서 론

생태계서비스 상호관계를 이해하는 것에 대한 중요성이 대두되고 있다(Diaz et al., 2006;Braat and de Groot. 2012). 생태계서비스 상호관계는 크게 세 가지로 확인된 바 있는데 상쇄효과(Trade-off), 시너지 그리고 번들이 그것이며 이들은 토지피복변화나 기후변화와 같은 요인에 의해 발생하거나 생태계서비스 항목간의 상호작용에 의해 발생할 수 있다(Bennett et al., 2009). 생태계서비스 상호관계를 측정하는 것은 한정된 환경자원을 관리하는 측면에서 매우 중요한 선 작업이 될 수 있으며, 상쇄효과(Trade-off), 시너지, 번들관계에 입각하여 자연환경관리계획을 수립해 나간다면 더 계획적이고 효율적인 정책입안이 가능하여 해외에서는 활발한 연구주제가 되고 있으며 이미 정책수립에 이바지 하고 있다(Mach et al., 2015;Bennett et al., 2015).

상쇄효과(Trade-off)는 이익을 얻는 대가로 손해를 보는 것과 같은 상황을 설명한다. 경제적 맥락에서 상쇄효과(Trade-off)는 일반적으로 의사 결정 대안의 기회비용으로 표현될 수 있다. 따라서 상쇄효과(Trade-off)가 발생할 때에는 동시에 달성 할 수 없는 대안 (Turkelboom et al., 2015)간에 선택 또는 관리 결정이 필요하다. 상쇄효과(Trade-off)는 최근 생태계서비스의 화두가 되고 있는 개별 토지피복의 다기능성 즉, 서로 상호작용하는 생태계 요소로부터 다양한 이익을 동시에 지원하는 능력에 대한 관심이 집중되고 있는 시점에서 중요하게 바라보고 분석의 대상이 되어야한다(Mastrangelo et al., 2014). 그러나 국내에는 이러한 연구가 매우 미흡한 실정이고, 개별서비스의 기능에 초점이 맞추어져있어 실제 관리방안을 제시하는 데에 한계가 따른다.

토지피복변화에 따라 급변하는 복잡한 환경에서 생태계서비스의 정량화 및 상호관계를 확인하는 일은 매우 중요하다(Reyers et al., 2009; Anton et al., 2010; De Groot et al., 2010; Seppelt et al., 2011). 현재까지 다양한 연구에서 생태계서비스 상쇄효과(Trade-off)에 대한 평가를 수행했다(Yang et al., 2015;Raudsepp-Hearne and Peterson 2016;Vigl et al., 2016). Bi et al., (2021)의 연구에서는 중국 Xilin Gol 지역의 2001년부터 2014년간 초지의 대표 생태계서비스 번들을 도출하고 토지피복의 큰 변화가 있을 때 생태계서비스 번들양상에 큰 변화가 있음을 감지하였으며, 생태계서비스 번들이 생태계의 상태를 대표할 수 있다는 연구가설을 지지하였다. 또한, Turner et al.(2014)는 덴마크를 대상으로 문화서비스와 조절서비스 사이에 혹은 문화서비스와 공급서비스 사이에 상쇄효과(Trade-off)가 있음을 확인하였다. Vigl et al.(2016)은 유럽 알프스를 대상으로 토지피복변화로 인한 생태계서비스 변화를 분석하였다. 연구 결과 50년간 산림이 초지로 변화하였고, 접근성이 좋은 토지는 농지로 전환됨에 따라 주요 생태계서비스 공급이 공급서비스에서 조절서비스로 변화한 상쇄효과(Trade-off) 분석 사례를 연구하였다. 또한, Yang et al.(2018)은 중국의 Yanhe 유역을 대상으로 서로 다른 토지피복변화 시나리오 5개를 마련하여 생태계서비스 상쇄효과(Trade-off)를 분석한 결과, 개간지를 초지로 변화시키는 시나리오가 향후 토지이용에 최적임을 밝혔다. 이처럼 토지피복변화에 따른 생태계서비스의 시계열적 상쇄효과(Trade-off) 분석은 생태계서비스의 다양한 시공간 개발과 복잡한 상호관계에 따른 포괄적인 평가를 제시할 수 있기 때문에 요구된다(Vigl et al., 2016). 현존하는 연구들 중 국내를 대상으로 오랜 시간 동안 토지 이용 변화와 관련된 다양한 생태계서비스 항목 간의 상쇄효과(Trade-off)에 대한 공간적 평가가 시도된 바 없다.

