감염성 질병예방을 위한 질병-생태 통합평가시스템 구축 종합연구(Ⅰ)

이후승,사공희,주용준,윤성호,김선숙,김혜권,( Huettmann Falk ),지민규,정슬기 한국환경연구원 2021 사업보고서 Vol.2021 No.-

Ⅰ. 연구의 배경 및 목적 1. 연구배경 □ 코로나19, 아프리카돼지열병, 조류인플루엔자 등 국외 인수공통 감염병 유입과 기후변화 및 생활문화 변화로 인한 인수공통 및 매개체 감염병 확산으로 국가공중보건위기가 증가하고 있음 ○ (국외유입) 최근 코로나19 전 세계 확대(’20.4), 메르스 국내 유입(’18.9) 및 중국 조류인 플루엔자 인체감염 환자 지속 발생 등 국외유입 위협 지속 ○ (인수공통전염병) 기후변화 및 개발사업 등으로 인한 생태계 훼손 및 서식지를 잃은 야생생물(전염병 자연 숙주)의 확산과 외래생물 유입 등 생태환경 변화에 따른 감염 위험성 증가 ○ (장기화, 토착화) 야생생물 생활사에 따른 계절적 개체군 변동, 이동 및 확산 등으로 감염성 질병의 지속적인 발생이 반복됨에 따라 국가보건체계 부담 가중 ○ (사후대응) 생물매개 감염성 질병 대응이 발병 후 대응하는 수비전략으로 수행되어 백신 및 치료제를 개발하는 동안 경제적 피해가 급증하는 등 사후대응체계의 취약성, 한계성 노출 □ ‘선 발생, 후 대응’의 수동적 위기대응보다 인수감염 질병의 근본적인 원인을 제한·조절하는 능동적이고 선제적인 사전예방적 대응정책이 요구됨에 따라 환경보전-생물다양성 정책의 유기적 연계와 질병예방을 위한 질병-생태 통합평가체계 구축이 필요함 ○ 코로나19(박쥐 등 매개), 아프리카돼지열병(봄, 여름), 조류인플루엔자(가을, 겨울) 등 감염성 질병이 매년 반복적으로 발생하고 있으나 유입, 예찰 및 예방 체계가 미흡하여 계절별 발생 및 확산 현황 분석에 따른 계절관리체계 수립이 시급 ○ 사전예방적 질병매개 생물의 유입-확산-대응에 대한 사전예방적 체계 마련과 감염병에 대한 민감성 및 취약성을 평가하기 위한 질병-생태통합시스템의 상시적 운영이 필요 2. 연구목적 □ 코로나19 등 감염성 질병예방을 위한 질병-생태 통합평가시스템(IDEA System: Integrated Disease-Ecology Assessment System) 구축과 사전예방적 생태 기반 질병 전망 및 진단 체계를 위한 종합 연구를 수행하고자 함 ○ (기반마련) 생태-공간 개발 신규 가능 야생생물 매개질병의 유입-확산-대응 체계 구축을 위한 기반 마련 ○ (평가체계) 감염성 질병의 생태 및 지형 기반의 전 과정 진단을 통한 위험성-대응 평가체계 및 시스템 구축 ○ (예방체계) 국가 생물자원에 대한 통합 평가 기반 감염성 질병 예방체계 구축 Ⅱ. 야생동물매개 질병에 대한 생태기반 평가 현황 1. 국내에서 발생한 감염성 질병과 팬데믹 □ 한반도의 생물지리학적 특성을 고려할 때 다양한 생물상의 교차역이자 전염성 질병의 유입·유출이 빈번한바 이를 고려한 정교한 평가체계 구축과 운영이 필요함 ○ 국제적으로 중요한 철새네트워크의 교차역이자 대륙과 연결된 반도로 다양한 생물상의 분포·경유하고 있어 생태적 중점역으로서의 보전과 개발 그리고 생물다양성과 질병확산이 상충되는 영역이 발생 ○ 조류인플루엔자의 경우 새로운 형태의 변이가 지속적으로 발생하고 있기 때문에 다양한 지역에서 보이는 한반도의 생물지리학적 특성으로 지속적인 위험성 노출이 불가피하게 심화 2. 전염성 질병에 대한 생태학적 관점으로의 변화 □ 감염성 질병 발생을 파악하기 위한 가장 기본적인 접근방법인 질병 확산 예측도를 구성하는 일은 관련 데이터의 한계로 인해 어려우므로 신뢰성 확보를 위한 생태학적 관점으로의 접근이 필요한 시점임 □ 질병의 정량화를 위하여 질병에 대한 정보와 매개생물의 분포와 이동 등에 대한 정보의 융합을 통해 위험성 평가와 예측 가능한 평가모델 체계 구축이 필요함 ○ 질병의 예측모델을 개발하기 위해서는 정량분석 알고리즘 등을 포함한 기계학습과 인공지능의 역할 등 다양한 평가체계가 필요 □ 사전예방적 차원의 위험성 평가와 질병 예측을 위한 생태기반평가의 정책방향으로 기초적인 생태조사와 확보된 데이터에 대한 고도화된 평가툴의 도입이 필요하며 나아가 사회-경제 분야의 팬데믹과 관련된 개념과 방법 도입이 필요함 ○ 팬데믹과 관련된 정책적 노력을 지역과 국가를 넘어 세계적 차원으로 확장하기 위해 국지적 영향예측과 전 지구적 확산 등의 통일된 평가체계 마련이 필요 Ⅲ. 국내 발생 주요 야생동물매개 질병의 질병-생태 통합평가 기반 분석 1. 코로나19 관련 국내 박쥐 생태와 감염병 토착화 대응을 위한 기반 분석 □ 코로나19 등과 같은 코로나바이러스의 숙주로 ‘박쥐’는 사람과 같은 포유류로 종간 장벽이 상대적으로 낮아 다양한 질병이 전염될 확률이 높은 종이나, 국내 박쥐에 대한 연구는 미흡한 상황임 ○ 환경부 국립환경과학원에서는 2016년부터 박쥐 등 야생포유류 감염병 조기감지 및 분포 특성에 대한 연구 수행 - 겨울철 조류 동시 센서스와 같은 분류군에 대한 정밀 분포 연구는 미실시 - 박쥐를 포함한 감염병 매개 생물에 대한 종 특이적인 연구도 미흡 - 2016년 박쥐 시료 672점에서 검출된 코로나바이러스는 16건으로 약 2.3% 검출 - 지속적인 박쥐의 모니터링과 바이러스 검사가 필요 □ 바이러스성 감염병에 대응하기 위해 사용하고 있는 전략과 도구는 바이러스의 정체를 알고 정보를 확인하였을 때 적용할 수 있는 만큼 바이러스의 정체를 미리 알아내거나 바이러스가 변화하는 패턴을 연구하여 미래 바이러스의 정보를 알아내기 위해 생태기반의 연구가 필요함 ○ 신규 전염병은 야생동물과 관련성이 높은 경우가 대다수이며, 야생동물의 포획 및 섭취 과정에서의 접촉이 주된 원인이 될 수 있고, 크게는 기후변화와 산업화에 따른 야생동물 생태환경의 변화가 하나의 원인 ○ 야생동물 서식지 변화에 따른 사람 또는 가축과 야생동물 간의 빈번한 접촉이 신규 전염병의 발생과 연관 2. 국내 주요 감염성 질병 매개체의 시계열적 공간 분포 및 서식지 이용성 평가 □ 조류인플루엔자 유입-확산-대응 체계 마련을 위해서는 철새 이동에 관련된 환경 요인에 대한 분석, 계절기후 전망과의 연계, 생물다양성 평가, 조류 생활사 연구, 사육 입지에 대한 EIA 평가 등 조류생태학적 분석이 함께 수행되는 것이 필요함 ○ 2014~2018년 동안의 19가지 생물기후 변수(Bioclimatic variables)를 이용하여 조류인플루엔자 매개종의 분포를 예측 - 기후 외의 환경요인으로는 표고, 토지피복, 경사, 향, 계곡 등을 이용 ○ 조류인플루엔자로 인한 피해가 예상되는 종으로서 큰기러기에 대한 분포예측과 가금 농장과의 접촉위험도 평가 - 가금농장과 예측된 큰기러기의 분포 면적이 겹치는 정도는 전체 가금농장 면적 중 월동기 22% - 가금농장과 겹치는 큰기러기의 분포 면적을 보면, 5개월 동안 겹치는 면적은 499km2, 이후 순차적으로 4개월 421㎢, 3개월 375㎢, 2개월 520㎢, 1개월 1,140㎢로 평가 - 2020~2021년도 AI 발생과 주요 매개종이었던 큰기러기의 분포예측 및 접촉위험도의 결과는 실제 발생현황과 유사하게 예측 □ 아프리카돼지열병의 매개가 되는 멧돼지의 연주기적 분포패턴에서 연중 서식하며 뚜렷한 번식기가 정해져 있지 않은 종의 특성을 고려할 때 시기에 따른 직접적인 영향보다 시기에 따른 환경의 변화에 공간 이용이 주로 영향을 받는 것으로 판단됨 ○ 멧돼지의 경우 조류와 달리 모델 정확성이 다소 부족한 모습을 보이나, 매 계절 분기별로 분포 면적이 유사하다는 것이 확인 - 봄-여름에는 멧돼지의 번식이 이루어지기 때문에 가을-겨울에 주로 먹이를 찾기 위해 농가 및 축사 등에 접근하고 있으며 이로 인한 접촉 위험성이 증가할 수 있는바 연중 감시체계 유지 필요성 개진 Ⅳ. 질병-생태 통합평가를 위한 생물다양성 평가 활용방안 □ GenBank를 이용한 국내 125종의 포유류 중 119종(95.2%)에 대한 미토콘드리아 유전체서열을 확보 및 베이지안 추론 기반 계통수를 작성함 ○ 선행연구에서 제시된 ‘국가 생물다양성 지도 작성(안)’에 따라 포유류의 계통적 다양도지도 작성 - 계통적 다양도 결과와 종 다양도 결과는 경기 북부, 강원도, 경상북도 및 충청남도 일대가 서로 유사하게 높은 것으로 나타났으며, 두 평가결과를 상호보완적으로 이용함으로써 질병-생태 통합평가의 체계를 구축할 수 있을 것으로 사료 ○ ASF 대응을 위한 멧돼지 제거전략에서 생물다양성 측면에서의 영향에 대해 계통적 다양도 평가기법을 이용하여 분석 - 자연생태계에서 생물다양성과 최상위 포식자 간의 양의 상관관계를 이용하여 멧돼지 제거전략으로 인한 생태적 균형(equilibrium)의 지속성을 평가 - 2020년 초반에는 생태계 균형이 지속되었으나, 2020년 중후반 및 2021년 초반까지 무너진 생태계 균형이 지속되고 있는바, 이는 생태계 균형에 멧돼지 제거로 인한 교란이 발생했음을 의미 Ⅴ. 결론 및 정책 제언 □ 야생생물매개 질병에 대한 평가와 예측은 상당히 많은 불확실성을 내포하고 있기 때문에 연구와 정책적 대응전략을 수립하는 데 한계성과 제한성이 높은바 생물종 자체의 생활사적 특성에 따른 이동·확산의 불확실성을 최소화하기 위한 계절적 영향 및 군집 내 생물다양성 구조에 대한 평가기반 체계마련이 필요 ○ 본 연구의 최종성과물은 야생생물을 매개로 하는 감염성 질병예방을 위한 질병-생태 통합평가시스템을 구축하는 것으로 사전예방적 정책지원을 위한 생태 기반의 질병 전망 및 진단 체계 수립을 목적으로 수행 - 본 보고서는 1차 연도 연구로서 국내에서 발생한 주요 야생생물매개 질병에 대한 현황과 주요 매개생물에 대한 환경정보에 따른 분포확산 범위와 가금농장 등 직접적인 피해유발 시설물에 대한 위험성 분석을 실시 - 통합평가시스템 구축을 위한 생물다양성 평가의 활용방안을 제시하기 위한 국내 포유류에 대한 유전정보 기반의 계통도 작성과 계통적 다양성 평가지수 개발 □ 일반적인 감염성 질병이 아닌 야생생물을 매개로 하는 질병, 특히 그 질병에 대한 매개종이 무엇인지, 어떤 경로로 어떻게 확산될 것인지 그리고 언제 질병의 확산이 시작될 것인지 등 다양한 불확실성을 최소화하고 정책적인 대응체계를 구축하는 것이 필요함 ○ 관리방안 수립에서 종의 생활사적 특성(life-history traits)과 서식지 기반의 특성 그리고 질병발생 현황의 질병-생태 빅데이터를 기반으로 한 공간적 관리방안을 수립하는 것이 필요 □ 생물에 대한 부처 간의 전문성을 고려한 정책이행을 수행하는 데 농립축산식품부는 가축 및 가금 등의 사육대상 동식물에 대한 체계적인 방역체계 구축에, 환경부는 생물다양성 증진을 위한 야생생태계 내 질병 확산을 예방하는 방역체계 구축에 집중할 필요가 있음 ○ 영국 등 선진국의 경우, 야생생물매개 질병에 대한 대응정책은 ‘자연생태계 모니터링-시료에서 바이러스 검출-대응방안’의 3단계 전문화 과정을 기반으로 수립 - 자연생태계 모니터링의 경우, 전문기관과 시민사회 자료를 이용하여 매년 업데이트 - 바이러스 검출과 대응전략은 관련 전문기관에서 수립·반영 ○ 국내의 경우 조류인플루엔자와 같은 야생생물매개 질병에 대한 표준행동지침 내용이 부처 간 상당수 중첩되고 있어 현장에서의 혼란을 초래 - 국가차원에서도 모니터링 및 예찰(시료분석) 등이 부처 간 중복되는 현상이 발생 - 부처 고유의 업무와 중점-협력부서의 체계에 따른 운영이 필요 Ⅰ. Background and Aims of Research 1. Necessity and purpose of research □ The national public health crisis is accelerating due to the influx of common infectious diseases such as COVID-19, African Swine Fever (ASF), and Avian Influenza (AI), and the spread of zoonotic diseases caused by climate change and changes in life and culture. ○ (Introduction) The recent pandemic of COVID-19 worldwide (April 2020), the introduction of MERS into Korea (September 2018), and the continued occurrence of human infection with avian influenza in China. ○ (Zoonosis) The risk of infection increases due to changes in the ecological environment, such as damage to the ecosystem due to climate change and development projects, the dispersal of wildlife, and the spread of introduced species. ○ (Prolongation, naturalization) As the continuous occurrence of zoonotic diseases is repeated due to seasonal population fluctuations, movement, and spread according to the life history of wildlife, the burden on the national health system is increased. ○ (Post-response) Zoonotic disease response is carried out with a defensive strategy to respond to after the outbreak, and while developing vaccines and treatments, follow-up systems to deal with matters such as a surge in economic damage are vulnerable and limited. □ As active, preemptive, and proactive response policies are required to limit and control the fundamental causes of infectious diseases rather than passive crisis responses of “response after occurrence” it is necessary to establish an integrated disease-ecological assessment system to ensure an organic linkage between environmental conservation and biodiversity policies. ○ Infectious disease outbreaks including zoonotic diseases such as COVID-19 (e.g. bat), African Swine Fever (spring, summer), and avian influenza (autumn, winter) occur repeatedly every year, but prediction and prevention systems are insufficient, so it is urgent to establish a seasonal management system according to seasonal occurrence and spread. ○ It is necessary to establish a proactive system for the inflow, diffusion, and response of proactive disease mediators and to regularly operate the disease-ecointegration system to assess sensitivity and vulnerability to zoonotic diseases. 2. Purpose of the research □ It aims to establish an Integrated Disease-Ecology Assessment System (IDEA System) to prevent zoonotic diseases such as COVID-19 and conduct comprehensive research on developing a prediction/prevention system for ecology-based diseases. ○ (Fundamental preparation) Laying the foundation for establishing an introduction-spread-response system based on spatial-ecology. ○ (Assessment system) Establishment of a risk-response assessment framework and system by examining the entire process based on the ecology and topography of zoonotic diseases. ○ (Prevention system) Establishment of an zoonotic disease prevention system based on an integrated assessment of national biological resources. Ⅱ. Current Status of Ecology-based Assessment of Zoonotic Diseases 1. Zoonotic diseases and pandemics in Korea □ Considering the biological geographic characteristics of the Korean Peninsula, it is necessary to establish and operate a sophisticated assessment system that takes into account various ecological intersections and frequent introduction of zoonotic diseases, both into Korea and from Korea to other countries. ○ As it is at the intersection of internationally important migratory bird networks and a peninsula connected to a continent, various species are distributed on it and pass through it, resulting in areas where conflicts between conservation as an ecological center and development, and biodiversity and disease spread occur. ○ In the case of avian influenza, new types of mutations continue to occur and continuous risk exposure is inevitably intensified due to the biological geographic characteristics of the Korean Peninsula seen in various regions. 2. Shifting to the ecological perspective in viewing infectious diseases □ Predicting and mapping the diseases, the most basic approach to identify the occurrence of infectious diseases, is not easy due to limited data, so an approach from the ecological perspective to secure reliability is needed. □ In order to quantify disease progression, it is necessary to establish a risk assessment system and predictable assessment model through the fusion of information on the disease and information on the distribution and movement of reservoirs. ○ In order to develop a disease prediction model, various assessment systems using machine learning including quantitative analysis algorithms and artificial intelligence and so on are required. □ As to policy development for proactive risk assessment and disease prediction, it is necessary to introduce basic ecological surveys and advanced assessment tools for secured data, and further introduce concepts and methods related to pandemic diseases in the socio-economic field. ○ In order to expand policy efforts related to pandemic diseases at the global level beyond regions and the nation, it is necessary to prepare a unified assessment system such as one for both local impact and global spread prediction. Ⅲ. Analysis Based on Integrated Disease-Ecological Assessment of Major Zoonotic diseases Occurring in Korea 1. Base analysis of the ecology of bats in Korea and the naturalization of infectious diseases related to COVID-19 □ As a host of coronavirus such as COVID-19, “bats” are mammals like humans and have a relatively low interspecies barrier, which are highly likely to spread various diseases, but there are few studies on bats in Korea. ○ The Ministry of Environment’s National Institute of Environmental Research has conducted research on early detection and the characteristics of the distribution of infectious diseases in wild mammals such as bats since 2016. - A detailed distribution study of classification groups such as the winter waterbird census has not been conducted. - Specialized studies in species that transmit infectious diseases including bats are also insufficient. - In 2016, 16 cases of coronavirus were detected in 672 bat samples, which is about 2.3%. - Continuous monitoring of bats and virus testing are required. □ As the strategies and tools used to cope with viral infectious diseases can be applied after the virus has already been identified and the data verified, ecology-based research is needed to identify the virus in advance or to study the changing patterns of viruses in the future. ○ New zoonotic diseases are mostly related to wild animals, and contact in the capture and consumption process of wild animals can be the main cause, and largely, changes in wildlife habitats due to climate change and industrialization are another cause. ○ Frequent contact between humans or livestock and wildlife due to changes in wildlife habitats is associated with the occurrence of new infectious diseases. 2. Time-series spatial distribution and habitat usability assessment of major reservoirs in Korea □ To prepare an avian influenza introduction-spread-response system, it is necessary to conduct bird ecological analysis such as analysis of environmental factors related to migratory bird migration, linkage with seasonal climate prospects, biodiversity assessment, life history, and EIA assessment of breeding location. ○ Prediction of the distribution of avian influenza reservoirs using 19 bioclimatic variables during 2014~2018. - As environmental factors other than climate, elevation, land cover, slope, incense, valley, etc. are used. ○ Prediction of the distribution of Bean geese (Anser fablis) as a species expected to be damaged by avian influenza and assessment of the risk of contact with possible farms. - The degree to which the distribution area of the predicted Bean geese overlaps with the poultry farm area is 22% of the total poultry farm area. - Looking at the distribution area of bean geese overlapping with poultry farms, the area overlapping for five months is assessed as 499km2, followed by four months 421km2, three months 375km2, two months 520 km2, and one month 1,140km2. - The results of distribution prediction and contact risk of bean geese, which were major reservoirs of AI outbreaks in 2020~2021, are similar to the actual occurrence status. □ Considering the characteristics of wild Boars(Sus scrofa) that live throughout the year and do not have a clear breeding period, it is judged that space use is mainly affected by changes in the environment over time rather than direct effects according to different time periods. ○ In the case of wild boars, unlike birds, the model accuracy is somewhat low, but it is confirmed that the distribution areas are similar by quarter every season. - Wild boars breed during spring and summer, so they go to farms and livestock houses to find food mainly in autumn and winter, which may increase the risk of contact, raising the need to maintain a monitoring system throughout the year. Ⅳ. How to Utilize Biodiversity Assessment for Integrated Disease- Ecology Assessment □ Securing mitochondrial genomic sequences for 119 species(95.2%) out of 125 species of mammals in Korea using GenBank and building Bayesian inference-based phylogenetic trees. ○ Create diversity maps of mammals according to the ‘National Biodiversity Map(draft)’ presented in previous studies. - Both the phylogenetic diversity map and species diversity map show that northern Gyeonggi-do, Gangwon-do, Gyeongsangbuk-do, and Chungcheongnam-do have high diversity, and the two assessment results can be used complementarily to establish an integrated diseaseecology assessment system. ○ Analysis of the impact in terms of biodiversity on wild boar removal strategies for ASF response using a phylogenetic diversity assessment technique. - Using the positive correlation between biodiversity and top predators in the natural ecosystem, the persistence of ecological equilibrium due to the wild boar removal strategy is assessed. - The ecosystem equilibrium was maintained in early 2020, but the collapsed ecosystem balance continued until mid-to-late 2020 and early 2021, which means that disturbance occurred in the ecosystem equilibrium due to the removal of wild boars. Ⅴ. Conclusion and Suggestions □ Since assessment and prediction of zoonotic diseases connote a high level of uncertainty, there are limitations in establishing research and policy response strategies. Therefore, it is necessary to establish an assessmentbased system for seasonal effects and biodiversity structures in clusters. ○ The final outcome of this study is an integrated disease-ecology assessment system for preventing infectious diseases transmitted by wildlife, and this study aimed to establish an ecology-based disease prediction/prevention system for proactive policy support. - As a first-year study, this report analyzes the current status of major zoonotic diseases in Korea, the scope of distribution of major reservoirs according to environmental information, and the risk of direct damage to facilities such as poultry farms. - A genetic information-based phylogenetic diagram was built and a phylogenetic diversity assessment indices for domestic mammals was developed to suggest ways to utilize biodiversity assessment for establishing an integrated assessment system. □ It is necessary to minimize various uncertainties related to diseases such as uncommon infectious diseases, especially those that are transmitted by wildlife, in terms of how they will spread, when the outbreak will occur, and so on, and to establish a policy response system. ○ In establishing a management plan, it is necessary to establish a spatial management plan based on life-history traits, habitat characteristics, and disease-ecology big data on disease occurrence status. □ The Ministry of Agriculture, Food and Rural Affairs needs to establish a systematic quarantine system for animals and plants that are bred, and the Ministry of Environment needs to focus on establishing a quarantine system to prevent the spread of diseases in the wild ecosystem in order to promote biodiversity. ○ In the case of developed countries abroad, such as the UK, the three-step specialization process of “monitoring the natural ecosystem-detecting viruses in samples-developing countermeasures” is implemented for zoonotic diseases. - In the case of natural ecosystem monitoring, the status is updated every year using data from specialized institutions and the civil society. - Virus detection and response strategies are established and reflected by relatve specialized institutions. ○ In Korea, much part of the behavior guidelines on animal-borne diseases such as AI released by the Ministry of Environment overlaps with those of other ministries, causing confusion on site. - At the national level, monitoring and forecasting (sample analysis) overlap between ministries. - It is necessary to operate it according to competent/cooperative departments, taking into account each department’s own tasks.

