자연자본의 지속가능성 제고를 위한 의사결정 지원체계 개발 -생태계서비스 분석을 중심으로

이현우,김충기,홍현정,노영희,강상인,김종호,신상철,이수재,강진영(책임연구원),( Spencer Wood ),( David Fisher ) 한국환경정책평가연구원 2015 사업보고서 Vol.2015 No.-

생태계서비스에 기반한 의사결정은 생태계를 건강하게 유지하며 생태계의 기능과 서비스를 지속적으로 활용하는 데 필수적이다. 그러므로 생태계서비스를 종합 분석하여 개발과 보전이 균형을 이루며, 현재의 가치와 미래의 변화를 제시할 수 있는 자연자본 관리체계가 마련되어야 한다. 이에 본 연구에서는 자연자본 관리 개요를 고찰하고, 생태계서비스 평가 결과에 기반한 정책의사결정 사례를 조사하여 생태계서비스 기반의 자연자본 관리 의사결정 지원체계를 구축하였다 시범 적용을 통해 동 체계의 활용 가능성을 살펴보고, 후속 사업을 제안하였다. 자연자본은 미래 시점에 가치 있는 생태계서비스를 유량의 형태로 제공하는 자연 생태계 들의 저량으로, 자연자본지수, 생물종평균풍부도, 살아있는 지구 지수 등을 통해 평가하고 있으나 상기 지수는 자연자본으로부터 인간사회로 전달되는 재화와 서비스의 흐름을 파악 하는데 부족하다. 자연자본의 적절한 관리를 위해서는 다양한 시·공간 자료를 바탕으로 생태계서비스의 변화와 추이를 판단하여야 한다 국제사회 및 주요 선진국에서는 지구, 대지역, 국가 및 지역 수준의 생태계서비스 평가를 수행 중이며, 평가 결과를 자연자본 관리 정책 사업에 반영하여 자연자본의 보전과 지속가능한 경제 성장을 추구하고 있다. 생태계서비스 기반의 자연자본 관리는 의사결정체계의 구성, 자료 수집, 시나리오 작성, 생태계서비스 평가, 결과 분석, 의사결정 지원 과정을 통해 실현 가능하다 정책결정자 및 이해관계자가 환경관리 목표를 설정하여 역할을 분담하며, 기준 시나리오 및 목표 달성 을 위한 시나리오를 작성하여 시나리오별 생태계서비스 평가를 수행하고 서비스 간 트레이드 오프를 분석하여야 한다 생태계서비스 평가 결과가 목표 달성에 이르지 못하면 신규 시나리오를 개발하여 재평가하며, 관리목표를 만족시키는 최적의 시나리오가 개발될 때까지 상기 과정을 반복하여야 한다 최종 시나리오가 구성되면 생태계서비스 평가 결과를 바탕으로 의사결정 방안을 제시하고, 이행을 지원하여야 한다. 본 연구에서는 자연자원의 핵심지역이나 개발 압력이 공존하고 있는 제주지역을 대상으로 생태계서비스 평가를 수행하여 자연자본의 지속가능성 제고를 위한 의사결정에 기여하고자 노력하였다. 이때, 평가 도구는 생태계서비스 기반의 의사결정 지원 도구로서 전세계 에서 범용적으로 활용되고 있는 InVEST 모델을 활용하였다. 첫째, 제주지역 서식처 질 변화를 살펴보기 위해 과거와 현재의 토지피복도 및 서식처 질 저감 요인을 확보·구축하여 서식처 질을 평가하였다 제주지역 서식처 질은 1989년 0.60±0.27, 1998년 0.62±0.27, 2009년 0.50±0.28로 지난 20년간 서식처 질이 17%가량 저하되었다 서식처 질 우수지는 1989년 964ooknl, 1998년 1067. 37knl, 2009년 680.12knl로 지난 20년간 서식처 질 우수지 는 29%가량 감소하였다. 둘째, 토지피복도와 탄소풀 자료를 활용하여 탄소 고정량을 추정 하였다. 제주지역 탄소 고정량은 1989년 약 2,900만 Mg, 1998년 약 3,100만 Mg,2009년 2,400만 Mg로, 지난 20여 년간 탄소 고정량 감소로 발생한 경제적 손실은 약 9,700만 달러에 이르는 것으로 추산되었다. 셋째, 자연환경의 혜택을 정량화하고 생태관광의 지속 가능한 발전을 위해 관광 유동인구를 모델링하고 매출 자료의 패턴을 분석하였다. 트위터, 모바일, 플리커 사진 자료를 실측 입장객 통계 정보와 비교 분석한 결과, 각각 0.71, 0.56, 0.52의 양의 상관성을 보였다 숙박, 식료품, 교통, 활동 영역의 평균 객단가는 약 4만 3,000원으로, 각각의 평균은 약 4만 5000원,3만 9000원,4만 2,000원,7만 6,000원으로 추산되었다. 서식처질, 탄소 고정량, 생태관광 등 제주지역의 생태계서비스 평가 결과, 초지 및 산지의 개간을 통한 농지와 시가지의 확장은 생태계서비스의 감소를 초래하였고, 이는 경제적 손실로 연결되고 있다 그러므로 제주지역은 근시안적 개발 이익을 추구하기 보다 장기적 관점에서 생물다양성과 생태계서비스가 제공하는 혜택을 고려하여 지역개발 을 추진함이 바람직하다. 생태계서비스의 인식 제고와 함께 생태계서비스를 주기적으로 평가하여 정책 결정에 실질적으로 활용하려면 첫째, 생태계서비스 평가의 법적 근거를 마련·강화하여야 한다. ① 생태계서비스 정의, ② 생태계서비스 분류, ③ 국가 및 지역 단위의 생태계서비스 의무 주기적평가 ④ 생태계서비스 평가 결과의 공개, ⑤ 전략환경영향평가, 환경영향평가 등 정책 및 사업 의사 결정 시 생태계서비스 평가 결과의 의무적 반영·활용 조항 등을 신설하여 생태계서비스 평가의 법적 근거를 강화하여야 할 것이다 둘째, 생태계서비스 평가 체계를 마련하여야 한다 국가 및 지역의 특성을 고려하여 자국에 맞게 생태계 유형을 설정하고, 생태계서비스별 평가 지표를 선정하며, 생태계서비스 평가 결과의 정로t화 및 경제적 가치 추정 방안이 마련되어야 한다 생태계서비스를 주기적으로 평가하고 이를 지도화하여 정책 결정에 활용할 수 있어야 할 것이다 셋째 생태계서비스에 기반한 의사결정은 다양한 시나리오와 자료, 변수의 취급이 가능하며 대화형으로 직업이 진행되어 업지 에 따른 환경영향 및 가치 변화가 예측 가능하므로 전략환경영향평가 및 예비타당성 조사 시 활용할 수 있어야 한다 환경영향평가 협의·검토기관는 사업자에게 생태계서비스 분석 을 실시하도록 요구하며, 사업자는 생태계서비스를 분석할 수 있는 기술과 경험을 쌓아야 한다. 넷째, 자연자본의 보전 및 지속가능한 이용을 위한 중장기 협력을 위해 생물다양성이 풍부하나 개발 압력으로 자연자본이 위협을 받고 있는 인도네시아 부탄 등을 대상으로 협력 대상지를 선정하고 자연자본평가위원회를 구성하여 협력 대상지의 지역 특성을 반영 한 자연자본 관리 모형을 구축하여야 한다 자연자본 관리 모형의 적용을 통해 생태계서비스 평가를 수행하고, 평가 결과를 기반으로 협력 대상지의 지속가능발전전략을 수립할 수 있도록 지원하여야 할 것이다. Decision-making based on ecosystem service is essential in maintaining healthy ecosystems and consistently utilizing ecosystem functions and services. A natural capital management system that presents future changes as well as current values and strikes the balance between development and conservation through comprehensive analysis should be established. In this study, in order to make a decision-making support system based on ecosystem service for natural capital management, we considered outlines of natural capital management and investigated cases of policy decision-making that is based on the results of ecosystem service assessment. We examined the feasibility of the system through pilot applications and proposed follow-up projects. Natural capital is a stock of natural ecosystems that are expected to provide valuable ecosystem services in the future described in the form of a flow. It is usually evaluated with the natural capital index (NCI), mean species abundance (MSA), living planet index (LPI) and others. However, these indices are insufficient when trying to identify the flows of goods and services from natural capital to human society. For the proper natural capital management, we have to analyze the changes and trends of ecosystem services based on a variety of spatio-time data. Natural capital management based on ecosystem services is feasible through the construction of decision-making system, data collection, scenario formulation, results assessment and decision-making support process. Policy-makers and stakeholders should set environmental management goals and create scenario in order to achieve the goals. In addition, they need to assess the values of ecosystem services and conduct trade-off analysis between services. Based on the result of ecosystem service assessment, we have to suggest decision-making alternatives and support the implementation. In this study, we conducted assessment of ecosystem services (habitat quality, carbon sequestration, ecotourism) in order to contribute to the establishment of a decision-making process aimed at improving natural capital sustainability in Jeju island where the pressure of natural conservation and development coexist. We assessed the ecosystem services by using the InVEST model that is being used as one of the ecosystem service-based decision-making support tools. From 1989 to 2009, the habitat quality of Jeju declined by about 17%. Specifically, in 1989, 1998, and 2009, Jeju``s habitat quality was calculated as 0.60 ± 0.27, 0.62 ± 0.27 and 0.50 ± 0.28 respectively. High-quality habitat areas decreased by about 29%. Specifically, in 1989, 1998 and 2009, the sizes of high-quality habitat areas were 964.00 km2, 1067.37 km2 and 680.12 km2 respectively. Also, the amount of carbon sequestration fell during the 20 years. In 1989, 1998 and 2009, the amounts of carbon sequestration were about 29 million Mg, 31 million Mg and 24 million Mg respectively. Based on this information, we can assume that the economic loss suffered for the 20 years stands at about USD 97 million. The results of the correlation analysis between proxy data such as Twitter, mobile phone, Flickr data and the official tour site data showed positive correlations (0.71, 0.56 and 0.52 respectively). The average amount of customer transactions of tourism-based expenditure was 43,000 won. On average, tourists spent 45,000 won, 39,000 won, 42,000 won and 76,000 won on accommodations, food, transportation and activities respectively. As a result, the expansion of farmland and urban areas by converting grassland and forest has caused the decrease in ecosystem services as well as economic losses. Based on these findings, Jeju while implementing regional development should consider the benefits provided by biodiversity and ecosystem services in a long term perspective. To utilize the results of ecosystem services assessment effectively, first, we should establish and strengthen the legal basis for ecosystem services assessment. Specifically, articles on ① the definition ② classification of ecosystem service, ③ obligatory / regular evaluation, ④ release of assessment results to the public and ⑤ mandatory application of assessment results during the policy and project-related (SEA, EIA and others) decision-making process should be added. Second, ecosystem service assessment system should also be established. To establish measures for this purpose, we need to define the types of ecosystem, select the assessment indices, quantify the assessment results, and estimate the economic values by considering national or regional characteristics. In addition, the maps constructed by using the assessment results should be utilized in the process of decision-making. Third, the decision-making based on ecosystem services should be utilized in the process of SEA and preliminary feasibility study. The institutions overseeing EIA consultation and examination should ask business operators to conduct analysis of ecosystem services while business operators should acquire skills and experiences in the field of ecosystem services. Fourth, for the long-term cooperation for conservation and sustainable use of natural capital, a natural capital management model that reflects regional characteristics should be established. In particular, a committee should be established by targeting Indonesia and Bhutan as their natural capital with rich biodiversity is being threatened by development pressure. We should perform ecosystem service assessment and provide support to enable the establishment of sustainable development strategy in the cooperating regions based on the assessment results.

