산림의 수자원 공급 생태계서비스 평가를 위한 InVEST Water Yield 모형의 적용

송철호 ( Chol Ho Song ),이우균 ( Woo Kyun Lee ),최현아 ( Hyun Ah Choi ),전성우 ( Seong Woo Jeon ),김재욱 ( Jae Uk Kim ),김준순 ( Joon Soon Kim ),김정택 ( Jung Taek Kim ) 한국지리정보학회 2015 한국지리정보학회지 Vol.18 No.1

본 연구에서는 Natural Capital Project에서 개발 된 InVEST Water Yield 모형을 통해 국내 산림의 수자원 공급 서비스를 평가하고 적용성을 검토 해 보았다. InVEST Water Yield 모형은 총 8가지의 필수 입력자료를 요구하며, 그 중 6가지는 공간자료로, 2가지는 계수로 설정되었다. 국내에서 쉽게 활용 및 보정 가능한 자료를 이용한 모형 구동 결과, 우리나라 산림생태계의 수자원 공급서비스 총량인 수원함량은 2011년을 기준으로 9,409,622,083톤으로 나타났다. 이 결과는 해당년도 강우량의 분포와 비슷한 경향을 보였으며, 대상지에서 공간분석을 통해 이뤄진 기존 연구 및 통계적으로 분석된 전국 규모의 연구 결과와 비교 시 차이를 보였다. 이러한 차이는 모형의 기작 특성에 따른 통계적 방식과 공간적 구현 방식에서의 차이로 인해 발생하는 것으로 파악되었다. 따라서 InVEST 모형의 활용은 현 시점에도 개발이 지속되고 있는 상황임을 감안해야 하며, 정량적인 평가보다는 정성적인 평가에 중점을 두어야 할 것이다. 또한 향후 모형의 고도화를 위해서는 우리나라에 맞는 입력자료의 작성 및 멀티모델링을 통한 비교를 통해 정확성을 향상시켜야 한다. InVEST Water Yield model developed by Natural Capital Project was applied for South Korea to assess domestic forest ecosystem``s water provisioning services. The InVEST Water Yield model required 8 input dataset, including six spatial map data and two derived by coefficients. By running the model with relatively easy acquired and modified data, the result of domestic forest ecosystem``s water provisioning services was 9,409,622,083 ton using the standard of the year 2011. The result showed similar patterns and distribution of rainfall in 2011, but showed difference when compared with existing researches spatially driven in nationwide statistical analysis results. This difference is assumed to occur with different model mechanism in spatial implementation and statistical analysis. So given that the model is currently still developing, applications should be taken on qualitative perspectives rather than on quantitative perspectives. Additionally, for advancing the application of InVEST water yield model, quantification of suitable input data and comparison using multi-modeling is required.

강수량 및 인구인자를 반영한 수원함양서비스의 공간분포 평가

조흔우 ( Heun-woo Cho ),송철호 ( Chol-ho Song ),전성우 ( Seong-woo Jeon ),김준순 ( Joon-soon Kim ),이우균 ( Woo-kyun Lee ) 한국지리정보학회 2016 한국지리정보학회지 Vol.19 No.4

