Abstract
- Global attention to blue carbon, which absorbs significant amounts of carbon, has increased as an alternative solution for reducing greenhouse gases, a major concern in the international community. However, as blue carbon is threatened by land cover changes and sea-level rise, preliminary studies on assessment and restoration have been conducted for efficient management. While domestic research has focused on field surveys of carbon absorption capacity and storage, studies establishing spatial information systems have been limited. Therefore, this study developed blue carbon spatial information for the coastal watersheds of the four major rivers. Total carbon storage within watersheds was calculated based on data from field surveys of 21 domestic tidal flats and various tidal flat spatial information datasets (global distribution of tidal flat ecosystems, Subdivision land cover map, 1/25,000 coastal data and 2018 tidal flat data). Watershed health indices were calculated based on total carbon storage. The carbon storage per unit area was highest in the Han River coastal watershed, followed by Nakdong, Geum, and Yeongsan River Coastal Watersheds. Among the various tidal flat spatial information datasets applied, analysis revealed that the highest carbon storage values were found in Han (7,321,321.72 Mg C, Nakdong (197,943.19 Mg C), Geum (469,228.90 Mg C), and Yeongsan (2,849,389.2 Mg C) River Coastal Watersheds. The health index analysis comparing various tidal flat spatial information datasets indicated peak values in Han (54.12), Nakdong (82.92), Geum (75.40), and Yeongsan (59.58) River Coastal Watersheds. The blue carbon spatial information developed in this study can potentially support policy decision-making and future research utilizing spatial information, such as analyzing factors affecting blue carbon absorption rates.
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Keywords: Blue carbon, Tidal flat, Geospatial data, Four major river
1. 서론
- 온실가스에 의하여 유발된 지구온난화, 해수면 상승 및 집중호우 등의 기후 변화는 전 세계에 경제적, 환경적 피해를 주고 있어 국제 사회의 큰 관심을 받고 있다(Bolan et al., 2024). 파리협정을 통해 다양한 온실가스 배출 감축 대책이 시행되고 있으며(Howie et al., 2024) 그중 자연 기후 솔루션은 숲, 습지와 같은 생태계가 탄소를 저장하고 온실가스 배출을 방지하는 특성에 기반하여 기존 생태계를 보존 및 복원하여 기후 변화를 완화한다(Rogers et al., 2019). 블루카본은 맹그로브, 염습지 및 해초 등으로 구성된 연안 생태계에 흡수되고 저장된 탄소로 연안의 육상 유출수와 조석 퇴적물에서 유래한 상당량이 매장되어 있다(Jia et al., 2024). 또한 연안 생태계는 면적당 탄소 저장률과 흡수율이 더 높고 메탄과 아산화질소 등 온실가스의 배출량이 적어 전 세계적 면적이 작음에도 높은 기후변화 잠재력을 가진다(Hagger et al., 2022).
- 블루카본이 저장된 연안 생태계는 기후 변화 완화 역할을 수행하고 있지만 토지피복 및 토지 이용의 변화, 해수면 상승 및 수질 저하 등 다양한 위협에 직면해 있다(Howard et al., 2014). 전 세계 연안습지 중 약 50%가 이러한 위협에 의하여 소실된 것으로 추정됨에 따라 연안 생태계 현황 파악 및 복원 등 다양한 블루카본 연구들이 선행되었다(Costa et al., 2024; Hinson et al., 2017; Jia et al., 2024; Murray et al., 2019). Murray et al. (2019)은 전 세계 갯벌의 분포와 현황이 파악되지 않아 지구 차원의 효율적인 연안 생태계 복원이 어려운 현황을 분석하며 위성영상 및 기계학습 기법을 활용한 전 세계 갯벌 분포도를 제작하였다. Hinson et al. (2017)은 미국의 National Wetlands Inventory Data와 Soil Survey Geographic Database를 사용하여 미국 전역의 토양 유기탄소(soil organic carbon, SOC) 분포도를 구축하였다. Jia et al. (2024)은 중국의 황하 삼각주를 대상으로 조간대 지역 내 식생의 유형 및 분포와 SOC 분포 간의 관계성을 분석하였다.
