서 론

보호지역이란 법적 또는 여타 효과적인 수단을 통해 생태 계 서비스 및 문화적 가치를 구현하면서 더불어 자연을 장 기적으로 보전하기 위한 목적이 인식되어야 하고, 보호 목 적으로 온전히 사용되고 관리되는 명확하게 정의된 지리적 공간(Dudley, 2008)이다. 보호지역은 1872년 미국의 Yellowstone National Park이 세계 최초로 국립공원으로 지 정되면서 시작되었다. 인류는 자연이 제공하는 편익으로 많 은 발전과 성장을 이루었으나 무분별한 개발과 자연자원 남용으로 기후위기, 환경오염, 서식지 파편화, 외래종 확산, 생물다양성 감소라는 심각한 전 지구적 문제가 야기되면서 보호지역의 필요성이 부각되고 있다. 이에 생물다양성협약 (Convention on Biological Diversity, CBD) 당사국 총회에 서는 보호지역의 지정 및 관리를 생물다양성 감소 문제에 대처하는 중요한 전략으로 제시하며 보호지역과 관련한 생 물다양성 목표(Aichi target-11)를 수립하고(Heo, 2020), 2020년까지 육상의 17%를 보호지역으로 지정할 것을 권고 하였다(KNPRI, 2019).

보호지역이 생물들을 위한 단순 제한구역이라는 의견에 대해 자연이 인간에게 혜택을 주는 생태계서비스가 연구되 고 제안되고 있다. 생태계서비스는 자연과 인간의 관계에 대해 경제적인 관점에서 접근하여 나온 개념이며 경제적 접근으로 생태계서비스(ecosystem service)와 자연자산 (natural capital)이라는 용어가 사용되었다(Murray, 2016). 자연이 인간에게 주는 혜택은 크게 조절, 지지, 공급, 문화서 비스로 구분된다(MEA, 2005). 생태계서비스는 단독으로 구분할 수 있기도 하지만 서비스 간에 연계되어 복합적이기 도 하다. 이러한 서비스의 원천은 생물다양성에 기반한다고 할 수 있다(Chapin et al., 2000). 그래서 보호지역은 생물다 양성을 유지 및 보전할 수 있는 마지막 보루이다.

보호지역의 생태적 가치와 중요성에 대한 인식이 증가함 에 따라 자연이 제공하는 생태계서비스에 관한 연구의 필요 성이 요구되고 있다(Choi and Lee, 2018). 보호지역 중 국 립공원은 생물다양성이 풍부한 곳으로 다른 토지이용지역 에 비해 인간에게 제공되는 생태계서비스 혜택이 높은 편이 다(KNPRI, 2019). 그래서 국립공원의 생태적, 사회·경제적 가치를 평가하기 위한 객관적인 자료 구축과 과학적인 관리 정책을 위해 생태계서비스 평가가 활용되고 있다(Hwang and Chun, 2017;Choi et al., 2019;Oh et al., 2019;Choi et al., 2020).

생태계서비스를 평가하는 여러 기법 중 국내 연구에서는 InVEST(Integrated Valuation of Ecosystem Services and Tradeoffs)모델이 활용되고 있다. InVEST모델은 미국 자연 자산프로젝트(Natural Capital Project, 2020)의 일환으로 스탠포드 대학, The Natural Conservancy, 그리고 WWF (World Wildlife Funds)가 공동으로 개발하였으며(Choi and Lee, 2018;Choi et al., 2019), 자연으로부터 얻는 재화 와 서비스를 지도화하고 가치를 평가하기 위한 목적으로 오픈소스를 이용해 만든 모델이다. 2008년부터 개발되었으 며, 현재까지 탄소저장량, 작물 수분, 서식지질 등 19개 항 목의 세부 모델이 개발되었다. 각 모형은 토지피복지도를 기반으로 관련 인자를 투입하여 가치를 평가할 수 있도록 구성되어 있다(Sharp et al., 2014). 생태계서비스의 지지서 비스 중 하나인 서식지는 생물이 생활을 영위할 수 있는 환경조건을 가진 터전이며, 서식지질은 생물다양성과 희귀 성을 판단할 수 있는 근거이다(Nelson et al., 2009;Polasky et al., 2011;Gao et al., 2017).

