• 한국지리정보학회지
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• 제18권4호
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• pp.81-99
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• 2015

가속되는 지구온난화로 인해 한반도 주변의 탄소순환에 대한 명확한 이해의 필요성이 제기되고 있다. 산림은 이산화탄소의 주요 흡수원으로 지상 탄소량의 대부분을 저장하고 있어 이에 대한 추정이 필요하다. 우리나라에서는 국가산림자원조사의 표본점에서 측정되는 헥타르당 임목축적량을 활용하여 산림 탄소저장량을 추정한다. 하지만 탄소저장량은 요약된 수치 형태로 발표하고 있어 탄소저장량의 공간적 분포를 파악하는 것이 어렵다. 본 연구에서는 토지피복변화가 빠르고 국가산림자원조사 표본점 배치가 부족한 도시지역을 대상으로 UNFCCC의 Approach 3와 Tier 3를 충족하는 격자 기반 산림탄소저장량을 추정하였다. 토지피복변화 및 산림탄소저장량은 1991, 1992, 2010, 2011년에 취득된 Landsat 5 TM 영상과 고해상도 항공사진, 제 3차 및 제 5, 6차 국가산림자원조사 자료를 이용하여 추정하였다. 토지피복변화는 기계학습을 이용하여 변화된 토지피복과 변화되지 않은 토지피복 항목을 한 번에 분류하여 추정하였으며, 산림탄소저장량은 반사도, 밴드비율, 식생지수, 지형변수를 입력변수로 하여 기계학습을 통해 추정하였다. 연구 결과, 산림이 그대로 산림으로 유지되는 지역의 경우 33.23tonC/ha의 흡수를 하였으며 비산림이 산림으로 변한 지역의 경우 이보다 큰 36.83tonC/ha의 흡수가 진행된 것으로 추정되었다. 산림이 비산림으로 바뀐 경우에는 -7.35tonC/ha로, 배출이 일어난 것으로 추정되었다. 본 연구를 통하여 토지피복변화에 따른 산림탄소저장량 변화를 정량적으로 이해할 수 있었으며, 향후 효율적인 산림관리에 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

• 대기
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• 제33권1호
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• pp.61-72
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• 2023

Accurate estimation of forest carbon stocks is important in establishing greenhouse gas reduction plans. In this study, we estimate the spatial distribution of forest carbon stocks using machine learning techniques based on high-resolution remote sensing data and detailed field survey data. The high-resolution remote sensing data used in this study are Landsat indices (EVI, NDVI, NDII) for monitoring vegetation vitality and Shuttle Radar Topography Mission (SRTM) data for describing topography. We also used the forest growing stock data from the National Forest Inventory (NFI) for estimating forest biomass. Based on these data, we built a model based on machine learning methods and optimized for Korean forest types to calculate the forest carbon stocks per grid unit. With the newly developed estimation model, we created forest carbon stocks maps and estimated the forest carbon stocks in South Korea. As a result, forest carbon stock in South Korea was estimated to be 432,214,520 tC in 2020. Furthermore, we estimated the loss of forest carbon stocks due to the Donghae-Uljin forest fire in 2022 using the forest carbon stock map in this study. The surrounding forest destroyed around the fire area was estimated to be about 24,835 ha and the loss of forest carbon stocks was estimated to be 1,396,457 tC. Our model serves as a tool to estimate spatially distributed local forest carbon stocks and facilitates accounting of real-time changes in the carbon balance as well as managing the LULUCF part of greenhouse gas inventories.

• 한국산림과학회지
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• 제106권2호
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• pp.267-273
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• 2017

본 연구는 중부지방소나무에 대하여 현실림을 반영한 수확표를 조제하기 위하여 수행되었다. 현재 사용하고 있는 수확표는 정상적인 생육 이상의 군락을 대상으로 조사 분석한 결과로 현실림보다 과대한 값을 제공하여 법정림 외에 적용하기는 다소 어려운 점이 있었다. 따라서 본 연구에서는 침엽수 대표 수종인 소나무를 대상으로 현실림에 대한 임분 생장량을 추정하였다. 본 연구에 이용한 자료는 국가산림자원조사(National Forest Inventory) 자료 중 1,957개의 중부지방소나무 표본점 자료를 이용하였다. 분석절차는 직경분포의 추정, 적합, 예측의 단계를 거쳤으며, 직경분포모델은 Weibull 함수를 이용하였다. 생장모델 내 평균직경과 평균흉고단면적 추정 시 사용한 모델은 Weibull과 Schumacher였다. 기준임령 30년을 바탕으로 중부지방소나무의 지위지수 범위는 8-14에 있는 것으로 나타났다. 임분수확표 지위 12에 따르면, 30년생일때 연평균생장량(MAI)이 $4.42m^3/ha$로 나타났다. 기존 수확표와 비교하였을 때 본 연구결과의 연평균생장량이 더 낮은 것을 알 수 있으며, 이는 법정림과 현실림의 지위지수별 연령별 재적의 차를 쌍체 T-검정(paired t-test)한 결과, 0.001이하의 p-value를 가져 통계적으로 유의한 차이가 있는 것으로 판단하였다. 본 연구의 결과를 바탕으로 중부지방소나무의 현실적인 산림 경영과 관리정책에 도움을 줄 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국지리정보학회지
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• 제17권4호
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• pp.69-85
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• 2014

