Introduction
Materials and Methods
연구대상지
위성영상 데이터 수집
분석 방법
Results
대전광역시-충청남도 금산군 산불피해지(Site A)의 상대정규탄화지수 비교
경상북도 영주시 산불피해지(Site B)의 상대정규탄화지수 비교
경상남도 합천군 산불피해지(Site C)의 상대정규탄화지수 비교
Discussion
Conclusion
Introduction
산불은 산림의 구조와 기능을 급격하게 변화시키는 자연재해로 최근 빠르게 진행되고 있는 기후변화로 인하여 산불의 발생 빈도와 강도가 증가할 것으로 예측되고 있다(Stephens et al., 2013; Lourenço et al., 2023). 최근 우리나라의 산불 피해를 살펴보면, 2011 - 2020년까지 산불 피해면적은 연평균 약 1,120 ha로 나타났으나 2021년 약 766 ha에서 2022년 23,797 ha, 2023년 4,992 ha로 산불피해가 확산되는 추세이다(KFS, 2023a).
우리나라의 산불은 주로 건조한 봄철에 집중적으로 발생하고 있다. 우리나라 산림의 임목축적은 약 165.2 m3·ha-1으로 높은 임분밀도와 임내 지피물로 인하여 산불이 발생할 경우 대형산불로 확산될 가능성이 높다(Won et al., 2007; Kwak et al., 2008). 대형산불은 산불이 24시간 이상 지속되거나, 피해면적이 100 ha 이상 피해가 발생하는 산불을 의미한다. 이는 산림 내 많은 피해를 발생시키기 때문에 이를 방지하기 위하여 초동진화는 필수적이다. 초동진화를 위해서는 지상진화대의 임계시간 내 접근이 매우 중요한데, 산불진화차량 및 지상진화대가 이동하기 위한 매개로서 임도를 활용하고 있다(Akay et al., 2021).
임도는 산림의 경영과 관리를 위한 기반시설이지만, 산림 휴양활동을 영위하거나 산림재난 상황이 발생하면 신속한 대응을 할 수 있는 접근로의 역할도 하고 있는 산림관리시설이다. 특히, 임도는 산불 예방과 진화에도 이용하고 있으며, 산불 예방을 위한 산불감시원의 산불 감시와 순찰에 이용되고 있다. 산불 발생 시에는 진화와 잔불 정리 등에 이용되어 산불 진화와 통제 전술에서 큰 역할을 하고 있다(Laschi et al., 2019; Thompson et al., 2021). 이처럼 산불을 효율적으로 진화하기 위해서는 임도를 개설하여 산림의 접근성을 높이는 것이 중요하다(Živanović et al., 2021). 임도를 이용한 산불진화에 대한 연구는 산불진화거리에 따른 임도배치간격(Psilovikos et al., 2011)과 효과적인 산불 진화를 위한 임도망계획(Majlingová, 2012)에 대한 연구가 수행된 바 있다. 국내에서는 Cha 등(2003)과 Cha와 Oh (2006)가 임도가 산불진화에 미치는 영향과 산불피해지역에서 임도망의 기능에 대한 연구를 수행한 바 있다.
최근 원격탐사기술이 발전함에 따라 산불로 발생한 산림식생의 피해와 회복에 대하여 정량적인 값으로 산출한 연구가 수행되고 있다(Miller and Thode, 2007; Won et al., 2007; Lee et al., 2017; Park et al., 2019; Hwang et al., 2023). 원격탐사기법은 지형과 지물에 관계없이 대면적을 촬영할 수 있다는 장점이 있다. 우리나라의 산림은 지형이 험준하고 산악지역의 비율이 높은 지형적 구조를 가지고 있다. 이로 인해 현장조사를 기반으로 하는 산불 피해 현황조사에서 많은 시간과 비용이 발생한다. 이를 저감하기 위한 방법으로 위성영상을 활용하고 있다(Won et al., 2007; Lee et al., 2024). 위성영상을 활용하여 임도 주연부의 산림식생 피해를 파악한 연구는 전무한 실정이며, 유사 연구로는 산불피해지역에서 지방도 등의 현황도로 주변을 조사하여 상대정규탄화지수를 비교한 연구가 보고되었으나(Hong et al., 2023), 대상지는 강한 바람에 의해 비화의 발생빈도가 높았으며 대규모 피해가 확산된 지역으로 도로가 산불진화에 미치는 영향을 파악하는데 한계가 있다. 즉, 위성영상을 활용하여 임도 주연부의 산불에 의한 산림식생 피해를 파악한 선행연구는 수행된 바 없다.
