정책 시나리오에 따른 토지피복 변화와 산림 생태계서비스 평가

손은희*, 성호진, 김재엽, 유자민, 김형호

(경상국립대학교 산림자원학과)

Assessment of Forest Ecosystem Services under Policy Scenario-driven Land Cover Change

Eun Hee Son*,　Ho Jin Seong, Jae Yeop Kim, Ja Min Yoo, Hyungho Kim

(Department of Forest Environmental Resources, Gyeongsang National University)

요약: 급속한 토지이용 변화와 기후변화에 효과적으로 대응하기 위해서는 정책 선택에 따라 달라질 수 있는 토지피복 변화와 이에 따른 생태계서비스를 체계적으로 평가할 필요가 있다. 본 연구는 PLUS(Patch-generating Land Use Simulation)와 InVEST(Integrated Valuation of Ecosystem Services and Tradeoffs) 모델을 연계하여 정책 시나리오별 토지피복 변화와 산림 생태계서비스를 분석하였다. 과거 토지이용 자료를 기반으로 PLUS 모델을 학습하였으며, 추세 유지·생태보전·경제개발의 세 가지 정책 시나리오를 설정하였다. 이를 통해 2030년을 목표 시점으로 시나리오별 토지피복 분포를 도출하였다. 모델 검증 결과, 전체 정확도는 95.5%, Kappa 계수는 0.931로 높은 예측 성능이 확인되었으며, 특히 산림과 수역에서 안정적인 재현성을 보였다. 시나리오 분석 결과, 추세 유지 시나리오에서는 농업지역을 중심으로 도시 및 산림지역으로의 제한적인 전환이 나타났다. 생태보전 시나리오에서는 보호구역 제약에 의해 산림의 공간적 안정성이 유지되는 반면, 경제개발 시나리오에서는 산림과 습지를 포함한 자연지역의 도시 전환이 확대되는 경향이 나타났다. 이러한 시나리오별 토지피복 결과를 InVEST 모델에 적용하여 수원함양, 탄소저장, 토양유실 변화를 비교·평가하였다.

Abstract: Assessing policy-driven land cover patterns is essential for understanding ecosystem service responses. This study analyzed policy scenario–based land cover patterns and forest ecosystem services using an integrated PLUS(Patch-generating Land Use Simulation)–InVEST(Integrated Valuation of Ecosystem Services and Tradeoffs) framework. The PLUS model was trained using historical land use data, and three policy scenarios—Business-as-Usual, Ecological Protection, and Economic Development—were established to generate land cover distributions for 2030. Model validation showed high predictive performance, with an overall accuracy of 95.5% and a Kappa coefficient of 0.931. Scenario analysis indicated that the Business-as-Usual scenario showed limited transitions from agricultural land to urban and forest areas. Forest spatial stability was maintained under the Ecological Protection scenario due to protected area constraints, whereas the Economic Development scenario exhibited increased urban conversion of natural areas, including forests and wetlands. Scenario-based land cover outputs were applied to the InVEST model to compare and assess changes in water yield, carbon storage, and soil erosion.

사사: 본 연구는 국립산림과학원(Project No. FM0700-2023-01)의 지원을 받았음.