최근, 새천년생태계평가(MA: Millenium Ecosystem Assessment), 생태계와 생물다양성의 경제학(TEEB: The Economics of Ecosystems and Biodiversity) 등의 체계에 따라 생태계서비스를 평가하는 연구가 활발히 이루어지고 있다. 그러나 기존 대부분의 연구에서는 생태계기능 평가량에 화폐적 가치를 곱하여 생태계서비스를 평가하고 있어 생태계서비스와 관련된 환경 및 사회경제적 조건을 반영하지 못하고 있다. 본 연구에서는 자연 및 사회경제적 요소를 반영한 생태계서비스 평가방안을 제시하고자 하였다. 우선, 수원함양기능을 InVEST의 Water Yield 모형을 통해 평가하였고 수원함양기능에 강수량과 인구를 반영하여 수원함양의 생태계서비스를 평가하였다. 평가결과, 토지피복, 토양 등의 자연조건을 반영한 수원함양기능과 강수량 및 인구 등의 기후 및 사회경제적 인자를 추가적으로 고려한 생태계서비스의 공간분포는 서로 다른 양상을 보였다. 즉, 같은 수원함양기능을 보인 지역이라도 강수량이 적고 인구가 많은 지역에서 수원함양의 생태계서비스가 높은 것으로 나타났다. 본 연구를 통해 수원함양의 생태계서비스는 수원함양기능에 추가적으로 기상 및 사회경제적 인자를 고려하여 평가되어야 한다는 것을 제시하였으며, 평가과정은 다른 분야의 생태계서비스평가에 유용하게 활용될 것으로 기대된다. The study of ecosystem service assessment has been actively researched and developed from Millennium Ecosystem Assessment(MA) and The Economics of Ecosystems and Biodiversity(TEEB). However, current assessments are limited to monetary assessments of ecosystem function and do not account for the effects of environmental factors and socioeconomic status. This study proposes methods to evaluate ecosystem service based on environmental and socioeconomic factors. The study assesses water yield function through the water yield model in InVEST Tool, and evaluates the overall ecosystem service of water yield as reflected by the amount of precipitation and population of the area. Results show that a difference exists between spatial distributions of the ecosystem function of water yield derived from natural conditions such as land cover and soil, and the spatial distribution of the ecosystem service that accounts for climate and socioeconomic factors. The value of ecosystem service increases for an area of higher population and lower precipitation with similar water yield. Thus, the ecosystem service of water yield should be evaluated not only by the water yield function, but also by climate and socioeconomic factors. The evaluation process described for this study should also be applicable to the evaluation of ecological services in other sectors.

◇ 4분과 : 국유림경영계획 실행평가 제도 개선방안에 관한 연구

김다민 ( Da Min Kim ),임철희 ( Chul Hee Lim ),이우균 ( Woo Kyun Lee ),송철호 ( Chol Ho Song ) 한국임학회 2015 한국산림과학회지 Vol.104 No.4

기후변화에 따른 사회적 요구는 국유림이 탄소흡수와 산림자원조성 측면에서 주도적인 역할로 자리매김하게 하였으며, 이에 국유림을 관리하는 국유림경영계획과 국유림경영계획 실행평가의 운영이 효과적인지 점검할 필요가 있다. 효과적인 계획수립과 경영은 올바른 평가방법을 바탕으로 확보될 수 있기에 본 연구는 국유림경영계획 실행평가 제도 개선방안을 제시하였다. 이를 위하여 타 분야의 평가 제도와 비교분석, 국유림업무 담당자 및 전문가와 면담 분석, 11개소 경영계획구의 국유림경영계획 최종평가서 분석을 실시하였다. 분석 결과 ① 계획수립과 평가결과간 연계성을 강화하기 위해 각 평가별 목적과 시기 수정, ② 사업수행과정을 반영하기 위해 사업별 가중치 할당, ③계획변경내역과 사유 기재를 통한 정성적 평가 진행, ④ 이러한 개선방안은 궁극적으로 국유림경영정보시스템과 연동되어야 함을 제시하였다. 미래 산림변화를 예측하고 지속가능한 산림경영을 이룩하는 것은 사업수행과정 전반에 대한 신뢰성 있는 평가에서 시작되며, 따라서 본 연구는 실행평가 고도화 방안을 제안했음에 그 의의가 있다. National forests have been assumed to do a leading role in carbon sequestration and creating forest resources since society demanded it due to climate change. Therefore, it is needed to check whether a national forest management plan and its evaluation are implemented effectively. As an effective planning and management is to be ensured on the basis of proper evaluation system, this research suggests to improve the evaluation system by analyzing it theoretically. Improvements for national forest management plan and its evaluation are as follows: ① adjusting evaluation goal and time; ② giving weighting to each work when planning; ③ writing details of change in planning and its grounds; ④ using the national forest management information systems to integrate these evaluation methods and result. Since to predict future changes in forests and achieve sustainable forest management begins at the reliable evaluation for overall process of the implemented project, the significance of this study is in proposing the improvement of evaluation system for national forest.

