저작자표시-비영리-변경금지 2.0 대한민국

이용자는 아래의 조건을 따르는 경우에 한하여 자유롭게

l 이 저작물을 복제, 배포, 전송, 전시, 공연 및 방송할 수 있습니다.

다음과 같은 조건을 따라야 합니다:

l 귀하는, 이 저작물의 재이용이나 배포의 경우, 이 저작물에 적용된 이용허락조건을 명확하게 나타내어야 합니다.

l 저작권자로부터 별도의 허가를 받으면 이러한 조건들은 적용되지 않습니다.

저작권법에 따른 이용자의 권리는 위의 내용에 의하여 영향을 받지 않습니다.

이것은 이용허락규약(Legal Code)을 이해하기 쉽게 요약한 것입니다.

Disclaimer

저작자표시. 귀하는 원저작자를 표시하여야 합니다.

비영리. 귀하는 이 저작물을 영리 목적으로 이용할 수 없습니다.

변경금지. 귀하는 이 저작물을 개작, 변형 또는 가공할 수 없습니다.

http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.0/kr/legalcodehttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.0/kr/

조경학석사학위논문

가로수 가치 추정 기초 연구

- 서울시 노원구를 대상으로-

2014년 2월

지도교수

안 동 만

서울대학교 대학원

생태조경・지역시스템공학부 생태조경학전공

이 지 영

조경학석사학위논문

가로수 가치 추정 기초 연구

- 서울시 노원구를 대상으로-

A Study on Estimating Economic Value of

Street trees

-Focusing on Nowon-gu, Seoul-

2014년 2월

지도교수

안 동 만

서울대학교 대학원

생태조경・지역시스템공학부 생태조경학전공

이 지 영

가로수 가치 추정 기초 연구

- 서울시 노원구를 대상으로-

지도교수 안 동 만

이 논문을 조경학석사학위논문으로 제출함

2013년 10월

서울대학교 대학원

생태조경・지역시스템공학부 생태조경학전공

이 지 영

이지영의 석사학위논문을 인준함

2013년 12월

위 원 장 _____________________(인)

부 위 원 장 _____________________(인)

위 원 _____________________(인)

국 문 초 록

열악한 도시 환경 개선을 위한 도시 녹지 연구는 상당히 많이 진행되고

있다. 하지만 녹지 조성은 개발 압력과 많은 이해관계들이 얽혀 단시간에

실현되기는 어려운 현실이다. 반면 가로수는 산림청에서 고시한 「산림자

원 조성 및 관리에 관한 법률」에 의해 도로변에 의무적으로 심어야 하는

수목으로 환경문제를 지역적 차원에서 해결할 수 있는 가능성을 가지고

있으며, 도시 내 녹지 네트워크 실현을 통한 생태계 보전에 중요한 의미

를 갖고 있다. 그러나 이러한 의무 설치에도 불구하고 적은 예산 편성과

관리 측면에 집중하지 못하여 생육 상태가 불량하거나 가로수를 제거하는

일이 빈번히 발생하고 있다. 따라서 본 연구는 가로수의 객관적인 경제적

가치를 환경가치와 경관가치 측면에서 분석하여, 가로수 가치를 입증하

고, 이를 통해 가로수 식재를 장려하고 관리에 관한 세부지침 마련을 위

한 근거를 제시하고자 한다.

가로수를 비롯한 경관이나 산림 등의 공공재는 일반 재화와 달리 누구

나 납득할만한 화폐적 가치로 나타내기 어렵지만, 최근 다양한 경제적 분

석 기법을 통해 연구가 진행되고 있다. 이에 본 연구에서는 환경 가치(에

너지 저감, 이산화탄소 흡수, 대기 질 향상, 우수유출 저감)와 경관 가치

(미적 경관 향상) 두 부문으로 나누어 가로수 경제적 가치를 분석하였다.

본 연구의 공간적 대상은 가로수 관리 대장을 비교적 체계적으로 작성하

고 있는 노원구를 대상으로 하였다.

환경 가치는 미국 산림청(United States Forest Service)에서 제공하

는 i-Tree Streets 프로그램을 이용하고, 경관 가치는 가상가치 평가법

(Contingent Valuation Method, CVM)의 지불의사금액(Willingness to

pay, WTP)을 활용하여 분석하였다. 그리고 노원구 가로수에 대한 전반

적인 만족도와 수종별 만족도를 추가로 설문하였다. 설문은 총 64명을

대상으로 하였으며, 설문조사 결과값은 토빗모형으로 분석하였다.

연구결과는 다음과 같다.

첫째, 노원구 가로수 경제적 가치는 연간 약 9억 6천만원으로 나타났

다. 단일 수목별로는 플라타너스와 메타세콰이어가 15만 6천원으로 주요

수종 중에서 가장 가치가 높게 나타났다.

둘째, 노원구 가로수 환경 가치는 연간 약 8억 5천만원으로 나타났으

며, 항목별로는 에너지 저감 효과가 가장 크게 나타났다. 분석결과 은사

시나무와 대왕참나무는 에너지 저감과 우수유출 저감에서 효과적이며, 은

행나무와 느릅나무는 이산화탄소 흡수에 효과적인 것으로 나타나 향후 가

로수 식재 수종 선정 시 위 수종을 장려할 필요가 있다.

셋째, 노원구 가로수 경관 가치는 연간 약 1억원으로 나타났다. 특히

응답자들은 녹음수를 선호하는 경향이 있었으나 설문시기가 초가을로 매

우 제한적이었기 때문인 것으로 사료된다. 따라서 추후 설문 기간을 확대

하여 연구를 진행해야 할 것이다. 또한 지역 거주민일수록 경관 가치를

높게 평가하였으나, 거주 연수가 길고 연령이 높은 거주민은 오히려 경관

가치를 낮게 평가하였다. 따라서 연령이 높은 지역민들을 대상으로 가로

수에 지속적인 관심을 가질 수 있도록 교육 및 활동프로그램 등을 권장할

필요가 있다. 또한 야외활동이 많고 거주지 인근에 도시공원이 가까이 위

치해 있을수록 가로수 경관가치가 높게 나타나 공원과 가로수가 밀접한

관련을 가지고 있다는 것을 추측할 수 있다.

넷째, 노원구 가로수 생육상태에 대한 만족도는 전반적으로 높게 나타

났다. 그러나 노원구에서 가장 높은 식재비율을 차지하는 은행나무는 열

매 악취로 인해 불만족 경향이 약 40%를 나타내어 가로수 수종선정에

대한 제고가 요구되며, 은행나무 열매에 관한 집중적 관리가 필요할 것으

로 보인다.

본 연구는 가로수의 혜택을 경제적 가치로 파악하여 가로수 조성을 장

려하고 정책적으로는 가로수 예산 편성을 확대하는데 기하고자 하였다.

또한 보다 효과적인 정책수립이나 정책 개선에 객관적 근거가 될 수 있으

며, 세부 기준 마련에 기초가 되는 연구라는데 의의가 있다.

하지만 다음과 같은 한계점이 있다.

i-Tree Streets 프로그램의 내부 한계점이 존재한다. 하나는 미국에서

생장한 수목의 회귀식을 통해 적용한 것이기 때문에 우리나라에 식재된

실제 가로수 데이터와는 차이가 있을 수 있다. 따라서 결과 값이 과대 혹

은 과소 추정되었을 수 있다. 우리나라 수목 가치의 더욱 정교한 값을 산

출하기 위해서 대상지 가로수의 데이터를 기반으로 한 회귀식이 있어야

할 것이며 앞으로 이와 같은 프로그램 개발이 필요할 것으로 보인다.

□ 주요어: 가로수, 환경가치, 경관가치, 지불의사액, 지불카드법, 가상가

치평가법, 토빗모형

□ 학 번: 2012-21138

- i -

❚목 차 ❚

Ⅰ. 서론 ················································································· 1

1. 연구 배경 ································································································ 1

2. 연구 목적 ································································································ 3

3. 연구 흐름 ································································································ 4

Ⅱ. 이론 고찰 ········································································ 7

1. 가로수 환경 가치 ···················································································· 8

2. 가로수 경관 가치 ·················································································· 15

2.1. 가상가치평가법 ··············································································· 16

1) 조사 방법 ·························································································· 17

2) 지불 방법 ·························································································· 17

3) 지불 수단 ·························································································· 19

2.2. 분석 모형 ························································································· 19

1) 확률 효용 이론 ················································································ 19

2) 토빗 모형 ·························································································· 21

Ⅲ. 연구 범위 및 방법 ····················································· 22

1. 연구 범위 ································································································ 22

1.1. 공간적 범위 ····················································································· 22

1.2. 내용적 범위 ····················································································· 23

2. 연구 방법 ································································································ 24

2.1. 환경 가치 추정 ··············································································· 24

1) 에너지 저감 ······················································································ 24

2) 이산화탄소 흡수 ·············································································· 26

3) 대기 질 향상 ···················································································· 26

4) 우수유출 저감 ·················································································· 28

2.2. 경관 가치 추정 ··············································································· 29

1) 사진 선정 ·························································································· 30

- ii -

2) 설문 구성 ·························································································· 30

3) 예비 조사 ·························································································· 33

4) 설문 조사 ·························································································· 33

5) 분석 모형 ·························································································· 34

Ⅳ. 결과 ··············································································· 35

1. 노원구 가로수 현황 및 만족도 ·························································· 35

1.1. 노원구 가로수 현황 ······································································· 35