생물다양성협약 대응을 위한 계통적 다양성 평가의 정책적 활용방안

이후승,정슬기,주용준,사공희,지민규 한국환경정책평가연구원 2021 환경포럼 Vol.254 No.-

인간에 의한 개발은 야생생물 서식지를 파편화하고 생물다양성을 지속적으로 감소시키고 있다. 특히, 우리나라는 국토면적에 비해 다양한 개발사업이 증가하고 있으며 이로 인해 생물다양성의 감소가 더욱 심화될 것으로 전망되고 있다. 또한 생물다양성협약(CBD) 의제 중 영향평가 (impact assessment)에 대한 우리나라의 이행 정도는 협약 권고사항과 차이가 크며, 이는 생물종 수 및 개체 수 위주의 평가로 인하여 환경정책 및 환경영향평가 등에 종 다양성, 유전적 다양성, 생태계 다양성이 반영되지 않고 있기 때문이다. 이에 생물다양성 관련 정책 및 환경영향평가 등의 효율적인 운용과 생태계 지속가능성 평가의 선진화를 유도하기 위한 생태·유전 정보 기반의 융복합적 생물다양성 평가방법 개발과 정책·제도 개선이 필요한 시점이다. 본고에서는 생물유전 정보를 이용한 계통적 다양성(phylogenetic diversity)을 기반으로 한 융복합적 생물다양성 평가방법을 제시하였다. 또한 범부처 차원에서 장기간 수행된 자연환경 모니터링 기법의 개선 방향과 생물다양성 평가로의 활용방안을 제언하였다. 나아가 기존 생물다양성 평가기법과의 차이점 비교를 통해 환경정책과 환경영향평가 등에서의 다양한 정책적 활용방안을 제언하였다.

硬化劑가 가토신신경 및 周圍組織에 미치는 影響에 關한 實驗的 硏究

李厚丞 대한치과의사학회 1993 대한치과의사학회지 Vol.14 No.2

언어기호 『빌라』의 의미 양식의 한 측면 -한국의 연립주택 명칭에 대한 사회언어학적 관찰 연습- (일간지의 주택 분양 광고에 나타난 사례를 바탕으로)