산림생태계 수자원 공급서비스 계량화 모형의 국내적용성 분석

최현아 ( Hyun Ah Choi ),이우균 ( Woo Kyun Lee ),송철호 ( Chol Ho Song ),이종열 ( Jong Yeol Lee ),전성우 ( Seong Woo Jeon ),김준순 ( Joon Sun Kim ) 한국환경복원기술학회 2014 한국환경복원기술학회지 Vol.17 No.4

Forest ecosystems generate variety of important goods and services for human well-being. As a growing concern of climate change and water shortage, it is necessary to quantify, model and map water balance in forest. In this study, we have analyzed 11 overseas forest water supply models (AIM, ATEAM, CENTURY, (E)SWAT, GUMBO, InVEST, PLM, SAVANNA, WaSSI, WaterGAP, WBM) and compared their scale, input and out data, availability of the models and analyzed the applicability of the models to Korea. As a result, InVEST and WaterGAP model appeared to be applicable for quantifying water provisioning services in Korea. A systematic approach for applying to evaluate water balance in forest was suggested based on our quantification approach.

Semi-Variogram을 이용한 소규모 자연휴양림 내 기상조건의 정밀 시공간 분포 추정

임철희 ( Chul Hee Lim ),유동훈 ( Dong Hoon Ryu ),송철호 ( Chol Ho Song ),주용언 ( Yong Yan Zhu ),이우균 ( Woo Kyun Lee ),김민선 ( Min Seon Kim ) 한국지리정보학회 2015 한국지리정보학회지 Vol.18 No.3

최근 각광받고 있는 산림치유를 위해서는 산림 내 기상조건의 시공간분포를 기초로 활동시간 및 공간을 계획할 필요가 있다. 본 연구에서는 국립용현자연휴양림에 기상관측 장비를 설치하여 장기 기상모니터링을 실시하고, 해당 자료를 통해 기상자료의 정밀 시공간 분포를 파악하여 산림휴양·치유 활동을 지원하고자 하였다. 먼저, Semi-Variogram을 추정하는 네 가지 모형을 통계적으로 비교한 결과, 모두 유사한 결과를 보이나, Circular 모형을 활용하는 것이 보다 정확할 수 있을 것으로 판단되어 본 연구에서는 Circular 모형의 결과를 제시하였다. Circular 모형으로 추정된 총128개의 Semi-Variogram을 통해 계절 및 시간대에 따른 온·습도의 공간분포를 확인할 수 있었다. Partial Sill 값으로 표출한 Boxplot을 통해 보다 확연한 계절 및 시간대별 분포 차이를 확인할 수 있었는데, 그 결과 봄철과 이른 오전 시간대에는 온·습도가 모두 균일한 미기상 공간분포를 보였고, 여름과 이른 오후에는 온·습도 모두 불균일한 결과를 보였다. 봄철과 이른 오전 시간대에는 산림활동 시 공간의 이동에 따른 기상조건 변화가 적으므로, 휴양과 치유에 보다 긍정적일 수 있는 반면 상대적으로 불균일한 여름철과 이른 오후 시간에는 기상조건에 따른 위험이 따를수 있으므로 별도의 준비가 필요할 것이다. 본 연구는 한 곳의 자연휴양림을 대상으로 사계절 기상조건의 정밀 시공간분포를 추정하여 계절별, 시간대별 세부적인 결과를 제시한 것에 큰 의미가 있다. As forest therapy is getting more attention than ever, it is important to organize time for activity and location based on spatio-temporal distribution of weather condition in forest. This study aimed to analyze precise spatio-temporal distribution of weather condition by installing long-term weather monitoring device in Yonghyun national natural recreation forest and using acquired weather data in order to support forest recreation and therapy activity. First, we statistically compared 4 models of semi-variogram and the results were all similar. We selected and analyzed the circular model for this study because it was presumed to be the best model for this case. We derived 128 results from the circular model and through semi-variogram, we identified seasonal and temporal distributions of temperature and humidity. Then, we used boxplot, made of partial sill level, to identify significant differences in seasonal and temporal distributions. As a result, in spring and early morning, both temperature and humidity showed equalized result. On the other hand, in summer and early afternoon, both temperature and humidity showed uneven result. In spring and early morning, changes in weather condition are shown little from spatial shifting, it is ideal to perform recreational activities and forest therapy but in summer and early afternoon, it is unadvisable to do so as the changes in weather condition could be harmful unless any other means of preparations are made. This study proposes its significance by analyzing seasonal micro-weather of single recreation forest and presenting seasonal and temporal outcomes.