1.2. 만족도 ······························································································· 37

1) 노원구 6개 수종에 대한 만족도 ·················································· 37

2) 노원구 전체 가로수에 대한 만족도 ············································ 38

1.3. 소결 ··································································································· 39

2. 가로수 환경 가치 추정 결과 ······························································ 40

2.1. 에너지 저감 ····················································································· 40

2.2. 이산화탄소 흡수 ············································································· 42

2.3. 대기 질 향상 ··················································································· 44

2.4. 우수 유출 저감 ··············································································· 46

2.5. 소결 ··································································································· 47

3. 가로수 경관 가치 추정 결과 ······························································ 50

3.1. 기술 통계 ························································································· 50

3.2. 지불의사금액 ··················································································· 51

3.3. 한계효과 ··························································································· 52

4. 가로수 환경가치와 경관가치 종합 ···················································· 53

Ⅴ. 요약 및 결론 ······························································· 55

- iii -

❚ 인용문헌 ···················································································· 57

❚ 부록 1 ······················································································· 60

❚ 부록 2 ······················································································· 61

❚ 부록 3 ······················································································· 65

❚ 부록 4 ······················································································· 69

■ 표 차례

표 1 생장속도 추정을 위한 입력 자료 항목 ················································· 8

표 2 단위 에너지 소모 산출식 적용값 ························································ 12

표 3 환경 가치 추정을 위한 비용 평가 ······················································ 14

표 4 공공재 가치추정을 위한 기법 ······························································ 15

표 5 CVM 질문형태 ························································································· 18

표 6 평균 SMP ································································································· 25

표 7 용도별 가스요금 항목 ············································································ 26

표 8 대기오염에 따른 사회적 비용(1999) ················································ 27

표 9 노원구 하수관거 연장 현황(m) ··························································· 28

표 10 설문 문항 ································································································ 32

표 11 노원구 주요 가로수 현황(계) ···························································· 35

표 12 흉고직경 별 주요 가로수 현황(계, %) ··········································· 37

표 13 수종별 에너지 저감 가치 ···································································· 41

표 14 수종별 이산화탄소 흡수 가치 ···························································· 42

표 15 6개 수종별 이산화탄소 흡수량 비교(kg) ······································ 43

표 16 수종별 대기질 향상 가치 ···································································· 45

표 17 수종별 우수유출 저감 가치 ································································ 46

표 18 수종별 환경 가치(천원) ······································································ 47

표 19 단일 수목 당 환경 가치(원) ······························································ 48

표 20 수종별 민감도(tree/year) ································································· 49

표 21 기술통계량 ······························································································ 50

표 22 수종별 WTP(원) ·················································································· 51

- iv -

표 23 WTP에 대한 회귀분석 결과 ······························································ 52

표 24 단일 수목 당 연간 가치(원) ······························································ 53

표 25 노원구 가로수 연간 가치(원) ···························································· 54

표 26 단일 수목 당 연간 가치(원) ······························································ 54

표 27 모데스토와 노원구 종구성비 비교 ···················································· 61

표 28 16개 대표도시 종구성 분석결과 일치도(%) ································· 62

표 29 서울시 냉·난방도일 ············································································ 62

표 30 정규화 ······································································································ 63

표 31 대표도시와 연구대상도시 자료 ·························································· 63

표 32 가중치 0.25로 대입한 결과 ······························································· 64

표 33 가중치 0.3, 0.2, 0.4, 0.1로 대입한 결과 ····································· 64

■ 그림 차례

그림 1 기존 i-Tree Streets 프로그램의 흐름 ·········································· 4

그림 2 연구흐름도 ······························································································· 6

그림 3 기후대 ···································································································· 10

그림 4 대상지 ···································································································· 23

그림 5 노원구 가로수종 비율(%) ································································ 36

그림 6 노원로 36길에 식재된 벚나무 ······················································· 36

그림 7 6개 수종에 대한 만족도 ···································································· 38

그림 8 노원구 가로수에 대한 만족도 ·························································· 38

그림 9 i-Tree Streets ·················································································· 60

- 1 -

Ⅰ.서론

1.연구 배경

자연과 같은 비시장 재화는 시장을 통해 거래가 이루어지지 않기 때문

에 가격이 형성되지 않아 타당한 가치 추정이 어렵다. 그렇기 때문에 개발

과 보존과 같은 대립적 논쟁이 발생했을 때 눈앞에 보이는 이익 앞에서

자연환경의 가치는 그 우선순위가 낮아지기 쉽다. 따라서 어떠한 환경 정

책의 시행 여부를 결정하기 위해서 자연에 대한 보다 과학적이고 타당한

경제적 가치추정이 필요하다. 미국 환경보호국(Environmental Protection

Agency, EPA)이나 영국의 지역 교통부(Department of Transport,

Local government and the Regions, DTLR)는 환경정책 수립 전 의무

적으로 객관적인 비용-편익분석을 실시하여 환경정책 수립에 가장 중요한

도구로 사용하고 있다(이진권 외, 2007). 또한 이미 시행되고 있는 환경

정책에 대한 효율성 검증도 환경가치는 유용한 기준이 될 수 있다.

우리나라에서 자연이나 환경에 대한 경제가치 추정연구는 도시공원이나

국립공원, 경관, 생태계, 하천 등 단일 규모가 매우 유동적인 대상을 중심

으로 진행되어왔다. 신영철 외(2005)는 생태적으로 보존가치가 높은 지역

임에도 개발의 압력에 위협당하는 경우가 많으며, 합리적인 의사결정을 위

해 환경자원의 가치평가에 대한 필요도가 높다고 하였다. 엄영숙(2013)은

국회예산정책처에서 정책시행의 효율성 분석을 위해 자연공원의 보전 및

관리제도에 대한 편익과 비용을 비교하도록 하고 있다고 하였다. 곽승준

외(2001)는 동강 댐 건설 논쟁을 결말짓기 위해 추상적 규모의 가치를

정량적으로 추정하여 소모적 논쟁을 속히 끝내야 한다고 주장하였다.

이러한 논쟁은 도시에서도 발생하고 있다. 환경오염 저감 방안으로 많

은 연구에서 도시 녹지가 효과적임을 밝히고 있지만 개발압력과 많은 이

해관계들이 얽혀 단시간에 실현되기 어렵다.

가로수는 「산림자원 조성 및 관리에 관한 법률1)」에 의해 도로변에

의무적으로 심어야 하는 수목으로서 법을 기반으로 하여 환경문제를 지역

적 차원에서 해결할 수 있는 가능성을 가지고 있으며, 도시 내 녹지 네트

1) 법령 1장 2조에 따르면 가로수는 고속국도를 제외한 대통령령 도로 주변지역에 심는 수목을 말한다.

- 2 -

워크 실현을 통한 생태계 보전에 중요한 의미를 갖고 있다.

산림청 고시로「가로수 조성 및 관리 규정」에서는 가로수의 관리사항

을 언급하고 있으며, 각 지방자치단체에서는 조례를 통하여 가로수 규정

에 관한 세부사항을 명시하고 있다. 하지만 우리나라 가로수 관련 정책은

다양한 환경을 고려하지 않고 정책 항목을 일괄적으로 적용하고 있으며,

주민 의견이 반영되기 힘든 상의하달식(top-down)으로 정책을 시행하여

효과적인 가로수 조성 및 관리에 미흡한 편이다. 또한 관리 및 조성에 대

한 명확한 기준이 없어 효과적인 가로수 관리가 되고 있지 않아 생육 상

태와 토양 환경이 불량한 경우가 많다. 이러한 문제가 발생하는 주요 원

인으로는 가로수 관련 예산이 매우 적기 때문이다(성현찬, 2003b).

그러므로 가로수의 중요성 인식을 제고하며, 정책적 제언을 위해 본 연

구에서는 가로수의 편익 추정에 주목하고자 한다. 현재까지 우리나라에는

가로수의 편익 추정 연구가 없으며 가로수 혜택을 과학적이고 정량적으로

실험한 연구가 매우 부족하다.

조현길 외(2001)는 도시수목의 경제적 가치평가가 식재 및 관리 측면

의 예산 확보를 위해 필요한 객관적 자료가 될 수 있다고 하였다.

McPherson 외(2005)는 수목이 주는 편익 추정이 가로수 식재 구조를

개선하는 첫 단계라고 할 수 있으며, 결국 이러한 변화는 미래에 확장된

편익을 가져올 것이라고 하였다. 조현길 외(2002)는 서울 남산 도시자연

공원을 대상으로 수목의 대기정화능력을 평가하였고, 분석 자료를 토대로

경제 가치를 추산하였다. 이러한 결과는 수목의 대기정화능력을 다시 한

번 입증하고 관리 예산 확보에 기여할 것이라고 하였다. 실례로 뉴욕시에

서 가로수의 경제적 가치를 분석한 이후 10년간 약 4천억원의 기금을 지

원하는 가로수 관리 편드를 설립하였다.2)

이렇게 정량적으로 추정된 가로수의 혜택을 경제적 가치로 환산하는 연

구는 가로수 관련 예산이 적게 편성되는 우리나라 현실에서 필수적이라

할 수 있으며(성현찬, 2003b), 가로수 관련 정책 입안자나 관련 공무원,

시민들에게 객관적 자료가 될 수 있다. 나아가 가로수 혜택 확대 방안을

모색할 수 있는 기초자료가 될 수 있다.