InVEST모델을 이용한 생태계서비스 평가와 관련한 국 내 선행연구로는 InVEST Habitat Quality 모델을 활용하여 제주도의 서식지질 분석 및 평가(Kim et al., 2015)와 InVEST Habitat Quality 모델과 InVEST Carbon 모델을 활용하여 서식지질 평가와 탄소고정량 분석을 경제적 가치 와 연결하여 국립공원과 같은 보호지역 또는 개발예정지역 을 분석한 사례(Choi and Lee, 2018;Choi et al., 2019) 등이 있다. 그러나 선행연구들은 주로 서식지 변화를 파악 하는 것에 초점이 맞춰져 있으며, 평가에 필요한 위협요인 선정과 인자별 민감도 및 계수 설정에 있어 국내 실정에 맞지 않는다는 한계점이 있다. 최근에는 국립공원을 대상으 로 국립공원의 실정에 맞는 민감도와 계수 설정을 특정하려 는 연구가 진행되고 있고(KNPRI, 2021), 도립공원 서식지 질 평가가 이뤄지고 있다(Kwon et al., 2022).

한편, 우리나라의 대표적인 보호지역은 자연공원과 백두 대간보호지역이다. 자연공원은 ‘자연공원법’에 의해, 백두 대간보호지역은 ‘백두대간 보호에 관한 법률’에 의해 지정 및 관리되고 있다. 자연공원은 크게 국립공원, 도립공원, 군 립공원으로 구분되며 종류에 따라 지정주체 및 지정절차를 달리한다(Korea Ministry of Government Legislation, 2020). 국립공원은 환경부장관이 지정 및 관리하는데, 1967 년 지리산국립공원을 시작으로 현재(2022년)까지 22개소 6,726.298㎢이 지정되어, 국립공원공단이 관리를 하고 있 다. 도립공원과 군립공원은 각각 시도지사와 군수가 지정 및 관리를 하는데, 도립공원은 30개소 1,147.547㎢, 군립공 원은 27개소 238.308㎢이고 현장관리는 지방자치단체에 위임되어 있다. 자연공원의 지정기준은 자연공원법 시행령 에 근거하여 자연생태계, 자연경관, 문화경관, 지형보존, 위 치 및 이용편의이며 기준을 종합적으로 고려하여 결정한다. 우리나라에서 국립공원제도가 시행된 이후 지정된 22개 국 립공원은 인지도, 규모, 지역 민원 등이 우선 고려되어 국립 공원으로 지정되었다. 도립공원과 군립공원도 자연공원법 의 틀 안에서 같은 기준으로 지정되어왔는데 지정 주체에 따라 자연공원도 위계를 갖는 구조로 인식되고 있다. 자연 공원의 위계는 관리 주체에 따른 차이뿐만 아니라 자연성, 경관 등에 있어서도 격하되어 인식되고 있다. 그렇지만 이 에 대한 검증은 미진하다.

이에 본 연구에서는 우리나라 자연공원을 대상으로 국립 공원의 실정을 반영한 인자별 민감도 및 계수를 적용하여 자연공원의 종류별 서식지질을 평가하고 지도화하여 비교 하고자 한다. 지정된 자연공원의 유형 특성에 차이가 있으 므로 산악형 자연공원을 대상으로 하며, 비교 분석을 위하 여 자연공원 종류별로 면적을 고려하여 서식지질 분석을 실시하였다. 본 연구결과를 통해 자연공원 위계가 가지고 있는 자연성을 정량화된 서식지질을 통해 살펴보고, 분석결 과는 자연공원 관리를 위한 기초로 활용할 수 있을 것으로 기대한다.