자연환경 보전 법제의 개정동향 및 함의 ― 생물다양성 보전과 생태계서비스 논의를 중심으로 ―

윤익준 ( Ickjune Yoon ) 한국환경법학회 2022 環境法 硏究 Vol.44 No.1

오늘날 지속가능한 발전 패러다임의 구현이나 지속가능성목표(SDG)의 달성에 있어 흔히 간과되어 온 것이 생태계서비스의 가치이다. 생물다양성 손실을 방지함에 있어 생태계가 제공하는 가치에 대한 명확한 인식과 법제도의 구상이 필요하다. 생태계서비스(Ecosystem Service)는 자연이 인간에게 제공하는 물질적 또는 비물질적 다양한 혜택과 편익을 의미하며, 이러한 개념은 지구 자연생태계가 제공하는 혜택을 경제적 가치로 추정하였고, 생물다양성협약 등 국제 자연환경 정책에 도입되었다. 우리나라의 경우, 이러한 생태계서비스에 대한 고려가 2020년 6월 「생물다양성 보전 및 이용에 관한 법률」 개정에 반영되었다. 생태계서비스의 개념 정의(제2조제10호)가 신설되었고, 동법의 기본원칙 및 국가생물다양성전략에 생태계서비스 관련 연구·개발 등이 포함되도록 하며, 기존 생물다양성 관리계약이 생태계서비스지불제계약으로 변경됨으로써 대상지역과 활동 유형이 다각화되어 생태계서비스 증진이 가능토록 개선되었다. 생태계서비스지불제계약은 토지를 대상으로 하고 있으나 그 이용방법에 관한 일종의 채권계약의 성격을 지니고 있다. 생태계서비스지불제계약의 경우, 22개 세부유형으로 야생동물의 먹이 제공 및 서식지 관리, 수질 및 대기질 개선이나 재해 방지, 자연경관의 개선이나 조성 또는 유지·관리를 그 내용으로 하고 있다. 이와 같은 계약은 환경보전이라는 공적 이익을 보호법익으로 하는 행정목적을 달성하기 위해 설정되어 있으므로 공법상 계약이라고 볼 수 있다. 국내 유사제도로 생태계보전부담금, 물이용부담금, 공익직불제 제도 등을 살펴볼 수 있다. 이와 같은 제도들은 생태계서비스 보전이나 개선에 기여한 자에 대한 보상으로의 성격 또는 대상의 측면에서 제한적이거나 지불방식에 있어 차이를 보이고 있다. 한편, 기존의 생물다양성관리계약제도와 생태계서비스지불제계약제도의 목적과 시행주체, 대상지역과 활동유형을 비교하면 대상지역의 범위가 확대되었고, 계약 유형이 다양화되었다는 특징을 보이고 있다. 또한 생태계서비스 지불제계약에 있어 계약주체에 지역주민 외에 국민신탁법인이나 비영리민간기구를 포함하고 있다는 점에서도 차이를 보이고 있다. 생태계서비스지불제계약의 실효성을 확보하기 위해 국가와 지방자치단체는 생태계서비스지불제계약의 이행상황의 점검 및 모니터링, 생태계서비스 공급량의 평가, 조정과 제어 등의 역할을 수행할 필요가 있다. 또한 대상에 있어 보호지역 외에도 손실보상으로 해결하기 어려운 생태계서비스 공급·관리로의 확대 및 유사제도의 통합이 요구된다. 다음으로 관리방법에 있어 지역별 특성을 고려하거나 대상에 적합한 계약을 체결할 수 있도록 보완할 필요가 있다. 무엇보다 재원확보를 위해 새로운 유형의 기금을 조성하거나 기존의 기금을 활용하는 방안을 통해 국가 또는 지방자치단체의 재정적 제약을 해소할 필요가 있다. 기존의 환경 훼손 부담금의 경우, 훼손에 정당성 또는 면죄부를 주는 제도라는 비판을 받아왔으나 생태계서비스지불제계약을 통해 생태계서비스에 대한 정확한 가치 환산, 나아가 훼손된 생태계의 자연성 회복에 대한 고려도 가능할 수 있을 것으로 기대된다. Today, the value of ecosystem services has often been overlooked in the implementation of sustainable development paradigms or the achievement of sustainability goals (SDGs). In preventing biodiversity loss, it is necessary to have a clear awareness of the value provided by the ecosystem and to devise a legal system. Ecosystem service refers to various material or non-material benefits and benefits that nature provides to humans, and this concept estimated the benefits provided by the global natural ecosystem as economic value and was introduced into international natural environment policies such as the Convention on Biodiversity. In Korea, considerations for these ecosystem services were reflected in the revision of the Biodiversity Conservation and Utilization Act in June 2020. The concept definition of ecosystem services was newly established, and the basic principles of the law and the national biodiversity strategy were included, and the existing biodiversity management contract was changed to an payment for ecosystem service. Payment for ecosystem service(PES) is targeted at land, but PES has the nature of a kind of bond contract related to the method of use. In the case of PES, 22 detailed types include providing food and habitat management for wild animals, improving water quality and air quality or preventing disasters, and improving, creating, or maintaining and managing natural landscapes. Such a contract can be regarded as a contract under public law because it is established to achieve the administrative purpose of protecting the public interest of environmental preservation. As a similar system in Korea, you can look at ecosystem conservation charges, water usage charges, and public interest direct payment systems. These systems are limited or show differences in payment methods in terms of the nature or target of compensation for those who have contributed to the conservation or improvement of ecosystem services. On the other hand, comparing the purpose and implementation entity of the existing biodiversity management contract system and PES, and the target area and activity type, the scope of the target area has expanded and the contract type has been diversified. In addition, there is a difference in that the contract subject includes national trust corporations or non-profit private organizations in addition to local residents in the PES. In order to secure the effectiveness of PES, the state and local governments need to play a role in checking and monitoring the implementation status of PES, evaluating, adjusting and controlling ecosystem service supply. In addition to protected areas, it is also required to expand to supply and manage ecosystem services that are difficult to solve by compensation for losses and to integrate similar systems. Next, it is necessary to supplement the management method to consider the characteristics of each region or to conclude a contract suitable for the target. Above all, it is necessary to resolve the financial constraints of the state or local governments through creating a new type of fund or utilizing existing funds to secure funds. In the case of the existing environmental damage levy, it has been criticized as a system that gives legitimacy or indulgence to damage, but it is expected that it will be possible to accurately convert the value of ecosystem services and restore the nature of the damaged ecosystem through the PES.