2) Kling J.(2008), Greener cities: U.S. Forest service software package helps cities manage

their urban treescape. PSW Science Perspectives. USDA Forest service, Pacific Southwest

Research Station, Albany, CA, p.6

- 3 -

2.연구 목적

본 연구는 가로수 현황 자료를 바탕으로 도시 가로수의 경제적 가치를

평가하고자 하며, 이러한 결과는 추후 관련 정책 수립 시 합리적 의사결

정에 도움을 줄 수 있을 것으로 예상한다. 그리하여 본 연구의 세부 목적

은 다음과 같다.

첫째, 가로수 경제적 가치를 추정한다. 이 때 가로수 경제적 가치 항목

을 크게 환경가치와 경관가치로 구분하여 추정한다. 이러한 결과를 바탕

요성을 다시한번 제고하고 앞으로의 가로수 편익 확대에 관해 논의한다.

또한 가로수 현황 자료를 바탕으로 현재 가로수 관리 제도 및 정책에 관

한 문제점을 파악하여 향후 가로수 관리의 개선방안을 제시하고자 한다.

둘째, 가로수의 환경 개선 편익을 추정한다. 이 때 우리나라 환경에 맞

는 과학적인 실험 자료가 부족하여 미국 산림청(U.S. Forest service)에

서 제공하고 있는 'ｉ-Tree Streets' 프로그램을 이용한다. 본 프로그램

을 통해 노원구 전 가로수의 환경 편익을 추정하고 수종 별 환경 가치를

추정하여 가로수 환경 편익을 더욱 확장할 수 있는 방안을 제시한다.

셋째, 가로수의 경관 향상 편익을 추정한다. 이 때 비시장재인 경관은

진술선호법인 가상가치평가법(Contingent Valuation Method, CVM)으

로 지불의사액(Willingness-to-pay, WTP)을 평가한다. 설문 결과를 통

해 수종 별 경관 편익을 산정하고 이것을 바탕으로 노원구 전 가로수의

경관 편익을 산정한다. 이 때 분석에는 절단 자료 모형인 토빗 모형

(Tobit regression model)을 사용한다.

넷째, 노원구 주민을 대상으로 가로수종 만족도에 대한 설문을 진행하

여 주민 의견을 파악하고 가로수 식재 계획 시 고려해야할 사항을 통해

정책적 제언을 하고자 한다.

- 4 -

3.연구 흐름

기존의 ⅰ-Tree Streets는 가로수의 혜택을 에너지 저감 부문, 이산화

탄소 흡수 부문, 대기질 향상 부문, 우수유출 저감 부문, 경관 향상 부문

으로 규정하여 계량화하고자 하였다(그림 1).

가로수 가치 추정

대상지 현황자료 분석

에너지 CO2 대기질 우수유출 경관

ⅰ-Tree Streets

데이터 출력

수종 별, 환경 가치 별 가치 추정

가로수 총체적 가치

그림 1. 기존 ⅰ-Tree Streets 프로그램의 흐름

가로수의 가치 추정을 위한 ｉ-Tree Streets의 운영과정은 첫째, 가로

수가 식재된 지역과 유사한 기후대를 선정한다. 둘째, 수종, 수량, 흉고직

경의 필수 데이터를 입력하고 토지이용, 생육상태, 지주대 설치 여부 등

의 나머지 선택 데이터는 필요 여부에 따라 입력한다. 셋째, 가로수의 경

제적 가치를 도출한다. 이 때 결과는 5부문으로 구분하여 산출되며, 이는

에너지 저감 가치, 이산화탄소 흡수 가치, 대기 질 향상 가치, 우수 유출

저감 가치, 경관 향상 가치이다. 가로수의 환경적 가치라 할 수 있는 에

너지, 이산화탄소, 대기 질, 우수 유출 부문은 앞서 기후대를 설정하고 동

일 수종을 선택하기 때문에 우리나라 가로수의 실험 결과와 크게 차이가

- 5 -

나지 않을 것으로 보인다.

하지만 경관 향상 부문은 우리나라에 적용하기에 무리가 있다고 판단하

는데 그러하다고 생각하는 가장 큰 이유는 주택유형과 가로수가 주택 가

격에 미치는 영향이다.

미국의 대중적인 주택유형은 단독주택이지만 우리나라의 경우 5층 이

상의 고층아파트가 주를 이룬다. 이는 가로수 경관을 조망하는 지점이 매

우 다르다는 것을 의미하기 때문에 미국과는 차이가 있을 것으로 예상된

다. 또한 우리나라에서 도로변에 선형으로 식재되어 있는 가로수가 주택

가격에 영향을 미친다고 보기 어렵기 때문에 ｉ-Tree Streets의 경관

가치 부문은 우리나라에 적용함에 있어서 적절하지 않을 것으로 보인다.

따라서 경관 가치 부문에서는 우리나라 상황에 맞도록 적용하기 위하여

경관 평가 기법으로 널리 쓰이는 CVM(가상가치평가법, Contingent

Valuation Method)을 사용하여 경관 가치 평가에 적용해 보고자 한다.

따라서 본 연구에서는 기존의 ⅰ-Tree Streets의 데이터를 이용하되,

경관 가치 부분을 노원구 주민을 대상으로 평가하였으며 연구의 흐름은

다음과 같다(그림 2).

2010년 대상지 가로수 현황자료를 바탕으로 가로수 가치를 크게 환경

가치와 경관가치로 나누어 추정하고자 한다.

먼저 환경가치는 'ｉ-Tree Streets'에 데이터를 입력하여 기후대를 선

정하고 적합한 기후대에 따른 가로수의 에너지저감, CO2, 대기질, 우수유

출 저감량이 산출된다.

반면, 경관가치는 서울시 노원구 주민을 대상으로 가상가치평가법

(Contingent Virtual Method, 이하 CVM) 중 지불카드방식으로 설문하

여 가치를 추정한다. 이 때 지불카드방식의 시작점 편의(bias, 偏倚)를

줄이기 위해서 사전 예비조사를 실시하며, 이 밖에도 본 설문에서 필요한

가로수종 별 사진을 촬영한다. CVM 결과는 가로수가 공공재이기 때문에

지불하지 않겠다는 응답자수가 많고, 독립변수자료는 있으나 종속변수자

료는 관찰되지 않는 중도절단자료이기 때문에 토빗모형으로 분석하도록

한다. 이 때 결과는 수종별 WTP 형태로 산출된다. 또한 각 수종에 대한

만족도를 빈도분석하여 데이터를 출력한다.

최종적으로 가로수의 환경가치와 가로수의 경관가치를 종합하여 노원구

총 가로수에 대한 가치를 추정하며 정책적 시사점을 제언한다.

- 6 -

결론 및 정책적 제언

대상지 현황자료 분석

대상지 가로수 가치

환경 가치 경관 가치

데이터 입력

(수종,흉고직경,냉ㆍ난방도일,강수량)

사전 조사 및 예비 설문

(수종선정,사진촬영,설문구성)

기후대 선정

에너지 CO₂ 대기질 우수 CVM 만족도

설문 실시

ｉ-TreeStreets 토빗모형 빈도분석

데이터 출력

(수종 별ㆍ환경 가치 별 편익)

데이터 출력

(수종 별 WTP)

데이터 출력

(수종 별 만족도)

가로수 가치 추정

그림 2. 연구 흐름도

- 7 -

Ⅱ.이론 고찰

현재 국내 실정에 맞는 수목의 환경 가치 연구는 그 수가 매우 제한적

이다. 그러나 기후변화 문제와 더불어 이산화탄소 관련 연구는 종종 진행

된 것을 볼 수 있다.

이관규(2003)는 지속가능성 지표 개발을 위해 9개의 지표를 가지고

종합 평가 모형을 산출하였다. 이 때 도시 녹지의 환경 부하 저감량을 요

소 별로 산출하여 57개 아파트 단지에 적용하였는데 산출 과정에서 수목

의 탄소 저장 능력과 이산화탄소 흡수 능력은 회귀식을 통해 도출하였다.

박은진 외(2010)는 경기도 주요 9개 가로수종을 대상으로 탄소저장량

과 이산화탄소 흡수량을 산정하였다. 이 때 이관규(2003)의 방법으로 탄

소저장량을 산정하였으며, 산정한 탄소저장량을 수령으로 나누어 연간 평

균 탄소저장량을 구한 후, 이것을 이산화탄소량으로 환산하였다. 연구 결

과 수목 당 평균 탄소 저장량은 약 205kgC/tree였으며, 그 중 튤립나무

가 518kgC/tree로 가장 높았고 소나무가 48kgC/tree로 가장 낮았다. 이

산화탄소 흡수량은 7.6~99.1kgC/tree/year의 범위로 나왔으며, 이 역시

도 튤립나무가 가장 많은 양을, 소나무가 가장 적은 양을 흡수하는 것으

로 나타났다. 이 연구는 산림이 아닌 도시 가로수에 대한 탄소저장량과

이산화탄소흡수량을 추정하였다는데 의의가 있으나 활엽수와 침엽수, 2개

의 계수만을 적용한 상대생장식을 이용했다는데 한계점을 가진다.

조현길 외(2013)는 도시 조경수인 소나무와 잣나무의 이산화탄소 저장

량과 흡수량을 추정하기 위해 직접수확법(direct harvesting method)을

통해 회귀식을 산정하였다. 연구결과 흉고직경 25cm인 소나무 한그루는

연간 9.4kg을, 잣나무는 연간 14.6kg을 흡수하는 것으로 나타났다.

