[논문]묵논습지 환경요인 및 생태영향권 내 토지피복유형 변화 분석

박미옥; 권순효; 백승준; 서주영; 구본학

doi:10.17663/jwr.2022.24.4.331

묵논습지 환경요인 및 생태영향권 내 토지피복유형 변화 분석
An Analysis of Environmental Factors of Abandoned Paddy Wetlands as References and Changes in Land Cover Types in the Influence Area 원문보기

한국습지학회지 = Journal of wetlands research, v.24 no.4, 2022년, pp.331 - 344

박미옥 (나사렛대학교) , 권순효 (상명대학교 대학원) , 백승준 (상명대학교) , 서주영 (나사렛대학교) , 구본학 (상명대학교)

초록
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본 연구는 묵논습지 토양 및 수문환경 특성을 분석하고 생태영향권 내 토지피복 유형의 변화를 고찰하여 묵논습지에 영향을 끼치는 다양한 환경요인 중에서 묵논 토양 및 수질 환경요인을 분석하고 생태영향권 내 토지피복유형의 변화를 살펴보았다. 습지화가 진행되고 있는 묵논습지를 대상으로 문헌연구와 환경공간정보서비스 및 예비답사를 통해 묵논습지를 선정 후 추가 정밀답사를 실시하여 묵논습지 생태환경 특성을 규명하였으며, 1980년대 이후 40년간의 생태영향권 내 토지피복유형의 변화를 고찰하여 표준 묵논습지의 내부적 외부적 환경요인을 분석함으로써 묵논습지 보전 복원 창출을 위한 기초 자료를 제공하고자 하였다. 본 연구를 통해 급증하는 유휴농경지를 습지로 천이되도록 하여 자연습지와 동등 또는 그 이상의 기능을 발휘할 수 있도록 관리할 수 있을 것이다. 특히 토지피복변화를 통해 묵논습지가 주변생태적 영향권으로 확산될 수 있는 단서를 확인한 바 본 연구대상지는 묵논습지의 표준습지로서의 가능성이 높은 것으로 판단되며, 추후 정밀조사를 통해 지형과 토양, 물순환 체계와 탄소감축 성능 등을 정밀 분석한다면 묵논습지의 발달 과정을 표준화할 수 있을 것이다. 묵논습지 생태영향권의 토지피복유형은 주로 산림과 농경지가 분포하였지만 대체로 최근 10-20년 사이에 급속도로 감소하였고, 산림은 침엽수림에서 활엽수림이나 혼효림 또는 초지 등으로 바뀌고 있었다. 아직은 습지로 온전히 전화되지 못하고 나지 또는 초지 형태를 유지하고 있는 것으로 나타났는데, 휴경된 지 30년 이상 경과되어 자연습지화 된 사례에서 볼 수 있는 것처럼 점차 자연습지와 구조적으로나 기능적으로 유사한 습지로 천이가 진행될 것으로 예측된다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study analyzed the characteristics of the soil and hydrological environment of abandoned paddy wetlands examined the changes in land cover type in the ecological affect area, analyzed the environmental factors of abandoned paddy wetlands, and examined the changes in land cover type in the ecological impact area. The ecological environment characteristics of the reference abandoned paddy wetlands were investigated through literature research, environmental spatial information service, and preliminary exploration of the abandoned paddy wetlands, and the basic data for the restoration of abandoned paddy wetlands ware provided by examining the changes in land cover type in the ecological impact area for 40 years. Through this study, it will be possible to manage the rapidly increasing number of abandoned farmland to be converted into wetlands so that it can perform functions equivalent to or greater than that of natural wetlands. In particular, as we checked the clues that abandoned paddy wetlands could spread to surrounding ecological influences through land cover changes, the study sites are highly likely to be reference wetlands, and if the topography, soil, water circulation system, and carbon reduction performance are analyzed carefully, it will be possible to standardize the development process. In addition, through the change in land cover, clues were confirmed that the abandoned paddy wetlands could spread to the surrounding ecological affect areas. The land cover type in the ecological impact area, forests was mainly distributed, but generally decreased rapidly in the last 10-20 years, and forests were changing from coniferous forests to broad-leaved forests, mixed forests, or grassland. It has not yet been fully called to the wetland, and it is found that it has maintained the form of barren or grassland, and as can be seen in the case of natural wetlands after more than 30 years after abandoned, it is expected that the transition will gradually proceed to wetlands that are structurally and functionally similar to natural wetlands.