이후승 프랑스학회 1991 프랑스학연구 Vol.9 No.-

생태정보학적 생물다양성 평가 기술 개발

이후승,사공희,주용준,정슬기 한국환경정책평가연구원 2019 기본연구보고서 Vol.2019 No.-

Ⅰ. 연구의 배경 및 목적 1. 연구의 배경 □ 정책현안 및 연구의 필요성 ㅇ 경제개발에 따른 인구의 도시집중화는 야생생물 서식지 파편화를 통해 생물다양성의 지속적인 감소를 초래하고 있으며, 국토면적에 비해 다양한 개발사업이 증가하고 있는 우리나라는 생물다양성의 감소가 더욱 심화될 것으로 전망 ㅇ 생물다양성협약(CBD) 의제 중 영향평가(impact assessment)에 대한 우리나라의 이행 정도는 협약 권고사항과 차이가 있음 - 현재 환경정책 및 환경영향평가 등에서 생물 종 수 및 개체 수 위주의 평가는 생물다양성에서 다루어야 할 종 다양성, 유전적 다양성, 생태계 다양성 미반영 ㅇ 우리나라는 국가생물다양성전략 및 환경영향평가 등에서 기초적인 수준의 생물다양성 평가를 수행할 뿐, 융·복합적 평가기법 및 정책의 이행체계가 미흡 - 생물자원의 분포 및 개체군 변동 등의 국제적인 기준에 부합되는 자연자원에 대한 인벤토리와 데이터베이스 구축 및 지표개발 미흡 - 환경영향평가 등에서 생물현황 기초자료의 부족, 합리적인 생태계 평가기법의 부재, 생물 종 및 서식지 보전을 위한 추진체계 정립 미흡 등의 한계 - 생물다양성 평가를 위한 생태·자연도 도입 및 생물상 조사항목 개선에도 불구하고 기초적인 출현 종 목록 및 산술적 다양성 지수 결과를 제시하므로 서식지 및 유전자원 등의 생태계 건강성 악화 및 개발로 인한 훼손 파악이 미흡 - 특히 법정보호종에 대한 환경영향평가는 획일적인 영향 예측이나 저감방안 제시로 지역여건이나 생물 종의 생태적 특성이 미반영 ㅇ 생물다양성 관련 정책 및 환경영향평가 등의 효율적인 운용과 생태계 지속가능성 평가의 선진화를 유도하기 위한 생태·유전정보 기반의 융·복합적 생물다양성 평가방법 개발 및 정책·제도 개선이 필요한 시점 2. 연구의 목적 □ 생물다양성 평가 현황 및 문제점 분석 ㅇ 국내 생물자원에 대한 유전정보학적 계통분류 연구 현황과 국내외 생물 종 유전정보 협력지원 체계 분석 및 생물다양성 항목 작성 실태 그리고 융·복합적 평가체계를 고려한 개선방안 도출 ㅇ 대기질, 소음진동 등 생활환경 항목에 비해 정량적 평가기법의 개선이 늦은 생물다양성 평가기법을 개선하기 위한 서식지 현황 및 생활사 등을 고려한 개선방안 분석 ㅇ 법정보호종뿐만 아니라 서식이 확인된 생물 종에 대한 다양성 분석을 통한 평가 가능성 확대방안 모색 □ 생태정보학적 기법을 기반으로 한 생물다양성 평가기법 마련 ㅇ 생물유전정보를 이용한 계통적 다양성 기반의 융·복합적 생물다양성 평가방법 개발 ㅇ 생태정보학적 기법 소개를 통해 현재의 생물다양성 평가기법과 생태정보학적 기법의 차이점을 비교하여 생물다양성 평가에 생태정보학적 기법의 활용방안을 제시 ㅇ 한강권역 조류 현황자료를 이용하여 시범분석을 실시하고 생태정보학적 생물다양성 평가기법의 활용 방향을 제시 ㅇ 생물다양성 관련 정책 및 환경영향평가 등에서의 생태정보학적 생물다양성 평가기법의 활용 방향과 ICT 기반 환경영향평가를 위한 생물다양성 평가 로드맵을 도출 Ⅱ. 생태정보학적 생물다양성 평가를 위한 방법론적 현황 □ 환경부 및 농림축산식품부 등에서 생물자원에 대한 유전자원의 지속적 확보 추진 ㅇ 국립생물자원관에서 ’08~’20년까지 계통수 작성 사업 추진 중 - 민간(대학 및 연구소)에서의 생물자원 현황은 집계되지 못하고 있음 □ 유전자원의 이용과 보전에 대한 국제 규정 및 정보 공유 체계 ㅇ 2010년 일본 나고야에서 ‘유전자원 접근 및 이익 공유(ABS)에 대한 나고야 의정서’ 채택 - 1992년 생물다양성협약(CBD) 채택 후, 생물유전자원을 포함한 자국의 생물자원에 대한 주권적 권리 인정 ㅇ 미국 국립생물공학정보센터(NCBI), 유럽 생물정보학연구소(EBI) 및 일본 DNA 데이터 은행(DDBJ)에서는 유전정보를 등록하고 공유하는 체계를 구축 - 유전자 염기서열 정보 규제와 관련된 공유범위 확대 및 규제 해제 등 국제적 논쟁이 지속되고 있음 - 본 연구에서는 신약개발 및 생물복제 등에 활용되는 모든 유전자 정보가 아닌 생물종 동정 및 생물다양성 평가를 위한 유전자 염기서열 정보만을 다룸 □ 생활사 특성을 고려한 생물다양성 평가체계 도입 필요 ㅇ 환경변화에 민감한 개체수준에서의 영향에 따른 개체군 규모에서의 차이가 생물다양성 평가결과에 반영될 수 있는 평가체계 도입 - 취식, 확산, 이주 등 시·공간적으로 다양한 생활사는 생물다양성을 결정하는 데 중요한 요소로 작용할 수 있기 때문에 생물다양성 평가를 위한 계획 수립 단계에서부터 긴밀하게 고려되어야 함 □ 생물상 조사의 한계성 및 평가의 제한성 ㅇ 전국자연환경조사 등 현재의 생물상 조사방법은 종 수 중심의 조사로 수립되어 생물자원의 현황파악이라는 목적에는 부합하나 정책적 활용을 위한 생물다양성 및 종 다양성 등의 지표화를 하기에 미흡 - 조류, 어류 등 일부 분류군에서는 개체 수도 함께 조사되어 다양성 분석이 가능하나 나머지 분류군은 종 수 중심으로 조사되고 있음 - 생물자원조사의 기본 지침이 될 수 있는 전국자연환경조사의 경우 현재 제5차까지 진행되어 오는 동안 조사 시기 및 방법 등이 바뀌고 있어 시계열적 생물다양성 평가의 한계를 초래함 ㅇ 전국적인 현황조사를 실시하는 데 분류군별 공간적 범위의 제한성으로 인한 통합적 다양성 분석의 한계 노출 - 전국자연환경조사의 경우 육상과 수계의 공간적 조사범위가 상이하여 생물다양성 평가를 통한 현황 및 변화 등을 분석하는 데 한계가 드러남 - 생물다양성 평가에서 종 다양성, 종 풍부도 등 평가 방법과 결과의 활용성이 다름에도 불구하고 혼용하여 사용함으로써 정책적 혼란을 초래할 가능성이 있음 □ 생물다양성 평가체계를 고려한 개선방안 시급 ㅇ 생물다양성 평가의 다양한 지표의 활용방안 - 현재 국내에서 사용하는 생물다양성 평가지표는 대부분 종 수와 개체 수 등을 모두 요구하는 지표인바 평가가 제한적으로 실시됨 - 개체 수가 조사되지 않더라도 생물다양성을 평가할 수 있는 다양한 평가기법을 생물다양성 평가에 도입하는 것이 필요함 ㅇ 서식지의 기능적 특성 반영 - 종 수 개념의 생물다양성 분석은 서식지의 기능적 특성을 고려하여 분석스케일에 따라 달라질 수 있으므로 조사지역의 세분화 또는 자료 분석 시 서식역의 환경적 특성을 고려한 생물다양성 분석을 실시하도록 개선이 필요함 - 서식지 면적의 크기와 생물다양성은 비례하지 않으므로 적정 면적에서의 조사 또는 다양성 분석을 실시하도록 개선이 필요함 ㅇ 공간적 범위의 조정 개선 필요 - 생물다양성 평가가 요구되는 공간과 주변지역간의 관계 등을 평가하기 위한 공간적 범위를 평가에 활용하는 방안이 필요함 - 환경영향평가의 경우 사업대상지와 주변지역 및 사업 전 및 사업 후의 생물다양성 차이를 분석하기 위한 공간적 범위의 적정성 평가가 필요함 Ⅲ. 생태정보학적 생물다양성 평가 기술 개발 □ 생태정보학은 유전자 정보, 생물 시스템 각 계층 간의 정보 및 생태계 구성 기전에서의 거시적 보전을 위한 연구 ㅇ 전산-수리적 방법을 통한 생물 시스템(분자-세포-개체-개체군-군집-생태)의 정보를 유기적으로 종합분석하고 환경적 스트레스 및 교란의 해결을 통해 생태계 안정성 유지를 위한 생태 자료의 종합적 기법 구현을 연구함 ㅇ 생태정보학적 생물다양성 평가기법은 추가적인 조사 등의 변경보다는 현 체제의 보완 및 분석의 다양화를 통한 평가기법의 고도화를 목적으로 함 □ 계통분류도를 이용한 생물다양성 평가 ㅇ 계통분류도에서 종과 종 사이의 계통적 거리(phylogenetic distance)는 종간의 차이 또는 진화적 차원에서의 시간차이를 의미 - 종간의 진화적 및 분류학적 거리가 가까우면 근연종(allied species)이라 할 수 있음 ㅇ 생태정보학적 생물다양성, 즉 계통적 다양성(PD: phylogenetic diversity)은 계통 도상 종간의 모든 간선의 길이의 합으로 계산됨 - PD값이 클수록 계통도상 거리가 먼 종들이 조사지역에서 서식하고 있음을 의미하며, PD값이 작을수록 계통도상 거리가 가까운 종들이 서식하고 있음을 의미 - 계통도상 거리가 가까운 종들은 생태적으로 선호하는 먹이, 서식환경 및 생활사 등이 유사하지만 거리가 먼 종들은 이러한 특성이 상이한 종들이라 할 수 있음 ㅇ 생물다양성 평가에서 우선적으로 고려해야 할 사항은 종의 차이점을 어떻게 측정할 수 있는가에 있음 - 산술적 평가방법에서는 조사지역에서 서식이 확인된 종 수와 개체 수를 이용하여 공간대비 적정한 다양성이 존재하는지를 분석하는 것이 주된 목적 - 생태정보학적 생물다양성 평가에서는 종들의 차이점, 즉 서식지(조사지역)에 속한 종의 생태 및 생활사적 차이(예: 선호하는 먹이, 서식환경 등) 등 생태적 지위에 차이가 있는지를 판단하는 것이 목적 Ⅳ. 사례분석: 한강권역 조류의 생물다양성 평가 □ 한강권역의 환경적 특성에 부합하는 고도화된 생물다양성 평가결과 도출 ㅇ 한강권역 조사지역별 조류군집의 계통학적 생물다양성은 상류역에서 하류역으로 갈수록 증가 - 성산대교~행주대교 조사지역 이후부터 급격히 증가함 - 한강 지류도 공간적으로 하류역에 속하는 안양천과 오두산전망대~장남교에서의 다양성이 높음 - 계통분류상 서로 유사한 종들이 상류역에 많이 분포하나 하류역으로 갈수록 생활사적 특성에 차이가 나는 종들이 많음을 의미함 ㅇ 조사지역간 생물다양성의 차이는 생태정보학적 생물다양성 평가방법이 좀 더 명확하게 구분하여 제시 - 생태정보학적 생물다양성 평가결과는 성산대교~행주대교 조사지역 이후부터 급격히 증가함 □ 광역적 측면에서의 생물다양성 현황을 분석 ㅇ 공간적 스케일의 차이에 따른 광역적 측면에서의 생물다양성 평가결과 비교 - 한강권역에서 서식하는 조류 현황을 국가생물종목록과 비교하였을 경우, 종 수의 비율은 약 16.1%이나 산술적인 비교인바 다양성 측면의 의미는 도출하기 어려움 - 반면 생태정보학적 생물다양성 평가는 한강권역이 약 40.3%의 생물다양성 가치를 지니고 있는 것으로 해석할 수 있음 ㅇ 생태정보학적 생물다양성 평가방법은 한강권역 조사지역간 생물다양성의 높은 상관관계를 분석 가능 - 공간적으로 서로 연계된 지역에서의 생물다양성 분석을 통해 서식 생물상의 생태적 지위 및 생활사적 특성의 유사성을 분석할 수 있음 - 생태정보학적 생물다양성 결과가 종 다양성에 비해 정밀한 분석이 가능함을 의미함 Ⅴ. 생물다양성 평가 기술 활용 방향 □ 생태정보학적 평가 기술을 활용한 환경정책의 우순선위 결정지원 ㅇ 산술적인 종 다양성 평가방법과 달리 생태정보학적 생물다양성 평가 기술은 종의 현황과 생태적 특성 등을 반영하는바 정책적 우선순위 결정에 활용 가능 ㅇ 생태정보학적 생물다양성 평가방법을 활용한 생물다양성 평가매트릭스(안) 체계 구축 필요 - 산술적인 현황을 나타내는 종 풍부도와 생태정보학적 생물다양성 평가결과를 이용한 조사지역(또는 사업지역)에 대한 생물다양성 평가체계 개발 가능 □ 차세대 환경영향평가 기반 마련을 위한 생물다양성 평가 로드맵 구축 ㅇ ICT 기반 환경영향평가 기술 개발은 빅데이터, AI 및 공간·시각화 기술 기반의 환경영향평가 기술을 개발하는 것으로 생태정보학적 생물다양성 평가 기술의 활용을 위한 로드맵 제시 - 제1단계: 생태정보학적 생물다양성 평가 기술 개발(2019-2020) - 제2단계: 생물다양성 평가기법 도입을 위한 제도 기반 검토 - 제3단계: 생물다양성 평가결과 도출 및 검토 알고리즘 구축 Ⅵ. 결론 및 학술적 성과 □ 생물다양성 평가 및 정책적 활용에서 한계성을 극복하고 국가 생물다양성 현황 및 환경영향평가 등에서의 올바른 생물다양성 평가를 위한 생태정보학적 생물다양성 평가 기술 개발 ㅇ 산술적인 생물다양성 평가방법의 한계성과 제한성 보완의 시급함 인식 및 자연환경조사 등의 방법론적 개선 방향 도출 ㅇ 계통적 생물다양성 평가기법을 이용한 생태정보학적 생물다양성 평가를 한강권역 조류자료를 이용하여 분석 - 산술적 생물다양성 결과에 비해 한강권역에서의 공간적 및 시간적 차이점을 명확하게 제시할 수 있음 - 국가 대비 한강권역 및 한강전체 대비 조사지역별 조류다양성의 현황 분석결과를 제시함 ㅇ 생물다양성 관련 환경정책의 우선순위 결정과 생물다양성 평가매트릭스를 이용한 등급화에 따른 정책지원 등 활용 방향 제시 ㅇ ICT 기반의 차세대 환경영향평가 토대 마련을 위한 로드맵 제시 □ 생태유전학적 생물다양성 평가기법의 도입과 계통적 다양성의 국내 첫 사례연구 결과 제시 ㅇ 종의 유전정보를 이용한 국내 조류 종에 대한 계통도 제시 ※ 유전적 정보를 이용한 조류계통도에 대한 국립생물자원관과의 추가적인 협력 연구의 필요성 도출 ㅇ 분자계통학적 관계를 이용한 생물다양성 평가기법의 활용연구 도출 ㅇ 군집생태학 연구에서 생태유전학적 기법의 활용 및 융합적 분석방법 제시 ㅇ 분석방법의 활용을 위한 R 분석코드 제공 Ⅰ. Background and Aims of Research 1. Research background □ Policy issues and research aims ㅇ The urban concentration of the population due to economic development is causing a continued decline in biodiversity through fragmentation of wildlife habitats, and Korea, which has a large number of development projects ongoing relative to its land area, is expected to see a further decline in biodiversity. ㅇ Impact assessment on Korea’s implementation of the agenda of the Convention on Biological Diversity (CBD) differs from the recommendations of the Convention. - Assessments focusing on the number of species and population in current environmental policies and the Environmental Impact Assessment (EIA) do not reflect the diversity of species, genetic or ecological diversity to be addressed in biodiversity. ㅇ Korea is only conducting basic-level biodiversity assessments in the national strategy for biodiversity and EIA, and it has a poor implementation system of convergence assessment methods and policies. - Poor inventory, database, and indicators of natural resources meeting international standards, such as distribution of biological resources and variation of population - Limitations including a lack of basic biological data, a lack of rational ecological evaluation techniques and the lack of an implementation system for conservation of species and habitats, etc. - Despite the introduction of ecology and nature for biodiversity evaluation and improvements to biological survey items, the basic list of species that appear and the results of the arithmetic diversity index alone do not identify damage caused by habitat and genetic resources. - EIAs on the legally protected species do not reflect the ecological characteristics of local environmental conditions or species by predicting uniform effects or suggesting measures to reduce them. ㅇ It is now necessary to develop eco-information methods and improve policies and systems in order to encourage the efficient operation of biodiversity-related policies and environmental impact assessments and advance assessment for sustainability in ecosystem. 2. The aims of research □ Analysis of current status and problems with biodiversity evaluation ㅇ Derived improvement measures considering the current status of the classification of genetic information on domestic biological resources, the cooperative support system for domestic and international biological species, the status of the preparation of biodiversity items, and the integrated evaluation system ㅇ Analyzed improvement measures that take habitat status and life history into consideration so as to improve biodiversity assessment techniques which improve rather slowly compared to those of living environment such as air quality and noise vibration ㅇ Sought ways to expand the possibility of assessment by analyzing the diversity of species whose inhabitation has been confirmed as well as legally protected species □ Preparing a biodiversity evaluation method based on ecological information technology ㅇ Development of a integrated biodiversity assessment method based on systematic diversity using molecular ecological information ㅇ Comparing the difference between the current biodiversity evaluation methods and ecological information technology through the introduction of ecological information technology, a method of utilizing ecological information technology in the biodiversity evaluation was proposed ㅇ Conducted a pilot analysis using the current status data of birds in the Han River area and presented the usability of ecological information biodiversity evaluation techniques ㅇ Deduced directions for utilizing ecological information biodiversity evaluation techniques in policies related to biodiversity and environmental impact assessment and a roadmap for assessing biodiversity based on ICT Ⅱ. Methodological Status for Evaluation of Ecological Biodiversity □ The Ministry of Environment, the Ministry of Agriculture, Food and Rural Affairs, and other agencies are pushing for continuous securing of genetic resources for biological resources ㅇ The National Institute of Biological Resources is working on a project to count the number of trees between 2008 and 2020. - The status of biological resources held by private actors (universities and research institutes) is not tallied. □ International regulation and information sharing system on the utilization and conservation of genetic resources ㅇ Adopting the Nagoya Protocol for Access to Genetic Resource and Benefit Sharing in Nagoya, Japan in 2010 - Recognizing the sovereign right to biological resources in the country, including bio-genetic sources, after the adoption of the Convention on Biological Diversity (CBD) in 1992 ㅇ The National Center for Biological Engineering Information (NCBI), the EBI in Europe, and the DDBJ in Japan have established a system to register and share genetic information. - The international debate continues, including the expansion and lifting of a shared scope related to the regulation of gene sequencing information. - In this study, the basic gene sequence information for biota identification and biodiversity evaluation is not all genetic information used for developing new drugs or cloning. □ Necessity to introduce a Biodiversity Evaluation System considering the characteristics of life history ㅇ Introduction of an evaluation system in which differences in population size are reflected in biodiversity evaluation results according to the impact on the level of objects sensitive to environmental changes - It is necessary to take life history into account from the planning stage in biodiversity assessment since various traits of life history in time and space, such as food, proliferation, and migration, can play an important role in determining biodiversity. □ Limitation of biota investigations and evaluations ㅇ Current methods of biological research, such as the nationwide natural environment survey, were established to focus on the number of species, meeting the purpose of biodiversity destruction, but are insufficient to provide indicators of biodiversity and species diversity for policy utilization - In some classifications, such as birds and fish, the number of individuals can also be investigated and analyzed for diversity, but the remaining classifications are based on the number of species. - In the case of a nationwide natural environment survey, which may be a basic guideline for bioresource surveys, the timing and methods of the survey are changing during the current 5th phase, leading to limitation of a time-series biodiversity assessment. ㅇ Limitation of integrated diversity analysis due to the limited spatial extent of each classification group in conducting a nationwide survey - In the case of a nationwide natural environment survey, the spatial extent of the land and water systems is different, revealing limitations in analyzing the current situation and changes through biodiversity assessment. - There is a possibility of policy confusion in biodiversity evaluation by mixing and using different methods and results, including species diversity and species abundance. □ Urgent improvement measures that take the biodiversity evaluation system into consideration ㅇ Utilization of various indicators in biodiversity evaluation - Currently, biodiversity evaluation indexes used in Korea are conducted in a limited way, which requires both the number of species and the number of individuals. - It is necessary to introduce a variety of assessment techniques to assess biodiversity even if the populations are not investigated. ㅇ Reflection of the functional characteristics of the habitat - Since biodiversity analysis of species concepts can vary according to the scale of the analysis considering the functional characteristics of a habitat, it is necessary to improve biodiversity analysis by taking into consideration the environmental characteristics of a habitat in data analysis and/or in subdivisions of survey areas. - The size and biodiversity of habitat areas are not proportional and therefore need to be improved to conduct an investigation or diversity analysis in the appropriate area. ㅇ Necessity of improving the adjustment of the spatial extent - It is necessary to utilize the spatial extent to evaluate the relationship between space required for biodiversity evaluation and the surrounding area. - Environmental impact assessment requires a proper assessment of the spatial extent to analyze the differences between the project target site and the surrounding area and biodiversity before and after the project. Ⅲ. Development of the Evaluation Technology for Ecological Biodiversity □ Ecoinformatics tracks information within and between each layer of a life system, including genetic information, and studies the macro-preservation of an ecosystem's construction or life system. ㅇ It organically analyzes the information of each layer of a life system (molecular-cell-object group-group-ecosystem) through a computerized-physical method and implements techniques for classification, prediction, environmental-biological causal identification and diagnostic management of ecological data for solving environmental disturbances and stress problems or managing the stability of the ecosystem ㅇ The purpose of the evaluation method is to improve the existing method by supplementing the current system and diversifying the analysis rather than making additional changes to the ecological biodiversity evaluation method. □ Evaluation of Biodiversity by Using Phylogenetic tree ㅇ In schematic classifications, the phylogenetic distance between species refers to the difference between species or the time difference in evolutionary dimensions. - If the evolutionary and taxonomic distance between species is close, it can be termed an “alied sphere” ㅇ Ecological biodiversity, i.e. phylogenetic diversity (PD), is calculated as the sum of the length of all the trunk lines between species on the system chart ※ B refers to the number of lines in the schematic diagram, L_i refers to the length of i, and A_i refers to the average abundance level of the species that share the main line i (irrespective of the measurement unit) - A higher PD value indicates that species that are far from each other in the schematic diagram live in the survey area, and a smaller PD value indicates that species that are close to each other in the schematic diagram live in the survey area. - Species that are close to each other in the system are similar in their ecological preference for food and habitat and have a similar life span, but those that are far from each other in the system are different in their characteristics. ㅇ The first consideration in a biodiversity assessment is how to measure differences in species. - The main purpose of the arithmetic evaluation method is to analyze the existence of adequate diversity in space by using the number and number of species whose forms have been identified in the survey area. - The purpose of the ecological biodiversity assessment is to determine if there are differences in species, i.e. differences in ecological and life history (e.g. preferred food, habitat, etc.) among species in the habitat (research area). Ⅳ. Case Study: Evaluation of Biodiversity in the Han River Area □ Extracting the results of an advanced biodiversity assessment in accordance with the environmental characteristics of the Han River area ㅇ The systematic biodiversity of bird colonies by research site within the the Han River area increases from upstream to downstream station. - The number has increased rapidly from the Seongsan Bridge to the Haengju Bridge survey area. - There is a high diversity in the Anyangcheon Stream and Odusan Observatory areas, which are also on the lower part of the Han River. Many similar species are distributed in the upper and lower areas according to the system classification, but this means that more and more species have different characteristics in their life history. ㅇ Differences in biodiversity between survey areas are more clearly presented by the methods of evaluating ecological information biodiversity. - The results of ecological information biodiversity evaluation have increased rapidly from the Seongsan Bridge to Haengju Bridge survey area. □ Analysis of biodiversity in a wide area ㅇ Comparison of biodiversity results from a wide area perspective according to differences in spatial scale - If the state of algae living in the Han River area is compared with the national biological list, it is difficult to derive the meaning of diversity since the proportion of species is about 16.1 percent. - On the other hand, ecological information and biodiversity evaluation can be interpreted as having a biological diversity value of 40.3 percent in the Han River area. ㅇ High correlation of biodiversity between areas surveyed in the Han River area - The similarity between the ecological status and the life history characteristics of habitats can be analyzed through the analysis of biodiversity in spatially interconnected areas. - Ecological biodiversity results indicate that an accurate analysis is possible compared to the species diversity. Ⅴ. Directions for the Use of Biodiversity □ Support for decision making priorities in environmental policy using ecological evaluation technology ㅇ Unlike the arithmetic species diversity evaluation method, ecological information biodiversity evaluation technology can be used to determine policy priorities as it reflects the status of species and ecological characteristics. ㅇ Need to establish a bio-diversity evaluation matrix using the ecological information biodiversity evaluation method - Biodiversity evaluation system for survey areas (or business areas) can be developed using the results of the species abundance and ecological information biodiversity assessment showing the arithmetic situation □ Building a roadmap for biodiversity assessment to establish the foundation for the next generation environmental impact assessment ㅇ Developing ICT-based environmental impact assessment technology is to develop environment impact assessment technology based on big data, AI, and spatialization and visualization technology, which can suggest a roadmap for utilizing ecological information biodiversity evaluation technology. - Stage 1: Developing the Ecological Biological Diversity Assessment Technology (2019-2020) - Step 2: Reviewing the institutional basis for introducing biodiversity assessment techniques - Step 3: Deriving implications of biodiversity evaluation and building algorithms for review Ⅵ. Conclusion and Achievements □ Development of Ecological Biological Diversity Assessment Technology to overcome the limitations in the evaluation of biodiversity and its uses in policy, and to correctly assess biodiversity in its current state of national biodiversity and environmental impact assessment ㅇ Derived directions for methodological improvement, such as how to quickly supplement the limitations of the statistical biodiversity assessment methods and natural environment surveys ㅇ Analyzed ecological biodiversity evaluation results using systematic biodiversity evaluation techniques based on bird data from the Han River area - Spatial and temporal differences in the Han River area can be clearly presented compared to the results of the statistical biodiversity. - Status analysis results of bird diversity in the Han River area relative to that of the country and bird diversity by survey site relative to that of the entire Han River area are presented. ㅇ Prioritization of Environmental Policy Related to Biodiversity and Policy Support Based on Biodiversity Evaluation Matrix ㅇ Proposed a Roadmap for an Environmental Impact Assessment for the next generation based on ICT □ Introduction of the Ecological Biological Diversity Evaluation Technique and suggestions based on the results of Korea's first case study of systematic diversity ㅇ Presented the systematic diagram of domestic bird species using the genetic information of species ※ Derived the necessity of collaboration with the National Institute of Biological Resources on the bird system using genetic information ㅇ Derived research on the application of the biodiversity evaluation method using molecular systematic relationship ㅇ Proposed an ecological application and convergence analysis method in the field of community ecology research ㅇ Provided the R analysis code for utilizing analysis method

