유역 스케일에서 수문분할과 식생반응에 대한 기후 및 지형특성의 영향분석

Abstract

기온과 강수에 대한 변화는 어떤 방향으로든지 유역의 수문분할에 변화를 가져오게 되는데, 이러한 수문분할이 다시 유역의 식생에 어떠한 영향을 미칠 것인지에 관해서는 아직까지 명확한 결론이 내려져있지 않다. 이에 본 연구에서는 유역 스케일에서 수문분할에 미치는 요소들을 살펴보고, 유역의 습윤량과 기화량(즉, 증발산량)으로부터 추정된 식생 반응 지수와 원격 탐사된 식생 지수를 비교해보았다. 유역의 수문분할정도를 확인하기 위하여 사용된 수문학적 지수로는 Horton 지수를 사용하였다. 이 때, 식생에 의해 이용된 습윤량의 비로 표현되는 Horton 지수는 지표면에서 이용가능한 물의 양에 대한 이용 가능한 에너지의 비인 건조지수와 강한 상관성이 있다. 또한 본 연구를 통하여 Horton 지수는 유역의 평균경사, 고도, 토지이용상태의 함수임을 살펴볼 수 있으며, 따라서 Horton 지수는 유역에서 물을 얼마나 많이 그리고 얼마나 오랫동안 보유할 수 있는지를 제어하는 지형특성과도 관련이 있음을 알 수 있다. 우리나라 13개 유역 최근 10년 자료를 바탕으로 식생 생산량을 대변하는 정규화 식생지수(NDVI)를 예측하는데 있어서의 물-에너지 수지를 구성하는 성분들과 지형특성들의 상대적인 공헌도를 비교하였다. 통계분석결과로부터 NDVI의 예측성능은 Horton 지수를 이용하는 것이 강수량, 잠재증발산량, 건조지수 등을 이용하는 것보다 더 우수함을 살펴볼 수 있다. 이로부터 식생 생산량과 수문작용의 관계를 보다 올바르게 이해하기 위해서는 강수총량보다는 기후와 지형특성이 복합된 식생 입장에서의 이용가능한 물의 양이 중요하게 다루어져야 함을 알 수 있다. Horton 지수와 관련된 주요한 연구결과를 정리하면 아래와 같다. (1) 건조한 기후조건에서 유역의 수문분할특성은 기후적인 요소가 강하게 제어하고 있다. (2) 습윤한 기후조건으로 갈수록 유역의 수문분할특성은 기후적인 요소뿐만 아니라 지형적인 요소의 영향을 많이 받게 된다. (3) 식생 생산량은 기후적인 요소로 설명하는 것보다는 수문분할의 입장에서 설명하는 것이 예측성능을 보다 증진시킬 수 있다.