하지만 이러한 연구 결과는 여타 비교할만한 연구가 많지 않아 추정값

의 검증이 이루어지지 않았다고 할 수 있으며, 추정 계수도 침엽수와 활

엽수의 구분으로만 적용하였기 때문에 다양한 가로수종에 모두 적용하기

에 무리가 있다. 또한 수목의 다양한 기능을 정량화하는데 실험 결과 자

료가 매우 부족하다고 할 수 있다.

반면, 미국 농림부 산하 산림청(U.S.D.A. Forest service, 이하 미 산림

청)은 수십 년간 수목과 관련한 실험 결과를 바탕으로 도시 수목의 정량

- 8 -

적 가치를 추정할 수 있는 프로그램인 STRATUM(Street Tree

Resource Analysis Tool for Urban Forest Managers)을 공개하였다.

이 후 2006년에는 도시 수목 관리 프로그램이 탑재된 ｉ-Tree Street

s3)와 통합되었다. 따라서ｉ-Tree Streets는 도시수목관리 대장을 작성

할 수 있으며, 미 산림청의 연구 결과를 바탕으로 가로수 가치를 추정할

수 있는 프로그램을 말한다(부록 1).

이 프로그램은 누구나 쉽게 이용 가능하도록 입력 자료를 최소화하고 있

다. 수목의 생장속도는 기후대(climate zone, 氣候帶)와 수종에 따라 다르

며, 다양한 실험을 통해 흉고직경(Diameter at Brest Height, 이하 DBH)

과 엽면적, 수관폭, 수령 등의 생육상태 데이터를 통해 회귀식을 산출하였

다. 따라서 본 프로그램의 필수 입력 자료는 기후대, 수종, 흉고직경이다.

‘Northeast’기후대를 예를 들어 보면, ‘Northeast’기후대의 대표

도시인 뉴욕 퀸즈에 식재된 주요 21개 가로수종을 대상으로 총 1,222그

루의 표본을 추출하였고, 가로수의 수령, 규격, 엽면적, 생체량, DBH, 수

목의 생육 상태 및 위치 등을 기입하였다(표 1).

변수 출처 측정 방법

DBH 직접 측정 0.1cm

수평․수직 수관직경 직접 측정 0.5m

수관(crown base) 직접 측정 0.5m

수령 관리자로부터 파악 -

수목 상태 및 위치 직접 입력 -

잎면적 직접 측정

사진촬영 후

컴퓨터 작업

(*25% 오차범위)

*McPherson 외(2007), pp. 92-93 재정리

표 1. 생장속도 추정을 위한 입력 자료 항목

3) i-Tree Streets는 미 산림청에서 제공하는 i-Tree 구성품 중 하나이다. i-Tree는 모든 규모의 커

뮤니티에서 도시 숲을 강화하기 위한 도구로써, 지역 내 조성된 수목의 구조 및 환경 편익을 수량화

할 수 있는 소프트웨어이다. i-Tree 구성품으로는 i-Tree Eco, i-Tree Hydro, i-Tree Vue,

i-Tree Design, i-Tree Canopy 등이 있으며, 홈페이지(http://www.itreetools.org)에서 무료로 제

공하고 있다. 정부에서 제공하는 이러한 공개 프로그램을 통해 지역 주민들은 지역에 식재된 수목의

경제 자치를 평가할 수 있으며, 간편하게 관리대장을 작성할 수 있다.

- 9 -

수집한 표본 데이터를 이용해 선형 및 비선형 회귀모델을 산출하였고,

그 결과 수종별 DBH는 회귀식을 통해 잎면적, 수관폭, 수고 등을 예측할

수 있었다(Peper 외, 2001). 따라서 해당 구역 가로수의 DBH를 입력함

으로써, 회귀식을 통해 수관 직경, 수령, 잎면적 등을 추측하여 가로수 혜

택을 계량화할 수 있다.

추정에 앞서 도시 수목의 혜택은 이산화탄소 흡수에서부터 심리, 건강

등의 측면까지 매우 광범위하다. 하지만 이러한 모든 혜택을 정량화하는

것은 많은 한계가 있으므로 본 논문에서의 수목 혜택 추정은 1차원적 접

근법(first-order approximations)으로 추정한다(Peper et al., 2007).

즉 수목의 가장 기본적인 혜택을 추정하고자 하였으며, 따라서 과학적으

로 추정했음에도 불확실성이 있을 수 있다는 것을 의미한다.

그러므로 본 논문에서는 가로수의 가치를 환경 개선 효과인 에너지 저

감, 이산화탄소 흡수, 대기질 향상, 우수유출 저감을 환경가치로, 가로수

의 미적 경관 향상 효과인 경관 가치로 한정하여 가치를 추정할 것이다.

논문의 구성은 환경 가치 산정을 위한 기후대 선정과정을 설명한 후 ⅰ

-Tree Streets의 가치 추정 원리에 대해 에너지, 이산화탄소, 대기질,

우수유출 부문 순서로 설명할 것이며, 이 후 가상가치평가법(Contingent

Valuation Method, CVM)을 통한 경관 가치에 대한 개념을 설명할 것이다.

기후대 선정

수목의 생장속도는 수종별로 다름은 물론이고 기후에 따라서도 차이가

있다. 따라서 환경 가치 추정을 위한 유사 기후 선정은 매우 중요하다.

‘i-Tree Streets’는 미국을 16개의 기후대로 구분하고 있으며 각 기후대에

는 대표도시(Reference city)가 있다(그림 3). 그러므로 McPherson(2010)

의 방식에 따라 연구대상도시(Subject city)와 가장 유사한 대표도시를

선별하여 대표도시가 해당하는 기후대를 기준으로 분석한다. 서울시 노원

구는 뉴욕 퀸즈와 가장 유사한 기후를 나타내었으므로 ‘Northeast’기

후대를 기준으로 분석한다(부록 2).

- 10 -

그림 3 기후대

(출처:http://www.itreetools.org/streets/images/climate_zones.jpg)

에너지 저감

가로수의 에너지 저감 혜택은 최근 기후변화와 관련하여 가장 각광받는

기능 중 하나이다. 수목은 증발산과 지표면에 도달하는 복사열을 차단하여

녹음을 생성하는데 이러한 과정을 통해 미기후를 조절하게 된다. 이 과정

에서 냉·난방 에너지 수요가 저감하게 되는데 본 장에서는 수목에 의해

저감되는 이러한 에너지 수요량을 추정하는 과정을 설명하고자 한다.

수목은 건물 냉·난방 수요 절감 효과뿐만 아니라 에너지 발전 시 발생하는

CO₂배출을 줄이기 때문에 매우 중요하다(Paula 외, 2007). McPherson 외

(1999)은 수목이 주는 시간 당 냉·난방 에너지 저감량을 측정하기 위해

서 Micropas 4.01 모델링 프로그램을 사용하였으며 이 프로그램에서는

크게 건축물, 기상, 녹음을 변수로 고려하였다. 건축물은 시공년도에 따라

1950년 이전, 1950-1980년, 1980년 이후로 나누었고 시공년도 별 분

류 기준의 이유는 단열재 수준, 냉·난방기계 효율성, 유리창 수 등의 차

이가 있기 때문이다(Ritshcard 와 Hanford, 1992). 기상자료는 지역별

기상관측소 자료를 이용하였으며 여름철 실내온도 25℃, 겨울철 낮 실내

온도 20℃, 밤 16℃를 기준으로 하였다. 녹음은 Shadow Pattern

Simulator 프로그램을 이용하여 시뮬레이션을 하였는데 이때 변수로 수

목유형(활엽수-대, 중, 소 규격; 낙엽수-대, 중, 소), 수목생장특성(당시

- 11 -

기후대에 맞는 성장률), 수목 위치(8개의 방위각, 건물과 수목과의 간격

-0-20ft, 20-40ft, 40-60ft, 60ft이상), 수령 등을 고려하였다. 낙엽수

의 경우 문헌을 통해 수종에 맞는 기간을 적용하였다. 이러한 시뮬레이션

결과는 다음 식 1 산정과정을 통해 단위당 에너지소비량을 구할 수 있다.

(식 1)

×

×

×××

×

××0.33/1.0

APSF(Average Potential Shade Factors)는 녹음의 영향을 받는 요

인을 말하며 PCF(Potential Climate Factor)는 기후 영향 요인을 말한

다. 또한 냉·난방 설비에 따라 장비요인변수 0.33 또는 1.0을 적용하는

데 이 때 냉방기계는 0.33을 난방기계는 1.0을 곱한다. 이렇게 산출된 변

화량에 본수를 곱한 것은 총변화량을 의미한다.

(식 2)

총변화량 = N × ∆

단독주택지의 경우 인근 녹음()이 15%의 에너지수요를 저

감시킨 것으로 나타나 1.15값을 적용하였다. 또한 APSF와 PCF는 1.0으

로 적용하였다.

다가구주택지의 경우 단독주택지와 달리 벽면이나 지붕이 녹음에 의한

에너지 절감 효과가 줄어들기 때문에 다른 수치로 적용하였다. 그 결과

APSF는 2-4가구의 경우 0.74, 5가구 이상은 0.41로 하였고, PCF는

0.8로 적용하였다.

상업지역의 경우 건물의 높이가 높아 가로수 녹음효과는 달라지게 된

다. 상업지역은 규모에 따라 소규모, 대규모로 나뉘게 되고 이 때 APSF

는 각각 0.4, 0.0 으로 적용한다. PCF는 소규모일 때 0.40, 대규모일 때

0.25를 적용한다(Peper 외 5인, 2007). 다음 은 토지이용에 따

- 12 -

른 단위에너지소모 산출식 적용값을 정리한 표이다.