이에, 본 연구에서는 약 30여 년간 토지피복이 변화함에 따라 파생된 생태계서비스 우세경향 및 증감을 파악하고, 시간의 변화에 따라 발생한 생태계서비스 상호간 관계 변화를 추적함으로써, 토지피복 변화와 생태계서비스 변화와의 관계 및 지역마다 상이한 서비스 변화 특성을 규명하는 것을 목표로 한다. 본 연구의 결과는 과거 30여 년간 우리나라 토지피복변화와 생태계서비스 변화를 바탕으로 이제까지 공간계획이 생태계서비스 상쇄효과(Trade-off)에 미친 영향을 알아보고, 향후 나아가야 할 토지이용계획 및 공간계획 방향성을 제시하며 국민의 복지와 환경질 향상에 기여할 수 있을 것으로 예상된다.

연구방법

1. 연구대상지

본 연구는 총 면적 10만㎢에 해당하는 국내 위치한 17개 시도를 대상으로 한다. 우리나라는 과거 사회•경제적 발전을 이루기 위해 도시화가 급격하게 진행되었다. 한편, 산림녹화사업을 실시하여 황폐화되어있던 민둥성이 산이 녹화되고 질이 향상되었으며, 제공하는 생태계서비스 또한 다변화되었다. 그리고 몬순기후의 영향을 받고 있는 우리나라는 21세기 기후모델 전망에 따르면 대기 중 수증기량 증가로 몬순강수가 확대될 것으로 예상되어(IPCC, 2014), 극단적 기후 리스크에 대한 대비를 위해 생태계서비스 변화추이를 파악하고 전 지구적인 생태계서비스 변화를 예측하는 작업이 필요하여 대상지로 선정하였다.

2. 입력자료 및 분석방법

본 연구에서는 생태계서비스를 평가하기 위해 GIS 공간분석 혹은 Natural Capital Project에서 개발한 생태계서비스 기반의 의사결정 지원 모델인 InVEST Model을 활용하였다(Sharp et al., 2020). 본 연구에서 활용한 모듈은 InVEST Water Yield, Nutrient Delivery Ratio, Carbon, Habitat Quality Model이며 이를 통해 각각 수량공급서비스, 수질정화서비스(질소 및 인 저류), 탄소저장 서비스, 서식처 질 항목을 평가했으며, 대기정화 기능에 대해서는 국립산림과학원(2015)에서 개발한 오염물질 흡착계수을 토지피복도에 적용시켜 평가하였다. 각 항목별 평가에 활용된 입력자료는 Table1과 같다. 평가가 완료된 생태계서비스 항목들에 대해 행정구역도(KOSIS, 2021)를 기준으로 시도별 수치를 도출하였으며, R studio에서 제공하는 라이브러리를 활용하여 시계열 그래프를 작성하고, 통계분석을 수행하였다.

3. 상쇄효과(Trade-off) 분석을 위한 통계기법: 주성분 분석

본 연구에서는 차원축소 기법을 적용하여 생태계서비스 간에 잠재적 상쇄효과(Trade-off)가 존재하는지 확인했다. 다양한 차원축소 기법 중에서도 주성분분석은 많은 변수 사이의 상관관계를 효율적으로 표현할 수 있다(Abdi and Williams, 2010). 각 광역지자체별로 1989년, 2009년, 2019년에 걸친 3개년도 자료, 6가지 생태계서비스 항목에 대해 분석한 결과를 주성분분석의 입력 자료로 활용하였다. 수량공급, 수질정화(질소 저류, 인 저류), 탄소 저장, 대기정화, 서식처 질을 포함하는 여섯 가지 변수는 분석 전 최소/최대 표준화를 통해 0과1사이로 값을 조정해주었다.