연구방법

1. 연구대상지 선정

본 연구에서는 산악형 자연공원을 중심으로 면적이 비슷 한 자연공원을 대상으로 공원 종류별로 대상지를 선정하여 서식지질을 분석하였다. 서식지질 분석은 국립공원 8개소, 도립공원 8개소, 군립공원 6개소로 총 22개소를 대상지로 선정하였다(Table 1). 그러나 자연공원 종류별로 공원면적 이 크게 차이가 나므로 최대한 면적을 고려하여 비교ㆍ분석 을 하였다. 또한 대상지 경계 밖에 위치한 위협인자가 서식 지질에 영향을 미칠 수 있으므로 각 국립공원의 외곽 5㎞ 완충지대까지 연구대상지로 포함하여 분석을 진행하였다.

2. 분석 방법

1) 공원경계 및 세분류토지피복도

생태계 서비스 분석은 세분류 토지피복도분류를 기준으 로 분석한다(Terrado et al., 2016;Zhong and Wang, 2017;Xu et al., 2019). 그에 따라 분석자료를 확보하였는데, 공원 경계는 한국보호지역 통합데이터베이스 관리시스템(KDPA, kdpa.kr)에서 쉐이프파일(SHP) 형태로 내려받아 일괄 수집 하였다. 토지피복도는 환경부에서 운영하는 환경공간정보 서비스에서 제작한 위계별 토지피복도 중 1:5000 세분류 토지피복도를 이용하였다(ME, 2015). 공원경계 밖 위협인 자의 영향을 고려하여 자연공원 경계 밖 5km를 포함한 세분 류 토지피복도를 내려받았다.

2) InVEST 서식지질 모델

InVEST Habitat Quality 분석은 기존 오픈소스 (naturalcapitalproject.stanford.edu/software/invest)를 QGIS에서 구동할 수 있도록 구축한 KNPS-InVEST 서식 지질 모형(KNPRI, 2019)을 이용하여 분석하였다. 본 모델 은 토지피복도를 바탕으로 서식지질 초기값(H_j)을 산출하 고, 총 위협수준(D_xj)이 반영된 최종 서식지질 값(Q_xj)을 도 출한다(Figure 2). 서식지질은 0과 1 사이의 값으로 나타나 며, 1에 가까울수록 서식지질이 우수한 것을 나타내며 이는 곧 자연성이 높다는 것을 직관적으로 의미한다. 인위적인 토지이용에 따라 서식지질이 영향을 받으므로 토지피복지도 를 기반으로 1) 위협인자 (threat factors)의 영향력과 위협인 자에 대한 최대영향거리, 2) 각 토지피복 인자의 위협요인에 대한 민감도(sensitivity), 3) 서식지와 위협요인 사이의 거리 자료를 사용하였다.

서식지와 위협인자 사이의 이격거리가 증가 할수록 영향 력은 감소하게 되는데, 영향 감쇠는 ‘거리-감쇠(distancedecay)’ 함수로 정의되며, 위협인자의 특성에 따라 위협인 자 영향이 일정하게 감소할 때는 선형(linear), 거리가 증가 함에 따라 위협인자 영향이 점점 높은 비율로 감소할 때는 지수형(exponential)으로 구분하였다. 각 토지피복 화소별 총 위협수준은 각 위협인자의 상대적인 영향(가중치, weight)과 민감도를 기반으로 적용하였다(Table 2)(Jang et al., 2022).

3) 위협인자

세분류토지피복지도를 기준으로 서식지 위협인자를 선 정하였다(Table 2). 서식지 위협인자는 시가화 건조지역, 공 업지역·채광지역, 철도, 도로, 농업지역, 논, 밭, 인공나지 8개 항목이 있으며, 시가화 건조지역의 최대영향거리는 10 ㎞, 가중치(weight)는 1로 할당하였고, 그 외 다른 위협인자 들은 Xu et al.(2019)의 기준에 따라 정의하였다. 농업지역 은 범위가 넓으므로 논, 밭은 별도로 분리하였다.