산림 생태계 서비스 계량화 체계 및 적용성 분석

최현아 ( Hyun Ah Choi ),이우균 ( Woo Kyun Lee ),송철호 ( Chol Ho Song ),김문일 ( Moon Il Kim ),윤미해 ( Mi Hae Yoon ),유소민 ( So Min Yoo ) 한국임학회 2014 산림과학 공동학술대회 논문집 Vol.2014 No.-

산림 생태계는 우리에게 다양한 재화와 (임산물) 생산, 수원함양, 휴양, 대기정화 및 기후조절 등 다양한 서비스를 제공한다. 산림이 제공하는 다양한 서비스를 정책 이행 및 성과평가에 반영하기 위해서는 생태계 서비스 계량화가 필수적이다. 산림 생태계 서비스를 정확하게 계량화하기 위해서는 환경적 특성을 고려할 수 있도록 지리정보시스템(Geographic Information Systems)을 이용한 계량화가 필요하다. 그러나 국내 연구의 경우 지역적·공간적 특성을 반영한 계량화는 미흡한 실정이다. 이에 본 연구에서는 공간적 특성을 반영한 산림 생태계 서비스를 계량화할 수 있도록 국내 적용 가능한 계량화 체계를 검토하였다. 그 결과 산림 생태계 서비스를 계량화하기 위해 현재 평가 가능한 기능을 선택하였다. 이때, 한국에서의 의미(대표성), 방법의 적절성과 자료 확보 가능성에 따라 국내 적용 가능한 계량화 방법을 분류하였다. 또한, 자료 확보 가능성을 기초로 구동 가능한 모형을 선정하여 산림 생태계 서비스를 계량화 하였다. Forest ecosystem provides variety goods and services such as forest products, water yeild, recreation, air quality improvement and climate regulation. The quantification has to be conducted in advance for sustainable forest resources policy implementation. To quantify the environmental characteristic, it is necessary to use Geographic Information Systems. However, quantifying ecosystem services are inadequate based on regional and spatial distribution. In this study, we reviewed the framework and chosen the function for forest ecosystem quantification in Korea. We considered representativeness, adequate methodology and input data availability. We analyzed the application of the models to Korea based on input data availability.

토지이용균형모델을 이용한 기후변화에 따른 제주도 지역의 주거용 토지이용변화와 인구 밀도 예측

유소민 ( So Min Yoo ),이우균 ( Woo Kyun Lee ),야마카타요시키 ( Yoshiki Yamagata ),임철희 ( Chul Hee Lim ),송철호 ( Chol Ho Song ),최현아 ( Hyun Ah Choi ) 한국지리정보학회 2015 한국지리정보학회지 Vol.18 No.4

