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ISSN : 1226-9999(Print)
ISSN : 2287-7851(Online)
Korean J. Environ. Biol. Vol.35 No.3 pp.413-425
DOI : https://doi.org/10.11626/KJEB.2017.35.3.413

Climate Change Impact on Korean Forest and Forest Management Strategies

Moonil Kim, Somin Yoo, Nahui Kim, Wona Lee, Boyoung Ham, Cholho Song, Woo-Kyun Lee*
Department of Environmental Science and Ecological Engineering, Korea University, Seoul 02841, Republic of Korea
Corresponding author : Woo-Kyun Lee, 02-3290-3016, 02-3290-3470, leewk@korea.ac.kr
June 16, 2017 September 12, 2017 September 12, 2017

Abstract

This manuscript describes the relationship between climate change and forest growth, forest species, carbon stocks, and tree mortality. 1) In the aspect of forest growth, the growth of major coniferous species, including Pinus densiflora, had a negative correlation with temperature. On the other hand, major deciduous oak species, including Quercus variabilis and Quercus mongolica, had a positive correlation with temperature. 2) When considered in the aspect of the forest species distribution, various models commonly showed a decrease in the distribution of coniferous species and an increase in oak species due to climate change in the medium to long term. 3) From the carbon stock perspective, there was a difference in the estimation according to the status of forest management. Most of Korean forests will mature to become over-matured forest after year 2030 and are estimated to produce approximately 410 million ton forest biomass until 2090 with the current cutting regulations for sustainable forest management announced by the Korean Forest Service. 4) In the forest mortality, the mortality rate of the major coniferous species showed a clear tendency to increase higher temperatures while it decreased for the oak species with no verification of statistical significance. Moreover, the mortality of the subalpine coniferous species was projected to progress rapidly. considering the overall impacts described above, there should be a management strategy for coniferous species that are relatively vulnerable to climate change. Moreover, a sustainable forest plan in the aspect of ecosystem services, carbon sequestration and storage, which is linked to global issues such as Sustainable Development Goals, ecosystem services and negative emission.

sustainable forest management , climate change adaptation , sustainable development goals , ecosystem services , negative emission

기후변화가 한 국 산림에 미치는 영향과 관리 전략

김 문일, 유 소민, 김 나희, 이 원아, 함 보영, 송 철호, 이 우 균*
고려대학교 환경생태공학부

초록

    Ministry of Environment
    2014001310008

    서 론

    IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change)가 2013년에 발간한 제5차 평가보고서에 따르면, 장기적인 전 지구적 기후변화로 인해 21세기 후반 (2081~2100년) 지구 평균 표면 온도는 최소 1.5℃, 최대 4.8℃까지 상승할 것으 로 전망되었다. 이런 온난화 현상은 극한기후와 자연재해 발 생 (Cai et al. 2014), 식량생산 감소 (Lesk et al. 2016), 산림 고사 (Williams et al. 2013), 건강 (Hajat et al. 2014) 등 경제, 사회, 환경 전반에 영향을 미치는 것으로 확인되었으며, 이 에 대응하여 보다 안전하고 지속가능한 미래를 맞이하기 위 해 전 세계적으로 많은 노력이 수행되고 있다. 최근 파리협 정 (Paris agreement)에서는 각국이 자발적인 감축목표를 제 시하고 이를 지키도록 명시하고 있으며, 유엔은 지속가능발 전목표 (Sustainable Development Goals, SDGs)를 통해 경 제-사회-환경의 균형적인 발전의 지향점을 제시하고 있다. 우리나라는 기후변화에 대응하기 위한 국제협력체에 적극적 으로 협력하는 한편, 경제와 환경의 조화로운 발전을 위하여 2010년에 「저탄소녹색성장기본법」을 제정·시정하였으며, 제48조 및 같은 법 시행령 제38조에 따라 지난 2010년 제1 차 국가기후변화적응대책 (2011~2015)에 이어 2015년에 제 2차 적응대책 (2016~2020)을 수립하였다. 2차 적응대책은 20개 부처가 합동으로 수립하였으며, 적응 (adaptation)과 감 축 (mitigation)을 통해 기후변화로 인한 위험감소 및 기회의 현실화를 목표로 하고 있다.

    이런 상황 속에서, 적응과 감축에 동시에 기여할 수 있 는 산림에 대한 관심이 높아지고 있다. 산림은 광합성을 통 해 대기 중 CO2를 흡수하고 바이오매스 형태로 저장함으 로 기후변화 완화에 기여하지만, 다른 생태계와 마찬가지 로 기후변화로 인한 영향을 받는다 (Dale et al. 2001). 기후 변화는 크게 온도와 강수량 및 패턴의 변화로 나타나며, 이 는 산림 식생대, 수종변화, 생장패턴, 생산성 등에 영향을 미 치는 것으로 보고되고 있다 (Oberhuber et al. 1998; Fang and Lechowicz 2006; Kim et al. 2017).