기존의 산림탄소저장량 통계는 현지 조사 표본 기반의 통계로 표본점 단위에서는 비교적 정확하지만 미조사 지점에 대해서는 정확도가 떨어질 수 있다. 이를 보완하기 위한 것이 공간 정보를 보조 자료로 함께 활용하는 면적 기반 추정이며 우리나라의 경우 디지털 항공사진 판독과 현지 조사를 통해 상세 수준의 산림정보를 얻을 수 있는 1:5,000 임상도를 보유하고 있으므로 임상도의 활용성에 주목할 필요가 있다. 본 연구에서는 1:5,000 임상도와 제5차 국가산림자원조사 자료에 기반한 세 가지 업스케일링 방법을 비교하였다. 충청남도와 대전시를 대상으로 지도대수(방법 1), 회귀크리깅(방법 2) 및 지리가중회귀(방법 3)를 이용하여 산림탄소저장량을 각각 추정하였다. 탄소저장량 범위의 경우, 방법 2(1.39~138.80 tonC/ha)와 방법 3(1.28~149.98 tonC/ha)이 방법 1(0.00~93.37 tonC/ha)에 비해 기존의 현지 조사 표본 기반 방법의 추정치 범위(1.56~156.40 tonC/ha)와 유사한 범위로 추정하여 공간자기상관성을 고려한 회귀크리깅과 지리가중회귀 방법이 탄소저장량 분포의 공간이질성을 잘 반영하는 것으로 나타났다. 정확도 평가를 위해 독립검증 지점 186개소의 탄소저장량에 대한 대응표본 t-검정을 수행한 결과, 방법 2의 평균 추정치와 NFI 표본 기반 평균 추정치는 통계적으로 유의한 차이가 없으며(p>0.05) 방법 2의 결과가 가장 낮은 RMSE를 보였다. 따라서 지형과 임분 구조가 복잡한 우리나라 산림의 경우, 회귀크리깅이 기존 통계 방법과 가장 유사한 평균 탄소저장량을 산출하면서 탄소저장량의 국지적 변이를 나타내기에 유용할 것으로 판단된다.

• 농업생명과학연구
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• 제53권6호
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• pp.23-33
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• 2019

본 연구는 우리나라의 전체 국유림에 대한 경영이력 및 경영계획정보가 구축되어 있는 국유림경영정보시스템이 관련 법령(국유림경영계획 작성 및 운영요령)의 변경에 따라, 개정 전에는 평균 흉고직경값만 입력하도록 구축되어 있으나 개정 후에는 평균 흉고직경, 최저·최고 흉고직경값으로 표기하는 것으로 변경되었다. 이와 관련하여 기 구축되어 있는 모든 흉고직경값을 최저·최고 흉고직경값으로 변환할 수 있는 추정 알고리즘이 필요하다. 따라서 본 연구는 국유림경영정보시스템에 포함되어 있는 12개 주요 수종에 대한 최저·최고 흉고직경을 자동으로 표기할 수 있는 추정식을 개발하기 위해 수행하였다. 최저·최고 흉고직경 추정식을 개발하기 위하여 제5~6차(2006~2015년) 국가산림자원조사(National Forest Inventory, NFI)의 6,858개 고정표본점 자료를 이용하였다. 최저·최고 흉고직경 추정식 도출을 위하여 흉고직경, 임령, 수고의 3가지 생장변수를 이용한 흉고직경-임령, 흉고직경-수고의 2가지 추정모형을 적용하였다. 본 연구에서 가장 적합한 최저·최고 흉고직경 추정모형은 흉고직경과 수고 변수를 이용한 추정식 Dmin=a+bD+cH, Dmax=a+bD+cH으로 나타났으며, 12개의 주요 수종의 최소 최대 흉고직경 추정식을 개발하였다.

