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문제 정의
- 본 연구는 Marxan with zone 프로그램을 적용하여 서울시 내 도시하천 중 중랑천을 대상으로 생태계 가치를 고려한 보전 지역 설정을 목적으로 하였다. 첫째, 보전지역 설정 프로그램 중 하나인 Marxan with zones는 생태계 가치에 따른 맵핑지표 를 통해 유형별 도면을 작성하고, 유형별 도면을 중첩시킨 후 보전지역의 길이 및 다양한 변수에 따라 반복적인 작업을 통해 최적의 시나리오를 작성하고, 최적의 시나리오를 이해관계자들에게 제공해준다.
- 본 연구는 하천의 형성과 유지에 영향을 미치는 유역권을 계획 단위 설정하고, 기존의 생물상보다는 생태적 가치와 범위를 공간적으로 해석한 맵핑자료(Biotope map) 작성, Marxan 프로그램을 이용하여 합리적이고 정량적인 의사결정과정을 통해 보전과 관리를 위한 구역의 설정과 관리방안 도출을 목표로 하였다. 서울시 내 생태하천 복원사업이 조성된 하천 중 규모가 크고 한강 지천 중 유일하게 국가 하천으로 지정되어 있는 중랑천을 대상으로 용도지역 설정현황 및 보전지역 설정 적절성을 검토하였고, 중랑천의 전체적인 관리방안을 제안하였다.
제안 방법
- 각 시나리오 별 최종안을 선정 후 각 단계별로 적합성을 재검토하였다. 1단계는 보전지역간 인접 여부, 2단계 유역권 내 핵심보전지역과 완충지역의 비율, 3단계 보전지역 설정 시 비오톱의 반영 여부, 4단계 보전지역 설정의 적절성 여부 등을 고려하여 최종안을 선정하였다(Figure 1 참조)
- 4단계인 야생조류, 양서․파충류 등 동 물이 다수 서식하는 유역권이 포함된 시나리오는 한강 합수부, 청계천 합수부 등 하천생태계와 도봉산, 수락산 등 산림생태계가 포함된 유형으로 다시 구분하였다.
- 불투수지수는 유역권 별 작성된 등급 별 면적에 가중치를 곱하여 값을 산출하였다. 가중치는 1등급 1.0, 2등급 0.75, 3등급 0.5, 4등급 0.25, 5등급 0 등 5개의 등구간으로 구분하여 설정하였다. 불투수지수는 1개 유역권에서 작성된 폴리곤 면적과 가중치를 곱하여 가중치 면적을 산출하고, 유역권을 기준으로 산출값을 모두 더한 후 유역권 전체면적으로 나누어서 유역권 내 불투수지수를 도출하였다.
- 01)프로그램을 활용하였으며, 보전지역 맵핑 결과 검증에서 최종안 선정은 Marxan with zones 프로그램을 통해 도출된 시나리오에 대한 적합성을 검토하여 판단하였다. 각 시나리오 별 최종안을 선정 후 각 단계별로 적합성을 재검토하였다. 1단계는 보전지역간 인접 여부, 2단계 유역권 내 핵심보전지역과 완충지역의 비율, 3단계 보전지역 설정 시 비오톱의 반영 여부, 4단계 보전지역 설정의 적절성 여부 등을 고려하여 최종안을 선정하였다(Figure 1 참조)
- 관리방안은 하천과 유역권을 구분하여 제안하였다. 하천에서는 보호지역 내에서 발생하는 불법행위, 생태계 교란야생생물의 관리와 주요 보호야생동물의 서식지 보호관리, 이용자 관리 등을 제안하였고, 유역권 차원에서는 하천과 주변 생태계와의 연결성 강화, 하천 이용자들에 대한 인식제고를 위한 홍보 및 주민참여 모니터링 등을 제안하였다.
- 불투수지수는 1개 유역권에서 작성된 폴리곤 면적과 가중치를 곱하여 가중치 면적을 산출하고, 유역권을 기준으로 산출값을 모두 더한 후 유역권 전체면적으로 나누어서 유역권 내 불투수지수를 도출하였다. 도출된 불투수지수의 값은 높을수록 산림 및 녹지와 인접하여 생물서식처에 유리하였으나, Marxan with zones 프로그램은 지수화된 수치가 낮을수록 보전가치가 높게 평가되므로 지수의 최대값인 1에서 등급별 면적을 통해 산출된 불투수지수를 차감하여 역 불투수지수로 변경한 후 프로그램에 적용하였다.
- 가중치는 불투수지수와 동일하게 적용하였다. 도출된 비오톱지수는 높은 값이 생태적으로 우수하고 생물 서식처에 유리한 것을 의미하나, Marxan with zones 프로그램은 지수화된 수치가 낮을수록 보전가치가 높게 평가되므로 지수의 최대값인 1에서 등급별 면적을 통해 산출된 비오톱지수를 차감하여 역 비오톱지수로 변경한 후 프로그램에 적용하였다.
- 00001부터 CM=1까지 총 6개의 시나리오를 도출하였다. 도출된 시나리오는 최종 시나리오 선정 기준에 따라 재분류를 실시하였으며, 핵심보전지역의 유역권 수, 면적 등이 가장 넓게 형성된 시나리오, 핵심보전지역이 분산되어 있지 않고 하 나의 유역권을 형성하는 시나리오, 생태경관보전지역, 야생생 물보호구역 등 중요 보전지역가 포함되는 시나리오, 야생조류, 양서․파충류 등 동물이 다수 서식하는 유역권 등 총 4단계의 과정을 통해 시나리오를 검증하였다.