    우리나라의 국토면적은 2010년 기준으로 10,014,822 ha 이며, 산림면적은 6,433,667 ha로 전 국토의 64.2%에 해당 한다 (KFS 2015). 이는 OECD 국가 중 핀란드 (72.9%), 스웨 덴 (68.7%), 일본 (68.5)에 이어 네 번째로 높은 산림비율이다 (KFS 2015). 또한, 우리나라는 반도 (peninsula) 지역이고 지 형이 복잡하여 기상 조건의 공간적 변이가 크며, 기후변화 의 진행 속도도 IPCC에서 발표한 전 지구적인 온난화 추세 를 상회하는 것으로 평가되고 있다 (IPCC 2007). 따라서 우 리나라 산림의 변화를 예측할 때, 기후변화의 영향을 고려하 는 것은 필수적이다. 본고에서는 기후변화가 우리나라 산림 에 미치는 영향들에 대한 최신 연구들을 소개하고, 기후변화 대응을 위한 산림분야의 국제 동향과 산림관리 전략 수립에 대해 서술하고자 한다.

    본 론

    1.산림부문 기후변화 영향

    1)생장반응

    임목의 생장과 관련된 여러 요인들 중 기상인자는 임목의 연년 생장에 대한 제한요인의 한 지표로써 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 왔다 (Schweingruber 1988; Neilson and Marks 1994). 우리나라에서 기후와 산림생장의 상관관계 는 주로 특정 조사구, 산, 지역 등 비교적 국지적 공간규모를 대상으로 정성적인 분석이 수행되었다 (Seo and Park 2010; Yoon et al. 2013). 이와 같은 연구들은 기후와 임목생장 간 에 분명한 상관관계가 있음을 보여주며, 미래 산림자원의 변 화 예측의 불확실성을 낮추기 위해서는 반드시 기후의 영향 을 고려해야함을 시사한다.

    산림자원조사 기술과 체계의 발달로, 전국 산림에 대한 과 학적인 조사·평가·모니터링이 이루어지고 있다. 이런 국 가 규모의 인벤토리를 기반으로, 기후변화 영향을 고려한 미 래 산림자원 변화를 예측할 수 있는 생장모형이 개발되고 있다 (Table 1).

    Byun et al. (2013)은 5차 국가산림자원조사 (National Forest Inventory, NFI)를 통해 획득된 전국규모의 자료를 통 해, 우리나라에서는 처음으로 국가 규모의 산림에 적용할 수 있으며, 기후와 지형의 영향을 반영한 생장모형을 개발하였 다. 분석결과 소나무의 반경생장 (Radial growth)은 기온과는 음 (- )의 상관관계를 갖는 것으로 확인된 반면, 참나무류는 양 (+)의 상관관계를 갖는 것으로 나타났으며, 기온과 관련 된 계수의 절대값은 소나무가 더 큰 것으로 나타났다 (소나 무: 0.038, 참나무: 0.005). 반면, 두 수종 모두 강수량과 생 장은 양 (+)의 상관관계를 갖는 것으로 나타났다. Choi et al. (2014)은 우리나라 주요 5개 수종 (소나무, 신갈나무, 그 외 참나무류, 일본잎갈나무, 밤나무)을 대상으로 기상인자 와 반경생장의 상관관계를 분석하였다. 그 결과, Byun et al. (2013)의 연구와 동일하게 침엽수종들은 기온 증가에 음 (- )의 영향을, 참나무류는 양 (+)의 영향을 받는 것으로 확 인되었으며, 계수의 절대값도 침엽수류가 더 큰 것으로 추정 되었다 (소나무: 0.042, 일본잎갈나무: 0.090, 신갈나무: 0.030, 그 외 참나무: 0.025). 두 연구에 사용된 방법론이 상이함에 도, 임목생장과 기온과의 관계가 수종별로 동일하게 도출되 었다는 것은, 미래 기후변화의 영향이 수종별로 다르게 나타 날 수 있다는 것을 시사한다. 또한, 두 연구 모두 침엽수종들 의 모형 계수가 참나무 수종들에 비해 크게 추정되었으며, 이는 상대적으로 침엽수종들이 기후변화에 더 민감하다는 것을 의미한다. 따라서 기후변화 대응을 위해 수종별로 다른 전략수립이 필요하다고 사료된다. 또한, 산림의 생장은 산림 생태계의 건강성, 탄소흡수 및 저장, 임산물 생산성 등과 밀 접하게 연관되어 있는 중요한 지표로, 지속적인 모니터링을 통해 세부적인 관리전략의 수립 및 보완이 필요하다.

