[논문]임농복합경영 대상지 적지 분석: 북한 황해북도 수안군을 중심으로

권수경; 박소영; 권순덕

doi:10.14578/jkfs.2022.111.4.667

[국내논문] 임농복합경영 대상지 적지 분석: 북한 황해북도 수안군을 중심으로
Agroforestry Site-suitability Analysis in Suan-gun, Hwanghaebuk-do, North Korea 원문보기

한국산림과학회지 = Journal of korean society of forest science, v.111 no.4, 2022년, pp.667 - 675

권수경 (국립산림과학원 국제산림연구과) , 박소영 (국립산림과학원 국제산림연구과) , 권순덕 (국립산림과학원 국제산림연구과)

초록
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혼농임업(agroforestry)은 임업, 농업, 축산업을 병행하여 지속적인 농업을 가능케 하는 생태·경제적 토지이용 체계로, 임농복합경영은 혼농임업의 북한식 표현이다. 북한은 경사 산지 및 산림황폐지 복구를 위한 전략으로 임농복합경영을 선택하였다. 임농복합경영은 남북산림협력 분과회담의 의제로 제시된 바 있으며, 한반도 산림탄소흡수원을 확충하고 '2050 탄소중립 전략'과 '한반도 그린데탕트'를 추진하기 위한 수단으로 주목받고 있다. 본 연구는 북한 산림황폐지 상시 모니터링 지역이자 ICRAF(세계혼농임업센터) 혼합임농경영 시범지인 황해북도 수안군을 대상으로 하여 임농복합경영 대상지 적지 분석을 수행하였다. 문헌 분석을 통해 임농복합경영 대상지 입지조건을 분석하여 대상지 선정의 기준을 정하고, GIS 중첩분석을 응용하여 임농복합경영 적지 분석 지도를 제작하여 시각화하였다. 약 8,839 ha의 경사지가 임농복합경영에 적합한 지역으로 선정되었으며, 이는 수안군 전체 면적의 약 15%에 해당하였다. 본 연구에서 제작한 지도와 구글 어스 위성영상을 대조하여 육안판독을 통해 수안군의 임농복합경영 등 토지이용 현황을 확인하고 결과를 검증하였다. 본 연구는 향후 자연환경적인자와 사회경제적인자에 대한 고찰을 통해 인자 간 상대적 중요도를 평가하고, 전국적 단위에서 정확도 높은 임농복합경영 적지 분석 지도를 제작하여 남북산림협력 정책의 기초자료를 제작하는데 기여할 것이다.

Abstract ▼ AI-Helper

Agroforestry is an ecological and economic land-use system that enables sustainable agriculture by combining forestry, agriculture, and livestock industries. North Korea chose agroforestry as a strategy for the restoration of sloping land and deforested land. Agroforestry was proposed for the inter-Korean forest cooperation subcommittee meeting and is currently highlighting carbon removal and promoting the '2050 Carbon Neutral Strategy' and 'Korea Peninsula Green Détente.' The study area, Suan-gun, Hwanghaebuk-do, is a constant deforestation monitoring area and a pilot site for management by the International Center for Research in Agroforestry. The requirements for agroforestry were analyzed through literature analysis. The agroforestry site-suitability map was visualized by applying GIS overlap analysis. Approximately 8,839 ha of sloping area was selected as suitable for agroforestry management, which is about 15% of Suan. We compared the map with Google Earth images and visually detected the land use status, such as agroforestry in Suan, to verify the results. As a future study, we will consider both natural-environment and socioeconomic factors and evaluate the relative importance of the factors to produce a high-accuracy agroforestry sitesuitability map at the national scale with the goal of producing basic data for the inter-Korea forest cooperation policy for long-term goals.

Keyword

표/그림 (6)

그림 Figure 1. Study area: Suan-gun, Hwanghaebuk-do, North Korea.
그림 Figure 2. Used data for agroforestry site-suitability analysis of Suan.
표 Table 1. Criteria for selection of suitable sites for agroforestry.
그림 Figure 3. Land cover classification map of Suan.
그림 Figure 4. Input data and results of agroforestry site-suitability analysis.
그림 Figure 5. Deforested land and agroforestry sites on Google Earth imagery.

