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위성영상 분석에 의한 북한의 산림황폐화와 환경변화 연구
Reports NRF is supported by Research Projects( 위성영상 분석에 의한 북한의 산림황폐화와 환경변화 연구 | 2007 Year | 이민부(한국교원대학교) ) data is submitted to the NRF Project Results
Researcher who has been awarded a research grant by Humanities and Social Studies Support Program of NRF has to submit an end product within 6 months(* depend on the form of business)
  • Researchers have entered the information directly to the NRF of Korea research support system
Project Number B00197
Year(selected) 2007 Year
the present condition of Project 종료
State of proposition 재단승인
Completion Date 2009년 08월 10일
Year type 결과보고
Year(final report) 2009년
Research Summary
  • Korean
  • 본 연구는 인공위성영상을 이용하여 북한의 산림훼손과 그에 따른 환경문제를 분석하고자 한다. 연구는 주제별로 삼림훼손, 해안지형환경 변화, 지표침식, 환경문제에 따른 이상 기후 현상 그리고 생태적 보존 가치에 대한 접근을 시도하였다.
    연구결과를 요약하면
    북한의 농경지는 주로 도시를 중심으로하는 서해안을 따라 나타났다. 농경지의 비중이 높은 지역의 고도는 80-750m, 경사도는 7-15°로 나타났다. 경작지의 확대지역만 분석하면 자강도, 평안분도, 평안남도의 구릉대와 산간지대를 따라 분포하는데 고도는 314m, 경사는 19°로 경작지의 평균보다는 고도와 경사도 각각 112m, 10°높게 나타났다. 도시, 도로, 하천 등과 경작지의 거리를 분석해보면 농경지는 20km, 산지는 37km, 도로로부터는 각각 2.8km, 4.5km의 거리로 분석되었다
    해안평야인 안주평야와 함흥평야를 대상으로, 1910년대의 지형도와 2000년대의 위성영상을 토대로 북한 서해안과 동해안 평야의 지형 특성과 환경 변화를 분석 및 비교하였다. 100년간 안주평야에서는 약 84.98㎢의 면적의 갯벌이 간척을 통해 농경지와 염전으로 변화되었으며, 중소하천의 하도는 대부분 직강화되었다.
    임진강의 토양유실량은 그 유역의 면적의 비율을 떠나서 남측보다는 북측이 훨씬 많았다. 그 대표적 이유는 북한에서는 식량부족을 매우기 위하여 다년간 야산을 개발하여 옥수수밭으로 개간 했는데 그로인해 토양이 척박하여 지는 원인이 되었고, 땔감으로 사용하기 위해 많은 나무를 베었기 때문에 토양의 피복이 노출되어 조그마한 강우에도 흙과 모래가 씻겨 내려 강으로 유입되기 때문이다. 침식된 토양들은 결국 하류로 이동하여 퇴적되는데 댐 곳곳에서 이러한 퇴적물을 준설하지 않으면 담수용량이 작아지고 퇴적물 위로 물이 넘쳐 결국 더 큰 홍수유발 환경을 만든다.
    두만강 유역은 수질오염 즉 무산과 개산툰과 같은 강변 도시에서 배출되는 오염체가 일정한 여과 과정없이 직접 배출되고 있는 것이 문제이며, 또한 퇴적된 폐철을 채굴하는 행위로 인해 강물의 부유하중이 높아진 상태이다.
    신의주 지역에서 이상기온 현상은 일년중 4월에 이상고온 출현 빈도가 제일 높다. 이상고온 현상은 더운 여름에는 낮에 자주 발생하여 사람들의 더위를 강화하고 추운 겨울에는 기온이 낮은 새벽녘에 자주 발생하여 추위를 약화한다. 이상저온 현상은 더운 여름에는 주로 새벽녘에 자주 발생하여 대낮의 무더위를 제거하는데 큰 도움이 안되고 추운 겨울에는 낮에 이상저온이 자주 발생하지만 제일 추운 새벽녘에는 이상저온 현상이 드물어 사람들의 생활에 그래도 다소는 유리한 편이다.