    2)수종분포

    지구 온난화와 관련하여 육상 생태계에서 가장 많이 보 고되고 있는 것 중 하나가 동, 식물의 생육 범위가 이동하 는 현상이다 (IPCC 2007). 산림의 생육은 수분과 기온에 영 향을 받기 때문에 기후의 변화는 수종 교란 및 산림유형의 변화를 유발하며, 더 나아가서는 산림의 기능이 쇠퇴하기 도 한다. 실제로 국내에서는 이상고온과 가뭄에 의한 수분 스트레스 증가로, 고산지역의 침엽수림이 급격하게 고사하 는 현상이 관측되고 있으며 (Lim and Shin 2005), 이런 피해 를 저감하고 예방하기 위한 다양한 연구들이 수행되고 있다. Choi et al. (2011)은 온량지수 (Warmth Index, WI)와 최저온 도지수 (Minimum Temperature Index of the Coldest month, MTCI)를 이용한 TAG (Thermal Analogy Groups) 모델을 통 해 미래 산림식생분포를 예측하였다. 그 결과, 가까운 미래 (2021~2050)에는 강원도 전역에 분포하는 냉온대 혼효림이 기후변화로 인해 전 국토 면적의 약 2.8%까지 축소하는 것 으로 나타났으며, 먼 미래 (2071~2100)에는 거의 사라지는 것으로 나타났다. 또한, 제주도 지방에만 국한되어있던 아 열대 혼효림의 분포가 남부해안지방까지 확대될 것으로 나 타났다 (Fig. 1). Choi et al. (2011)는 기후지수로 유효강우지 수 (Precipitation Effectiveness Index, PEI)를 추가로 고려한 HyTAG (Hydrological and Thermal Analogy Groups) 모형을 통해 미래 산림식생 분포를 예측하였다 (Fig. 2). 그 결과, 아 열대 상록수림은 남해안 지역을 시작으로 점차 확대될 가능 성이 높은 것으로 나타났으며, 냉온대 혼·활효림은 급격히 감소되어 미래에는 강원도 일부 산간지역에만 분포될 것으 로 나타났다. 이뿐 아니라 Park et al. (2015), Ku et al. (2016) 도 기후변화로 인해 우리나라에 고산·아고산 침엽수림이 생육할 수 있는 공간적 범위가 줄어들 가능성이 높다는 연 구결과를 도출하였다. 따라서 지속적인 모니터링과 모델링 연구를 통해 기후변화 취약 산림지역을 보다 정확하게 파악 하고, 이를 산림유전자원보호구역과 같은 특별 관리구역으 로 지정하여 산림생물자원을 보전하여야 할 것으로 사료된 다.

    3)고사반응

    임목의 고사는 산림의 건강과 활력을 평가하는 기준이 될 뿐만 아니라, 산림의 생산성을 추정하고 경영계획을 수립하 는 데 있어서 매우 중요한 요소로 고려되어 왔다 (Lee et al. 2000). 또한, 최근 급격한 기후변화에 따라 기존에는 관측되 지 않았던, 대규모 산림의 급격한 고사 현상이 관측되면서 기후가 임목고사에 미치는 영향을 분석하기 위한 연구들이 활발하게 진행되고 있다 (Allen et al. 2010). 기존에는 주로 시험지나 지역 규모의 자료를 통해 연구가 진행되었으나, 원 격탐사, 지리정보시스템, 조사 기법 등의 발달로 국가나 초 국가 규모를 대상으로 하는 연구들도 수행되고 있다.

    Kim et al. (2017)은 제 5, 6차 NFI 자료와 Sterba의 최대임 목본수 이론 (Sterba and Monserud 1993; Lee et al. 2000)을 활용하여 우리나라 주요 5개 수종 (소나무, 일본잎갈나무, 잣 나무, 굴참나무, 신갈나무)에 대한 고사모형을 개발하고, 기 후가 수종별 임목 고사에 미치는 영향을 분석하였다. 분석결 과, 침엽수들의 고사율은 기온이 높을수록 증가되는 경향을 보이는 것으로 확인되었으며, 특히 소나무의 고사율은 가을 기온과, 일본잎갈나무와 잣나무의 고사율은 봄 기온과 가장 높은 상관성을 보이는 것으로 나타났다. 반면 참나무류의 고 사율은 기온과 음 (- )의 상관관계를 갖는 것으로 나타났으 나, 통계적인 유의성은 없었다 (Fig. 2). 주요 수종 중, 잣나무 가 기후의 영향을 가장 크게 받는 것으로 분석되었다. 이러 한 결과들은 우리나라 산림은 기후변화에 참나무보다 침엽 수종이 더 민감하다는 것을 의미하며, 장기적으로 지금보다 침엽수종의 분포가 쇠퇴하는 반면, 참나무류의 분포가 확장 될 가능성이 높다는 것을 시사한다. 또한, 이는 기존 연구결 과들 (Choi et al. 2011; Byun et al. 2013)과 유사한 것으로 확 인 되었다. 기온이 침엽수림의 고사에 영향을 미친다는 연구 결과는 전 세계적으로 다양하게 보고되고 있으며 (Martinez- Vilalta and Piñol 2002; Dobbertin et al. 2005; Landmann and Dreyer 2006; van Mantgem and Stephenson 2007), 앞으로도 국가적인 모니터링 사업을 통해 기후변화 영향 분석과 모델 의 고도화가 필요하다고 사료된다.

    4)탄소 저장과 흡수

    산림은 육상생태계의 주요 탄소저장고로서 이산화탄소 배출감소와 기후변화 완화에 중요한 역할을 하고 있다. 이 산화탄소 방출량을 줄이고 관리하기 위해서는 육상생태계 의 탄수흡수와 관련된 기작을 깊게 이해하고, 탄소 흡수원 인 육상 생태계와 인간에 의한 탄소배출량을 정량화하는 것 이 필요하다 (Ito 2008). Yoo et al. (2012)은 VISIT (Vegetation Integrated Simulator for Trace gases) 모형을 구동하여 우리 나라의 초지, 농지, 산림 등을 포함한 육상 생태계 전체의 탄 소 수지를 추정하였다. 연구결과에 따르면, 1999~2008년 동 안 우리나라의 식생 생태계는 연평균 3.51 Tg C yr-1 (0.36 Mg C ha-1)의 탄소를 흡수한 것으로 추정되었다. 산림청은 NFI 자료를 기반으로 2015년 우리나라 산림의 연간 탄소흡 수량을 11.12 Tg C yr-1 (1.72 Mg C ha-1)로 추정하였으며, 이 는 Yoo et al. (2012)의 결과보다 3배 정도 높은 값이다. 이 두 결과는 산림이 다른 생태계에 비해 탄소흡수량이 높다는 것을 잘 보여준다.