- 비록 국외에서는 다양한 블루카본 연구가 수행되었지만 국내 블루카본 연구는 대부분 현장 중심의 탄소 흡수 및 저장량 측정 연구로 이에 비해 이를 유역 단위의 공간정보로 구축하는 연구는 미비하다(An et al., 2024; Lee et al., 2021). Lee et al. (2021)은 국내에서 국가 단위의 갯벌 탄소 저장량 연구가 제한적임을 밝히며 원격탐사 기법과 현장 조사를 기반으로 국내 21개 갯벌의 유기탄소 저장량 및 탄소 격리율을 추정하였다. 그러나 선행 연구에서는 탄소 격리율을 행정구역 단위로 조사 지점별 데이터를 공간 추론 기법으로 전환하였다. 이에 행정구역 단위에서 블루카본 연구를 수행하여 수리수문학적 공간적 연관성을 반영하지 못하는 한계를 지닌다. 또한 기존의 공간정보를 바탕으로 블루카본을 연구한 국내 사례는 4대강 유역 전체를 대상으로 하지 않고 금강과 낙동강에 한정하였다. 본 연구에서는 공간적으로 4대강 유역 모두를 대상으로 진행하였고 기존 연구 결과를 포함하여 건강성 지수를 도출하였다(Jung et al., 2023).
- 본 연구는 기존 선행 연구와 비교하여 첫째, 우리나라 수리수문학적 특징을 반영한 유역 단위로 유기탄소 저장량을 비교 분석하고자 한다. 둘째, 국내외의 통합되지 않는 갯벌 공간 정보를 비교 분석하여 각 공간정보의 특징을 분석하고자 한다. 마지막으로 각 갯벌 공간정보에 대한 유역 단위의 건강성 지수를 산정하여 블루카본 관리에 기여하고자 한다.
2. 연구 데이터 및 방법
- 2.1 연구 지역
- 4대강의 하구 및 인근 연안은 염습지, 하구습지, 삼각주, 사주 및 갯벌 등 다양한 해양 생태계가 발달하였다. 한강 하구역은 한강의 높은 유량 및 조수간만 차로 인하여 대한민국 연안습지의 8.4%에 해당하는 습지가 분포하고 있다(Rho, 2007). 낙동강 하구역은 낙동강의 다량의 토사량과 퇴적되기 쉬운 환경으로 인하여 대한민국의 대표적인 삼각주가 형성되어 있다(Eom and Lee, 2017). 영산강 하구역은 매립 및 대규모 개발사업이 수행되어 좁고 깊은 반폐쇄적인 수로형 하구를 가지며 수심이 얕은 하구의 가장자리에는 실트가 주로 분포하고 수심이 깊은 하구 중앙부에는 점토가 주로 분포한다(Kim et al., 2019). 금강 하구역은 수심이 얕고 리아스식 해안 구조를 가지며 조석의 영향이 강한 대조차 환경으로 넓고 완만한 갯벌이 형성되어 있다(Kang et al., 2022). 4대강 하구 및 인근 연안에 형성된 해양 생태계는 형성 배경 및 주변 환경의 차이로 인하여 탄소 흡수량 및 축적된 탄소량의 공간적 차이가 발생하므로 효율적인 블루카본 사용을 위해서는 이에 대한 분석이 필요하다.
- 2.2 연구 자료
- 본 연구에서는 블루카본을 직간접적으로 공간으로 구축한 갯벌 데이터를 사용한다. 국내외의 공신력 있는 기관의 갯벌 현황 데이터는 Table 1과 같으며 본 연구에서는 이를 활용하였다. 보다 구체적으로 블루카본 저장량 산정에 필요한 갯벌의 면적은 United Nations Environment Programme World Conservation Monitoring Centre (UNEP-WCMC), 국립해양조사원, 환경부 등 3개의 기관에 제공하는 갯벌 공간정보를 사용하였다. UNEP-WCMC는 해안선으로부터 1 km 이내의 지역에 대한 1984년부터 2016년까지의 위성영상(Landsat 4, 5, 7, 8)의 분광학적 특징 및 지구물리학적 변수와 기계학습 모델을 활용하여 전 세계의 갯벌 분포도를 제공한다(Murray et al., 2019). 환경부는 항공 정사영상 및 아리랑 위성영상 등 원격탐사 자료, 수치지형도, 임상도 및 지적도 등의 참조 자료, Semantic Segmentation 딥러닝 모델 및 GIS 기법을 활용하여 제작한 세분류 토지피복지도를 제공한다(ME, 2022). 세분류 토지피복지도는 1 m의 해상도로 41개의 항목에 대한 정보를 제공하며 이 중 연안습지는 갯벌과 염전 두 항목으로 구성되어 있다. 국립해양조사원은 5년마다 전국적으로 실시하는 갯벌 면적 조사 결과와 전자해도 접근도(KR3) 및 항공레이저 측량을 활용한 해안선 자료를 기반으로 한 1/25,000 연안 정보도와 2018년 갯벌 면적 조사 자료를 제공한다(Jung et al., 2023).