감염성 질병예방을 위한 질병-생태 통합평가시스템 구축 종합연구(II)

이후승,사공희,주용준,지민규,이상윤,송슬기,최창용,유대성,이한수,정슬기 한국환경연구원 2022 사업보고서 Vol.2022 No.0

기후변화와 개체의 생활사

이후승 한국해양과학기술원 2012 Ocean and Polar Research Vol.34 No.3

Over the last 20 years there have been more than 3000 peer-reviewed papers relating to climatechange and biodiversity published, and still the numbers are increasing. However, most studies focused onthe impacts of climate change at population or community levels, and the results invariably reveal that therehas been, or will be, a negative effect on the structure and pattern of biodiversity. Moreover, the climatechange models and statistical analyses used to test the impacts are only newly developed, and the analysesor predictions can often be misled. In this review, I ask why an individual’s life history is considered in thestudy how climate change affects biodiversity, and what ecological factors are impacted by climate change.Using evidence from a range of species, I demonstrate that diverse life history traits, such as early growthrate, migration/foraging behaviour and lifespan, can be shifted by climate change at individual level.Particularly I discuss that the optimal decision under unknown circumstance (climate change) would be thereduction of the ecological fitness at individual level, and hence, a shift in the balance of the ecosystemcould be affected without having a critical impact on any one species. To conclude, I summarize the linksbetween climate changes, ecological decision in life history, the revised consequence at individual level, anddiscuss how the finely-balanced relationship affects biodiversity and population structure.

