도시개발사업에 따른 생태계 훼손 상쇄를 위한 생태계서비스 평가 기법 연구

김성훈 공주대학교 일반대학원 2020 국내박사

Ecosystems surrounding us contribute to the improvement of quality of life through a wide range of benefits such as air quality enhancement, carbon absorption, noise removal, comfort, water cycle, recreation, and landscape. Although we are benefited from ecosystems significantly, we focused on the use of ecosystems without thinking of protecting and maintaining them. As a result, policies of growth-oriented economic development were promoted, thereby accelerating the urbanization and incurring significant environmental problems such as the damage to the ecosystems. Although many nations are making efforts to protect the ecosystems to solve the economic, social, and environmental problems internationally, Korea has lacked the evaluation on the effect of development on the damage to the ecosystems, and alternative systems. Thus, this study proposed an evaluation of ecosystem services based on the concept of No Net Loss to improve the limitations. The method proposed in this study is to utilize a matrix of ecosystem services. The general evaluation on the ecosystem services is to set up an indicator for each item, and design each data and method whereas the matrix of the ecosystem services prepares a score for each land cover or ecosystem type, and enables an aggregate approach to sum them. The expert assessment-based and model assessment-based matrices of ecosystem services were developed, and applied to the urban development project thereby deriving implications for each method. A total of six ecosystem service items: water supply, water purification, erosion control, regulation climate, recreation and leisure, and biodiversity were derived, and among them, water supply, water purification, erosion control, and regulation climate items were targeted to compare the expert-based ecosystem service matrix and model-based ecosystem matrix. In the model assessment-based matrix, the ecosystem services were highly assessed in urban area and bare land types (mining area, playgrounds, and other bare grounds), which were the most opposite lands compared to that of expert assessment-based matrix. The InVEST model utilized in this study was useful to be utilized in basin unit whereas it was limited to assess the detailed unit of land cover types. If the model assessment-based ecosystem service matrix is prepared in future after conducting studies on the land cover types before and after ecosystem services, the results will be similar to those of the expert-based matrix or the difference will be reduced. This study derived quantitative values that should be offset through the difference before and after developments via the aggregate evaluation of ecosystem services in five urban development projects. Although this approach is limited in terms of suppressing development action, the study results imply that the offset due to ecosystem damage remains deficient, and ecosystem services before and after development shall be balanced by providing additional offset measures. However, studies on how these assessment techniques are utilized are additionally needed focusing on studies on assessment of ecosystem services.

생태계서비스지불제도에 관한 공법적 연구

임단비 중앙대학교 대학원 2021 국내박사

생태계와 생물다양성 손실에 대한 대응은 인류 공동의 과제로 부상하고 있고, 이에 국제사회는 생물다양성 보전을 위해 각국에 강력한 보전조치를 취할 것을 요구하고 있다. 오늘날 환경문제는 오염행위를 억제하는 것만으로는 해결할 수 없다. 인류가 직면한 환경문제를 해결하기 위해서는 사회적으로 허용되는 행위기준을 넘어서는 적극적인 보전행위가 강조되어야 한다. 그리고 적극적 보전행위로의 유도는 도덕적·윤리적 당위성에만 의존할 수 없고, 보전행위가 갖는 외부효과의 내부화 방안 또는 그에 대한 적절한 인센티브 제도를 활용해야 한다. 더욱이 자원이용이라는 이익을 간과할 수 없는 국가로서는 적극적인 환경보전행위를 하면서도 자원의 이용이라는 이익이 저해되지 않도록 보전조치를 취해야 한다. 이러한 배경 아래 적극적 환경보전과 자원이용이라는 양 이익 간의 균형을 이룰 수 있는 제도로서 생태계서비스지불제도가 주목받고 있다. 생태계서비스지불제도는 생태계서비스를 공급하는 것에 대하여 비용을 지불함으로써 생태계서비스 공급이라는 적극적 환경보전 행위를 유도하는 제도이다. 우리나라에서는 생태계서비스지불제계약을 비롯하여 생태계서비스지불을 구현하는 다양한 제도가 마련되어 있다. 하지만 그러한 제도 대부분이 제도의 기본원칙과 제도 내에서의 국가 역할에 대한 고려 없이 도입되어 시행되고 있다. 생태계서비스지불제도가 효과적인 환경보전수단으로 정착할 수 있으려면 제도의 체계화가 필요하며, 이를 위해서는 먼저 제도에서의 국가 역할과 책임을 설정하여야 한다. 국가와 사적주체가 다양한 분야에서 협력하고 있는 오늘날 특히, 환경분야에서 그러한 협력의 현상이 두드러진다. 협력에 의한 환경행정에 있어서 국가가 어떠한 책임을 져야 하며 그러한 책임을 다하기 위하여 행정은 어떻게 대응해야 하는지에 대하여 보장국가론은 중요한 시사점을 제공한다. 생태계서비스지불제도는 사적주체와의 협력을 바탕으로 하는 환경보전수단으로서, 국가에 부과된 자연환경의 질적 향상 임무가 사적부문에 이전하여 임무 수행이 이루어진다. 여기서 사적주체는 직접적인 임무 수행의 책임을, 국가는 임무 수행에 대한 보장책임을 짐으로써 국가와 사적주체가 자연환경의 질적 향상을 위한 책임을 분담한다. 생태계서비스지불제도에서는 보장책임 실현을 위하여 생태계서비스 공급 성과 확보 수단, 임무 수행 능력 검증 수단 및 임무 수행을 제어할 수 있는 구조 등의 보장구조가 마련되어야 한다. 생태계서비스지불제도를 통해 환경보전을 위한 재원을 확보하면서 사회적 외부편익을 발생시키는 환경보전행위를 확대할 수 있을 뿐만 아니라 국가와 사적부문의 협력이 강조되는 환경보전의 새로운 패러다임 변화에 적절히 부응할 수 있다. 기존 환경보전제도를 생태계서비스지불제도로 편입함으로써 동 제도가 갖는 이러한 제도적 유용성을 확대할 수 있다. 다만 편입의 요건으로서 수혜자부담원칙의 구현, 적극적 공급행위의 존재 및 공급자에 대한 비용의 지불이라는 세 가지 개념적 표지를 모두 충족하여야 한다. 이를 모두 충족하는 환경보전제도로서 물이용부담금제도, 관리계약제도, 거래형 탄소상쇄제도, 자연환경국민신탁을 생태계서비스지불제도로 편입할 수 있다. 편입된 제도들은 생태계서비스지불제도로서 자연환경 질적 향상 임무 수행에 대한 보장구조를 갖추어야 한다. 생태계서비스지불제도는 자연환경 훼손이 인간 삶의 질에 초래하는 부정적인 영향에 합리적으로 대응할 수 있는 제도로서 중요한 의미가 있다. 국가는 생태계서비스 공급이 실효적으로 이루어질 수 있도록 보장구조를 마련해야 하나, 현재로서는 그러한 고려가 전혀 반영되고 있지 아니하다. 그러한 점에서 본 논문을 통해 생태계서비스지불제도에서의 국가와 사적주체의 책임 영역을 명확히 하여 제도가 보다 효과적으로 이루어질 수 있도록 법적 기반을 마련하는데 기여할 수 있을 것이다. Responses to the loss of ecosystems and biodiversity are emerging as a common mission for humanity. Accordingly, the international community is committed to ask each country to take strong conservation measures for the sake of preservation of biodiversity. Today's environmental problems cannot be solved only by the act of suppressing pollution. To solve the environmental problems that humanity is currently facing, it is vital to emphasize active conservation actions that go beyond the socially acceptable standards of action. In addition, the inducement of active conservation actions cannot depend only on moral and ethical justification. Therefore, it is essential to apply internalization plans for external effects of conservation actions or an appropriate incentive system. Furthermore, as a country that is not able to disregard the benefits of use of resources, it is crucial to take conservation measures not to impede the benefits of use of resources while actively performing environmental conservation actions. In this context, payments for ecosystem services (PES) are attracting attention as a system that allows a balance between the two benefits of active environmental conservation and use of resources. Payments for ecosystem services (PES) are a system encouraging active environmental conservation action by paying for the relevant supply of ecosystem services. In Korea, there is equipped with diverse systems facilitating payments for ecosystem services, including the PES Contract. Nonetheless, most of such systems have been adopted and implemented without considering the basic principles of the systems and the roles of the state in the systems. To firmly establish the payments for ecosystem services (PES) as an effective means of environmental conservation, it is required to achieve a methodic organization of such systems, and define the roles and responsibilities of the state. Today, the state and private entities are cooperating in many fields, and such cooperation is particularly conspicuous in the environmental field. The Guarantee State Theory provides significant implications regarding what kind of responsibilities the state needs to take in environmental administration based on cooperation and how the administration is required to respond to fulfill such responsibilities. Payments for ecosystem services (PES) are a means of environmental conservation based on cooperation with private entities, and the PES’s mission is performed when the mission to improve the quality of the natural environment imposed on the state is transferred to the private sectors. Here, the private entities bear the responsibility of direct performance of the mission, while the state bears the responsibility of guarantee of the performance of the mission. This way, the state and the private entities share the responsibilities for improvement of the quality of the natural environment. In the PES, in order to materialize the guarantee responsibility, it is indispensable to set up a structure of guarantee that allows a means to secure the performance of supplying ecosystem services, a vehicle of verifying the ability to perform the assigned tasks, and a structure capable of controlling the performance of the mission. By incorporating the existing environmental conservation systems into the PES system, it is possible to extend the institutional usefulness of this system. However, as requirements for incorporation, it is central to meet all three conceptual markers such as the implementation of the beneficiary pays principle, the presence of an active supply action, and the payment of costs to the supplier. As the environmental conservation system that satisfy all of these, Water Use Charge, Environment Management Agreement, Trade-type Carbon-offsetting, The National Nature Trust can be incorporated into the PES system. Incorporated systems must be equipped with a guarantee structure to perform the mission to improve the quality of the natural environment as the PES system. Payments for ecosystem services (PES) are significant as a system that can rationally respond to the negative effects where damages to the natural environment bring about the quality of human life. Though the state is supposed to prepare a guarantee structure, such consideration is not put into practice. In this aspect, this study will be able to contribute to preparing a legal base to allow a more effective system by clarifying the scope of the responsibilities of the state and private entities in the Payments for ecosystem services (PES).