- 2.3 연구 방법
- 연구 자료에 기술된 데이터를 바탕으로 블루카본 저장량 산정에 필요한 탄소 저장량 실측값은 국내 21곳의 갯벌을 대상으로 현장 조사를 수행한 선행 연구의 자료를 사용하였다(Lee et al., 2021). Lee et al. (2021)은 21곳의 갯벌을 대상으로 2018년부터 2019년 동안 60-100 cm 깊이의 코어 퇴적물의 진흙 함량을 기준으로 표본을 채취하였다. 현장 조사를 통해 수집한 표본의 퇴적물 연대, 건조밀도, 유기탄소 함유량은 Eq. 1-4 (Lee et al., 2021)를 기반으로 탄소 저장량 산정에 활용되었다. 본 연구는 선행 연구의 자료 중 4대강의 하구 및 연안에 위치한 71개의 측정 지점에 대한 탄소 저장량 데이터를 사용하였다(Supplementary Tables 1-4).
- 본 연구는 4대강 하구 및 인근 연안의 탄소 저장량 산정 및 유역 단위 비교 분석을 목적으로 한다. 이를 위하여 첫째, 탄소 저장량 산정에 필요한 국내외의 갯벌 공간정보 데이터를 수집한다. 둘째, 상이한 측정 도구와 측정 시기 및 제작 방법을 사용한 국내외 갯벌 공간정보 데이터 비교 분석을 수행한다. 셋째, 4대강 하구 및 인근 연안에서 측정된 유기탄소 저장량을 수집하고 지오코딩을 수행한다. 넷째, 측정된 유기탄소 저장량 및 갯벌 공간정보 데이터를 기반으로 유역 단위 면적당 탄소 저장량 산정 및 갯벌 공간정보 데이터 간의 탄소 저장량 비교 분석을 수행한다. 다섯째, 산정된 블루카본의 환경지표를 활용하여 유역별 비교 분석을 수행한다(Fig. 1).
- 행정구역을 기준으로 갯벌 경계를 구분한 선행 연구와 달리 본 연구는 중권역 유역 경계로 갯벌 경계를 재분류하였다. 한강 하구 연안 유역은 한강 서해와 시화호 유역을 포함하며 선행 연구의 인천 강화도 및 영종도와 경기도 시흥, 대부 및 화성에서 측정한 자료를 활용하였다. 낙동강 하구 연안은 낙동강 남해 유역으로 선행 연구의 경상남도 진해 및 낙동강 하구 자료를 활용하였으며 금강 서해 유역에 해당하는 금강 하구 연안은 선행 연구의 충청남도 오천 및 비인에서 측정한 자료를 활용하였다. 영산강 하구 연안 유역은 와타천과 신안군 유역으로 구성되며 선행 연구의 전라남도 함평만, 증도 및 압해도 지점의 측정 자료를 사용하였다. 유역 내 대표 단위 면적당 탄소 저장량(P¯)은 Eq. 5와 같이 유역 내 위치한 각 측정 지점의 단위 면적당 탄소 저장량(Pi)의 총합을 유역 내 총 측정 지점 수(n)로 나누어서 산정하였다(An et al., 2024). 또한 갯벌 공간정보 데이터 간의 탄소 저장량 비교 분석을 수행하기 위하여 Eq. 6과 같이 산정된 유역 단위 면적당 탄소 저장량을 각 갯벌 공간정보 데이터의 갯벌 면적(A)과 곱하여 유역별 탄소 저장량을 산정하였다(An et al., 2024).
- 블루카본의 환경지표로 탄소 저장량이 많을수록 높은 값을 나타내는 건강성 지수(ecosystem health index, EHI)를 개발하여 각 유역별 건강성 지수를 산정 및 비교 분석하였다. 건강성 지수 산정을 위하여 우선 각 유역의 탄소 저장량을 기준으로 grid cell별 건강성 등급을 등간격으로 분류화하였다. 건강성 등급은 매우 낮음, 낮음, 보통, 높음, 매우 높음 총 5개의 등급으로 구분하였으며 매우 낮음 등급부터 매우 높은 등급까지 순차적으로 1-5의 점수(i)를 부여하였다(Eq. 7). 이후 유역 내 건강성 등급을 기반으로 평균 건강성 지수를 산정하였고 최대 점수를 100점으로 표현하기 위하여 20을 곱한 값으로 나타냈다(An et al., 2024).
