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다중기후모형을 활용한 동북아시아의 미래 생물기후권역 변화분석
최유영 ( Yuyoung Choi ),임철희 ( Chul-hee Lim ),류지은 ( Jieun Ryu ),전성우 ( Seongwoo Jeon ) 한국환경영향평가학회 2018 환경영향평가 Vol.27 No.5
기후변화에 대응하여 보다 적극적인 생물보전전략 수립을 위해 생물 서식환경의 변화예측이 필요하며, 생물기후권역은 유용한 생태계 관리체계를 제공할 수 있다. 이에 따라 본 연구에서는 생물기후권역구축을 통해 동북아시아의 생물 서식환경을 파악하고, 생물 서식관점에서 기후변화의 영향을 분석하였다. Worldclim에서 제공하는 현재(1970~2000년) 기후자료 및 17개 전 지구 기후모형의 예측자료(RCP4.5, RCP8.5)를 이용하여 2050년대와 2070년대의 변화를 모의하였다. 먼저 현재와 미래의 주요생물기후변수(Aridity index, growing degree days, potential evapotranspiration seasonality, temperature seasonality)를 구축하여 동북아시아의 생물기후환경 특성을 파악하고, 기후변화에 따른 시공간적 변화를 분석하였다. ISODATA 군집분석으로 현재의 생물기후권역을 구분하고, MLC(Maximum Likelihood Classification)를 통해 미래의 권역변화를 예측하였다. 기후변화에 따라 대부분의 권역이 북상하는 경향성을 확인할 수 있었으며, 권역의 면적과 위도 분포변화를 분석함으로써 권역의 축소가 가장 두드러지게 나타나는 중국 남부에 위치한 권역을 집중 관리권역으로 제시하였다. 본 연구는 한반도를 포함한 동북아시아 지역의 다양한 기후변화 시나리오에 따른 영향평가를 바탕으로 향후 기후변화에 대응한 생물종 혹은 생태계 관련 적응정책 수립 시 활용 가능한 기초자료를 제공할 수 있을 것으로 사료된다. As climate changes, it is necessary to predict changes in the habitat environment in order to establish more aggressive adaptation strategies. The bioclimatic classification which clusters of areas with similar habitats can provide a useful ecosystem management framework. Therefore, in this study, biological habitat environment of Northeast Asia was identified through the establishment of the bioclimatic zones, and the impac of climate change on the biological habitat was analyzed. An ISODATA clustering was used to classify Northeast Asia (NEA) into 15 bioclimatic zones, and climate change impacts were predicted by projecting the future spatial distribution of bioclimatic zones based upon an ensemble of 17 GCMs across RCP4.5 and 8.5 scenarios for 2050s, and 2070s. Results demonstrated that significant changes in bioclimatic conditions can be expected throughout the NEA by 2050s and 2070s. The overall zones moved upward, and some zones were predicted to be greatly expanded or shrunk where we suggested as regions requiring intensive management. This analysis provides the basis for understanding potential impacts of climate change on biodiversity and ecosystem. Also, this could be used more effectively to support decision making on climate change adaptation.
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황진후(Hwang Jinhoo),최유영(Choi Yuyoung),김윤지(Kim Yoonji),임노을(Lim No Ol),유영재(Yoo Youngjae),Sun Zhemin,정다영(Jeong Dayong),신유진(Shin Yujin),전성우(Jeon Seongwoo) 한국환경정책학회 2022 한국환경정책학회 학술대회논문집 Vol.2022 No.2
탄소저장은 중요한 생태계서비스로 고려되며 최근의 도시화로 대표되는 토지이용변화는 탄소저장량에 영향을 미치고 있다. 국제적으로, 혹은 각국 정부, 지방자치단체에서는 이러한 현상에 대응하기 위하여 여러 정책들을 수립하고 있으며, 보호지역 설정과 관리가 기후변화 완화의 수단으로 주목받고 있다. 본 연구에서는 국내 다양한 목적으로 설정된 환경보호지역의 탄소흡수원 측면의 역할과 능력에 대해 논의할 것이다. 이를 위해 본 연구에서는 크게 다섯 부분으로 구성하였다. 첫째, 사전 연구의 성격으로 미래의 토지이용 변화 및 탄소저장량 추정에 적합한 환경공간정보를 선정하였다. 대한민국의 경우 환경공간정보가 체계적으로 구축된 국가이며, 각 국가 부처에서는 목적에 맞는 환경공간정보를 생산하고 있다. 토지이용 카테고리 비교, 양적 비교, 특성 비교를 통해 가장 적합한 환경공간정보를 도출하였다. 분석 결과 환경부에서 구축된 토지피복지도가 가장 적합한 환경공간정보로 선정되었다. 둘째, 과거의 토지이용 변화와 탄소 저장량을 분석하였다. 도시화로 야기되는 토지이용의 변화를 살펴보기 위해 개발의 척도가 되는 도시지역의 면적 증가와 대표적인 탄소흡수원인 산림지역 면적 감소 추세를 도시의 유형별로 살펴보았다. 