북한 산림경관 생태적 복원모형 개발

Abstract

북한은 국토면적 122,563㎢ 중 약 80%가 산지이고 75%가 산림이었다. 그러나 현재 세계 3대 산림 황폐지역이 되었다. 1995년부터 시작된고난의 행군동안 경작지 전용과 에너지원으로 산림면적의 약 30%가 훼손되었다. 이 후 북한 산림황폐지 복원은 세계적인 관심사가 되었다. 스웨덴은 용재림에 생태적 통합 시스템 적용을 목표로 북한에 재조림 사업을 하고 있다. 스위스와 ICRAF는 북한과 협력하여 황해북도에 산림농업을 목표로 산림황폐지 복원사업을 진행하고 있다. 북한 스스로도 산림복원이 인민의 삶의 질과 경제안정에 영향을 미친다고 평가한다. 그래서 북한 전역을 9개의 생태지역, 49개의 생태지구, 441개의 생태구역으로 분류하고 황폐화의 정도를 3단계로 평가하여 복원방법을 적용하고 있다. 우리나라에서도 70년대 남한의 성공적 조림 경험을 북한 전역에 이식하는 것에 관심을 보였다. 속성수와 경제수종 중심의 조림과 사방사업을 병행하여 사면안정 계획을 하고 있다. 학계에서는 북한 산림황폐지에 AR/CDM 혹은 REDD를 적용하려는 연구가 있다. 그러나 남한의 북한에 관한 논의는 황폐지 면적을 단순히 독립변수로 상정하여 전역적이고 정성적인 나무심기의 개념을 벗어나지 못하는 한계가 있다.

본 연구는 북한의 산림황폐지 복원에 경관생태학적 방법과 생태복원 원리를 통합하여 산림경관복원 모형을 생태지역 수준에서 개발하는 것을 목적으로 한다. 경관생태학은 공간위계를 설정하고 황폐지를 분석하여 복원에 필요한 환경정보를 추출하는 방법을 제공한다. 생태복원은 잠재복원대상지의 미래 추구하는 가치를 복원목표로 설정하여 계획을 시행하는 방법을 제공한다. 산림경관복원 모형은 다음 세 가지 이유로 목표 지향적 복원을 추구한다. 첫째, 기후변화, 토지이용변화, 자생종의 변화 등 경관의 비가역적 상황으로 자연을 원래 상태로 되돌리는 복구에 더 이상 의미가 없다. 둘째, 생태복원은 생태계 기능과 구조안정을 통해 사회·경제적 가치를 추구하는 개념이다. 셋째, 목표를 수반하지 않는 복원은 미래에 성공과 실패 여부를 평가할 수 있는 기준도 없기 때문이다.

북한 산림경관의 생태적 복원모형은 세 가지 모델링 과정과 방법으로 개발되었다. 첫째, 북한의 생태적 특징과 복원 요인을 도출하기 위해 한반도 생태지역을 유형화 하였다. 주성분 분석을 통해 남한과 북한의 생태계 차이를 확인하였다. 평균 군집방법으로 한반도를 15개의 생태지역으로 분류하였다. 15개 생태지역 간 차별성은 ANOVA test로 확인하였다. 지역 간 유사성은 등분산을 가정하지 않는 post hoc pair wise comparison으로 비교하였다. 남한의 생태지역에 서식하는 자연식생을 확인하여 북한의 생태지역 타당성을 확보하였다. 지역분류에 관한 선행연구 결과와 비교하여 생태지역의 타당성을 설명하였다. 생태지역은 지역의 독특성을 담도록 명명되었다. 둘째, 1989년에서 2008까지 산림변화 통계량을 분석하여 공간적 잠재복원대상지를 탐지하였다. 이 기간 동안 북한 산림황폐지 변화 양상은 Morans' I지수로 확인하였다. 북한의 잠재복원대상지와 생태지역을 이항 로지스틱 회귀분석 방법으로 산림이 황폐지로 변한 생태적 요인을 파악하였다. 환경인자를 이용하여 생태지역 별 경관정보를 추출하였다. 북한의 생태지역별 우점식생과 조림추천수종을 조사하여 적지적수표를 제작하였다. 셋째, 전문가 설문을 실시하여 생태지역별로 복원목표를 선정하였다. 사례연구에서 도출한 6가지 복원목표 대안과 복원요인 정보를 전문가들에게 제공하여 전문가들이 생태지역별로 복원목표를 선정하도록 하였다.