결과

1. 토지피복 변화에 따른 생태계서비스 평가(1989-2019년)

1989년과 2009년 사이 토지피복 변화 양상을 살펴보면 모든 지역에서 시가화 지역은 늘어났고 산림이 감소했으며, 농경지의 경우 대도시 지역에서는 감소하는 양상을, 그 밖의 지역에서는 증가하는 양상을 보였다. 2009년과 2019년 사이 토지 피복 변화 양상은 대도시 지역에서는 시가화 지역이 증가하고, 경기도, 강원도, 경상북도, 경상북도, 충청남도, 충청북도 등에서 대폭 감소하였다. 농경지의 경우 모든 지역에서 대폭 감소하였다. 산림의 경우 거의 모든 지역에서 그 면적이 대폭 증가하고 있어, 1989년 ~2009년 사이의 변화와 가장 두드러지게 다른 양상을 나타냈었다. 초지의 경우 서울을 제외한 모든 지역에서 감소하는 경향을 나타내었으며, 특히 경기도의 감소가 두드러졌다. 전반적으로 1989년에서 2019년 사이 농업 지역 면적은 산지 지역에서는 감소했지만 연안, 평야 및 구릉 지역에서는 증가하였다. 연안에서는 간척으로 농경지가 증가하였으며, 산지에서는 농촌 인구의 감소에 따라 농경지가 감소하였다. 시가화 지역과 농경지가 증가한 지역에서는 상대적으로 산림이 감소하였다(NGII, 2020).

1989년과 2009년 사이, 수량 공급(WY)이 가장 많이 감소한 지역은 서울로 12.4% 감소했고, 이때 산림은 6.9% 감소, 시가화 지역은 11.6% 증가했다. 질소 저류(N)가 가장 많이 증가한 지역은 제주지역으로 28.9%의 증가율을 보였고, 이때 농경지는 97.6% 증가했다. 인 저류(P)가 가장 많이 증가한 지역은 제주지역으로, 6.2% 증가했고 이때 시가화 지역은 50% 증가했다. 탄소 저장(C)이 가장 많이 감소한 지역은 서울로 16.1% 감소했고, 초지가 38.7% 감소했다. 대기정화(AQ)가 가장 많이 감소한 지역은 제주지역으로 30.8% 감소했고, 초지가 24.3% 감소했다. 서식처 질(HQ)이 가장 많이 감소한 지역도 제주지역이며 19.7% 감소한 것으로 나타났다(Figure 2, Table 4-5).

2009년과 2019년 사이, 수량 공급(WY)이 가장 많이 감소한 지역은 광주지역으로 24% 감소했고, 농경지가 32.2% 감소하였고 시가화 지역이 197.9% 증가했다. 수량 공급(WY)이 가장 많이 증가한 지역은 제주지역으로 36.4% 증가했으며, 산림이 15.7% 증가했다. 질소 저류(N)가 가장 많이 감소한 지역은 광주지역으로 19.3% 감소했고, 이때 농경지는 26.7% 감소했다. 인 저류(P)가 가장 많이 증가한 지역은 인천으로 65.7% 증가했고, 이때 습지가 37.8% 감소했으며, 강원에서 인 저류 총량은 가장 크게 감소했고, 이때 강원도 시가화 지역이 24.8% 감소했다. 탄소 저장(C)이 가장 많이 증가한 지역은 경남으로 7.7% 증가했고, 이때 산림은 13.4%(926.3㎢) 증가했다. 대기정화(AQ)가 가장 많이 증가한 지역은 세종으로 20.6% 증가했고, 이때 초지는 172.1% 증가했다. 서식처 질(HQ)이 가장 많이 증가한 지역은 세종으로 11% 증가했고, 이때 산림은 13.5% 증가, 시가화 지역은 13.9% 감소했다. 경북에서도 시가화 지역이 9% 증가했고 이때 산림은 15.7% 증가, 면적상으로는 산림 1726.8㎢이 증가했다(Figure 3, Table 4-5).