- 00001부터 CM=1까지 총 6개의 시나리오를 도출하였다. 도출된 시나리오는 최종 시나리오 선정 기준에 따라 재분류를 실시하였으며, 핵심보전지역의 유역권 수, 면적 등이 가장 넓게 형성된 시나리오, 핵심보전지역이 분산되어 있지 않고 하 나의 유역권을 형성하는 시나리오, 생태경관보전지역, 야생생 물보호구역 등 중요 보전지역가 포함되는 시나리오, 야생조류, 양서․파충류 등 동물이 다수 서식하는 유역권 등 총 4단계의 과정을 통해 시나리오를 검증하였다.
- 또한 상류에는 유역권 내 멸종위기종 Ⅱ급으로 지정된 표범장 지뱀의 서식처인 중랑천 야생생물보호구역이 위치하는 하고 있었고, 하류에는 청계천, 한강합수부와 인접하고, 중랑천 하류 철새보호구역이 위치하고 있었다. 따라서 다양한 시나리오 중 단계별 시나리오를 통해 최종 선정된 CM=1을 중랑천 시나리오Ⅰ의 최종안으로 선정하였다(Table 3, Figure 3 참조)
- 기존 설정된 보전지역은 수면과 하천 내부만 설정되었고, 생물 의 이동범위 및 서식범위, 주변 서식환경 등을 고려하지 않은 경계설정으로 보전지역 설정에 오류가 있었다. 따라서 유역권을 통한 보전범위 설정 시 대상지의 경사, 하천 및 수계, 중형 포유류의 핵심행동권 범위 등을 고려한 보전지역 설정이 필요하였다.
- 마지막 보정단계인 Zoneboundcost는 기존의 설정된 BLM과 반복횟수, FPF값을 고정한 후 핵심보전지역(core area), 완충 지역(buffer area), 전이지역(transition area)간의 연결 수치를 0.00001로 설정하고, 10단위씩 수치를 늘려가면서 지역간의 연결성에 대한 분석을 실시하였다. 보전지역이 충분히 확보되었는지를 최우선 기준으로 선택하였으며, 각 지역간 그룹화 정도를 판단하여 최종안을 선정하였다.
- 00001로 설정하고, 10단위씩 수치를 늘려가면서 지역간의 연결성에 대한 분석을 실시하였다. 보전지역이 충분히 확보되었는지를 최우선 기준으로 선택하였으며, 각 지역간 그룹화 정도를 판단하여 최종안을 선정하였다.
- 본 연구는 하천 생태계의 지속가능한 관리를 위한 관리지역 설정에 있어 하천을 포함하는 유역권을 공간기준으로 설정하고, 하천의 생태적 가치와 주변 유역권의 생태적 가치를 종합 하여 정량적인 분석방법을 활용하였다. 특히 도시에서 하천의 생태적 기능과 유역권의 제내지가 하천에 미치는 영향 등을 고려했을 때 하천의 보호지역을 포함한 관리지역의 설정은 하천 구역 내로 제안되는 것이 아니라, 보다 광역적인 측면에서 유역권 차원에서 시행되어야 하며, 유역권의 관리 또한 도시의 전체적인 생물다양성 관리 측면에서 도시계획 등과 연계되어 시행이 필요하였다.
- 25, 5등급 0 등 5개의 등구간으로 구분하여 설정하였다. 불투수지수는 1개 유역권에서 작성된 폴리곤 면적과 가중치를 곱하여 가중치 면적을 산출하고, 유역권을 기준으로 산출값을 모두 더한 후 유역권 전체면적으로 나누어서 유역권 내 불투수지수를 도출하였다. 도출된 불투수지수의 값은 높을수록 산림 및 녹지와 인접하여 생물서식처에 유리하였으나, Marxan with zones 프로그램은 지수화된 수치가 낮을수록 보전가치가 높게 평가되므로 지수의 최대값인 1에서 등급별 면적을 통해 산출된 불투수지수를 차감하여 역 불투수지수로 변경한 후 프로그램에 적용하였다.
- 불투수지수는 서울시 도시생태현황지도을 활용하여 유역권 내 건폐지와 불투수포장지 등 개발지역을 포함하는 불투수포 장비율을 활용하여 분석하였다. 불투수포장비율은 경사와 수계를 기준으로 작성된 대상지별 유역권 경계와 서울시에서 제공하는 서울시 도시생태현황도(Seoul, 2015)를 Arcgis 10.
- 불투수지수는 서울시 도시생태현황지도을 활용하여 유역권 내 건폐지와 불투수포장지 등 개발지역을 포함하는 불투수포 장비율을 활용하여 분석하였다. 불투수포장비율은 경사와 수계를 기준으로 작성된 대상지별 유역권 경계와 서울시에서 제공하는 서울시 도시생태현황도(Seoul, 2015)를 Arcgis 10.3 프로그램 내 Clip 기능을 이용하여 유역권 경계 별 불투수포장비율 현황을 분석하였다.
- 비오톱지수는 1/1,000 수치지형도를 활용하여 현장조사를 통해 하천 내 식생 분포지역 및 시설물 조성지역 등을 구분하고, 식생분포지역에 대해 우점종을 중심으로 한 식생상관에 따라 현존식생도를 작성하였다. 이를 토대로 식생의 자연성, 생육특성 및 피복도 등을 기준으로 비오톱 유형화하였고, 서울시 도시생태현황지도 비오톱 유형평가기준을 활용하여 5개 등급으로 평가하였다.