단독 주택 다가구 주택 상업지역

장 비cooling 0.33

heating 1.0

APSF(shade)

1.0

2-4 units

more 5 units

small CI*

large CI IT

**

0.74 0.41 0.4 0.0 0.0

PCF(climate)

1.0 0.8

small CI

large CI

IT

0.40 0.250.2

0

* CI는 commercial/industrial

** IT는 industrial/transportation

표 2. 단위에너지소모 산출식 적용값

자료를 통해 단일 주택 유형이 아닌 다양한 주택유형과 수종, 수형, 수

목생장률, 수령, 수목과 건축물과의 간격 등 다양한 변수를 고려하였기 때

문에 대상지 특성에 맞는 항목을 적용할 수 있을 것으로 사료된다.

이산화탄소 흡수

수목에 의한 대기 중 CO₂농도 저감 방법은 크게 두 가지로 분류할 수

있다. 첫째, 목부나 잎 등의 수목자체가 CO₂를 흡수하는 방식이다. 식물

은 광합성 과정 중 대기 중 CO₂를 탄소의 형태로 수목에 저장하여 생체

에너지를 생산해 낸다. 이 때문에 CO₂는 수목의 중요한 식량이라고 할 수

있다. 둘째, 냉·난방 전력수요감소로 인해 전력생산 시 발생하던 CO₂배

출이 줄어드는 것이다. 하지만 수목이 CO₂를 저감 시키는 것만은 아니

다. 식물이 생장하면서 생육하던 토양 속에서 유기물이 분해되며 퇴비화

를 이루고 더욱 비옥한 토양으로 개량한다. 이때 유기물이 분해되면서 이

산화탄소가 발생하게 된다. 또한 식재 및 유지관리 시에도 운반이나 장비

사용 시 사용하는 연료를 소모하면서 CO₂를 발생시킨다.

따라서 i-Tree Streets를 통한 이산화탄소 배출·입 항목은 수목 자

체의 흡수량(sequestered), 유기분해 시 발생하는 배출량(decomposition

release), 수목 유지관리를 위한 기계장비 사용 시 발생 배출량(maintenance

release)이며, 이러한 항목을 바탕으로 산출된다.

- 13 -

대기 질 향상

본 장에서 고려하는 수목의 대기 질 향상 방식은 세 가지로 정리할 수

있다. 첫째, 잎 표면에서 기체형 오염물질(O₃, NO₂, SO₂ 등)을 흡수

하여 대기 질을 향상시킨다. 둘째, 목부와 잎 등에서 미세먼지(PM10)를

흡착한다. 셋째, 수목의 미기후조절기능을 통해 전력수요가 줄어들고 이

를 통해 발전(generation) 시 발생하는 오염물질 배출량을 저감시킨다.

이 때문에 잎면적이 클수록 대기오염 정화효과가 증가하는 것으로 나타났

다. Peper 외(2007)는 잎면적이 큰 ‘단풍잎버즘나무(영명: London

plane)’가 뉴욕에 생육하는 모든 수목 중 대기 질 정화효과가 가장 큰

것으로 나타났으며 연간 77톤, 뉴욕시 전체 대기오염물질의 28.6%를 흡

수한다고 하였다. 반면 수목은 BVOC(Biogenic Voltatile Organic

Compounds)라는 물질을 배출하는데 BVOC는 자연발생휘발성유기화합

물로 이것은 오존생성의 원인물질 중 하나이다. 즉, BVOC 배출이 적고

잎면적이 클수록 대기질 향상에 효과적이라 할 수 있다.

i-Tree Streets의 대기질 향상 부문 항목은 오염물질(O₃, NO₂, PM,

SO₂) 흡수량과 연료 저감으로 회피할 수 있는 오염물질(NO₂, PM, VOC,

SO₂) 회피(avoided)량, 자연발생화합물(BVOC) 발생량으로 각 부문 별로

결과가 산출된다.

우수 유출 저감

수목의 우수유출저감량 분석에는 Xiao외(1998)는 Kriging method4)

를 사용하여 수목의 우수 흡수량을 추정하였다. 여기서 수목의 우수흡수

량은 수목표면에 저장된 우수량과 증발산량의 합으로 정의하였으며 이것

의 미분계산을 통해 단위시간당 흡수량으로 산정하였다(식 3, 4).

(식 3)

흡수량 = C + E = P – TH – F – D

4) Kriging Method란 표본자료를 통해 측정하지 않은 지점의 지질정보을 추정하는 것을 말한다. 1951

년 남아프리카의 채광학자 Danie G. Krige가 적용했던 경험적인 방법을 프랑스 지질수학자인

Georges Matheron이 수학적으로 정립하면서 사용되기 시작. (출처: wikipedia.org)

- 14 -

여기서 C는 수목 표면에 저장된 우수량, E는 증발산량, P는 총강우량,

TH는 투림강수, F는 줄기에서 흐른 우수량, D는 수목에서 떨어진 우수

량을 말한다. 이 때 투림강수(throughfall)는 강우 시 잎을 투과하여 일부

만 대기 중에 내리거나, 잎이나 나무 줄기를 따라 흘러내리는 것을 의미

한다. 이러한 원리로 추정되는 식은 다음 식 4와 같이 변형하여 미분계산

을 통해 구할 수 있다.

(식 4)

C = P – TH – F – D – E

= p – th - f – d – e

가로수는 잎과 가지 등의 식물 표면 흡수량, 뿌리생장과 퇴비로 인한

토양의 빗물수용능력 향상, 수관특징에 따라 빗물하강속도 저하 등의 과

정을 통해 빗물의 유수를 저감시킨다. 이로써 최근 기후변화로 인해 빈번

하게 발생하고 있는 국지적 도시홍수피해를 줄일 수 있으며, 이로 인해

발생하는 처리비용도 크게 줄일 수 있을 것으로 판단된다.

따라서 i-Tree Streets의 우수유출 저감 항목은 우수유출수의 흡수량

으로 산출된다. 그리하여 가로수 환경가치 추정을 위한 부문별 단가를 아

래의 에 정리하였다.

단위에너지

(Kwh)

CO2

(lb)

대기 질 (kg) 우수유출

(gallon)PM10 SO2 NOx VOC

원 151.1 16 26,837 9,233 8,220 7,940 2.9

달러 0.1410 0.0149 55.1916 18.9881 16.9048 16.329 0.00084

표 3. 환경 가치 추정을 위한 비용 단가

- 15 -

2.가로수 경관 가치

경제학에서 재화 가격은 시장 거래를 통해 결정된다. 하지만 경관, 산림

과 같은 공공재는 일반 재화와 달리 거래가 이루어지는 시장(market)이

존재하지 않기 때문에 누구나 납득할만한 화폐적 가치로 나타내기 어렵

다. 이러한 공공재를 비시장재화라고 하며 환경경제학자들은 다양한 기법

을 이용해 비시장재화의 가치를 보다 명확하게 추정하고자 한다.

비시장재의 가치추정 기법은 크게 현시선호법과 진술선호법으로 나눌

수 있다(표 4). 현시선호법은 환경 질의 변화가 시장에 영향을 미칠 때

시장에서 나타나는 변화를 분석하여 경제적 가치를 도출하는 것을 말한

다. 이 때 도출된 가치는 환경 질 변화에 따른 지불의사를 말하며 간접분

석법이라고도 한다. 반면 진술선호법은 시장에서 변화를 찾는 것이 아니

라 개인이 직접 지불의사를 나타내도록 하는 것을 말하며 직접분석법이라

고도 한다.

추정법 분석 모형 적용대상

현시

선호법

특성가격모형(Hedonic price mldel) 쾌적함, 휴양가치, 경관가치 등

회피행위모형(Averting behavior

model)

사망 및 질병 위험성, 휴양 및

경관, 생태계 보존, 시설물 보

존

여행비용법(Travel cost approach) 휴양가치, 경관가치

진술

선호법

가상가치평가법

(Contingent valuation method, CVM)

모든 종류의 편익가상순위결정법

(Contingent ranking method, CRM

선택실험법(Choice experiment, CE)

*권오상(2007), 『환경경제학』p.413 표 14-1 발췌

표 4. 공공재 가치추정을 위한 기법

현시선호법의 특성가격모형(Hedonic price)은 재화의 가격이 여러 가

지 특성으로부터 영향을 받아 각 특성들의 합으로 결정된다는 가설에 따

른다(김용주 외, 2007). 다시 말해, 공공재가 부동산 가격에 미치는 영향

을 추정하여 경제적 가치를 산정하는 방법이다. 여기서 부동산 가격을 결

- 16 -

정하는 여러 가지 속성, 예를 들어 주택 가격, 건평, 학군, 도심지로부터

거리 등을 회귀 분석하여 추정하는 것을 말한다.5) 그러나 환경재가 부동

산 가격과 언제나 관련 있는 것이 아니며, 소비자가 주택 구매 시 환경재

를 염두에 두고 주택을 구입하는 것이 아니기 때문에 한계가 있다(설석

진, 2009). 특히 모든 도로에 선형으로 식재된 가로수의 경관가치추정에

는 적합하지 않다.