주제어

표/그림 (16)

표 Table 1. Site location and images
표 Table 2. Type Classification of Abandoned Paddy Wetlands
표 Table 3. Soil and Water (Dangjin 3)
표 Table 4. Changes in land cover type over time (Dangjin 3) ¹⁾
표 Table 5. Soil and Water (Seosan 4)
표 Table 6. Changes in land cover type over time (Seosan 4)
표 Table 7. Soil and Water (Seosan 8)
표 Table 8. Changes in land cover type over time (Seosan 8)
표 Table 9. Soil and Water (Hongseong 1)
표 Table 10. Changes in land cover type over time (Hongseong 1)
표 Table 11. Soil and Water (Boryeong 2)
표 Table 12. Changes in land cover type over time (Boryeong 2)
표 Table 13. Soil and Water (Yesan 8)
표 Table 14. Changes in land cover type over time (Yesan 8)
표 Table 15. Soil and Water (Daejeon 1)
표 Table 16. Changes in land cover type over time (Daejeon 1)

AI 본문요약
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문제 정의

이렇게 묵논습지 주변 생태적 영향권 내 토지피복 유형은 묵논의 발달과정과 관리, 활용, 기능 및 생태계서비스 형성에 큰 영향을 끼치는 요인임에도 불구하고 묵논의 토양이나 식생연구에 비해 묵논 주변 생태적 영향권 내의 토지피복 현황을 분석한 연구는 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구는 우리나라 도시화, 산업화로 휴경지가 급격하게 증가하기 시작하던 1980년대 이후 중부지방에 발달한 묵논습지 유형 분류체계를 구축하고 토양 및 수문환경 특성을 분석하고 생태영향권 내 토지피복 유형의 변화를 규명하여 향후 묵논습지의 보전 전략과 복원 및 조성모델을 구축하기 위한 기초자료를 제공하기 위해 수행되었다.
외국에 비해 도시화와 고령화 속도가 빠른 우리나라 현실에서 70~80년대 이후 급증한 유휴농경지는 일부는 육지화되고 또 다른 일부는 습지화되고 있다. 본 연구에서는 습지화가 진행되고 있는 묵논습지의 전형으로서 문헌연구와 위성영상, 항공사진, 답사, 정밀조사 등을 통해 묵논습지 유형 분류체계를 정립하고 묵논습지에 영향을 끼치는 다양한 환경요인 중에서 묵논 토양 및 수질 환경요인을 분석하고 생태영향권 내 토지피복유형의 변화를 살펴봄으로써 향후 묵논습지 보전 복원 창출을 위한 기초 자료를 제공하고자 수행하였다.

