Analyzing Effects of Environmental Protection Areas on Land-use and Carbon Storage in Mega-city
- 주제(키워드) Environmental Protection Area , Carbon Storage , Land Use Change , Urbanization , Climate Change Mitigation , Carbon Neutral
- 발행기관 고려대학교 대학원
- 지도교수 전성우
- 발행년도 2022
- 학위수여년월 2022. 8
- 학위명 박사
- 학과 및 전공 대학원 환경생태공학과
- 세부전공 환경계획 및 조경학
- 세부분야 해당없음
- 원문페이지 302 p
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/korea/000000269186
- UCI I804:11009-000000269186
- DOI 10.23186/korea.000000269186.11009.0001370
- 본문언어 영어
초록/요약
Carbon storage is considered an important ecosystem service, and land-use changes represented by recent urbanization are affecting carbon storage. Internationally, governments and local governments are establishing various policies to cope with this phenomenon, and the establishment and management of Protection Areas are attracting attention to mitigate climate change. This study will discuss the role and capability of carbon sequestration in terms of environmental protection areas (Korea Database of Protection Area, Greenbelt Area, and Environmental Evaluation Maps) established for various purposes in Korea. Part 1 focused on direct carbon storage in environmental Protection Area. In Chapter 2, environmental spatial information suitable for future land-use changes and carbon storage estimation was selected as the preliminary study. In the case of Korea, environmental spatial information has been systematically established, and each national ministry produces environmental spatial information suitable for its purpose. The most appropriate environmental spatial information was derived through land use category comparison, quantitative comparison, and characteristic comparison. As a result of the analysis, the Land Cover Map constructed by the Ministry of Environment was selected as the most suitable environmental spatial information. In Chapter 3, the carbon storage capacity of various ranges of environmental Protection Areas is distributed in Korea. The InVEST Carbon model was used for the carbon storage analysis, and the difference in carbon storage by each Protection Area was analyzed. The scope of protected are Protection Areas on KDPA integrated managed in Korea and managed by international standards, and greenbelt areas (development restricted zones) that directly affect development. In addition, although it is not a single Protection Area, several environmental evaluation maps were used to differentiate between several legal Protection Areas and areas of environmental and ecological value. In general, in the case of Protection Areas, forest-oriented natural areas were distributed in large amounts, so the value was higher than the average carbon storage. Similarly, in the case of environmental evaluation, the closer the first grade, the higher the carbon storage. This trend suggests the possibility that legally Protection Areas can continue to function as carbon sinks because they are divided into clear boundaries and are subject to legal management and action. Part 2 analyzed the effect of the interaction between Protection Areas and land use on carbon storage. Chapter 4 predicts future land use using the SLEUTH land-use change model for the Greenbelt area and estimates changes in carbon storage using the InVEST Carbon model. The effect of the Greenbelt was analyzed by applying the regulation of the Greenbelt area to the simulation of land-use change. As a result of the analysis, the effect of suppressing the amount of carbon loss through the regulation of the greenbelt and the effect of other policy measures currently being implemented in Korea were analyzed. Chapter 5 analyzed the effect of Protection Areas by type of city on land use and carbon storage changes by targeting various types of cities. As a result of the analysis, there was a development inhibition effect in which restrictions on the establishment and development of Protection Areas reduced the entire development amount, and a development inducing effect in areas with relatively low environmental value. The proportion of the two effects was different for each type of city. These effects were directly related to the amount of carbon storage, thereby reducing the loss of carbon storage. Finally, the expansion of Protection Areas was discussed legally through the effect of the previously Protection Areas. Currently, the Protection Areas in terms of carbon sequestration in Korea are limited to forest protection areas under the Forest Protection Act. In the case of Japan, it is set as a Protection Area targeting area designated as natural forests and is also recognized by the international community. The corresponding Protection Areas in Japan and the restrictions on the behavior of the laws and regulations under jurisdiction were analyzed, and domestic Protection Areas corresponding to similar levels of restrictions on behavior were derived. This study confirmed that the establishment and management of environmental protection areas are effective in terms of climate change mitigation itself or through indirect methods through land-use changes. It is expected that the establishment and management of environmental protection zones will play an essential role at a time when climate change problems are intensifying, carbon neutrality is emphasized in each country, and the importance of natural-based solutions is emerging.