여행비용법은 자연환경을 방문한 횟수와 실제로 소비한 금액과의 함수

관계를 추정하는 것으로 야외 여가활동과 관련한 공공재 가치추정에 이용

된다. 주로 야외 휴양시설 가치추정에 적용할 수 있으며, 도시에서는 가

로수 경관을 즐기기 위해 방문하는 방문객이 극히 드물기 때문에 가로수

경관 가치평가에는 적합하지 않다.

회피행동 분석법은 환경의 질이 악화되는 것을 막기 위해 지출하는 비

용을 분석하는 방법으로 현실에서는 잘 이용되지 않고 있다. 이유는 회피

비용이 악화된 환경 질을 다시 복구 시키는 것 이상의 혜택이 있어서는

안되는데 이것은 현실에서 명확히 구분하기 쉽지 않기 때문이다.

진술선호법의 가상순위결정법은 다양한 환경을 나타내는 사진을 보여주

고 각 등급을 유지하는데 소요되는 비용을 제시한다. 이러한 상태를 고려

하여 응답자가 직접 선호하는 순위대로 나열하도록 하고 지불의사를 파악

하는 것을 말한다.

선택실험법은 각 정책이 시행되고 있는 각기 다른 환경 사진과 함께 각

정책을 수행하는데 드는 비용을 제시한다. 그리하여 각각의 정책과 비용

중 응답자가 가장 가장 선호하는 조합을 선택하도록 하고 이로써 효용함

수를 추정할 수 있다(채혜성, 2011).

2.1.가상가치평가법(ContingentValuationMethod,CVM)

가상가치평가법은 환경재와 같은 비시장재화의 가치 추정에 가장 널리

쓰이는 방법 중 하나이다. 평가방법은 응답자들에게 가상 상황을 설정하

여 환경 질 개선에 따른 지불의사액(Willingness to pay) 혹은 수용의사

액(willingness to accept)으로 재화의 가치를 직접 질문하는 방식이다

5) 이정전(2011)『환경경제학 이해』, 서울: 박영사 p. 381

- 17 -

(표순희, 2012). 이러한 평가법은 많은 연구자들이 이용하였지만 가상의

상황을 설정하기 때문에 많은 편의(bias)를 발생시키며 비현실적으로 매

우 높은 가치를 추정하기도 한다. 이를 보완하기 위해 다양한 방법과 기

법이 고안되었으며 미국 국립해양·대기관리국(National Oceanic and

Atmospheric Administration, NOAA)은 무분별하게 사용되고 있는

CVM을 위한 가이드라인을 제시하기도 하였다.6)

가상가치평가법의 편의는 가상 상황 설정, 조사 방법, 지불 방법, 지불

수단 등에서 발생할 수 있다.

1)조사 방법

CVM의 조사 방법은 일반적으로 1대1 면담 설문방식, 우편이나 전화를

통한 방법, 최근에는 통신의 발달로 이메일(e-mail)이나 인터넷을 이용

한 설문조사도 이루어지고 있다. 하지만 이러한 불특정다수를 대상으로

한 방법은 설문자의 충분한 설명에 한계가 있고 응답거부자(protester)

나 무성의응답이 나타날 가능성이 매우 높다.

일반인을 대상으로 하는 가로수의 경관 가치 추정에 있어서 ‘경관’이

라는 단어 혹은 ‘플라타너스’, ‘메타세콰이어’ 등과 같은 가로수종에

대해 이해가 부족할 수 있기 때문에 설문자에게 충분한 설명과 보조사진

이 필요하다고 한단하여 본 연구의 가로수 경관 가치 추정은 1대1 면담

방식으로 설문하였다.

2)지불 방법

CVM에서 설문자가 제시하는 최초 금액에 따라 응답 결과가 달라지는

시작점 편의(bias, 偏倚)가 흔히 발생한다(Klose T., 1999). 시작점 편

의를 줄일 수 있는 가장 좋은 방법은 응답자가 지불의사액을 직접 말하도

6) 1989년 미국 알래스카 주의 프린스 윌리엄해협에 유조선이 좌초하여 약 천 백만 갤런의 원유를 유출

한 사건이 있었다. 이 사건의 보상액을 추정하기 위해 CVM을 이용할 수 있는지에 대한 여부를 결정

하는데 미국 국립해양·대기관리국은 두 명의 노벨 경제학 수상자를 포함한 총 6명의 경제학자로 구

성한 위원단을 설립하였다(이민아, 2000). 이것을 흔히 NOAA 보고서라고 하며 이 보고서에는 다양

한 편의를 줄일 수 있는 CVM 가이드라인을 제시하고 있다. 자연자원의 가치평가에서 신뢰성을 갖기

위해 고려해야 할 항목이라 할 수 있다.

- 18 -

록 하는 것이다. 이러한 방식을 개방형 질문(open ended question)이라

하며, 또한 응답자의 정확한 지불의사액을 파악할 수 있기 때문에 많이

쓰인다. 그러나 이러한 질문은 응답자에게 심리적 부담을 줄 수 있으며

응답자별로 큰 격차가 벌어져 분석 시 어려움이 발생할 수 있다. 또한 전

화나 우편, 인터넷을 통한 설문 방법에서는 이러한 개방형 질문이 응답률

을 낮출 수 있어 이러한 문제점을 보완하기 위해 설문자가 일정 범위의

보기를 제시하는 폐쇄형 질문(close ended question)을 이용할 수 있다.

이러한 질문방식의 가장 대표적인 방법으로는 지불카드법(payment card)

과 양분선택형 질문법(dichotomous choice)이 있다. 개방형 질문법의 단

점을 보완한 지불카드법은 시작점 편의를 줄이기 위하여 설문자가 2-3

차례의 예비조사를 통해 일정범위의 지불카드를 제시하도록 한다. 이 때

설문자가 제시하는 지불카드 금액에 의해 편의가 발생할 수 있으므로, 충

분한 예비조사를 실시하여 보완한다. 양분선택형 질문법은 설문자가 제시

하는 금액을 보고 ‘예/아니오’로만 답하는 것을 말한다. 응답자는 ‘예

/아니오’로만 답할 수 있기 때문에 심리적 부담감이 적어 응답률이 매우

높지만 설문자는 최초 제시금액에 매우 신중해야 하며, 표본수가 매우 많

아야 한다. 또한 지불카드법보다 복잡한 계량분석이 필요하다. 최근에는

이중양분선택형도 많이 이용하고 있다.

장 점 단 점

개방형-시작점 편의를 줄일 수 있

음

-응답자 별 큰 격차

-신뢰성이 떨어짐

-응답자에게 심리적 부담

지불카드법-개방형질문의 단점 보완

-간단한 회귀분석 가능

-Range bias

-전략적 편의**

양분선택형 -전략적 편의 제거

-응답율이 높음

-제시금액 신중 선택

-복잡한 계량분석

-대부분 1,000명 이상 응답자 조사

*권오상(2007), 환경경제학, pp.503-508 요약 정리

**자신에게 유리한 정책방향으로 시행되도록 의도적으로 높거나 낮은 지불의사를

밝힘

표 5. CVM 질문 형태

- 19 -

3)지불 수단

CVM은 가상 상황을 설정하는 것이기 때문에 지불의사액의 지불 수단

역시 가상 상황의 연장선에 있다고 할 수 있다. 따라서 알고자 하는 지불

의사를 자연스럽게 표출할 수 있도록 지불 수단을 제시하여야 한다. 설석

진(2009)은 평가하고자 하는 재화와 지불수단이 얼마나 관련 있는지, 해

당 지불 수단을 통해 응답자가 쉽게 결정할 수 있는지, 발생할 수 있는 다

양한 편의를 제거할 수 있는지 사전에 파악하는 것이 중요하다고 하였다.

이러한 사항을 고려하여 가장 널리 쓰이고 있는 수단은‘세금’과‘기부금’이다.

가로수 경관 가치 평가의 경우 예비조사에서 시민들에게 매년 일정금액

을 가로수 경관 관리비용으로 지출한다는 개념을 확실히 인식하기 위해

‘세금’이라는 수단을 이용하였는데, 가로수가 공공재라는 인식이 강해

‘세금’이라는 수단에 거부감을 나타내는 응답자가 나타났다. 그리하여

본 조사에서는 수단 자체에 대한 설문거부자(protester)를 줄이기 위해

‘기부금’이라는 수단을 이용하였다.

2.2.분석 모형

CVM을 이용한 환경재의 가치 추정 분석모형으로는 일반적으로 확률효

용이론(random utility theory)을 기반으로 한다. 이 때 확률효용이론을

기반으로 하는 대표적 통계모형으로 로짓 모형(logit model), 프로빗 모

형(probit model), 토빗 모형(tobit model)이 있다. 본 연구에서 지불카

드 형식으로 제시한 지불의사금액(willingness to pay)을 추정하기 위해

토빗 모형을 사용할 것이며, 먼저 토빗 모형의 기본 이론인 확률효용이론

에 대해 설명하도록 하겠다.

1)확률효용이론(Random utilitytheory)

확률효용이론에서 효용이란 많은 선택대안 중 개인이 하나의 대안을 선

택하고 이 대안으로부터 얻는 만족감 혹은 혜택이라 말할 수 있다. 확률

선택모형에서의 효용은 선택한 대안을 구성하는 속성(attribute)에 따라

달라진다고 할 수 있는데 이러한 속성을 함수로 나타낼 수 있다는 가정

- 20 -

하에 효용을 다음과 같은 식으로 표현할 수 있다.