3. 결과
- 3.1 하구 연안 유역 탄소 저장량 분석
- 4대강 하구 연안 유역 내 탄소 저장량 측정 지점은 한강 하구 연안 유역이 28개 지점으로 가장 많았고 영산강 하구 연안에 두 번째로 많은 26개의 조사 지점이 위치하였다. 낙동강 및 금강 하구 연안 유역은 상대적으로 적은 10개, 7개의 조사 지점이 위치하였다. 각 측정 지점의 탄소 저장량은 유역 간에도 큰 공간적 변동성을 보였을 뿐만 아니라 동일한 유역 내에서도 큰 공간적 변동성을 보였다(Fig. 2). 특히 낙동강 하구 연안의 J5, J2, J4 지점은 모두 100 Mg C/ha 이상의 단위 면적당 탄소 저장량을 지니고 있었고 낙동강 하구 연안의 J1 등 나머지 측정 지점뿐만 아니라 한강, 금강, 영산강의 측정 지점에서의 탄소 저장량보다 높은 값을 보였다. 하구 연안 유역 측정 지점의 상이한 탄소 저장량 값은 각 유역의 대푯값 산정에 활용되어 유역 간의 탄소 저장량 특성을 분석하는 데 사용되었다. 4대강 하구 연안 유역 내 대표 단위 면적당 탄소 저장량 분석 결과 한강 하구 연안 유역이 73.07 Mg C/ha로 가장 높은 값을 보였고 낙동강, 금강, 영산강 하구 연안 유역 순서로 낮은 대표 단위 면적당 탄소 저장량을 보였다(Table 2).
- 3.2 국내외 갯벌 공간정보 데이터 비교 분석
- 국내외의 갯벌 공간정보 데이터로 전 세계의 갯벌 분포도, 세분류 토지피복지도, 1/25,000 연안 정보도 및 2018년 갯벌 면적 조사를 활용하여 한강, 낙동강, 금강 및 영산강 하구 연안 유역의 면적을 분석하였다(Fig. 3). 한강 및 영산강 하구 연안 유역은 낙동강 및 금강 하구 연안 유역보다 상대적으로 넓은 면적을 가졌다(Fig. 4). 한강은 1/25,000 연안 정보도를 기준으로 1,001.96 km2의 가장 넓은 면적을 보였으며 대조적으로 낙동강은 전 세계의 갯벌 분포도를 기준으로 10.20 km2의 가장 좁은 면적을 보였다. 모든 유역은 갯벌 공간정보 데이터에 따라 상이한 면적을 보였고 전 세계의 갯벌 분포도는 모든 유역에서 가장 좁은 면적을 가졌다.
- 3.3 하구 연안 유역 탄소 저장량 공간정보 비교
- 하구 연안 유역 내 대표 단위 면적당 탄소 저장량과 국내외의 갯벌 공간정보 데이터를 기반으로 4대강 하구 연안별 전체 탄소 저장량을 산정하였다. 한강 하구 연안 유역의 전체 탄소 저장량은 전 세계 갯벌 분포도 기준으로 3,311,459.33 Mg C로 가장 낮은 값을 나타냈고 1/25,000 연안 정보도는 7,321,321.72 Mg C로 가장 높은 값을 나타냈다(Fig. 5). 2018년 갯벌 면적 조사와 세분류 토지피복지도는 각 3,763,835.70 Mg C, 3,690,254.21 Mg C로 1/25,000 연안 정보도에 비해 절반 수준을 다소 상회하였다. 또한 한강에 활용된 4개 데이터의 평균 탄소 저장량은 4,521,717.74 Mg C이며 4개 데이터의 표준편차는 1,876,897.79 Mg C이다(Table 3).
- 낙동강 하구 연안 유역의 전체 탄소 저장량은 세분류 토지 피복지도를 기준으로 197,943.19 Mg C로 가장 높은 값을 나타냈고 2018년 갯벌 면적 조사와 1/25,000 연안 정보도를 기준으로 각 193,806.02 Mg C와 167,293.17 Mg C를 나타냈다. 또한 낙동강에 활용된 4개 데이터의 평균 탄소 저장량은 154,619.45 Mg C이며 4개 데이터의 표준편차는 64,892.63 Mg C이다(Table 4). 대조적으로 전 세계 갯벌 분포도는 59,435.40 Mg C으로 산정되어 다른 갯벌 공간정보 데이터보다 현격히 낮은 탄소 저장량 값을 보였다(Fig. 6).
