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도로생태학

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목차

1. 개요

도로생태학은 도로가 대기 질, 수질, 소음 공해, 야생동물에 미치는 다양한 환경적 영향을 연구하는 학문 분야이다. 도로에서 발생하는 배기가스, 도로 먼지, 온실 가스 배출은 대기 질을 악화시키고, 도로 유출수와 제설제는 수질을 오염시킨다. 또한, 도로 소음은 동물에게 스트레스를 유발하고, 도로 건설은 서식지 단편화, 로드킬, 밀렵 및 불법 벌목을 조장하여 야생동물에게 부정적인 영향을 미친다. 이러한 문제를 해결하기 위해 인식 개선, 생태 통로 설치, 친환경 도로 건설 등 다양한 완화 노력이 이루어지고 있다.

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도로생태학
도로생태학 개요
도로 건설로 인한 생태계 파괴로 목숨을 잃은 다람쥐
학문 분야생태학
연구 분야도로 및 고속도로의 생태학적 영향 연구
관련 기관
연구 센터로드 에콜로지 센터 (REC)
브라질 도로 생태학 연구 센터
교통 환경 센터 (CTE)
서부 교통 연구소
관련 네트워크
유럽유럽 인프라 생태 네트워크 (IENE)
국제생태 및 교통 국제 회의 (ICOET)
기타생태 및 교통 네트워크 (ANET)
멸종 위기 야생 동물 신탁

2. 대기 질

미국 로스앤젤레스의 파사데나 고속도로 주변의 대기 오염


도로는 대기 질에 부정적인 영향과 긍정적인 영향을 모두 미칠 수 있다.

화석 연료(및 일부 바이오 연료)를 사용하는 차량에서 발생하는 대기 오염은 차량이 사용되는 모든 곳에서 발생할 수 있으며, 혼잡한 도시의 도로 환경 및 기타 저속 상황에서 특히 우려된다. 인구 밀집 지역에서 교통량을 우회시키는 새로운 도로 건설은 원래 지역의 대기 질을 개선하는 것으로 인식될 수 있으나, 유발 수요로 인해 전체 배출량이 증가할 수 있다.[17] 티라나 외곽 순환 도로 개발을 위해 수행된 ''환경 및 사회 영향 평가 연구''에 따르면 티라나 시내의 대기 질이 개선될 것으로 추정되었다.[18]

영국 힌드헤드 근처에서 건설 중인 새로운 도로 구간은 A3 도로의 4마일 구간을 대체하며, 새로운 힌드헤드 터널을 포함한다. 정부는 이 도로가 매일의 교통 체증 제거, 교통 체증으로 인한 힌드헤드의 대기 오염 제거, 환경적으로 민감한 데블스 펀치볼 지역을 가로지르는 기존 도로 제거를 포함하여 인근 지역에 환경적 이점을 제공할 것으로 예상하고 있다.[19]

2. 1. 차량 배기가스

자동차 배기가스에는 디젤 엔진의 미세먼지, 질소산화물(NO''x'')[11], 휘발성 유기 화합물[12], 일산화탄소[13], 벤젠[14] 등 다양한 유해 대기 오염 물질이 포함되어 있다. 이러한 대기 오염 물질 농도와 호흡기 건강에 미치는 유해한 영향은 도로에서 멀리 떨어진 곳보다 도로 근처에서 더 크다.[15] 차량에 의해 튀어 오른 도로 먼지는 알레르기 반응을 유발할 수 있다.[16] 이산화탄소는 인간에게 무해하지만 주요 온실 가스이며, 자동차 배출 가스는 대기 중 CO2 농도 증가에 중요한 영향을 미쳐 지구 온난화를 가속화시킨다.