급격한 경제 성장과 인구 증가는 온실가스 배출량을 급증시키고 있으며 이는 기후변화를 가속화시키고 있다. IPCC(Intergovernmental Panel on Climate Change) 보고서는 온실가스가 2000년부터 2030년까지 최대 90%까지 증가할 것이라고 보고하고 있다. 이에 전 세계에서는 기후변화에 대한 피해를 줄이기 위해 기후변화 적응과 완화 대책 수립이 중요시되고 있으며, 우리나라에는 기후변화 대응 정책으로‘저탄소 녹색성장(Low Carbon Green Growth)’을 시행하였다. 지자체에서는 친환경적이며 지속가능한 발전을 위한 도시계획을 조성하기 위해 다양한 연구를 수행해왔다. 특히, 기후변화에 가장 크게 영향을 줄 수 있는 토지이용변화에 대한 연구가 활발하게 수행되어지고 있는 실정이다. 본 연구에서는 제주도를 대상으로 경제적, 지리적 특성을 기반한 토지이용균형 모델을 적용하여 주거 토지이용변화와 인구 밀도를 예측하였다. 먼저, 주거부분의 토지이용변화를 보기 위해, 3가지 유형의 시나리오를 구축하였다. 시나리오는 현재와 동일한 환경을 갖는 Dispersion 시나리오, 기후변화 적응 대책을 반영한 Adaptation 시나리오, 기후변화 적응과 완화대책을 동시에 반영한 Combined 시나리오이다. 그 결과, 전반적으로 Dispersion 시나리오에서 Combined 시나리오로 갈수록 주거면적과 인구밀도가 줄어들었다. 이후 주거면적과 인구밀도 결과를 통해 시나리오별 주거용 에너지 소비량과 예상 인명 피해액을 산정하였다. 그 결과, 전반적으로Dispersion 시나리오에서 Combined 시나리오로 갈수록 에너지 소비량과 예상 인명 피해액은 줄어들었다. 본 연구에서 제시한 토지이용균형모델을 적용하여 시나리오별 주거부분 토지이용과 인구 밀도 변화 파악은 향후 기후변화 안정성을 확보하고 완화할 수 있는 환경적 도시계획을 수립하는데 도움을 줄 수 있을 것으로 기대된다. The greenhouse gas emission caused by rapid economic growth and population is increasing in Korea. Also, climate change from greenhouse gases emission is accelerated. IPCC(Intergovernmental Panel on Climate Change) report projects an increase of greenhouse gas emissions by 90% from the year 2000 to 2030(SRES, 2000). Within this context, establishing countermeasures on climate adaptation and mitigation is becoming increasingly important to reduce the negative effect of climate change at a global level. Along with global efforts to tackle climate change, Korean government has incorporated ‘Low Carbon Green Growth’strategies into its national policy agenda. Local governments have also conducted a number of studies to devise plans for environmentally friendly and sustainable city development. In this paper, the land-use equilibrium model, which reflects economic and geographical characteristics, is used to analyze the change in residential land use and population density. The target area for study is Jeju island in Korea. With an application of land use equilibrium model, it derived three types of scenarios of the land use change: (1) dispersion scenario-reflecting present-day conditions (2) adaptation scenario-applying adaptation measures to climate change and (3) combined scenario-integrating both adaptation and mitigation measures in model to climate change. By applying dispersion to combined scenario, the general trend shows a downward shift in population density. Subsequently, energy consumption and expected cost associated with casualties were calculated on the basis of the findings of respective scenario. The results show a descending trend in energy consumption and expected casualtie. Therefore, understanding for residential land use and population density of each scenario that analyzed land use equilibrium model in the study is expected to devise a environmental city plan for climate change stabilization and climate adaptation and mitigation.

수도권 집중호우에 따른 산사태 발생 위험지역 분석

차성은(Cha, Sung Eun),임철희(Lim, Chul Hee),김지원(Kim, Ji Won),김문일(Kim, Moon Il),송철호(Song, Chol Ho),이우균(Lee, Woo Kyun) 대한공간정보학회 2018 대한공간정보학회지 Vol.26 No.3

본 연구는 산사태 위험지도의 정확도를 향상시킬 수 있는 방안을 모색하기 위해, 2011년 7월 26일부터 28일까지 서울지역에서 집중호우 시 발생한 산사태를 바탕으로 지형공간 및 기상인자를 이용해 산사태 위험지도를 작성하였다. 그 결과, 서울지역의 지형공간 및 기상인자를 모두 고려한 통합된 산사태 위험지도에서는 총 19회의 산사태중 18회(약 95%)가 높은 산사태 위험 지역(high landslide risk area; HLRA)에서, 나머지 1회(약 5%)는 중간 산사태 위험 지역(medium landslide risk area; MLRA)에서 발생하였다. 이를 통해 본 연구에서 지형공간인자를 기반으로 도출한 산사태 위험지역은 실제 집중호우 발생 시 산사태 발생 위험이 상당히 높아짐을 확인하였다. This study aims to find the method to enhance the accuracy of landslide risk map. The landslide risk map was produced based on the landslides occurred during heavy rainfall events from July 26 to 28 in 2011. For the landslide risk map, geospatial and climate factors were used. As a result, in the integrated landslide risk map of Seoul, which considered geospatial factors and climate factors, 18 out of 19 landslides (about 95%) occurred in the high landslide risk area (HLRA) and remaining one (about 5%) was in the medium landslide risk area (MLRA). These results show that the risk of landslides is significantly increased if the climate is exposed to the landslide hazard area analyzed by geospatial factors.