- 금강 하구 연안 유역의 전체 탄소 저장량은 전 세계 갯벌 분포도 기준으로 373,402.54 Mg C로 나타났으며 세분류 토지피복지도를 기준으로 456,165.50 Mg C로 나타났고 1/25,000 연안 정보도 및 2018년 갯벌 면적 조사를 기준으로 각 466,363.38 Mg C와 469,228.90 Mg C로 나타났다. 또한 금강에 활용된 4개 데이터의 평균 탄소 저장량은 441,290.08 Mg C이며 4개 데이터의 표준편차는 45,604.26 Mg C이다(Table 5). 2018년 갯벌 면적 조사와 전 세계 갯벌 분포도에서 금강 하구 연안 유역의 전체 탄소 저장량의 최솟값 및 최댓값이 나타났지만 한강 및 낙동강 유역에 비해 상대적으로 갯벌 공간정보 데이터 간의 차이가 적었다(Fig. 7).
- 영산강 하구 연안 유역도 금강 유역과 동일하게 상대적으로 갯벌 공간정보 데이터 간의 차이가 적었다(Fig. 8). 영산강 하구 연안 유역의 최대 탄소 저장량은 2018년 갯벌 면적 조사 기준으로 2,849,389.2 Mg C로 나타났고 최소 탄소 저장량은 전 세계 갯벌 분포도 대상으로 2,065,449.6 Mg C로 나타났다. 1/25,000 연안 정보도 및 세분류 토지피복지도 대상으로는 2,625,729.6 Mg C 및 2,689,970.4 Mg C의 탄소 저장량을 보였다. 또한 영산강에 활용된 4개 데이터의 평균 탄소 저장량은 2,557,634.70 Mg C이며 4개 데이터의 표준편차는 341,329.03 Mg C이다(Table 6).
- 3.4 하구 연안 유역 건강성 지수 비교
- 한강, 낙동강, 금강 및 영산강 등 4대강의 하구 연안 유역의 갯벌 공간정보 데이터별 유역 내 전체 탄소 저장량을 5개의 범주로 등간격 등급화를 수행하였다(Supplementary Figs. 1-4). 등급화 결과를 활용하여 각 하구 연안 유역의 갯벌 공간정보 데이터별 건강성 지수를 산정하였다(Fig. 9). 낙동강의 하구 연안 유역은 세분류 토지피복지도를 대상으로 건강성 지수가 82.93으로 산정되어 모든 유역 중 가장 높은 건강성 지수를 나타냈다. 반면에 낙동강 하구 연안 유역의 전 세계 갯벌 분포도 기준 건강성 지수는 25.18로 모든 유역에서 두 번째로 낮은 건강성 지수를 보여 갯벌 공간정보 데이터 간의 큰 차이를 보였다. 금강 하구 연안은 낙동강과 동일하게 세분류 토지피복지도를 대상으로 건강성 지수를 산정한 결과 최대 수치를 나타냈다. 한강과 영산강의 하구 연안 유역은 모두 1/25,000 연안 정보도를 기준으로 각 유역에서 가장 높은 건강성 지수를 나타냈다. 유역 면적과 동일하게 모든 유역은 갯벌 공간정보 데이터에 따라 상이한 건강성 지수를 보였고 전세계의 갯벌 분포도는 모든 유역에서 가장 낮은 건강성 지수를 나타냈다.