- 비오톱지수는 Choi(2008)의 방법을 응용하여 유역권에 포함된 하천 구간별, 하천을 제외한 유역권별로 각각의 평가등급에 따른 폴리곤 면적에 가중치를 곱하여 등급별 가중치 면적을 산출하였고, 산출된 값을 모두 더한 후 각각의 총 면적으로 나누어 비오톱지수를 산출하였다. 유역권별 최종 비오톱지수는 하천의 비오톱지수와 하천을 제외한 유역권 비오톱지수의 평균값으로 산출하였다.
- 중랑천의 핵심보전지역은 Marxan with zones 프로그램을 이용 하여 대상지의 분석기준을 설정한 후 프로그램 내 변수에 따라 반복작업을 실행하여 최적안을 도출해주는 담글질기법(annealing algorithm)을 이용하여 보전지역 최종안을 도출하였다. 생물의 이동범위를 고려하여 서식범위인 유역권을 설정하였고, 기존 보전지역으로 지정된 하천 내부뿐만 아니라, 유역권 전체로 확장하여 분석을 실시하였다. 분석방법은 중랑천 수계 주변으로 방학천, 우이천, 묵동천, 청계천 등 하천 생태계, 도봉산, 수락산, 초안산, 영축산, 불암산 등 산림생태계, 서울숲 등 도심 내 공원녹지 등 녹지 및 오픈스페이스의 유무, 서울시 도시생태현 황도를 통해 작성된 유역권 전체의 불투수포장비율, 현장조사로 작성된 하천 내 비오톱유형도와 하천을 제외한 유역권 전체의 비오톱유형, 유역권 내 동물생태 출현현황 등의 자료를 토대로 분석을 실시하였다.
- 생태적 가치, 사회·문화적 가치를 반영한 지구 구분은 Marxan with zones(v. 2.01)프로그램을 활용하였으며, 보전지역 맵핑 결과 검증에서 최종안 선정은 Marxan with zones 프로그램을 통해 도출된 시나리오에 대한 적합성을 검토하여 판단하였다.
- 본 연구는 하천의 형성과 유지에 영향을 미치는 유역권을 계획 단위 설정하고, 기존의 생물상보다는 생태적 가치와 범위를 공간적으로 해석한 맵핑자료(Biotope map) 작성, Marxan 프로그램을 이용하여 합리적이고 정량적인 의사결정과정을 통해 보전과 관리를 위한 구역의 설정과 관리방안 도출을 목표로 하였다. 서울시 내 생태하천 복원사업이 조성된 하천 중 규모가 크고 한강 지천 중 유일하게 국가 하천으로 지정되어 있는 중랑천을 대상으로 용도지역 설정현황 및 보전지역 설정 적절성을 검토하였고, 중랑천의 전체적인 관리방안을 제안하였다.
- 서울시 도시생태현황도에서 도출한 불투수포장율을 기준으로 작성된 불투수지수, 서울시 도시생태현황도에서 하천을 제외한 유역권 전체의 토지이용유형과 식생현황을 기준으로 작성된 비오톱지도, 현장조사를 통해 하천 내부의 식생유형을 기준으로 작성된 하천 내 비오톱지도, 야생조류 및 양서․파충류 출현지점 및 현황을 통해 작성된 동물생태 출현현황도 등 다양한 유형의 맵핑지표가 작성되어 Marxan with zones 프로그램에 반영되었다.
- 설정된 BLM을 10으로 설정한 후 반복횟수에 따른 가장 효율적인 목적기능값을 확인하기 위해 수치보정을 실시하였다. 초기설정값인 1,000,000회부터 시작하여 500,000회, 100,000회, 50,000회, 10,000회, 5,000회, 1,000회까지 반복하여 분석하였고, 담금질 기법의 알고리즘 중 0까지 감소하는 수치는 초기 설정 값과의 비율을 고려하여 10,000, 5,000, 1,000, 500, 100, 50, 10 등으로 설정하였다.
- 시나리오Ⅰ, Ⅱ 등 보전가치를 기준으로 도출된 시나리오별 최종안을 비교한 결과, 다음과 같은 결과를 도출하였다. 보전가치를 90%를 부여한 시나리오Ⅰ의 핵심보전지역 유역권 수는 7개, 면적은 13,888,261m2로 전체 유역권 중 24%가 도출되었 다.
- 3 프로그램으로 분석하였다. 유역권 규모는 표준유역보다 작은 세유역권을 단위 유역권 기준으로 하였고, 유역권의 평균 크기는 중규모 야생동물 핵심 행동권을 단위 유역권 선정기준에 따라 설정하였으며, 선정된 수치는 중형 포유류인 너구리, 삵, 오소리(Lee et al., 2014)를 기준으로 하여 유역권 크기를 조정하였다.
- 유역권 분석은 하천의 친환경적인 보전 및 관리를 위해 생물 서식처 범위설정 및 이동범위를 고려하여 유역권 범위를 설정하였다. 유역권 분석을 위한 수계의 구분은 Horton(1945)과 Strahler(1952)의 방법을 이용하였으며, 국토교통부에서 제공하는 서울시 1/1,000 수치지형도를 이용하여 Arcgis 10.