2. 토지 피복 변화에 따른 생태계서비스 상쇄효과(Trade-off) 평가

시와 도는 면적상에서 규모 차이가 크고, 도시화 정도에 차이가 나므로 17개 시•도의 주성분 분석이 한꺼번에 이루어지면 실제로 결과에서 명확한 경향성 파악이 어려웠다. 이에 특‧광역시와 도를 구분하여 주성분 분석을 실시한 결과, 특‧광역시의 경우 PC1이 총 변량의 68.7%를, PC2가 22.9%를 차지하는 결과를 보였다. 분석 결과, PC1의 주 변량으로는 대기정화(AQ), 탄소 저장(C)이 높았고, PC2는 HQ와 인 저류(P)가 주 변량을 차지하였다. 도 분석의 경우 PC1이 총 변량의 83.4%를, PC2가 12.6%를 차지하는 결과를 보였다. 분석 결과, PC1의 주 변량으로는 탄소 저장(C)이 높았고, PC2는 서식처 질(HQ)과 인 저류(P)가 주 변량을 차지하였다.

‘시’를 기준으로 PCA 분석을 한 결과 가로축에는 수량 공급, 탄소 저장, 질소 저류, 대기정화 기능이 분포했다. 특히 울산지역이 양의 값을 보여 해당 기능들이 뛰어난 것으로 나타났다. 이는 ‘시’ 중에서 산림지역이 19년도 기준 약 712㎢로 가장 넓으며 농경지도 두 번째로 넓기 때문인 것으로 사료된다. 반면 서울 및 광주지역은 해당 서비스가 저조하였는데 이는 광주의 산림면적이 19년도 기준 204㎢이며, 서울의 경우 148㎢으로 저조하기 때문인 것으로 판단된다.

‘시’를 기준으로 PCA 분석한 결과 세로축의 음 방향에는 서식처 질이 발달한 것으로 나타났으며, 특히 세종과 대전지역에서 해당 기능이 뛰어난 것으로 나타났다. 특히 세종의 경우 서식처 기능을 하는 산림의 면적이 넓은데 반해 방해 기능을 하는 시가지 면적이 매우 적기 때문인 것으로 사료된다. 반면 세로축의 양의 방향에는 인 저류 기능이 발달한 것으로 나타났으며 서울이나 인천의 경우가 여기에 해당되는 것으로 나타났다. 이는 인 저류와 밀접한 시가화 지역의 면적이1) 각각 352㎢, 245㎢로 가장 넓기 때문인 것으로 판단된다. 결과적으로 서식처 질과 인을 저류하는 능력은 상쇄 관계를 형성하는 것으로 도출되었다.

‘도’를 기준으로 PCA 분석을 한 결과 가로축에는 수량 공급, 대기정화, 탄소 저장 기능이 분포했다. 특히 경북지역이 양의 값을 지녀 수량 공급, 대기정화, 탄소 저장 기능이 뛰어난 것으로 나타났는데 이는 산림피복이 2019년 기준 15,092㎢로 넓게 분포하기 때문인 것으로 판단된다. 반면 제주의 경우 해당 서비스가 저조하였는데 같은 ‘도’ 중에서도 산림면적이 적기 때문인 것으로 판단된다.

‘도’를 기준으로 PCA 분석한 결과 세로축 양의 방향에는 인 저류 기능이 발달한 것으로 나타났으며, 특히 경기, 전남, 충남지역에서 해당 기능이 높았다. 이는 인 저류와 밀접한 시가화 지역이 넓기 때문이며 경기도의 경우 시가화 지역이 2019년 기준 1,109㎢로 넓기 때문인 것으로 판단된다. 반면 세로축의 음의 방향에는 서식처 질 기능이 발달한 것으로 나타났으며, 특히 강원이나 충북, 과거 제주도의 경우 해당 기능이 발달한 것으로 나타났다. 이는 서식처 질과 밀접한 산림의 면적이 넓으며 방해요소인 시가화 지역의 면적이 다른 지역에 비해 적기 때문인 것으로 판단된다.

