전국 산림자원조사 자료를 이용한 국가 산림통계 산출 기반 구축

제6차 국가산림자원조사부터 시행되는 모니터링 조사체계에 적합한 국가 산림통계산출 방안을 도출하기 위해서는 현행 조사체계의 미비점 보완을 통해 2011년부터 시작되는 모니터링 조사체계를 체계적으로 정립하여 국가 산림통계를 효율적으로 산출할 수 있는 기반 조성이 필요하다. 제5차 국가산림자원조사는 계통적 집락추출법으로 매년 20%씩의 집락에 대한 조사를 시행하는 과도기적인 성격을 가지고 있다. 하지만 5년 동안의 1주기 조사가 마무리되면 제6차 조사부터는 매 5년을 주기로 모니터링 조사가 반복된다. 즉, 본격적인 모니터링 조사가 시작되면 다양한 국가 산림통계 산출에 필요한 체계가 정립되기 때문에 이에 대한 대비가 필요하다. 이를 위해 현행 국가 산림자원조사 실행단계의 문제점 분석, 모니터링 조사 체계의 개선방안, 그리고 모니터링 조사 매뉴얼을 작성하였다. 독일이나 핀란드 그리고 스웨덴 등과 같은 유럽 국가들도 다목적 산림자원조사를 실시하고 있지만 모니터링 조사체계가 우리나라와는 다르다. 특히 독일의 경우 2001년에 제2차 전국 산림자원조사를 실시하여 2년 동안 전국의 조사를 마쳤으나 자료의 분석 및 평가에 수년이 소요되었으며, 조사주기는 10〜15년으로 그동안의 산림변화를 모니터링 하는 체계를 채택하고 있어 우리나라와 같은 연년 조사체계와는 근본적으로 다르다(산림청, 2002). 우리나라와 유사한 조사체계를 갖추고 있는 국가는 미국이다. 미국은 1998년부터 FIA 조직을 갖추고 본격적인 산림자원조사를 실시하고 있으며, 현재 모니터링 조사를 통해 산림변화를 파악하고 있다. 특히 표본설계에서는 3단계로 구분하여 마지막 3번째 단계에서 산림건전도 조사를 실시하고 있는데, 5km 간격으로 조성된 고정표본점 중에서 매 16번째 표본점을 대상으로 산림생태계 기능, 조건, 그리고 건전성 등을 측정하여 분석하고 있다(Smith and Conkling, 2005). 외국의 경우 모니터링 조사체계에 적합한 표본설계와 관련된 연구가 다양한 형태로 진행되어 왔다. 우선 고정표본점에 대한 모니터링 조사의 경우 기존의 모든 표본점을 다시 조사하는 방법인 CFI(continuous forest inventory)는 Scott(1947)에 의해 개발되어 오랫동안 사용되어 왔는데, 정확하게 산림변화를 예측할 수 있는 방법이지만 이전과 동일한 양의 조사가 필요하다는 단점을 가지고 있다. Ware와 Cunia(1962)에 의해 소개된 SPR(sampling with partial replacement)은 이미 설정된 고정표본점 중의 일부와 새로운 표본점 자료를 이용하는 표본조사 방법이다. 잘 알려진 이중추출법(double sampling)도 일종의 SPR 기법 중의 하나인데(Cochran, 1977), 이 기법은 CFI 기법에 비해 정도가 더 높은 추정치를 제공하는 것으로 알려져 있다(Scott, 1984). 대부분의 국가들이 최근 모니터링 조사를 실시하고 있는 실정이며, 실행과정에서 다양한 시행착오를 겪으면서 모니터링체계를 구축해 나가고 있는 실정이다. 고정표본점 조사법은 1930년대 미국에서 먼저 개발되었으며, 일반적으로 이 방법은 같은 표본점을 반복적으로 조사한다는 가정에서 이루어진다. 고정표본점 조사법을 이용하면 첫 번째 시기에 조사가 이루어진 표본점에 대해서 다음 시기에서도 조사가 이루어진다. 고정표본점 조사 하에서 모수의 추정량은 조사 시기에 따라 구체적(time-specific)으로 나타난다. 