환경공간정보를 이용한 수도권의 수자원 공급과 기후완화 기능을 위한 도시림의 생태계서비스 평가

이수정,유소민,함보영,임철희,송철호,김문일,김세진,이우균 대한원격탐사학회 2017 大韓遠隔探査學會誌 Vol.33 No.6

This study assessed the water provisioning and climate mitigation ecosystem services of the urban forest in Seoul and Gyeonggi-do. The ecosystem service assessment is conducted based on natural function, natural function and population, and natural function and the beneficiary of the ecosystem service. Then, the impact of climate change on ecosystem services is analyzed to figure out the sensitivity of the impact on the beneficiary when the natural function of forest destroys under climate change. Gyeonggi-do has higher function-based water provisioning ecosystem service than Seoul. And populationbased water provisioning ecosystem service appears to be higher in the densely populated area. On the other hand, beneficiary-based water provisioning ecosystem service by applying both natural water supply function and beneficiary distribution appears different with the result of population-based water provisioning service assessment. In other words, regions with high beneficiary population show higher ecosystem service than those with a low beneficiary population even though they have the same water storage function. In addition, climate change has a negative impact on the water provisioning ecosystem service. Under climate change, water provisioning service is expected to decrease by 26%. For climate mitigation service, regions close to the forest seem to have a low temperature, which indicates their high climate mitigation service. The center of the city with high beneficiary population shows high beneficiarybased ecosystem service. The climate change impacts the forest growth to decrease which affect the beneficiary-based climate mitigation ecosystem service to decrease by 33%. From this study, we conclude that beneficiary-based function and ecosystem service assessment is needed as well as the supply-based classification of forest function suggested by Korea Forest Service. In addition, we suggest that not only supply-based function classification and ecosystem service assessment but also beneficiary-based function classification and ecosystem service assessment is needed for managing the urban forest, which has been destroyed by climate change. This will contribute to revaluing cases where a forest with low natural function but high beneficiary-based ecosystem service, which is not considered under the current forest function-based assessment system. Moreover, this could assist in developing a suitable management plan for the urban forest. 본 연구는 서울과 경기도 지역 도시숲의 수자원 공급 생태계서비스와 기후완화 생태계서비스를 평가하였다. 생태계서비스를 자연기능기반 서비스, 산림의 자연기능과 인구분포를 고려한 생태계서비스, 산림의 자연기능과 수혜자 분포를 고려한 생태계서비스의 세 가지 서비스로 구분하여 평가하고, 이후 기후변화가생태계서비스에 미치는 영향을 평가하였다. 평가 결과, 토지피복과 토양 등 자연조건을 반영한 도시림의 수자원 공급서비스의 경우, 경기도가 서울보다 높은 서비스를 제공하는 것으로 나타났으며, 지역별 인구분포를추가적으로 반영한 서비스 평가에서는 인구가 많은 곳에서 서비스가 높게 나타나는 양상을 보였다. 그러나도시림의 수자원 수혜자 분포를 추가로 반영한 수자원 공급 생태계서비스 평가 결과는 인구분포를 반영한 서비스 평가 결과와 공간적으로 다르게 나타났다. 같은 수원함양 기능을 가진 지역이라도 인구분포나 물 사용수혜자의 분포가 많은 지역일수록 높은 서비스 결과가 나타났다. 또한 기후변화가 수자원 공급 생태계에 서비스에 미치는 영향을 평가한 결과, 기후변화에 따른 수자원 공급 서비스는 평균적으로 26%정도 줄어들어전반적인 수자원 공급 생태계서비스가 낮아지는 경향을 보였다. 기후완화부문의 경우, 산림으로부터 가까운거리에 있을수록 높은 온도저감 효과가 나타나 산림주변지역에서 높은 기후완화서비스가 나타났으며, 기후완화 서비스의 수혜자 인구를 고려한 생태계서비스 평가에서는 수혜인구의 밀도가 높은 서울 도심지역에서높은 서비스가 나타났다. 기후변화에 따른 산림 생장량 변화를 반영하여 산림의 기후완화 생태계서비스의변화를 평가한 결과, 평균적으로 약 33%의 서비스 감소가 나타났다. 본 연구의 결과는 도시림을 관리하기위해서 산림청에서 제시하고 있는 공급기능기반의 6가지(자연환경보전, 산지재해방지, 목재생산, 산림휴양, 생활환경보전, 수원함양) 기능구분 외에 서비스를 수혜하는 수요자 기반의 기능 및 서비스가 평가의 필요성을 제시한다. 이는 기존의 산림의 공급기능기반의 평가에서 간과할 수 있는, 자연기능은 낮지만 수혜를 받는시민들이 많아 높은 서비스 가치를 갖는 산림을 재평가하고 올바른 관리 계획을 수립하는데 기여할 수 있을것으로 판단된다.

SERVICE INNOVATION AND SCALING UP INNOVATIVE SERVICE ECOSYSTEM: THE CASE OF EATALY

( Laura Di Pietro(post Phd) ),( Bo Edvardsson(full Professor) ),( Roberta Guglielmetti Mugion(post Phd) ),( Maria Francesca Renzi(full Professor) ),( Martina Toni ) 한국품질경영학회 2015 한국품질경영학회 학술대회 Vol.2015 No.2

Purpose - The aim of the study is to identify and analyze important drivers of why and how an innovative service ecosystem scale up. In this paper “scaling up” is treated as empirical phenomena that refer to the ability of an innovative business ecosystem to attract many new actors, in particular customers, and entering in new markets to become sustainable and social responsible. This study describes a sustainable service ecosystem to be consistent with the principles of corporate social responsibility (CSR), including economical, environmental, social and ethical dimensions. We selected one innovative business case (Eataly) providing rich data with explanatory power. Design/Methodology/approach - We present an in-depth case study on Eataly, a service eco-system, operating in the retail food sector, that introduced important service innovations in the traditional framework of resource integration and scaled up rapidly on national and international markets to become a global brand. Through the analysis of personal interviews carried out with the Eataly mangers and different available narratives about the company. We study and evaluate why and how a service ecosystem faced the scaling up process. Innovative service ecosystem are analyzed by using four interdependent concepts an innovative (1) value proposition, the engaged (2) actors roles responsibility, the constellation of (3) resources that enable value creation to be realize in line with value proposition and in context of (4) institutional arrangements, including social system structure. Findings - We develop a framework for analyzing scaling up innovative service ecosystems, in order to extend the existing knowledge by empirically providing the most important scaling up drivers. In this paper we use a multi-actor approach, but emphasize the perspective of the entrepreneur since we study businesses and conceptualize service innovation in the context of ecosystems that we know are sustainable financially, socially and environmentally. The identified main drivers are: 1) a distinctive customer experience; 2) actors engagement; 3) entrepreneur value proposition focus on growth; and 4) institutionalized values resonance. Originality/value - Some service ecosystems grow faster than others and thus are more successful in their scaling up; hence there is a lot to learn from such innovative service ecosystem. Nevertheless, there is no empirical study with an explicit focus on innovative service ecosystem scaling up. Hence, the present study provides new suggestions for future research on the scaling up drivers in innovative service ecosystem.