    환경변화에 따라 나타나는 혜산시 가뭄과 홍수 지표의 변화특징에 대해 분석한 결과는 혜산시의 연별과 사계절 가뭄-홍수 발생 빈도는 24%이상으로서 가뭄-홍수지해가 비교적 빈번하기 때문에 가뭄과 홍수는 혜산시의 주요한 기상재해의 하나임을 알 수 있다.
    무산시와 회령시의 토지이용과 토지피복 변화의 정량적인 변화특징, 구조변화특징 및 토지이용 정도의 변화특징을 살펴보았다. 1917~2006년 사이에 무산과 회령지역의 경작지, 인공림, 건축용지, 미이용지의 면적은 증가하는 추세를 나타내고 기타의 토지이용 유형은 감소하는 추세를 나타내고 있다. 그 중 무산지역의 건축용지 증가속도는 가장 빨라 연간 증가율이 17.46%에 달한다. 그 다음은 미이용지의 연간 증가율이 16.93%에 달하였는데 이는 주로 광산주변의 미이용지 면적이 증가하였기 때문이다. 회령지역의 미이용지의 증가속도는 가장 빠른데 연간 증가율이 11.56%에 달하였다. 그 다음은 건축용지로서 연간 변화율이 4.02%에 달하였다. 이는 경제가 발전함에 따라 기초시설 투입이 증가하고 공장과 기업소가 증가하면서 건축용지가 증가하였기 때문이라고 사료된다. 무산지역과 회령지역은 생태환경 파괴가 심각한 것으로 나타났다.
  • English
  • This study aims to analysis environmental problems by deforesation using Remote Sensing and GIS techniques for selected study areas in North Korea.
    The results of the research on landuse change of cropland and forest are following:
    Cropland ratio of Whanghaenam-Do was 16% in comparison with mountain area. Elevation of cropland was 80-750m in average, slope was 7-15°. elevation of these area was 314m, slope was 19°. this results analyzed higher 112m, 10° each height and slope of cropland. elevation and slope of cropland compared distance in relation with human geography. Agricultural land was separated from 20km, mountains 37km of distance from cities, each distributed 2.8km, 4.5km from roads. 20km cropland buferring of average circle was higher in Sungseon, Onseong, NajinSeonbong, Cheongjin, Eolang, Hamheung, Dancheon, Sinpo, Jaseong, Hesan, Manpo, Jagang.
    The Anju Plain can be divided into alluvial plains, coastal plains and erosional plains, and the Hamheung Plain can be regarded as alluvial plains by Seongcheon-river. Approximately 84.98㎢ tidal flats have been reclaimed to farmlands and saltpans, and the most channels of medium and small rivers have been straightened at the Anju Plain during the last one hundred years. At the Hamheung Plain, on the other hands, approximately 3.40㎢ land has been increased by the advances of coastal line of the Seongcheon-river delta with a maximum of 800m, and channels of SeoSeongcheon-river which showed anastomosing channels have been disappeared by reclamation. Gwang-po has been decreased by artificial reclamations and river sedimentary processes.
    Comparatively North Korea areas are more eroded three times as much as South Korea part using RUSLE model in Imjin River basin located on DMZ of Central Korea. Because of cropland development such as corn field in the hillslope, in North Korea, more surface soil erosion and transportation to the river bed give rise to fregment flood hazards.
    Food situation of the North Korea was relatively good in 1970's, but, 1990's was the worst in the way. Western areas possessing more plains were more higher than mountainous areas of the northern and eastern parts of North Korea. Growth ratio of food production and population have grown very steadily until 1990's, but the increase ratio of population exceeded food productivity after 1990's. Cropland reclamation for improving these situation have caused deforestation and environmental problems and especially eastern and northern area became more serious.
    This paper deals with the environmental change by landuse in Duman River basin, Northeast Korea. Landforms of Duman River basin include lava plateau(Baekdusan) and deeply incised valley. Image analysis present that surface soil erosion has become serious because of cropland development and deforestatin on the hillslope, water quality of the Duman River became degraded by thhe development and mining in Musan Iron mine and other coal mines. So, much suspended materials are included to the river and the turbidity of the river are increasing.