결과는 다음과 같다. 남한과 북한의 생태계는 주성분에서 서로 큰 차이가 있었다. 북한의 생태계는 높은 고도와 낮은 온도의 지문학적 특성과 건조함의 정도가 지배하였다. 남한의 생태계는 강수량과 토양수분함유량이 상대적으로 높아서 습윤함의 정도가 지배하였다. 북한 면적의 약 12%는 남한과 유사한 생태적 특성을 보였다. 북한 면적의 약 88%는 남한에서 경험할 수 없는 생태적 특징을 나타냈다. 남한의 성공적 조림과 조기녹화 경험을 단순히 북한에 적용하는 것에는 생태적으로 문제가 있음을 의미한다. 남한에만 나타나는 생태지역은 남해안 상록활엽수림 생태지역, 난·온대 생태지역, 남부 산악 생태지역, 남부 평야 생태지역, 영서 산간 생태지역이었다. 남한과 북한이 공유하는 생태지역 중 한강유역 생태지역이 가장 넓었다. 북한에만 나타나는 생태지역은 9개였다. ANOVA test 결과는 15개 생태지역 간 차별성을 나타낸다(p value = 0.000). 남부 산악 생태지역과 영서 중·산간 생태지역은 연평균 강수량과 토양수분 함유량 최대치에서 통계적으로 유사하였다. 그러나 15개 생태지역은 지역적으로 각기 독특하게 분류된 것으로 평가되었다. 제주도와 남해안의 남부해안 생태지역은 상록활엽수림 분포지로 확인되었다. 지리산과 태백산의 남부 산악 생태계는 주목과 구상나무의 아고산침엽수림이 분포하였다. 남부 평야지역 생태계에는 아고산수종이 나타나지 않았다. 자연식생의 출현이 남한의 생태지역별로 타당하게 설명되었기 때문에 북한의 생태지역도 이와 유사할 것으로 추정하였다. 본 연구의 생태지역은 연구자의 주관적 조정이 배제되었기 때문에 선행연구의 지역구분 보다 더 객관적이었다. 생태지역마다 자연식생 출현, 지형, 토지피복이 반영되어 기본계획을 위한 공간자료로 유용한 것을 확인하였다. 1989년에서 2008년 사이 북한의 산림 황폐지 중 잠재복원대상지는 18,525㎢로 나타났다. 그러나 변화되지 않은 산림 73,154㎢의 약 10%도 fPAR과 NDVI가 낮아서 기준연도에도 취약한 산림으로 추정하였다. 이 기간 중 산림황폐화는 어느 한 지역에 집중하여 나타나지 않고 북한 전역에 산재하여 나타났다(Moran's I index = -1). 도시 지역이 많고 인구밀도가 높은 평야 생태지역(C, G, K)은 물론 산림 생태지역(M, N, O)에서도 산림 황폐화 현상은 똑같이 나타났다. 무립목지와 산림전용 지역 사이에는 높은 양의 상관이 있어서 무립목지가 경작지로 전용되는 관계를 추정할 수 있었다(r = 0.91). 고도가 낮은 경사지(150m-600m)의 무립목지에 대한 산림전용 비율은 25~30%였다. 고원지대(1050m-1500m)는 32%~45%로 나타났다. 고도가 낮은 경사지는 강수량이 적고 토양이 건조하지만 인구밀도가 높아서 산림전용이 발생하였다. 고원지대는 울창한 산림이 유지하는 토양수분함유량이 높아서 인구밀도는 낮지만 산림전용이 급격하게 증가한 것으로 추정하였다. 북한 산림황폐지 복원에서 단순히 경사도를 적용하여 복원계획을 하는 것에 문제가 있음을 의미한다. 