친수구역 내 철새서식처 조성지의 생태계 서비스 평가 : 부산 에코델타시티 친수구역 사업을 중심으로

송치호 동아대학교 대학원 2026 국내석사

This study aims to develop ecosystem service evaluation indicators for a planned migratory bird habitat within the Busan Eco-Delta City (EDC) waterfront zone and to quantitatively assess changes before and after its creation. Busan EDC is a representative waterfront development project that overlaps with the lower Nakdong River migratory bird sanctuary (Natural Monument No. 179) and holds significant value as it seeks to restore degraded land to establish new habitats for migratory birds. However, bird habitats are often perceived as undesirable facilities (NIMBY) due to land-use restrictions; thus, an objective and systematic evaluation of their ecological and social value is required. To develop the indicators, 57 domestic and international wetland-related studies with similar ecological characteristics were reviewed based on the classification frameworks of the Millennium Ecosystem Assessment (MA), The Economics of Ecosystems and Biodiversity (TEEB), and the National Institute of Ecology (NIE). Evaluation indicators were designed mainly using the GIS-based InVEST model, and for ecosystem services not supported by the model, relevant items were supplemented using the NIE manual and prior wetland studies. A Delphi survey involving 25 experts was then conducted, and the indicators were validated through content validity (CVR), consensus level (standard deviation), and reliability (Kendall’s W) analyses. Based on the Delphi results, four key indicators were selected for empirical analysis: food production (InVEST Crop Production), carbon storage (InVEST Carbon Storage), water yield (InVEST Water Yield), and habitat quality (InVEST Habitat Quality). The results showed that food production increased from 27 t to 72 t, owing to the expansion of paddy wetlands, while carbon storage increased from 30.4 tC/ha to 54.3 tC/ha due to the enlargement of vegetated and wetland areas. Water yield per unit area also improved as impervious surfaces decreased. Habitat quality results indicated that the mean index decreased from 0.379 to 0.269, but the maximum value increased from 0.800 to 0.900, suggesting that, although some areas experienced degradation due to urban development, the Water Park No. 12 area showed a not able improvement in local habitat conditions, contributing to a more stable and ecologically connected environment within the urban landscape. Meanwhile, habitat degradation slightly increased—from 0.00138 to 0.00257—mainly due to limited anthropogenic facilities such as walkways and management roads. However, these pressures were found to be low-intensity and intermittent, implying minimal adverse impacts on overall ecosystem stability. Overall, the results demonstrate that the creation of migratory bird habitats in Busan EDC has led to measurable improvements in ecosystem service functions. Future studies should establish a long-term monitoring system to verify these changes through field-based assessments after the completion of habitat construction. The ecosystem service evaluation framework presented in this study—combining InVEST-based spatial analysis with expert consensus through the Delphi method—provides a practical approach for assessing the ecological effectiveness of urban wetland and migratory bird habitat restoration projects and offers foundational data for post -construction evaluation and policy application. 본 논문은 부산 에코델타시티(EDC) 친수구역 내에 조성 예정인 철새 서식처를 대상으로 생태계서비스 평가지표를 개발하고, 조성 전·후 변화를 정량적으로 평가하는 것을 목적으로 한다. 부산 EDC는 천연기념물 제 179호로 지정된 낙동강 하류 철새도래지와 인접한 입지를 지닌 대표적인 친수구역 조성사업으로, 훼손지를 복원하여 철새서식처를 마련한다는 점 에서 큰 의의를 지닌다. 그러나 철새서식처는 토지이용 제한 등으로 신 도시 주민들에게 기피시설(NIMBY)로 인식되는 경우가 많아, 객관적이고 체계적인 근거를 기반으로 한 가치 평가가 요구된다. 연구 방법으로는 철새서식처와 유사한 조건을 가진 국내외 습지 관련 최근 연구 57편을 검토하여 MA, TEEB, 국립생태원의 분류체계에 따라 평가항목을 도출하였다. 평가지표는 GIS 기반 공간분석이 가능한 InVEST 모델을 중심으로 구성하였으며, InVEST에서 제공하지 않는 항목은 국립 생태원 매뉴얼 및 습지 선행연구를 참고하여 보완하였다. 또한 델파이 기법을 활용하여 전문가 25인을 대상으로 설문조사를 실시하고 내용타당성 (CVR), 합의도(표준편차), 신뢰도(Kendall’s W)를 통해 타당성을 검증 하여 최종지표를 확정하였다. 실증분석은 설문조사 결과를 반영하여 선정된 네 가지 핵심 항목인 먹이생산량 (InVEST Crop Production), 탄소저장 (InVEST Carbon Storage), 담수공급량 (InVEST Water Yield), 서식처 질 (InVEST Habitat Quality)을 대상으로 수행하였다. 분석 결과, 먹이생산량은 논습지 확대에 따라 27톤에서 72톤으로 증가하였으며, 탄소저장은 식생 및 습지 면적 확대에 따라 평균 30.4 tC/ha에서 54.3 tC/ha로 증가하였다. 담수 공급량은 불투수면적 감소의 영향으로 단위면적당 공급능력이 향상되었다. 서식처 질은 조성 전 평균 질 지수가 0.379에서 조성 후 0.269로 다소 낮아졌으나, 최대값은 0.800에서 0.900으로 상승하였다. 이는 부산 EDC 도시개발로 일부 지역의 서식처 환경이 저하되었으나, 제12호 수변공원 에서는 서식처의 질적 수준이 높아진 공간이 확대되어 보다 안정적인 생태 환경이 형성될 것으로 평가되었다. 다만 철새서식처 조성 시, 산책로와 관리도로 설치는 잠재적 위협요인으로 작용하였으나, 제한적 이용과 낮은 교란 강도로 인해 생태적 영향은 상대적으로 미미한 것으로 평가되었다. 이러한 결과는 부산 EDC 철새서식처 조성이 생태계서비스 측면에서 정량적 개선 효과를 가져왔음을 실증적으로 보여준다. 다만 향후 연구에서는 장기적인 모니터링을 통해 실제 조성 전・후 변화를 현장조사와 연계하여 검증할 필요가 있다. 본 논문에서 제시한 생태계서비스 평가지표는 InVEST 기반 공간분석과 전문가 합의를 결합하여 도시 내 철새서식처 조성사업의 효과를 평가할 수 있는 분석체계를 제공하며, 조성 완료 이후의 검증 연구 및 정책적 활용을 위한 기초자료로 활용할 수 있다.