4) 서식지 초기값 및 위협인자별 민감도(Sensitivity)

Global Land Cover(GLC) 2000 (2020)의 토지피복에서 의 평균 종 풍부도(MSA, Mean Species Abundance)를 분 석하여 기본 서식처 가치 값을 산정하거나(Alkemade et al., 2009), 서식지 위협인자별 민감도 수치를 0∼1에서 자연성 민감도를 상대 비교하였다(Terrado et al., 2016;Chu et al., 2018;Xu et al., 2019). 그 결과 서식지 적합성 분석에 있어 적용 방식에 따라 결과가 상이하게 달라지는 것을 확인할 수 있었으며, 선행연구의 서식지질 초기값과 위협인자별 민 감도 수치를 참고할 수는 있으나 국내 자연공원에 적용하기 에는 문제가 있었다. 따라서 본 연구에서는 Xu et al.(2019) 가 제시한 자료를 기반으로 우리나라 자연공원 현황에 맞추 어 분석하기 위해 일부 서식지질 초기값 수치를 산림·생태 관련 전문가를 대상으로 1·2차에 걸쳐 AHP 설문조사를 통 해 수정한 계수를 반영하였다(KNPRI, 2021).

결과 및 고찰

1. 자연공원 종류별 서식지질 분석

종류에 관계없이 전체 22개 자연공원을 대상으로 서식지 질을 분석하였다(Table 3). 분석 결과 자연공원 경계 내에서 는 태백산국립공원이 0.89로 가장 높게 나타났으며 이어서 주왕산국립공원(0.87), 웅석봉군립공원(0.86), 가야산국립 공원(0.85), 운문산군립공원(0.84) 순으로 높게 나타났다. 서식지질은 대체로 보호지역 면적이 넓을수록 높게 나타나 는 경향이 있으며(Jang et al., 2022), 본 연구에서도 대상지 면적에 비례하여 서식지질이 높게 나타났다(Figure 3). 이 는 서식지질 분석 대상지가 자연공원이고, 자연공원의 특성 상 유사한 토지이용을 가지고 있기 때문으로 판단된다.

자연공원 종류가 동일하고 면적이 유사한 경우에는 보호 지역 경계 내·외부에 산재한 위협인자 영향에 따라 서식지 질 차이가 났다. 면적이 유사한 태백산국립공원(70.01km²) 과 무등산국립공원(75.32km²)의 총 위협수준 및 서식지질 을 비교하였을 때, 도심과 인접한 무등산국립공원의 총 위 협수준은 0.40으로 태백산국립공원의 총 위협수준(0.34)보 다 높게 나타난 반면, 무등산국립공원의 서식지질은 0.82로 태백산국립공원의 서식지질(0.89)보다 낮게 나타났다. 이 는 자연공원 주변 토지이용이 자연공원에 영향을 미칠 수 있음을 의미하며, 자연공원의 완충구역의 필요성을 시사하 는 것이다(Ki, 2015).

또한 자연공원 종류와 상관없이 22개 대상지 중 124.92km² 로 면적이 가장 넓은 팔공산도립공원의 서식지질은 0.82로 서식지질이 가장 높은 태백산국립공원 면적의 1.78배임에도 불구하고 서식지질이 상대적으로 낮게 나타났다. 자연공원 의 서식지질은 총 위협수준과 반비례하였으며(Figure 4), 이는 서식지질에 영향을 미치는 것이 보호지역 면적뿐만 아니라 자연공원 종류별로 차별화된 관리방법에 따른 총 위협수준이 영향을 미치기 때문으로 판단된다. 즉, 체계적인 자연공원 및 주변지역의 관리가 자연공원 서식지질에 중요한 역할을 함을 의미한다.

2. 면적이 유사한 자연공원 서식지질 분석

자연공원 종류별로 면적이 비슷한 대상지의 서식지질을 비교한 결과(Table 4), 국립공원과 도립공원은 서식지질에 서 차이가 나타났으나, 도립공원과 군립공원의 서식지질은 큰 차이가 없었다.