산불피해지역에서 임도 주연부의 산림식생피해 강도를 파악하는 것은 임도가 산불 확산에 미치는 영향을 과학적으로 규명하기 위한 기초연구로서 반드시 필요하다. 따라서 본 연구에서는 산불피해지에 기 개설된 임도 주연부의 산림식생피해 강도를 비교하여 임도 이격거리별 산불피해강도를 산출하는 것을 목적으로 산불피해 저감효과에 대한 기초자료로써 역할을 수행하고자 한다.
Materials and Methods
연구대상지
본 연구는 2023년 발생한 경상남도 합천군, 대전광역시-충청남도 금산군, 경상북도 영주시에서 발생한 산불피해지를 대상으로 하였다(Fig. 1).
경상남도 합천군 용주면 일대에서 발생한 산불피해는 2023년 3월 8일 최초 발화되어 약 44시간 동안 지속되었으며, 당해연도 3월 10일 진화되었다. 산불 피해가 발생한 지역은 침엽수림으로 임상을 구성하고 있는 주요 수종 그룹은 소나무(52.4%), 침활혼효림(16.0%), 기타활엽수(12.8%)로 나타났다.
대전광역시-충청남도 금산군 복수면 일대와 대전광역시 서구 일대에서 발생한 산불피해는 2023년 4월 2일 최초 발화되어 약 53시간 동안 지속되었으며, 당해연도 4월 4일에 진화되었다. 산불 피해가 발생한 지역의 임상은 활엽수림으로 임상을 구성하고 있는 주요 수종 그룹은 침활혼효림(19.2%), 기타 참나무류(17.1%), 신갈나무(13.3%)로 나타났다.
경상북도 영주시 평은면 일대에서 발생한 산불피해는 2023년 04월 03일 최초 발화하여 약 19시간 동안 지속되었으며, 당해연도 4월 4일 진화되었다. 산불 피해가 발생한 지역의 임상은 활엽수림으로 임상을 구성하고 있는 주요 수종 그룹은 기타 참나무류(33.0%), 소나무(29.8%), 침활혼효림(16.5%)로 나타났다.
연구대상지 내 임상도는 1 : 5,000 임상도를 활용하였으며, 연구대상지 3곳의 산불피해면적과 개설된 임도의 길이는 다음과 같다(Table 1).
Table 1.
Overview of study site.
Location | Forest road length (km) | Forest fire damaged area (ha) |
Site A | 3.78 | 889.36 |
Site B | 3.93 | 210 |
Site C | 2.9 | 163 |
위성영상 데이터 수집
산불피해지역의 위성영상은 Copernicus의 Sentinel-2A 인공위성을 활용하였다. Sentinel-2A는 5일의 재방문주기를 가지고 있어 시계열적인 모니터링이 가능하며 13개의 Band로 구성되어 있어 다양한 식생지수를 산출할 수 있다. 각 Band는 10 - 60 m의 다양한 공간해상도를 가지고 있다(Sentinel Online, 2024). 또한 촬영 이후 24시간 이내 영상이 공유되어 수집하기 간편하다는 장점이 있다(Park et al., 2018).
위성영상을 활용한 시계열 분석의 정확도를 높이기 위해서는 수집한 위성영상 간 동일한 시기의 영상을 활용할 필요가 있다고 보고된 바 있으며(Won et al., 2007), Lee 등(2017)은 다른 계절의 위성영상은 계절에 따른 위성영상의 임계치가 달라질 수 있어 산불피해지역을 분별하기 위해서 동일한 계절의 영상을 사용하는 것이 효율적이라고 보고한 바 있다. 이러한 이유로 봄철 식생변화가 뚜렷한 우리나라의 산림지역에서 임계치가 달라지는 것을 고려하여 동일한 시기의 영상을 활용하였으며, 연구대상지의 촬영 범위가 다르거나 구름 등으로 인해 영상분석에 제약에 있는 영상은 제외하였다.