이는 시간을 나타내는 접미사 t에 의해서 고정표본점 조사에 의한 추정량은 시간에 따라 변하는 것을 말한다. 따라서 접미사 t의 값은 모수의 추정치를 알기위해 조사가 이루어지는 시기를 말하며 숫자 1, 2, 3으로 나타낸다. 일반적으로 산림조사는 연속하는 두 조사 시기에 대하여 각 표본점의 다양한 산림 정보의 변화에 대한 추정을 중요시한다. 양의 상관계수를 가지는 고정 표본점에 대한 변화의 추정치는 조사 시기마다 독립적으로 설치된 표본점에서 얻어지는 변화에 대한 추정치보다 작은 분산값을 가진다. 고정표본점 조사의 장점은 조사 시기에 따른 변화에 대한 추정치의 분산값을 줄일 수 있다는 것이다. 이러한 장점에도 불구하고 고정표본점 조사는 실제 조사에서나 산림정보에 대한 추정에 대해서 문제점을 가지고 있다. 시간이 지남에 따라 표본점에 대한 위치의 불확실성 때문에 나중에는 표본점이 주변의 다른 산림으로 변할 수도 있다는 것이다. 표본점의 위치는 모양이나 형태에 따라 다양하게 취급되는데, 이러한 불확실성을 제거하지 않고 수행되는 표본점의 조사는 산림 정보의 값들이 편향되거나 통계적으로 신뢰성을 잃을 수 있다. 단지 입목생장과 같은 산림의 변화를 추정한다면 고정 표본점이 두 시기의 독립적인 임시표본점보다 비용적으로 저렴하며, 같은 비용으로 표본 오차를 줄일 수도 있다. 두 시기의 독립적인 임시 표본점에서 나타나는 차이는 표본점의 변화뿐만 아니라 두 모집단 사이의 변이도 알 수 있다. 그러나 단지 현재의 임분 상태를 알고자 한다면 임시 표본점이 고정표본점보다 비용적인 측면에서 효율적인데, 이는 표본점의 중심을 나타내는 표식이 필요하지 않으며 입목들의 공간적인 위치를 조사하지 않아도 되기 때문이다. 모니터링을 위해 전국에 4km 격자 단위로 설치된 고정표본점을 재조사하는 것이 고정표본점 조사법이다. 따라서 고정표본점 조사법의 조사 매뉴얼은 현재 사용되고 있는 제5차 국가산림자원조사 매뉴얼과 기본적으로 큰 차이가 없을 것으로 생각된다. 다만 모니터링 조사는 생장에 의한 다양한 변화량 추정과 토지이용 형태의 변화 등 시간경과에 따른 산림의 변화를 파악하는 것이 주목적이기 때문에 이전조사와는 다소 다른 항목이 추가되거나 또는 변경되어야 할 것이다. 예를 들어 이전 조사와는 달리 모니터링 조사에서는 표준목을 대상으로 생장추에 의해 직경생장량을 파악할 필요가 없다. 제5차 조사에서 측정된 흉고직경과 모니터링 조사에서 파악된 흉고직경의 차이에 의해 직경생장량을 직접 측정할 수 있기 때문이다. 또한 다양한 산림통계에 대해 5년 전과 비교를 위한 조사 항목이 포함되어야 하지만 앞에서 언급한 대로 조사 매뉴얼의 기본 틀은 바뀌지 않을 것으로 판단된다. 산림자원조사에서 얻어지는 산림통계 중에서 임목축적은 임목생체량 및 탄소저장량을 산출하는데 사용되는 기본 자료라는 점에서 매우 중요하다. 재적생장률은 일정 기간 동안의 재적생장량에 의해 추정되어지는데, 이는 직경생장으로부터 얻어지는 단면적 생장과 수고생장이 복합적으로 영향을 미친 결과이다. 이론적으로 단면적생장률은 직경생장률의 2배이며(Prodan, 1965), 재적생장률은 단면적 생장률에 수고생장 률을 더한 후 형수의 영향 정도가 가산됨으로서 추정된다. 제5차 국가산림자원조사에서는 전국을 4km×4km 격자로 나눈 후 그 교차점에 4개의 표본점을 집락으로 배치하는 계통적 집락추출법을 채택하고 있으며, 전국을 대상으로 매년 20%씩의 집락에 대한 일제조사를 실시하고 있다.