자연공원 위계상 국립공원 다음으로 도립공원, 군립공원 순으로 서식지질에도 차이가 있을 것으로 예상하였으나 면 적이 유사한 도립공원과 군립공원의 서식지질을 비교한 결 과, 오히려 군립공원의 서식지질 평균이 0.83±0.02로 도립 공원의 서식지질 평균 0.78±0.03보다 0.05 더 높게 나타났 다. 국립공원은 국립공원공단에 의해 자연생태계 및 자연· 문화 경관의 보전을 전제로 관리 전략을 수립하고 질 높은 관리가 이루어지고 있다. 반면, 도립공원과 군립공원은 관 리가 시·도에 위임되어 관리되며 경우에 따라서는 각기 다 른 시·군·구 행정구역에 걸쳐져 있고, 자연공원 지정 취지에 맞는 관리보다는 정치·행정적 측면이 우선시 되어 체계적인 관리가 어려운 실정이기 때문으로 판단된다.

3. 서식지질과 산림지역비율

서식지질 분석은 토지피복도를 기반으로 관련 인자를 투 입하여 가치를 평가하는 것으로(Sharp et al., 2014), 토지이 용에 따라 위협인자, 서식지질 초기값, 총 위협수준이 반영 된 최종 서식지질 값에 영향을 미친다. 연구대상지 전체의 토지피복비율을 분석한 결과(Table 5), 토지피복도 상위 3 가지 항목으로 활엽수림, 침엽수림, 혼효림 즉, 산림지역이 가장 높은 비율로 나타났다. 산림지역 비율이 높을수록 서 식지질 또한 비례하여 나타났으며(Figure 5), 서식지질 상 위 5개소 자연공원(태백산국립공원, 주왕산국립공원, 웅석 봉군립공원, 가야산국립공원, 운문산군립공원)과 하위 5개 소 자연공원(마이산도립공원, 덕산도립공원, 칠갑산도립공 원, 대둔산도립공원, 연화산도립공원)의 각 토지피복도 비 율을 비교한 결과(Table 6), 상위 5개소는 산림지역 비율이 93% 이상이었으며, 하위 5개소의 산림지역 비율은 최대 87.64%, 최소 76.47%로 상위 5개소에 비해 낮게 나타났다.

그러나 조계산도립공원의 경우 산림 비율이 95.92%로 가야산국립공원의 산림 비율(94.86%)과 운문산군립공원의 산림비율(93.49%)보다 높음에도 불구하고 서식지질은 0.84 로 가야산국립공원의 서식지질 보다 0.01, 운문산군립공원 의 서식지질 보다는 0.008 낮게 나타났다. 이는 가야산국립 공원 면적(77.37km²)과 조계산도립공원 면적(27.28km²) 차이에 의한 것으로 판단되며, 운문산군립공원 면적(16.17km²) 과 비교하였을 때는 조계산도립공원의 면적이 더 큼에도 불구하고 총 위협수준이 0.41로 운문산군립공원의 총 위협 수준(0.39)보다 높게 나타났기 때문에 상대적으로 서식지질 이 낮게 나타난 것으로 판단된다.

4. 종합고찰

서식지는 특정 생물의 개체 또는 개체군의 삶의 터전이 며, 생물의 생존을 위해 직접적인 생활 조건이 제공되는 장 소이다(Cooper et al., 2019). 자연공원은 생물 서식 공간, 생물종 보호와 가치 있는 자연·문화 경관, 자연생태계 보호 등을 목적으로 그 가치와 규모에 따라 국립공원, 도립공원, 군립공원 등으로 나누어진다. 자연공원 종류별 위계에 따라 반영되어야 할 핵심 전략과 차별화된 관리방법에 의해 서식 지질 즉, 자연성에도 차이가 있을 거라 예상되었다. 그래서 자연공원 중 산악형을 대상으로 면적을 고려하여 서식지질 분석을 실시하였다.