생태계서비스 제공능력은 1989년에서 2019년 사이 서울, 광주, 대전, 세종, 강원 지역에서 수량 공급(WY)과 질소 저류(N), 탄소 저장(C), 대기정화(AQ)의 지속적인 하락을 보였다. 특히, 광주 지역의 경우 1989년에서 2019년 사이 농경지가 지속적으로 감소하여 수량 공급과 질소 저류 능력에 타격을 입었고, 산림이 감소하거나 초지가 감소하여 탄소 저장과 대기정화 능력이 하락한 것으로 분석되었다. 상기 지역을 제외한 지역에서는 1989년에서 2009년 사이 수량 공급(WY), 질소 저류(N), 탄소 저장(C), 대기정화(AQ) 기능이 감소했다가 2009년에서 2019년 사이 해당 기능들이 소폭 증가하는 양상을 보였다. 즉, 토지피복변화 측면과 연계시켜 보았을 때, 수량 공급(WY)과 질소 저류(N)/탄소 저장(C)/대기정화(AQ) 기능 사이에 그리고 탄소 저장(C)과 대기정화(AQ) 사이에 공동효과를 보이는 것으로 판단되었다. 이는 수량 공급 기능의 경우 산림 및 농경지 면적이 많을수록, 질소 저류의 경우 농경지 면적이 많을수록, 탄소 저장 및 대기정화의 경우 산림 및 초지면적이 많을수록 기능이 높아 관련을 맺기 때문인 것으로 판단된다(Figure 4, Figure 5).

서식처 질(HQ)의 경우 인천, 부산, 울산, 대구 지역에서 1989년에서 2019년 사이 서식처 질(HQ)의 지속적인 하락을, 인 저류(P)의 지속적인 증가를 보였다. 이와는 대조적으로 상기 지역을 제외한 ‘시’와 모든 ‘도’의 경우 1989년에서 2009년 사이 서식처 질(HQ)의 하락을, 인 저류(P)의 증가를 보이다가 2009년에서 2019년 사이 서식처 질(HQ)의 상승을, 인 저류(P)의 하락을 보이는 양상으로 변화하였다. 특히, ‘도’에 비해 ‘시’에서 서식처 질(HQ)과 인 저류(P)가 서로 상쇄 효과를 더 뚜렷하게 나타내는데, 그 이유는 서식처 질(HQ)의 위협요소로 입력된 시가화 지역이나 농경지 등이 인부하량이 높은 지역이며 결과적으로 인 저류(P)량을 증가시키는 요소로 작용하기 때문인 것으로 판단된다(Figure 4, Figure 5).

1989년에서 2019년 사이 생태계서비스 상쇄 효과 양상의 변화요인은 토지피복변화 양상과 관련이 있으며, 2009년에서 2019년 사이 서식처 질(HQ)이 증가한 지역이 많다. 이중 경북의 경우 중요한 서식처인 산림이 많게는 1,726㎢가하고 서식처 질(HQ)에 위협요소인 농경지의 면적이 1,650㎢ 감소했으며, 시가화 지역의 증가가 크지 않기 때문인 것으로 해석된다. 반면 1989년에서 2009년 사이 서식처 질(HQ)이 감소하고 인 저류(P)가 증가한 지역은 서식처 질(HQ)에 위협요소인 농지가 증가했으며, 서식처 질(HQ)에 큰 위협요소로 작용하는 시가화 지역 면적이 지역에 따라 많게는 4배 가까이(경기, 충남) 대폭 증가했기 때문으로 해석된다. 무엇보다도 산림면적이 많게는 960㎢ 감소했다는 것도 그 이유인 것으로 판단된다.

결과적으로 특‧광역시 및 도에서 유사하게 인저류(P)와 서식처 질(HQ)은 상쇄 효과를 보인다.