환경,경제의 상생기반 구축 및 잠재력 활성화 : 생태계서비스 측정체계 기반구축(1): 하천생태계를 중심으로

안소은,김정아,전동준,권영한,노백호 한국환경정책평가연구원 2014 기후환경정책연구 Vol.2014 No.-

본 연구는 생태계-인간후생 연계구도를 중심으로 생태계서비스의 개념과 분류체계를 정립하고, 국내 하천 생태계서비스의 정량화를 위한 통합 측정체계 구축을 일차적인 목적으로 하고 있다. 특히 측정체계는 생태계서비스 공급량의 물리적 측정을 위한 지표개발과 가치추정(화폐화)을 독립적으로 진행하는 동시에 방법론 간의 연결고리를 강화함으로써 과학적 사실에 근거한 의사결정을 지원할 수 있도록 설계하고자 하였다. 따라서 본 연구의 내용은 크게 하천 생태계서비스 분류체계 정립, 지표개발, 가치추정, 통합 측정체계 구축으로 구분할 수 있다. 하천 생태계서비스 분류체계는 MA(2005)와 TEEB(2010)에서 제시한 범용적 분류체계를 기반으로 국내 하천생태계에 적용 가능한 분류체계로 수정하고, 전문가 검토를 통해 확정하였다. 생태계서비스의 범주, 즉 공급, 조절, 지지 및 문화서비스 틀은 유지하되 범주별 세부항목을 재구성 하였다. 서비스 세부항목은 하천생태계로부터 예상할 수 있는 중요항목을 위주로 구성하였다. 공급서비스로는 식량, 에너지생산, 담수제공, 원료, 광물자원, 유전자원이, 조절서비스로는 기후조절, 수질정화, 수량조절, 재해조절, 생물학적 조절이, 지지서비스로는 서식처제공, 생물종다양성이, 문화서비스로는 생태관광, 휴양/레저, 교육/과학, 경관미, 종교/문화유산이 포함된다. 측정 지표개발은 개념적 틀로부터 출발하여 지표유형과 지표 선정기준을 결정하고 해당 서비스별 지표후보군을 도출하는 순서로 진행되었다. 지표후보군은 4회에 걸친 전문가 자문/회의를 통해 수정되었고, 최종 지표후보군은 타당성 검토를 위해 금강유역에 시범적으로 적용하였다. 지표는 상태지표와 흐름지표 위주로 구성하여 생태계서비스 공급량 현황과 추이분석이 가능하도록 구성하였고, 지표 선정기준으로는 대표성, 측정가능성, 정책활용성을 선정하였다. 또한 세부항목별 측정목표를 설정하여 하천생태계의 특성을 최대한 반영하고자 하였다. 1차년도 최종 지표후보군은 공급서비스 9, 조절서비스 10, 지지서비스 4, 문화서비스 7개 등 총 30개의 지표로 구성되어 있고, 이들 중 측정가능성 ``상`` 으로 분류되어 자료수집이 가능한 지표를 중심으로 시범적용에 활용하였다. 지표는 분석목적에 기반하여 측정목표-지표유형-지표선정기준을 순차적으로 결정하는 것이 통상적이다. 따라서 향후 지표개발 작업을 위해서는 분석목적, 예를 들면 국가/지역 생태계평가 또는 자연자원(생태계)의 지속적 관리에 차별화된 지표유형과 선정기준 지침이 마련되어야 할것으로 보인다. 전자의 경우 상태/흐름지표가, 후자인 경우 성과/축적지표 유형이 적절하다. 본 연구에서 제시한 지표체계는 국가/지역 생태계평가에 보다 적합하다. 또한 지표의 대표성, 측정가능성, 정책활용성을 개선하기 위한 노력이 필요할 것으로 생각된다. 대표성 개선을 위해서는 측정목표와 지표 간의 상관관계에 대한 과학적 증거가 축적되어야 한다. 이를 위해서는 생태계구조/과정-기능 간의 유기적 상호의존성을 규명할 수 있는 기초연구가 체계적으로 추진되어야 한다. 측정가능성 개선을 위해서는 기초조사와 자료의 체계적 관리 및 DB화가 요구된다. 특히 자료의 가공 및 DB화는 수요자 측면에서 활용이 용이하도록 설계되어야 함은 물론이다. 정책활용성을 개선하기 위해서는 지표가 담고 있는 전문적인 내용을 등급화/지도화를 통해 정보전달력을 높이는 노력이 요구된다. 가치추정은 생태계서비스 특성/범주, 경제적총가치(TEV) 유형, 가치추정기법의 연계로부터 출발하였다. 또한 환경가치종합정보시스템(EVIS)을 중심으로 하천 생태계서비스 가치추정 선행연구를 요약하고, 서비스별 단위가치(원단위)를 분석하였다. 총 38편의 선행연구로부터 136개의 추정치가 도출되었다. 원단위와 추정기법이 동일한, 따라서 비교 가능한 원/월/가구 단위가치를 살펴보면, 조절서비스에 해당하는 수량조절, 수질정화, 재해방지가 총 74개 추정치 중 각각 10, 34, 8개로 나타났으며, 단위가치는 평균값 기준으로 4,724원, 3,869원, 2,285원으로 집계되었다. 한편 총 46개의 추정치를 확보하고 있는 원/년/가구 단위가치 추정치의 경우 서식처제공이 평균값 기준 1,224원, 휴양/생태관광이 11,659원으로 나타났다. 하천 생태계서비스 단위가치 비교·분석 결과는 가치추정 연구설계 시 범위설정, 단위가치 해석 및 활용 측면에서 시사점이 크다. 범위설정, 즉 가치추정 대상 생태계서비스의 특성 검토, 경제적총가치(TEV) 유형 결정, 적절한 가치추정기법의 선택은 연구설계의 핵심임에도 불구하고 실증분석에서 미흡하게 다루어지고 있는 것이 현실이다. 생태계서비스 단위가치의 해석은 인간의 선호체계가 공간적으로 시간적으로 변화하는 개념임을, 따라서 도출된 단위가치의 순위 및 크기 역시 공간적, 시간적 스케일에 따라 변화하는 값이라는 점에 유의해야 한다. 도출된 생태계서비스 단위가치는 절대값이라기보다는 상대값에 해당하며 현재 이용 가능한 과학적 정보에 기반 한대표값으로 해석하는 것이 적절하다. 단위가치 활용 측면에서는 부분의 합은 전체가 아님을 기억해야 한다. 즉, 가치추정의 단위가치는 시간적, 공간적 가산성(additivity)이 성립되지 않는다. 원/년/가구 지불의사액(WTP)은 원/월/가구의 12배가 아니며, 10ha의 가치는 1ha의 10배가 아니다. 이러한 점이 현재 가치이전(value transfer) 적용 시 장애요소가 되고 있다. 문제는 이에 대한 대안 제시가 미흡하다는 점인데, 향후 가치추정 방법론 개발과 함께 단위가치의 해석 및 활용과 관련된 연구가 병행되어야 할 것으로 생각된다. 1차년도 통합 측정체계 구축은 지표(물리적 측정)와 가치추정(화폐화)의 연계방안을 중심으로 예시하였으며, 연계방안은 서비스 범주와 경제적총가치(TEV) 유형과 맞물려 설계하였다. 원칙적으로 개별 생태계서비스의 가치는 수량*가격의 공식을 적용하여 도출한다. 시장가격이 존재하는 공급서비스의 경우에는 공급량 지표에 가격을, 문화서비스의 휴양/생태관광의 경우에는 방문객수에 1회 방문당 단위가치를 곱해주면 총가치 도출이 가능하다. 간접사용가치에 대응하는 조절서비스의 경우 총가치 도출의 핵심은 생태계서비스 지표의 물리적 측정단위와 단위가치의 측정단위를 연계하는 작업이다. 본 연구에서는 지표를 단위면적(ha)당 수량으로 전환하고, 비용기반접근법 또는 진술선호법으로부터 도출된 ha당 가치를 활용하여 총가치를 산출하는 방안을 제시하였다. 지지서비스는 생태계서비스 제공을 위한 기반여건임을 고려하여, 수량*가격 공식보다는 측정목표를 진술선호법 시나리오 작성에 활용하여 총가치를 도출하는 방안을 제시하였다. 2차년도는 1차년도의 하천 생태계서비스 지표개발, 가치추정, 통합 측정체계 구축 연구결과를 기반으로 연구범위를 심화, 발전시키고자 한다. 지표개발은 시범적용 결과를 기반으로 지표후보군 개선작업과 금강유역을 대상으로 한 지표적용 확대를 위주로 진행하고자 한다. 가치추정은 가치이전/가치합산 사례연구를 통해 단위가치의 활용면에서 접근하고자 하며, 사례연구를 기반으로 가치이전/가치합산 적용 절차상의 이슈를 정리하고 간이지침을 마련하고자 한다. 통합 측정체계 구축은 1차년도에 설계한 지표-가치추정 연계방안을 사례연구를 통해 검증하고자 하며, 최근 생물 다양성과학기구(IPBES)를 포함한 국제기구 위주로 진행되고 있는 보다 포괄적인 통합접근법을 정리하고 시사점을 도출해보고자 한다. This study develops a classification of ecosystem services for freshwater ecosystem in Korea, proposes a set of indicators to measure the supply of ecosystem services, and examines the unit-values of ecosystem services based on the Environmental Valuation Information System (EVIS) which is an on-line database of the valuation studies conducted in Korea. The ultimate purpose of the study is to design an integrated framework linking indicators and economic valuations to provide comprehensive information to decision-makers by combining the physical and monetary information for the freshwater ecosystem services. Drawn from the classification of ecosystem services by MA (2005) and TEEB (2010), a classification of ecosystem services for freshwater was proposed including provisioning, regulating, cultural, and supporting services with the sub-items for each category. Food, freshwater, renewable energy, raw materials, genetic resources are sub-items of provisioning services. Sub-items of regulating services include climate regulation, water quantity and quality regulation, natural disaster controls, and biological regulation. Biodiversity and habitat provision comprise supporting services. Cultural services include eco-tourism, recreation, education, and religious and cultural heritage. Developing indicators requires building a concrete conceptual framework and determining indicator types and selection criteria based on the purpose of analysis. One or two indicators for each sub-item of service category are selected considering their measurability, representativeness, and policy relevance. The selected indicators were modified through four-times expert consultations. The sub-set of indicators where the data are readily available were applied on a pilot site, Geum river basin area, in order to assess their validity. There are a total of 30 indicators in this study, nine for provisioning services, ten for regulating services, four for supporting services, and seven for cultural services. Moreover, measurement targets were set for each sub-item in order to better demonstrate the characteristics of ecosystem services provided by freshwater. The types of indicators are mainly state or flow indicators that measure current status or changes in quantities of services provided. Economic valuation of ecosystem services is discussed based on the linkages between classification of ecosystem services, total economic value(TEV), and relevant economic valuation methods. The unit-value of each service is examined using previous valuation studies on freshwater ecosystem services conducted in Korea derived from the EVIS. A total of 136 unitvalues were obtained from 38 studies. To derive a proper set of estimates to be compared, we confined our analysis to the estimates where the same measurement unit and valuation method are used. There are total of 74 estimates are derived from the studies using stated preference methods with KRW/month/household. Among these, water quantity, water quality, and natural disaster control of regulating services comprise 10, 34, 8 estimates, respectively, and the corresponding average unit-values are 4,724won, 3,869won, and 2,285won(2010=100). A total of 46 estimates are obtained from the studies using stated preference methods with KRW/year/household unit. Average unit-values of habitat provision of supporting services and recreation/eco-tourism of cultural services appear to be 1,224won and 11,692won, respectively. The issues regarding the interpretations of unit values, in terms of temporal and spatial scales in particular, are discussed. This study proposes an integrated framework by linking the information from the indicators and economic valuation. In principle, the total value of each ecosystem service is derived from multiplying price and quantity of service provided. It is possible to derive the total values of provisioning services in this way as most of the services are traded in the market. The the total values of recreation/eco-tourism of cultural services can be derived in similar way by multiplying the number of visitors and the unit-value per visit. In addition, the integrated framework proposes a way of deriving total values of regulating services where the market values are not observed. Here, indicators were transformed as quantity per ha, and then value per ha derived from cost-based approach and stated preference approach was used to estimate the total values.