- 비오톱지수는 1/1,000 수치지형도를 활용하여 현장조사를 통해 하천 내 식생 분포지역 및 시설물 조성지역 등을 구분하고, 식생분포지역에 대해 우점종을 중심으로 한 식생상관에 따라 현존식생도를 작성하였다. 이를 토대로 식생의 자연성, 생육특성 및 피복도 등을 기준으로 비오톱 유형화하였고, 서울시 도시생태현황지도 비오톱 유형평가기준을 활용하여 5개 등급으로 평가하였다. 하천을 제외한 유역권 전체의 비오톱 평가자료는 서울시 도시생태현황지도에서 추출하였다.
- 중랑천 시나리오Ⅰ의 BLM 지수 조정방법은 연구방법에서 제시한 수치 중 지표의 보전가치를 95%로 설정하여 보전지역 범위를 설정하였다. 보전가치를 기준으로 하여 시나리오를 설 정하고, BLM을 적용한 결과, 핵심보전지역(core area), 완충지 역(buffer area), 전이지역(transition area) 등 3개의 보전지역 으로 구분되어 보전지역간 누락없이 3개 지구가 모두 도출되는 BLM=10에서 지역 각각 면적 합에 대한 외곽길이 비율이 0.
- 설정된 BLM을 10으로 설정한 후 반복횟수에 따른 가장 효율적인 목적기능값을 확인하기 위해 수치보정을 실시하였다. 초기설정값인 1,000,000회부터 시작하여 500,000회, 100,000회, 50,000회, 10,000회, 5,000회, 1,000회까지 반복하여 분석하였고, 담금질 기법의 알고리즘 중 0까지 감소하는 수치는 초기 설정 값과의 비율을 고려하여 10,000, 5,000, 1,000, 500, 100, 50, 10 등으로 설정하였다. 수치보정 결과, 반복횟수 1,000회에 수치감소 단위 10에서 목적기능값(score)가 낮았으며, 가장 효율적인 수치로 판단되었다.
- 현재 보전지역으로 설정된 중랑천 상류와 하류 보전지역에 대한 개선을 위해 하천 내부와 유역권 전체 관리방안을 제안하였다. 먼저 하천 내 관리방안으로는 첫째, 불법 어로행위, 로드킬 등 생물 위협요인 제거를 위한 산책로 및 자전거도로 우회로 조성 및 산책로 폐쇄, 철새보호구역 내 어로행위 감시 등이 필요하였다.
대상 데이터
- 24로 도출되었다. 2단계인 핵심보전지역이 분산되어 있지 않 고 하나의 유역권을 형성하는 시나리오는 시나리오 CM=0.1, CM=1 2개가 선정되었다. CM=0.
- 24로 도출되었다. 2단계인 핵심보전지역이 분산되어 있지 않고, 하나의 유역권을 형성하는 시나리오는 시나리오 CM= 0.0001, CM=0.001, CM=0.1, CM=1등 총 4개가 선정되었다. CM=0.
- 또한 상류에는 유역권 내 멸종위기종 Ⅱ급 으로 지정된 표범장지뱀의 서식처인 중랑천 야생생물보호구역이 위치하고 있었고, 하류에는 청계천, 한강합수부와 인접하고, 중랑천 하류 철새보호구역이 위치하고 있었다. 따라서 다양한 시나리오 중 단계별 시나리오를 통해 최종 선정된 CM=0.001을 중랑천 시나리오Ⅱ의 최종안으로 선정하였다(Table 4, Figure 4 참조).
- 본 연구의 대상지는 서울시 내 흐르는 30개 하천 중 하천의 유형, 규모, 하천 상류와의 연계 여부, 하천 하안구조 및 특성, 보호지역 지정 관리 등을 검토하여 국가하천인 중랑천을 대상으로 하였다. 중랑천은 대규모의 여러 지자체에 걸쳐 있는 광역형 하천으로 서울시 한강의 지천 중 유일하게 국가하천으로 지정되어 있으며, 둔치가 발달된 구조이었다.
- 생물의 이동범위를 고려하여 서식범위인 유역권을 설정하였고, 기존 보전지역으로 지정된 하천 내부뿐만 아니라, 유역권 전체로 확장하여 분석을 실시하였다. 분석방법은 중랑천 수계 주변으로 방학천, 우이천, 묵동천, 청계천 등 하천 생태계, 도봉산, 수락산, 초안산, 영축산, 불암산 등 산림생태계, 서울숲 등 도심 내 공원녹지 등 녹지 및 오픈스페이스의 유무, 서울시 도시생태현 황도를 통해 작성된 유역권 전체의 불투수포장비율, 현장조사로 작성된 하천 내 비오톱유형도와 하천을 제외한 유역권 전체의 비오톱유형, 유역권 내 동물생태 출현현황 등의 자료를 토대로 분석을 실시하였다.
- 01, CM=1 3개의 시나리오로 도출되 었다. 선정된 3개의 시나리오는 모두 중랑천 상류 야생생물 보 호구역이 포함되었으나, CM=0.01은 중랑천 하류 철새보호구 역이 포함되지 않았다. 4단계인 야생조류, 양서․파충류 등 동 물이 다수 서식하는 유역권이 포함된 시나리오는 한강 합수부, 청계천 합수부 등 하천생태계와 도봉산, 수락산 등 산림생태계가 포함된 유형으로 다시 구분하였다.