단순 양의 증가를 보완하기 위한 지수로 도시확장강도지수(UEII) 분석을 통해 도시 개발 추세를 분석하였다. 분석된 토지이용변화를 토대로 하여 InVEST Carbon 모형을 사용하여 탄소 저장량의 변화를 추정하였다. 탄소 저장량의 변화는 지역의 유형별, 탄소의 저장고별(지상부, 지하부, 토양탄소, 고사 유기물)로 나누어 분석하였다. 분석 결과를 토대로 하여 지역 유형별, 저장고별 대응 방안에 대하여 고찰하였으며 특히 토양 탄소의 비중과 중요성에 대하여 강조하였다. 셋째, 대한민국에 분포하고 있는 환경보호지역의 탄소저장능력에 대해 분석하였다. 국내에서 통합적으로 관리하고 국제 표준으로 관리되는 KDPA 상의 보호지역과, 단일 보호지역은 아니지만 여러 법적보호지역과 환경·생태적 가치가 있는 지역을 차등화하여 나타내는 국토환경성평가지도를 활용하여 각 보호지역별, 국토환경성평가지도 등급별 탄소 저장량 차이를 분석하였다. 대체적으로 보호지역의 경우 산림 위주의 자연지역이 다량 분포하기 때문에 평균적인 탄소저장량보다 높은 값을 보였으며, 유사하게 국토환경성평가지도의 경우에도 1등급에 가까운 지역일수록 탄소 저장량이 높은 추세를 보였다. 이러한 경향성은 법적 보호지역이 명확한 경계선으로 구획되어있고, 법적인 관리 및 조치를 받기 때문에 지속적으로 탄소흡수원으로서의 기능을 할 수 있을 개연성을 시사하고 있다. 넷째, 보호지역의 존재가 토지이용에 미치는 영향, 토지이용이 탄소저장량에 미치는 영향을 분석하였다. 미래의 토지이용을 SLEUTH 토지이용변화모형을 사용하여 예측하고, 이를 InVEST Carbon 모형을 활용하여 탄소저장량을 추정하였다. 토지이용변화 모의에는 대조군 시나리오와 법제적 보호지역을 제한한 시나리오, 국토환경성평가지도 등급별 지역 내 가중치를 부여한 시나리오를 적용하여 보호지역의 효과를 분석하였다. 분석 결과 보호지역의 설정 및 개발의 제한이 개발량 전체를 줄이는 개발억제효과와 함께 비교적으로 환경적인 가치가 낮은 지역으로의 개발을 유도하는 개발유도효과가 나타났다. 도시의 유형별로 두 효과의 비중은 다르게 나타났다. 이러한 효과들은 탄소저장량과 직결되어, 탄소 저장량의 손실을 저감하였다. 마지막으로, 앞선 보호지역의 효과를 통해 법제적으로 보호지역의 확대를 논의하였다. 현재 국내의 탄소흡수원 측면에서의 보호지역은 산림보호법의 산림보호지역으로 한정되어 있다. 일본의 경우에는 천연생림으로 지정된 지역을 대상으로 하여 보호지역으로 설정하고 있고 국제 사회에서도 인정받고 있다. 일본의 해당 보호지역과 소관 법령의 행위제한을 분석하고, 유사한 행위제한 수준에 해당하는 국내의 보호지역을 도출하였다. 그 결과 현재 지정된 보호지역의 약 2.65배에 해당하는 보호지역의 면적을 확보할 수 있을 것으로 보인다. 본 연구를 통해 환경보호지역의 설정 및 관리는 기후변화 완화의 측면에서 그 자체로 혹은 토지이용변화를 통한 간접적 방식을 통해 효과적임을 확인하였다. 기후변화 문제가 심화되고, 각국에서 탄소중립이 강조되고, 자연 기반 해법의 중요성이 대두되고 있는 현재, 환경보호지역의 설정 및 관리가 중요한 역할을 할 수 있을 것이라 기대된다.
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남한 지역 고해상도 기후지도 작성을 위한 공간화 기법 연구
조아영 ( Ayeong Jo ),류지은 ( Jieun Ryu ),정혜인 ( Hyein Chung ),최유영 ( Yuyoung Choi ),전성우 ( Seongwoo Jeon ) 한국환경영향평가학회 2018 환경영향평가 Vol.27 No.5
본 연구의 목적은 다양한 지리통계학적 공간화 기법을 적용한 격자기후자료와 기상청에서 제공하는 국지예보모델(Local Data Assimilation and Prediction System, LDAPS) 격자기후자료를 비교 분석하여 남한 지역의 고해상도 격자기후지도 작성 방안을 모색하는 것이다. 2017년의 595개 기후관측자료 중, 80%의 지점자료를 이용하여 순간 온도와 1시간 누적강수량에 대한 격자기후자료를 생성하였고 나머지 117개의 지점자료를 검증에 이용하였다. ArcGIS10.3.1과 Python3.6.4을 이용하여 관측자료 및 DEM을 IDW, 공동크리깅, 크리깅에 적용한 후, 공간보간 결과를 3개 군집으로 나누어 검증하였으며 LDAPS 격자기후자료를 바탕으로 유역 별 패턴 비교를 수행하였다. 결과적으로 순간 온도의 공간화에는 고도를 부변수로 추가한 공동크리깅이, 1시간 누적강수량 공간화에는 IDW가 가장 적합하였다. The purpose of this study is to build a new dataset of spatially interpolated climate data of South Korea by performing various geo-statistical interpolation techniques for comparison with the LDAPS grid data of KMA. Among 595 observation data in 2017, 80 % of the total points and remaining 117 points were used for spatial mapping and quantification, respectively. IDW, cokriging, and kriging were performed via the ArcGIS10.3.1 software and Python3.6.4, and each result was then divided into three clusters and four watersheds for statistical verification. As a result, cokriging produced the most suitable grid climate data for instantaneous temperature. For 1-hr accumulated precipitation, IDW was most suitable for expressing local rainfall effects.
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