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구에서는 기존의 개념과 정책 중심에서 수행되었던 북한 임농복합경영 연구에서 나아가 선행연구에서 다루지 않았던 임농복합경영 대상지의 공간적 접근을 통해 통계 작성을 위한 기초자료의 제작과 시각화를 목적으로 1) 문헌 분석으로 임농복합경영 대상지 입지조건을 분석하여 임농복합경영 대상지 선정을 위한 기준을 정하고, 2) 임농복합경영 대상지 입지조건 중첩분석을 수행하여 임농복합경영 적지 분석 지도를 제작하였다. 3) 적지 분석 지도와 구글 어스 위성영상을 대조하여 육안판독을 통해 수안군 임농복합경영 적지 분석 지도와 현황을 비교하였다.
본 논문은 북한의 산림황폐지 복구뿐만 아니라 식량안보, 에너지문제를 동시에 해결할 수 있는 환경적·경제적 돌파구인 임농복합경영의 현황을 파악하고 향후 대상지를 선정하기 위한 기초자료인 임농복합경영 적지 분석 지도를 제작함으로써 향후 지속가능한 남북산림협력의 의제와 사업을 발굴하여 ‘한반도 그린데탕트’의 추진 방향을 제안하는 것을 목적으로 한다.
(2014)은 남북협력으로 임농복합경영 사업 대상지를 선정할 때 임농복합 경영 시설 건설 및 유지보수에 필요한 기자재와 생산품을 수송하기 위한 관계자 및 물자의 물리적 접근 가능성을 중요하게 꼽았다. 따라서, 향후 북한 공간 자료를 추가 확보하여 도로 인접성, 인구 밀도, 묘목 또는 자재 운반 비용 등 임농복합경영지 선정에 있어 큰 영향을 끼치는 사회경제적 인자에 대한 부분을 보완하고자 한다. 또한 기존의 자연환경적인자를 적정 수종에 따른 표고, 기상, 기후 등으로 확대하여 인자 간 연관성 분석을 수행하고 판독 가능한 임농복합경영지와 대조하여 더욱 최적화된 적지 분석 결과를 산출하고자 한다.
따라서, 향후 북한 공간 자료를 추가 확보하여 도로 인접성, 인구 밀도, 묘목 또는 자재 운반 비용 등 임농복합경영지 선정에 있어 큰 영향을 끼치는 사회경제적 인자에 대한 부분을 보완하고자 한다. 또한 기존의 자연환경적인자를 적정 수종에 따른 표고, 기상, 기후 등으로 확대하여 인자 간 연관성 분석을 수행하고 판독 가능한 임농복합경영지와 대조하여 더욱 최적화된 적지 분석 결과를 산출하고자 한다.
이에 따라 본 연구는 북한의 임농복합경영에 대한 통계 자료를 구축하여 남북산림협력 전략을 수립하기 위한 북한산림공간정보 기초자료를 제작하는 것을 목적으로 하였다. 임농복합경영 시범단지인 북한 황해북도 수안군을 연구 대상지로 하여 임농복합경영 적지 분석을 수행하고 임농복합경영 대상지 면적을 선제적으로 분석하였다.
본 연구는 기존 연구에서 다루지 않았던 임농복합경영 대상지의 정량화와 시각화에 의미가 있다. 향후 북한 생태 지리구획 별 적정수종의 생육특성 등 자연환경적인자와 더불어 사회경제적인자(도로 인접성, 자재 운반비용, 인구밀도 등)를 수집하고, 각 인자의 정량적 고찰을 기반으로 인자간 상대적 중요도를 평가하여 북한 전역에서 정확도 높은 임농복합경영 적지 분석을 수행함으로써 북한산림 공간 정보의 제작을 구체화하고 상세화하는 것을 목표로 한다.

가설 설정

이에 따르면 ‘ㅅ’군에서는 경사도 15° 이하, 15-25°에 임농대상지가 분포되어있어 ‘좋은 유형’으로 평가했다. 따라서 본 연구에서는 완경사지와 보통경사지를 높음(3)으로 정했고 급한경사지를 보통(2), 나머지를 낮음(1)으로 정했다. 토양깊이 등급, 즉 토심 등급은 30 cm이하, 30-50 cm, 50 cm 이상으로 분류하고 토심 50 cm 이상을 높음(3), 30-50 cm를 보통(2), 30 cm 미만을 낮음(1)로 정했다.