Sentinel-2A 영상의 수집은 L1C 형태와 L2A 형태로 내려받을 수 있으며, L1C 영상은’Raw data’형태로 방사보정과 대기보정을 수행하여야 한다. L2A 형태의 영상은 보정이 수행된 영상으로 추가적인 보정과정을 수행하지 않아도 되는 장점이 있다. 본 연구에서는 수집한 Sentinel-2A 위성영상은 방사보정이나 대기보정과 같은 추가적인 보정을 실시하지 않았으며, 위성영상의 분광반사율 값만 변환하여 활용하였다. 정규탄화지수를 계산하기 위한 활용 Band는 공간해상도 20 m를 가지고 있는 Band 8A와 12로 근적외선(NIR)과 단파적외선(SWIR) 대역을 사용하였다. 연구대상지의 산불 피해강도를 분석하기 위해 활용한 위성영상의 촬영 일자는 Table 2와 같다.
Table 2.
The date of satellite imagery using for study.
분석 방법
위성영상을 이용한 산불 피해에 대해서 파악한 연구는 García와 Caselles (1991)가 산불피해가 발생한 지역을 대상으로 분광 밴드의 변화로부터 산불 피해강도를 파악하는 연구를 처음으로 수행하였다. 이후 Key와 Benson (2006)이 산불 피해강도를 파악할 수 있는 정규탄화지수(normalized burn ratio, NBR)를 이용한 상대정규탄화지수(difference normalized burn ratio, dNBR)를 제시하였다. 정규탄화지수는 근적외선과 단파적외선의 합과 차로 만들어진 지표이다(식(1)). 정규탄화지수는 산불에 의한 피해가 발생하였을 때 산림식생이 존재하는 곳은 단파적외선의 반사도가 감소하고 산불피해가 발생한 지역은 단파적외선의 반사도가 증가하는 것으로 산불 피해강도를 파악할 수 있다(Key and Benson, 2006).
상대정규탄화지수는 산불 발생 전, 후 정규탄화지수 영상의 차이로 만들어진 지표이며 이를 통해 산불피해로 인한 식생변화를 탐지하는데 효과적이다(Key and Benson, 2006)(식(2)). 상대정규탄화지수를 이용한 산불피해의 분류는 미국지질조사국(USGS)에서 제시한 산불피해등급분류표(Key and Benson, 2006)을 이용하여 산불피해지의 피해 강도를 구분하였다(Table 3).
Table 3.
Classification of the burn severity level (Key and Benson, 2006).
정규탄화지수는 산불로 인해 발생한 산림식생의 변화와 피해강도를 탐지하지하고 그 범위를 파악하는데 있어 정규식생지수(normalized difference vegetation index, NDVI)보다 효과적이라고 보고된 바 있다(Shin et al., 2019; Amos et al., 2020). 이러한 이유로 본 연구에서는 정규탄화지수의 차이를 이용한 상대정규탄화지수를 활용하여 산불 피해강도를 파악하였다.
