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생태통로 조성에 따른 연결성 개선 효과 평가는 전국 생태통로 540개 중에서 토지피복 반영과 물리적 연결 여부 확인이 용이한 육교형 생태통로 276개를 기반으로 수행하였다. 이 중 가장 많은 58개의 생태통로가 조성되어 있는 광역자치단체인 경기도를 연결성 개선 효과 평가를 위한 공간적 범위로 설정하였다. 경기도의 31개 기초자치단체 중 21개 시･군에 생태통로가 조성되어 있는 것으로 나타났으며, 수원시에 가장 많은 9개의 생태통로가 조성되어 있다<표 1>.

연구의 내용적 범위는 경기도 및 21개 기초자치단체 행정구역, 58개 생태통로 조성지점 반경 1km 내에 있는 산림과 산림을 포함한 자연지역의 생태통로 조성에 따른 물리적 연결성 개선 효과를 정량적으로 평가하고, 이를 토대로 관련 평가 체계의 방향을 제시하였다.

생태통로의 연결성 개선 효과 평가를 위해 2021년 기준으로 공개된 세분류 토지피복도를 활용하였다. 따라서 시간적 범위는 2021년이다.

연결성 평가를 위한 경계, 생태통로 지점, 연결 대상인 산림과 자연지역의 영역정보, 연결성 평가용 기초 자료 등 모든 공간자료는 ArcGIS Pro를 활용하여 가공 및 구축하였다.

연결성 평가용 경계는 경기도, 기초자치단체, 생태통로 조성 주변 지역 등 3개를 구축하였다. 경기도와 기초자치단체의 경계는 통계청의 행정구역 경계를 활용하여 구축하였으며, 생태통로 주변에 대한 연결성을 평가하기 위한 경계는 야생동물의 행동반경²⁾을 고려하여 생태통로 조성 지점에서 1km 버퍼 지역을 생성하여 구축하였다.

생태통로 지점에 대한 공간자료는 경기도의 생태통로 58개 위치 정보를 기반으로 위성영상(출처: Esri, Maxar, Earthstar Geographics, and the GIS User Community. Retrieved from ArcGIS Pro World Imagery Basemap.)과 대조하여 생태통로가 조성된 정확한 위치로 수정하여 구축하였다<그림 1><표 2>.

<그림 1>  
경기도 생태통로 조성 현황

산림과 자연지역의 영역에 대한 공간자료는 환경부 세분류 토지피복도(2021년)를 기반으로 구축하였다. 산림 영역은 활엽수림(311), 침엽수림(321), 혼효림(331)을 통합하여 구축하였다. 자연지역 영역은 산림영역에 자연초지(411), 묘지(422), 기타 초지(423), 내륙습지(511), 갯벌(321), 해변(611), 강기슭(612), 암벽･바위(613), 하천(711), 호소(712)를 추가 통합하여 구축하였다.

또한 연결성 평가용 공간자료 구축을 위해 58개 생태통로 좌표와 토지피복도 기반 산림 및 자연지역 정보를 대조하여 생태통로 조성이 토지피복도에 반영되지 않은 경우, 위성영상을 기반으로 생태통로에 해당하는 지역에 폴리곤을 생성하였다. 폴리군 생성 시 가장 가까운 산림 패치와 연결되도록 처리하였다.

토지피복도에서 누락된 생태통로를 반영한 산림 및 자연지역 데이터를 기반으로, 각 패치에 고유번호3)를 부여하여 생태통로 조성 후 연결성 평가 자료를 구축하였다. 그리고 생태통로로 인해 토지피복이 연결되지 않은 상태로 자료를 수정하고, 수정 후 새로 생성된 패치에 고유번호를 추가 부여하여 생태통로 조성 전 연결성 평가 자료를 구축하였다<그림 2>.