제안 방법

유형분류는 분류 목적에 따라 다양하게 설정할 수 있으나 본 연구에서는 생물다양성에 초점을 맞추어 제안하였다. 1차 답사 후보지 46개 묵논습지 조사 결과를 바탕으로 지형 및 입지, 식생군락, 물순환체계를 분류키로 설정하고 각 3개의 변수로 구분하였다. 지형은 평지, 경사지, 계곡/골짜기, 식생군락은 교관목 우점, 수생식물 우점, 육상식생 우점, 물순환체계는 지하수형, 유수연계형, 빗물형 등으로 각각 조합하여 다음과 같이 27개 유형으로 분류하였다.
2000년 이후의 속성정보는 환경공간정보서비스에서 제공하는 속성값을 기준으로 면적을 산출하여 분석하였고, 2000년 이전의 토지피복도에는 속성값이 제시되지 않고 시각적인 피복분류도면만 제시되기 때문에 GIS를 이용하여 토지 피복지도 상에서 수작업으로 폴리곤으로 경계를 따라 다각형을 그린 후 면적기능을 이용하여 면적을 산출하였다. 각 연대별 토지피복지도는 국토지리정보원에서 제공하는 항공 사진을 통해 실내에서 검증하였으며, 2021년 토지피복은 작성 이후 현재까지 변화가 있을 수 있으므로 추가 변화 여부는 현장 답사를 통해 확인 검증하였다.
2000년 이후의 속성정보는 환경공간정보서비스에서 제공하는 속성값을 기준으로 면적을 산출하여 분석하였고, 2000년 이전의 토지피복도에는 속성값이 제시되지 않고 시각적인 피복분류도면만 제시되기 때문에 GIS를 이용하여 토지 피복지도 상에서 수작업으로 폴리곤으로 경계를 따라 다각형을 그린 후 면적기능을 이용하여 면적을 산출하였다. 각 연대별 토지피복지도는 국토지리정보원에서 제공하는 항공 사진을 통해 실내에서 검증하였으며, 2021년 토지피복은 작성 이후 현재까지 변화가 있을 수 있으므로 추가 변화 여부는 현장 답사를 통해 확인 검증하였다.
기초 자료로는 환경공간정보서비스에서 제공하는 토지피복지도(대분류, 해상도 30m; 중분류, 해상도 5m; 세분류, 해상도 1m), 국토지리정보원 국토정보플랫폼 통합지도서비스에서 제공하는 정사영상과 1：5,000 수치지형도, 항공 사진 등을 사용하여 GIS를 이용하여 소형동물의 이동범위와 물순환 등을 기준으로 묵논습지 주변 생태적 영향권을 300m로 설정하여 토지피복 유형과 면적, 비율 등을 분석하였다. 시간의 흐름에 따른 토지피복 변화를 분석하기 위해 환경공간정보서비스에서 제공되는 연도를 기준으로 대분류(1:50,000; 해상도 30m급; 7분류)는 1980년, 2000년, 2021년 등 20년 간격으로 40년간의 변화를 분석하였다.
묵논습지 유형은 생물다양성의 관점에서 지형 및 입지, 식생군락, 물순환체계를 분류키로 설정하고 27개 유형으로 분류하였다. 토성은 대체적으로 미사와 점토가 높게 함유된 경향을 보였으며 pH는 대체적으로 약산성~중성의 경향이고 EC는 대상지 전반적으로 낮은 수치를 보였다.
묵논습지를 대상으로 토양 및 수문환경을 분석하였다. 토양은 각 습지별로 대표 지점을 선정하여 토양 깊이에 따라 S1(0~15cm), S2(15~30cm), S3(30~50cm)로 각각 구분 채취하였다.
본 연구는 충남도마을습지 인벤토리(6652sites), 농림수산부 팜맵서비스 휴경속성정보(7481sites), 환경부 유휴농경지(119sites) 등 기초자료를 토대로, 문헌연구와 정사영상, 환경공간정보서비스 및 답사를 통해 먼저 유형분류체계를 정립하였다. 이를 토대로 모니터링 대상 묵논습지를 선정 후 추가 정밀답사를 실시하여 묵논습지 생태환경 특성을 규명하고 1980년대 이후 40년간의 생태영향권 내 토지피복유형의 변화를 살펴봄으로써 표준 묵논습지의 내부적 외부적 환경요인을 분석하였다.
토양은 각 습지별로 대표 지점을 선정하여 토양 깊이에 따라 S1(0~15cm), S2(15~30cm), S3(30~50cm)로 각각 구분 채취하였다. 분석항목별로는 pH(1:5), EC, 유기물함량, 총질소, 암모니아태질소, 질산태질소, 총인 등 화학성과 물리성으로 토성 등 8개 항목을 분석하였다. 수질은 유입수와 유출수 등 2개 지점에서 채취하여 pH, EC, TOC, 총질소, 암모니아태질소, 질산태질소, 총인 (총 7개 항목)을 측정하였다.
중분류(1:25,000; 해상도 5m급; 22분류)는 2000년 이후의 환경공간정보만 제공되기 때문에 2000, 2007, 2013, 2021 등 6-8년 간격으로 20년의 변화를 분석하였다. 세분류(1:5,000; 해상도1m급; 41분류)는 2021년도만 제공되기 때문에 시계열적 변화를 보기보다는 2021년도 각 묵논습지 주변 토지피복현황을 비교하였다.
분석항목별로는 pH(1:5), EC, 유기물함량, 총질소, 암모니아태질소, 질산태질소, 총인 등 화학성과 물리성으로 토성 등 8개 항목을 분석하였다. 수질은 유입수와 유출수 등 2개 지점에서 채취하여 pH, EC, TOC, 총질소, 암모니아태질소, 질산태질소, 총인 (총 7개 항목)을 측정하였다.
유형분류는 분류 목적에 따라 다양하게 설정할 수 있으나 본 연구에서는 생물다양성에 초점을 맞추어 제안하였다. 1차 답사 후보지 46개 묵논습지 조사 결과를 바탕으로 지형 및 입지, 식생군락, 물순환체계를 분류키로 설정하고 각 3개의 변수로 구분하였다.
본 연구는 충남도마을습지 인벤토리(6652sites), 농림수산부 팜맵서비스 휴경속성정보(7481sites), 환경부 유휴농경지(119sites) 등 기초자료를 토대로, 문헌연구와 정사영상, 환경공간정보서비스 및 답사를 통해 먼저 유형분류체계를 정립하였다. 이를 토대로 모니터링 대상 묵논습지를 선정 후 추가 정밀답사를 실시하여 묵논습지 생태환경 특성을 규명하고 1980년대 이후 40년간의 생태영향권 내 토지피복유형의 변화를 살펴봄으로써 표준 묵논습지의 내부적 외부적 환경요인을 분석하였다.
시간의 흐름에 따른 토지피복 변화를 분석하기 위해 환경공간정보서비스에서 제공되는 연도를 기준으로 대분류(1:50,000; 해상도 30m급; 7분류)는 1980년, 2000년, 2021년 등 20년 간격으로 40년간의 변화를 분석하였다. 중분류(1:25,000; 해상도 5m급; 22분류)는 2000년 이후의 환경공간정보만 제공되기 때문에 2000, 2007, 2013, 2021 등 6-8년 간격으로 20년의 변화를 분석하였다. 세분류(1:5,000; 해상도1m급; 41분류)는 2021년도만 제공되기 때문에 시계열적 변화를 보기보다는 2021년도 각 묵논습지 주변 토지피복현황을 비교하였다.