산불피해 지역에 개설된 임도 주연부 산림식생의 산불 피해강도를 파악하기 위하여 임도 중심으로부터 이격거리별 산불피해 강도를 비교하였다. 분석을 위해 사용한 프로그램은 ‘QGIS 3.22 LTR’이며 이격거리별 구간 범위는 임도 중심선으로부터 20 m 이내, 40 m 이내와 60 m 이내 구간을 범위로 설정하였다. 이는 임도 부지폭 내에 위치한 흙쌓기 비탈면과 땅깎기 비탈면 내에 생육 중인 산림식생이 포함되어 산림식생이 분포하지 않은 구간만을 파악할 가능성이 있어 임도 부지폭 범위를 벗어난 구간을 설정하였으며, 그 이상의 범위는 동일한 범위로 설정하였다. 임도 중심선으로부터 이격거리의 범위를 살펴보면 20 m 이내 구간은 임도 중심으로부터 양안 40 m 이내의 범위로 구분되며, 이격거리 40 m 이내 구간은 양안 40 - 80 m 이내, 이격거리 60 m 이내 구간은 양안 80 - 120 m 이내 범위로 구분하여 산불 피해강도를 비교하였다(Fig. 2). 임도 중심으로부터 이격거리에 따른 산불 피해강도를 비교하기 위해 95% 수준에서 F검정을 수행하였으며, 사후 검정으로는 Scheffe 검정을 수행하여 동일집단군을 파악하였다.
Results
2023년 산불피해가 발생한 지역에서 임도 주연부와 그 외 피해지역의 산불 피해강도를 비교하기 위하여 대상지에서 3곳의 산불 피해강도를 파악하였다(Fig. 3). 그 결과 산불피해가 발생한 연구 대상지의 산불피해등급(Key and Benson, 2006)은 ‘Moderate low severity’ 등급에 해당하는 피해강도를 나타내었으며 각 대상지 간에 통계적으로 유의한 차이는 나타나지 않았다(p > 0.05). 연구 대상지 3곳의 상대정규탄화지수 값은 Table 4와 같다.
Table 4.
The result of ANOVA test on difference normalized burn ratio (dNBR) values from forest fire sites.
Study site | N | Average | SD | Max. | Min. | F | P | Scheffe |
Site Aa | 9,720 | 0.281 | 0.159 | 0.923 | 0.072 | 1.172 | 0.310 | a |
Site Ba | 2,618 | 0.278 | 0.170 | 0.959 | 0.044 | |||
Site Ca | 3,149 | 0.280 | 0.179 | 0.875 | 0.100 |
대전광역시-충청남도 금산군 산불피해지(Site A)의 상대정규탄화지수 비교
Site A에서 발생한 산불피해지와 개설된 임도 주연부의 상대정규탄화지수 평균 값을 비교한 결과는 다음과 같다(Fig. 4). 그 결과 임도 중심으로부터 거리가 멀어질수록 상대정규탄화지수의 평균 값이 증가하는 것으로 나타났으나 산불피해지보다 평균 값이 낮은 것으로 나타나 유의한 차이를 보였다(p < 0.001; Table 5).
Table 5.
The result of ANOVA test and difference normalized burn ratio (dNBR) value of the forest road according to the distance in the Daejeon-Geumsan forest fire (Site A).
Site A | N | Average | SD | Max. | Min. | F | P | Scheffe |
The entire site | 9,720 | 0.283 | 0.159 | 0.923 | 0.072 | 58.544 | 0.000*** | a < c |
In buffer 20 ma | 181 | 0.182 | 0.141 | 0.727 | -0.081 | |||
In buffer 40 mab | 384 | 0.234 | 0.172 | 0.840 | -0.114 | |||
In buffer 60 mb | 932 | 0.262 | 0.197 | 0.889 | -0.073 |
임도 주연부와 산불피해지의 상대정규탄화지수의 평균 값과 산불피해등급(Key and Benson, 2006)에서도 차이가 나타났다. 임도 주연부의 이격거리 구간 전체에 산불피해등급이 ‘Low severity’로 나타났으며 ‘Moderate low severity’등급으로 나타난 산불피해지보다 산불피해등급이 낮은 것으로 나타났다.