    Using Z index as classification of drought-flood intensity and based on the precipitation data in Huishan in the past 50 years, the frequencies of years and four seasons of flood drought have been analyzed and their change features have also been studied based on tendency analysis and MESA and wavelet ways. Results show that the frequencies of flood-drought of years and four seasons exceed 24% in Huishan and flood-drought disasters are high frequency.
    Results show that from 1917 to 2006, area of crop land , plantation, building site, unused land increased and natural forest, grassland, water area, wetland decreased, in Musan region and Hoeryong region. But the area of natural forest is acute reduced by 7925.34hm2,and the amplitude of building site is increased rapidly in Musan region.
Research result report
  • Abstract
  • 본 연구는 인공위성영상을 이용하여 북한의 산림황폐화 지역을 분석하여 분포도를 작성하고, 황폐화에 따른 환경문제를 분석하고자 하였다.
    연구방법과 내용을 주제별로 분석하여 북한의 환경문제에 대한 연구를 진행하였다.
    (1) 경작지확대와 농경지 및 산림지역의 분포 특징: 북한 전역에 나타나는 구릉지 및 산지 산림훼손지역의 분포도 작성; 산지훼손지역 분포도 작성은 인공위성의 식생분석을 지표피복 분석을 실시하여 분포도를 작성한다.
    (2) 산림황폐화에 따른 토양유실이 해안지역 환경변화에 미치는 영향: 내륙에서 유출되는 토사가 연안지역의 지형변화에 미치는 영향을 분석하였다.
    (3) 인구의 증가에 따른 환경문제: 인구 증가의 추세와 환경문제의 상관관계를 분석하였다.
    (4) 개간지의 지표침식문제 분석; 개간지에서 진행되는 지표침식은 면적인 침식으로 육안이나 경관적으로 크게 진행되기 전에는 확인이 어렵다. 따라서 표토 유실모델을 개발하여 침식의 양과 분포의 특징을 분석하였다.
    (5) 두만강 유역에서 토지이용문제와 환경문제: 두만강의 토지이용에 의해 발생되는 토사유출이 하상환경에 미치는 영향을 분석하였다.
    (6) 북한의 환경문제가 남쪽에 미칠 수 있는 영향: 북한의 환경문제 중에 남한에 미칠수 있는 영행 중에 남북이 공유하는 임진강을 대상으로 침식분제를 분석하였다.
    (7) 산림훼손에 따른 기후환경의 변화: 압록강 유역에서 식생감소에 따른 유역환경에서의 기상이변, 가뭄, 홍수 문제를 분석하였다.
    (8) 토지이용 변화와 생태환경 활용문제: 토지이용 변화에 대한 생태적인 보존 가치를 분석하여 자원으로서 생태적 가치 서비스에 대한 논의를 하였다.
    주제별 연구내용과 방법에 의한 연구결과를 정리하면 다음과 같다.