<그림 2>  
산림 및 자연지역 패치의 고유번호 부여 방법

생태통로 조성에 따른 산림과 자연지역의 연결성 분석 방법으로, 생태계 파편화와 연결(패치 내부 및 패치 사이) 가능성을 정량적으로 평가할 수 있는 유효 망 크기(EMS: Effective Mesh Size) 산정법을 활용하였으며(Girvetz, Throne, Berry, and Jaeger, 2007; Spanowicz and Jaeger, 2019), 이를 평가 대상 면적으로 비율화하여 연결성(Connectivity: CNT)을 도출하였다<그림 3>.

<그림 3>  
연결성 평가 방법

이 방법은 CBD(Convention on Biological Diversity)가 권장하는 도시 생물다양성지수의 연결성 지표⁴⁾로 활용되며, 영역 내에서 무작위로 선택된 두 지점이 같은 패치에 위치하거나 서로 연결될 확률을 나타낸다. 이는 같은 종의 두 동물이 서로를 찾을 수 있는 능력으로도 해석될 수 있다(Chan et al., 2014; Chan et al., 2021).⁵⁾

연결성 평가는 경기도, 21개 기초자치단체, 58개 생태통로 조성 지점 반경 1km의 산림과 자연지역을 대상으로 수행하였다. 산림과 자연지역 패치에 생태통로 조성 전･후 상태를 반영하여 부여된 고유번호를 기반으로 EMS와 CNT를 산정하였다. 산정된 CNT의 증가율을 토대로 생태통로 조성에 따른 물리적 연결성의 개선 효과를 분석하였다.

평가 경계로 인해 단일 산림이나 자연지역이 분리되어 연결성 산정 오류가 발생하지 않도록 단일 공간으로 처리한 뒤, 평가 경계 내부에 포함된 면적만 연결성 산정에 반영하였다(차재규, 2023a; 차재규, 2023b).

경기도에 조성된 58개 생태통로가 산림과 자역지역의 물리적 연결성을 개선한 효과의 평가 결과는 다음과 같다<표 3>.

산림에서는 생태통로 조성 전 유효 망 크기(EMS)가 23.32㎢, 연결성(CNT)이 0.47%였으나, 조성 후 EMS는 26.19㎢, 연결성은 0.53%로 증가하였다. 자연지역에서는 조성 전 EMS가 25.58㎢, 연결성이 0.39%였으나, 조성 후 EMS는 28.32㎢, 연결성은 0.43%로 증가하였다. 따라서 58개 생태통로 조성으로 경기도의 산림에서는 10.94%, 자연지역에서는 9.67%의 물리적 연결성이 각각 개선된 것으로 나타났다.

이러한 결과는 생태통로가 경기도의 산림뿐만 아니라 자연지역의 연결성 개선에도 기여하고 있음을 보여준다. 또한 산림의 연결성과 연결성 증가율이 높게 나타났는데, 이는 생태통로 위치 선정이 주로 산림의 연결성 향상에 초점을 맞춘 결과로 볼 수 있다.

평가 경계와 대상 면적이 매우 크고 단절이 많은 관계로 유효 망 크기(EMS)와 연결성(CNT) 값이 낮게 나타났으나, 광역자치단체 규모에서 생태통로 조성이 물리적 연결성 개선에 미치는 정량적 효과를 확인할 수 있었다.

경기도의 21개 기초자치단체별 생태통로의 조성에 따른 산림과 자연지역의 연결성 개선 효과를 평가한 결과는 다음과 같다<표 4>.

생태통로 조성으로 산림 연결성이 가장 많이 개선된 지역은 4개 생태통로가 조성된 용인시(연결성 증가율: 25.76%)로 나타났으며, 가평군과 평택시도 10% 이상 연결성이 증가하였다. 반면, 11개 지역에서는 산림 연결성 증가율이 1% 미만으로 나타났다.

자연지역 연결성이 가장 크게 개선된 지역도 용인시(연결성 증가율: 24.16%)로 나타났으며, 가평군과 의정부시도 10% 이상 연결성이 증가하였다. 반면, 10개 지역에서는 자연지역 연결성 증가율이 1% 미만으로 나타났다.