• 한국산림과학회지
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• 제113권1호
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• pp.40-50
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• 2024

소나무림 산림생태계의 자연적 임분 동태 변화 과정에 따라 참나무류 등 활엽수와의 경쟁에 밀려 분포 면적이 지속적으로 감소하고 있다. 소나무림의 자연적 쇠퇴가 가시화되면서 소나무가 우리 국민들에게 제공해왔던 다양한 가치들이 함께 소멸될 위험에 처해 있으며, 지역별 소나무 쇠퇴 진행 상황에 따라 미래 산림관리 방향을 마련하는 것이 중요한 과제로 제기되고 있다. 따라서, 본 연구는 자연적 임분 동태 변화에 따른 소나무림 변화 특성을 이해하고, 미래 소나무림의 지역별 변화를 전망하는 것을 목적으로 하였다. 이를 위해, 시계열 국가산림자원조사 자료 기반 전국 소나무림 변화 정보를 이용하여 소나무림의 변화 경향을 분석하고 변화에 영향을 줄 수 있는 변수(지형, 임분, 교란, 기후)들을 평가하였다. 또한 유효변수들을 이용하여 모형을 구축하고 미래의 소나무림의 미래 변화 모습을 예측했다. 그 결과, 과거 10년 동안 전국 산림에서 소나무류의 중요치는 전반적으로 감소하였으며 소나무류가 대표수종인 표본점이 10년 후에도 대표수종이 유지된 비율은 75%, 나머지 25%는 혼효림으로 전환된 것으로 나타났다. 이러한 변화는 수분 조건이 좋으며 임분 내·외부의 교란 요인이 많은 지역에서 발생한 것으로 분석되었다. 향후 10년 후의 소나무림 변화를 전망한 결과, 전국적으로 현재 기준 소나무림 순림의 약 14.2%가 자연적인 임분 동태 변화에 따라 혼효림으로 전환될 가능성이 높을 것으로 추정되었다. 지역적으로 보면 소나무림 변화율은 제주와 경기가 42.8%, 26.9%로 가장 높았고 경북과 강원이 8.8%, 13.8%로 가장 낮았다. 경기, 충청, 전남 지역 등 한반도 서쪽 지역에 있는 소나무림의 감소 위험이 높을 것으로 예측되었다. 본 연구에서 제시한 자연적 임분동태 변화에 따른 소나무림 변화 민감도 평가 결과는 전국 소나무림의 종합적 관리 방안을 마련하는데 활용할 수 있다.

• 한국산림과학회지
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• 제106권2호
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• pp.249-257
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• 2017

본 연구는 국가산림자원조사에 의해 수집한 소나무의 연륜생장 목편자료에 근거하여 연륜생장과 기후인자와의 관계를 구명하기 위해 수행되었다. 먼저 소나무의 연도별 생장패턴을 분석하기 위해 제5차 국가산림자원조사에서 수집된 1951년부터 2010년까지 60년 동안의 연륜생장 자료를 정리하였다. 또한 소나무가 분포하는 시군을 대상으로 일별 평균기온과 강수량의 기상정보에 근거하여 연도별 생장도일과 표준강수지수를 산출하였다. 이 정보를 이용하여 기후조건이 소나무의 연륜생장에 미치는 영향을 분석하기 위해 연도별 온도효과지수와 강수효과지수를 추정하였으며, 이들 변수를 독립변수로 하는 소나무의 연륜생장 추정식을 개발하였다. 마지막으로 이 추정식을 기후변화 시나리오 RCP 4.5와 RCP 8.5에 적용함으로써 기후변화가 소나무의 연륜생장에 미치는 영향을 예측하였다. 기후변화 시나리오를 적용하여 2011년부터 2100년까지 90년 동안의 연륜생장 변화를 예측한 결과 시간이 경과하면서 연륜생장이 감소하는 것으로 분석되었다. RCP 4.5 시나리오를 적용하면 상대적으로 생장감소가 적은 반면, RCP 8.5를 적용하면 2050년 이후에는 큰 폭으로 연륜생장이 감소하는 것으로 예측되었다. 본 연구에서 얻어진 결과는 소나무의 지역별 생장특성의 추정뿐만 아니라 기후변화에 따른 생장패턴의 변화 예측에 필요한 유용한 정보로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국농림기상학회지
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• 제18권4호
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• pp.287-297
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• 2016

본 연구는 안동댐 유역의 주요 수종인 소나무와 신갈나무를 대상으로 임분평균흉고직경과 기상인자의 관계를 규명하고자 수행되었다. 본 연구는 제5차 국가산림자원조사(NFI5)자료 중 임령, 임분평균흉고직경, ha당 본수자료를 사용해 임분단위의 평균흉고직경을 추정하는 모형을 개발하고, NFI6 자료로 검증을 실시하였다. 또한 안동댐 유역 수문기상관측소 6개소와 주변지역의 Automatic Weather System (AWS)의 관측자료에서 취득한 기온 자료를 사용하여 100m 공간해상도를 갖는 상세한 기상자료를 구축하였다. 연구대상지가 복잡한 산악 지형임을 고려하여 기온감률을 적용 후 Inverse Distance Weighted (IDW) 보간법을 적용하여 점 형태의 기상자료를 면 형태로 재구축하였다. 이와 같이 구축된 정밀기상인자와 직경생장간의 관계를 분석하였다. 분석결과 기온 상승은 소나무에 부(-)의 영향을 주며, 참나무류인 신갈나무에는 정(+)의 영향을 주는 것으로 나타나 기존 연구들과 일치하는 결과를 보였다. 본 연구는 수문기상관측소와 AWS 자료를 연계하여 세밀한 기후지도를 구축하고, 이를 통해 유역규모의 임목생장과 기후인자와의 관계를 파악했다는 것에 의미가 있으며 지역규모의 산림변화 예측 및 관리 계획 수립을 지원할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국농림기상학회지
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• 제23권1호
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• pp.46-54
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• 2021

