통 도로, 공원 내 마을들 로 구성되어 있다. 또한, 이들 시설 중 빛방사량이 높은 지역에 대해서는, 이들 시설을 관통하는 가상의 조사선(transect)을 그 려 방사된 빛이 주변으로 어떻게 퍼져나가는지 분석하였다. 본 연구에서는 두 개의 조사선을 그렸는데, 하나는 덕유산국립공 원 인접 지역 최대의 빛공해 유발 시설인 북서쪽 무주읍에서 시작하여 무주덕유산리조트 스키슬로프를 지나 송계사 계곡 인근을 지나도록 배치하였고, 다른 하나는 공원 서쪽 안성면에 서 시작하여 설천봉을 지나 국립공원 동쪽 경계에 위치한 빼재 를 지나도록 배치하였다.
또한, 이들 시설 중 빛방사량이 높은 지역에 대해서는, 이들 시설을 관통하는 가상의 조사선(transect)을 그 려 방사된 빛이 주변으로 어떻게 퍼져나가는지 분석하였다. 본 연구에서는 두 개의 조사선을 그렸는데, 하나는 덕유산국립공 원 인접 지역 최대의 빛공해 유발 시설인 북서쪽 무주읍에서 시작하여 무주덕유산리조트 스키슬로프를 지나 송계사 계곡 인근을 지나도록 배치하였고, 다른 하나는 공원 서쪽 안성면에 서 시작하여 설천봉을 지나 국립공원 동쪽 경계에 위치한 빼재 를 지나도록 배치하였다.
빛공해가 생태계에 미치는 영향은 문헌 조사를 통해 빛공해 심각 지역에 서식하는 주요 법정 보호종을 파악하여 분석하였다. 공원 내 법정 보호종의 공간적 분포는 2012년 덕유산국립 공원 자연자연조사(Korea National Park Research Institute, 2012)의 조사 격자를 기준으로 하였다.
덕유산국립공원은 국립공원 내 스키장이 위치하여 스키장 운영 여부에 따라 빛공해 수준 차이가 매우 크므로, 본 연구에서는 스키 성수기인 2018년 1월과 비수기인 8월 영상을 획득하여 비교･분석하였다. 연구 설계 단계에서는 2017~18년 영상을 분기별로 비교･분석하려 하였으나, Figure 2를 보면 알 수 있 듯이 겨울철 영상을 제외한 다른 계절 영상들 간 빛방사량에는 큰 차이가 없었으므로, 논의의 단순화를 위해 본 논문에서는 1월과 8월 영상 분석 결과만 제시하였다.
대상 데이터
덕유산국립공원의 빛공해 현황은 덕유산국립공원 내부와 인 접 지역에서 빛공해를 유발할 것으로 추측되는 13개 주요 빛공 해원이 위치한 지점의 VIIRS DNB 픽셀값, 즉 빛방사량을 추출 하여 분석하였다. 13개 지점은 무주덕유산리조트 내 주요 시설 과 무주구천동, 무주대 야영장, 공원 관통 도로, 공원 내 마을들 로 구성되어 있다. 또한, 이들 시설 중 빛방사량이 높은 지역에 대해서는, 이들 시설을 관통하는 가상의 조사선(transect)을 그 려 방사된 빛이 주변으로 어떻게 퍼져나가는지 분석하였다.
VIIRS DNB 야간 영상의 측정 단위는 nW/㎠/sr 이다. 덕유산국립공원은 국립공원 내 스키장이 위치하여 스키장 운영 여부에 따라 빛공해 수준 차이가 매우 크므로, 본 연구에서는 스키 성수기인 2018년 1월과 비수기인 8월 영상을 획득하여 비교･분석하였다. 연구 설계 단계에서는 2017~18년 영상을 분기별로 비교･분석하려 하였으나, Figure 2를 보면 알 수 있 듯이 겨울철 영상을 제외한 다른 계절 영상들 간 빛방사량에는 큰 차이가 없었으므로, 논의의 단순화를 위해 본 논문에서는 1월과 8월 영상 분석 결과만 제시하였다.
본 연구의 대상지는 덕유산국립공원 내부와 인접 지역이다 (Figure 1). 지난 1975년 우리나라에서 10번째로 국립공원으 로 지정된 덕유산국립공원은 전북 무주군･장수군, 경남 거창 군･함양군 등 4개 군에 걸쳐 총 229.
이론/모형
빛공해가 생태계에 미치는 영향은 문헌 조사를 통해 빛공해 심각 지역에 서식하는 주요 법정 보호종을 파악하여 분석하였다. 공원 내 법정 보호종의 공간적 분포는 2012년 덕유산국립 공원 자연자연조사(Korea National Park Research Institute, 2012)의 조사 격자를 기준으로 하였다. 분석을 위해서는 공원 내 모든 지점에 대해 해당 지점의 빛공해가 심각한 수준인지를 판별하여야 하는데, 국내외 문헌에 생태계 관점에서 빛공해 여 부를 판별할 수 있는 기준을 찾을 수 없었다.
덕유산국립공원 빛공해 수준은 미 해양대기청(United States National Oceanic and Atmospheric Administration, NOAA) Earth Observation Group이 제공하는 Visual Infrared Imaging Radiometer Suite(VIIRS) Day and Night Band(DNB) 야간 영상 Version 1을 이용하여 분석하였다. VIIRS는 Suomi NPP 위성에 탑재된 센서로, 총 22개의 분광 밴드로 구성되어 있는데, DNB는 이 밴드 중 하나로 0.