가장 많은 9개의 생태통로가 조성되어 있는 수원시는 산림 연결성 증가율이 0.43%, 자연지역 연결성 증가율이 0.95%로 나타나 상대적으로 낮은 개선 효과를 보여 용인시(생태통로 4개)와 대조되었다. 특히 주목할 점은 생태통로 개수가 적지만 높은 연결성 개선 효과를 보인 사례들이다. 생태통로 1개만 조성했음에도, 가평군(산림 연결성 증가율: 19.45%, 자연지역 연결성 증가율: 19.60%)과 하남시(산림 연결성 증가율: 8.43%, 자연지역 연결성 증가율: 8.47%)는 연결성 개선에 상당한 효과를 보였다.

이는 행정구역 단위에서 산림 또는 자연지역의 연결성 개선에 생태통로의 양적 확대보다 도시의 공간구조에 따른 전략적 위치 선정과 효과적인 배치가 산림과 자연지역의 연결성 개선에 더 큰 영향을 미칠 수 있음을 보여주는 결과이다.

이러한 평가 결과는 물리적 연결성 개선을 위한 생태통로 조성 전략 수립에 있어 다음과 같은 중요한 시사점을 제공한다.

첫째, 생태통로의 개수보다 위치 적절성이 연결성 개선에 더 큰 영향을 미친다. 둘째, 도시의 규모와 특성에 따라 생태통로의 적정 개수가 달라질 수 있으며, 이는 면밀한 사전 분석을 통해 결정되어야 한다. 셋째, 단일 생태통로라도 연결성을 개선할 수 있는 전략적 위치에 조성되면 상당한 개선 효과를 기대할 수 있다.

따라서 향후 행정구역의 산림과 자연지역의 연결성 강화를 위한 생태통로 조성 계획 수립 시에는 생태적 특성과 단절 현황을 면밀히 분석하여 최적 위치를 선정하는 것이 중요하다. 또한 도시의 규모, 산림과 자연지역의 분포, 토지피복 및 이용 패턴 등을 종합적으로 고려한 맞춤형 접근이 필요하다. 이러한 전략적 접근은 제한된 자원으로도 생태통로 조성에 따른 물리적 연결성 개선 효과를 극대화할 수 있는 핵심 요소가 될 것이다.

경기도 내 58개 생태통로를 대상으로 조성 지점 반경 1km(면적: 약 3.14㎢) 이내 산림의 물리적 연결성에 생태통로 조성이 미치는 영향을 평가하였다<표 5>.

평가 결과, 생태통로 조성으로 58개 지점 중 44개 지점(분석 대상의 75.9%)에서 10% 이상의 개선 효과가 확인되어 대부분 지역에서 산림 연결성 개선에 유의미한 효과가 있는 것으로 나타났으며, 산림 면적이 많은 지역에서 개선 효과가 더욱 두드러지게 나타났다.

생태통로 조성에 따른 산림의 연결성 개선 효과는 58개 조성 지점 전체에서 확인되었으며, 연결성 증가율은 최소 0.001%에서 최대 158.43%까지 다양하였다. 전체 평균은 51.6%(표준편차 38.8)로 나타났다. 특히 19개 지점(분석 대상의 32.7%)에서 연결성이 80% 이상 증가한 것으로 나타나, 생태통로가 단절된 산림의 물리적 연결성 강화에 크게 기여함을 확인할 수 있었다.

가장 높은 연결성 개선 효과를 보인 수원시 6 지점은 생태통로 조성 전 연결성이 18.89%에 불과했으나, 조성 후 48.8%로 크게 개선되어 158.43% 증가하였다. 이 지점의 반경 1km 이내 산림면적은 518,586㎡로, 소규모 그룹에 속하며 도시화 지역의 잔존 산림을 연결한 지역이다. 또한 수원시의 생태통로 9개(수원시 1∼9)는 모두 영통구에 조성되어 근거리에 위치해 상호 연계성이 높다. 이는 도시화 지역의 잔존 산림을 연결하며 물리적 연결성을 개선한 대표적인 사례로 판단된다.