    탄소수지는 토지피복에 큰 영향을 받으며, 이것은 우 리나라와 북한의 비교를 통해 분명하게 확인된 바 있다. 1980~2000년대에 우리나라는 도시 면적은 증가하였으나 산림 면적은 유지된 반면, 북한은 많은 산림이 농지와 초지 로 전용되었다. Cui et al. (2014)는 VISIT 모형을 통해 토지 이용 변화에 따른 탄소수지 변화를 추정한 결과 우리나라의 1990년대 탄소흡수량은 약 10.9 Tg C yr-1 (1.11 Mg C ha-1 yr-1)에서 2000년대에 약 6.8 Tg C yr-1 (0.69 Mg C ha-1 yr-1) 로 변화된 것으로 추정되었으며, 같은 기간 북한은 3.0 Tg C yr-1 (0.25 Mg C ha-1 yr-1)에서 - 0.36 Tg C yr-1 (- 0.03 Mg C ha-1 yr-1)으로 급격하게 감소한 것으로 추정되었다. 원인 을 분석한 결과, 북한은 1980년대 이후 급격하게 산림 면적 이 감소되면서 2000년대에 들어서는 육상 탄소흡수량이 배 출량보다 적어, 국토 전체 육상생태계가 탄소흡수원이 아니 라, 배출원이 된 것으로 추정되었다. 이는 국가 규모의 산림 의 보존과 관리의 중요성을 시사한다.

    Cui et al. (2014) 연구 결과와 같이, 현재 우리나라 산림은 순생장량이 많은 21~40년생이 59.3%를 차지하고 있어 탄 소흡수에 유리하나 (KFS 2014), 향후 노령화로 인해 이산화 탄소 순흡수량은 급격히 감소할 것으로 예측되었다 (Table 2). 산림청은 우리나라 산림의 연간 CO2 흡수량이 2010년 59.67 백만 tCO2에서, 2050년에는 0.15 백만 tCO2로 급격하 게 감소할 것으로 추정하였다 (Table 2). 이는 임령증가에 따 른 순생장량 감소가 반영된 결과로, 따라서, 신규·재조림, 산림갱신, 목제품 (Harvested Wood Product, HWP) 이용 등 을 통해 흡수량을 유지 및 증진하기 위한 노력이 필요할 것 으로 사료된다. 그러나 벌채된 산림은 재조성될 때까지 공 익적 기능을 상실함으로, 산림이 가진 공익적 기능의 협력 (synergy)과 상충 (trade-off)을 고려한 구체적인 시·공간적 계획 수립이 필요하다.

    합리적인 산림관리 (벌채, 재조림 등) 계획 수립을 위해 서는, 산림관리를 반영한 산림탄소 저장량 및 목제품 생산 에 대한 전망이 필요하다. Kim et al. (2016)은 CBM-CFS3 (Carbon Budget Model of the Canadian Forest Sector)모형 을 우리나라 산림에 적용하여 IPCC가 제안한 국제규격 중 최상위수준 (Tier 3)을 만족시키는 탄소저장량과 생산 가능 한 바이오매스 잠재량에 대한 전망을 도출하였다 (Fig. 3). 산 림관리 가능 지역과 벌채를 통한 목재 및 임산물 생산을 고 려할 때, 향후 우리나라 산림의 이산화탄소저장량 (토양 탄 소 포함)은 1992년 83.6 Mg ha-1 (510 Tg C)의 약 두 배인 157.4 Mg ha-1 (970 Tg C)정도로 유지될 것이며, 2092년까지 산림관리를 통해 생산 가능한 목재 바이오매스의 잠재량은 4.1억 톤으로 추정되었다 (Fig. 3). 이는 꾸준한 관리가 수반 된다면, 우리나라 산림의 탄소 저장량을 높게 유지할 수 있 다는 것을 의미하며, 기후변화 완화에 기여할 수 있는 가능 성도 높다고 해석할 수 있다.

    (1)온실가스 인벤토리

    기후변화 영향파악 및 대응 정책의 수립과 이행을 위해 서는 국내 온실가스 배출원 및 흡수원을 파악하고, 국가 온 실가스 인벤토리를 정확하게 산정하는 것이 필요하다. 파리 협정 (Paris agreement)에 따라 우리나라는 자발적 감축목표 (INDC: Intended Nationally Determined Contributions)로 37%를 제시하였으며, 이는 우리나라의 온실가스 감축노력 에 대한 대내·외적 평가를 좌우하는 국가 온실가스 인벤토 리의 체계적 작성과 국제적 수준의 인벤토리 품질의 중요성 이 강조되는 계기가 되고 있다. 게다가 파리협정 이후 신기 후체제 하에서는 모든 국가가 의무이행을 지게 됨에 따라, 앞으로 감축의무 이행에 대한 투명성을 높이는 검증체제의 고도화가 보다 중요한 사항이 될 전망이다.

