현재 기후변화협약하에서 제1차 공약기간(2008~2012년)에 탄소배출권 으로 인정될 수 있는 산림활동은 1990. 1. 1~2012. 12. 31 기간 동안 행해 진 신규조림, 재조림, 산림전용 및 산림경영활동 등으로 되어 있다. 선진국 들은 탄소배출권을 인정받기 위하여 산림부문에서 신규조림, 재조림, 산림 전용 및 산림경영활동 등에 대한 정책을 수립하여 시행하고 있다. 특히 비 용과 시간이 많이 드는 신규조림 및 재조림보다는 산림경영활동을 통한 탄 소배출권을 인정받기 위한 노력이 지속적으로 이루어지고 있으며, 의무당 사국 대부분이 선택한 산림경영은 기후변화협약하에서 정의된 산림활동이 다. 일본의 사례에서 볼 수 있듯이 산림간벌 촉진법을 공포하는 등 중앙정 부 차원의 산림경영 및 관리에 역점을 두고 있다.
이러한 정책들은 산림활동에 대하여 보조금을 지급하거나 배출권을 인 정해 주는 것으로서 산림활동 증진을 장려하기 위한 것이다. 그러나 이러 한 정책은 사회경제적 가치를 고려한 산림경영의 효율성에 대해서는 대부 분 간과하고 있는 실정이다. 산림경영을 통해 탄소배출권을 인정받기 위해 서는 ‘경영된 산림16’에 대한 정확한 정의가 중요하며, 경영된 산림내에서 의 산림보호, 식재, 숲가꾸기 등 여러 활동들에 대한 사회경제적 가치를 평
가해야 할 필요가 있다. 산림경영에 따른 탄소흡수량 및 배출량은 산림 전 체 차원에서 계정되지만, 이를 증가시키기 위해서는 결국 임분(林分)17 단 위의 방안 마련이 필요하기 때문이다. 그러나 실질적으로 탄소 흡수 및 배 출을 포함한 산림경영의 경제적인 가치평가에 대한 논의는 활발하게 이루 어지지 않고 있는 실정이다. 이러한 평가는 지역적 특성을 반영해야 하므 로 국제적인 논의에 앞서 국내적인 합의 도출이 선행되어야 할 것이다.
16 여기서 가리키는 경영이란 다양한 공익적 가치를 포함하는 경영방법인 지속가 능한 산림경영을 의미함.
17 산림 안에 있는 나무의 종류, 나이, 생육 상태 따위가 비슷하여 주위의 다른 산 림과 구분되는 숲의 범위(http://www.daum.net, 국어사전).
4
IPCC 우수실행지침(2003)에서 제시한 산림의 탄소 흡수 및 배출에 영향 을 미치는 산림경영 활동은 산불방지 및 관리, 병충해 방지, 산림갱신 촉진 작업(지존작업, 식재/직파, 풀베기 등), 어린나무가꾸기, 솎아베기(간벌), 가 지치기, 비료주기, 벌기령 조절, 취약생태계 보호, 수확방법의 선택, 벌채 폐잔재 수거 등이다. 이들 사업 가운데 산불방지 및 관리, 병충해 방지, 생 태계 보호 등은 예측하기 힘든 사고 발생에 따른 산림훼손을 방지하기 위 한 것이며 사업 과정에서 유래되는 탄소의 배출이나 흡수와는 구별된다.
따라서 이 연구의 대상에서 제외된다고 할 수 있다.18 본 연구에서는 다양 한 산림사업들 가운데 계획에 따라 체계적인 활동을 통하여 목재를 관리하 고 벌채하는 과정에서 탄소축적 변화에 가장 큰 영향을 미치는 경제림 육 성사업의 어린나무가꾸기와 간벌을 최적화분석의 대상으로 정하였다.
어린나무가꾸기와 간벌 등에 관한 사업은 산림자원관리 표준매뉴얼 (2005. 산림청, 산림과학원)에 자세히 기술되어 있다.19 그러나 지속가능한 산림관리를 위해 적용되고 있는 이 매뉴얼은 산림의 기능별 관리지침, 자 원조성 및 관리지침 등 생리적 측면에서 지속가능한 산림관리를 위한 기술 적인 내용을 수록하고 있을 뿐이다. 이러한 지침에 따라 실시하는 산림관 리가 탄소의 배출 및 흡수에 얼마나 관련 있는지, 탄소흡수 확대를 위한
18 다만 산불예방 사업에 대해서는 효율성에 대해 평가를 시도하였음.
19 부록 2 참조.
