도시생태계 특성을 고려한 생태적 토지이용계획 기법 연구 : 경기도 하남시를 사례로 = Ecological land use planning considering the characteristics of urban ecosystem : a case study of Hanam, Kyeonggi province

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 자연환경 보전상태가 양호한 지역 중 최근 지속적 도시개발 압력이 높은 경기도 하남시를 대상으로 도시생태계 특성을 규명하고 이를 토대로 생태적 토지이용계획 기법 개발을 목적으로 수행하였다. 연구단계는 크게 도시생태계 특성 평가 단계와 생태적 토지이용계획 기법 수립 단계로 구분하였다.
도시생태계 특성 평가는 생태도시계획 지표인 엔트로피감소, 물순환체계, 생물다양성을 파악하였으며 엔트로피감소와 관련해서는 토지이용현황, 물순환체계 측면에서는 토양피복현황, 생물다양성은 식생구조와 야생동물 서식구조를 분석하였다. 이를 종합하여 하남시 비오톱 유형화를 실시하였다. 도시생태계 특성 평가를 고려한 생태적 가치평가는 공간유형별 생태적 평가와 공간단위별 생태적 평가로 구분하여 실시하였으며 생태적 토지이용계획 기법에서는 소유역권의 생태적 특성을 고려한 계획·관리단위를 설정하여 생태적 토지이용계획을 수립하였다.
하남시 도시생태계 특성 중 토지이용현황 분석결과 녹지 및 오픈스페이스는 산림이 49.5%로 가장 넓었으며 시가화지역은 창고 및 공업지가 8.3%로 가장 넓었다. 토양피복현황 분석결과 건폐지 중 불투수율이 높은 지역이 14.2%로 가장 넓었다. 현존식생 분석결과 시가화지역은 녹지율이 낮았으며 녹지지역 중 산림지역에서는 신갈나무가 우점하는 군집이 15.7%로 가장 넓었고 낙엽활엽수는 계곡부에 소규모 면적이 선형으로 분포하였다. 야생동물 서식구조 분석은 야생조류와 포유류로 구분하여 실시하였다. 야생조류는 총 61종 8,642개체가 관찰되었으며 대규모 산림과 연계된 녹지에서는 산림내부종, 도심내 잔존녹지가 위치하는 지역은 일반종, 시가화가 진행된 지역은 도시화종의 우점도가 높았다. 포유류는 총 10종이 관찰되었으며 고라니 출현밀도가 높았다.
하남시 도시생태계 특성을 고려하여 총 56개 비오톱 유형으로 분류하여 적용한 결과 하남시 비오톱유형은 52개 유형으로 구분되었다. 52개 유형 중 산림비오톱은 대상지 남쪽을 중심으로 넓게 분포하고 있었고 경작지비오톱은 한강과 산림비오톱 사이의 평지지역에 넓게 분포하고 있었으나, 최근 창고 및 공장, 비닐하우스의 증가로 인해 그 면적이 감소하고 있었으며 하천비오톱은 한강과 덕풍천, 산곡천이 주요 유형이었다. 시가화비오톱은 하남시 중앙의 기존 시가화지역을 중심으로 저층 단독주택지와 상업업무지역유형이 위치하고 있었으며 최근 경작지와 잔존 산림지역을 중심으로 창고와 공장지역이 넓게 형성되어 시가화지역이 확대되고 있었다.
생태도시 조성원칙인 엔트로피 감소, 물순환체계, 생물다양성 측면에서 현장조사를 실시한 결과 하남시는 전체적으로 산림지역이 넓게 분포하고 있어 녹지 및 오픈스페이스지역에서는 위의 세 원칙이 양호한 상태이었다. 그러나 시가화지역을 중심으로 녹지면적이 적은 고밀도 주거지역과 불투수포장면적이 넓은 창고 및 공업지역 등이 넓게 분포하고 있어 도시내 엔트로피 증가, 물순환체계 훼손, 생물다양성 감소가 심각한 상태이었다. 이를 개선하기 위해 기존 시가화지역의 집중적 개발을 지양하고 생태적 원리에 근거한 토지이용계획 수립을 통해 시가화지역내 생태자원 보전과 복원을 추구해야 할 것이다. 또한 야생동물 서식처 및 원활한 이동통로 확보를 위해 시가화지역내 녹지지역 보전이 바람직 할 것이다.