4. 결론 및 토의
- 4.1 하구 연안 유역 공간정보 비교
- 블루카본은 기후 변화의 주요 원인이 되는 이산화탄소(CO2)를 흡수하는 것을 의미한다. 그러나 국내외적으로 이를 공간 기반으로 정량적으로 도출하는 연구는 부족한 실정이다. 본 연구에서는 4대강의 하구 연안 유역의 실측 유기탄소 저장량 데이터와 국내외의 갯벌 공간정보 데이터를 활용하여 유역별 유기탄소 저장량을 개략적으로 산정하였다. 즉 기존의 공개된 실측 유기탄소 저장량을 계측한 데이터와 공개된 공간정보를 연계하여 국내 4대강 유역별 탄소 저장량을 유추하였고 이를 바탕으로 등간격을 적용한 건강성 지수를 분석하였다. 4대강의 하구 연안 유역에서 실측한 유기탄소 저장량은 유역 간뿐만 아니라 유역 내에서도 측정 지점에 따라 큰 공간적 변동성을 보였다. 따라서 단위 면적당 대표 탄소 저장량을 산정하였고 한강, 낙동강, 금강, 영산강 순서로 높은 단위 면적당 대표 탄소 저장량을 도출하였다. 산정한 단위 면적당 대표 탄소 저장량은 4개의 갯벌 공간정보 데이터인 UNEP-WCMC의 전 세계 갯벌 분포도, 환경부의 세분류 토지피복지도, 1/25,000 연안 정보도 및 국립해양조사원의 2018년 갯벌 면적 조사에 적용하여 유역별 총 탄소 저장량을 산정하였다. 유역별 총 탄소 저장량은 한강 및 영산강 하구 연안 유역이 금강 및 낙동강 하구 연안 유역보다 높았다. 갯벌 공간정보 데이터 중 모든 유역에서 가장 좁은 면적을 지닌 전 세계 갯벌 분포도로 산정한 총 탄소 저장량은 동일하게 모든 유역에서 낮은 수치를 보였다. 산정된 유역별 총 탄소 저장량은 유역별 건강성 지수 산정에 활용되었다. 건강성 지수는 유역 내 탄소 저장량 분포의 직관적 시각화를 통해 탄소 저장량이 부족한 구역을 우선적으로 복원하는 등의 정책적 지원에 도움을 줄 것으로 기대된다. 또한 지수화의 장점은 동일한 공간의 다른 데이터와 비교가 상대적으로 쉬워진다는 것이다. 따라서 본 연구 결과의 다른 분야 활용을 높일 것으로 사료된다.
- 4.2 연구 한계점 및 향후 연구 방향
- 본 연구에서는 가용한 실측 단위 면적당 탄소 저장량을 활용하여 4대강 하구 연안 유역 공간정보를 비교하였다. 기존 실측 데이터 연구(Lee et al., 2021)에서는 탄소 격리율을 행정구역 단위로 전환하여 표기하는 방법을 사용하였지만 연계성 부족이라는 한계가 존재한다. 이에 본 연구에서는 한강, 낙동강, 금강 및 영산강 하구 연안 유역 단위의 분석을 수행하였다. 하지만 한강 및 영산강 지점은 각 25개 이상의 데이터가 가용하여 10개 이하의 데이터가 가용한 낙동강 및 금강 지점보다는 상대적으로 데이터 양이 많았지만 유역 전역을 대표하기에는 절대적인 데이터의 양이 부족하다는 한계를 지닌다. 특히 유역 내 탄소 저장량은 식생 및 토양 특성 등 다양한 환경 인자에 따라 영향을 받기 때문에(Qi et al., 2021; Zhang et al., 2023) 유역 전역의 탄소 저장량의 공간적 이질성을 반영하기 위해서는 추후 추가적인 데이터 확보가 반드시 필요할 것으로 사료된다. 이러한 한계점은 실측 데이터와 연계가 필수적이기 때문에 발생한다. 실제 현장 조사 기반의 데이터는 물리적, 시간적으로 데이터를 획득, 처리 및 공개하는 것에 한계가 있고 본 연구에서 활용된 갯벌 현장 조사 데이터도 이에 해당한다. 또한 실측 데이터의 대표성을 공간정보와 연계하였을 때 대표 지역으로 반영하는 것 등의 세부적 한계점도 있을 수 있다. 그리고 건강성 지수는 유역별 탄소 저장량을 기준으로 산정하였기 때문에 유역 간의 비교가 어렵다. 향후 유역 간 비교를 위하여 명확한 탄소 저장량 건강성 기준을 지정한다면 유역 간 비교를 통해 효율적인 관리가 가능할 것으로 기대된다. 이러한 한계점에도 불구하고 본 연구는 국내외의 4개의 갯벌 공간정보를 활용하여 제작 시기와 방법의 차이로 데이터 간의 차이를 분석하였다. 갯벌 공간정보는 유역 탄소 저장량 산정에 있어 중요성이 크기 때문에 4개의 공간정보 중 하나를 선정하거나 병합을 통해 최적의 공간정보를 확보하는 것이 중요하다. 하지만 확보한 최적 공간정보도 최신의 갯벌 공간정보와 완전히 일치할 수 없기 때문에 원격탐사를 활용한 모니터링 자료 확보가 필요하다(Baek et al., 2024; Kim et al., 2024). 따라서 확보한 최적 공간정보로 최신 모니터링 자료를 검증하면 지속적이고 정확한 블루카본 모니터링이 가능할 것으로 사료된다. 즉 본 연구는 갯벌의 유기 탄소량을 직접적으로 현장 관측을 수행하는 연구와 더불어 다양한 이기종 위성을 활용하여 갯벌의 면적 변화를 정량적, 시계열적으로 분석하고 정의하는 것이 중요할 것으로 사료된다.