대상 데이터

kr/)과 다음지도 등에서 제공하는 정사영상과 항공사진을 활용하여 휴경여부를 확인하여 1차 대상지 46개소를 선정하였다. 46개 묵논습지에 대한 현장답사를 통해 지형, 물순환, 식생 등 습지 3요소를 판별지표로 하여 17개 대상지를 선정하였고, 추가 정밀조사를 통해 묵논습지 유형과 생태성을 대표하는 묵논습지 7개소를 선정하였다(Table 1).
본 연구는 공간적으로는 중부지방의 대표적인 논습지 문화권인 충청남도 및 대전시에 분포하는 묵논습지를 대상으로 환경요인을 분석하였으며, 시간적으로는 환경공간정보서비스(https://egis.me.go.kr/)에서 제공하는 토지피복도를 근거로 항공사진과 피복지도 서비스가 시작한 1980년부터 현재(2021년)까지의 변화를 분석하였다.
기초 자료로는 환경공간정보서비스에서 제공하는 토지피복지도(대분류, 해상도 30m; 중분류, 해상도 5m; 세분류, 해상도 1m), 국토지리정보원 국토정보플랫폼 통합지도서비스에서 제공하는 정사영상과 1：5,000 수치지형도, 항공 사진 등을 사용하여 GIS를 이용하여 소형동물의 이동범위와 물순환 등을 기준으로 묵논습지 주변 생태적 영향권을 300m로 설정하여 토지피복 유형과 면적, 비율 등을 분석하였다. 시간의 흐름에 따른 토지피복 변화를 분석하기 위해 환경공간정보서비스에서 제공되는 연도를 기준으로 대분류(1:50,000; 해상도 30m급; 7분류)는 1980년, 2000년, 2021년 등 20년 간격으로 40년간의 변화를 분석하였다. 중분류(1:25,000; 해상도 5m급; 22분류)는 2000년 이후의 환경공간정보만 제공되기 때문에 2000, 2007, 2013, 2021 등 6-8년 간격으로 20년의 변화를 분석하였다.
연구대상지는 마을습지 인벤토리(Park et al., 2014-2019; 6,652 sites), 농림수산부 팜맵서비스(agis.epis.or.kr) 2020년 영상분석에서 휴경속성정보 추출(7,481sites), MOE(2008) 유휴농경지 및 폐염전 생태적 복원 및 활용 기술 개발 연구 중 유휴농경지 sample site (119 sites)를 기초자료로 하여 국토정보플랫폼(http://map.ngii.go.kr/)과 다음지도 등에서 제공하는 정사영상과 항공사진을 활용하여 휴경여부를 확인하여 1차 대상지 46개소를 선정하였다. 46개 묵논습지에 대한 현장답사를 통해 지형, 물순환, 식생 등 습지 3요소를 판별지표로 하여 17개 대상지를 선정하였고, 추가 정밀조사를 통해 묵논습지 유형과 생태성을 대표하는 묵논습지 7개소를 선정하였다(Table 1).