    위성영상을 이용하여 북한의 경작지 확대에 따른 농경지 및 산림지의 공간적 분포 특성을 분석하고자 하였다. 분석결과 북한의 농경지는 주로 도시를 중심으로 하는 서해안을 따라 나타났다. 거리 관계를 분석한 결과, 도시지역으로부터 농경지는 20km, 산지는 37km, 도로로부터는 각각 2.8km, 4.5km의 거리로 분포하는 것으로 드러났다.북한 서해안과 동해안에 위치한 대표적인 해안평야인 안주평야와 함흥평야를 대상으로, 1910년대의 지형도와 2000년대의 위성영상을 토대로 북한 서해안과 동해안 평야의 지형 특성과 환경 변화를 분석 및 비교하였다. 지난 100년간 안주평야에서는 약 84.98㎢의 면적의 갯벌이 간척을 통해 농경지와 염전으로 변화되었으며, 중소하천의 하도는 대부분 직강화되었다. 함흥평야에서는 성천강 삼각주의 해안선이 최대 800m 정도 바다로 전진하면서 육지 면적이 약 3.40㎢ 증가하였다. 두만강 유역에서의 토지이용에 따른 환경변화 문제를 분석한 결과 1992년에서 2000년까지의 Landsat 영상과 GIS 분석에 의하면 주로 농경지 개간에 따라 산림이 제거되면서 표토 유실이 심해졌다. 두만강 유역의 무산철광과 탄광등이 개발되고 화학공장들이 세워지면서 두만강의 수질저하를 가져왔다. 두만강으로 유입하는 부유성 물질들이 강의 탁도를 높이고 있다.남북접경지대 DMZ을 중심으로 임진강 유역의 토양 유실량을 RUSLE 모델을 이용하여 예측한 것이다. 토양유실이 상대적으로 많이 일어나는 지역은 북한의 나대지 그리고 경사가 급한 곳에 위치한 밭농사 지역 등이며, 남한지역은 북한 유실량의 1/3정도로 낮게 나타났다. 신의주 근 56년간 기후자료를 이용하여 단동과 압록강을 사이 두고 인접해 있는 신의주 이상기온 출현 빈도의 계절과 경년 변화를 조사하고 이상기온 출현시 날씨 특징을 파악하였다. 조사 결과 연구기간 동안 신의주 이상기온 출현 빈도는 나타나는 계절과 시간에 따라 부동하고 이상고온 출 현일수는 뚜렷한 상승 경향을 보이고 있었고 이상저온 출현일수는 뚜렷한 하강 경향을 보이고 있었다. 마지막으로 RS/GIS 기술을 바탕으로 무산과 회령지역의 3개시기 토지이용 상황 데이터를 이용하여 양 지역의 토지이용 변화와 이에 따른 ESV 및 ESVf의 변화를 살펴보았다. 무산지역의 ESV는 1917년의 66,135.26×106원에서 2006년의 37,894.51×106원으로 감소하여 감소량이 28240.75×106원에 달하였으며 감소폭은 42.71%에 달하였다. 회령지역의 ESV는 1917년의 145,862.69×106원에서 2006년의 106,948.44×106원으로 감소하여 감소량이 38,914.25×106원에 달하였으며 감소 폭은 26.68%에 달하였다.
  • Research result and Utilization method
  • 본 연구를 통해 얻어진 연구결과는 아래와 같은 연구의 의의 및 결과의 활용이 기대된다.
    1) 패쇄 지역인 북한의 전국토에 걸친 주요 자연 환경 및 환경 파괴에 대한 실태를 파악하는데 도움
    을 줄 수 있다.
    2) 개발되는 알고리즘은 영상분석과 지표환경 분석에 새로운 방법론을 제시할 수 있을 것이다.
    3) 북한의 식량 문제에 대해 일시적인 지원 방침이 아니라 장기적인 안목을 가지고 지역 환경에 적합
    한 농업 생산성 향상 방향의 제시를 함으로서 북한 식량 문제의 해결을 위한 올바른 방향 정립에
    도움을 줄 수 있다.
    4) 통일 이후, 남한에서 연속적으로 추진 중인 친환경 정책 등과 연계되어 북한의 국토 개발이 이루
    어질 수 있도록, 북한의 생태적 환경 복원 사업에 대한 적절한 방향을 제시할 수 있다.
    5) 본 연구에서 제작되는 분석지도는 정보는 북한의 자연 환경에 대한 좀 더 구체적인 정보를 제공함
    으로서, 통일 이후 정책뿐만 아니라 국내 각급 학교의 북한 및 통일교육 등에도 도움을 줄 것으
    로 예상된다.
  • Index terms
  • 환경문제, 원격탐사, 지리정보시스템, 인구증가, 식량생산, 산림황폐화,경작지, 확대개간지, 경작지 영향권, 산림지역, 환경변화, 용암대지, 농경지개간, 무산철과, 탁도, 해안평야, 안주평야, 함흥평야, 간척, 성천강 삼각주,이상기온 출현,RUSLE, DMZ, 산림훼손, 임진강 유역, 가뭄과 홍수, 토지이용, 생태환경서비스
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