Notes
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Acknowledgement
This work was made possible through the valuable data provided by professor Bong-Oh Kwon from the Department of Marine Biotechnology at Kunsan National University. I would like to express my sincere gratitude to professor Bong-Oh Kwon for generously sharing their research data, which significantly contributed to the findings presented in this paper.
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Conflict of Interest
On behalf of all authors, the corresponding author states that there is no conflict of interest.
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Funding Information
This paper was written following the research works RE2024-04 and RR2023-05 funded by the Korea Environment Institute (KEI).
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Data Availability Statement
The data are not publicly available due to privacy or ethical restrictions.
Supplementary Material
Supplementary Fig. 1.
Health grade classification by tidal flat spatial data in the Han River Estuary Watershed. (A) Global distribution of tidal flat ecosystems. (B) Subdivision land cover map. (C) 1/25,000 coastal data. (D) 2018 tidal flat data.
GD-2025-0008-Supplementary-Fig-1.pdf
Supplementary Fig. 2.
Health grade classification by tidal flat spatial data in the Nakdong River Estuary Watershed. (A) Global distribution of tidal flat ecosystems. (B) Subdivision land cover map. (C) 1/25,000 coastal data. (D) 2018 tidal flat data.
GD-2025-0008-Supplementary-Fig-2.pdf
Supplementary Fig. 3.
Health grade classification by tidal flat spatial data in the Geum River Estuary Watershed. (A) Global distribution of tidal flat ecosystems. (B) Subdivision land cover map. (C) 1/25,000 coastal data. (D) 2018 tidal flat data.
GD-2025-0008-Supplementary-Fig-3.pdf
Supplementary Fig. 4.
Health grade classification by tidal flat spatial data in the Yeongsan River Estuary Watershed. (A) Global distribution of tidal flat ecosystems. (B) Subdivision land cover map. (C) 1/25,000 coastal data (D) 2018 tidal flat data.
GD-2025-0008-Supplementary-Fig-4.pdf
Fig. 1.Flow chart of comparative analysis of blue carbon stock. EHI, ecosystem health index.
Fig. 2.Study sites with sampling station (A) and measured organic carbon stock in (B) Han River Estuary Watershed, (C) Geum River Estuary Watershed, (D) Yeongsan River Estuary Watershed, and (E) Nakdong River Estuary Watershed.
Fig. 3.Spatial distribution of each tidal flat spatial data. (A) Han River Coastal Watershed. (B) Nakdong River Coastal Watershed. (C) Geum River Coastal Watershed. (D) Yeongsan River Coastal Watershed.
Fig. 4.Area of each coastal watershed by tidal flat spatial data. Colors of bars indicate data types. Blue, global distribution of tidal flat ecosystems. Orange, subdivision land cover map. Green, 1/25,000 coastal data. Red, 2018 tidal flat data.
Fig. 5.Carbon stocks by tidal flat spatial data in the Han River Estuary Watershed. (A) Global distribution of tidal flat ecosystems. (B) Subdivision land cover map. (C) 1/25,000 coastal data, and (D) 2018 tidal flat data.
Fig. 6.Carbon stocks by tidal flat spatial data in the Nakdong River Estuary Watershed. (A) Global distribution of tidal flat ecosystems. (B) Subdivision land cover map. (C) 1/25,000 coastal data, and (D) 2018 tidal flat data.
Fig. 7.Carbon stocks by tidal flat spatial data in the Geum River Estuary Watershed. (A) Global distribution of tidal flat ecosystems. (B) Subdivision land cover map. (C) 1/25,000 coastal data, and (D) 2018 tidal flat data.
Fig. 8.Carbon stocks by tidal flat spatial data in the Yeongsan River Estuary Watershed. (A) Global distribution of tidal flat ecosystems. (B) Subdivision land cover map. (C) 1/25,000 coastal data, and (D) 2018 tidal flat data.
Fig. 9.EHI of each coastal watershed by tidal flat spatial data. Colors of bars indicate data types. Blue, global distribution of tidal flat ecosystems. Orange, subdivision land cover map. Green, 1/25,000 coastal data. Red, 2018 tidal flat data. EHI, ecosystem health index.