인공구조물과의 조류충돌 현황과 충돌 저감 및 환경영향평가 강화방안 연구

이후승 한국환경정책평가연구원 2019 환경포럼 Vol.232 No.-

도시화의 가속화로 인한 고층건물 등 인공구조물의 증가는 자연생태계의 훼손과 교란을 초래하였으며, 특히 이동성이 높은 조류의 생존을 위협하고 있다. 도로 확장과 차량 이용의 증가로 인한 소음의 영향을 감소시키기 위한 방음 시설물의 증가 또한 조류생태계를 위협하고 있다. 하지만 인공구조물과의 조류충돌 현황에 대한 간접적 또는 추정치에 따른 최근 보고를 제외하고, 충돌과 관련된 조류의 생태적 특성과 구체적인 충돌 저감방안, 그리고 건축물 및 방음벽 등의 개발사업과 관련된 환경영향평가에서의 조류 충돌 예방기준 수립 및 검토·협의 방향 등에 대한 연구는 아직 미흡한 실정이다. 본고에서는 인공구조물과의 조류충돌 현황을 조류 생활사적 특성에 따라 분석하고, 충돌 예방활동 현황과 도출된 문제점을 고찰하고자 한다. 또한, 해외 조류충돌 예방안 사례 분석을 통해 다양한 충돌 저감방안을 제시하고자 한다. 마지막으로 향후 시설물 또는 방음벽 설치와 관련된 개발사업의 환경영향 평가에서 조류의 이동과 생태에 미치는 영향을 고려한 충돌 예측 방안과 저감방안 등 개선방향을 제시함으로써, 건축물 개발사업과 방음벽 설치 등에 따른 환경영향평가와 실효적인 저감방안을 마련 하기 위한 기초적인 방향을 제시하고자 한다.