환경,경제의 상생 기반 구축 및 잠재력 활성화 : 생태계서비스 측정체계 기반구축(2): 하천생태계를 중심으로

안소은,김지은,노백호,권영한 한국환경정책평가연구원 2015 기후환경정책연구 Vol.2015 No.-

본 연구는 생태계-인간후생 연계구도를 중심으로 국내 실정을 고려한 생태계서비스의 개념, 범위, 분류체계를 재정립하고 생태계서비스의 공급현황 및 중요성의 정량화를 위한 통합 측정체계 구축을 목표로 기획되었다. 특히 하천생태계를 대상으로 생태계서비스 특성에 따라 그리고 가치측정 관점에 따라 적용 가능한 다양한 방법론을 검토하고, 대표적인 측정방법인 지표와 경제적 가치추정 기법을 활용하여 사례연구를 진행하였다. 또한 의사결정지원을 위한 통합 측정체계 분석 틀을 설계하고 물리적측정(지표)-화폐화(경제적 가치추정)를 연계하는 사례연구를 제시함으로써, 개별 방법론으로부터 도출된 정보를 통합하는 접근법을 예시하였다. 본 연구는 하천 생태계서비스 분류체계 재정립을 시작으로 지표개발, 가치추정, 통합 측정체계 구축 3부문이 2년도에 걸쳐 병렬적으로 진행되었다. 국내 적용 가능한 하천 생태계서비스 분류체계는 MA(2005), TEEB(2010)에서 제시한 범용적 분류체계를 기반으로 전문가 검토를 거쳐 완성하였다. 생태계서비스의 범주, 즉 공급, 조절,지지 및 문화서비스의 기본 틀은 유지하되, 범주별 세부항목은 재구성하였다. 하천생태계의 공급서비스에는 식량, 에너지생산, 담수제공, 원료, 유전자원이, 조절서비스에는 기후조절, 수질정화, 수량조절, 재해조절이, 지지서비스에는 서식처제공, 생물종다양성이, 문화서비스에는 생태관광, 휴양/레저, 교육/과학, 경관미, 종교/문화유산이 주요 항목으로 포함된다. 하천 생태계서비스 측정 지표개발은 해외사례를 중심으로 개념적 틀, 지표유형, 지표 선정기준을 검토하고 전문가 인터뷰를 통하여 지표후보군을 구성한 후, 도출된 지표후보군을 대상으로 전문가 설문조사를 통하여 타당성을 검증하였다. 전문가 설문조사는 생태계서비스 범주(공급,조절, 지지, 문화서비스) 간의 상대적 중요도와 범주 내 세부항목 간의 상대적 중요도 평가를 위한 AHP 설문과, 범주 내 세부항목 측정지표의 대표성 평가를 위한 Delphi 설문으로 구분하여 진행하였다. 지표후보군은 다시 대표성 평가결과와 측정가능성 평가결과에 근거하여 활용지표,미래지표, 대체지표, 잠재지표 4개의 유형으로 구분하였고, 선정된 지표후보군 중 대표성이 높은 활용지표와 미래지표 중 지도화가 가능한 항목을 선별하여 전국 5대 대권역 113개 중권역으로 시범적용하였다.본 연구의 지표개발은 생태계서비스 항목별로 1∼2개의 지표를 선정하기보다는 다수의 지표를 유형분류를 거쳐 메뉴 형식으로 제시하는 접근법을 취하였다. 이는 하천 생태계서비스 지표개발이 국내에서 처음으로 시도되는 작업이라는 점을 감안하여 가능한 한 다양한 측면을 고려한 다수의 지표후보군을 제시하는 것이 향후 관련연구를 위한 기반구축 차원에서 유용하다고 판단하였기 때문이다. 그러나 동일한 서비스 항목을 다양한 관점에서 측정하고자 한 노력 때문에 지표 간의 중복성, 위계의 불일치, 인접 생태계와의 상호연관성 배제 등의 한계를 내포하고있는 것도 사실이다. 향후 분석목표에 따른 지표의 차별화(상태지표 또는 성과지표), 선정기준의 개선(대표성, 측정가능성, 정책활용성 등), 측정목표와 지표 간의 과학적 상관관계 규명을 위한 기초연구 확대, 지표유형(활용, 미래, 대체, 잠재지표)에 따른 관리방안의 차별화 등이 지속적으로 이루어져야 할 것으로 생각된다. 하천 생태계서비스 가치추정은 수요측면과 공급측면으로 구분하여 접근하였다. 먼저 수요측면의 가치추정은 직접연구 설계 시 범위설정과 관련된 이슈를 정리하는 작업을 시작으로,환경가치종합정보시스템(EVIS)으로부터 하천 생태계서비스 항목별 단위가치(원단위)를 도출하고, 도출된 단위가치를 활용하여 5대 대권역으로 가치합산(value aggregation)을 진행하였으며, 가치합산 과정 및 결과해석상의 유의점을 점검하였다. 진술선호법 지불의사액(원/월/가구,2010년 기준)에 기초한 수량조절, 수질정화, 재해방지(홍수조절)의 단위가치는 각각 4,724원,3,869원, 2,285원으로, 지불의사액(원/년/가구)에 기초한 휴양/생태관광, 서식처제공의 단위가치는 각각 11,659원, 1,224원으로 나타났다. 또한 하천생태계가 제공하는 물공급, 수질정화,재해방지의 연간 가치는(5대 대권역 합계 평균값, 2010년 기준) 각각 5,012억원, 4,104억원, 2,424억원으로 집계되었으며, 서식처제공 가치는 217억원, 휴양/생태관광의 가치는 2,067억원으로 집계되었다. 서식처제공의 경우 다른 서비스에 비해 연간 총 가치가 현저히 낮은 것을 볼 수 있는데, 이는 지지서비스에 대한 낮은 인식이 단위가치에 대한 저평가로 이어지고 다시연간 가치의 저평가로 이어지는 실증적 증거라 할 수 있다. 앞서 제시한 지불의사액(WTP)기준 가치추정이 수요자(수혜자) 측면의 가치표현이라 한다면 생태계서비스 제공을 위한 비용기준의 가치추정은 공급측면의 가치표현이라 볼 수 있다. 생태계서비스는 시장에서 거래되지 않는 공공재이며, 따라서 수혜자의 지불의사액(WTP)과는 독립적으로 공급 및 관리가 이루어진다. 본 연구는 생태하천복원사업 비용과 공공부문 투자액분석을 통하여 생태계서비스 제공을 위한 공급측면의 가치를 도출하였다. 먼저 2014년 금강유역18개 생태하천복원사업 내용 분석결과, 전체 사업비의 17.9%가 수질개선(조절서비스), 16.5%가 생물상보전 및 복원(지지서비스), 5%가 생태계체험 및 교육시설(문화서비스)에 배정된 것으로 나타났다. 2013년 세출결산 기준 정부 관련부처의 생태계서비스 예산투자는 총 8조8천억에 이르는 것으로 나타났으며, 이 중 공급서비스가 12.98%, 조절서비스가 81.33%, 지지서비스가 0.37%, 문화서비스가 5.32%를 차지하는 것으로 집계되었다. 본 연구에서 도출한 수요측면의 생태계서비스 가치와 공급측면의 비용은 전혀 다른 관점에서 측정한 결과이기 때문에 비교 가능한 수치가 아니다. 그럼에도 불구하고 편익과 비용 크기의 상대적 편차는 생태계서비스 가치를 바라보는 수요측면과 공급측면의 어긋남(mismatch)을 단적으로 보여주고 있다 할 수 있고, 따라서 정책적 시사점도 크다. 특히 생태계서비스 관련공공부문 투자의 대부분이 조절서비스에 투입되고 있으며 조절서비스 제공에 기반이 되는 지지서비스에 대한 투자는 절대적으로 부족하다는 점에 주목하고자 한다. 이는 현재 공공부문에서 생태계 자산(asset)의 보호 및 관리에 대한 투자가 매우 미흡하다는 의미이기도 하다. 지지서비스에 대한 투자를 통하여 조절서비스, 공급서비스, 문화서비스 제공을 담보할 수 있고, 생물다양성/생태계서비스의 보전 및 지속가능한 이용을 위한 효과적인 정책이행이 가능하다. 향후 관련예산 배분의 우선순위 조정이 요구되고, 서식처 보호 및 생물종다양성 유지에 대한 정책적 관심이 요구되는 이유이다. 본 연구에서 설계한 통합 측정체계의 개념적 틀은 생태계-인간후생 연계구도, 가치의 관점, 생태계기능/서비스 범주, 적용 가능한 측정방법론, 통합 접근법을 주요 구성요소로 포함하고 있다. 가치의 관점은 생물다양성/생태계서비스의 중요성 평가를 어떤 측면에서 바라보느냐에 따라 생태적 가치, 공유가치, 개인가치로 구분하였고, 방법론은 측정목표에 따라 생·물리학적방법론, 사회·문화적 방법론, 경제학적 방법론으로 구분하였다. 다음으로 가치의 관점과 적용가능한 방법론을 묶어 생태계기능/서비스 범주와 연계하였다. 즉, 생·물리학적 방법론은 생태계구조/과정-기능 간의 상호연관성 규명을 통한 지지기능 내지는 조절기능 측정에, 사회·문화적방법론은 지역공동체의 생태계/생태계서비스 의존정도 및 공유가치 측정에, 경제학적 방법론은 공급서비스와 문화서비스(생태관광)로 인한 직접적인 후생증가 또는 조절서비스로 인한 간접적인 후생증가에 따른 개인가치 측정에 대략적으로 대응한다고 볼 수 있다. 통합 접근법은 개별 방법론으로부터의 이질적 정보를 종합하는 병렬적 통합과 연결변수를 중간에 두고 방법론을 이어주는 순차적 통합으로 구분하였다. 병렬적 통합은 비교 가능하지않은 정성적/정량적 정보의 종합에, 순차적 통합은 방법론 간의 연결변수를 통해 정량적 정보를 종합하는 접근법에 해당한다. 본 연구는 순차적 통합에 중점을 두고 생태계서비스의 물리적측정(지표)-화폐화(가치추정)의 연계방안을 공급량×단위가치의 공식에 근거하여 생태계서비스범주별로 도식화하여 제시하였다. 또한 담수 이용 서비스의 가치, 하천습지의 수질정화 가치,강변저류지의 재해방지 가치를 대상으로 순차적 통합 사례연구를 진행하였다. 본 연구는 의사결정지원을 위한 생물다양성/생태계서비스의 측정범위를 어떻게 설정하여야하며 방법론적으로 어떻게 접근해야 하는가 하는 문제의식으로부터 출발하였으며, 제시한 통합측정체계의 개념적 틀은 이러한 고민들을 담고자 하였다. 향후 연구차원에서는 개별 방법론/통합 접근법의 개선과 사례연구를 지속적으로 진행하고 연구결과를 축적하여 ‘과학적 사실에 근거한 의사결정’의 기반을 구축하여야 할 것이다. 더불어 의사결정자 및 관련 정부부처는 경제적 효과성/효율성 우선 기준으로부터 벗어나 다양한 가치의 관점을 수용할 수 있어야 하며, 이를 현실화할 수 있는 새로운 의사결정 패러다임 구축에 노력하여야 할 것이다. This two-year project (2015~2016) develops a classification of ecosystem services for freshwater ecosystem in Korea, proposes a set of indicators to measure the supply of ecosystem services, and examines the unit-values of ecosystem services based on the Environmental Valuation Information System (EVIS), which is an on-line database of the valuation studies conducted in Korea. The ultimate purpose of the study is to design an integrated framework linking indicators and economic valuations to provide comprehensive information to decision-makers by combining physical and monetary information for the freshwater ecosystem services. Drawn from the classification of ecosystem services by MA (2005) and TEEB (2010), a classification of ecosystem services for freshwater is proposed including the provisioning, regulating, supporting and cultural services with sub-items for each category. Food, freshwater use, renewable energy, raw materials and genetic resources are the sub-items of provisioning services. Sub-items of regulating services include climate regulation, maintaining water quantity, water purification, natural disaster control, and biological regulation. Biodiversity and habitat provision comprise supporting services. Cultural services include eco-tourism, recreation, education, and religious/cultural heritage. Multiple indicator candidates for each sub-item of a service category were selected, reviewed, and modified through literature surveys and expert consultations in the first year (2015). The AHP survey was conducted in the second year (2016) to evaluate the relative importance between the service categories and among sub-items within each category. The Delphi survey is designed to examine the representativeness of indicator candidates selected for each sub-item of a particular service category. In addition, we investigate the measurability of each indicator depending on the degree of data