지침은 무엇인지 등에 관한 내용은 부재한 상태이다. 즉, 산림관리 사업에 따른 탄소배출이나 흡수에 대한 기준은 아직 마련되지 못한 실정이다.
1. 이론적 배경
산림은 성장과정에서 광합성을 통하여 탄소를 흡수하며, 성숙한 임목이 벌채되어 이용될 경우 경제적인 가치를 가지게 된다. 가공 복제품의 탄소 저장 가능성에 대해서는 여러 가지 의견이 있으나 국제적인 합의가 이루어 지지 않은 상태이다. 따라서 임목은 벌채되면 저장 탄소를 배출한다는 IPCC의 기본가정을 적용한다.
산림관리의 목적을 탄소흡수와 가치 있는 목재생산을 통한 사회의 효용 을 극대화시키는 것이라 가정했을 경우, 효용함수는 <그림 4-1>과 같이 나 타난다. 경제림 조성사업을 통하여 탄소흡수와 목재의 경제성을 확보할 수 있다. 간벌과 같은 산림관리 사업의 강도를 높일 경우 목재의 경제성은 일 정 수준까지 올라가지만 탄소흡수량은 감소한다고 가정한다. 따라서 단위 면적당 산림관리에 따른 효용함수는 왼쪽 위에서 오른쪽 아래로 오목한 형 상을 띄는 곡선으로 표현되며, 한계효용 감소의 법칙이 적용된다. 또한 탄 소배출을 줄이면서 목재의 경제성을 높이는 기술이 개발되면 효용함수는 위쪽으로 이동하게 된다. 선분ab는 상대가격(탄소가격에 대한 목재가격)을 나타내는 제약선이 되며, 효용곡선과 가격제약선이 접하는 점에서 탄소흡 수와 목재생산을 동시에 고려한 최적의 생산활동이 된다.
이상의 이론은 경제림관리의 일정시점에서 측정이 가능한 정태적분석을 설명한 것이다. 그러나 나무는 일생동안 부피생장을 통하여 탄소를 흡수하 고, 최종적으로 벌채되어 목재를 제공하므로 위에서 설명한 여러 가지 현 상들은 일정한 시차를 두고 지속적으로 발생하게 된다. 정태적 분석은 목 적함수에 영향을 미치는 일들이 동시에 일어난다고 가정하기 때문에 분석 을 위하여 적용하기는 곤란하다.
탄소 흡수량
U1
U2
U3
b a
목재경제성
그림 4-1. 경제림 관리에 따른 효용함수
산림자원관리는 지속적인 산지이용과 동일한 것으로 간주할 수 있으며, 목적함수가 시간의 지배를 받으므로 동태분석이 필요하다. 따라서 목재 적 정관리 모형은 일정한 임분 내의 재적변화를 Equation of motion으로 설정 하고, 수확(간벌 및 주벌)에 따른 경제적 가치와 수확하지 않음으로써 얻을 수 있는 환경적 가치(탄소의 경제적 가치)를 변수로 하는 사회적 효용함수 를 목적함수로 가정하여 동태분석에 따라 최적의 관리방안을 구할 수 있다.
즉, 목재의 경제적 가치와 환경적 가치를 위한 적정관리 모형은 다음과 같 이 설정할 수 있다. 목적함수는 벌채 후 수확한 목재의 경제적 가치와 벌채 전 임목의 탄소흡수로 인해 얻을 수 있는 경제적 가치를 모두 고려한 사회 적 효용으로 설정한다. 임분의 재적을 나타내는 변수는 상태변수(, state variable)이며, 벌채량을 나타내는 변수는 제어변수(, control variable)이다.
각 변수에 대한 목적함수의 1계편도함수는 음의 값을 가지고, 2계편도함수 는 양의 값을 가진다. 임분의 임목재적은 벌채 전 탄소저장에 따른 가치를 측정할 수 있는 변수(state variable)로서, 전기(前期)의 재적량과 제어변수 (control variable)인 간벌량 또는 벌채량에 따라 변화한다. 따라서 t기의 시 업에 따른 재적변화율()은 같은 기간 성장한 부피( )에서 벌채, 간
벌 등을 통해 수확한 부피( )를 제외한 값과 같다. 최적 벌채량을 구하
- max∈
′∈
′ ′
∈ ′
여기서 ′는 다음 회기의 상태변수의 확률분포를 나타낸 것으 로, 현재의 상태(), 제어정도()에 의해 결정된다. 또한 는 상태변수 공간을, 는 제어변수 공간을 나타내고, δ는 할인요소(Discount factor) 를 나타낸다.