more초록/요약
탄소저장은 중요한 생태계 서비스로 고려되며, 최근 도시화로 대표되는 토지이용변화는 육상 생태계의 탄소 저장에 영향을 미치고 있다. 국내외적으로 정부 및 지방자치단체는 이러한 현상에 대응하기 위해 다양한 정책을 수립하고 있으며, 기후변화 완화 수단으로 보호구역의 설정 및 관리가 주목받고 있다. 본 연구에서는 대한민국에서 다양한 목적으로 구축된 환경보호지역 [KDPA, 개발제한구역, 환경 관련 평가도]의 탄소저장의 역할과 능력에 대해 논의할 것이다. 연구는 크게 Part 1과 Part 2로 구성된다. Part 1에서는 환경 보호지역의 직접적인 탄소 저장에 초점을 맞추었다. Part 1의 Chapter 2에서는 본 연구에서 토지이용변화 및 탄소 저장량 추정을 위한 환경공간정보를 선정하는 일종의 사전 연구를 진행하였다. 대한민국의 경우 환경공간정보가 체계적으로 구축되어 있으며, 각 국가 부처가 목적에 맞게 다양한 환경공간정보를 생산하고 있다. 토지이용 범주 비교, 정량적 비교, 특성 비교 등을 통해 가장 적합한 환경공간정보를 도출하였으며, 분석 결과 환경부 구축 토지피복지도가 가장 적합한 환경공간정보로 선정되었다. Chapter 3에서는 다양한 범위의 환경 보호지역의 탄소 저장량을 분석하였다. 탄소 저장량 분석에는 InVEST Carbon 모형을 사용하였으며, 각 보호지역별 탄소 저장량의 차이를 분석하였다. 분석 대상 보호지역으로는 국내에서 통합 관리되고 국제 표준으로 보고되는 KDPA 상의 보호구역과, 개발에 직접적인 연관이 있는 그린벨트(개발제한구역)을 활용하였다. 또한, 단일 보호지역은 아니지만 여러 법적 보호지역과 환경, 생태적 가치가 있는 지역을 종합적으로 표현한 평가 기반의 환경 주제도를 활용하였다. 일반적으로 보호지역의 경우 산림으로 대표되는 자연 지역이 대량으로 분포되어 있어, 평균적인 지역보다 탄소 저장량이 높은 것으로 나타났다. 환경 평가도의 경우에도 환경적 가치가 높은 1등급 지역에 가까울수록 탄소저장량이 높아지는 추세를 보였다. 이는 법적 보호구역의 경우 명확한 경계로 구분되어 있고, 법적인 관리가 가해지기 때문 지속적으로 탄소저장고로서의 역할을 지속할 수 있을 것이라는 가능성을 시사한다. Part 2에서는 보호지역과 주변 토지이용과의 상호작용이 탄소 저장에 미치는 영향을 분석하였다. Chapter 4에서는 그린벨트 지역에 대한 SLEUTH 토지이용변화모형을 사용하여 향후 토지이용변화를 예측하고 InVEST Carbon 모형을 사용하여 탄소저장량을 추정하였다. 그린벨트 지역의 규제 유무를 토지이용변화 시나리오로 적용하여 그린벨트의 효과를 분석하였다. 분석 결과 그린벨트지역의 규제는 해당 지역의 탄소 손실을 억제하는 것으로 나타났으며, 현재 국내에서 시행되는 정책과의 비교를 통해 효과적인 수단인 것으로 확인되었다. Chapter 5에서는 도시의 유형 별, 보호지역이 토지이용과 탄소저장량 변화에 미치는 메커니즘을 대한민국 수도권에 위치한 다양한 도시를 대상으로 분석하였다. 분석 결과 보호지역의 설정 및 개발 제한으로 전체 개발량이 줄어드는 개발 억제 효과와, 상대적으로 환경가치가 낮은 지역으로의 개발이 유도되는 개발 유도효과가 나타났다. 두 효과의 비중은 도시 유형별로 다르게 나타났으며, 이러한 효과는 결과적으로 탄소 저장량과 직결되어 해당 지역 내 탄소 저장량의 손실을 방지하는 것으로 나타났다. 마지막 Chapter 6에서는 현재 대한민국의 법령 내 탄소흡수원 측면에서의 보호지역 확대를 논하였다. 현재 국내의 탄소 흡수원 측면의 보호지역은 산림보호법 내 산림보호구역으로 한정된다. 일본의 경우 천연생림에 해당하는 부분이 탄소흡수원 측면의 보호지역으로 인정받고 있다. 일본의 해당 보호지역과 관할 법령의 행위제한을 분석하였으며 유사 수준의 행위제한에 해당하는 국내의 보호지역을 도출하였다. 본 연구에서는 환경 보호지역의 설정 및 관리가 직접적인 기후변화 완화의 측면이나 토지이용변화를 통한 간접적인 방법을 통해 효과적인 수단임을 확인하였다. 기후변화 문제가 심화되고, 각국에서 탄소 중립 관련 정책이 강조되고, 자연 기반의 해결책의 중요성이 대두되고 있는 가운데, 환경보호지역의 설치 및 관리가 필수적인 역할을 할 것으로 기대된다.
more목차
Table of Contents
Abstract i
한글 요약 v
Chapter 1. Introduction １
1.1. Background １
1.2. Main Keywords of the Study １１
1.3. Outline of the dissertation １３
PART 1. Relationship between Protection Areas and carbon storage (Chapter 2, Chapter 3) ２６
Chapter 2. Selection of Environmental Spatial Information for Carbon Storage Estimation ２７
2.1. Introduction ２７
2.2. Material & Methods ３６
2.3. Results ４５
2.4. Discussion ５７
2.5. Conclusion ６０
Chapter 3. Protection Area as a Means of Carbon Storage ６２
3.1. Introduction ６２
3.2. Material & Methods ７０
3.3. Results ８５
3.4. Discussion １２５
3.5. Conclusion １３０
Chapter 4. Greenbelts, Land Use Change, and Carbon Storage Analysis １３５
4.1. Introduction １３５
4.2. Material & Methods １４３
4.3. Results １５１
4.4. Discussion １６６
4.5. Conclusion １７３
Chapter 5. Protection Areas, land use, and carbon storage by type of city １７５
5.1. Introduction １７５
5.2. Material & Methods １７６
5.3. Results １８４
5.4. Discussion １９７
5.5. Conclusion ２００
Chapter 6. Expansion of Protection Areas in terms of carbon storage ２０２
6.1. Introduction ２０２
6.2. Material & Methods ２０６
6.3. Results ２０９
6.4. Discussion ２２２
6.5. Conclusion ２２６
Chapter 7. Conclusion ２２８
7.1. General Conclusion ２２８
7.2. Limitation and Future Study Plans ２３３
References ２４１
Acknowledgements ２７６