availability. Using representativeness and measurability as the criteria, indicator-candidates are grouped into 4 types, which are readily-usable, future-use, proxy, and potential indicators. Readily-usable indicators are the ones ranked ‘high’ in both criteria, suggesting that the indicators in this type ensure representativeness and measurability for the corresponding sub-item of ecosystem service. Future-use indicators score ‘high’ in terms of representativeness and are ‘low’ in measurability, implying that the indicators in this type can be utilized in the near future once their measurability is improved. In contrast, proxy indicators can be categorized as having ‘low’ representativeness and ‘high’ measurability. Note that proxy indicators are literally ‘proxy’ implying that they need to be replaced with ones that are both representative and measurable. One of the research areas which should be pursued afterwards is to find ways to improve the measurability of future-use indicators, transform them into readily-usable indicators and replace proxy indicators. Finally, this study proposes one to three indicator candidates for each sub-item of ecosystem service categories. Economic valuation of ecosystem services takes approaches from two different perspectives . demand and supply sides. The demand-side analysis begins with discussing the linkages between classification of ecosystem services, total economic value (TEV) and relevant economic valuation methods. The unit-values of freshwater ecosystem services are derived from on-line database of valuation studies, EVIS. In order to extract the proper sets of willingness-to-pay (WTP) estimates for comparison, we confine our analysis to the estimates where the same valuation method and the same measurement unit are used. A total of 74 estimates are derived which use the stated preference methods with measurement unit of won/month/household. Among these estimates, water quantity supply, water purification, and natural disaster control of regulating services comprise 10, 34, 8 estimates, respectively, and the corresponding average unit-values are 4,724won, 3,869won, and 2,285won(2010=100), respectively. Using these unit-values and the number of households reported from the 2010 Population and Housing Census, the total values for each ecosystem service category are computed in 5 main watersheds of Korea . Han, Nakdong, Geum, Seomjin, and Yeongsan River watersheds . in Korea. The nation-wide total values, in terms of averages, of water quantity supply, water purification, and natural disaster control of regulating services are estimated as 501.2, 410.4, and 242.4 billion won/year, respectively. The supply-side analysis examines the costs associated with the provision of freshwater ecosystem services. Most ecosystem services share the characteristics of public goods and are not traded in the market and, therefore, the management and supply of ecosystem service are governed by the public sector. First, this study reviews the budget allocations of 18 eco-river restoration projects by the Ministry of Environment in the Geum River watershed in 2014. The analysis reveals that 17.9, 16.5, 5.0% of total budget are allocated to water quality improvement, conservation and restoration of biodiversity and construction of education facilities, respectively, implying that the focus of the eco-river projects is to enhance the regulating and supporting services. Second, we examine the expenditures (or investment) executed in 2013 to improve freshwater ecosystem services by the government including the Ministry of Environment, the Ministry of Land, Infrastructure and Transport, the Ministry of Agriculture, Food and Rural Affairs and the National Emergency Management Agency. The total sum of government expenditures corresponds to 8,882 billion won in 2013, where 12.9, 81.3, 0.3 and 5.3% were spent to improve provisioning, regulating, supporting and cultural services, respectively, indicating that most efforts were concentrated in enhancing regulating services. The conceptual framework of integrated measurement system to assess ecosystem services is described in the Figure 1. The framework is composed of 5 elements . stated in the far left panel of Figure 1 . including ecosystem-human wellbeing pathways, value perspectives, ecosystem function/services, applicable methods and integration approaches. Perspectives of value is classified as ecological, shared and individual values, and applicable methods are grouped into bio·physical, socio-cultural and economic methodology. Once the perspectives of value, applicable methods and ecosystem function/services are combined, their link among them becomes clearer. The bio·physical modeling is relatively more suitable for quantifying the regulating functions, rather than the services, and the results are more likely to be ecological flow/asset/insurance values in physical terms. The socio-cultural methods such as stakeholder interview and group preference analysis are useful to examine the dependence of community on ecosystem services, which can be translated into shared values. Economic methods are relatively more appropriate for measuring the individual values associated with direct and indirect consumptions of ecosystem services such as food, eco-tourism and water quality regulation. This study defines ‘integration’ as a way of combining and synthesizing the information collected from individual methods. In this context, we classify the integration approach into parallel integration and integration in sequence (or impact pathway analysis). The former refers to the approach of synthesizing heterogeneous or immensurable information gathered from individual methods in descriptive or narrative fashion. The latter approaches are based on the link where actual variables or information are received/given between methods . similar with the procedures of impact pathway analysis . to combine the information. This study concentrates on the latter approach and proposes the ways of linking physical and monetary information by ecosystem service categories. In principle, the formula for combining of information is to multiply the quantity-supplied by the corresponding unit-value. We provide 3 case studies linking indicators and economic valuations . the value of freshwater use, the values of water purification function from riverside-wetland and the values of flood control from riverside buffer zone . to illustrate the integration procedures.