고찰

1. 토지피복변화로 인한 생태계서비스 변화

연구 결과에 따르면, 1989년에서 2009년 사이에 경기도 지역의 시가화 지역은 약 990㎢ 이상 증가하고, 일부 지역에서는 5배 이상 증가한 것으로 나타났다. 그러나 동일 기간 동안 경상북도의 산림 면적은 약 960㎢ 감소하였으며, 특히 제주도의 경우 1.3배로 감소한 것으로 조사되었다. 농경지의 경우 주요 도시와 경기도에서 약 560㎢ 소실되었지만, 다른 지역에서는 증가하는 경향을 보였다.

우리나라의 도시화는 경제 발전과 밀접한 관련이 있다(Kim, 1991). 인천국제공항 건설, 간척 및 매립 등으로 인해 습지와 수역이 시가화 건조지역 및 산업단지로 변화하였고, 경기도 분당지역의 1기 신도시 개발 및 도시 스프롤 현상, 산업화로 인한 도시 및 농지 증가 등의 토지 변화 패턴이 나타났다(Yi, 2021). 이러한 변화로 인해 생물 서식지가 감소하고 파편화되어 생태계가 훼손되었다. 인간 활동으로 인해 생태계서비스 관련 비점 오염원이 증가하면서 인 저류량은 증가하였으며, 특히 다른 지역과는 달리 제주도의 질소 저류능력은 증가하였다. 이는 다른 지역이 주로 산림에서 시가지로의 변화가 주된 패턴인 반면, 제주도는 산림을 개간하여 질소 저류 능력이 뛰어난 농경지로 토지 이용이 전환되었기 때문이다.

2009년부터 2019년까지의 기간 동안, 경상북도를 포함한 대부분의 지역에서 산림 면적이 크게 증가했다. 경상북도의 경우, 산림 면적이 1,726㎢ 증가했다. 반면에 동일한 기간 동안, 농경지의 면적은 경상북도를 비롯한 대부분의 지역에서 감소했다. 경상북도의 경우 농경지 면적이 1,650㎢ 감소하였고, 산림이 1.4배로 증가하였다. 이는 농경지에서 산림으로의 변화가 일어났음을 시사한다. 또한, 초지의 면적도 높은 증가세를 보였다. 이러한 초지의 면적이 증가한 것은 지목상 도시공원이나 근린공원에 해당하는 토지가 증가했음을 의미한다.

이러한 변화는 산림 정책과 농경지 관리 정책의 영향을 받았을 가능성이 있다. 산림의 증가는 숲 가꾸기 정책의 결과로 볼 수 있으며, 농경지의 감소는 농지 관리 및 다목적 토지 활용을 위한 노력의 일환으로 해석될 수 있다. 산림의 급격한 증가는 다양한 정책과 숲 가꾸기의 결과로 이루어졌다. 기후변화 대응과 저탄소 녹색성장을 위해 조림 정책 등 숲 가꾸기 정책이 본격적으로 시행되었다(KFS, 2019). 이러한 정책들은 산림의 기능별 관리를 강화하는 방향으로 이루어졌다.

이러한 변화로 인해 산림은 다양한 생태계 혜택을 제공하게 되었다. 특히 수원함양림으로 기능하여 수원을 공급하는 역할이 강화되었으며, 탄소 저장소로서의 역할도 강화되었다. 산림의 증가는 탄소 저장 기능을 증가시키는데 도움을 주었다. 또한, 동식물의 중요한 서식처로서 기능하는 산림이 늘어나면서 서식처의 질적인 측면에서 큰 향상이 있었다. 이러한 산림의 변화는 기후변화 대응과 생태계 보전을 위한 중요한 역할을 수행하고 있다. 정책적인 노력과 숲 가꾸기에 대한 관심과 투자가 이러한 변화를 이끌어 내었으며, 그 결과 우리는 더 많은 생태계 혜택을 누릴 수 있게 되었다.