2. 2. 도로 먼지

차량 통행으로 인해 발생하는 도로 먼지는 알레르기 반응을 유발할 수 있으며, 중금속 등 유해 물질을 포함할 수 있다.[16]

2. 3. 온실가스 배출

자동차는 이산화탄소(CO2) 등 온실 가스를 배출하여 지구 온난화에 영향을 미친다.[14] 배기가스에는 디젤 엔진의 미립자, NO''x'',[11] 휘발성 유기 화합물,[12] 일산화탄소[13] 및 벤젠을 포함한 다양한 유해 대기 오염 물질도 포함된다.[14] 이러한 대기 오염 물질 농도와 유해한 호흡기 건강 영향은 도로에서 멀리 떨어진 곳보다 도로 근처에서 더 크다.[15]

3. 수질

도로는 비점오염원의 주요 경로로 작용하여 수질 오염을 유발한다. 도로 유출수는 니켈, 구리, 아연, 카드뮴, 납 및 다환 방향족 탄화수소(PAHs)의 주요 원인이며,[21] 제설 화학 물질, 염, 염화물 및 질소 순환의 질소(N) 및 인(P)과 같은 입자상 오염 물질은 인접한 수로에서 영양 단계 연쇄 반응을 유발할 수 있다.[25][26]

3. 1. 도시 유출수

도로 및 기타 불투수면에서 발생하는 도시 유출수는 주요한 수질 오염원이다.[20] 도로에서 흘러내리는 빗물과 눈 녹은 물은 가솔린, 모터 오일, 중금속, 쓰레기 및 기타 오염 물질을 흡수하는 경향이 있다. 도로 유출수는 니켈, 구리, 아연, 카드뮴, 납 및 다환 방향족 탄화수소 (PAHs)의 주요 원인이며, 이는 가솔린 및 기타 화석 연료의 연소 부산물로 생성된다.[21]

3. 2. 제설제

겨울철 도로에 뿌리는 제설 화학 물질과 모래는 도로변으로 흘러 들어가 지하수와 표층수를 오염시킬 수 있다.[22] 도로 염 (주로 나트륨, 칼슘, 마그네슘의 염화물)은 민감한 식물과 동물에게 독성을 나타낼 수 있으며,[23] 모래는 하천 바닥 환경을 변화시켜 서식하는 식물과 동물에게 스트레스를 줄 수 있다. 여러 연구에서 도로와 인접한 유역 또는 수계와, 도로에서 멀리 떨어진 곳의 물 사이에는 물리적 특성에 뚜렷한 차이가 있음이 밝혀졌다.[24]

제설 화학 물질, 염, 염화물, 질소 순환의 질소 (N) 및 인 (P)과 같은 입자상 오염 물질은 인접한 수로에서 영양 단계 연쇄 반응을 일으킬 수 있다.[25][26] 제설을 위해 모래와 함께 도로에 살포되는 화학 물질은 주로 소금과 염화 칼슘이며, 요소와 같은 다른 화학 물질도 사용된다.[27]

이러한 화학 물질은 도로 표면에 물이 흘러내리거나 튀면서 남게 된다. 인접한 식물에서 중금속 생물 축적[28] 외에도, 도로에서 100m 떨어진 곳까지 염분에 의해 식생이 손상될 수 있다.[29] 대부분의 제설 화학 물질은 나무개구리 개체군 역학에 부정적인 영향을 주는데, 올챙이 생존율 감소와 성숙 시 성비 변화 등이 그 예이다.[30][31] 도로에 소금을 뿌려 물속 염화물 농도가 증가하는 것은 도로 가장자리뿐만 아니라 수로에서도 광범위하게 나타날 수 있다.[27]

4. 소음 공해

교통 소음이 적으면 다른 교통 사용자와 대화가 가능하다.


도로 교통 소음은 인간과 동물 모두에게 부정적인 영향을 미치는, 간과하기 쉬운 환경 악화 요인이다.[32][33][34] 모터 소리, 차량 구조물 위를 지나는 바람 소리, 차량 통행으로 인한 초음파 진동은 동물의 의사소통을 방해할 수 있다.

