국유림의 지속가능한 경제적·공익적 기능을 고려한 적정 목재생산량 추정

Abstract

National forests are expected to serve as a timber stockpile base for long-term wood demand and to stably perform various functions required for forests. Since the demand for forests is expected to become more diverse in the future, efforts are being made at national level to expand national forests to cope with this. However, national forests in Korea are currently in a state of age-class imbalance with over 31 years stands accounting for most of the total forest. At this time, it is difficult to guarantee the sustainability of the national forest unless harvesting is carried out according to a systematic management plan. Therefore, this study aims to estimate the optimal timber production of national forests considering both economic and public functions. To this end, the area where timber production is possible in Korea's national forests was first analyzed. The timber production area refers to a place where timber production is practically possible considering legal, geographical, and technical conditions. In order to analyze the timber production area, the information of the forest type map, land ownership classification map, mountain division map, river network map, digital elevation model, road network map, and forest road network map were integrated into a single spatial data. As a result of the analysis, the timber production area is 2,613,000ha, accounting for 43% of the total forest area, and the timber production area of the national forest is 488,000ha. Next, a forest management planning model was established using MOLP(Multi-objective Linear Programming) that can handle multiple goals within one objective function. The management goal was set as the exercise of sustainable economic functions and public functions. At this time, the economic function was evaluated by timber production, and the public function was evaluated by carbon storage, water conservation, and air purification. Constraints include the rate of change in timber production, the percentage of each age-class area, the percentage of each tree species area, and the percentage of conifers and broad-leaved trees area. And specific values of the constraints were set by referring to the Local Forest Plan. Lastly, the optimal amount of timber production was obtained considering the 100-year long-term management plan by applying to the national forest timber production area. As a result of the model implementation, harvest and regeneration plans were presented, and accordingly, the expected total amount of economic and public functions, economic value, and NPV(net present value) could be confirmed in the case of forest management. As a result, the total timber production during the planning period was calculated as 200,025,543m3, and the average was 20,002,554m3. This is 44% of Korea's domestic supply and it can be seen that the timber supply capacity of the national forest timber production area is very high. Finally, in order to analyze the change in the forest management plan according to the management objectives, an alternative was established by varying the weight combination of each objective function. Among the multiple weight combinations, the case where four functions are considered equally and the case where each function is maximized was compared. As a result, when the four functions are considered equally, the sum of the net present value was the highest, indicating that the economic value is high when various functions are comprehensively considered. This study developed a multi-purpose forest management plan model considering economic and public functions to estimate the optimal timber production of national forests for the next 100 years. As the results of implementing the model, figures for plans for harvesting are provided, which can be useful in establishing and implementing long-term management plans for national forests. In addition, it is possible to consider the various functions of forests because the weight of management objectives can be changed according to the decision maker's policy judgment or changes in social demand.

국유림은 민유림에 비해 높은 수준의 자본, 기술, 노동력 등을 투입할 수 있기 때문에 산림의 다양한 기능을 안정적으로 발휘할 것으로 기대된다. 이에 따라 국유림 확대를 위한 국가적 차원의 노력이 이루어지고 있으며, 산림에 대한 다양한 수요를 충분히 반영할 수 있는 국유림 경영이 요구된다. 하지만 현재 우리나라 국유림은 4영급 이상인 임분이 대부분을 차지하는 등 영급이 불균형한 상태에서 목재수확기에 도달하고 있다. 이 때 체계적인 경영계획에 의한 벌채가 이루어지지 않으면 국유림의 지속가능성을 보장하기 어렵다. 이에 본 연구는 국유림의 지속가능한 경제적·공익적 기능을 고려한 적정 목재생산량을 추정하였다. 이를 위해 먼저 우리나라 국유림에서 목재생산이 가능한 지역을 분석하였다. 목재생산 가능 지역은 법적·지리적·기술적 제약조건을 고려하였을 때 현실적으로 목재생산이 가능한 곳을 의미한다. 국유림의 목재생산 가능 지역을 분석하기 위해 수치 임상도와 토지소유구분도를 중첩한 뒤, 산지구분도, 하천망도, 수치표고모델, 도로망도, 임도망도를 순차적으로 추가하여 하나의 공간자료로 융합하였다. 목재생산 가능 지역을 분석한 결과, 우리나라의 잠재적 목재생산 가능 지역은 2,613천ha로 전체 산림면적의 43%를 차지하며 그 중 국유림의 목재생산 가능 지역은 488천ha이다. 다음으로 다목적 선형계획법을 이용하여 산림경영계획모델을 구축하였다. 다목적 선형계획법은 여러 경영 목표를 하나의 목적함수로 나타낼 수 있는 방법으로, 경영 목표는 산림의 경제적 기능과 공익적 기능의 종합적 발휘로 설정하였다. 경제적 기능으로 목재생산기능을, 공익적 기능은 데이터 취득과 정량화 가능성을 고려하여 탄소저장·수원함양·대기정화기능을 선정하였다. 제약조건은 목재생산의 보속성, 영급별 면적 비율, 수종별 면적 비율, 침엽수와 활엽수의 면적 비율을 포함하였고, 제약조건에 대한 구체적인 수치는 국유림의 지역산림계획을 참고하여 설정하였다. 마지막으로 개발한 모델을 국유림 목재생산 가능 지역에 적용하여 100년 장기경영계획을 고려한 적정 목재생산량을 추정하였다. 모델 실행 결과로 분기별 수확 및 갱신 계획, 경제적 및 공익적 기능의 총량, 경제적 가치, 순현재가치 등을 확인할 수 있었다. 경영목적에 따른 산림경영계획의 변화를 분석하기 위해 목적함수의 가중치 조합을 달리하는 대안을 수립하였다. 여러 가중치 조합 중 목재생산, 탄소저장, 수원함양, 대기정화 기능을 동일하게 고려하는 경우와 각각의 기능을 최대화하는 경우를 비교하였다. 그 결과, 네 가지 기능을 동일하게 고려할 때 순현재가치의 총합이 가장 높게 나타나 여러 기능을 종합적으로 고려할 경우 경제적 가치가 높음을 알 수 있었다. 본 연구는 경제적·공익적 기능을 고려한 다목적 산림경영계획모델을 개발하여 현재 국유림의 목재생산 잠재량을 바탕으로 향후 100년간 국유림의 적정 목재생산량을 추정하였다. 개발된 모델을 이용하여 국유림의 산림경영 문제를 정량적으로 분석할 수 있으며, 산림의 경제적·공익적 가치를 동시에 고려한 경영계획을 수립할 수 있다. 또한 의사결정자의 정책적 판단 혹은 사회적 수요 변화에 따라 경영목적의 가중치를 변화시킬 수 있어 산림의 다양한 기능에 대한 고려가 가능하다.