22개소 자연공원의 서식지질 분석 및 지도화한 결과 (Figure 6), 서식지질은 대체로 면적에 비례하여 면적이 넓 을수록 높게 나타났으며, 비슷한 면적의 자연공원에서는 보 호지역 경계 내·외부의 토지이용에 따른 위협인자 영향을 받았다. 더불어 토지피복비율을 분석한 결과 전체 연구대상 지에서 공통적으로 활엽수림, 침엽수림, 혼효림 등 산림이 가장 높은 비율을 차지했다. 서식지질은 산림 비율과도 대 체로 비례하였으나, 간혹 산림 비율이 더 높음에도 불구하 고 면적 또는 총 위협수준의 차이에 의해 서식지질이 낮게 나타난 경우도 있었다. 서식지질을 높이려면 보호지역의 면 적이 넓으면 넓을수록 좋고, 동·식물의 서식공간이 되는 산 림 비율이 높아야 하며 보호지역 경계 내·외부에 산재한 위협인자를 관리하여 총 위협수준을 낮추어야 한다.

자연공원 중 도립공원, 군립공원은 환경부가 지정하고 관 리를 지자체에 위임하고 있다. 국립공원의 경우 전문 관리 기관인 국립공원공단에서 체계적이고 지속적인 연구를 바 탕으로 관리하므로 자연성을 양호하게 유지하고 있다. 반 면, 도립공원과 군립공원은 공원관리 조직의 전문성 떨어지 고 관리 예산이 거의 반영되지 않으며, 복수 행정구역일 경 우 여러 기초자치단체가 해당 행정구역 공원을 관리하고 있기에 통합적 공원관리가 이루어지지 않아 보호·관리의 방 향성이 뚜렷하지 않다. 그래서 국립공원에 비해 상대적으로 서식지질이 떨어졌다. 자연공원의 위계는 서식지질에도 차 이가 있을 것으로 예상된다. 그러나 우리나라의 자연공원은 지정 당시 자연성 등 기초적인 자료를 근거로 지정되지 않 았기 때문에 이에 대한 검증이 필요하였다.

국립공원 다음으로 도립공원과 군립공원이 지정 및 관리 가 행정단위와 위계를 같이 하므로 서식지질에도 도립공원 이 우위에 있는 차이가 있을 것이라 예상하였으나, 면적이 유사한 도립 및 군립공원의 서식지질 평균을 비교한 결과, 각각 0.78±0.03, 0.83±0.02로 오히려 도립공원보다 군립공 원의 서식지질이 더 높게 나타났다. 이는 자연공원 종류 및 위계가 일반적인 예상과 달리 토지이용, 관리 등에 따라 자 연성에 차이가 있음을 뜻한다.

보호지역은 생물다양성 보전을 위한 중요한 전략 중 하나 이며, 지정 이후에도 지속적이고 효과적인 보전 및 관리가 필요하다. 또한 양적인 확대뿐만이 아닌 질적인 측면에서 자연공원 종류별 위계에 따라 차별화된 보전 전략이 수립되 고 보호지역의 관심이 높은 만큼 그에 따른 공원관리가 필 요한 것으로 판단된다.

본 연구는 자연공원 종류별 서식지질을 비교 및 분석하여 자연공원이 어느 정도 관리되고 있는지 서식지의 자연성을 직관적으로 파악할 수 있으며, 정량적 평가를 통해 생물다 양성 증진과 생태계 건강성 제고가 가능하다. 추후 생물종 과 서식지 관계를 함께 고려하여 공간 데이터를 수집하고 토지이용에 따른 서식지질의 시계열적 분석을 통해 보다 효과적인 생물종, 자연자원 보전 등 공원지정 목적 달성과 공원관리계획 도출이 가능할 것으로 판단된다.

본 연구는 자연공원의 모집단 중 산악형 자연공원을 대상 으로 실시하였으므로 모집단의 개수가 적어 통계적인 분석 에 한계를 가지고 있다. 또한 사용되는 자료가 토지피복도 에 근거하고 있어 실제적인 서식지질의 분석에 필요한 심화 분류되고 자연공원에 특화된 토지피복이 필요하다. 향후에 는 이런 점들이 발전 및 적용되는 서식지질 분석이 이뤄져 야 할 것이다.