몇몇 연구에 따르면 소음은 특히 조류에게 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 소음으로 인해 주요 도로 주변에서 종 풍부도가 감소하는 것으로 나타났다.[36] 소음에 노출된 새끼 새들은 면역 기능 저하를 겪을 수도 있다.[40]

근처의 민감한 수용체에서 소음 수준을 줄이기 위한 소음 저감 전략이 존재한다. 도로 설계가 음향 공학적 고려 사항의 영향을 받을 수 있다는 생각은 1973년경 처음 제기되었다.

일반적으로 시가지에 설치되는 과속 방지턱은 소음 공해를 증가시킬 수 있는데, 특히 대형 차량이 도로를 이용하는 경우, 야간에 더욱 그렇다.

4. 1. 소음의 영향



도로의 자동차 교통은 인간과 동물 모두에게 영향을 미칠 수 있는 광범위한 오디오 주파수의 소음을 발생시킨다.[32][33][34]

소음은 특히 조류에게 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 주요 도로에서 발생하는 소음은 새의 울음소리를 방해하거나 간섭할 수 있으며, 짝짓기, 의사소통, 이동 등과 관련된 본능적인 울음소리가 도로 소음에 의해 방해받는다. 교통 소음에 노출된 도시의 새들은 더 높은 주파수의 노래를 불러 소리의 진폭을 높여 소음 속에서도 더 잘 들리도록 한다.[35] 소음은 새의 먹이 섭취 행동과 같은 특정 종의 행동을 수정할 수도 있다. 새들은 소음 공해로 인해 다른 종의 청각 신호와 경고 신호가 가려지면서 포식자를 발견하기 위해 시각적 탐색에 더 많은 시간을 할애할 수 있다. 먹이 섭취에 할애하는 시간이 줄어들면 도로 근처에 사는 새의 평균 체중이 감소하여 생존율에 직접적으로 부정적인 영향을 미친다.[37] 만성적인 교통 소음 노출은 새가 스트레스 유발 코르티코스테론 수치를 낮춤으로써 다른 일반적인 스트레스 신호에 반응하는 능력을 저해한다.[38] 시끄러운 환경에서는 새끼 새들이 부모가 도착했을 때 구걸할 가능성이 낮아지는데, 이는 교통 소음이 부모의 도착 소리를 가리기 때문이다.[39]

도로 소음은 인구 밀집 지역, 특히 운영 속도가 빠르고 교차로 근처이며 오르막길 구간의 도로의 경우 성가신 존재가 될 수 있다. 많은 수의 차량이 이용하는 도로 시스템으로 인해 이러한 지역에서 소음 건강 영향을 예상할 수 있다.

4. 2. 소음 저감 대책

도로의 자동차 교통은 인간과 동물 모두에게 영향을 미칠 수 있는 광범위한 오디오 주파수의 소음을 발생시킨다.[1]

5. 야생동물에 대한 영향

도로는 야생동물의 서식지를 단편화하고, 이동을 방해하며, 로드킬을 유발하여 생물 다양성을 감소시킨다.

도로는 특히 웅덩이로 이동하는 양서류와 파충류에게 위험하며,[47] 길가에 둥지를 트는 종들에게도 위협적이다.[48] 뱀은 체온 조절을 위해 도로를 이용하고, 일부 거북은 도로변에 알을 낳기도 하는데, 이는 모두 로드킬 위험을 높인다.[36]

대도시 근처 도로는 주말 관광객으로 인해 교통량 변화가 심하며, 이는 조류의 활동 패턴에 영향을 준다.[49] 또한, 도로 설치는 조류가 특정 장소를 소음과 화학 오염 등으로 인해 덜 서식 가능한 곳으로 인식하게 만들어, 결국 좁은 서식지에 갇혀 질병이나 서식지 교란으로 멸종될 위험을 높인다.[50]

