1. 서론
1.1. 연구의 필요성 및 목적
우리나라는 인구감소와 인구구조 변화로 인해 국토이용의 패러다임 전환이 불가피한 상황에 직면했다. 2020년 인구정점을 기점으로 정주지 축소, 유휴지 확대, 폐부지 증가 등의 변화가 본격화되면서 국토 공간의 효율적 관리와 지속가능성 확보가 중요한 과제로 부상하였다. 이러한 변화는 온실가스 배출 저감을 위한 토지이용 전환의 잠재력을 높이는 기회이기도 하지만, 현재의 관리체계는 부문별로 분절화되어 있어 통합적이고 체계적으로 대응하기에는 부족하다. 특히 탄소중립 목표를 달성하기 위해서는 인구감소에 따른 국토이용 변화와 탄소흡수원 잠재량을 연계한 구체적 관리전략이 요구된다.
이에 본 연구는 GeoXAI 기반 토지이용 전환 알고리즘을 활용하여 미래 토지이용 변화를 예측하고, 이러한 변화가 탄소중립 실현에 미치는 영향을 시나리오에 기반하여 분석하여, 분석 결과를 바탕으로 탄소중립형 국토 및 정주지 관리체계를 제안하는 것을 목적으로 한다. 궁극적으로, 본 연구는 인구감소 시대에 부합하는 지속가능한 국토이용 패러다임을 정립하고, 정책적 의사결정을 지원할 수 있는 과학적 기반을 제공하는 데 기여하고자 한다.
1.2. 연구의 주요 내용
본 연구에서는 먼저 LULUCF(토지이용, 토지이용 변화 및 임업) 부문의 토지이용 전환 매트릭스 개념을 정립하고, GeoXAI 기술을 활용하여 도시확장 및 쇠퇴에 따른 향후 도시의 토지이용 변화 예측 지도를 구축한다. 다음으로 이를 토대로 탄소중립을 고려한 다양한 시나리오를 체계화하고 각 시나리오의 온실가스 배출·흡수 영향과 탄소중립 가능성을 평가한다. 또한 연구를 진행하는 과정에서 연구 결과의 타당성 및 정밀도를 제고하기 위하여 ‘토지이용 전환 탄소중립 포럼’을 운영하고 전문가와 관계자들이 논의하는 장을 마련하였다. 마지막으로, 본 연구는 시나리오 결과를 기반으로 최적의 공간환경 관리 방안을 제시하고, 이를 지역 환경계획 및 도시계획 등에 적용할 수 있는 정책적 방안을 제안한다.

2. 토지기반 탄소중립 관련 이론적 검토
2.1. 국토 토지이용 변화의 주요 특성
국토 토지이용 변화의 주요 특성을 살펴보기 위해 용도지역과 토지피복지도를 활용했다. 도시지역의 2015년과 2022년의 용도지역 면적의 변화를 살펴보면 관리지역 중 약 78.3km2가 도시지역으로 변화하였으며, 농림지역 중 약 42.8km2가 도시지역으로 변화하였으며, 자연지역 중 약2.6km2가 도시지역으로 변했음을 확인할 수 있다. 중분류 토지피복지도를 통해 2014년과 2022년의 토지피복 면적의 변화를 살펴보면 농업지역 중 약 1,934.32km2가 도시지역으로 변화하였으며, 산림지역 중 약 781.28km2가 도시지역으로 변화하였으며, 초지지역 중 약 563.30km2가 도시지역으로 변했음을 확인할 수 있다. 다만 용도지역의 경우 실제 토지이용의 변화도 있겠지만 실제 토지이용의 변화가 아닌 계획의 변화에 따라 용도지역이 변경된 사례가 다수 존재한다. 용도지역의 분류체계 기준을 살펴보았을때 LULUCF의 분류체계와 ...