- 중랑천은 대규모의 여러 지자체에 걸쳐 있는 광역형 하천으로 서울시 한강의 지천 중 유일하게 국가하천으로 지정되어 있으며, 둔치가 발달된 구조이었다. 중랑천은 하천의 규모가 크며, 하류와 상류구간에 다양한 야생조류 및 표범장지뱀을 보호하기 위한 야생동물보호구역으로 지정되어 있는 등 생태적 가치가 높은 하천이나, 이용 중심의 조성과 관리가 지속적으로 진행되어 왔고, 하천 주변이 대부분 고밀도 도시로 개발되면서 유역권 제내지의 영향을 많이 받게 되어 연구대상지로 선정하였다.
- 이를 토대로 식생의 자연성, 생육특성 및 피복도 등을 기준으로 비오톱 유형화하였고, 서울시 도시생태현황지도 비오톱 유형평가기준을 활용하여 5개 등급으로 평가하였다. 하천을 제외한 유역권 전체의 비오톱 평가자료는 서울시 도시생태현황지도에서 추출하였다.
데이터처리
- 비오톱지수는 Choi(2008)의 방법을 응용하여 유역권에 포함된 하천 구간별, 하천을 제외한 유역권별로 각각의 평가등급에 따른 폴리곤 면적에 가중치를 곱하여 등급별 가중치 면적을 산출하였고, 산출된 값을 모두 더한 후 각각의 총 면적으로 나누어 비오톱지수를 산출하였다. 유역권별 최종 비오톱지수는 하천의 비오톱지수와 하천을 제외한 유역권 비오톱지수의 평균값으로 산출하였다. 가중치는 불투수지수와 동일하게 적용하였다.
이론/모형
- 유역권 분석은 하천의 친환경적인 보전 및 관리를 위해 생물 서식처 범위설정 및 이동범위를 고려하여 유역권 범위를 설정하였다. 유역권 분석을 위한 수계의 구분은 Horton(1945)과 Strahler(1952)의 방법을 이용하였으며, 국토교통부에서 제공하는 서울시 1/1,000 수치지형도를 이용하여 Arcgis 10.3 프로그램으로 분석하였다. 유역권 규모는 표준유역보다 작은 세유역권을 단위 유역권 기준으로 하였고, 유역권의 평균 크기는 중규모 야생동물 핵심 행동권을 단위 유역권 선정기준에 따라 설정하였으며, 선정된 수치는 중형 포유류인 너구리, 삵, 오소리(Lee et al.
- 중랑천의 핵심보전지역은 Marxan with zones 프로그램을 이용 하여 대상지의 분석기준을 설정한 후 프로그램 내 변수에 따라 반복작업을 실행하여 최적안을 도출해주는 담글질기법(annealing algorithm)을 이용하여 보전지역 최종안을 도출하였다. 생물의 이동범위를 고려하여 서식범위인 유역권을 설정하였고, 기존 보전지역으로 지정된 하천 내부뿐만 아니라, 유역권 전체로 확장하여 분석을 실시하였다.
성능/효과
- 유역권 주변으로 불암산, 오패산, 북서울 꿈의 숲 등 산림생태계 축이 연결될 가능성이 있는 지역으로 판단되었다. 네번째로 유역권 1, 3번은 유역권 전체 6, 7순위를 차지하며, 중랑천 합수부, 청계천 합수부와 인접하는 곳이었다. 또한 유역권 내 철새보호구역이 위치하여 한강합수부, 중랑천 구간에 다수의 야생조류가 관찰되는 지역이었다.
- 넷째, 기존 생태경관보전지역의 검증 및 야생생물보호구역 설정체계를 검증한 결과, 경계설정 및 보전지역 설정에 대한 기준은 있었으나, 생물이 출현한 지점을 중심으로 보전경계가 지정되어 있으므로, 생물의 이동범위, 서식처 확대 및 주변지역 연계를 고려하지 않은 경계설정으로 오류가 있었다. 따라서 기존 보전지역의 생물서식범위 확대, 주변 생물권의 연계를 고려한 보전지역 설정이 필요하였다.
- 또한 하천 내 주거지, 상업지 등 시가화시설이 적어 보전지역 설정 시 하천 주변지역까지 확대가 가능하다고 판단되었다. 두 번째로 불투수지수가 높은 곳은 유역권 26번으로 불투수지수가 0.71, 전체 유역권 중 2순위이었다. 유역권 26번은 유역권 27번과 같은 중랑천 상류에 위치하는 곳으로 도봉산, 수락산 등 산림생태계가 인접하고, 도봉천 합수부 등 산림과 하천 생태계가 연결되는 곳이었다.
- 유역권 전체의 관리방안으로는 첫째, 기존 보전지역과 인접하는 산림과 하천생태계의 연계를 위해 하천과 산림 사이에 거점녹지를 조성하여 생물 이동통로 설정 등 방안이 필요하였다, 이를 통해 하천 내 생물뿐만 아니라, 주변의 다양한 서식처에서 이동이 가능하여 생물다양성 증진에 도움을 줄 수 있는 방안이 필요하였다. 둘째, 보전지역 주변 안내센터 조성을 통한 도심 내 보전지역 홍보 및 시민참여 유도가 필요하였다. 중랑천 내 보전지역으로 설정된 상류와 하류에는 보전지역 설정에 대한 안내가 부족하여 해당지역을 모르고 지나치는 경우가 많아 로드킬, 낚시 등 불법어로행위 등이 발생되고 있었다.