제안 방법

본 연구에서는 기존의 개념과 정책 중심에서 수행되었던 북한 임농복합경영 연구에서 나아가 선행연구에서 다루지 않았던 임농복합경영 대상지의 공간적 접근을 통해 통계 작성을 위한 기초자료의 제작과 시각화를 목적으로 1) 문헌 분석으로 임농복합경영 대상지 입지조건을 분석하여 임농복합경영 대상지 선정을 위한 기준을 정하고, 2) 임농복합경영 대상지 입지조건 중첩분석을 수행하여 임농복합경영 적지 분석 지도를 제작하였다. 3) 적지 분석 지도와 구글 어스 위성영상을 대조하여 육안판독을 통해 수안군 임농복합경영 적지 분석 지도와 현황을 비교하였다.
논문에 따르면 대부분의 임농복합경영 대상지는 농경지, 경사지와 인접하다. 논문에서는 임농복합경영 대상지의 입지조건 평가 요소를 지형조건(해발고, 경사도, 방위), 토양조건(모암, 기계적조성, 토심), 기상조건(연평균기온, 연평균강수량) 총 8가지 인자로 정리하였다.
또한 농경지와 경사면이 맞닿는 경사도 15-30° 사이의 산지에서 특히 부대기밭(화전), 불탄 자리, 무립목지 등에 임농복합경영이 적용되며, 경사도 30° 이상의 산지에는 임농복합경영 사업보다는 보호구역 및 조림이 우선된다고 정리하였다. 본 연구에서는 선행연구에서 나타난 임농복합경영 대상지 입지조건의 분류 기준을 종합하여 적지 분석 등급과 육안판독 기준을 정리하여 결과 및 고찰에 서술하고 연구에 적용하였다.
수안군 임농복합경영 대상지 적지 분석 지도를 제작하기 위해 대상지 입지조건 인자에 정수값의 등급을 부여하여 중첩분석을 수행하였다. Figure 2는 선행연구를 바탕으로 선정한 임농복합경영 대상지 입지조건 5가지(경사, 토심, 지형, 방위, 토지피복)을 시각화한 것이다.
서로 다른 해상도와 좌표계를 가지는 Figure 2의 입지조건 요소 래스터 데이터에 대해 공간정보 처리 소프트웨어인 ArcMap을 활용하여 공간해상도 5 m 및 UTM zone 52 N 좌표계로 통일하여 전처리를 수행하였다. 이는 각각 토지피복도(Land Cover map)를 기준으로 하였고, 데이터의 손실을 막기 위해 모든 데이터는 전처리 과정에서 국토지리정보원에서 2019년 제작한 북한 행정구역도를 참조하여 수안군 행정구역도 기준 1 km 버퍼를 적용하였다. 임농복합경영 적지 분석 지도의 검증은 구글 어스(Google Earth Pro)에서 제공하는 다중 시기 고해상 위성영상을 활용하였으며, 최종 결과는 수안군 행정구역도 내 영역에서 산출하였다.
이는 각각 토지피복도(Land Cover map)를 기준으로 하였고, 데이터의 손실을 막기 위해 모든 데이터는 전처리 과정에서 국토지리정보원에서 2019년 제작한 북한 행정구역도를 참조하여 수안군 행정구역도 기준 1 km 버퍼를 적용하였다. 임농복합경영 적지 분석 지도의 검증은 구글 어스(Google Earth Pro)에서 제공하는 다중 시기 고해상 위성영상을 활용하였으며, 최종 결과는 수안군 행정구역도 내 영역에서 산출하였다.
수안군 임농복합경영 대상지 적지 분석을 위해 각 입지 조건의 적합성에 따라 등급을 설정하고 점수를 부여하였다(Table 1). Lee(2017)는 ‘GIS를 리용한 림농복합경영대상지들의 류형분류방법에 대한 연구’에서 ‘ㅅ’군의 임농복합경영대상지에 대한 경사도, 토양깊이, 상대적 위치를 분석하였다.