5. 1. 서식지 단편화

도로는 동물의 이동에 장벽이나 필터 역할을 하여 서식지 단편화를 일으킬 수 있다.[42] 많은 종들은 포식의 위협 때문에 도로가 만든 개방된 공간을 건너지 않으며, 도로는 교통 사고로 인한 동물 사망률을 증가시킨다.[44] 이러한 장벽 효과는 종들이 동물 이동을 하지 못하게 하고, 지역적으로 멸종된 지역을 다시 채우는 것을 막으며, 계절적으로 이용 가능한 자원이나 널리 흩어져 있는 자원에 대한 접근을 제한한다.[43]

서식지 단편화는 또한 크고 연속적인 개체군을 작고 더 고립된 개체군으로 나눌 수 있다.[42] 이러한 작은 개체군은 유전적 부동, 근친 교배에 더 취약하며, 개체군 감소 및 멸종의 위험이 증가한다.[43] 이러한 효과가 나타날지는 종의 크기, 이동성 및 단편화가 발생하는 공간적 규모에 따라 크게 달라진다.[45] 단편화는 모든 종에 동일한 방식으로 영향을 미치지 않는다.

도로의 존재는 종이 접근할 수 있는 서식지의 양을 감소시킨다. 즉, 도로를 건너지 않고 동물이 이용할 수 있는 사용 가능한 서식지의 양을 감소시킨다는 의미이다. 도로 반대편의 서식지가 동물에게 접근 불가능하게 될지는 종마다 다르다. 도로는 일부 동물에게는 투과성 장벽이고, 다른 동물에게는 불투과성 장벽이다.[46]

5. 2. 로드킬

인도 대형 다람쥐는 수목형 동물로, 열대 우림 캐노피를 파괴한 도로에서 죽었다.


도로는 동물의 이동에 장벽이나 필터 역할을 하여 서식지 단편화를 초래할 수 있다.[42] 많은 종들은 포식의 위협 때문에 도로가 만든 개방된 공간을 건너지 않으며, 이는 교통 사고로 인한 동물 사망률을 증가시킨다.[44]

스내핑 터틀(''Chelydra serpentina'')이 도로를 건너고 있다.


도로는 웅덩이로 이동하는 양서류와 파충류, 또는 둥지를 틀기 위해 길가 자갈을 이용하려는 여러 종에게 특히 위험할 수 있다.[47][48] 예를 들어 뱀은 체온 조절을 위해 도로를 열원으로 사용할 수 있으며, 일부 거북은 도로 어깨에 알을 낳기도 한다. 계절별 이동은 개구리와 뱀이 도로와 접촉하게 하여 사망률을 증가시킬 수 있다.[36]

5. 3. 밀렵 및 불법 벌목 조장

식용 동물들이 서식하는 숲을 통과하는 도로는 밀렵을 조장하거나 촉진할 수 있다. 특히 빈곤 지역에서는 도로 건설이 개인 소비뿐만 아니라, 제3자에게 판매(소비 또는 애완동물)를 위한 밀렵도 촉진했다.

마찬가지로, 삼림 지역의 도로 건설은 불법 벌목꾼들이 목재를 운송하기가 더 쉬워짐에 따라 불법 벌목도 촉진했다.[51]

6. 완화 노력

도로 건설 및 운영으로 인한 환경 영향을 최소화하기 위한 다양한 노력이 필요하다. 주요 완화 노력으로는 다음 세 가지가 있다.