- 004로 가장 짧았고, 유역권 간 연결성이 높은 것으로 분석되 었다. 따라서 보전지구의 개수, 유역권 전체의 보전길이 등을 고려한 결과, BLM이 0.01과 7.5가 아닌 10으로 설정되었고, 유역권 별 외곽 경계의 길이 보정을 위해 지수 값에 10,000을 곱 하여 값을 환산하였다.
- 또한 하천 내 조성된 체육공원으로 인해 불투수포장비율이 높아져 보전지역 설정에 영향을 미쳤다. 따라서 유역권 내 보전지역 설정 시 중랑천 상류의 유역권 26, 27번과 중랑천 중류의 유역권 19, 20번, 중랑천 하류의 유역권 1, 3번 등은 생물서식에 적합한 지역이었으며, 보전지역 설정 시 우선적으로 반영해야 할 것이다(Table 1 참조).
- 시나리오Ⅰ의 핵심보전지역은 도봉산, 수락산, 응봉산 등 산림생태계와 한강합수부, 청계천 합수부, 도봉 1, 2천 합수부, 방학천 합수부 등 하천생태계 등 생물 의 서식과 은신처로 적합하고, 생물이 이동할 수 있는 이동통로 역할을 충분히 수행하는 곳으로 보전지역 설정 시 생물다양성 증진에 큰 도움을 줄 수 있었다. 또한 중랑천 상류 유역권 전체가 보전지역으로 설정되어 기존의 중랑천 상류 야생생물 보호구역의 서식범위가 확장 등이 가능하므로 시나리오Ⅰ이 적합하였다(Table 5, Figure 5 참조)
- 보전지역 내 생물 서식현황 및 변화를 기록하여 생물에 위협이 되는 요인을 제거할 필요가 있었다. 또한 하천 내 생태계 교란종으로 지정된 단풍잎돼지풀, 미국쑥부쟁이 등 식생의 제거, 환삼덩굴, 가시박 등 덩굴성 식물의 제거를 통해 식생 피압을 막아야 할 필요가 있었다. 셋째, 생물의 번식기, 산란기 등 생물활동에 중요한 은신처 및 서식처를 제공하기 위해 버드나무, 갈대, 물억새 등을 수변가에 조성하고, 서식처 주변을 통제하여 일시적으로 출입을 금지하는 방안이 필요하였다.
- 유역권 27번은 중랑천 유역권 내 도봉산, 수락산 등 산림생태계가 인접하였고, 서울습지원 등 근린공원 내 녹지가 인접하여 산림생태계, 하천생태계가 연결될 수 있는 공간이었다. 또한 하천 내 주거지, 상업지 등 시가화시설이 적어 보전지역 설정 시 하천 주변지역까지 확대가 가능하다고 판단되었다. 두 번째로 불투수지수가 높은 곳은 유역권 26번으로 불투수지수가 0.
- 민감도분석을 통한 수치보정 및 반복횟수를 통한 수치보정, Zoneboundcost 수치보정 등 오차수정을 위한 작업한 결과, CM=0.00001부터 CM=1까지 총 6개의 시나리오를 도출하였다. 도출된 시나리오는 최종 시나리오 선정 기준에 따라 재분류를 실시하였으며, 핵심보전지역의 유역권 수, 면적 등이 가장 넓게 형성된 시나리오, 핵심보전지역이 분산되어 있지 않고 하 나의 유역권을 형성하는 시나리오, 생태경관보전지역, 야생생 물보호구역 등 중요 보전지역가 포함되는 시나리오, 야생조류, 양서․파충류 등 동물이 다수 서식하는 유역권 등 총 4단계의 과정을 통해 시나리오를 검증하였다.
- 이는 하천 주변으로 대단위 주거시설인 아파트, 상업시 설, 업무시설, 도로 및 포장지, 지하철 역 등 고밀도 시가화지역이 유역권 전면적으로 분포하고, 녹지 및 오픈스페이스의 면적 이 적었기 때문으로 판단되었다. 반면에 중랑천 상류의 도봉산, 수락산 등 산림과 인접하는 유역권 25번, 26번, 27번과 중랑천 하류의 한강 합수부, 청계천 합수부 등 하천합수부와 인접하는 유역권 1번, 2번, 4번 등은 유역권 내 산림 및 공원 녹지가 인 접하거나, 하천 내 갈대, 물억새, 버드나무 등 습지성 자연식생 의 우점 및 분포면적이 넓어 비오톱지수가 높게 도출되었다. 따라서 중랑천 유역권의 상류와 하류는 산림생태계, 하천생태계 등 다양한 생물이 서식할 수 있는 서식처로서의 역할을 할 수 있는 곳으로 보전지역 설정 시 각각의 유역권을 관리하는 것보다는 인접하는 유역권을 통합하여 유역권 전체를 보전 및 관리하는 방안이 필요하였다(Table 2 참조)
- 중랑천 시나리오Ⅰ의 BLM 지수 조정방법은 연구방법에서 제시한 수치 중 지표의 보전가치를 95%로 설정하여 보전지역 범위를 설정하였다. 보전가치를 기준으로 하여 시나리오를 설 정하고, BLM을 적용한 결과, 핵심보전지역(core area), 완충지 역(buffer area), 전이지역(transition area) 등 3개의 보전지역 으로 구분되어 보전지역간 누락없이 3개 지구가 모두 도출되는 BLM=10에서 지역 각각 면적 합에 대한 외곽길이 비율이 0.004로 가장 짧았고, 유역권 간 연결성이 높은 것으로 분석되 었다. 따라서 보전지구의 개수, 유역권 전체의 보전길이 등을 고려한 결과, BLM이 0.