    이런 세계적인 흐름과 요구에 발맞춰 우리나라에서도 국 내 산림탄소계정 체계 구축을 위한 기초 연구과제 (교토의정 서 대응 산림탄소계정 기반 구축 연구, 2007~2010, 산림청) 를 통해 주요 수종별 탄소배출계수가 개발되었으며 (Table 3), 최근까지도 후속 과제 (Post-2020 대응 산림탄소계정 체 계 고도화, 2013~2016)를 추진하면서 국제 협약 동향, 산 림탄소모델 개발 및 고도화, 목제품 탄소 계정 구축 등 산 림탄소계정 전반에 대한 연구가 수행되고 있다. 우리나라 는 IPCC 기준 중, 가장 신뢰도 높은 Tier 3에 해당하는 수준 으로 산림탄소 인벤토리 및 감축 잠재력 산정을 목표로 하 고 있으며, 이를 위해 고사목 탄소 인벤토리 구축을 위한 계 수 개발, 산림생태계 탄소순환모델 개발, 습지 및 산불지에 대한 국가 온실가스 인벤토리 작성, 산림 활동자료 구축 및 MRV (Measurement, Reporting and Verification) 상용화 등 을 위한 노력을 지속적으로 하고 있다. 또한, 이런 노력은 다 양한 모델 연구를 통한 미래 산림자원 변화 및 기후영향 예 측에 기여하고 있다 (Kim et al. 2014, 2017; Lee et al. 2015; Ryu et al. 2016).

    2.산림부문 취약성 평가

    기후변화는 이상기후 현상의 빈도와 강도 증가와 같은 단 기적인 변화뿐 아니라 기온과 강수의 장기적 변화를 통해 환경적인 변화를 초래하기도 한다. IPCC는 기후변화로 인 한 피해를 줄이고 적응하기 위해서는 취약성 평가를 통해 미래에 직면하게 될 문제를 예측하는 것이 중요하다고 언급 하였다 (Han 2007; IPCC 2007). 취약성은 IPCC 2차 보고서 에서 처음 도입되기 시작하였지만, 4차 평가 보고서부터 취 약성이 기후변화 적응과 영향을 연계시키는 주요한 개념으 로 자리 잡게 되었다 (Yoo and Kim 2008). 취약성은 크게 민 감도, 노출, 적응능력이라는 세 가지 규준을 통해 평가되었 으며, 국내에서는 기후변화 적응대책 세부 시행계획 수립을 위해 기초지자체별로 부문별 취약성평가를 수행하였다. 산 림부문에서는 산림생산성 취약성, 가뭄에 의한 산림식생 취 약성, 수종분포 취약성, 임업 취약성 등에 대한 평가가 수행 되어져 왔다 (KEI 2012; ME 2013). Lee et al. (2011)은 TAG (Choi et al. 2010)와 HyTAG (Choi et al. 2011) 모델을 이용 하여 미래 (가까운 미래: 2046~2065년, 먼 미래: 2080~2099 년) 산림분포 취약성을 평가하였다. 그 결과, 시간적으로는 가까운 미래보다 먼 미래의 취약성이 더 높게 평가되었으며, 공간적으로는 해안선 지역과 부산과 대구의 취약성이 높게 평가되었다. Byun et al. (2012)은 MC1 (MAPSS-Century 1) 모형과 HyTAG 모형을 이용하여 과거 (1971~2000년)와 미 래 (2021~2050년)의 산림식생유형분포에 대한 취약성 평가 를 수행하였다. 그 결과 동북부와 남부지역, 도시지역 산림 의 취약성이 상대적으로 높은 것으로 나타났으며, 산림관리 적응성이 높은 제주도와 남서부 일대, 북부지역 일대는 취약 성이 매우 낮은 것으로 나타났다 (Fig. 4). 이러한 산림분야 취약성 평가는 기후변화에 따른 산림생태계에 변화를 인식 하고, 기후변화 적응 대책을 수립하는 데 도움이 될 것으로 사료된다. 또한, 최근에는 산림 부분을 독립적으로 평가하는 것뿐만 아니라, 건강, 물, 농업 등 다른 부문과도 연계하여 보 다 종합적인 평가와 통합적인 적응전략을 도출하기 위한 연 구들도 이루어지고 있다.

    3.Global issue와 연계된 산림관리 전략

    21세기에 들어와 국제사회에서는 기후변화와 관련하여 산림의 중요성이 새롭게 부각되고 있으며, 이에 따라 산림자 원의 보존과 합리적인 이용을 위한 연구와 논의가 전 세계 적으로 이루어지고 있다. 본 장에서는 UN의 지속가능발전 목표 (SDGs: Sustainable Development Goals), 생태계서비스 (Ecosystem Service), 탄소역배출 (Negative Emission)과 연 계된 산림관리 방안을 제시하고자 한다.