구간별 이격거리와 산불피해지에서 나타난 산불피해등급(Key and Benson, 2006)의 비율은 Table 6과 같다. ‘Unburned’ 등급의 비율을 살펴보면, 이격거리가 20 m 이내 구간에서는 31.6%로 나타났으며, 이격거리가 멀어질수록 그 비율이 감소하는 것으로 나타났다. 이격거리 60 m 이내 구간에서는 21.4%로 나타나 가장 낮게 나타났다. 하지만 임도 주연부의 산불피해등급(Key and Benson, 2006)의 비율은 산불피해지(0.7%)보다 높은 비율로 나타나 산불피해가 발생하지 않은 구간의 비율이 더 높은 것을 알 수 있었다. ‘Low severity’ 등급의 비율을 살펴보면, 이격거리 20 m 이내 구간(46.4%) 보다 이격거리 60 m 이내 구간(36.2%)의 비율이 더 낮은 것으로 나타나 이격거리가 증가함에 따라 감소하는 것으로 나타났다. 이에 반해 ‘Moderate low severity’, ‘Moderate high severity’, ‘High severity’에 해당하는 등급의 비율은 이격거리가 증가함에 따라 그 비율이 증가하는 것으로 나타났다. 특히, ‘High severity’에 해당하는 등급의 비율은 이격거리 20 m 이내 구간에서 0.8%로 나타났으나 이격거리 60 m 이내 구간에서는 5.0%로 비율이 높아졌다. 이는 산불피해지(3.1%)보다 높은 피해비율로 나타났으나 상대정규탄화지수 평균 값에서 더 낮은 값을 보였다. 이러한 결과를 통해 임도 주연부의 산림식생피해는 산불피해지보다 낮은 경향을 나타내는 것으로 보인다.
Table 6.
The results of the burn severity level rate on the Dajeon-Geumsan forest fire (Site A).
경상북도 영주시 산불피해지(Site B)의 상대정규탄화지수 비교
Site B에서 발생한 산불피해지와 개설된 임도 주연부의 상대정규탄화지수 평균 값을 비교한 결과는 다음과 같다(Fig. 5). 그 결과 임도 중심으로부터 거리가 멀어질수록 상대정규탄화지수의 평균 값이 증가하는 것으로 나타났으나 산불피해지보다 평균 값이 낮은 것으로 나타나 유의한 차이를 보였다(p < 0.001; Table 7).
Table 7.
The result of ANOVA test and difference normalized burn ratio (dNBR) value of the forest road according to the distance in the Yeongju forest fire (Site B).
Site B | N | Average | SD | Max. | Min. | F | P | Scheffe |
The entire siteb | 2,618 | 0.278 | 0.170 | 0.959 | 0.044 | 732.263 | 0.000*** | a < b |
In buffer 20 ma | 385 | -0.016 | 0.110 | 0.247 | 0.360 | |||
In buffer 40 ma | 366 | -0.014 | 0.166 | 0.605 | 0.496 | |||
In buffer 60 ma | 364 | 0.023 | 0.202 | 0.829 | 0.373 |
임도 주연부와 산불피해지의 상대정규탄화지수는 평균 값과 산불피해등급(Key and Benson, 2006)에서도 차이가 나타났다. 임도 노선의 중심으로부터 이격거리 구간 모두 ‘Unburned’ 등급으로 나타났으며, 산불피해지는 ‘Moderate low severity’등급의 피해로 나타나 임도 주연부의 산불피해 강도가 더 낮은 것으로 나타났다.
영주시 산불피해지와 임도 주연부의 산불피해등급(Key and Benson, 2006)의 비율을 살펴보면(Table 8), 임도 주연부의 ‘Unburned’등급의 비율은 임도 노선의 중심으로부터 멀어질수록 그 비율이 감소하는 것으로 나타났으나 임도 중심으로부터 이격거리 60 m 이내 구간의 비율(44.5%) 보다 산불피해지의 비율(1.3%)이 더 낮은 것으로 나타났다. 피해 경향을 나타내는 ‘Low severity’등급부터는 이격거리가 증가함에 따라 피해비율이 높아지는 것으로 나타났다. 임도 중심으로부터 이격거리 20 m 이내 구간은 15.3%, 40 m 이내의 구간에서 18.6%, 이격거리 60 m 구간에서 20.9% 수준으로 높아지는 것을 확인할 수 있지만 전체 산불피해지에서 61.8%의 수준으로 나타났다. ‘Moderate low severity’등급부터 ‘High severity’에 해당하는 등급까지 이격거리 20 m 이내 구간은 피해 비율이 0%로 나타났다. 특히, ‘High severity’ 등급에 해당하는 피해는 이격거리 40 m 또한 피해 비율이 0%로 나타났으며 이격거리 60 m 이내의 구간에서만 피해를 나타내었고 피해 비율은 1.9% 수준으로 산불피해지(5.1%)보다 낮게 나타났다. 이러한 결과를 통해 임도 노선의 중심으로부터 멀어질수록 산불피해 강도가 증가하는 것을 확인하였으나 임도 주연부의 산림식생피해 강도는 산불피해지보다 낮은 경향을 나타내는 것을 알 수 있었다.