도시생태계 평가는 공간유형별 생태적 평가와 공간단위별 생태적 평가로 구분하여 실시한 후 생태적 공간단위별 평가점수에 생태적 공간유형별 가중치를 부여하여 종합평가하였다. 생태적 가치등급 Ⅰ지역은 11.67%로 산림내 천이극상단계로 이행중인 낙엽활엽수가 우점하는 군집, 습지성 낙엽활엽수군집, 다층구조 참나무류 대경목군집, 습지지역, 한강, 도심내 논경작지, 덕풍천과 산곡천 등의 지방하천이 포함되었다. 생태적 가치등급 Ⅱ지역은 31.77%로 산림내 인공림을 제외한 자연식생이 분포하는 지역이 대부분이었으며 평지지역에서는 경작지가 위치한 망월동지역과 서하남 I.C. 주변의 토심이 양호하면서 다층구조 식생이 분포하는 잔존 녹지지역 등이 포함되었다. 생태적 가치등급 Ⅲ지역은 23.86%로 산림내 인공림이 우점하는 지역이 주를 이루었다. 생태적 가치등급 Ⅳ지역은 12.38%로 하남시 북쪽의 망월동 일대의 시설물경작지가 분포하는 지역과 산림 중에서는 골프장이 위치한 금암산 서쪽 자락이 주를 이루었다. 생태적 가치등급 Ⅴ지역은 20.32%로 시가화가 진행된 하남시 중앙부와 하천변을 따라 넓게 분포하고 있었다.
하남시의 친환경적 도시계획을 위해서는 생태적 가치 등급 Ⅰ, Ⅱ지역은 지속적 보존대책을 수립하고 등급 Ⅲ, Ⅳ, Ⅴ지역은 생물다양성 확보 측면에서 녹지지역의 보전·복원을 위주로한 생태적 토지이용계획 방안이 요구되었다.
생태적 토지이용계획 제안을 위해 생태적 계획 및 관리단위로 소유역을 설정하고 야생동물 세력권, 수계와 지형구조를 고려하여 계획대상지를 상세 구분한 결과 총 382개소로 나타났다. 소유역별 생태적 가치평가를 통해 5개 생태적 관리등급으로 구분하였으며 이를 토대로 핵심보전지역, 보전지역, 완충지역, 전이지역, 이용지역을 제시하였다.
5개 유형으로 분류한 생태적 토지이용구분 체계와 생태적 관리등급을 종합하여 하남시 생태도시 실현을 위해 용도지역을 재설정한 결과 주거지역 16.61%, 상업지역 2.19%, 보전녹지지역 47.82%, 생산녹지지역 2.63%, 자연녹지지역 18.57%가 설정되었다. 이들 용도지역은 하남시를 생태도시 조성시 수용가능한 인구 200,000명을 만족시키며 용도지역별 자연생태계 향상을 통한 토지이용을 실현할 수 있을 것으로 판단되었으며 기존 개발축과도 연관성이 큰 상태이었다.
생태적 관리등급에 근거한 용도지역은 녹지지역의 지속적 보전과 함께 기존 시가화지역의 문제점인 엔트로피 증가, 물순환체계 훼손, 생물다양성 감소를 개선할 수 있을 것이다. 용도지구는 생태적 측면을 고려한 자연경관지구, 수변경관지구, 생태계보존지구 지정가능지역을 제시하여 생태적으로 양호한 지역을 지속적으로 보전할 수 있는 근거를 마련하였다. 생태적 관리등급을 고려한 자연환경 및 공원녹지분야 생태적 관리방안의 경우 자연환경관리에서는 생태·경관보전지역 지정 가능지역, 공원녹지관리에서는 하남시 공원녹지체계와 신규 지정공원을 제시하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This study aims at understanding characteristics of urban ecosystem and developing methods of ecological land use planning based on those characteristics. The research area was Hanam City in Kyeonggi Province where natural environment had been well preserved but had been gone through a lot of development recently. This study was conducted in two steps: assessment of characteristics of urban ecosystem and establishment of ecological land use planning.
Assessment of characteristics of urban ecosystem included a decrease in entropy, the water circulation system and biodiversity that are indicators of eco-city plan. As for a decrease in entropy, land use types were assessed. Land cover types for the water circulation system and vegetation structure and habitat structures of wildlife for biodiversity were evaluated. Then, the assessment was used to classify biotope types of the city. Assessment of ecological value of urban ecosystem was divided into ecological assessment based on spatial patterns and spatial units. In studying methods of ecological land use planning, ecological land use planning was established with a plan and methods of management based on ecological characteristics of watersheds.