    1)지속가능발전목표 (SDGs)와 연계된 산림관리

    2012년 유엔지속가능발전위원회는 Rio+20 회의에서 ‘우 리가 원하는 미래’라는 제목의 문서를 통해 2016~2030 개발 의제로 지속가능발전목표 (SDGs: Sustainable Development Goals)를 제시하였다 (United Nations 2012). 이후 2015년 9 월 제70차 유엔개발정상회의에서 새로운 개발목표인 ‘우 리 세계의 변혁: 2030 지속가능발전의제 (Transforming our world: The 2030 Agenda for Sustainable Development)’를 채택하였다 (United Nations 2015). 지속가능한 발전 (Sustainable development)은 새천년개발목표 (Millenium Development Goals, MDGs)와 다르게 경제성장 지속과 환경보전에 관한 목표가 강화된 특징을 보이고 있다. 전체 17개 SDGs 중, 7개 SDG[Goal 6 (물), 7 (에너지), 11 (도시), 12 (소비와 생 산), 13 (기후변화), 14 (해양생태계), 15 (육상생태계)]가 환경 과 관련된 목표이며, 이는 전체 SDGs의 40%가 산림과 직· 간접적으로 연관되어 있다는 것을 의미한다. 특히, 목표 15 는 직접적으로 산림을 대상으로 하고 있으며 지속가능한 산 림 관리, 황폐지 복구, 생물 다양성 회복, 사막화 방지 등이 세부 목표로 설정되어 있으며, 이러한 세부 목표들은 현 사 회가 지속가능한 발전을 이루기 위한 산림연구의 방향성을 제시하고 있다. 현재 국내 각 기관에서 수행되는 산림관련 주요 행동분야를 파악한 결과, 제5차 산림기본계획, 2016년 산림청 성과관리, 제3차 지속가능발전기본계획 등의 87개 국가산림지표 중 45개가 SDGs의 지표들과 밀접한 관련이 있는 것으로 나타났다 (Moon et al. 2017). 또한, 국내에서 수 행되고 있는 산림생장, 산림재해, 산림탄소, 수종분포, 토지 이용 등과 관련된 연구들이 산림관리 기반 연구로 수행되고 있으며 이는 목표 15번의 세부목표와도 연계성을 지니고 있 다 (Fig. 5). 앞으로 현재 국내에서 수행되고 있는 과학적 연 구들이 국제적·사회적 측면에서 수립한 SDGs와 어떠한 연 결고리를 가지고 있는지를 파악하고, 부족한 부분들을 보완 해 나간다면 우리나라만이 아닌, 전 세계적인 지속가능한 발 전에 기여할 수 있을 것으로 사료된다.

    2)생태계서비스와 연계된 산림관리

    산림은 생장을 통한 본원적 기능인 목재 생산 외에, 대기 정화, 수원함양, 보건 및 휴양 등 다양한 공익적 편익을 제공 하고 있다. 산림이 제공하는 다양한 공익적 편익은 공공재 로 인식되어, 시장에서 거래 및 가치 평가에 어려움이 있다. 그러나 산림의 공익적 편익은 현재와 미래에 산림의 근원 적 생산가치보다 더 큰 가치를 제공할 것으로 기대되고 있 으며, 따라서 산림의 보존과 개발에 관한 합리적인 의사결 정을 위해 이를 정량적으로 평가할 수 있는 체계가 필요하 다. 생태계 서비스 (Ecosystem Service)는 이러한 공익적 편 익을 개념화 한 것으로, 자연이 인간에게 제공하는 편익으 로 일컬어진다 (Costanza et al. 1998; de Groot et al. 2002). 생태계 서비스는 생태계 기능에서 발현하여, 경제적인 가치 와 인간의 편익으로 연계되는 생태계 서비스로 전환된다. 따 라서 산림이 제공하는 공익적 편익에 대한 가치평가 과정은 생태계 서비스 평가 과정에 속한다고 할 수 있다. 새천년생 태계평가 (Millenium Ecosystem Assessment, MA)와 생태계 와 생물다양성의 경제학 (The Economics of Ecosystems and Biodiversity, TEEB)에서는 이를 평가할 수 있는 체계를 정 립하였다. 이에 따르면, 생태계 서비스는 크게 공급서비스 (Provisioning service), 조절서비스 (Regulating service), 지원 서비스 (Supporting service), 문화서비스 (Cultural service)로 구분된다. Kim et al. (2012)은 국내 산림의 공익적 기능에 대 한 인식 제고를 수행하였으며, 환경가치의 중요성을 부각하 여 이를 정량화하는 등 생태계 서비스 평가의 전반 과정을 수행하였으나, 생태계 서비스의 용어는 사용하지는 않았다. 이후 생태계 서비스가 전 세계적으로 부각됨에 따라, KEI (2013)는 생태계 서비스 평가를 위한 경제적 평가 방법을 제 시하였다. Choi et al. (2014)은 생태계 서비스 평가를 위한 모형 활용에 초점을 맞춰 산림 탄소 저장과 흡수를 평가하 는 국내모형을 분석함으로써, 산림의 조절서비스 기능 계량 화 여부에 대한 연구를 수행하였다. Jeon et al. (2015)은 우 리나라의 토지피복 특성을 고려하여 자연자산을 산림, 초지, 습지로 유형화하였으며, 이를 기반으로 시·공간 평가가 가 능한 우리나라 생태계 서비스 유형을 분류하였다. Kim et al. (2015)은 InVEST 모형을 활용하여 산림의 수자원 함양 및 서식처에 대한 가치평가를 수행하였으며, Song et al. (2016) 은 산림의 생태계 기능과 생태계 서비스가 사회·환경적 조 건에 따라 다르게 평가될 수 있다는 것을 제언하였다. 이러 한 국내 연구 동향을 정리해보면, 현재 산림의 공익적 기능 과 서비스는 크게 7가지 (수원함양, 대기정화, 수질정화, 침식 조절, 토사붕괴방지, 기후조절, 서식처제공)로 구분하여 정량 화할 수 있는 것으로 나타났다. 각 연구들을 기반으로, 기후 변화가 종합적인 산림의 생태계 서비스에 미치는 영향을 정 량적으로 파악하기 위한 연구들이 진행되고 있으며 (Fig. 6), 이를 통해 기후변화 영향을 고려한 적응대책 수립을 지원할 수 있을 것으로 사료된다.