- 불투수지수는 높을수록 물순환기능과 자연성이 우수하였고, 낮을수록 포장지 및 시가지의 비율이 높아 자연성이 낮은 것을 의미한다. 중랑천 내 불투수포장비율을 이용한 불투수지수 산출 결과, 중랑천 상류의 유역권 27번이 불투수지수 0.
- 0001, CM=1 등 2개로 하천 내 주요 종이 가장 많이 도출된 시나리오를 선택하였다. 산림생태계가 포함 되는 시나리오는 CM=0.1, CM=1 등 2개로 산새류의 비율이 가장 넓게 분포하고 있었다.
- 1 등 3개의 시나리오로 도출되었다. 선정된 3개의 시나리오는 모두 중랑천 상 류 야생생물 보호구역, 중랑천 하류 철새보호구역이 포함되어 보전지역 설정이 적절하다 판단되었다. 4단계인 야생조류, 양 서·파충류 등 동물이 다수 서식하는 유역권이 포함된 시나리오 는 한강 합수부, 청계천 합수부 등 하천생태계와 도봉산, 수락산 등 산림생태계가 포함된 유형으로 다시 구분하였다.
- 다음으로 넓은 면적을 차지하는 유역권 15번은 유역권 16번과 인접하는 유역권으로 중랑천 수계를 중심으로 대단위 주거시설 및 상업시설지가 밀집하고 있는 지역이었다. 세 번째로 넓은 면적을 차지하는 유역권 25번은 중랑천 상류에 위치하는 곳으로 하천을 중심으로 고밀도 시가화지역이 분포하는 지역이었으나, 방학천 등 하천 생태계와 멸종위기종을 보호하는 야생생물보호구역이 위치하였다.
- 또한 하천 내 생태계 교란종으로 지정된 단풍잎돼지풀, 미국쑥부쟁이 등 식생의 제거, 환삼덩굴, 가시박 등 덩굴성 식물의 제거를 통해 식생 피압을 막아야 할 필요가 있었다. 셋째, 생물의 번식기, 산란기 등 생물활동에 중요한 은신처 및 서식처를 제공하기 위해 버드나무, 갈대, 물억새 등을 수변가에 조성하고, 서식처 주변을 통제하여 일시적으로 출입을 금지하는 방안이 필요하였다. 하천 내 이용자의 출입을 막아 생물의 안전한 생물활동을 유도할 필요가 있었다.
- 셋째, 하천의 생태적 가치를 고려한 맵핑지표 설정이 필요하였다. 서울시 도시생태현황도에서 도출한 불투수포장율을 기준으로 작성된 불투수지수, 서울시 도시생태현황도에서 하천을 제외한 유역권 전체의 토지이용유형과 식생현황을 기준으로 작성된 비오톱지도, 현장조사를 통해 하천 내부의 식생유형을 기준으로 작성된 하천 내 비오톱지도, 야생조류 및 양서․파충류 출현지점 및 현황을 통해 작성된 동물생태 출현현황도 등 다양한 유형의 맵핑지표가 작성되어 Marxan with zones 프로그램에 반영되었다.
- 초기설정값인 1,000,000회부터 시작하여 500,000회, 100,000회, 50,000회, 10,000회, 5,000회, 1,000회까지 반복하여 분석하였고, 담금질 기법의 알고리즘 중 0까지 감소하는 수치는 초기 설정 값과의 비율을 고려하여 10,000, 5,000, 1,000, 500, 100, 50, 10 등으로 설정하였다. 수치보정 결과, 반복횟수 1,000회에 수치감소 단위 10에서 목적기능값(score)가 낮았으며, 가장 효율적인 수치로 판단되었다.
- 시나리오 Ⅱ의 민감도분석을 통한 수치보정 및 반복횟수를 통한 수치보정, Zoneboundcost 수치보정 등 오차수정을 위한 작업한 결과, CM=0.00001부터 CM=1까지 총 6개의 시나리오를 도출하였다.
- 핵심보전지역의 보전가치를 70%를 부여하여 보전지역 간 연계를 높인 시나리오Ⅱ의 핵심보전지역은 6개로 면적은 10,349,511m2로 전체 유역권 중 18%를 차지하였으며, 시나리오 Ⅰ과 Ⅱ의 핵심보전지역은 모두 중랑천 상류와 하류에 위치하고 있었다. 시나리오Ⅰ과 시나리오Ⅱ의 핵심보전지역을 비교한 결과, 시나리오Ⅰ의 핵심보전지역 유역권 수와 면적 모두 높게 도출되었다.
- 중랑천 시나리오Ⅰ과 Ⅱ를 비교한 결과, 중랑천 시나리오Ⅰ 이 최종안으로 적합하였다. 시나리오Ⅰ의 핵심보전지역은 도봉산, 수락산, 응봉산 등 산림생태계와 한강합수부, 청계천 합수부, 도봉 1, 2천 합수부, 방학천 합수부 등 하천생태계 등 생물 의 서식과 은신처로 적합하고, 생물이 이동할 수 있는 이동통로 역할을 충분히 수행하는 곳으로 보전지역 설정 시 생물다양성 증진에 큰 도움을 줄 수 있었다. 또한 중랑천 상류 유역권 전체가 보전지역으로 설정되어 기존의 중랑천 상류 야생생물 보호구역의 서식범위가 확장 등이 가능하므로 시나리오Ⅰ이 적합하였다(Table 5, Figure 5 참조)
- 유역권 전체의 관리방안으로는 첫째, 기존 보전지역과 인접하는 산림과 하천생태계의 연계를 위해 하천과 산림 사이에 거점녹지를 조성하여 생물 이동통로 설정 등 방안이 필요하였다, 이를 통해 하천 내 생물뿐만 아니라, 주변의 다양한 서식처에서 이동이 가능하여 생물다양성 증진에 도움을 줄 수 있는 방안이 필요하였다. 둘째, 보전지역 주변 안내센터 조성을 통한 도심 내 보전지역 홍보 및 시민참여 유도가 필요하였다.