본 연구는 경상북도 내 소나무림을 대상으로 산림시업이 산불수관층 연료의 수직적 분포형태에 미치는 영향을 비교·분석하기 위해 수행하였다. 수관연료의 수직분포모델을 개발하기 위해 경상북도 영주지역에 시업지 소나무림과 경상북도 봉화지역에 비시업지 소나무림을 대상으로 각 지역마다 10본의 표본목을 벌채한 자료를 이용하여 수직분포모델을 개발하였다. 적용대상지는 제 6차 국가산림자원조사 자료 중 경북지역 내 산림시업지, 비시업지 소나무림만을 추출한 표본점을 선정하였다. 개발한 두 모델의 적합도지수의 범위는 0.984~0.989로 나타났으며, 추정된 모수는 통계적인 유의성을 보였다(P<0.05). 연구 결과, 비시업지 임분의 수직적 수관연료량 분포 범위는 약 1m~11m으로 임분높이 5m 지점에서 연료가 가장 많이 분포하고 있는 반면, 시업지 임분의 수직적 수관연료량 분포범위는 약 1m~15m으로 임분높이 8m 지점에서 가장 많이 분포하고 있었다. 수관연료밀도는 시업지임분이 0.16kg/㎥, 비시업지 임분은 0.25kg/㎥로 비시업지 임분이 시업지 임분에 비해 약 1.6배 높았다. 본 연구결과는 수관연료를 3차원적으로 해석함에 있어 3D모형 구현을 통한 시뮬레이션 등에 활용이 가능할 것으로 기대된다.

• 한국농림기상학회지
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• 제17권1호
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• pp.35-44
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• 2015

산림은 많은 양의 탄소를 저장하고 있으며, 산림 탄소 동태는 기후변화에 따라 변화할 것으로 예상된다. 본 연구는 우리나라 산림에서 가장 우점하는 침엽수종과 활엽수종인 소나무림과 참나무림을 대상으로 최근 개발 및 개선된 한국형산림토양탄소모델(Korean Forest Soil Carbon model; KFSC model)을 이용하여 두 가지 기후변화 시나리오(2012년 기온이 2100년까지 유지되는 시나리오(CT), Representative Concentration Pathway(RCP) 8.5 시나리오) 하에서의 산림 탄소 동태를 예측하였다. 5차 국가산림자원조사 자료로부터 소나무림과 굴참나무림 조사구들을 추출한 뒤, 이를 행정구역(9개 도, 7개 특별 광역시) 및 영급(1-5영급, 6영급 이상)별로 분류하여 탄소 동태 모의 단위를 설정하였다. 탄소 저장고는 2012년을 기준으로 초기화하였으며, 모의 기간인 2012년부터 2100년까지 모든 교란은 고려하지 않았다. 모의 결과 산림 탄소 저장량은 시간이 경과함에 따라 전반적으로 증가하지만, CT 시나리오에 비하여 RCP 8.5 시나리오 하에서 산림 탄소 저장량이 낮게 나타났다. 소나무림의 탄소 저장량(Tg C)은 2012년에 260.4에서 2100년에는 각각 395.3(CT 시나리오) 및 384.1(RCP 8.5 시나리오)로 증가하였다. 굴참나무림의 탄소 저장량(Tg C)은 2012년에 124.4에서 2100년에는 219.5(CT 시나리오) 및 204.7(RCP 8.5 시나리오)로 각각 증가하였다. 5차 국가산림자원조사 자료와 비교한 결과, 고사유기물 탄소 저장량의 초기값은 타당한 것으로 나타났다. 모의 기간 동안 소나무림과 굴참나무림의 연간 탄소 흡수율($g\;C\;m^{-2}\;yr^{-1}$)은 CT 시나리오 하에서 각각 71.1과 193.5, RCP 8.5 시나리오 하에서 각각 65.8과 164.2로 추정된다. 따라서 우리나라 소나무림과 굴참나무림의 탄소 흡수잠재력은 지구 온난화에 의하여 감소할 것으로 예상된다. 비록 모델의 구조와 파라미터로부터 불확실성이 존재하지만 본 연구는 미래 산림 탄소 동태 파악에 기여할 것으로 기대된다.