    3)탄소역배출 (Negative emission)과 연계된 산림관리

    탄소역배출 (Negative Emission, NE)은 대기 중의 온실가 스인 탄소를 흡수 및 고정하고, 이를 산림, 토양 등에 직접 격리하여 기후변화를 완화시키는 방안들을 말한다 (Sabine et al. 2014) (Fig. 7). 산림과 관련된 탄소역배출은 조림 및 재 조림 (Afforestation and reforestation)을 통해 산림의 탄소 흡 수량을 증가시켜 대기 중의 탄소를 나무에 축적시키는 방법, 탄소를 흡수한 나무를 생태 숯 (Biochar)으로 만들어 토양으 로 순환시키는 방법, 식물 기반 자재 또는 목재 (Plant-based materials or wood)를 사용하여 만든 건물이나 제품 등에 탄 소를 축적시키는 방법 등이 있다 (McLaren 2012). 캐나다와 스웨덴처럼 산림면적이 높은 선진국에서는 벌기령에 다다른 산림을 집중적으로 관리하여 탄소역배출을 실시하고 있다. 벌기령에 다다른 산림 중 벌채에 적합한 지역을 선별하고, 생산된 목제를 가공하여 목제품 (Harvested Wood Product, HWP)을 제작하는 데 사용되며, 벌채지는 재조림하여 탄소 흡수량을 유지 및 증진시키고 있다 (KFS 2016). 산림부문의 탄소역배출 방법론들은 국외에서 다양하게 연구되어지고 있 지만, 국내의 경우 국내 통계자료와 FAO 통계자료를 통해 HWP의 탄소 저장 및 배출의 변화를 평가하고 비교하는 연 구만이 수행되었다 (Choi and Joo 2011).

    탄소역배출을 고려하였을 때, 산림에 탄소저장을 최대 화 (maximization)하는 것보다는 (Fig. 7a), 산림에서 목제품 (HWP)을 생산하여 온실가스를 배출하는 자재를 대체함을 통해 탄소역배출을 최대화하는 산림탄소 최적화 (optimization) 를 구현하는 관리 전략이 필요하다 (Fig. 7b). 벌채를 통 해 산림 탄소흡수량이 감소하지만, 생산된 산림바이오매스 와 HWP가 탄소배출계수가 높은 화석연료 (원유: 19.7 C ton/ TJ, 무연탄: 29.7 C ton/TJ)나 철강 등과 같은 탄소 다배출 재 료를 대체함으로, 탄소배출량을 더 많이 줄인다면 기후변화 완화에 더 크게 기여하게 된다. 따라서 산림에서의 생산관리 뿐만 아니라 생산된 목제품 (HWP) 관리에 대한 정책도 중요 하게 다루어질 필요가 있다.

    결 론

    본 연구에서는 우리나라 산림이 기후변화로부터 받는 영 향을 수종분포, 산림생장, 산림탄소, 임목고사로 나누어 살펴 보고, 최근 전 지구 차원 이슈와 연계된 산림관리 방안을 제 안하였다. 각 영향을 종합해보면, 기후변화는 우리나라 주 요 침엽수종의 생장, 분포, 고사에는 부정적인 영향을 미치 는 반면, 낙엽성 참나무수종에는 긍정적인 영향을 미칠 것으 로 예측되었다. 이는 우리나라 산림의 기후변화 적응 능력을 높이기 위해 침엽수종을 보다 집중적으로 관리해야 된다는 것을 시사한다. 산림의 탄소 저장과 흡수는 산림관리 방법 과 토지이용변화에 크게 영향을 받는 것으로 분석되었으며, 이에 따라 목재생산 잠재력이 높게 평가된 우리나라 산림에 대한 합리적인 중·장기 관리계획 수립이 필요할 것으로 나 타났다. SDGs 측면에서는 산림생태계 관련 목표 (Goal 15)를 기반으로 물 (Goal 6)-에너지 (Goal 7)-식량 (Goal 2)의 안정적 인 생산과 소비 (Goal 12)를 기후변화 (Goal 13)와 연계되도 록 산림정책을 수립하고 이행할 필요가 있다. 생태계서비스 측면에서는 산림의 탄소흡수 및 저장을 조절기능 (Control service)과 연계하여, 이를 증진시킬 수 있는 방향으로 정책 을 수립하여야 할 것이다. 또한, 산림관리뿐만 아니라 수확 된 목제품 (HWP) 관리를 통해 산림 내·외에서의 탄소관 리 최적화 (Optimization)를 고려해야 할 필요가 있다. 지난 해 12월에 열린 ‘2015 파리 기후변화협약 당사국 총회’에서 는 법적 구속력이 있는 협정을 맺었다. 지금까지는 국제적으 로 기후변화 영향평가나 취약성 평가를 통해 기후변화의 영 향에 따른 위험성 (Risk)을 파악하는 데 초점을 두었으나, 이 제는 실질적으로 기후변화 대응과 영향을 줄이기 위해서는 사회, 경제, 기술 부문에서 어떠한 행동 (Solution)을 통해 이 를 해결할 수 있는지 구체적으로 제시해줄 필요가 있다. 향 후 기후변화에 대한 위험을 줄이고 적응해 나가기 위해서는 앞서 제시한 연구들을 기반으로, 공동편익을 갖는 적응정책 을 적극적으로 검토하고 수립해야 할 것으로 사료된다.