Table 1.Characteristics of tidal flat spatial data across different institutions
Title |
Data source |
Production year |
Format |
Global distribution of tidal flat ecosystems |
UNEP-WCMC |
2019 |
Raster |
Subdivision land cover map |
ME |
2022 |
Vector (polygon) |
1/25,000 coastal data |
KHOA |
2011 |
Vector (polygon) |
2018 tidal flat data |
KHOA |
2018 |
Vector (polygon) |
Table 2.Property of each costal watershed
Coastal inflow river |
Sampling points in the mid-watershed |
Organic carbon stock (Mg C/ha) |
Han |
28 |
73.07 |
Nakdong |
10 |
58.27 |
Geum |
7 |
42.14 |
Yeongsan |
26 |
34.80 |
Table 3.Characteristics of tidal spatial data in the Han River Coastal Watershed
Title |
Total area (km2) |
Total organic carbon stock (Mg C) |
Mean |
SD |
Global distribution of tidal flat ecosystems |
453.19 |
3,311,459.33 |
4,521,717.74 |
1,876,896.79 |
Subdivision land cover map |
505.03 |
3,690,254.21 |
1/25,000 coastal data |
1,001.96 |
7,321,321.72 |
2018 tidal flat data |
515.10 |
3,763,835.70 |
Table 4.Characteristics of tidal spatial data in the Nakdong River Coastal Watershed
Title |
Total area (km2) |
Total organic carbon stock (Mg C) |
Mean |
SD |
Global distribution of tidal flat ecosystems |
10.20 |
59,435.40 |
154,619.45 |
64,892.63 |
Subdivision land cover map |
33.97 |
197,943.19 |
1/25,000 coastal data |
28.71 |
167,293.17 |
2018 tidal flat data |
33.26 |
193,806.02 |
Table 5.Characteristics of tidal spatial data in the Geum River Coastal Watershed
Title |
Total area (km2) |
Total organic carbon stock (Mg C) |
Mean |
SD |
Global distribution of tidal flat ecosystems |
88.61 |
373,402.54 |
441,290.08 |
45,604.26 |
Subdivision land cover map |
108.25 |
456,165.50 |
1/25,000 coastal data |
110.67 |
466,363.38 |
2018 tidal flat data |
111.35 |
469,228.90 |
Table 6.Characteristics of tidal spatial data in the Yeongsan River Coastal Watershed
Title |
Total area (km2) |
Total organic carbon stock (Mg C) |
Mean |
SD |
Global distribution of tidal flat ecosystems |
593.52 |
2,065,449.6 |
2,557,634.70 |
341,329.03 |
Subdivision land cover map |
772.98 |
2,689,970.4 |
1/25,000 coastal data |
754.52 |
2,625,729.6 |
2018 tidal flat data |
818.79 |
2,849,389.2 |
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Appendix
Meta Data for Dataset
Essential
|
Field |
|
Sub-Category |
Title of Dataset |
|
Blue Carbon Stock in Coastal Watersheds of Four Major Rivers |
DOI |
|
https://doi.org/10.23160/keidata.19
|
Category |
|
Environment |
Temporal Coverage |
|
2011, 2018, 2019, and 2022 |
Spatial Coverage |
Address |
Ganghwa-do, Incheon |
Yeongjong-do, Incheon |
Siheung-si, Gyeonggi-do |
Daebu-do, Gyeonggi-do |
Hwaseong-si, Gyeonggi-do |
Jinhae Bay, Gyeongsangnam-do |
Nakdong River Estuary, Gyeongsangnam-do |
Ocheon-myeon, Chungcheongnam-do |
Biin-myeon, Chungcheongnam-do |
Hampyeong-gun, Jeollanam-do |
Jeung-do, Jeollanam-do |
Aphae-do, Jeollanam-do |
WGS84 Coordinates |
[EPSG] 5186 |
[Latitude] 34°13'20.60" to 37°52'51.04" |
[Longitude] 125°44'33.39" to 129°6'8.34" |
Personnel |
Name |
Moung-jin Lee |
Affiliation |
Senior Research Fellow, Division for Environmental Planning, Water and Land Research Group, Korea Environment Institute, Bldg B, 370 Sicheongdaero, Sejong 30147, South Korea |
E-mail |
leemj@kei.re.kr |
CC License |
|
CC BY-NC |
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