(식 5)

효용은 우리가 직접 관찰할 수 있는 결정적 효용(deterministic utility)

와 우리가 직접 관찰할 수 없으며 경험이나 이론고찰을 통해 추측할 수

있는 확률적 효용(random utility) 로 구분할 수 있다.7) 즉 확률적 효용

은 종속변수를 선택하게 될 확률을 제시해준다고 할 수 있으며 본 연구에

서는 개개인의 지불의사(WTP) 여부의 확률 등을 파악할 수 있다.

로짓, 프로빗, 토빗 모형, 이러한 세 가지 모형은 관측된 확률을 1, 관측

되지 않은 확률을 0으로 표기하여 종속변수가 1 또는 0, 두 가지 값만 갖

는 경우 전체 확률을 추정하는 모형이다. 즉, 개개인이 특정 대안을 선택할

확률을 보여줌으로써 전체 확률을 추정할 수 있으며 다음 을 기본

으로 한다.

(식 6)

= 1 if ＞0

= 0 if ≤0

은 로지스틱, 프로빗, 토빗 모형의 기본 식이 되며 는 종속변

수, 는 상수항, 는 파라미터, 은 독립변수의 관찰치, 는 오차항을

말한다. 이 때 오차항은 평균이 0이고 표준편차가 인 정규분포를 가진다.

이러한 확률효용이론을 기반으로 한 모형으로는 로짓 모형, 프로빗 모

형, 토빗 모형이 있다. 로짓 모형과 프로빗 모형의 차이는 로짓이 누적 로

지스틱 분포함수(Cumulative logistic distribution function)를 이용하는

반면, 프로빗 모형은 누적 정규분포함수(cumulative normal distribution

fuction)를 이용한다는 것이다. 하지만 이러한 차이에도 불구하고 두 모형

은 매우 유사한 형태를 가지고 있기 때문에 두 모델을 선정하는 객관적

7) 이희연, 노승철(2013)『고급통계분석론 –이론과 실습』, 문우사 pp.360-361

- 21 -

기준이 존재하지 않다. 그러나 로짓 모형의 분석 방법이 비교적 더 간단하

기 때문에 많은 연구에서 로짓 모형을 이용하고 있다(이희연 외, 2013).

토빗 모형의 경우는 다음 장에서 자세히 설명하도록 하겠다.

2)토빗모형(Tobitregressionmodel)

토빗모형(Tobit)은 계량경제학자 James Tobin이 1958년 처음 사용한

분석 기법으로 TObin’s proBIT에서 유래하여 Tobit이라 부르게 되었

다(허경옥 외, 2003). 토빗 이름의 유래에서 볼 수 있듯이 토빗 모형은

프로빗 모형에서 확장된 형태라고 할 수 있다. 프로빗 모형이 종속변수를

선택하게 될 확률을 나타낸다면 토빗 모형은 종속변수를 선택하는데 지출

하는 비용을 추정하는 것을 말한다.

지불의사액(willingness-to-pay, WTP)은 모든 설문자가 비용을 지출

하는 것은 아니다. 몇몇 응답자는 성별, 소득, 학력 등과 같은 독립변수에

대해서는 응답하지만 종속변수를 나타내는 지불의사액에는 제로(0)값, 즉

지불할 의사가 없다고 답할 수 있다. 이것은 단순 응답 거부자와는 차이

가 있다. 따라서 독립변수에 대한 정보는 있지만 종속변수에 대한 정보가

없는 자료를 중도절단 자료(censored sample)라 한다(Gujarati et al.,

2009). 따라서 식 8은 토빗 모형의 기본 식을 타나낸 것이다.

(식 7)

if 지불의사가 있는 경우

if 지불의사가 없는 경우 (단, 단순 응답거부자가 아닐 경우)

이렇듯 독립변수 자료만 존재하고 종속변수 자료가 관찰되지 않을 때

선형 모형의 추정법인 최소자승법(ordinary least square, OLS)으로 분

석한다면 왜곡된 결과를 나타낼 것이다. 따라서 비선형 모형의 추정법인

최우추정법(maximum likelihood estimation)8)을 통해 분석해야 한다.

최우추정법은 간단히 말해 데이터가 발생할 확률을 가장 최대로 높게 하

는 모수값을 찾아내는 방법을 말한다(이희연 외, 2013). 따라서 독립변

8) 데이터가 발생할 확률을 가장 최대로 높게 하는 모수값을 찾아내는 방법

- 22 -

수와 중도 절단된 종속변수의 회귀분석을 위해서 최우추정법을 이용하여

분석해야 한다.

또한 종속변수 중 제로 값이 전체 변량의 10-30%정도 차지할 경우

토빗 모형이 적합하다(허경옥 외, 2003). 이 때 제로 값이 많을수록 과

소추정되며, 제로 값이 적을수록 과대추정 된다.

이 밖에도 로지스틱 및 프로빗 모형의 종속변수가 명목척도일 경우에

사용할 수 있는 반면, 토빗 모형은 종속변수가 양적변수일 때 사용한다.

따라서 본 연구의 종속변수는 중도절단된 자료인 비선형모형으로, 양적

변수이기 때문에 토빗 모형을 이용하여 분석을 실시한다.

Ⅲ.연구 범위 및 방법

1.연구 범위

1.1.공간적 범위

먼저, 본 연구의 대상인 가로수라 함은 경관 향상, 환경오염 저감, 녹지

네트워크 연결을 위해 안전과 교통에 지장이 없는 선에서 도로 주변에 식

재하는 수목을 말하며, 이때 고속도로는 포함하지 않는다.9) 또한 본 연구

의 대상지인 노원구는 가로수의 흉고직경을 포함한 수고, 지하고, 생육상

태, 식재간격 등의 가로수 현황 데이터를 비교적 상세하게 파악하고 있었

다. 그리하여 본 연구는 서울시 노원구 행정구역 안에 식재된 모든 가로

수를 대상으로 한다.

가로수 경관 가치 추정을 위한 CVM 사진설문에서는 노원구 가로수 현

황 데이터를 바탕으로 설문 사진을 촬영하였다. 이 때 경관 가치를 평가

하는 6가지 수종의 평균 흉고직경과 평균 수고를 기준으로 도로노선을

정하여 사진을 촬영하였으며, 설문 조사는 유동인구가 많은 노원역 부근

에서 실시하였다(그림 4).

9) 「산림자원의 조성 및 관리에 관한 법률」시행규칙 제 24조1항 관련 별표 10

- 23 -

서울특별시 노원구

∙ 행정구역 면적 35.44km2

동-서 연장 6.17km

남-북 연장 9.23km

∙ 인구 587,536명(2013.7.기준)

그림 4. 대상지

1.2.내용적 범위

첫째, i-Tree Streets는 미 산림청에서 제공하고 있는 i-Tree 소프트

웨어의 다양한 구성품 중 하나로 ｉ-Tree는 모든 커뮤니티에서 도시 숲

강화를 위해 주민들이 쉽게 지역 내 수목 구조 및 환경 편익을 수량화하

기 위한 도구(Tool)이다. 그 중 i-Tree Streets는 수목의 환경 편익에

초점을 맞춘 소프트웨어를 말한다. 그리하여 본 연구에서는 ｉ-Tree

Streets를 이용하여 환경가치를 추정하고자 한다.

따라서 가로수의 환경 가치 추정에는 i-Tree Streets를 이용한 에너

지, CO₂, 대기질, 우수유출 부문의 가치를 추정하고 수종 별, 단일 수목

별 환경가치를 추정한다. 분석을 위해서는 처리 단가를 입력하며, 이를

바탕으로 총체적인 가로수 환경 가치를 추정한다. 이를 통해 도시 가로수

의 환경 가치를 더욱 확대할 수 있는 방안을 제안한다.

둘째, 가로수의 경관 가치 추정에는 CVM 기법을 사용하여 경관 가치

에 대해 설문조사를 실시한다. 설문 결과 분석은 절단 자료에 적합한 토

빗 모형을 사용한다. 분석결과를 통해 경관가치에 영향을 미치는 요인을

파악하고, 인구통계학적 특징을 요약한다. 또한 가로 수종에 대한 만족도

를 파악하여 가로 식재의 개선 방안을 제시한다.

셋째, 앞서 산정한 가로수의 환경가치와 경관가치를 합산하여 가로수의

총체적인 경제 가치를 추정한다. 또한 가로수 현황 자료를 바탕으로 현재

N

- 24 -

가로수 관리 제도 및 정책에 관한 문제점을 제시하고 향후 가로수 관리의

개선방안을 제시하고자 한다.

2.연구 방법

본 연구는 가로수의 가치를 환경 가치와 경관 가치로 나누어 다른 방법

으로 추정한다. 다음과 같은 연구 방법을 통해 추정한 환경 가치와 경관

가치는 4장의 결과에서 합산하여 가로수의 총체적 경제 가치를 추정한다.

2.1.환경가치 추정

도시 수목 가치 추정 프로그램인 ｉ-Tree Streets의 출력 데이터는

에너지(GJ), 이산화탄소(pound), 대기 오염 물질(kg), 우수 유출(㎥)의

항목으로 산정된다. 여기에 각 부문별 처리 비용 단가로 곱하면 최종 가

치를 추정할 수 있다. 이것은 가로수가 4개 환경 부문을 개선시킴으로서

환경 처리 과정이 필요 없음을 의미한다. 즉, 환경 처리 비용을 지불하지

않아도 되어 회피할 수 있는 금액이 되는 것이다. 이것은 곧 가로수의 가

치로 생각할 수 있다.