To learn characteristics of urban ecosystem in Hanam City, this study examined types of land use, land cover, actual vegetation and habitat structures of wildlife. The result showed that forest was the largest part of green space and open space at 49.5% while warehouses and industrial complexes made up the largest part of urban district at 8.3%. The result of land cover type assessment demonstrated that impermeable areas accounted for 14.2% of building-to-land areas, which was the largest part. Assessment of actual vegetation showed that urban district has the lowest green space rate. As for green space, in forest a colony where Quercus mongolica dominated was the largest accounting for 15.7% of the forest while deciduous broadleaf forest spread in line at valleys in a lower number. Assessment of inhabitation of wildlife included wildbirds and mammals. The evaluation of the two kinds of wildlife was conducted separately. A total of 61 species and 8,642 populations were observed. Interior species in green space linked to vast forest, interior-edge generalist species in residual green space at inner city and urban species in urbanized areas were mainly witnessed. A total of 10 mammal species were observed and Hydropotes inermis was the most frequently seen species.
Considering the characteristics of urban ecosystem, it was decided to apply 56 biotopes and the city's biotopes were divided into 52 biotopes. Among the biotopes, forest biotope was spread widely around the southern part of sites. Biotope of cultivated land was seen in plains located between the Han River and forest biotope. But with an increase of warehouses, factories and greenhouses, it has been decreased. Dukpung Stream and Sangok Stream were the main stream biotope. Urbanization biotope was located in the existing developed area in the central part of the city which included low-rise houses and commercial and business areas. But, due to more and more warehouses and factories were being built recently around the cultivated lands and residual forest, urban district had been expanding.
A field study was carried out to examine a decrease in entropy, water circulation system and biodiversity which are the principles of building an eco-city. Since the city has large forest, in green space and open space the three principles were in good shape. However, because built-up area included residential areas with high density and low green space rate and big warehouses and industrial complexes with large impermeable pavement, an increase in inner city entropy, damage to the water circulation system and a decrease in biodiversity were found. To improve the conditions, intensive development of existing built-up area should be slowed. Furthermore, conservation and restoration of ecological resources should be pursued with the establishment of land use planning based on ecological principles. In addition, to ensure habitats and safe paths for wildlife, green space in developed area should be conserved.
Assessment of urban ecosystem was divided into assessment of spatial patterns and spatial units. The overall assessment was made after weight of assessment of space types were added to grades of assessment of space units. The areas given the first grade in ecological value included 11.67% of the city's total land. They were the areas where deciduous broadleaf tree were transitioning to climax in forest dominated and were a colony of swampy deciduous broadleaf tree community, a colony of multi-layered Quercus spp., swamps, the Han River, rice paddies in inner city and regional streams such as Dukpung Stream and Sangok Stream. Areas with the second grade accounted for 31.71% of the total land and most of them were areas where natural vegetation was observed in forest excluding artificial forest. Other than forest, these areas included Mangwol-dong had cultivated areas and residual green space around western Hanam I.C. where soil depth was in good conditions and multi-layered vegetation was seen. Areas with the third grade made up 23.86% of the city and mostly they were areas with dominance of artificial forest. Areas given the fourth grade accounted for 12.38% of the total. They were around Mangwol-dong where cultivated land of greenhouse spread and western part of Geumamsan(Mt.) where a golf course was located. Areas with the fifth grade accounted for 20.32% including central part of the city where was already undergone urbanization and areas around streams.
To plan to build eco-city for Hanam City, there should be plans to conserve areas with the first and second grades. For the areas with the third, fourth, and fifth grades, plans for ecological land use based on conservation and restoration of green space in terms of securing biodiversity are needed.
To suggest plans for ecological land use, this study considered habitats of wildlife, the hydrosphere and topography. As a result, the area was divided into 382 watersheds by the applied plan. They were classified into five ecological management grades through the assessment of ecological value. On the basis of the grades, the core conservation zone, the conservation zone, the buffer zone, the transition zone and the available zone are suggested in this study.
The system of ecological land use was classified into five types and grades of ecological management were assessed together to redesign uses of land, which were efforts of making an eco-city. The result indicated that the city should have residential area accounted for 16.61% of the total land, commercial area for 2.19%, conservation green space for 47.82%, production green space for 2.63% and natural green space for 18.57%. The redesign would make the city available for the population of 200,000 and help the city make the better use of the land with the improvement of nature ecosystem in 5 of each zone in the event that the city is made to become an eco-city. Furthermore, this redesign is relevant to the existing development planning.
Land use based on grades of ecological management can help solve an increase in entropy, damage to water circulation system and a decrease in biodiversity, which are problems presented in the existing developed areas with the continuous conservation of green space. This study suggests potential natural landscape zone, floodplain landscape zone and conservation of ecological zone as land zoning to continue to conserve areas that are biologically in good conditions. The plans for the management of natural environment regarding grades of ecological management were divided into management of natural environment and management of open space. This study suggests potential ecological and landscape conservation area for management of natural environment and the city's system of open space and construction of new parks for management of open space.