생태계서비스 정원의 가치에 대한 인식 유형 분석

노회은 원광대학교 일반대학원 2026 국내박사

This study empirically investigated the social perceptual structure of the ecosystem service garden using Q methodology and compared how two distinct social groups—students and practitioners—perceive and assign meaning to ecosystem service gardens. The aim was to elucidate how such gardens function not only as sites of ecological provision but also as spaces where social learning and institutional discourse intersect. Q statements were developed around four ecosystem service categories (provisioning, regulating, cultural, and supporting), comprising 120 statements for the student set and 144 statements for the practitioner set. Q-sorting was conducted with 32 undergraduate students in relevant majors and 35 practitioners and researchers in the fields of gardening, landscape architecture, and ecology. The collected data were analyzed using principal component analysis with Varimax rotation. Perception types were interpreted by integrating Z-scores, factor loadings, distinguishing statements, and inter-factor correlation structures. The results identified 10 perception types among students and 15 among practitioners. Within the practitioner group, a composite interpretive frame was prominent for provisioning services, integrating production, circulation, industry, and community values; a managerial frame was salient for regulating services, emphasizing functionality, performance, operational systems, and publicness; a sociocultural frame was evident for cultural services, linking affect, participation, welfare, and the institutionalization of public culture; and a scientific–institutional frame characterized supporting services, mediating ecological foundations through education and policy. In contrast, the student group exhibited relatively simplified frames grounded in experience and ethical interpretation, emphasizing self-sufficiency, circulation, affect, healing, learning, and participation. This suggests that practitioners tend to understand ecosystem service gardens as managed ecological systems and policy or operational platforms, whereas students perceive them as social narrative spaces where meaning is constructed. Comparative analysis across the two groups revealed four key discursive frames structuring understanding of ecosystem service gardens. First, in the contrast between value-oriented and operation-oriented frames, students focused on meanings and values such as publicness, healing, and learning, while practitioners emphasized feasibility and institutional durability, including budgeting, standardization, safety, and monitoring. Second, in the visibility-centered versus invisibility-centered frame, students prioritized directly perceivable elements such as landscape and experience, whereas practitioners recognized less visible ecological foundations (e.g., soil, hydrology, and microclimate) as core values. Third, in the experience-centered versus sustainability-centered frame, students highlighted immediate experiences and emotional satisfaction, while practitioners interpreted sustainability through management cycles, long-term monitoring, and policy-oriented evaluation systems. Fourth, in the nature-centered versus institutionalization-centered frame, students emphasized natural cycles and affective relationships with nature, whereas practitioners tended to view ecosystem service gardens as public infrastructure that should be systematized through technology, policy, and governance. Overall, these findings indicate that ecosystem service gardens are not a simple reflection of objective attributes but a complex discursive system constructed through overlapping social experiences, language, institutions, and discourse. From a social constructivist perspective, garden values are socially produced through the interaction between practice and discourse; from the perspective of professional development theory, differences between practitioners and students can be understood not as mere knowledge gaps but as differences in stages of experiential expertise and reflective practice. Academically, this study extends ecosystem service research by shifting the unit of analysis from functions to social perceptual structures and empirically demonstrating how garden values are formed through discourse, experience, and policy mediation. Policy implications include redefining ecosystem service gardens as public infrastructure integrating ecology, culture, welfare, and education; translating less visible regulating and supporting outcomes into tangible experiences and narratives as social learning mechanisms; and integrating citizen-participatory programs, practitioner capacity building, and long-term monitoring-based public management systems. Limitations include constraints in sample composition, potential researcher intervention in interpretation, and the omission of temporal variability; future research should address these through expanded multi-stakeholder samples, international comparative studies, and analyses linking perception to behavior. 본 연구는 생태계서비스 정원(Ecosystem Service Gardens)에 대한 사회적 인 식 구조를 Q 방법론(Q methodology)을 통해 실증적으로 규명하고, 학생과 실무 자라는 상이한 사회적 집단이 정원을 어떻게 인식하고 의미화하는지를 비교, 분 석함으로써 정원이 생태적 기능을 넘어 사회적 학습과 제도적 담론이 교차하는 공간으로 작동하는 방식을 밝히고자 하였다. 이를 위해 공급, 조절, 문화, 지지의 네 가지 생태계서비스 유형을 중심으로 학생용 120개, 실무자용 144개의 Q 진술 문을 구성하고, 관련 전공 대학생 32명과 정원, 조경, 생태 분야 실무자 및 연구 자 35명을 대상으로 Q-sorting을 수행하였다. 수집된 자료는 주성분분석(PCA)과 Varimax 회전을 통해 요인을 추출하였으며, Z-점수, 요인적재치, 대표 진술문, 요인 간 상관 구조를 종합하여 인식 유형을 해석하였다. 분석 결과, 학생 집단은 총 10개, 실무자 집단은 총 15개의 인식 유형으로 구 조화되었다. 실무자 집단에서는 공급서비스에서 생산, 순환, 산업, 공동체 가치가 결합된 복합적 해석 프레임이, 조절서비스에서는 기능성과 성능, 운영체계 및 공 공성을 중심으로 한 관리 프레임이, 문화서비스에서는 감성, 참여, 복지와 공공문 화의 제도화를 연결하는 사회문화적 프레임이, 지지서비스에서는 생태 기반과 교 육, 정책을 매개로 한 과학적, 제도적 프레임이 각각 두드러졌다. 반면 학생 집단 은 자급, 순환, 감성, 치유, 학습, 참여 등 체험과 윤리적 해석에 기반한 상대적으 로 단순화된 인식 프레임을 보였으며, 이는 실무자가 정원을 ‘관리되는 생태 시 스템’이자 정책, 운영 플랫폼으로 이해하는 데 비해, 학생은 정원을 ‘의미가 구성 되는 사회적 서사 공간’으로 인식하고 있음을 시사한다. 두 집단의 인식을 비교한 결과, 생태계서비스 정원에 대한 이해는 네 가지 핵 심 담론적 프레임을 중심으로 구분되었다. 첫째, 가치지향 프레임과 운영지향 프 레임의 대비에서 학생은 정원의 공공성, 치유, 학습 등 의미와 가치에 주목한 반 면, 실무자는 예산, 표준화, 안전, 모니터링 등 실행 가능성과 제도적 지속성에 초점을 두었다. 둘째, 가시성 중심 프레임과 비가시성 중심 프레임에서 학생은 경관과 체험 등 직접적으로 체감되는 요소를 중시한 반면, 실무자는 토양, 수문, 미기후 등 보이지 않는 생태 기반 기능을 핵심 가치로 인식하였다. 셋째, 체감 중심 프레임과 지속성 중심 프레임에서 학생은 즉각적인 경험과 정서적 만족을 강조한 반면, 실무자는 관리 주기, 장기 모니터링, 정책적 평가 체계를 통해 정원 의 지속 가능성을 해석하였다. 넷째, 자연성 중심 프레임과 제도성 중심 프레임 에서 학생은 자연적 순환과 감성적 관계 맺음을 중시한 반면, 실무자는 기술, 정 책, 거버넌스를 통해 정원을 체계화해야 할 공공 인프라로 인식하는 경향을 보였 다. 이러한 결과는 생태계서비스 정원이 객관적 속성의 단순한 반영이 아니라, 사회적 경험, 언어, 제도, 담론이 중첩되며 구성되는 복합 담론 체계임을 보여준 다. 사회구성주의 관점에서 볼 때 정원의 가치는 실천과 담론의 상호작용 속에서 사회적으로 구성되며, 전문성 발달 이론의 관점에서는 실무자와 학생 간 인식 차 이가 지식량의 차이라기보다 경험적 숙련과 반성적 실천의 단계 차이로 이해될 수 있다. 학문적으로 본 연구는 생태계서비스 연구의 분석 단위를 ‘기능’에서 ‘사 회적 인식 구조’로 확장하고, 정원의 가치가 담론, 경험, 정책을 매개로 형성되는 과정을 실증적으로 제시하였다. 정책적으로는 생태계서비스 정원을 생태, 문화, 복지, 교육이 결합된 공공 인프라로 재정의하고, 비가시적 조절, 지지 성과를 체 감 가능한 경험과 서사로 번역하는 사회적 학습 장치, 시민참여형 프로그램과 실 무자 역량 강화, 장기 모니터링 기반의 공공관리체계를 통합하는 정책 방향을 제 안한다. 다만 표본 구성의 제한, 해석 과정에서의 연구자 개입 가능성, 시간적 변 동성의 미반영 등은 향후 다중 이해관계자 확장, 국제 비교, 인식-행동 연계 분 석을 통해 보완할 필요가 있다.