Table 8.
The results of the burn severity level rate on the Yeongju forest fire (Site B).
경상남도 합천군 산불피해지(Site C)의 상대정규탄화지수 비교
Site C에서 발생한 산불피해지와 개설된 임도 주연부의 상대정규탄화지수 평균 값을 비교한 결과는 다음과 같다(Fig. 6). 그 결과 임도 중심으로부터 이격거리가 멀어질수록 상대정규탄화지수 평균 값이 증가하는 것으로 나타났으나 산불피해지보다 평균 값이 낮은 것으로 나타나 유의한 차이를 보였다(p < 0.001; Table 9).
Table 9.
The result of ANOVA test and difference normalized burn ratio (dNBR) value of the forest road according to the distance in the Hapcheon forest fire (Site C).
Site C | N | M | SD | Max. | Min. | F | P | Scheffe |
The entire sitec | 3,149 | 0.280 | 0.179 | 0.875 | 0.100 | 17.468 | 0.000*** | a < c |
In buffer 20 ma | 262 | 0.205 | 0.114 | 0.612 | -0.011 | |||
In buffer 40 mab | 239 | 0.238 | 0.164 | 0.822 | -0.011 | |||
In buffer 60 mbc | 222 | 0.271 | 0.203 | 0.851 | -0.006 |
임도 주연부와 산불피해지는 산불피해등급(Key and Benson, 2006)에서도 차이가 나타났다. 임도 중심으로부터 이격거리 20 m 이내와 40 m 이내의 구간에서 나타난 산불피해등급은 ‘Low severity’ 등급으로 산불피해등급에서 ‘Moderate low severity’등급의 피해를 나타낸 이격거리 60 m 이내 구간과 산불피해지보다 낮은 것으로 나타났다.
이격거리 별 구간과 산불피해지에서 나타난 산불피해등급(Key and Benson, 2006)의 비율은 Table 10과 같다. 이격거리 20 m 이내 구간의 ‘Unburned’등급은 19.8%로 나타났으나 이격거리 60 m 이내의 구간에서는 18.0%로 감소하는 것을 알 수 있었다. ‘Low severity’의 비율을 살펴보면, 산불피해지의 비율은 64.1%로 나타났으나 이격거리별 20 m 이내의 구간은 19.8% 이격거리 60 m 이내의 구간은 47.7%로 나타나 산불피해지 보다는 피해 비율이 낮은 것으로 나타났지만 이격거리가 증가할수록 피해비율이 감소하는 것을 확인할 수 있었다. ‘High severity’구간의 비율을 살펴보면, 이격거리 20 m 이내의 구간에서는 피해를 나타내지 않았다(0%). 하지만 이격거리 60 m 이내 구간에서는 6.3%로 산불피해지(6.1%)와 유사한 수준의 피해를 나타내었다. 산불피해지 내 개설된 임도에서 멀어질수록 산불피해등급(Key and Benson, 2006)에서 ‘Unburned’와 ‘Low severity’에 해당하는 비율은 감소하며 ‘Moderate low severity’ 등급 이상의 비율은 증가하는 것으로 나타났다. 하지만 이격거리별 구간은 산불피해지보다 낮은 평균 값을 나타내었다. 이러한 결과를 통해 임도 주연부의 산림식생피해는 산불피해지보다 낮은 경향을 나타내는 것을 알 수 있다.
Table 10.
The result of the burn severity level rate on the Hapcheon forest fire (Site A).