생태정보학적 생물다양성 평가기술 개발(Ⅱ) : 생물다양성 지도를 통한 정책활용 방안

이후승,사공희,주용준,지민규,정슬기 한국환경정책평가연구원 2020 기본연구보고서 Vol.2020 No.-

Ⅰ. 연구의 배경 및 목적 1. 연구의 필요성 및 목적 □ 『제4차 국가생물다양성전략(2019-2023)』 등의 법정계획 시행으로 생물다양성의 보전과 지속가능한 이용을 위한 생물다양성 협약 및 생물유전자원의 접근과 이익 공유를 이행하기 위한 지속적인 노력이 추진됨 ㅇ 제3차 국가생물다양성 전략기간 동안 8개 부처 및 3개청에서 연간 1조 원 이상 투자 - ‘생물다양성의 지속가능한 이용’에 대한 투자가 매년 가장 높음(50% 이상) - ‘생물다양성의 주류화’는 ’14년 대비 ’18년 투자규모가 130%로 가장 높은 증가 추세를 보임 ㅇ 제3차 국가생물다양성 전략은 “생물다양성의 가치를 산림, 해양 등 각 분야의 법정계획에 반영하는 데 기여하여 정부부처 내 주류화” 및 “생태계서비스에 대한 투자 확대와 국가전략 수립 등” 유도 □ 생물다양성의 정량적 평가체계의 부재로 정책·제도의 분산에 따른 유기적인 협력체계 부족이 초래되었고, 근본적인 생물다양성 증진 성과가 미흡함 ㅇ 우리나라 생물다양성 평가의 기반이 되는 전국자연환경조사에 1986년부터 2015년까지 약 625억 원 이상의 사업예산을 지출함 - 자연환경을 등급화한 생태·자연도의 생물다양성 현황 및 지표로서의 정책적 활용 미흡 ※ 생태·자연도란 “전국의 자연환경을 생태적 가치, 자연성, 경관적 가치 등에 따라 1등급(보전 및 복원), 2등급(훼손 최소화), 3등급(개발 및 이용)으로 등급화하여 「자연환경보전법」에 따라 작성된 지도”(환경부 보도자료, 2019.2.26. p.2)로 주로 환경영향평가에 활용됨 ㅇ 제3차 국가생물다양성 “전략의 이행 및 성과 점검을 위해 구성한 압력(Pressure)-현황(State)-대응(Response) 점검지표체계 구성이 불완전한 것”1)으로 지적됨 - 국가생물다양성전략 점검지표에서 상태지표는 일부 존재하나 생물종, 서식지, 생태계서비스, 오염도에 대한 지표는 부족한 상황 - “주로 법률·제도 등 정책적 대응(R)을 반영하는 지표에 편중(92%)되어 있어 기후변화·오염 등 생물다양성을 감소시키는 압력지표(P)와 현재의 생물다양성을 설명하는 현황지표(S)를 개발”2) 등의 정량적 평가 노력 필요 ㅇ 생물다양성전략 및 환경영향평가 등에서는 기초적인 수준의 생물다양성 현황을 평가할 뿐, 정략적 분석 결과에 따른 생물다양성 평가의 이행체계 부재 - 생물자원의 분포 및 지역기반의 개체군 변동 등 국제적인 수준에 부합하는 자연자원에 대한 정책적 활용에 가능한 지표와 이에 대한 시각화 방안 미흡 - 가장 기본적인 국가적 및 지역적 생물다양성 현황의 부재로 국가생물다양성전략 및 환경영향평가에서 생물다양성을 평가요소로 반영하는 데 한계 존재 □ 우리나라는 국제적으로 선진화된 기법 등을 활용한 생물다양성 정보의 생산 확대, 접근성 향상 및 보다 효과적으로 공유할 수 있는 체제 개발에 집중하고 있음에도 불구하고, 아직 기초적인 생물다양성 현황 제공마저 미흡함 ㅇ 해외에서는 생물다양성 현황 및 종 풍부도 등의 현황을 생물다양성 지도(biodiversity map)로 제공하고 정책결정에 활용함 ㅇ 우리나라 생물종목록 수는 2012년 이후 지속적으로 증가하고 있으며, 환경부의 ‘한반도 생태용량 확충’의 정책과제를 통해 2035년에 8만 5,000종의 고유생물을 목록화 할 계획이나 생물다양성 지도와 같은 현황정보는 부재함 □ 본 연구에서는 생물다양성 관련 정책 현황 및 문제점을 분석하고, 범부처 차원에서 장기간 수행된 전국자연환경조사 등과 같은 자연환경 모니터링 정보를 이용한 기초적인 국가생물다양성 현황지도 작성 및 계통적 다양도에 기반한 생태정보학적 생물다양성 평가기술의 활용방안을 모색함 ㅇ 생물다양성 협약 및 IPBES 평가지표 등에 부합하는 계통적 다양도 평가와 계통적 다양도 평가지도 등을 이용한 정책활용 방안 도출 ㅇ 생물다양성 평가와 관련된 환경부, 산림청, 해양수산부, 농림축산식품부, 과학기술정보통신부 등의 관련부처 정책과 사업 등에 있어, 자연자원을 활용한 모니터링 등의 연구사업에 대한 상호 연계 및 통합적 접근을 제안하여 효율성을 높일 수 있는 중장기적 정책활용 방안 모색 ㅇ 환경영향평가의 고도화를 위한 ICT기반 디지털 환경평가에서의 활용방안과 계통적 다양도 평가의 활용을 위한 작성기법 개선(안) 등 도출 Ⅱ. 생물다양성 평가를 위한 기반정책 현황 □ 생물다양성 평가에 기반이 되는 생물자원조사는 다양한 부처와 연구기관 등에서 장기간 많은 모니터링을 실시하고 있으나, 생물다양성 평가와 분석을 위한 조사방법 등이 설계되었다기보다 생물자원에 대한 현황자료 구축을 목적으로 수행되었기에 자료에 대한 평가·분석에 어려움이 발생함 ㅇ 종과 생태계 다양성 평가의 과학적 객관성을 향상시키기 위하여 서식지 현황 등을 우선적으로 분류하고, 서식지 중심의 보전전략을 수립하여 서식지 내 종 다양성을 유지할 수 있는 정책적 전환 추진 ㅇ 기본적인 모니터링에서 끝나는 것이 아니라 시민과학자로서의 전문성을 갖추기 위해서는 보다 전문성을 갖추기 위한 노력, 예를 들어 시민대학, 시민과학교실 등 전문가에게 교육을 받을 수 있는 체계 수립이 필요 □ 생태계서비스 평가에 있어 지지기반은 생물종과 서식지로 구분하여 분석하는데, 생물종은 야생조류 종 수로 계산되지만 서식지는 야생조류에게 적합 또는 부적합한 환경이 복합적으로 포함될 수 있기 때문에, 이를 해결하기 위한 방안 마련 필요 ㅇ 생물다양성 평가지표, 측정항목 및 평가방법에 있어 아직 통합적으로 관리해야 하는 부분과 종 수만으로 평가할 수 있는 다양한 기법체계 마련 필요 □ 한반도의 다양한 생태계에서 실시되는 생물자원조사는 장기간 다양한 부처와 기관에서 각 사업의 목적에 따라 수행해 왔으나, 대규모 조사인력이 장기간 투입되는 모니터링 프로그램과 달리 대부분의 사업별 모니터링은 지속성이 낮아 체계적인 조사자료의 수집과 데이터관리에 문제가 발생함 ㅇ 각 조사 프로그램이 지닌 조사방법의 미세한 차이와 조사자의 차이점 그리고 조사당일의 날씨 및 기타 환경 영향으로 인한 것으로 판단 □ 제한된 조사인력에 대한 다양한 생물자원조사 프로그램이 좀 더 세련되게 운영되기 위해서는 국가 차원에서의 분류군별 조사인력 양성이 가장 시급하고, 나아가 국가표준의 생물자원조사 매뉴얼을 작성하여 운영하는 것을 제안함(그림 1 참조) ㅇ 중앙정부, 지방정부 및 관련기관에서 운영 중인 조사 프로그램에 대한 종합관리시스템을 구축하여 같은 지역에서 서로 다른 조사가 중복되지 않도록 시·공간적인 관리를 추진함으로써 중복조사에 따른 예산을 정밀조사와 같은 조사의 질(quality) 향상과 조사 지역 및 기간의 확대에 활용할 수 있도록 하는 개선안 제안 ㅇ 분류군별 조사인력 풀을 운영함으로서 조사인력에 대한 지원과 개선 및 인력 양성의 필요성 등 다양한 기반정책 마련의 객관적 근거로 활용할 수 있을 것으로 기대 Ⅲ. 정책 활용을 위한 생태정보학적 생물다양성 평가지도 작성방안 □ 생태정보학적 생물다양성 평가기술을 활용함에 있어 지도 작성은 생태·자연도처럼 계통적 다양성 평가결과를 그대로 지도화하는 방법이나 지수결과를 등급화하여 나타내는 방법으로 추진할 수 있으나, 본 연구에서는 활용도 측면에서 우선 지수결과를 직접 지도화하는 방법 제안 ㅇ 다양성 평가에 있어 하나의 지수만을 이용하기보다는 계통적 다양성과 종 다양도를 함께 사용함으로써 복합적인 다양성 평가를 수행할 수 있을 것으로 판단 - 종 수가 동일하게 조사된 지역에서 계통적 다양성과 종 다양성은 다른 것으로 나타난바 다양성 평가지표로서의 복합적인 활용성이 높은 것으로 확인(그림 2, 그림3 참조) Ⅳ. 생태정보학적 생물다양성 평가기술의 정책활용 방안 □ 단기적 활용방안으로 환경영향평가 등에서의 생물다양성 평가에 활용하는 방안 제안 ㅇ 생물다양성 측면에서의 보전방안 수립에 다양성 현황 및 다양성 측면의 목표기준 설정 등의 정량적 근거를 제시하는 등으로 활용가능 ㅇ 시계열적인 종 다양성의 변화를 분석한 결과를 토대로 원인 파악과 적정 저감대책 수립 여부 등 환경영향을 최소화하는 것을 목적으로 함 ㅇ 환경변화에 따른 생물상, 특히 동물상의 변화를 평가하는 데 종 수는 기초적인 현황정보와 넓은 의미에서의 서식 생물상의 크기에 대한 정보를 제공해 주기 때문에, 개발사업으로 인한 질적 변화, 즉 종 구성의 변화나 법정보호종과 같은 환경에 민감한 종은 감소하고 일반종이 증가하는 종 다양성의 단편화 여부에 대한 평가는 제한적 □ 국가상위계획 및 국제협약 등 정책적 활용을 위한 중·장기 방안 마련을 위해 기반구축과 이를 위한 정책 추진으로 구분하여 제안 ㅇ 유전정보 기반의 계통분류학적 정보에 기반한 생태정보학적 생물다양성 평가기술의 정책적 활용을 위해서는 가장 먼저 국가 차원의 분류군별 계통도 완성이 선행되어야 함 ㅇ 종에 대한 기초적인 생활사(life-history) 정보와 관찰 또는 표본의 위치정보 등 모니터링 데이터베이스 수준으로 운영되고 있어 생물다양성 평가 측면에서는 종 풍부도 수준의 평가만 가능하여 정책적 활용성이 낮은 실정임 ㅇ 유전정보의 이용 한계성을 고려할 때, 국가 생물종목록과 표현형적 특징을 반영한 계통도를 우선적으로 완성하고 지속적으로 개선해 나가는 방향 추진 ㅇ 분류군별 특성에 따른 조사기법은 표준화된 방법으로 잘 수립되어 있지만, 조사체계에 있어 각 기관별 및 연구목적에 따라 조금씩 상이한 부분이 발생하고 있어 이에 대한 표준화체계 마련 필요 ㅇ 다양한 생태계 유형에 따른 조사체계에 대하여 기본조사 수준의 통일화 필요성에 대해서는 공감대가 형성되었기 때문에, 분류군별 공통 조사체계 및 공동 조사양식 등 기본조사에 대한 ‘국가자연자원 기본 조사방법(안)’ 마련 □ 정책적 활용을 위한 선행조건으로 모니터링, 즉 생물자원에 대한 체계적인 조사와 기법에 대한 표준화 등의 추진 논의 ㅇ 중요 생물자원에 의한 보호지역 설정 시, 조사강도·조사시간·조사인력에 관한 기술 및 체계의 표준화가 부재하므로 다양한 부처가 조사한 결과가 있음에도 불구하고 이를 종합하여 국가 차원의 정책 추진을 위해 활용되지 못함을 공통적으로 지적함 ㅇ 기관별로 추진하고 있는 조사현황이 다양함에도 불구하고 국가 차원에서 조사하지 못하는 공간적 사각지대는 지자체와 시민단체를 통해 추진할 수 있으나 전문성 결여, 조사결과의 신뢰성 확보 등의 사유로 한계성 노출 및 개선 시급 □ 환경부는 정량적이며 과학적인 평가기법 개발을 통해 국민이 신뢰할 수 있는 환경영향평가제도를 운영하기 위한 패러다임 전환 요구에 부응하고자 2020년부터 ICT기반의 환경영향평가 검토 의사결정 지원 알고리즘 개발 추진 ㅇ ICT기반의 환경영향평가, 즉 디지털 EIA는 검토 의사결정 알고리즘을 통해 전문가 고유의 판단 영역으로 분류되어 왔던 일련의 환경영향평가 과정을 알고리즘 형태로 구체화하여 체계화시키는 것을 의미(그림 4 참조) - 환경부의 국가환경성평가 지도는 통합적 DB 구축에 따른 지도화 및 지도결과의 활용을 목적으로 추진되었고 현재까지 지속적으로 꾸준히 개선되고 있으나, 환경영향평가 검토 및 의사결정에 있어서의 활용성은 생태·자연도에 비해 저조한 편 - 개발사업의 추진 여부 등과 같은 이해관계가 충돌할 수 있는 환경영향평가제도에서의 활용성, 특히 환경영향평가 검토지원 및 의사결정을 위한 자료로의 직접적인 활용에는 여전히 한계가 있는 것으로 사료 □ 환경영향평가 등의 작성규정에서 생물다양성 검토항목은 전략환경영향평가에 국한되어 있으나 환경영향평가·소규모 환경영향평가·사후환경영향조사에서는 동·식물상 검토항목에서 ‘군집분석(community analysis)’으로 평가 ㅇ 종 풍부도, 종 다양도 등의 방법을 평가대행자가 직접 조사·평가·작성하는 체계에서 조사 자료 입력 후 생태정보학적 생물다양성 평가를 포함한 다양성 평가 결과를 출력하는 시스템으로의 전환 Ⅴ. 결론 및 정책 제언 □ IPBES 등에서 새로이 제시한 지표인 생태정보학적 생물다양성 평가기술의 기반이 되는 계통적 다양성 평가의 정책적 활용방안을 제시하였고, 정책적 활용방안에 있어 분석결과의 직접적인 지수 제시 및 분석결과를 통한 기존 도시생태현황 지도나 생태계서비스 지도 등의 주제도에 활용하는 간접 활용방안 제시 □ 현재 생태정보학적 생물다양성 평가기술의 기반이 되는 계통적 다양성이 생태적 특성을 고려한 생물다양성 평가의 새로운 대안으로 제시되고 있는 시점으로, 국제협약 등에 대한 정책적 대응과 국내 생물다양성 관련 현안에 있어 연계적으로 평가할 수 있는 시스템을 체계화하기 위한 기반 마련 등의 정책적 추진이 필요한 시점 ㅇ 생태정보학적 생물다양성 평가기술의 정책적 활용을 위한 방안은 크게 평가기술 기반마련을 위한 방안과 평가기술 확대추진을 위한 방안으로 제안 ㅇ 정책적 추진에 있어 생물다양성 측면에서의 타당성 등의 검토를 수행할 수 있으며, 나아가 국가정책의 방향 설정 및 국제협력에서의 성과목표 등에 대한 객관적 정보제공 - 새로운 평가기술을 제안하고 있는 IUCN 등과의 협력체계를 구축하여 국제적 지표개발에 선제적으로 참여함으로써 빠른 정책적 대응의 기반 마련 - 국내에서는 생태정보학적 생물다양성 평가기술을 적용할 수 있는 기반 마련과 생물 다양성 관련 부처 및 기관별 협력체계 구축 필요 Ⅰ. Background and Aims of Research 1. Necessity and Purpose of Research □ Continuing efforts to ensure the implementation of the 4th National Biological Diversity Strategy (’19~’23) for the implementation of the Convention on Biological Diversity for the Conservation and Sustainable Use of Biological Diversity and the access and sharing of benefits of biological genetic resources are carried out. ㅇ Investment of more than 1 trillion won per year from eight ministries and three offices during the 3rd National Biological Diversity Strategy period - Annual investment in ‘sustainable use of biodiversity’ is the highest (more than 50%). - Investment in ‘mainstreaming of biodiversity’ in 2018 increased by 130% compared to 2014, which is the sharpest increase. ㅇ The 3rd National Biodiversity Strategy contributes to reflecting the value of biodiversity in legal plans in various fields, including forests and oceans, and promotes mainstreaming in government departments and expanding investment in ecological services and establishing national strategies. □ The lack of quantitative assessment of biodiversity led to the lack of organic cooperation systems due to diversified policies and systems and poor performance in enhancing fundamental biodiversity. ㅇ For the National Ecosystem Survey which is the basis for the biodiversity assessment in Korea, more than 6.25 billion won was spent from the business budget from 1986 to 2015. - The current status of biodiversity in the Ecosystem and Nature Maps, which grade the natural environment, and its use for policy purposes as an indicator are insufficient. ※ The Ecosystem and Nature Map is a map developed under the Natural Environment Conservation Act which grades the natural environment for their ecological value, naturality, landscape value and so on, into 1st (preservation and restoration), 2nd (minimization of damage), and 3rd (development and use) grade. ㅇ It is pointed out that the composition of the Pressure-State-Response inspection index system configured for the implementation of the 3rd National Biological Diversity Strategy and performance monitoring is incomplete. - Some status indicators exist in the national biodiversity strategy inspection indicators, but the indicators for species, habitat, ecosystem services, and pollution levels are insufficient. - Efforts for quantitative research and evaluation are needed, including developing pressure indicators (P) that reduce biodiversity, such as climate change and pollution, and current indicators (S) that explain current biodiversity, as the current indicators are mainly concentrated (92%) in those reflecting policy responses (R) such as laws and systems. ㅇ Basic levels of biodiversity are assessed in biodiversity strategies and environmental impact assessments, but there is no implementation system for biodiversity assessment based on political analysis results. - Natural resources indicators for policy development corresponding to the international standards, such as the natural resources distribution status and changes in population by region, and measures to visualize the results are insufficient. - The absence of the most basic national and regional biodiversity status limits the reflection of biodiversity as an evaluation factor in the national biodiversity strategy and environmental impact assessment. □ Although Korea is focusing on expanding the production of biodiversity information, improving accessibility, and developing a system that can be shared more effectively using internationally advanced techniques, it still fails to provide the basic biodiversity status. ㅇ Internationally, the current status of biodiversity and species abundance is provided as a biodiversity map and used in making policy decisions. ㅇ The number of species listings in Korea has been on the rise since 2012, and there is a plan to list 85,000 species of native species in 2035 through the Ministry of Environment’s policy task of "expanding ecological capacity on the Korean Peninsula" but current status information in the form of a biodiversity map and so on is still unavailable. □ In this study, we analyzed the current status and problems of policies related to biodiversity and sought ways to map out the basic national biodiversity status using the natural environment monitoring information, such as long-term national natural environment surveys, etc., at the pan-ministerial level, and utilize ecological and information biodiversity assessment techniques based on systematic diversity. ㅇ We derived policy utilization measures using systematic diversity assessment and systematic diversity assessment maps in line with biodiversity agreements and IPBES evaluation indexes. ㅇ In the policies and projects of the relevant ministries, such as the Ministry of Environment, the Korea Forest Service, the Ministry of Maritime Affairs and Fisheries, the Ministry of Agriculture, Food and Rural Affairs, and the