성능/효과
덕유산국립공원 인근 주요 빛공해원에서 방사된 빛이 주변 으로 침투하는 물리적 거리는 최대 1㎞ 정도로 나타났다. Figure 5a를 보면, 무주덕유산리조트에서 방사된 빛은 리조트 경계에서 남동쪽으로 약 250m, 북서쪽으로 약 1㎞ 정도 전파 되었고, 무주읍에서도 남동쪽으로 약 600m 전파됨을 알 수 있다.
덕유산리조트 외 빛방사량이 높은 지역으로는 무주구천동과 덕유대 야영지가 있었고, 무주구천동 진입로인 삼공삼거리와 적산호도 상대적으로 빛방사량이 높았다. 반면 백련사와 현재 주민이 거주하고 구산마을과 방재마을, 벌한마을의 빛방사량은 모두 2 nW/㎠/sr 이하로 크게 문제 되는 수준은 아니었다.
9 nW/㎠/sr로 1월에 비해 27%에 불과하여, 무주덕 유산리조트의 겨울철 야간 조명이 덕유산국립공원 빛공해의 주요 원인이라는 사실을 알 수 있었다. 또한 스키장과 상관없는 무주읍 구간과 적상호 지역도 8월에 비해 1월 빛방사량이 높아, 야간 조명 운영 시간 및 나뭇잎에 의한 차폐 정도가 빛공해 수준에 영향을 준다는 위의 결론을 다시 확인할 수 있었다.
무주덕유산 리조트만큼은 아니지만 공원 내 다른 모든 빛공 해원에서도 8월에 비해 1월 빛방사량이 높게 나타나, 겨울철 빛공해가 더 심함을 알 수 있었다. 이는 겨울에는 야간 조명을 이용하는 시간이 긴 데다, 8월에는 나뭇잎이 나무 아래 조명에 서 방사된 빛을 어느 정도 차단하는 데 반해 1월에는 그렇지 못하기 때문으로 판단된다.
특히 겨울철 빛공해가 여름철보다 심했는데, 이는 공원 구역 내 스키장이 위치한 지역적 특성과 함께, 겨울철에는 야간 조명 사용시간이 길고, 야간 조명을 차단하는 나뭇잎이 적기 때문이다. 빛공해가 심각한 지역에서 발견된 법정 보호종 중 포유류는 담비와 무산쇠족제비, 삵, 하늘다람쥐가 있었고, 조류는 새호리기, 황조롱이, 양서파충류는 꼬리치레도롱뇽, 도 롱뇽, 이끼도롱뇽, 북방산개구리, 계곡산개구리, 누룩뱀, 유혈 목이, 쇠살모사, 까치살모사, 어류는 감돌고기, 돌상어가 있었 다. 이들 종 중 삵과 하늘다람쥐 등 야행성 종의 피해가 특히 우려되어, 이들 종 서식환경에 대한 모니터링 및 빛공해 저감 대책이 시급히 요구된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
빛공해의 영향 특성은?
관련 연구가 부족한 이유는, 인간에 비해 야생동식물의 영향 에 관한 관심이 부족한 이유도 있겠지만, 국내 야생동식물 서식 지들이 대부분 험준한 산악지형에 위치하여, 사고 위험 등 야간 조사의 어려움이 있기 때문이기도 하다. 빛공해는 그 영향이 발생원 근처에만 한정되지 않고, 넓은 지역으로 전파되는 속성 을 가지고 있어, 빛공해가 야생동식물에 미치는 영향을 분석하 기 위해서는 넓은 지역에 걸친 경관 규모(landscape-scale)의 연구가 필요하나, 야간 현장 조사의 어려움 때문에 수행하기 쉽지 않다.
빛공해 심각 지역으로 분류된 지역에 서식하는 법정 보호종은 무엇인가?
빛공해 심각 지역으로 분류된 지역에 서식하는 법정 보호종 으로는 포유류 4종(담비, 무산쇠족제비, 삵, 하늘다람쥐) 조류 2종(새호리기, 황조롱이), 양서파충류 9종(꼬리치레도롱뇽, 도롱뇽, 이끼도롱뇽, 북방산개구리, 계곡산개구리, 누룩뱀, 유혈 목이, 쇠살모사, 까치살모사), 어류(감돌고기, 돌상어)가 있었 다(Table 1). 법정 보호종 중 무산쇠족제비와 삵 등은 야행성 포식자로, 이들 종은 빛공해가 심한 지역에서는 사냥 중 피식자 에게 발각될 확률이 증가하여 사냥 성공률이 감소하는 등 개체 수가 감소할 가능성이 크다(Gaston et al.
인공조명이 인간 건강에 주는 영향
인공조명이 인간 건강에 주는 영향이 속속 밝혀지고 있다. 인간이 과도한 빛공해에 노출되면 수면 유도 호르몬인 멜라토 닌 분비가 억제되어 수면 장애를 일으키게 되는데, 이 상태가 장기간 지속되면 유방암 등 각종 질병에 걸릴 확률이 높아진다 (Kloo et al., 2008; Kong and Kim, 2010).
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