경관다양성 및 생태계서비스 가치 평가 연구 : 중국 그린하트 지역을 중심으로

ZHULIN 경희대학교 대학원 2021 국내박사

1980년대부터 중국은 급격한 도시화로 인한 도시확장과 도로나 철도 등 도시기반 시설 개발에 의해 녹지공간의 파편화를 초래하게 되었고, 도시는 건물의 고층화 및 인구 고밀도화에 의해 정신적 스트레스 증가 등 많은 사회문제들이 발생하게 되었 다. 2000년 이후, 대기오염 등 물리적인 환경이 악화되었고, 이러한 도시문제 해결 을 위해 도시환경의 질적 제고가 제기되고 있지만 실질적 정책실현은 미비한 상황 이다. 자연녹지와 생물서식지의 수는 점점 감소하여 사회 전반에 걸쳐 자연환경의 중요성에 대한 인식이 확대되었다. 2010년도 중국「12차 경제개발 5개년 계획 (2011-2015)」에서는 에너지 절감 및 환경 보호 정책을 중점적으로 구축하고자 하 였으며, 특히 대도시권의 녹지네트워크 형성과 생태학적 가치가 경제적 역할보다 더 강조되어 왔다. 따라서 도시자연환경보전과 사회경제적 형평성의 모순을 해결하 기 위해 최근 수년간 많은 지자체들의 발전비전으로 이용되었다. 현대 중국 국토개 발과정에서 이루어진 도시확장에 의해 많은 생태취약지역이 자연환경 잠재력에도 불구하고 산재되어 있는 녹지공간의 생물다양성은 감소하게 되었으며 녹지파편화로 인해 자연환경 파괴는 더욱 심각해졌다. 특히 대도시 주면 중소도시의 확장은 상대 적으로 이기적이고 광역적인 대도시권에 생태적 네트워크를 시키는 역할을 제대로 하지 못하고 있다. 그린하트는 도시권에 거주하는 주민들에게 생태적 안정성과 생 태계에서 비롯된 다양한 혜택을 제공하는 중요한 역할을 지속하여 왔으나 그동안 그린하트의 생태적 효율성은 모두가 인정하면서도 생태계서비스 가치 평가에 대해 서는 충분한 방영되지 않았다. 지속가능한 생태계는 지역사회의 문화 및 환경을 보호하고, 생태적으로 민감한 지역을 보호하는 동시에 주민의 편이성을 최대화시키는 것이다. 그린하트 지역 계 획 및 관리는 다양한 이해 당사자들이 존재하기 때문에 객관적인 근거 마련이 중요 하다. 그린하트 지역에 보호・관리가 강조되면서 자연적인 자원과 주변 자연환경 보존에 노력한 결과, 도시민에게 다양한 생태적 가치를 제공하고 도시 속 생태공간 으로 가능성을 가지게 되었다. 이렇듯 대도시권 속 자연자원은 높은 생태잠재력을 지니고 있으나 생태계서비스에서 지역주민들이 배제된 채 이루어지는 경향이 있었다. 지역주민들은 생태자원보호라는 명분으로 사유재산권 침해를 받고, 개발규제로 인해 생활불편을 감소해야하며, 경우에 따라서는 생활 터전을 잃게 되어 적개심을 갖기도 한다. 이와 같은 관점에서 본 연구는 중국 최근 국토개발전략에서 큰 주목을 받고 있 는 후남성 창주탄 그린하트 지역을 대상으로 선정하여 지역만의 경관적, 문화적 생 태계서비스 평가의 필요성을 논하였다. 다양한 생태 가치를 밝히고 활용 가능성을 설정하며, 그린하트 지역의 생태가치를 증진시킬 수 있는 방안에 대해 모색하고자 한다. 그 방안으로 언제 어디서나 시공간적인 자료를 통해 시대적 흐름을 고려하여 GIS의 활용 가능성을 제시하고자 한다. 이러한 내용 파악은 생태보호지역 설정, 시 가지역의 적절한 관리를 통해 도시를 조화롭게 조성할 수 있으며, 효율적 발전을 이루는데 중요한 역할을 할 것이다. 2009년 생태 그린하트 지역계획에 따라 급격한 경관 변화가 진행되고 있으며 이 지역은 다른 곳에서 느낄 수 없는 독특한 공간특 성과 생태자원들이 매력적인 요소로 작용하고 있는 바, 생태계서비스의 균형을 생 각하며 활용이 되어야 한다. 분석에 앞서 생태계서비스, 경관패턴변화, 경관다양성 과 문화서비스 등에 대한 이론적 고찰을 설시하였으며, 이를 바탕으로 중점 연구문 제를 도출할 수 있었다. 대상지 관련 생태계획 및 관리제도에서도 생태계서비스의 중요성을 찾을 수 있었으며, 이에 따라 대상지 GIS 정보체계를 구축하였다. 최종적 으로 구축된 GIS 정보체계의 활용가능성과 연구문제는 이해관계자 설문조사를 통 해 논의하였다. 자연 공간을 보전하고 유지하는 것이 지속 가능한 대도시권 환경 보전하는 데 가 장 바람직할 것이다. 이러한 결과는 2010년의 창주탄 그린하트 계획 및 2012년의 창주탄 생태 그린하트 보호 조례와 같이 종합적, 효율적 개발 방안을 통해 환경에 대한 정책적인 영향력과 잠재력을 인식할 수 있다고 판단된다. 따라서 본 연구결과 는 창주탄 그린하트 지역개발에 적용하여 정량적인 평가 기법의 타당성 검증 및 적 용 가능성을 분석하는 데 큰 의의를 두었다. 그린하트 지역 생태계서비스 가치를 파악하여 공동의 생태계획과 국토공간계획을 수립하는 과정에서 매우 유용한 기초 자료를 활용될 수 있을 것으로 사료된다. 향후 지속적으로 그린하트의 경관적, 문화 적 보전과 커뮤니티 개발에 대한 효과를 기대할 수 있다. 지속적인 조사과정에서 전문가와 지역 주민들 함께 그린하트의 문제 또는 개선사항을 스스로 발견하고 해결하는 커뮤니티 시행과정으로 발휘할 것이라 사료된다. 또한 이러한 정보화기술이 개발되어 됨에 따라 향후 더 고효율 평가방법을 활용할 수 있는 것으로 기대된다.