Ministry of Science and ICT related to the assessment of biodiversity, a mid- to long-term policy utilization plan can be sought to increase efficiency by proposing interconnection and integrated access to research projects such as monitoring using natural resources. ㅇ We drew up methods for utilizing ICT-based digital environment assessment for upgrading environmental impact assessment and improvement of preparation techniques for utilizing systematic diversity assessment (proposal). Ⅱ. Current Status of Infrastructure Policy for the Assessment of Biological Diversity □ Although biomass surveys based on the assessment of biodiversity have been conducted by various ministries and research institutes for a long period of time, they were conducted for the purpose of establishing current data on biological resources rather than designing methods for assessing and analyzing biodiversity. ㅇ In order to improve scientific objectivity in evaluating species and ecosystem diversity, the government plans to prioritize the status of habitats and establish habitat-oriented conservation strategies to promote policy changes to maintain species diversity in the habitat. ㅇ In order to have expertise as a citizen scientist rather than ending up with basic monitoring, efforts such as establishing colleges and science classes for the general public are needed. □ In ecosystem services assessment, the support base is divided into species and habitat. Although the number of species is calculated as the number of wild birds, habitats could include environments both suitable/unsuitable for birds, so it is necessary to prepare a solution. ㅇ It is necessary to develop diverse techniques and frameworks that can perform evaluations only with the number of species and parts that need to be managed in an integrated manner in biodiversity assessment indicators, measurement items, and evaluation methods. □ Biological resource surveys conducted for various ecosystems on the Korean Peninsula have been conducted for the purpose of each project in various ministries and agencies for a long period of time, but unlike the monitoring programs in which large-scale research personnel are employed, most business-specific monitoring is subject to problems in systematic data collection and management due to low durability. ㅇ It is judged that these problems result from the minute differences between the survey methods, the surveyors, the weather on the day of the survey, and other environmental effects. □ In order for various biological resource survey programs with the same limited research personnel to be operated in a more sophisticated way, it is most urgent to foster survey personnel for each classification group at the national level, and furthermore, it is proposed to prepare and operate a national standard bio-resource-survey manual. ㅇ We propose to establish a comprehensive management system for survey programs operated by the central government, local governments, and related agencies to promote spatial and time management so that different surveys do not overlap in the same area, thereby improving the quality of surveys such as scrutiny and expanding survey areas and periods. ㅇ By managing a pool of investigators by classification group, it is expected that we can have an objective basis for developing a variety of policies, such as the necessity for supporting survey personnel and workforce training programs. Ⅲ. Development of the Ecoinformatics Biodiversity Assessment Map and their Application to Policies □ In utilizing the ecoinformatics biodiversity assessment technology, mapping can be carried out by means of mapping phylogenetic diversity assessment results as they are, such as the Ecosystem and Nature Map, or by grading index results, but in terms of utilization, this study suggests direct mapping of index results. ㅇ In assessing diversity, it is judged that a complex diversity assessment can be conducted by using phylogenetic diversity and species diversity together rather than using only one index. - Phylogenetic diversity and species diversity in areas with the same number of species were found to be different, indicating that they can be highly utilized as an indicator of diversity assessment. Ⅳ. Utilization of the Ecoinformatics Biodiversity Assessment Technology for Policy Development □ Proposal of a short-term application plan for the evaluation of biodiversity in environmental impact assessment, etc. ㅇ It can be used for providing political grounds, such as the current status of diversity and the establishment of target criteria for diversity, etc. in establishing conservation measures in terms of biodiversity. ㅇ The purpose of the project is to minimize environmental impact, such as finding causes and establishing proper reduction measures based on the results by conducting time series analysis of species diversity ㅇ Since the number of species provides basic status information and information on the size of habitats in a broad sense in evaluating changes in species, especially in animals, the limitations of evaluating the fragmentation of species diversity, such as changes in species composition or fragmentation due to legal protection resulting from development projects exist. □ We divided our suggestions into those for infrastructure establishment and those for policy promotion in terms of the implementation of the mediumand long-term measures for policy development such as national master plans and international treaties. ㅇ For the proper use of ecoinformatics biodiversity assessment techniques based on genetic information, the first step is to complete the system chart of each classification group at the national level. ㅇ Since it is operated at the level of monitoring database, such as basic life-history information on species and location information of observations or samples, it is possible to evaluate the species abundance level only in terms of biodiversity evaluation, so it is not much utilized for policy development. ㅇ Considering the limitations of the use of genetic information, the government should first complete the schematic diagram reflecting the National Species list and expressive characteristics and promote continuous improvement. ㅇ Although survey techniques are well established according to the characteristics of each classification group, it is necessary to establish a standardization system as there are differences between the survey systems by institution and research purpose. ㅇ Since consensus has been formed on the need for unification at the basic survey level in regard to the survey systems according to various types of ecosystems, a "basic survey method (proposal) for national biological resources" for basic surveys, including common survey systems and joint survey forms by classification group, should be prepared. □ It is discussed that monitoring, i.e. systematic investigation of biological resources and standardization of techniques, should be promoted as a prerequisite for policy development. ㅇ It is pointed out in common that when establishing a protected area for important biological resources, since there is a lack of standardized technology and system regarding intensity, time, and workforce of investigation, it is hard to utilize the survey results conducted by the various ministries for promoting policies at the national level. ㅇ Although a variety of surveys are conducted by institute, there are sites that are blind spots in the nationally led surveys and investigation of these sites can be promoted by the local governments and civic groups. However, a lack of expertise and the credibility problem exposed limitations, calling for urgent improvement. - It has been discussed that monitoring should be carried out as a prerequisite for policy development, i.e. systematic investigation of biological resources and standardization of techniques should be carried out. □ In order to respond to the demand for a paradigm shift as a basis for operating a system that people can trust by developing evaluation techniques in a quantitative and scientific manner in environmental impact assessment, the Ministry of Environment will promote the development of an algorithm to support decision-making based on ICT from 2020. ㅇ ICT-based environmental impact assessment, or digital EIA, is to systematize a series of environmental impact assessment processes that have been classified as areas of expertise through a review decisionmaking algorithm. - The Ministry of Environment’s national environmental assessment guidance was implemented for the purpose of mapping and utilizing the results of integrated DB construction and has been steadily improving so far, but its utilization in environmental impact assessment review and decision-making has been poor compared to developing the ecological and natural map. - There still exist limitations in utilizing the digital EIA in the environmental impact assessment system where interests may conflict over issues such as promoting development projects, especially when it comes to the direct use as data for environmenta impact assessment review and decision-making. □ Although regulations on the preparation of environmental impact assessment state that reviewing of biodiversity is only required for strategic environmental impact assessment, in environmental impact assessment, small-scale environmental impact assessment, and postenvironmental impact assessment, it is assessed under ‘community analysis’ within ‘reviewing of fauna and flora.’ ㅇ Transition from a system in which assessors investigate, assess, and write the methods by themselves in regard to species abundance and species diversity, to a system in which diversity assessment results including ecoinformatics biodiversity assessment are printed after inputting monitoring data. Ⅴ. Conclusion and Suggestions □ A plan to utilize phylogenetic diversity assessment which forms the basis for the ecological information biodiversity assessment technology, a newly presented indicator by IPBES and so on, was proposed for policy development. and the indirect utilization plan was presented for the existing urban ecological status map or ecological service map. □ Phylogenetic diversity, which is the basis for the ecological information biodiversity assessment technology, is being proposed as a new alternative to biodiversity assessment considering ecological characteristics, and it is necessary to implement policies to respond to international agreements and other issues related to biodiversity in Korea. ㅇ We proposed measures for policy use of the ecoinformatics biodiversity assessment technology in two ways; one is related to preparing the basis for evaluation technology and the other is related to promoting the expansion of the evaluation technology. ㅇ Feasibility reviews in terms of biodiversity can be carried out for policy implementation, and objective information on the direction of national policy and performance goals in international cooperation can be provided. - By establishing a cooperative system with IUCN, which is proposing new evaluation technologies, to proactively participate in the development of international indicators, the foundation for rapid policy response can be laid. - In Korea, it is necessary to establish a foundation for applying the ecoinformatics biodiversity assessment technology and to establish cooperative networks between ministries and agencies related to biodiversity.