산림이 경작지로 전용되는 생태적 요인은 여름철 3개월 강수량과 관련이 있었다. 북한에서 여름철 3개월 강수량은 작물의 생육기와 일치하고 천수답의 특성과 일치한다. 경사지 농업은 생육기간 동안 토양수분이 유지되거나 수리시설의 개·보수가 전제되어야 유지되기 때문에 북한 스스로 황폐지를 복원하는 것이 불가능하다는 것을 반증한다. 북한의 적지적수표는 생태지역별 우점종과 북한이 선호하는 조림 추천수종을 의미한다. 생태지역별로 조림가능 수종은 100여종 이었다. 아로니아, 블랙베리, 비타민 나무, 잣나무, 밤나무는 경제수종으로 북한에서 선호하였다. 창성이깔나무와 수삼나무는 훼손된 토양에서 생육이 양호하기 때문에 보급수종으로 선호하였다. 북한은 남한보다 온도는 낮고 건조한 생태계이기 때문에 남한의 경험적 조림방법 보다는 생태적 특성과 북한의 현실에 부합하는 복원계획 도입에 의해 실패의 확률을 줄일 수 있는 것으로 추정하였다. 생태지역별 복원요인과 경관정보는 전문가들이 북한 산림경관 복원목표를 선정하는 데 도움을 주었다. 전문가들은 농경지가 우점하고 인구밀도가 높은 산림경관 훼손 생태지역(G, L, K)에 산림농업 목표를 선호하였다. 이들 지역에 생태관광과 기후변화 적응이 산림농업과 연동하여 추천되었다. 혼효림이 우점하는 북부 해안 생태지역(C)은 생태관광(26%)과 생물다양성(21%)이 선정되었다. 강수량이 풍부하고 토양수분이 양호하여 낙엽활엽수림이 우점하는 중·동부 내륙 생태지역(I)은 보전림과 생물다양성 순으로 추천되었다. 평야지대에서 산림대로 이행하는 생태지역(M)에 전문가들은 보전림을 생태관광과 연동하여 추천하였다. 이 지역은 복잡한 지형으로 형성된 기암괴석으로 인해 북한에서도 볼거리가 많은 지역으로 알려져 있다. 고원 생태지역(N)은 보전림과 생태관광이 연동하여 추천되었다. 백두산, 개마고원, 장진·풍서 고원의 알파인 산림과 고원습지가 분포하는 지역이다. 낭림 산악 생태지역(O)에는 보전림과 용재림이 연동하여 추천되었다. 이 지역은 온도가 낮지만 북한에서 상대적으로 강수량이 풍부하고 소나무 보호지역으로 관리되고 있다. 산림농업은 단기간 내에 생태계 기능 안정과 식량증진에 기여할 수 있는 장점이 있다. 그러나 하위계획에 생태계 구조를 향상시킬 수 있는 배타적 목표의 적용이 필요하다. 보전림과 생물다양성은 생태계 구조와 기능을 동시에 향상시키는 장점이 있다. 그러나 시간의 해상도가 길기 때문에 하위계획에 단시간 내에 생태계를 안정시키는 복원목표 적용이 요구된다. 생태관광이 산림 및 농업 생태지역의 훼손된 산림복원 목표로 동시에 추천된 것은 문가들이 생태계 보호는 물론 생태적 경제가치 창출에도 관심이 높은 것으로 판단되었다.

본 연구는 기존의 나무심기의 조림 개념에서 탈피하여 정량적이고 공간적인 복원방법을 제공한 것에 의의가 있다. 객관적인 정보를 바탕으로 전문가들이 참여하여 생태지역별 복원목표를 선정한 것에도 의의가 있다. 그러나 북한의 유용한 GIS 자료의 확보와 함께 공간위계를 세밀하게 설정한 복원모형 개발은 후속 연구 과제이다.