다중 공간규모에서 국내 생태계서비스 통합평가 및 지역계획 활용연구

박윤선 서울대학교 대학원 2023 국내박사

본 연구는 자연이 인간에게 주는 혜택인 생태계서비스 공급이 이루어지기까지 일련의 과정이 사회·경제적인 요소가 영향을 주는 토지 피복 변화에 의해 크게 좌우된다는 점에 기반하여 분석을 진행하였다. 특히, 생태계서비스의 시나리오 기반 전략환경영향평가 적용 가능성을 모색하고, 토지 피복 변화 기반 생태계서비스 상쇄 관계를 파악하였으며, 생태계서비스가 사회-생태적 요소에 의해 주로 결정된다는 점에 입각하여 서비스 공급과 수요 체계를 규명하였다. 본 연구는 3∼5장을 통해 실증 연구를 수행하였다. Chapter 3: 생태계서비스 상쇄 효과(Trade-off) 규명과 같이 서비스 간 상호관계를 측정하는 것은 한정된 환경자원을 관리하는 측면에서 매우 중요하다. 이에, 본 연구에서는 약 30여 년간 토지 피복이 변화함에 따라 파생된 생태계서비스 우세경향 및 증감을 파악하고, 시간의 경과에 따라 발생한 생태계서비스 상호 간 관계 변화를 추적하였다. 이를 통해 토지 피복 변화와 생태계서비스 변화 간의 관계 및 지역마다 상이한 서비스 변화의 특성을 규명하였다. 연구는 생태계서비스 평가 모델인 InVEST Model을 주로 활용하였고, 평가결과를 0-1사이로 표준화한 후 차원축소기법 중 하나인 주성분 분석을 거쳐 시계열변화를 관찰하고 서비스 상호 간 관계를 파악하였다. 연구 결과, 시가화 지역 면적은 1989년에서 2019년 사이 급격하게 증가했으며, 산림은 2009년에서 2019년 사이 크게 증가하는 양상을 나타냈다. 1989년에서 2019년 사이에 생태계서비스 공급량에 있어 전국적으로 수량 공급은 13.9% 감소, 질소 저류는 10.5% 감소, 인 저류는 2.6% 증가, 탄소 저장은 0.9% 감소, 대기정화는 1.2% 증가, 서식처 질은 3.4% 감소하였다. 우리나라는 지난 30여 년간 시가화 지역이 증가하고, 농경지가 감소하며, 산림이 증가하는 동안 인 저류 기능과 서식처 질 사이에 상쇄 효과를 보였다. 본 연구는 대한민국의 자연기반해법형 조림 정책이 도시화로 인해 하락한 생태계 질을 향상시키고 생태계서비스를 극대화하는데 기여한다는 결론을 도출하였다. 이러한 연구 결과는 정책결정자들이 지속 가능한 자연환경 보전과 생태계서비스 제공에 중점을 둔 조림 정책을 수립하고 추진하는 데 도움을 줄 수 있다. Chapter 4: 전략환경영향평가(SEA)는 지속 가능한 발전을 위한 사업계획 이전 단계에서 수행하는 정책, 계획, 프로그램의 환경적, 경제적, 사회적 영향을 고려한 의사결정 과정이다. 본 연구에서는 SEA에서 개발 계획을 수립할 때 적절한 대안을 선택하는 과정과 기준을 분석하였다. 첫째, 산업단지 조성사업 추진에 따른 생태계서비스 변화를 산정하는 기준을 제시하였다. 둘째, 안성시에 적합한 대안을 탐색하기 위해 생태계서비스 시나리오 분석을 통한 대안 평가를 수행하였다. 연구는 생태계서비스 평가 모델인 InVEST Model을 주로 활용하였고, 평가결과를 표준화하여 주성분 분석을 거쳐 사업시행전과 사업 시행 후에 예상되는 생태계서비스 변화량을 추적하였다. 그 결과 기존 사업부지로 선정된 지역은 사업 시행에 따라 환경 질이 악화되었으며, 사업 지역에서 유일하게 다양한 생태계서비스 항목의 변화가 크게 감소하는 것으로 보아 최적 입지대안임을 확인하였다. 또한 안성시에서 적절한 대안을 모색하기 위한 시나리오 평가 결과, 기존 부지는 수질관리 서비스 측면에서 시나리오 1, 조절 서비스 측면에서 시나리오 2, 수량 공급 측면에서 시나리오 3이 우세한 것으로 나타났다. 생태계서비스 평가의 지침은 개발 계획 및 정책 계획의 타당성 및 입지 타당성을 결정하기 위한 보다 정량적인 기준을 제시함으로써 대규모 전략(예: SEA) 및 프로젝트의 의사결정에 사용할 수 있을 것으로 기대된다. 이를 위해서는 선행연구의 뒷받침하에 관련 법의 제정 및 개정 등 다양한 지원이 필요할 것으로 판단된다. Chapter 5: 생태계서비스는 인간 복지에 기여함으로써 지속 가능한 발전을 촉진한다. 지속 가능한 발전을 위해서는 생태계서비스의 공급과 수요의 균형이 이루어져야 한다. 이에 본 연구는 경기도 지역을 대상으로 생태계서비스 공급-수요 불일치 지역을 도출하고, 이를 해결하기 위한 관리방안을 제시하는 것을 목적으로 하였다. 연구는 InVEST Model을 활용한 생태계서비스 평가와 요인분석, GIS 공간 분석 등 3단계로 구성되었으며, 지역별 생태계서비스 공급-수요 불일치 지역을 도출하고, 이를 해결하기 위한 경기도 지자체별 관리방안을 제시하였다. 생태계서비스 공급은 생태계서비스 측정결과를 활용하고, 생태계서비스 수요는 사회경제적 요인을 나타내는 국가통계자료를 활용했다. 생태계서비스의 결과에 따른 서비스 공급은 요인1로 혼합 서비스 제공, 요인2로 식량 공급, 요인3으로 인 조절 서비스 제공 영역으로 구분하였다. 사회경제적 요인에 따른 서비스 수요는 factor1은 쇠퇴도시 지역, factor2는 인구밀집 지역, factor3은 경제 활동 활발 지역으로 구분하였다. 균형을 유지하는 지방자치단체는 고양, 오산, 파주, 평택, 포천, 여주, 시흥, 구리로 평가되었고 불균형한 지방자치단체는 수원, 화성, 용인, 광주, 연천, 양평, 남양주로 분석되었다. 생태계서비스 공급과 사회적 수요가 균형을 유지하는 지자체의 경우 산림이 제공하는 공익적 가치가 풍부하거나 생태관광이 발달하여 문화서비스 측면에서 발달한 동시에, 인구밀도가 높거나 경제활동이 활발한 지역이라는 특징을 보였다. 반면 생태계서비스 공급과 사회적 수요가 불균형한 지자체의 경우 높은 도시화율로 인해 인구가 과밀된 지역임에도 불구하고 생태계가 제공하는 혜택이 부족하거나, 혹은 쇠퇴하고 있는 지역인데 반해 생태계가 제공하는 혜택은 풍부하다는 특징을 보였다. 연구 결과를 바탕으로 생태계서비스의 공급과 수요의 균형을 유지하기 위해 지역의 자족성을 높이거나 지역 간 교류를 증대하는 등의 관리방안을 제시하였다. 본 연구를 통해 생태계서비스 공급과 수요가 불일치하는 지역을 식별함으로써 생태계서비스 기반 지역 관리계획 수립 시 두 요소가 상호보완적인 관계에서 동시에 고려되어야 한다는 점을 재확인하였으며, 이러한 결과는 비단 경기도 지역뿐 아니라 분석 대상지를 확장함으로서 지속가능하고 균형 있는 국토 발전의 근거로 활용할 수 있다. This study was conducted based on the understanding that the process of providing ecosystem services, which are the benefits that nature provides to humans, is significantly influenced by land cover changes affected by socio-economic factors. In particular, the study explored the feasibility of applying scenario-based strategic environmental impact assessment for ecosystem services, identified the trade-off relationships of ecosystem services based on land cover changes, and clarified the supply and demand system of services, considering that ecosystem services are primarily determined by socio-ecological factors. This study carried out empirical research through Chapters 3 to 5. Chapter3: Understanding the trade-off effect in ecosystem services and measuring the interrelationships between services are crucial for managing limited environmental resources. In this study, we investigated the dominant trends and changes in ecosystem services derived from land cover changes for about 30 years and tracked the changes in relationships between ecosystem services over time. Through this, we determined the relationship between land cover changes and ecosystem service changes, as well as the distinct characteristics of service changes in different areas. The research primarily utilized the InVEST Model, an ecosystem service assessment model. After standardizing the evaluation results between 0 and 1, it went through principal component analysis, a dimensionality reduction technique, to observe the time-series changes and understand the relationships between the services. According to the research results, the area of urbanized regions dramatically increased between 1989 and 2019, while forests showed a significant increase between 2009 and 2019. Between 1989 and 2019, the national ecosystem service supply witnessed a 13.9% decrease in water supply, a 10.5% decrease in nitrogen retention, a 2.6% increase in phosphorus retention, a 0.9% decrease in carbon storage, a 1.2% increase in air purification, and a 3.4% decrease in habitat quality. Over the past 30 years, South Korea experienced an increase in urbanized areas, a decrease in agricultural land, and an increase in forests, resulting in a trade-off effect between phosphorus retention and habitat quality. This study concluded that South Korea's nature-based forestry policies contribute to improving ecosystem quality, which has declined due to urbanization, and maximize ecosystem services. These research findings can help policymakers establish and implement forestry policies that focus on sustainable environmental conservation and ecosystem service provision. Chapter4: Strategic Environmental Impact Assessment (SEA) is a decision-making process taking into account the environmental impact, economic and social impact of policies, plans, and programs at the higher stage prior to the project plan for promoting sustainable development. In this study, we analyzed the process and criteria for selecting appropriate alternatives when establishing development plan in SEA. First, the criteria for estimating changes in ecosystem services following the implementation of development project of industrial complex were presented. Second, alternative evaluations were conducted through an analysis of ecosystem service scenarios to explore suitable alternatives in Anseong. The research mainly utilized the InVEST Model, an ecosystem service assessment model, and standardized the evaluation results, performed principal component analysis to track the expected changes in ecosystem services before and after the project implementation. As a result, the environmental quality of selected area as the existing project site deteriorated according to the implementation of the project, and the dimensional reduction technique confirmed that the change in ecosystem service factors in project area was the optimal location. In addition, the results of the scenario assessment to explore suitable alternatives in Anseong City showed that the existing site had large capacity in terms of water quality control services (scenario 1), scenario 2 in terms of preconditioning services, and scenario 3 in terms of water supply services. The guidance of Ecosystem service assessment is expected to be available in decision-making of large-scale strategies (e.g., SEA) and projects by presenting more quantitative criteria for determining the adequacy and location feasibility of development plans and policy plans. This is expected to require various support, including legislation and revision of related laws, believed to be supported by advanced research. Chapter5: Ecosystem services play a crucial role in promoting sustainable development by contributing to human well-being. Achieving sustainable development necessitates a balance between the supply and demand for ecosystem services. The research was comprised of three stages: ecosystem service assessment using the InVEST Model, factor analysis, and GIS spatial analysis. We performed a factor analysis using ecosystem service measurement results to assess ecosystem service supply and national statistical data representing socioeconomic factors for ecosystem service demand. The analysis results for Gyeonggi-do are as follows: ecosystem service supply was categorized into mixed service provision (factor 1), food supply (factor 2), and phosphorus retention service (factor 3). Ecosystem service demand, based on socioeconomic factors, was divided into shrinking cities (factor 1), densely populated areas (factor 2), and economically active areas (factor 3). Balanced local governments were identified in Goyang, Osan, Paju, Pyeongtaek, Pocheon, Yeoju, Siheung, and Guri, while unbalanced local governments were found in Suwon, Hwaseong, Yongin, Gwangju, Yeoncheon, Yangpyeong, and Namyangju. In the case of local governments where the supply of ecosystem services and social demand maintain a balance, they are characterized by an abundance of public value provided by forests or developed ecotourism, advanced cultural services, high population density, and active economic activities. On the other hand, local governments with an imbalance between the supply of ecosystem services and social demand show the characteristic of insufficient benefits provided by the ecosystem, despite overcrowded populations due to high urbanization rates. Or, in declining areas, the benefits provided by the ecosystem are abundant. Based on the research results, management strategies were proposed to maintain the balance between the supply and demand of ecosystem services, such as increasing the self-sufficiency of the region or enhancing exchanges between regions. Furthermore, we propose a management plan to maintain balance between the demand and supply of ecosystem services. Our analysis method and results are applicable to various local governments, providing an invaluable resource for maintaining the balance between ecosystem service supply and demand.