동적상태의존모델을 이용하여 복합적 환경영향이 어류의 초기 생활사에 미치는 영향 분석

이후승 한국환경영향평가학회 2019 환경영향평가 Vol.28 No.1

Environmental changes can affectlife-history traits, such as growth rate and reproduction, and organisms adapt on a given environmental condition to maximize ecological fitness. This study shows the effects of watertemperature and dissolved oxygen level on early growth and accumulated damage in fish using a dynamic-state-dependent model.I have hypothesized thatthe level offoraging activity is related to growth and stress and so the optimal level can maximize reproductive success - ultimately,fitness. The criticaltemperature and dissolved oxygen (DO)is also defined as inducing the maximum growth rate atthe level. So,the model predicts the highest growth rate at oxygen saturation and lower growth rate atlower or higherlevel of DO in water. Lower DO (i.e., hypoxia) causes slower growth rate through higher amount of accumulated stress whereas higher DO(i.e., hyperoxia)induces faster growth rate, but smaller body size. In addition, I show that there is lower impact when considering simple orindependent environmentalfactors on environmental assessment. My findings suggest that multiple environmental factors as physiological ecology approach should be considered to improve impact assessment in environmental changes and a further study is needed to develop advanced assessment tools considering multiple environmental factors. 환경변화는 생물의 성장과 번식 등의 생활사에 영향을 주며, 생물은 살아가는 서식환경에서 생태적 적합도를 가장 극대화 시킬 수 있도록 적응되어 왔다. 본 연구에서는 동적상태의존모델을 이용하여 수온과 용존산소량의 변화가 어류의 초기 성장과 체내 스트레스 누적 과정에 미치는 영향을 분석하였다. 본연구에서 제시한 어류의 생활사 모델은 취식 행동이 성장과 체내 스트레스 누적에 영향을 받는다고 가정하였다. 또한 수온과 용존산소량의 임계점은 가장 빠른 성장속도를 유도하는 수온과 용존산소량으로 가정하였다. 이에 모델은 수온과 용존산소량의 임계점에서 성장속도가 가장 빨랐으며 임계점보다 크거나 낮은경우 성장속도는 느렸다. 용존산소량의 저산소 상태는 체내에 누적된 스트레스양의 증가로 성장속도는 느렸고, 고산소 상태는 성장속도를 향상 시켰으나 누적된 스트레스로 신체 크기를 감소시켰다. 본 연구를 통해 환경변화가 생물에 미치는 영향을 예측하는데 있어 단일 또는 독립적인 환경요인 보다 복합적 요인들의 영향이 높음을 보였다. 따라서 환경영향평가에서 환경변화에 대한 영향 예측을 향상시키기 위하여 생리생태학적 측면에서의 복합적 환경 요인을 평가에 도입이 필요하고 또한 관련된 기법 개발에 대한 연구가 후속 되어야 한다.