Discussion
연구대상지 내 개설된 임도 주연부의 산불 피해강도를 비교한 결과 임도 노선의 중심으로부터 멀어질수록 상대정규탄화지수의 평균 값이 증가하는 것을 알 수 있었다. 그러나 이격거리별 모든 구간의 피해를 정량적인 값으로 나타낸 상대정규탄화지수 평균 값은 산불피해지보다 낮은 것은 것으로 나타났다. 임도 주연부와 산불피해지에 대한 산불피해강도는 산불피해등급(Key and Benson, 2006)에서도 차이가 나타났는데, 3곳의 연구 대상지에 개설된 임도 노선 중심으로부터 이격거리 20 m 이내와 40 m 이내 구간에서 산불피해등급이 산불피해지보다 더 낮은 피해등급으로 나타난 것으로 보아 임도 주연부의 산불 피해강도가 더 낮은 것으로 나타났다.
Site A에서 발생한 산불피해지의 주요 임상은 활엽수림(47.3%)으로 나타났으며, 주요 피해 수종은 참나무류(Quercus sp.)로 나타나 열해와 수관화 보다는 지표화로 인한 피해의 비율이 높은 것으로 사료된다. KFS (2023b)에 따르면 산불진화 당시 야간에 발생한 남풍으로 인해 진행되는 산불의 확산을 임도를 활용한 방화선구축으로 산불을 저지하였다고 보고된 바 있다.
Site B에서 발생한 산불피해지는 임도 주연부의 산불피해 등급이 ‘Unburned’로 피해가 발생하지 않은 등급으로 나타났다. 산림에서의 바람은 곡풍에 의해 산정을 향해 확산되다 야간에 산풍에 의해 산록방향으로 불게 된다. 영주시 평은면에 개설된 임도는 산록에서의 임도 노선에 의한 방화 기능으로 인해 산불피해를 저감할 수 있었던 것으로 나타났다(KFS, 2023b). 이로 인해 소나무(Pinus densiflora)의 피해 비율이 높게 나타났음에도 불구하고 산불 피해강도가 낮았던 것으로 사료된다.
Site C에서 발생한 산불피해지의 임도는 야간진화를 통해 잔불을 정리하기 위한 이동통로와 주불이 확산되는 것을 방지하기 위한 방화선 구축으로 이용되었다(KFS, 2023b). 이와 같이 야간진화를 수행하지 못하였다면 지속되는 산불의 확산으로 인한 피해가 발생하였을 것으로 판단된다. 임도 중심으로부터 이격거리 60 m 이내 구간은 산불피해지와 동일한 피해등급인 ‘Moderate-low severity’ (Key and Benson, 2006)에 해당하는 피해로 나타났는데, 양안 120 m 이내 폭으로 임상의 구조가 산불피해지와 유사해짐에 따라 산불피해지의 주요 피해 수종인 소나무(52.4%)의 피해 비율이 높아진 것으로 산불 피해강도가 증가한 것으로 사료된다.
우리나라에서 발생한 산불의 진화는 대부분 공중진화를 통해 산불을 진화하고 있으나 지상진화를 통해 잔불 정리와 방화선을 구축하는 산림관리기반시설로 임도를 주로 이용하고 있다. 임도를 이용한 산불진화의 효과성에 대한 연구는 Cha 등(2003)과 Cha와 Oh (2006)에 의해 보고된 바 있다.
산불의 확산은 풍향과 풍속에 영향을 받는다(Lee at al., 2007, 2009; Song et al., 2013; Beverly and Forbes, 2023). 산불은 지형, 연료량 그리고 대류로 인한 상승기류로 주위의 임목에 수관화로 인한 심각한 피해를 발생시키며(Kim and Kang, 2022), 이로 인한 비산화는 임도가 저지할 수 없다. 하지만 지표화로 인해 옮겨붙는 불씨는 임도의 흙쌓기 비탈면과 땅깎기 비탈면의 연소물질이 상대적으로 임내보다 작고 입목축적이 낮기 때문에 방화선 효과가 나타나는 것으로 사료된다(Agee, 1996; Raftoyannis et al., 2014). 또한 지상진화대의 방화선 구축에 이용되어 산불피해를 저감하는 기반시설로서 사용되고 있다. 또한 임도는 개설 과정에서 산지 비탈면이 개방되게 된다. 개방 이후 시간이 경과함에 따라 귀화식물 등 식생의 침입과 식생공법에 따라 비탈면에 종 다양도가 높아지게 되어 이에 따른 내화성이 증가하여 임도 주연부에서 발생한 산불피해 강도가 높지 않은 것으로 사료된다.