2. 우리나라 생태계서비스 상쇄효과 분석

본 연구의 분석결과에 따르면, 1989년에서 2019년 사이의 기간 동안 시•도에서 공통적으로 시가화 지역이 약 4.5% 증가했고, 이로 인해 생태계서비스의 변화 양상이 나타났다. 시가화 지역의 증가는 인접한 생태계에 영향을 미치는 요소로 작용한다. 이러한 변화로 인해 생태계서비스의 특정 측면이 변화했다. 이 기간을 대상으로 한 주성분 분석 결과는 많은 지역에서 수량 공급과 질소 저류, 탄소 저장과 대기정화 사이에 공동효과가 있었음을 보여 준다. 또한, 1989년에서 2009년 사이에 쇠퇴한 서식처 질 기능은 이후 2009년에서 2019년 사이에 향상되었다. 동일한 기간 동안 인 저류 능력은 증가했다가 감소하는 경향을 보였다.

1989년에서 2009년 사이에 서식처 질 기능의 감소와 인 저류 능력의 증가는 산림 면적의 대폭 감소와 시가화 지역의 증가로 인해 인간이 배출하는 각종 비점 오염원이 증가했기 때문이다. 그러나 2009년에서 2019년 사이에 서식처 질 기능이 증가하고 인 저류 능력은 감소한 이유는 산림 면적이 증가하고 시가화 지역의 면적 증가율이 크게 높지 않았기 때문이다. 이는 급격한 도시화가 생태계의 질을 하락시킬 수 있다는 것을 의미한다. 본 연구는 1980년대에서 2000년대 후반 사이 산림의 발달에도 불구하고 시가화 지역의 급속한 증가로 인해 생태계서비스의 수량 공급, 대기 조절, 서식처 질의 경제적 가치가 크게 감소한 것을 확인하였다. 이러한 결과는 Yi(2021)의 연구 결과와 일치하는데 본 연구는 최근까지의 경향을 파악하여 기존 연구를 보완하였다.

본 연구에서는 토지피복과 생태계서비스의 변화가 서로 연계되는 것을 고려하여 장기간에 걸친 변화를 추적하였다. 이는 Briner et al.(2013)의 연구와 Lawler et al.(2013)의 연구와 맥락을 함께 한다. 과거 우리나라의 문명 발전은 식량 생산 증가가 핵심이었지만, 이로 인해 서식처 질과 물 관련 서비스 등 다른 생태계서비스가 하락하는 결과를 가져왔다. 이러한 결과는 식량 생산 증가를 위해 한 가지 생태계서비스만을 주요 목표로 증가시키는 경우 공동 효과와 상쇄 효과가 동시에 발생할 수 있다는 연구 결과와 일치한다(Briner et al., 2013). 즉, 하나의 생태계서비스를 증가시키는 노력이 있을 때 공동 효과는 나타날 수 있지만, 동시에 다른 생태계서비스의 감소로 인해 상쇄 효과도 발생할 수 있다는 것을 의미한다. 이와 같은 맥락과 결과를 본 연구에서도 함께 고려하였다.

본 연구의 결과는 특정 토지관리 정책의 선택이 토지 이용 변화와 생태계서비스 제공에 영향을 미치며, 일부 생태계서비스는 증가할 수 있지만 다른 생태계서비스는 희생될 수 있다는 것을 보여 준다. 우리나라에서는 꾸준한 조림 사업을 통해 1989년 대비 2019년 탄소 저장기능이 2.6%, 서식처 질이 1.2% 증가하였지만, 급속한 도시화 정책으로 인해 동일 기간에 수량 공급은 13.9%, 질소 저류는 10% 감소한 것으로 나타났다(Figure 2, Figure 3). 이와 관련하여, 미국을 대상으로 한 Lawler et al.(2014)의 연구에서는 토지이용 정책에 따른 미래 생태계서비스 변화를 예측하는 세 가지 시나리오를 다루었는데, 본 연구는 이 연구가 다룬 사례와 유사한 결과를 발견할 수 있었다. Lawler et al.(2014)의 연구에서는 산림 팽창 시나리오는 목재생산 등을 증가시켰지만 식량 공급을 감소시켰으며, 서식지 확장 시나리오는 서식지 질을 향상시켰지만 식량 공급이나 바이오매스 축적 부문에 부정적인 영향을 미쳤으며, 도시화 봉쇄 시나리오는 자연환경적인 측면에서는 긍정적이지만 도시화율을 감소시키는 결과를 보였다(Lawler et al., 2014). 따라서, 어느 한 시나리오만이 생태적•경제적 풍요를 보장하는 것은 아니며, 극단적인 도시화, 산림발달, 서식처 발달에 대한 단일 대응은 적절하지 않고 도시화와 생태계 보전 사이에는 절충안이 필요하다는 기존 연구의 결론을 본 연구 또한 뒷받침하고 있다.