택지개발지구의 생태계서비스 변화와 자연기반해법 정량화 연구

최다정 서울시립대학교 일반대학원 2025 국내석사

최근 도시화가 급격히 진행되면서 자연환경의 파괴와 생태계서비스의 악화가 심화되고 있다. 도시 내 녹지 공간의 감소는 기후변화의 가속화, 생물 다양성 감소, 열섬 현상의 심화 등을 초래하며, 이는 도시환경의 질적 악화로 이어지고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 자연기반해법(Nature-based Solutions, NbS)의 적용이 주목받고 있으며, 본 연구에서는 자연기반해법의 실현 가능성을 높이기 위한 수단으로 기존의 법제도인 생태 면적률을 연계하였다. 본 연구의 목적은 생태면적률 제도가 적용된 택지개발지구를 대상으로, InVEST 모델을 활용하여 개발 전후 주요 생태계서비스(수량 공급, 서식처 질, 탄소저장, 토양침식 조절, 도시 열섬 완화) 지표의 변화를 정량적으로 평가하는 것이다. 이를 통해 도시화로 인한 생태계서비스의 변화 경향과 공간적 패턴을 파악하고, 도시 생태계가 기후변화 대응과 생물다양성 증진을 포함한 생태적 건전성을 향상할 수 있는 방안을 모색하였다. 분석 결과, 도시화로 인해 농업지역이 교통지역, 주거지역 등 인공지반으로 전환되면서 자연지반녹지의 감소와 불투수 면적의 증가가 확인되었다. 이로 인해 서식처 질의 저하, 탄소저장 능력 감소, 토양침식 조절 약화 등 전반적인 생태계서비스의 질적 저하가 발생하였다. 반면, 기타초지는 개발 이후 증가하며 생태계서비스의 유지와 증진에 중요한 역할을 하였고, 도시화로 인한 생태계서비스 손실을 완화하는 잠재적 토지피복 유형으로 평가되었다. 또한, 핫스팟 분석 결과, 개발 전 농경지와 산림지가 주요 생태계서비스 제공 지역으로 나타났으나, 개발 후 이러한 지역이 감소하며 생태계서비스의 공간적 불균형이 심화되었다. 그러나 일부 대상지에서 녹지 조성과 인공 초지의 적절한 배치가 도시 열섬 완화 및 수량 공급 서비스 증진에 긍정적인 영향을 미친 사례도 확인되었다. 본 연구는 도시화로 인한 생태계서비스 변화를 정량적으로 평가하며, 자연기반해법을 통해 기후변화 대응, 생물다양성 증진, 생태계서비스 유지 및 증진을 위한 방안을 제시하였다. 특히, 공간적 의사결정을 지원하기 위해 자연기반해법의 효과를 지도화된 자료로 제공하는 것이 중요하며, 이를 통해 지속 가능한 도시 환경을 구축하기 위한 정책적 시사점과 과학적 근거를 제공하였다. Rapid urbanization has exacerbated the degradation of natural environments and ecosystem services. The reduction of green spaces within cities has accelerated climate change, diminished biodiversity, and intensified the urban heat island effect, resulting in a decline in urban environmental quality. To address these challenges, the application of Nature-based Solutions (NbS) has garnered significant attention. This study integrates the Biotope Area Factor (BAF) as a tool to enhance the feasibility of implementing NbS. The objective of this study is to quantitatively evaluate the changes in key ecosystem service indicators—water yield, habitat quality, carbon storage, soil erosion control, and urban cooling—before and after development in residential districts where the BAF system is implemented, using the InVEST model. By analyzing the trends and spatial patterns of ecosystem service changes resulting from urbanization, this study aims to explore strategies for enhancing the ecological integrity of urban ecosystems, including climate change adaptation and biodiversity enhancement. The results indicate that urbanization has transformed agricultural areas into impervious surfaces, such as transportation and residential zones. This transformation has led to a significant reduction in natural ground cover and an increase in impervious areas. Consequently, habitat quality has deteriorated, carbon storage capacity has diminished, and soil erosion control has weakened, resulting in an overall decline in the quality of ecosystem services. However, the development of grasslands and other green spaces has increased post-development, playing a crucial role in maintaining and enhancing ecosystem services while mitigating the losses caused by urbanization. Hotspot analysis reveals that pre-development agricultural and forested areas were major providers of ecosystem services, but their extent was significantly reduced after development, exacerbating spatial imbalances in ecosystem service provision. Nevertheless, in certain districts, the strategic placement of green spaces and artificial grasslands has positively influenced urban cooling and water yield services. This study quantitatively evaluates the impacts of urbanization on ecosystem services and proposes strategies to enhance the provision of these services through NbS. Notably, the emphasis is placed on using spatially explicit, map-based assessments of NbS effects to support decision-making, thereby providing policy implications and scientific evidence for the development of sustainable urban environments.

생태계서비스 개념을 도입한 역사문화경관자원 분류 및 적용방안 : 전주 원도심을 대상으로

정현이 전북대학교 일반대학원 2021 국내석사

그동안 도시의 역사문화경관 관련 연구는 주로 문화재, 도시재생, 관광 등을 중심으로 진행되어 왔고, 생태경관의 개념에 관한 논의는 거의 이루어지지 않았다. 왜냐하면 우리나라에서 경관이라는 개념은 대부분 시각경관의 의미로 사용하고 있기 때문이다. 생태경관은 기후변화 및 생물서식환경 다양성 확보 등 도시 환경문제 극복을 위한 중요한 중심 개념이다. 전통경관자원 즉, 역사문화경관자원을 이러한 생태경관 중심으로 바라볼 때 생태계서비스와의 관계성을 도출해 낼 수 있다. 생태계서비스는 인간이 생태계로부터 직‧간접적으로 얻는 다양한 혜택을 의미하며, 경제학적인 개념으로 서비스를 정량화하여 평가할 수 있다. 최근 생태적이고 지속가능한 개발에 무게를 두는 추세에서 볼 때 생태경관자원의 중요성을 인식하여 체계적으로 조사하고 발굴하는 것이 역사문화경관자원의 가치를 높이는 일이며, 생태계서비스적 관점에서의 생태경관자원에 대한 연구는 장기적으로 논의되어야 할 중요한 과제로 보인다. 따라서 본 연구에서는 역사문화경관과 생태계서비스와의 관계성에 대해 파악해보고, 생태경관 중심으로 역사문화경관자원을 분류하여 이를 전주 원도심을 대상으로 적용 및 분석하여 생태계서비스 질을 높일 수 있는 방안에 대해 제시해보았다. 전주 원도심의 다양한 문화재 및 경관자원 조사 내용을 바탕으로 다음과 같이 전주 원도심의 역사문화경관자원을 분류하였다. 경관자원은 생태경관, 역사경관, 무형경관으로 분류하고 형태적으로 점, 선, 면으로 나누어 세부요소를 분류하였다. 그리고 세부요소를 특징에 따라 생태계서비스 4가지 유형(공급, 조절, 지지, 문화서비스)으로 분류하고 경관자원별 양호=3점, 중간=2점, 미흡=1점으로 평가하여 향후 생태계서비스와 관련된 계획 및 정책 결정에 적용할 수 있는 근거를 마련하였다. 그리고 분류 결과를 적용하여 5구간으로 구간을 설정하고 구간별 부족한 생태계서비스 유형을 보완할 수 있는 방안을 점, 선, 면적 측면에서 제시하였다. 또한 향후 생태경관자원 도입을 위한 설계 진행에 적용할 수 있는 수준을 3단계로 구분하여 제시하였는데, Level 1은 기존 생태경관이 존재하며 발굴 및 복원하는 단계, Level 2는 역사․문화적 전통적 성격이 강한 곳으로 고지도 및 문헌을 통해 생태경관자원을 형성하는 단계, Level 3는 역사․문화적 전통적 성격이 약하거나 없는 곳으로 전통 수종이나 배식기법을 도입하여 생태경관자원을 형성하는 단계이다. 전주 원도심 관련 사업 계획을 위의 3단계로 구분하여 설계 방향을 제시하였다. 본 연구에서는 기존의 역사문화경관 분류 및 가치평가 관련 연구와는 다르게 생태경관 중심으로 생태계서비스 개념을 도입하여 역사문화경관자원을 분류했다는 점에 의의가 있다. 또한 역사문화경관자원 네트워크 구축을 위한 구간 설정 및 생태경관자원 도입을 위한 설계 방향을 제시하였다는 점에서 기후변화, 생태계 단절 등의 도시 문제 해결을 위한 정책 및 계획 수립 시 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대한다. 한편 생태계서비스 정도 평가 시 저자의 주관적 기준을 점수로 환산하여 적용하였다는 점에서 한계점을 가지고 있으며, 향후 역사문화경관자원 조사 및 평가 방법에 대해 체계적이고 추가적인 연구를 통해 명확한 기준으로 평가를 진행한다면 연구의 정확도 및 활용성을 높일 수 있을 것으로 보인다. Research on the historical and cultural landscape of the city has been conducted mainly on cultural assets, urban regeneration, and tourism, and there has been little discussion of the concept of an ecological landscape. Ecological landscape is an important central concept for overcoming urban environmental problems, such as climate change and securing diversity in the living environment. When looking at historical and cultural landscape resources with these ecological landscapes as the center, the relationship with ecosystem services can be derived. Ecosystem service means various benefits that humans directly or indirectly derive from ecosystems, and can be evaluated by quantifying services economically. With the recent trend of weighing on ecological and sustainable development, research on ecological landscape resources from an ecosystem service perspective appears to be an important task to be discussed in the long run. Therefore, this study identified the relationship between historical and cultural landscape and ecosystem service, and suggested ways to improve the quality of ecosystem service by classifying historical and cultural landscape resources based on ecological landscape and applying and analyzing them to the original city center of Jeonju. Based on the contents of the survey of various cultural assets and landscape resources in the original city of Jeonju, the historical and cultural landscape resources of the original city of Jeonju were classified as follows: Landscape resources were classified as ecological landscapes, historical landscapes, and the detailed elements were classified into dots, lines, and faces. The detailed elements were classified into four types of ecosystem services(provisioning, supporting, regulating, cultural services) and evaluated as good=3, middle=2, and poor=1 point. and by applying the results, the section was established in five sections and a plan was proposed to compensate for the types of ecosystem services lacking in each section in terms of points, lines, and area. In addition, the level that can be applied to the design process for the introduction of ecological landscape resources in the future is presented in three stages. In this study, it is meaningful that unlike previous research on classification and value evaluation of historical and cultural landscapes, the concept of ecosystem services was introduced centering on ecological landscapes to classify historical and cultural landscape resources. It is also expected to be used as data for establishing policies and plans to solve urban problems such as climate change and ecosystem disconnection. Meanwhile, it has limitations in that it applied subjective evaluation criteria. If the evaluation is carried out through systematic and additional research in the future, it will be possible to increase the accuracy and utilization of the study.