- 중랑천 중류는 하천 주변의 산림, 하천을 연결하는 서식처 및 이동통로 역할을 하므로 보전할 가치가 있었다. 유역권 주변으로 불암산, 오패산, 북서울 꿈의 숲 등 산림생태계 축이 연결될 가능성이 있는 지역으로 판단되었다. 네번째로 유역권 1, 3번은 유역권 전체 6, 7순위를 차지하며, 중랑천 합수부, 청계천 합수부와 인접하는 곳이었다.
- 중랑천 시나리오Ⅰ과 Ⅱ를 비교한 결과, 중랑천 시나리오Ⅰ 이 최종안으로 적합하였다. 시나리오Ⅰ의 핵심보전지역은 도봉산, 수락산, 응봉산 등 산림생태계와 한강합수부, 청계천 합수부, 도봉 1, 2천 합수부, 방학천 합수부 등 하천생태계 등 생물 의 서식과 은신처로 적합하고, 생물이 이동할 수 있는 이동통로 역할을 충분히 수행하는 곳으로 보전지역 설정 시 생물다양성 증진에 큰 도움을 줄 수 있었다.
- 중랑천 유역권 내 비오톱지수 현황을 분석한 결과, 중랑천 중류의 초안산, 영축산, 봉화산이 인접하는 유역권 8번, 10번, 11번 등을 제외한 나머지 유역권의 비오톱지수가 낮게 도출되었다. 이는 하천 주변으로 대단위 주거시설인 아파트, 상업시 설, 업무시설, 도로 및 포장지, 지하철 역 등 고밀도 시가화지역이 유역권 전면적으로 분포하고, 녹지 및 오픈스페이스의 면적 이 적었기 때문으로 판단되었다.
- 유역권 27번은 하천 내 비오톱 1등급에 해당하는 갈대, 물억새가 다수 분포하는 곳으로 하천 주변으로 버드 나무 등 습지성 자생식물이 다수 분포하고 있었다. 하천을 제외한 유역권 전체 면적의 등급을 비교하였을 때, 비오톱지수는 0.36으로 비교적 낮은 값을 보였는데, 유역권 27번 지역은 의정부와 서울시의 경계로 하천 주변으로 대단위 주거시설, 도봉역, 경작지, 도봉산 광역환승센터 주차장 등 비오톱 3, 5등급에 해당되는 시가화지역의 비율이 38.8%로 다소 높았다. 그러나 유역권 내 도봉산, 수락산 등 산림과 서울창포원 내 녹지 등 비오톱 1, 2 등급의 비율이 41.
- 핵심보전지역 내 중 랑천 상류 야생생물 보호구역, 중랑천 하류 철새보호구역 등 주요 보전지역은 시나리오 Ⅰ, Ⅱ 모두 유역권 내부에 포함되고 있었으며, 보전지역 내 서식하는 표범장지뱀, 원앙, 흰목물떼새 등 멸종위기종, 천연기념물 등은 모두 동일하게 분포하였다.
- 핵심보전지역에 인접한 완충지역을 비교한 결과, 시나리오 Ⅰ은 6개의 유역권으로 면적은 7,801,651m2를 차지하였으며, 전체 유역권 중 13%가 도출되었다. 시나리오Ⅱ는 4개의 유역권으로 면적은 11,925,086m 2를 차지하였으며, 전체 유역권 중 20%가 도출되었다.
- 보전가치를 90%를 부여한 시나리오Ⅰ의 핵심보전지역 유역권 수는 7개, 면적은 13,888,261m2로 전체 유역권 중 24%가 도출되었 다. 핵심보전지역의 보전가치를 70%를 부여하여 보전지역 간 연계를 높인 시나리오Ⅱ의 핵심보전지역은 6개로 면적은 10,349,511m2로 전체 유역권 중 18%를 차지하였으며, 시나리오 Ⅰ과 Ⅱ의 핵심보전지역은 모두 중랑천 상류와 하류에 위치하고 있었다. 시나리오Ⅰ과 시나리오Ⅱ의 핵심보전지역을 비교한 결과, 시나리오Ⅰ의 핵심보전지역 유역권 수와 면적 모두 높게 도출되었다.
후속연구
- 먼저 하천 내 관리방안으로는 첫째, 불법 어로행위, 로드킬 등 생물 위협요인 제거를 위한 산책로 및 자전거도로 우회로 조성 및 산책로 폐쇄, 철새보호구역 내 어로행위 감시 등이 필요하였다. 둘째, 지속적인 모니터링을 통한 생물서식처 변화 기록 및 위협요인 조기 제거 등이 필요하였다. 보전지역 내 생물 서식현황 및 변화를 기록하여 생물에 위협이 되는 요인을 제거할 필요가 있었다.
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