환경·경제 통합분석을 위한 환경가치 종합연구 부문별 영향평가 및 가치추정

김현노,안소은,김충기,서양원,정다운,박윤선,한선영,이홍림 한국환경정책평가연구원 2020 사업보고서 Vol.2020 No.-

Ⅰ. 생태계서비스 서식처질 가치추정 1. 연구개요 ❏ 연구목적 ㅇ 환경경제 통합분석 절차를 활용하여 생태계 서식처질 변화에 대한 경제적 가치 및 편익을 추정함으로써 통합분석 절차의 활용성을 제고하고자 함 ㅇ 김현노 외(2019)의 생태계서비스 서식처질에 대한 물리적 영향평가 결과를 바탕으로 경제적 가치를 추정함 ❏ 연구내용 ㅇ 야생생물 서식에 적절한 상태를 제공하는지를 나타내는 서식처질은 생태계서비스항목 중 지지서비스에 해당 ㅇ 김현노 외(2019)에서 기평가한, 제주도 토지피복 변화에 따른 서식처질 평가 결과사용 ㅇ 제주도 생태관광 설문조사(2019)를 바탕으로 제주도 생태관광지에 대한 국민의 인식 및 선호를 파악하고, 선택실험법(CE: Choice Experiment)을 적용하여 12개 관광지의 서식처질 변화에 대한 경제적 가치를 추정함 2. 선행연구 검토 ❏ 선택실험법을 적용한 생물다양성 경제적 가치 추정 선행연구 검토 ㅇ 대부분 생태관광의 주요 속성으로 생물다양성을 포함함. 생태관광 주요 속성들의 경제적 가치를 평가했던 선행연구에서 사용한 선택실험법의 속성들을 정리하면 다음과 같음 - Chaminuka et al.(2012): 마을 숙박(village accommodation), 마을 투어(village tours), 공예시장 방문(visits to crafts market) - Juutinen et al.(2011): 생물다양성, 방문자 수, 휴게공간, 안내표지판, 입장료 - Naidoo and Adamowicz(2005): 여행시간, 입장료, 관광형태, 숙박시설, 조경특성(landscape features), 발견되는 새의 종 수(number of bird species), 큰 짐승을 볼 수 있는 가능성(Likelihood of seeing large game animals) 3. 설문조사 ❏ 설문개요 ㅇ 제주도 생태관광지에 대한 일반 국민의 인식 및 선호를 파악할 목적으로, 최근 5년내 제주도 주요 생태관광지 12개 중 일부를 방문한 성인 3,000명을 대상으로 온라인조사를 실시함(2019년 10월 21~25일) ❏ 선택실험 설계 ㅇ 선택실험법은 분석 대상의 속성 변화에 대한 지불의사액을 추정하는 방법임 ㅇ 제주도 12개 관광지에 대한 설문의 주요 속성으로 관광지 내 편의시설(0~100점), 안내/해설 서비스(5점 척도), 서식처질(0~1), 1인당 입장료를 포함함 ㅇ 응답자의 선호 관광지 선택 및 관련 경험에 대한 평가를 바탕으로 설문지의 선택항목이 제시됨 4. 실증분석 ❏ 분석모형 ㅇ 본 연구에서는 기본적인 조건부로짓모형(CL: Conditional Logit)뿐만 아니라 응답자의 선호의 이질성을 반영할 수 있도록 Random Parameter Logit Model(RPL) 모형을 함께 추정함 ❏ 분석 결과 ㅇ CL, RPL 및 RPL+EC 모형은 NLOGIT 6.0 소프트웨어를 사용하였고, CL 모형의 계수들은 최우추정법(maximum likelihood estimation), RPL과 RPL+EC 모형의 계수들은 시뮬레이션 최우추정법(simulated maximum likelihood estimation)을 통해 추정하였음 ㅇ 모든 변수는 예상 부호와 일치하고 통계적으로 유의하게 추정됨. 관광지 내 편의시설, 안내/해설 서비스, 서식처질이 좋은 관광지일수록 선택확률이 높았고, 입장료가 높을수록 해당 대안을 선택하지 않는 것으로 나타남 ㅇ 추정한 세 모형의 AIC, BIC 및 Pseudo R2를 살펴본 결과 RPL 모형이 더 선호되며, RPL 모형과 RPL+EC 모형의 우도비율검정(LR test: Likelihood-ratio test)을 실시한 결과 RPL+EC 모형이 더 적합한 것으로 확인됨. 따라서 서식처질 변화에 대한편익 추정에는 RPL+EC 모형의 추정 결과를 사용함 ❏ 편익추정 ㅇ 10년간(2009~2019년) 서식처질 수준 변화는 관광지별로 상이하나 평균 0.19 증가하였음 - 서식지질이 높은 산림 면적이 약 100km² 증가하였고, 서식지질이 낮은 농경지면적이 약 150km² 감소하여 전체적인 서식처질이 증가한 것으로 나타남 ㅇ 서식처질 변화에 따른 보상잉여(CV) 추정 결과, 서식처질 수준 변화가 없었던 서귀포자연휴양림의 경우를 제외하고 관광객 1인당 253원(절물자연휴양림)에서 2,302원(비자림)의 편익이 있는 것으로 도출됨 ㅇ 2019년 관광지별 입장객 수를 고려할 때, 서식처질 변화에 따른 사회적 편익은 1.8억원/년(절물자연휴양림)에서 23.7억 원/년(중문대포해안주상절리대)이며, 12개 관광지의 서식처질 개선에 따른 편익은 연간 약 120억 원/년으로 추정됨 5. 시사점 ❏ 토지이용·개발을 요하는 정책·사업에 생물다양성과 그 편익을 고려할 수 있도록 본 연구 결과를 의사결정 참고자료로 활용할 수 있음 Ⅱ. 생태계서비스 종합평가 1. 연구 배경 및 목적 ❏ 연구배경 ㅇ 국토 이용효율성 위주의 토지이용정책은 생태계서비스 간의 불균형을 초래하였고, 따라서 밀레니엄 생태계 평가(MA)는 생태계서비스 항목 간에 존재하는 상호작용인 트레이드오프와 시너지 식별이 중요하다고 언급함(MA, 2010) ㅇ 생태계서비스 간 상호작용은 단일의 구동력에 의해 다수의 서비스가 변화하거나, 다른 서비스 변화에 상응하여 변화하는 서비스가 존재할 때 발생함(Bennett et al. 2009) - 생태계서비스 간 상호작용은 공간이나 시간에 걸쳐 반복해서 함께 나타나는 생태계서비스 세트인 ‘번들’을 통해 확인할 수 있음(Raudsepp-Hearne, Peterson, and Bennett, 2010, p.5242) ❏ 연구목적 ㅇ 생태계서비스 평가를 활용한 환경관리를 위해서는 생태계서비스 간의 관계를 파악하는 일이 매우 중요함 ㅇ 다양한 통계기법을 적용하여 다중 생태계서비스 간의 관계를 파악하고자 함 - 생태계서비스 분석에는 InVEST(Integrated Valuation of Environmental Services and Tradeoffs) Model을 활용함 - 1989~2009년 사이 토지 피복·이용(Land Use Land Cover, LULC) 변화를 5가지 생태계서비스로 평가하고, 주성분분석과 군집분석을 통해 생태계서비스 상호작용 변화가 일어난 지역을 확인함 - 추가적으로 제주도지역을 대상으로 몇 가지 생태계서비스 항목에 대한 시계열적변화를 추정함 2. 