목차 (Table of Contents)

• 차례
• 제 1 장 서론 = 1
• 제 1 절 연구배경 및 목적 = 1
• 제 2 절 연구내용 = 4
• 제 3 절 연구 분석틀 = 6
• 제 2 장 연구의 이론적 고찰 = 9
• 제 1 절 생태계 평가지표 및 기준 연구 = 9
• 제 2 절 도시생태계 평가 및 유형별 평가기준 연구 = 13
• 제 3 절 생태적 도시관리 및 생태도시계획 연구 = 18
• 제 4 절 도시생태계 가치평가를 위한 평가기준 설정 = 24
• 제 3 장 연구방법 = 29
• 제 1 절 연구대상지 선정 및 개황 = 29
• 1. 연구대상지 선정 = 29
• 2. 연구대상지 개황 = 34
• 제 2 절 조사분석방법 = 37
• 1. 도시생태계 특성 = 37
• 1) 엔트로피감소 측면(토지이용현황) = 37
• 2) 물순환체계 측면(토양피복현황) = 39
• 3) 생물다양성 측면 = 39
• 4) 하남시 비오톱 유형화 기준 = 44
• 2. 비오톱 유형을 고려한 도시생태계 평가 = 47
• 1) 도시생태계 평가체계 = 47
• 2) 공간유형별 생태적 가치 점수화 및 가중치화 = 49
• 3) 공간단위별 생태적 가치 점수화 = 52
• 4) 공간단위별 생태적 가치 점수 등급화 = 60
• 3. 생태적 토지이용계획 기법 = 60
• 1) 생태적 계획 및 관리단위 설정과 평가 = 60
• 2) 생태적 가치에 따른 관리등급 구분 = 61
• 3) 생태적 토지이용계획 수립 = 63
• 제 4 장 도시생태계 특성 평가 = 65
• 제 1 절 도시생태계 특성 = 65
• 1. 엔트로피감소 측면(토지이용현황) = 65
• 2. 물순환체계 측면(토양피복현황) = 71
• 3. 생물다양성 측면 = 75
• 1) 식생구조 = 75
• 2) 야생동물 서식구조 = 88
• 4. 하남시 비오톱(Biotope) 현황 = 104
• 제 2 절 비오톱 유형을 고려한 도시생태계 평가 = 111
• 1. 공간유형별 생태적 가치 평가 = 111
• 2. 공간단위별 생태적 가치 평가 = 112
• 1) 산림지역 = 112
• 2) 하천지역 = 129
• 3) 습지 및 초지지역 = 139
• 4) 경작지역 = 145
• 5) 조경수목식재지역 = 151
• 6) 시가화지역 = 159
• 3. 하남시 도시생태계 종합 평가 및 관리방향 = 165
• 제 5 장 생태적 토지이용계획 기법 = 173
• 제 1 절 생태적 계획을 위한 관리단위 설정과 평가 = 173
• 1. 생태적 계획 및 관리단위 구분 = 173
• 2. 소유역별 생태적 가치평가 = 176
• 1) 생태적 가치평가 = 176
• 2) 생태적 관리등급 구분 = 178
• 제 2 절 생태적 관리등급별 소유역 특성 및 관리방향 = 184
• 제 3 절 생태적 토지이용계획 = 187
• 1. 도시기본계획 및 도시관리계획에서 생태관련분야 계획지침 및 내용 = 187
• 2. 소유역별 생태적 관리등급에 따른 용도지역 설정 = 190
• 1) 생태적 토지이용구분 및 용도지역 설정 = 190
• 2) 생태적 관리등급에 따른 용도지역과 기존 용도지역 비교·고찰 = 199
• 3) 생태적 관리등급에 따른 용도지역 변경후 생태적 가치 변화 예측 = 206
• 4) 생태적 관리등급에 따른 용도지역별 생태적 계획 지침 = 217
• 3. 공간단위별 생태적 가치에 따른 용도지구 설정 = 220
• 4. 자연환경 및 공원녹지분야 생태적 관리방안 = 226
• 1) 자연환경관리 = 226
• 2) 공원녹지관리 = 230
• 제 4 절 생태적 토지이용계획 수립 모형 = 237
• 제 6 장 결론 및 제언 = 243
• 제 1 절 결론 = 243
• 제 2 절 연구의 한계 및 제언 = 246
• 인용문헌 = 247
• Summary = 268