3. 생태계서비스의 지속가능성을 위한 우리나라 산림관리의 개선방안

1989년에서 2009년 사이에는 다양한 생태계서비스의 질이 하락하는 경향을 보였지만, 2009년에서 2019년 사이에는 대부분의 생태계서비스의 질이 상승하였다. 특히 서식처 질과 인 저류 기능의 상쇄 효과 격차가 좁혀졌으며 탄소저장기능도 크게 향상되었다. Lee(2018)의 연구에서는 우리나라의 생태계 질 향상을 위한 조림의 결과가 탄소 저장 측면에서 긍정적인 가치로 나타났으며, 탄소 저장 측면에서 27억 7천 8백만 달러의 가치와 NPV 값이 3.26으로 평가되었음을 보여준다. 이는 본 연구와 일맥상통하는 결과이다. 또한, 꾸준한 초지 증가를 통한 공원 조성 등 다양한 노력이 결합하여 다양한 생태계서비스의 가치를 향상시켰다. 생태계서비스 가치 향상은 시가화의 증가는 피할 수 없었지만 생태계 질의 향상을 위한 노력이 있었기 때문으로 판단된다. 도시민 삶의 질 향상을 위한 도시 녹지량의 증가, 산림의 공익기능 향상을 위한 조림정책 실시, 동식물 서식처 보존을 위한 지속적인 감시와 대체 서식지 조성 등이 그 예이다. 이와 같은 노력들은 자연기반해법(NbS)의 일종인 생태계 기반 적응(Ecosystem-based Adaptation)의 일환으로 사회적, 경제적 수익을 창출하고 생물다양성 측면의 지속가능성을 제공한다는 점에서 중요성을 인정받고 있다. 그 중에서도 우리나라의 조림 사업은 자연기반해법(Nbs)의 기준에 부합하고 있으며, 기후변화, 재해위험 저감, 사회-경제적 발전, 생물다양성 감소 등과 같은 주요 사회 문제를 해결하는데 기여하고 있다고 평가받고 있다(Kim et al, 2021). 이러한 사실은 과거 육림에만 집중했던 우리나라의 숲가꾸기 정책방향이 공익적 기능 창출을 위한 노력으로 바뀌었으며 실효를 거두고 있음을 입증한다. 여기에서 더 나아가, 우리나라의 산림관리는 지속가능성을 고려하며 환경 훼손을 최소화하고 생물다양성과 생태계에 순이익을 창출해야 한다. 다만, 농업과 임업이 발달한 지역에서는 공동화 현상이나 인력의 고령화와 같은 문제가 있어 지속 가능한 자연기반해법을 적용하는 것이 어려울 수 있다(Lee, 2023). 이를 해결하기 위해서는 농업 및 임업의 산업화를 통해 지역 주민의 참여를 유도하고 사회-경제적인 공급력과 생태계서비스 측면의 공급력을 균형 있게 조절하는 관리체계가 필요하다.

본 연구에서는 장기간 토지피복변화의 결과로 우리나라의 하락한 생태계 질이 향상되었다는 결론을 도출했다. 과거 생태계서비스 평가부터 현재에 이르기까지 변화과정을 살펴본 본 연구 결과는 정책결정자들이 지속 가능한 자연환경 보전과 생태계서비스 제공에 중점을 둔 생태계관리 정책을 수립하고 추진하는 데에 도움을 줄 수 있다.