우리나라 산림생태계의 다기능성과 공간적 안정성에 관한 연구 : 생물다양성의 조절 효과와 안정화 메커니즘을 중심으로

이민기 국민대학교 일반대학원 2025 국내박사

생태계 내 유기체들은 태양 에너지와 외부에서 유입된 양분을 바탕으로 밀접하게 상호작용하며, 이는 생태계의 유형과 항상성 유지를 가능하게 하는 핵심 메커니즘이다. 인간은 오랫동안 생태계 내 생물 간 상호작용을 비롯한 에너지 흐름을 통해 발생하는 각종 혜택과 편익을 얻어왔다. 생태계서비스는 생태계와 인간의 삶을 연결해주는 중요한 정량화 지수로 생태계가 인간에게 주는 다양한 혜택과 자연자본의 중요성을 설명하기 위해 탄생한 개념이다. 그러나 단일 생태계 기능 및 서비스만을 평가하게 된다면, 생태계 기능 간 상충관계와 토지 전용과 같은 환경변화가 여러 기능에 동시에 어떻게 영향을 미치는지에 대한 파악이 불가능하다는 한계가 있다. 이러한 한계점을 극복하기 위해‘생태계의 전반적인 기능과 서비스를 동시에 제공하는 능력’을 평가하기 위한 생태계 다기능성(ecosystem multifunctionality, EMF) 개념이 대두되어 전 세계적으로 활발한 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 산림생태계의 다기능성과 그 공간적 안정성에 대한 종합적 이해를 바탕으로, 산림관리 방안 및 전략을 위한 과학적 기반을 마련하고자 하는 것을 목표로 수행하였다. 이를 위해 임상별 생태계 다기능성을 제어하는 핵심 인자를 구명하고, 각 임상별 생태계 기능 간 상호작용을 비교하고 생태계서비스 지수가 다기능성에 미치는 영향을 분석하며, 생태계 다기능성의 공간적 안정성 패턴과 이를 결정짓는 제어인자 간의 관계를 정량적으로 구명하였다. 본 연구는 우리나라 전체 산림을 대상으로 수행되었으며, 국가산림자원조사(National Forest Inventory, NFI) 자료를 기반으로 침엽수, 활엽수, 혼효림, 그리고 전체 임상을 기준으로 데이터 수집 및 분석이 수행되었다. 분석에 활용된 생태계 기능과 관련된 변수들은 총 11개로 NFI 자료를 포함해 범용적으로 활용될 수 있는 변수를 사용하였다. 임상별 생태계 다기능성과 이를 제어하는 생물, 비생물학적 인자 및 임령 간의 관계를 분석한 결과 수목의 종풍부도가 높아지고 오래된 숲일수록 임분의 구조적 다양성이 높아져 생태계 다기능성을 더 잘 유지할 수 있었다. 또한 비생물학적 인자는 침엽수림을 제외한 모든 임상에 걸쳐 식물의 수분 스트레스 증가할수록 직간접적으로 부정적인 영향을 미쳤다. 마지막으로 각 임상별 생태계 다기능성을 제어하는 메커니즘은 다르게 나타났다. 이러한 결과는 산림생태계 다기능성, 생태계의 질(quality) 및 안정성을 증진시키기 위해서는, 산림천이를 촉진하고 생물다양성을 유지하며 구조적 다양성을 증진 시키는 산림관리 방안이 필요함을 시사한다. 또한, 각 임상에서 생태계 다기능성을 제어하는 성숙목의 수고나 잎 면적비와 같은 식물의 기능형질을 고려한 산림관리가 이루어져 할 것으로 판단된다. 임상별 산림생태계 기능 간 상호작용을 비교한 결과 모든 임상에서 생태계 기능의 시너지가 상충관계에 비해 높게 나타났으며, 생태계 기능 간 상호작용의 강도는 혼효림에서 가장 높게 나타났다. 또한 생태계서비스 지수를 산출하고 생태계 다기능성에 영향을 미치는 정도를 비교한 결과 4가지 생태계서비스 지수가 생태계 다기능성에 기여하는 정도는 다르게 나타났으며, 모든 생태계서비스 지수가 생태계 다기능성에 긍정적인 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 이는 다양한 수종 조성이 기능 간 상호 보완성과 연결성을 강화하는 결과로 보인다. 그러나 동시에 기능 간 연계성이 높다는 점은 특정 기능의 변화가 다른 기능으로 빠르게 확산될 수 있음을 의미하므로, 혼효림 관리에서는 단일 기능 극대화보다는 다기능적 균형을 고려한 통합적 관리가 필요할 것으로 판단된다. 또한 생태계서비스 지수의 기여도 분석 결과로 생태계 다기능성 평가에서 서비스 유형별 상대적 기여도를 구분하는 것이 중요함을 보여준다. 또한 장기적이고 다양한 데이터 축적을 통해 생태계 기능 간 상호작용과 다기능성 간의 관계를 더욱 정밀하게 구명함으로써, 지속가능한 산림관리와 생태계 복원에 대한 관리 전략을 수립할 수 있을 것이다. 개별 생태계 기능 및 생태계 다기능성의 공간적 안정성을 정량화하고, 이에 영향을 미치는 주요 제어인자를 분석한 결과 대부분의 생태계 기능 및 다기능성의 공간적 안정성은 생물학적 인자 중에서도 다양성 관련 요인(생물다양성 및 구조적 다양성)에 의해 가장 높게 설명되었으며, 양의 관계를 나타내었다. 그러나 이러한 요인들은 모든 생태계 기능의 공간적 안정성을 일관되게 증가시키는 것은 아니었다. 비생물학적 인자 중 고도가 증가하고, 수분 스트레스가 감소(즉, Aridity index의 증가) 할수록 대부분의 생태계 기능의 공간적 안정성이 전반적으로 증가하는 경향을 보였다. 기능형질의 군집 가중 평균 또한 생태계 다기능성 및 일부 생태계 기능의 공간적 안정성에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 특히, 성숙목의 수고가 증가함에 따라 생태계 다기능성과 대부분의 생태계 기능의 공간적 안정성 또한 함께 감소하는 경향을 보였다. 이러한 결과는 우리나라 산림에서 생태계 다기능성과 개별 기능의 공간적 안정성을 향상시키기 위해서 기능별 안정성 증진 목표에 따른 맞춤형 관리전략이 필요함을 시사한다. 또한 기능별 특성에 따라 생물다양성이 반드시 안정성을 높이지는 않는다는 점을 고려해야 한다. 본 논문에서는 생태계 다기능성 지수 산출에 NFI 자료를 포함한 범용적 자료를 활용하기 위해 노력하였으며, 이로 인해, 본 연구가 향후 국내 생태계 다기능성 및 기능 연구에 있어 기초적이고 재현성 있는 과학적 근거로 활용될 수 있을 것으로 기대된다. 그러나 우리나라를 비롯해 여러 국가에서 활용되고 있는 4가지 카테고리(공급, 조절, 문화 및 지지)를 구분 짓는 기준은 어디까지나 주관적이며 연구목적에 따라 각 생태계서비스 구분이 다르며 생태계 기능의 긍정적인 측면과 부정적인 측면을 다르게 볼 수도 있다. 이에 따라 본 연구에서는 기존 연구들의 한계점을 극복하기 위해 잭나이프 기법이라는 방법론을 고안하였으나, 이 역시 지엽적이고 측정된 데이터에 의존한다는 점이 한계로 여겨질 수 있다. 생태계 다기능성의 공간적 안정성의 경우 장기적인 생태계 측면에서 시간적 안정성을 복합적으로 고려하지 못했다. 또한 단순히 다양성 인자뿐만 아니라 생물 간 상호작용이 발생하는 생태계의 유동성을 반영하지 못하였다. 따라서 향후 공간적 안정성과 시간적 안정성 간의 복합적인 관계를 구명하고 생물 간 상호작용을 포함한 통합적 접근과 고도화된 연구를 시도할 필요가 있다. Organisms within an ecosystem closely interact through solar energy and external nutrients, which are key mechanisms that enable the maintenance of ecosystem types and homeostasis. Humans have long reaped various benefits and conveniences arising from energy flows, including interactions among organisms within ecosystems. Ecosystem services, a key quantifiable index connecting ecosystems and human life, were developed to explain the diverse benefits ecosystems provide to humans and to highlight the importance of natural capital. However, evaluating only a single ecosystem function or service has limitations, as it fails to capture trade-offs among ecosystem functions and how environmental changes, such as land conversion, simultaneously affect multiple functions. To overcome these limitations, the concept of ecosystem multifunctionality (EMF)—defined as the "ability of an ecosystem to simultaneously provide multiple functions and services"—has emerged and is actively being studied worldwide. This study aimed to establish a scientific foundation for forest management plans and strategies based on a comprehensive understanding of the EMF and spatial stability of forest ecosystems. To achieve this, we identified key factors controlling EMF across forest stands, compared interactions among ecosystem functions within each forest stand, analyzed the impact of ecosystem service indices on EMF, and quantitatively elucidated the relationship between the spatial stability patterns of EMF and their controlling factors. This study was conducted across all forests in South Korea using data from the National Forest Inventory (NFI), including coniferous, broadleaved, mixed, and overall forest stands. A total of 11 variables related to ecosystem functions were utilized in the analysis, including NFI data, which are widely applicable. Analyzing the relationship between EMF, biotic and abiotic factors, and stand age revealed that higher tree species richness and older forests exhibited greater structural diversity, which better maintained EMF. Furthermore, abiotic factors had direct and indirect negative impacts on water stress in plants across all stand types except coniferous forests. Finally, the mechanisms controlling EMF differed among forest stands. These results suggest that forest management strategies that promote succession, maintain biodiversity, and enhance structural diversity are necessary to improve forest EMF, quality, and stability. Furthermore, forest management should consider plant functional traits, such as mature tree height and leaf area ratio, that influence EMF in different stand types. A comparison of interactions among forest ecosystem functions revealed that synergies were stronger than trade-offs in all stands, with the strength of functional interactions highest in mixed forests. Furthermore, analysis of ecosystem service indices and their impact on EMF revealed that the four indices contributed differently, and not all had positive effects. This suggests that diverse tree species composition enhances complementarity and connectivity among functions. However, the high interconnectivity also means that changes in a specific function can rapidly propagate to others. Therefore, integrated management that considers multifunctional balance, rather than maximizing a single function, is necessary in mixed forests. The contribution analysis of ecosystem service indices further demonstrates the importance of distinguishing the relative contributions of each service type in assessing EMF. In addition, the accumulation of long-term and diverse datasets will enable more precise evaluation of the relationships between ecosystem functions and EMF, supporting sustainable forest management and ecosystem restoration strategies. Quantifying the spatial stability of individual functions and EMF and analyzing their key controlling factors revealed that diversity-related factors (species and structural diversity) explained the greatest variability in spatial stability, generally showing positive relationships. However, these factors did not consistently enhance the stability of all functions. Among abiotic factors, higher elevation and lower water stress (i.e., higher aridity index) tended to increase the spatial stability of most functions. The community-weighted mean (CWM) of functional traits also influenced EMF and the stability of some functions. Specifically, increases in mature tree height enhanced EMF but simultaneously reduced the spatial stability of most functions. These results suggest that management strategies tailored to function-specific stability objectives are required to enhance EMF and the spatial stability of individual functions in Korean forests. Furthermore, biodiversity does not necessarily enhance stability, depending on the characteristics of each function. This study attempted to utilize general-purpose data, including NFI data, to calculate the EMF index. Therefore, it is expected to serve as a fundamental and reproducible scientific basis for future research on EMF in South Korea. However, the four categories of ecosystem services (provisioning, regulating, cultural, and supporting), although widely used, remain subjective criteria. In practice, classifications vary across fields, and functions can be perceived differently in positive or negative terms. Although this study introduced a jackknife-based method to address the limitations of previous research, reliance on observed datasets remains a limitation. Moreover, the analysis of spatial stability did not incorporate temporal stability in a long-term ecological context, nor did it reflect the dynamic interactions among organisms beyond diversity factors. Therefore, future research should elucidate the complex relationships between spatial and temporal stability and pursue integrated approaches that incorporate biotic interactions and system dynamics.