  • 인식 개선: 운전자, 특히 임도에서 운전하는 운전자들 사이에서 속도 제한을 준수하고 주의를 기울여야 한다는 인식이 확산되어야 한다. 환경 보존 단체는 '고속도로에서 동물의 안전한 이동 보장(Provide Animals safe Transit on Highways)'의 약자인 PATH라는 이름의 인식 캠페인을 시작했다.[1]
  • 야생동물 이동 통로 설치: 동물이 도로와 같은 인공적인 장벽을 안전하게 건널 수 있도록 설계되었으며, 로드킬을 줄일 뿐만 아니라 이상적으로는 서식지 단절에 대처하는 것을 목표로 한다.[1][54]
  • 친환경 도로 건설: 도로 건설 시 제거된 자재는 같은 프로젝트나 다른 건설 현장에서 재사용할 수 있다. 도로 건설에는 다른 산업의 폐기물도 활용 가능하다.[57]

6. 1. 인식 개선

운전자, 특히 임도에서 운전하는 운전자들 사이에서 속도 제한을 준수하고 주의를 기울여야 한다는 인식이 확산되어야 한다. 환경 보존 단체는 '고속도로에서 동물의 안전한 이동 보장(Provide Animals safe Transit on Highways)'의 약자인 PATH라는 이름의 인식 캠페인을 시작했는데, 인도 전역 17,000km 이상을 대상으로 임도에서의 안전 운전의 중요성을 강조했다.[1]

6. 2. 생태 통로 설치

야생동물 이동 통로는 동물이 도로와 같은 인공적인 장벽을 안전하게 건널 수 있도록 설계되었으며, 로드킬을 줄일 뿐만 아니라 이상적으로는 서식지 연결성을 제공하여 서식지 단절에 대처하는 것을 목표로 한다.[1][54] 야생동물 이동 통로는 지하 통로 터널, 고가교, 육교 등을 포함할 수 있다.

노스캐롤라이나 주 워싱턴 군의 64번 고속도로에서 야생동물 지하통로가 지역 야생동물에 미치는 영향을 분석하기 위한 연구가 수행되었다. 연구 구역 내 고속도로 주변에 울타리를 설치하고 3개의 야생동물 지하통로를 건설했다. 연구 결과, 사슴이 지하통로를 가장 많이 이용했으며 전체 통행의 93%를 차지했다. 지하통로 근처에서 사망자 수가 더 적었다. 그러나 모든 동물이 그런 것은 아니다. 일부 동물은 활동 영역이 작아서 도로를 건너기 위해 지하통로까지 이동하려는 경향이 없었다. 지하통로는 곰, 사슴, 퓨마와 같은 대형 포유류에게 가장 큰 이점을 제공할 가능성이 높다. 지하통로는 사망률을 낮추고 주요 도로를 따라 서식지에 적응하는 지역 종의 능력을 향상시키는 것으로 나타났다.

도로 교량 주변의 울타리나 벽과 같은 구조적 요소는 새와 박쥐가 도로 위 또는 다리 아래로 더 높이 날도록 유도하여 차량 충돌 가능성을 낮출 수 있다. 새와 같은 일부 동물은 번식기 등 특정 시기에 방해에 더 취약하다.

6. 3. 친환경 도로 건설

도로 건설 시 제거된 자재는 같은 프로젝트[57] 또는 다른 건설 현장에서 재사용할 수 있다. 도로 건설에는 다른 산업의 폐기물도 활용 가능하다.

아스팔트 포장은 미국에서 가장 많이 재활용되는 재료 중 하나로, 도로에서 제거된 아스팔트 포장의 80% 이상이 건설 골재로 재사용된다. 이는 새로운 포장재에 혼합되거나 하부층, 채움 재료로 사용될 수 있다. 도로 및 건물 철거 시 발생하는 콘크리트 역시 훌륭한 골재 공급원이다.[58]

도로 건설에 사용되는 폐기물로는 석탄 플라이 애시(콘크리트 강도 향상), 아스팔트 싱글 및 파쇄된 폐타이어(아스팔트 포장에 사용), 분쇄된 유리, 제철소 슬래그(골재로 사용) 등이 있다.[58]

2012년, 미국 아스팔트 공장에서는 약 6830만ton의 재활용 아스팔트 포장, 186만ton의 재활용 아스팔트 싱글, 100만ton 이상의 기타 재활용 재료를 사용하여 새로운 아스팔트를 생산했다.[59]

참조

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