금강에서 하안 식생 천이 모형 구축과 다기능보 운영에 따른 식생 변화 예측

초록

시간에 따라서 변화하는 하천식생은 수리수문지형적 요인에 영향을 받으며, 특히 한국의 4대강에서는 횡단구조물인 다기능보의 운영이 식생 천이를 결정하는 중요한 요인이 된다. 따라서 본 연구에서는 금강 4대강 사업구간에서 하천식생의 공간적, 시간적 변화 특성과 환경과의 관계를 파악하고 식생천이 모형을 구축하고, 이 모형을 이용하여 다기능보의 운영에 따른 식생의 시공간적 분포를 예측하고자 한다. 식생모형을 구축하기 위하여, 1) 2020-2021년에 현장을 조사하여 식생의 공간분포와 유형구분을 하였고, 2) 환경 자료 구축, 3) 모형 구축을 하였다. 모형은 현장 조사 자료90%를 이용해 bagging tree, random forest, gradient boosting, extreme gradient boosting, support vector machine을 활용하고 이들 결과를 ensemble하였다. 나머지 10%로 모형 결과와 비교하여 정확도를 평가하였다. 구축된 하안식생 분포 모형은 84.3%의 정확도를 보였다. 보 운영에 따른 수위 하강으로 형성된 모래톱에서의 식생 분포를 2021-2025년, 5년 연속 예측해보면 시간이 지남에 따라 모래톱, 흰여뀌군집，도루박이군집 등은 분포가 감소하였고 갈풀군집, 갈대군집, 선버들군집 등은 증가하였다. 다기능보 개방 시 개방 속도를 현재보다 0.5 및 2배 속도로 적용하여 식생 분포를 예측해보면 갈풀군집, 갈대군집 등은 빠르게 개방하면 분포가 증가하였고 선버들군집 등은 느리게 개방했을 때 분포가 크게 증가하였다. 다기능보 개방 시점을 4월 및 10월로 적용하면 선버들군집은 4월 개방 시 분포가 21.2%만큼 크게 증가하였고 반대로 갈풀군집은 10월 개방 시 8.5%만큼 증가하였다. 본 모형을 활용하여 하안 식생의 현존 분포 및 천이에 따른 잠재 분포뿐만 아니라 인위적인 보 운영을 반영함으로써 식생천이를 고려한 보 관리 방안의 도출이 가능할 것으로 생각된다. ? 본 결과물은 환경부의 재원으로 한국환경산업기술원 수생태계 건강성 확보 기술개발사업의 지원을 받아 연구되었습니다 (2020003050002).