생태계서비스 가치평가 분석을 통한 산림유전자원보호구역 재고찰 -희귀식물, 서식처 질, 탄소저장량을 중심으로-

윤호근 강원대학교 대학원 2022 국내박사

본 연구는 산림유전자원보호구역의 가치를 과학적인 방법으로 정량적인 가치를 도출하고자 수행되었다. 연구는 자연환경에서 인간이 얻는 편익을 가치로 표현할 수 있는 생태계서비스(Ecosystem Service) 가치평가에 기반하여 산림유전자원보호구역에 대한 평가를 수행하였다. 유전자원보호구역 가치평가는 총 3가지 방법으로 구분하여 수행되었다. 첫 번째는 멸종위기 등급의 식물 분포에 따른 보전 가치평가로 국제자연보전연맹(IUCN)의 희귀식물 등급에 따라 보호지역에 대한 가중치를 설정하고 가치를 평가하였다. 두 번째는 생물 종의 생육환경 또는 서식처에 대한 가치평가로 생태계서비스 개념으로 접근하여 해석하였다. 평가는 생태계서비스 분석프로그램인 InVEST 서식처 질(Habitat Quality) 분석을 수행하였다. 세 번째는 산림유전자원보호구역의 공익적 기능과 같은 잠재적인 가치를 발굴하고자 생태계서비스 개념으로 접근하였다. 평가는 InVEST 탄소저장량(Carbon Storage) 분석을 수행하였으며 탄소 총량을 도출하였다. 가치평가 결과, 희귀식물에 대한 가치는 평균 0.570, 최소 0.1, 최대 1.0으로 구분되었으며 서식처 질 분석을 통해 도출된 보호구역 가치는 평균 0.848, 최소 0.788, 최대 1.0으로 확인되었다. 탄소저장량은 약 11,875,500.00 tC/yr, 경제적 가치는 약 4,923억 원으로 구분된다. 생태계서비스 평가 결과, 희귀식물 가치에 대한 편차가 큰 것으로 보인다. 이는 산림유전자원보호구역의 지정목적 상 소나무 대경목 또는 마을 숲과 같은 우수한 유전자의 보전을 위해 일반식물이 서식하는 산림을 지정했기 때문으로 판단된다. 일반적으로 서식처 질은 0.7 이상일 때, 우수한 생태계로 구분되므로 보호구역은 전반적으로 우수한 환경을 지니고 있음을 알 수 있다. 탄소저장량은 지정 면적에 따라 저장량이 비례하므로 가치를 비교하기에는 어려우나 산림의 공익적 기능 중 하나인 대기 중 탄소 저감 및 흡수에 긍정적인 임무를 수행하고 있다. 생태계서비스 평가를 통해 도출된 산림유전자원보호구역의 가치는 과학적인 방법으로 자연환경에 대한 정량적인 가치를 도출했다는 측면에서 긍정적이며, 향후 보호지역 지정 및 해제, 관리를 위한 지침이 될 것으로 기대된다. This study was carried out to measure the quantitative value of forest genetic resource reserve(FGRR) based on the scientific method. The FGRR was evaluated based on ecosystem service valuation which assigns values to various services for human well-being provided by nature. A valuation on FGRR consists of three parts. The first is to evaluate using endangered plant's distribution data and weight value according to International Union for Conservation of Nature(IUCN) Red List. The second is to analyze habitat quality using software, Integrated Valuation of Ecosystem Services and Tradeoffs(InVEST). The third is to calculate the total amount of carbon stock using InVEST Carbon storage analysis to find potential values such as public interest functions of the FGRR in terms of ecosystem services. As results of valuation by rare plant, average, minimum, and maximum were 0.570, 0.1, and 1.0 relatively. The FGRR value was 0.848 on average and ranged from minimum 0.788 to maximum 1.0 according to habitat quality analysis. The total amount of carbon stock was around 11,875,500.00 tC/yr, which had the same economic value as about 492.3 billion KRW. The results of ecosystem service evaluation showed the value by rare plants had wide variation as protected areas designated to preserve superior genetic resources conserved large-diameter trees and village groves not rare plants. Most protected areas had above 0.7 habitat quality which indicated a superior ecosystem. It is difficult to compare the amount of carbon stock by each protected area because it differs in proportion to designated areas. However, they have played key roles in carbon emission reduction and absorption, one of the public benefits of the forest. The values of FGRR derived from ecosystem service evaluation have quantitative values on a scientific base and can be applied to guidelines for designation, cancellation, and management of protected areas.