성능/효과

갈대, 부들, 버드나무 등이 분포하며 일부 나대지로 방치된 전형적인 평지수생식물우점지표수형(T1V2H2) 묵논 습지로서, 토양 및 수질분석 결과(Table 11) pH는 약산성으로 나타났으며 토성은 미사질양토~양토로 분석된다. 유기물함량은 평균적으로 높은데 이는 토성중 미사와 점토질이 많은 것이 원인인 것으로 판단된다.
이는 묵논습지 주변에 분포하던 농경지가 2010년대 후반 이후 급격하게 휴경지로 바뀌면서 묵논으로 전환되고 있음을 의미한다. 답사 결과 대상지 주변에 묵논 초기 단계의 초본 우점 토지가 증가하고 있었다.
토지피복 유형은 주로 산림과 농경지가 분포하였지만 대체로 최근 10-20년 사이에 급속도로 감소하였고 산림은 침엽수림에서 활엽수림이나 혼효림 또는 초지 등으로 바뀌고 있었으나 서산4의 경우 오히려 활엽수림이 우세하다가 감소하는 경향을 보이고 있다. 답사와 항공사진으로 확인한 결과 휴경지들은 아직은 습지로 온전히 전화되지 못하고 나지 또는 초지 형태를 유지하고 있는 것으로 나타났는데, 휴경된지 30년 이상 경과되어 자연습지화 된 대전1의 사례에서 볼 수 있는 것처럼 점차 자연습지와 구조적으로나 기능적으로 유사한 습지로 천이가 진행될 것으로 예측된다.
부들, 미나리, 물억새 등이 분포하고 있는 평지수생식물 우점빗물형(T1V2H3) 습지이며, 토양 및 수질분석 결과(Table 7) pH는 약산성으로 나타났으며 토성은 사질양토로 분석된다. 유기물함량은 평균적으로 낮은데 이는 토성중 모래가 많은 것이 원인인 것으로 판단된다.
완만한 경사지에 버드나무 군락과 고마리, 갈대, 부들 등의 식생이 발달한 경사수생식물우점빗물형(T2V2H3) 묵논습지로서, 토양 및 수질분석 결과(Table 13) pH는 산성에 가까운 것으로 나타났으며 토성은 미사질양토~양토로 분석된다. 유기물함량은 평균적으로 높은데 이는 토성중 미사와 점토질이 많은 것이 원인인 것으로 판단된다.
전체적으로 부들과 갈대군락으로만 덮인 계곡수생식물우점지표수연결형(T3V2H2) 묵논습지로서 부들군락이 우점하며(91.6%) 갈대군락이 부분적으로 정착하고 있는 전형적인 수생식물이 우점하는 묵논습지이다. 토양 및 수질분석 결과(Table 3) 토양의 pH는 약산성에 가까운 것으로 나타났으며 토성은 미사질식양토~식양토로 분석되었다.
토지피복변화(Table 16)에서 시가화건조지역은 주거지역과 교통시설이 미미한 수준으로 나타나는데 항공사진과 정사영상으로 확인한 결과 주변 지역의 주민들이 대도시로 이주하면서 가옥이 방치되거나 철거되고 종교시설 등이 새로 설치되는 등의 변화가 있었다. 교통지역은 마을에서 이용하던 비포장도로가 도로로 분류되지 않고 다른 토지피복 유형으로 분류되다가 포장이 완료된 이후 2021년에 교통시설로 분류되었다.

후속연구

또한 본 연구에서는 생물다양성의 관점에서 묵논습지 유형을 분류한 바, 최근의 국내외 중요한 잇슈인 탄소감축의 관점에서 탄소흡수원으로서의 묵논습지 유형을 분류하는 방법론 필요성이 제기되는 바 이는 후속연구를 통해 밝혀야 할 것이다.
본 연구를 통해 급증하는 유휴농경지를 습지로 천이되도록 하여 자연습지와 동등 또는 그 이상의 기능을 발휘할 수 있도록 관리할 수 있을 것이다. 특히 토지피복변화를 통해 묵논습지가 주변 생태적 영향권으로 확산될 수 있는 단서를 확인한 바 본 연구대상지는 묵논습지의 표준습지로서의 가능성이 높은 것으로 판단되며, 추후 정밀조사를 통해 지형과 토양, 물순환 체계와 탄소감축 성능 등을 정밀 분석한다면 묵논습지의 발달 과정을 표준화할 수 있을 것이다.

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e-index (https://www.index.go.kr/main.do)

저자의 다른 논문 :

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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