생태통로 조성 지점 1km 반경 내 산림 면적을 대규모(2㎢ 이상), 중규모(1㎢ 이상∼2㎢ 미만), 소규모(1㎢ 미만)로 구분하여 연결성 개선 효과를 분석한 결과, 생태통로 주변의 산림 규모에 따라 연결성 개선 효과에 차이를 보였다.

주변에 대규모 산림이 있는 생태통로 11개 지점은 연결성이 평균 79.2% 증가하여 가장 높은 개선 효과를 보였다. 11개 지점 중 7개 지점(포천시 4, 성남시 1, 포천시 1, 포천시 2, 용인시 1, 용인시 3, 의정부시 3)은 90% 이상 연결성이 증가하였다. 이는 도시의 단절된 대규모 산림의 물리적 연결성 개선에 생태통로가 매우 효과적임을 보여준다.

주변에 중규모 산림이 존재하는 생태통로 32개 지점은 연결성이 평균 42.1% 증가하여 다른 산림 규모에 비해 연결성 개선이 가장 낮게 나타났다. 이는 연결성 증가율이 10% 미만인 14개 생태통로 중 9개가 포함된 영향 때문으로 보인다.

주변에 소규모 산림이 존재하는 생태통로 15개 지점은 연결성이 평균 51.7% 증가하여 중간 수준의 개선 효과를 보였다.

연결성 증가율의 표준편차는 대규모(29.12) < 중규모(35.10) < 소규모(42.65) 순으로 증가하는 것으로 나타나 산림 면적이 작을수록 연결성 개선 효과의 변동성이 커졌으며, 이는 주변 토지피복에 의한 단절이 영향을 크게 미친 것으로 해석된다.

생태통로 주변 산림 규모별 유효 망 크기 평균값은 소규모(0.22㎢) < 중규모(0.77㎢) < 대규모(1.99㎢) 순으로 높았다. 연결 가능성을 나타내는 연결성 평균값도 소규모(34.19%) < 중규모(54.26%) < 대규모(83.82%) 순으로 높아, 산림 규모가 클수록 생태통로 주변의 연결성이 양호한 것으로 나타났다.

경기도 내 58개 생태통로를 대상으로 조성 지점 반경 1km 이내 산림을 포함한 자연지역의 물리적 연결성에 생태통로 조성이 미치는 영향도 평가하였다<표 6>.

평가 결과, 생태통로 조성으로 58개 지점 중 50개 지점(분석 대상의 86.2%)에서 연결성이 10% 이상 개선되어, 산림보다 자연지역 연결성 개선에 더 유의미한 효과를 보였다.

생태통로 조성에 따른 자연지역의 연결성 개선 효과는 58개 조성 지점 전체에서 확인되었다. 연결성 증가율은 최소 0.84%(파주시 2)에서 최대 124.85%(수원시 6)까지 다양했으며, 전체 평균은 59.3%(표준편차 34.86)로 나타났다. 특히 24개 지점(분석 대상의 41.4%)에서 연결성이 80% 이상 증가한 것으로 나타나, 생태통로가 단절된 자연지역의 물리적 연결성 강화에 크게 기여한 것으로 나타났다.

산림 연결성 평가 결과와 마찬가지로, 가장 높은 연결성 개선 효과를 보인 수원시 6 지점은 생태통로 조성 전 연결성이 6.52%에 불과했으나, 조성 후 14.66%로 크게 개선되어 124.85% 증가하였다.