    적 요

    본고에서는 기후변화와 산림생장, 수종변화, 탄소저장, 임 목고사 간의 관계에 대한 연구들을 소개하고, 기후변화 대응 을 위한 관리 전략을 제언하고자 한다. 1) 산림생장측면에서 보면, 소나무를 포함한 우리나라 주요 침엽수종들의 생장은 기온과 음의 상관관계를, 굴참나무와 신갈나무를 포함한 낙 엽성 참나무류는 양의 상관관계를 갖는 것으로 나타났다. 2) 수종분포 측면에서 보면, 다양한 모델에서 동일하게 중·장 기적으로 기후변화의 영향으로 인해 침엽수림의 분포가 감 소하고, 참나무류의 분포가 증가할 것으로 예측되었다. 3) 탄 소저장량 측면에서는 산림관리 여부에 따라 예측 결과에 큰 차이가 있었다. 우리나라 산림은 2030년 이후에 대부분 노 령림으로 성숙되며, 현재 벌기령을 유지하여 주벌과 재조림 을 실시할 경우 2090년까지 약 4.1억 톤의 산림바이오매스 를 생산할 수 있을 것으로 추정되었다. 4) 임목고사 측면에서 보면, 우리나라 주요 침엽수종들은 기온이 높은 곳에서 고 사율이 증가하는 경향이 뚜렷하게 나타났으며, 반대로 참나 무류는 고사율이 감소하는 것으로 나타났으나 통계적인 유 의성은 검증되지 않았다. 또한, 기후변화에 의해 아고산 침 엽수종들의 고사가 급격하게 진행될 것으로 예측되었다. 위 의 영향들을 종합적으로 고려하였을 때, 먼저 상대적으로 기 후변화에 취약한 침엽수림에 대한 관리전략이 필요한 것으 로 사료된다. 또한, SDGs, 생태계서비스, 탄소역배출 등의 국 제적 이슈와 연계시켜 지속가능한 산림계획을 생태계서비스 및 탄소흡수·저장 측면에서 수립 및 이행해야 할 것이다.

    사 사

    본 연 구 는 환 경 부 “기후변화대응환경기술개발사업 (2014001310008)“의 지원으로 수행되었습니다.

    Figure

    KJEB-35-413_F1.gif

    Result of the future potential forest vegetation distribution using HyTAG (Hydrological and Thermal Analogy Groups) (KEI 2016).

    KJEB-35-413_F2.gif

    (A) Seasonal temperature correlation by tree species, (B) Scatter plots of selected seasonal temperature (2006~2013) with the highest correlation and residuals (%) and regression curve. The lines show linear regressions (Kim et al. 2017).

    KJEB-35-413_F3.gif

    The time series of carbon density by GPG (Good Practice Guide) pools in South Korean forests during the simulation period (Kim et al. 2016)

    KJEB-35-413_F4.gif

    Results of the Forest Vulnerability Assessment. (a) Current and (b) future (Byun et al. 2012).

    KJEB-35-413_F5.gif

    Forest management and research field considering goal 15 of SDGs (Sustainable Development Goals).

    KJEB-35-413_F6.gif

    Forest management and research field considering ecosystem service.

    KJEB-35-413_F7.gif

    The concept of (a) maximization of carbon stocks in forests and (b) optimization of carbon stocks and negative emission in forests. BECCS: Bio-energy with carbon capture and storage, CCS: Carbon capture and storage, HWP: Harvested wood product, NE: Negative emission.

    Table

    Growth models for Korean tree species in relation to climate factors

    i: tree age, △ri: Annual radial growth (mm), eSG: Estimated standard growth (mm), TWI: Topographic Wetness Index, m: Mean, T: Annual mean temperature (°C), P: Annual precipitation (mm), DBH: Diameter at breast height (cm), SI: Site index, Nha: tree number per ha

    The time series of the estimated Annual C sequestration and in C stocks in South Korean forests during 2010~2050 (KFS 2014)

    Carbon emission factors of the Korean major tree species (NIoFS 2014)

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    Vol. 40 No. 4 (2022.12)

    Journal Abbreviation 'Korean J. Environ. Biol.'
    Frequency quarterly
    Doi Prefix 10.11626/KJEB.
    Year of Launching 1983
    Publisher Korean Society of Environmental Biology
    Indexed/Tracked/Covered By

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