RapidEye 생육기(2015.9.12., 9.16., 9.17.)·비생육기(2015.4.27.) 영상을 각각 객체분할한 후 판독 라이브러리를 참조한 감독분류기법(MLC)을 활용하여 수안군의 토지피복을 산림(침엽수림, 활엽수림, 혼효림), 초지, 농경지, 시가 건조지, 나지, 수역으로 분류하였다
SRTM DEM 경사도 데이터를 활용하여 경사도 15° 이상에 해당하는 초지, 농경지, 나지를 각각 무립목지, 개간산지, 산간나지 즉 산림 황폐지로 분류하였다
임농복합경영 대상지 입지조건 중 하나인 토지피복 분석을 위해 수안군 토지피복도를 제작하였다(Figure 3). RapidEye 생육기(2015.
따라서 1 시그마(12.45) 이상에 해당하는 13-15점을 가지는 지역을 ‘높은 적합성을 가지는 임농복합경영 대상지’로 분류하였다
임농복합경영 대상지 입지조건 총 5가지 (경사도, 토심, 지형, 방위, 토지피복)에 대해 래스터 데이터를 각각 적합성 낮음(1), 보통(2), 높음(3)으로 등급화하여 Reclassify를 수행한 후, ArcMap의 Raster Calculator 기능을 활용하여 중첩하였다(Figure 4). 이때, 인자간 상대적 중요도를 평가하기 어려우므로 동일 가중치를 부여하였다.
임농복합경영지는 항공·위성영상에서 판독할 경우 등고선을 따라 일정한 줄 사이 간격(줄식의 경우 4-5 m, 띠식의 경우 7-8 m)과 식재열(줄식의 경우 단일 식재열, 띠식의 경우 띠너비 2 m)을 보이는 줄식, 띠식 식재방법이 특징적이다. C와 D는 모두 줄 사이 간격이 약 6 m인 임농복합경영지로 판단되며, 적지 분석 지도를 활용하여 수안군 내에 위치한 최소 5 곳 이상의 임농복합경영지를 육안판독 하였다.
이에 따라 본 연구는 북한의 임농복합경영에 대한 통계 자료를 구축하여 남북산림협력 전략을 수립하기 위한 북한산림공간정보 기초자료를 제작하는 것을 목적으로 하였다. 임농복합경영 시범단지인 북한 황해북도 수안군을 연구 대상지로 하여 임농복합경영 적지 분석을 수행하고 임농복합경영 대상지 면적을 선제적으로 분석하였다.
본 연구는 1) 문헌 분석을 통해 경사도, 토심, 지형, 향 등 자연환경적인자와 토지피복 등 사회경제적인자 등 입지조건을 선정하였고, 2) 입지조건을 등급화 및 중첩분석하여 임농복합경영 적지 분석 지도를 제작하였다. 3) 제작한 임농복합경영 적지 분석 지도와 비교하여 구글 어스 영상자료를 육안판독하여 결과를 검증하였다.
본 연구는 1) 문헌 분석을 통해 경사도, 토심, 지형, 향 등 자연환경적인자와 토지피복 등 사회경제적인자 등 입지조건을 선정하였고, 2) 입지조건을 등급화 및 중첩분석하여 임농복합경영 적지 분석 지도를 제작하였다. 3) 제작한 임농복합경영 적지 분석 지도와 비교하여 구글 어스 영상자료를 육안판독하여 결과를 검증하였다. 그 결과로, 약 8,839 ha의 영역이 임농복합경영 수행에 높은 적합성을 가지는 지역으로 분석되었으며, 최소 5 곳 이상에서 임농복합경영이 수행됨을 판독하였다.