ｉ-Tree Streets의 비용 단가는 달러($)를 기준으로 하고 있다. 따라

서 본 논문에서는 모든 환경 처리 비용 단가를 2013년 10월 7일 오후 8

시경의 환율($1=1,072원)을 기준으로 적용하였다.

1)에너지 저감

가로수는 녹음을 제공하여 그늘을 형성하고 미기후 조절기능을 통해 건

물 에너지 사용을 줄일 수 있으며(Paula 외, 2007), 동시에 에너지 발전

시 발생하는 대기오염물질량도 줄일 수 있다. 그리하여 본 장에서는 전기

와 천연가스 단가 자료를 구하여 가로수를 통해 사용하지 않은 에너지 비

용을 산정하고자 한다.

전기 단가는 국내 전력시장에서 거래되고 있는 계통한계가격(System

Marginal Price, 이하 SMP)을 사용하였다. 계통한계가격이란 원자력 및

- 25 -

석탄을 이용하는 일반 발전 플랜트의 생산량에 대하여 적용되는 전력시장

가격으로서 시간대별로 출력이 할당된 발전기의 연료비 가운데 가장 높은

값으로 결정된다.10) 일반 주택의 전기 요금은 전기 공급 방식별(고압, 저

압), 계약종별(주택용, 일반용, 산업용, 교육용, 농사용 등)에 따라 다르며

기준 전력량 초과 시에는 추가요금이 계산되고 부가가치세가 추가되는 등

매우 복잡하기 때문에 데이터 값으로 입력할 시 그 오차가 매우 클 것으

로 예상하였기 때문에 한국 전력소에서 제시하고 있는 전력거래가격, 즉

계통한계가격을 입력하기로 하였다. SMP는 한국전력거래소

(http://www.kpx.or.kr)에서 제공하고 있으며 2013년 1월부터 9월까지

의 평균값으로 추정하고자 하였다. 그리하여 2013년 10개월 기준 SMP

는 151.1원/Kwh로 나타났다(표 6). 이것을 달러($)로 환산하여

$0.1410로 적용하였다.

월 SMP(원/Kwh)

1 150.90

2 149.27

3 151.19

4 162.07

5 149.72

6 156.80

7 154.27

8 152.67

9 133.42

평균 151.14

*출처: 국전력거래소(http://www.kpx.or.kr)

표 6. 평균 SMP

우리나라에서는 대부분의 경우 천연가스를 냉각시켜 부피가 1/600으로

축소된 액화가스인 LNG(Liguefied Natural Gas)형태로 제조하여 수입

하고 있다11).

천연가스 단가는 서울도시가스(http://www.seoulgas.co.kr)에서 제공

10) 이기준 외 2인(2012), 계통한계가격 예측모델에 근거한 통합 지역난방 시스템의 최적화, 화학공학

50(3): 473-491

11) 민철홍(2013), 천연가스시장이 경제성장과 물가에 미치는 영향, 성균관대학교 석사학위논문 p.13

- 26 -

하는 요금표를 기준으로 작성하였다. 요금표 항목 중 가로수의 에너지 저

감 효과와 관련이 적을 것으로 예상되는 취사, 수송(버스연료용), 산업용,

영업용을 제외한 나머지 항목에 대해 평균값을 구하였으며 일반 요금에

적용하였다(표 6). 다음 표 7의 요금 항목을 적용하여 산출한 도시가스

평균 단가는 20.2원/MJ로 나타났다. 가스의 열량 단위인 1therm은

105.5MJ과 같기 때문에 1therm 당 요금은 2173.3원이며 달러로 환산

하면 $2.027이다.

용도별 구분

주택용 난방

업무난방용 -

영업용

동절기 12~3

하절기 6~9

기타 4, 5, 10, 11

냉방용(냉난방공조용)

동절기 12~3

하절기 5~9

기타 4, 10, 11

열병합용

동절기 12~3

하절기 6~9

기타 4, 5, 10, 11

열전용설비용 -

*출처: 서울도시가스 가스요금표 수정

표 7. 용도별 가스요금 항목

2)이산화탄소 흡수

이산화탄소 비용은 제4차 전력수급기본계획(2008~2022)12)에서 제시

한 탄소배출비용 32,000/CO₂톤을 적용하였다. 이 비용은 해외 배출권

거래 가격과 한계저감 비용 등을 감안하여 비용에 산정하였다.

32,000/CO₂톤을 파운드로 환산하고13), 환율을 계산하여 $0.0149/lb

로 적용하였다.

3)대기 질 향상

12) 지식경제부(2008), 제 4차 전력수급기본계획, p.6

13) 1ton=2,000pounds

- 27 -

대기 오염 물질에 대한 비용은 사회적 비용(social cost)으로 대체하고

자 한다. 사회적 비용이란 환경 손상에 의한 여파로 다양한 분야에서 일

어나는 손해 비용을 사회 공동체가 공동으로 지불하게 될 비용을 말한다.

조준모(1996)는 이산화질소 배출량에 따른 호흡기 질환의 발생 빈도 및

상관관계를 파악하여 피해비용을 산출하였으며 이는 연간 약 7,463억원

으로 추산하였다. 전영섭 외(1992)는 서울의 주택가격이 대기 중 SO2,

O₃의 영향을 받는다고 가정하여 속성가격기법으로 추정하였다. 경기개

발연구원(2003)은 경기도 지역의 주요 대기오염 물질을 파악하여 건강피

해액을 산정하였는데 연구 결과 경기도의 주요 대기 오염물질은 PM,

NO2, CO, O₃등이 있었으며 전체 피해액은 약 4조2천억원에서 11조2천

억원까지 추정하였다. 이는 경기도 총생산액의 1.2-4.5%에 해당한다고

하였다. 하지만 이와 같은 연구 결과는 오염물질의 단위 당 피해액으로

산정하지 않았기 때문에 단위당 피해액 산정에 어려움이 있다.

반면 KEI 보도자료에 따르면,14) 우리나라 배출량을 바탕으로 UNEP와

KAIST의 자료를 활용하여 주요 대기오염 물질인 PM10(미세먼지), SO2,

NOx(질소산화물), CO, VOC에 대해 kg 당 사회적 비용을 산정하였다.

사회적 비용에서 고려한 사항으로는 호흡기 질환, 노동생산성 및 농어업

생산성 감소, 구조물 부식 등이 있다고 밝혔다. 다음 표 8은 1999년 자

료를 기준으로 한 kg 당 사회적 비용을 나타낸 것이다.

PM10 SO2 NOx CO VOC

비용

(원/kg)

상한 40,837 10,491 12,311 7,763 9,022

평균 26,837 9,233 8,220 6,832 7,940

하한 13,193 7,976 4,129 5,902 6,859

*“대기오염으로 인한 사회적 피해비용. KEI 발표-연간 32조원에서 60조원에 달해, 평균 45조원, , 2002/4/9, P. 2 표 수정

표 8 . 대기오염에 따른 사회적 비용(1999)

14) 대기오염 年 피해액 국민 1인당 100만원, , 2002/4/8, http://news.naver.com/main/

read.nhn?mode=LSD&mid=sec&sid1=102&oid=009&aid=0000201756, 2013/10/24/ 1:15 접

속

대기오염으로 인한 사회적 피해비용, 2002/4/9, 환경부(http://www.me.go.kr/web/286/me/common

/board/detail.do?boardId=notice_02&decorator=me&idx=82603), 2013/10/24/1:16 접속

- 28 -

위의 자료에서는 상한, 평균, 하한 값을 제시하였는데 본 연구에서는 평

균값을 적용하기로 하였다. 그리하여 kg을 파운드로 환산하여15) 산정한

단가는 PM10은 $55.1916, SO2는 $18.9881, NOx는 $16.9048, VOC

는 $16.329로 나타났다.

4)우수 유출 저감

강우 시 수목은 목부와 잎에서 빗물을 흡수하여 지표면에 흐르는 물인

우수유출수량을 저감시킨다. 일반적으로 가로수가 식재된 도심지에서 우

수유출수는 하수관으로 흘러가 정수처리가 된다. 그렇기 때문에 수목이

흡수하는 우수유출수량이 많아질수록 곧 정수처리 비용이 절감되는 것을

의미한다.

미국의 하수 체계는 오수관(汚水管)과 우수관((雨水管)을 분류하는 분

류식(分流式)관이 대부분이며 우수관으로 집수된 빗물은 빗물처리과정을

거쳐 재사용된다. 그렇기 때문에 Peper(2007)는 가로수의 우수유출 저감

산정에서 톤당 빗물처리비용 단가를 그대로 입력하여 산정하였다. 반면,

우리나라의 하수도는 오수관과 우수관을 구분하지 않은 합류식(合流式)

관이 대부분 설치되어 있으며, 우수관으로 집수된 빗물은 빗물처리과정을

거치지 않고 바로 하천으로 흘려보낸다. 따라서 우리나라에서는 오수 처리

비용이 곧 빗물처리비용이라 할 수 있으며, 방류된 유수는 하천 오염의 주

범으로 되고 있어 분류식관의 도입목적과는 반대의 결과로 이끌고 있다.

2011 합류식분류식

오수관거 우수관거

연장(m) 559,215 57,088 145,346

합(m) 761,649(84.0%) 145,346(16.0%)

출처: 노원구 2012 통계연보

표 9. 노원구 하수관거 연장 현황(m)

15) 네이버 단위환산

- 29 -

2011년 노