본 연구에서는 임도가 산불을 저감하는 직접적인 원인을 규명하지는 못하였다. 그럼에도 불구하고 임도가 개설되어 있는 산불피해지는 임도 주연부의 산불 피해강도가 낮았다는 것을 파악하여 정량적인 값으로 나타냈다는 것에 의의가 있다.
위성영상을 이용한 산불피해등급 분류는 시간과 비용을 절감하는데 매우 효과적이다. 하지만 본 연구에서 사용한 산불피해등급은 국외를 중심으로 사용하는 산불피해등급으로 정확한 산불피해등급을 분류하기 위해서는 현장조사가 반드시 동반되면 정확한 산불피해등급을 산정할 수 있을 것이다.
Conclusion
본 연구는 산불피해지에 기 개설된 임도 주연부의 산림식생피해 강도를 원격탐사기법으로 파악하고 정량적인 값으로 산출하여 비교하기 위해 수행되었다. 이를 위해 2023년 발생한 산불피해지 중 경상남도 합천군, 대전광역시-충청남도 금산군, 경상북도 영주시 3곳을 대상으로 상대정규탄화지수를 활용하여 산불로 인한 산림식생피해 강도를 파악하였다. 그 결과 임도 중심으로부터 이격거리가 멀어질수록 산불 피해 강도가 높아지는 것을 알 수 있었다. 산불피해등급 비율을 살펴본 결과 이격거리가 증가함에 따라 ‘Unburned’와 ‘Low severity’ 등급의 비율은 감소하였으며, ‘Moderate-low severity’, ‘Moderate-high severity’, ‘High severity’등급의 비율은 증가하는 것으로 나타났다. 그럼에도 불구하고 임도가 개설되어 있는 지역의 산불피해 강도는 임도가 개설 되어있지 않은 산불피해지보다 평균 상대정규탄화지수 값이 낮은 것으로 나타났으며 유의한 차이를 나타내었다(p < 0.001).
산불이 대형화되고 발생빈도가 잦아짐에 따라 산불진화활동에 이용되는 산림관리기반시설로서 임도의 중요성은 높아지고 있다. 하지만 우리나라의 임도밀도는 2023년 기준 약 4.11 m·ha-1 수준으로 임업선진국에 비해 매우 낮은 실정이다(KFS, 2023c). 본 연구결과에 따르면 임도 주연부의 산림식생 피해는 산불피해지보다 낮은 것으로 나타났으며, 임도 중심에 가까울수록 산불 피해 강도가 낮은 것으로 나타났다. 임도가 확충됨에 따라 임도 주연부의 산불로 인한 산림식생 피해 강도를 파악하는 것이 중요하다고 생각된다.
본 연구에서는 임도 주연부의 산불피해 강도가 산불피해지의 보다 낮은 것은 파악하였으나 임도가 산불피해지에 산불피해를 저감하는 원인은 규명하지 못하였다는 한계가 있다. 하지만 임도 주연부의 산불 피해 강도를 정량적인 값으로 비교하였다는 것에 의의가 있다. 향후 후속 연구로 위성영상과 현장검증을 비교하여 산불피해 현황과 그에 따른 산불의 강도와 피해 현황에 대하여 보다 정확한 분석이 필요할 것으로 생각된다. 또한 산불피해 이후 시간이 경과한 잔존 피해목에 2차 피해가 발생할 수 있어 산불피해지를 모니터링 할 필요가 있다고 판단된다. 이러한 연구결과는 임도의 산불피해저감 효과를 구명함에 있어 기초자료로 활용할 수 있을 것이다.