대상 데이터

북한 문헌은 NKtech(북한과학기술네트워크, http://www.nktech.net)를 검색기반으로 하여 ‘림농’, ‘림농복합경영’의 키워드를 검색어로 사용하였으며, 국내외 문헌은 각각 Science on(https://scienceon.kisti.re.kr/)과 Google 학술 검색(Google Scholar, https://scholar.google.co.kr)에서 ‘임농복합경영’, ‘림농복합경영’, ‘agroforestry DPRK’ 등의 검색어를 활용하였다.
수안군은 북한의 임농복합경영 시범지로서 2003년 이후 오랜기간 임농복합경영이 수행되어 다른 지역에 비해 변화 추이를 파악하기 용이하며 북한 신문 ‘노동신문(로동신문)’에서 임농복합경영 모범사례로 소개된 바 있어 황해북도 수안군을 연구 대상지로 선정하였다(Figure 1).
북한의 임농복합경영 대상지 입지조건을 분석하기 위해 국내외 논문과 연구보고서 등의 문헌자료를 수집하였다. 북한 문헌은 NKtech(북한과학기술네트워크, http://www.
Figure 2는 선행연구를 바탕으로 선정한 임농복합경영 대상지 입지조건 5가지(경사, 토심, 지형, 방위, 토지피복)을 시각화한 것이다. 각각 국토지리정보원에서 2013년 제작한 한반도 10 m DEM으로부터 생성한 경사 데이터(Slope)와 향(Aspect), 임업진흥원에서 2016년 제작한 북한 산림입지토양도 중 지형(Land form)과 토심(Soil Depth), RapidEye 영상으로부터 제작한 토지피복도(Land Cover map)이다.

성능/효과

높은 임농복합 경영 대상지 적합성을 가지는 영역은 약 8,839 ha에 해당하였다. 수안군의 면적이 약 57,348 ha이므로 수안군의 약 15%에 해당하는 면적을 임농복합경영 우선 수행에 적합한 대상지로 판단하였다.
기존의 임농복합경영지 판별 방법은 구글 어스 위성영상을 활용한 전지역 육안판독으로, 상당한 품이 들었다. 본 연구에서 제작한 임농복합경영지 적지 분석 지도를 참조하여 판독할 경우 적합도가 높은 대상지를 우선적으로 판독하여 기존 방식에 비해 효율적이라는 장점이 있었다. 향후 본 연구를 인자 측면에서 보완하여 더 효율적이고 정확한 임농복합경영 적지 분석 및 현황 파악에 접근하고자 한다.
3) 제작한 임농복합경영 적지 분석 지도와 비교하여 구글 어스 영상자료를 육안판독하여 결과를 검증하였다. 그 결과로, 약 8,839 ha의 영역이 임농복합경영 수행에 높은 적합성을 가지는 지역으로 분석되었으며, 최소 5 곳 이상에서 임농복합경영이 수행됨을 판독하였다. 이는 수안군 전체 면적 약 57,348 ha의 15%에 해당하며, 이에 해당하는 일부 지역에서는 임농복합경영이 수행되고 있는 것을 확인하였다.

후속연구

국내외의 선행연구는 주로 임농복합경영의 개념과 방식을 소개하며 경제적, 정책적으로 접근하고 있으며, 공간정보를 활용한 적지 선정 등 공간적인 분석은 미비한 상황이다. 향후 임농복합경영을 비롯한 남북산림협력 정책을 제안하고 이를 평가하기 위해서 임농복합경영 대상지의 정량적인 연구, 특히 입지조건을 포함한 데이터의 시각화와 공간적 분석이 수행되어야 한다.
한편, GIS 중첩분석을 활용한 입지 분석 과정은 일반적으로 표고, 경사, 사면 방향, 토양 등 자연환경요소와 토지 이용, 도로 인접성, 인구밀도 등 사회경제적요소 외에 법제적요소, 정책적요소 등의 입지결정인자를 동시에 고려한다(Kim and Chung, 2001). 본 연구에서는 북한이라는 공간적인 특성상 토지피복도를 제외한 사회경제적요소를 활용하지 못한 한계가 있었다. Son et al.
본 연구에서 제작한 임농복합경영지 적지 분석 지도를 참조하여 판독할 경우 적합도가 높은 대상지를 우선적으로 판독하여 기존 방식에 비해 효율적이라는 장점이 있었다. 향후 본 연구를 인자 측면에서 보완하여 더 효율적이고 정확한 임농복합경영 적지 분석 및 현황 파악에 접근하고자 한다.

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상세보기
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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

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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