생태통로 조성 지점 1km 반경 내 자연지역 면적을 대규모(2.5㎢ 이상), 중규모(1.5㎢ 이상∼2.5㎢ 미만), 소규모(1.5㎢ 미만)로 구분하여 분석한 결과, 생태통로 주변 자연지역 규모에 따라 연결성 개선 효과가 달랐다.

주변에 대규모 자연지역이 있는 생태통로 12개 지점은 연결성이 평균 73.2% 증가하여 다른 규모보다 가장 큰 개선 효과를 보였다. 특히 포천시 4, 포천시 1, 용인시 1, 성남시 1, 포천시 2, 의정부시 3, 가평군 등에서는 90% 이상 연결성이 증가하였다.

주변에 중규모 자연지역이 있는 생태통로 36개 지점은 연결성이 평균 58.4% 증가하여 중간 수준의 개선 효과를 보였다.

주변에 소규모 자연지역이 있는 생태통로 10개 지점은 연결성이 평균 45.5% 증가하여 가장 낮은 개선 효과를 보였다. 이는 산림 연결성 평가와는 다른 결과로, 중규모 산림 주변의 자연지역이 연결성 개선에 도움을 준 것으로 추정된다.

생태통로 주변 자연지역 규모별 유효 망 크기 평균값은 소규모(0.25㎢) < 중규모(0.92㎢) < 대규모(2.06㎢) 순으로 나타났다. 연결성 평균값도 소규모(19.23%) < 중규모(46.81%) < 대규모(78.86%) 순으로 나타나, 자연지역 규모가 클수록 생태통로 주변의 연결성이 더 양호한 것으로 분석되었다.

자연지역의 유효 망 크기는 분석 면적의 증가로 8개 지점을 제외한 50개 지점에서 증가하는 것으로 나타났으나, 연결성은 13개 지점만 증가하는 것으로 나타났다. 이는 산림 외 자연지역이 산림과 단절되어 있는 현황이 반영된 결과로 추정된다.

자연지역을 대상으로 생태통로 조성 이후에 연결성 개선이 매우 미미한 지역들의 원인 파악을 위해 해당 지역의 위성영상(출처: Esri, Maxar, Earthstar Geographics, and the GIS User Community. Retrieved from ArcGIS Pro World Imagery Basemap.)을 확인하였다. 확인 결과, 파주시 2(연결성 증가율: 0.8%)는 생태통로 조성으로 산림과 주거지의 소규모 자연지역이 연결되어 개선 효과가 미미했다. 나머지 양평군(연결성 증가율: 0.9%), 수원시 1(연결성 증가율: 1.0%), 파주시 4(연결성 증가율: 1.4%), 연천군(연결성 증가율: 1.9%) 등은 조성된 생태통로 주변과 근거리에 농로 및 산책로 등 폭이 좁거나 소규모의 인공피복에 의한 단절이 반영되어 연결성 개선 효과가 미미한 것으로 확인되었다<그림 4>.

<그림 4>  
생태통로 조성에 따른 연결성 개선 미흡 지역 현황

생태통로 조성은 대부분 유의미한 연결성 개선 효과가 확인되었으나, 일부 생태통로는 주변 자연지역과 소규모의 인공피복으로 단절되어 매우 낮은 개선 효과를 나타내고 있었다. 이는 야생동물의 실질적 이동성 확보를 위해 주변의 자연지역과 단절되지 않도록 생태통로가 조성되어야 함을 시사한다.

생태통로를 통해 이동할 수 있는 우리나라 야생동물의 일반적인 행동권이 1㎢ 내외임을 고려할 때, 생태계가 단절된 지역에서 생태통로의 조성은 주변의 물리적 연결성을 개선하여 주변 야생동물의 이동성 증진에 기여할 수 있을 것으로 판단된다. 따라서 단절 지역에 생태통로 조성 시 물리적 연결성 개선 효과를 사전에 평가하여 국지적 연결성을 제고할 수 있도록 다른 조성 요소와 함께 고려하는 것이 바람직할 것으로 판단된다.