생태계서비스 통합분석 평가방법 ❏ 생태계서비스 평가 및 검증 ㅇ 본 연구에서는 Natural Capital Project에서 개발한 생태계서비스 기반의 의사결정지원 모델인 InVEST를 사용하여 다수의 생태계서비스 항목을 평가 및 검증하고 그 결과를 토대로 통합평가를 수행함 ❏ 생태계서비스 통합평가: heatmap ㅇ 생태계서비스 결과마다 단위 및 수치의 범위가 상이하여 비교가 어려운 문제를 해결하기 위해 heatmap을 제시하여 시각적 비교가 가능하도록 하였음 ❏ 생태계서비스 트레이드오프 관계분석 ㅇ 지역적, 생태계 유형별, 권역별 생태계서비스 제공 경향을 한눈에 알아보기 위해 지역별 생태계서비스 번들을 도출하였고, 주성분분석으로 많은 수량 공급, 수질정화(질소 저류, 인 저류), 탄소 저장, 서식처질 사이의 상관관계를 효율적으로 표현함 ㅇ 주성분분석 후 K-means clustering을 통해 동질적인 생태계서비스 제공 경향을 보이는 지역의 결과를 군집으로 표현함 3. 생태계서비스 현황평가 ❏ 현황평가 ㅇ 2009년 토지피복도 기반으로 평가한 우리나라 전역의 생태계서비스는 다음과 같음 - 수량공급서비스의 경우 한강 및 낙동강 대권역에서 각각 약 260억m³, 200억m³로 가장 많이 기여하고 있으며, 수질조절서비스 역시 한강 및 낙동강 대권역에서 질소 연간 30톤, 인 연간 2톤 정도를 저류하고 있음. 수자원 생태계서비스의 경우 한강 및 낙동강 대권역이 주요 공급원임을 확인함 - 기후조절 역할을 하는 탄소저장서비스와, 생태계 동식물의 서식 기반과 관련된 서식처질 서비스의 경우 산림, 초지, 습지의 기여도가 높은 서비스임. 따라서 산림이 풍부한 강원도나 경북, 경남 지역을 포함하는 한강 및 낙동강 대권역에서 해당 서비스가 우세한 양상을 보임 ❏ 생태계서비스 트레이드오프 관계분석 ㅇ 생태계서비스 제공량에 대한 주성분분석 및 K-means 군집분석을 통해 17개의 국내광역지자체는 4개의 번들로 그룹화됨 ㅇ 4개의 번들은 1. 도시형, 2. 농업형, 3. 산림형, 4. 도서형으로 구분되며, 다음과 같은 특징을 지님 - 도시형 번들: 서울, 인천, 부산, 대구가 포함됨. 인간의 활동으로 배출되는 부산물의 영향으로 인 부하량이 많아 이를 저류하는 양이 많음 - 농업형 번들: 경기, 세종, 전북, 전남, 충남, 광주가 포함. 농업활동 시 질소와 인을 비료로 활용하므로 질소 및 인 저류량이 높음 - 산림형 번들: 대전, 울산, 충북, 경북, 경남이 포함됨. 서식처질과 탄소저장능력이 다른 서비스에 비해 높으며, 조절서비스와 지지서비스의 시너지 효과가 나타남 - 도서형 번들: 제주도가 해당됨. 기후와 토양이 내륙과 다르며, 아열대 습윤 기후대에 속하고 수량공급서비스가 풍부함 4. 토지 피복·이용 변화에 따른 생태계서비스 변화분석 ❏ 토지 피복·이용 변화에 따른 생태계서비스 변화 통합평가 ㅇ 1989년과 2009년 사이 거의 모든 지역에서 시가화지역이 늘고 산림이 감소했으며, 농경지의 경우 대도시 지역에서는 감소하고 그 외 지역에서는 증가하는 경향을 보임 ㅇ 서울, 부산, 대구, 인천 등 대부분 지역에서 단위면적당 서비스 제공 총량이 감소함 - 생태계서비스의 큰 역할을 담당하는 산림 면적 감소 영향이 크게 나타남 ❏ 토지 피복·이용 변화에 따른 생태계서비스 트레이드오프 관계 변화 ㅇ 생태계서비스 트레이드오프 및 시너지 관계는 주성분분석 결과로, 서비스 간의 관계는 벡터 간 각도를 통해 확인 가능함 ㅇ 우리나라의 경우 서식처질 및 탄소저장서비스와 인조절서비스 간의 트레이드오프관계가 발생하는 것으로 확인됨 ㅇ 트레이드오프 및 시너지 효과가 두드러지게 나타나는 지역은 제주, 경기, 광주로 나타남 - 제주: 수질조절서비스가 상승할 때 산림제공서비스인 서식처질, 탄소저장서비스가 감소함 - 경기, 광주: 수질조절서비스와 산림제공서비스인 서식처질, 탄소저장서비스가 동시에 하락함 5. 시사점 ❏ 생태계서비스 번들 작성 및 서비스 연계 특성을 확인하는 과정에서, 국토계획 의사결정 시 각 생태계서비스의 장단점과 서비스 간 트레이드오프, 시너지 효과를 고려하는 통찰력을 제공할 수 있으리라 기대함 Ⅲ. 생태계-환경유해인자 건강영향 연계 ❏ 본 연구의 2단계 사업(2019~2021년)에서는 화학물질이 생태계를 거쳐 식이 노출의 경로로 인간에게 미치는 영향을 파악하는 화학물질의 피해추정 틀을 구축하고자 함 ㅇ 2단계 1차 연도(2019년)에는 유해인자-생태계(수용체)-건강영향의 첫 연계경로인‘화학물질이 생태계에 미치는 영향’을 평가한 문헌을 통해 환경유해인자에 대한 생태위해성평가 및 피해비용 추정의 기초조사를 수행함 ㅇ 2단계 2차 연도(2020년)에는 주요 환경유해인자로 인한 생태위해성평가 및 피해비용추정의 국내 활용사례를 조사하여, ‘환경유해인자-생태계 영향-가치추정’ 경로에 기반한 생태계위해성과 가치추정 연계 가능성을 모색하고자 함 1. 연구개요 ❏ 2016년 미국 환경보호청(US EPA)은 기존의 생태위해성평가 끝점(endpoint)에 ‘생태위해성평가에 도입이 가능한 생태계서비스 끝점’을 추가한 새로운 위해성평가 형태를 제시함(ES-GEAEs: Ecosystem Services Ggeneric Ecological Assessment Endpoints) ㅇ 이는 생태계가 인간에게 베푸는 경제적, 사회심리적, 그리고 보건적 혜택과 같은 인간의 관점에서 정량적 편익분석 및 가치평가를 가능하게 함 - 그중 AQUATOX 모델은 오염물질로 인한 수생태계 영향을 통합적으로 평가하는 것이 가능하고, 개체 수준의 독성 자료를 다종(multi-species) 또는 생태계 반응과 연계할 수 있는 장점을 가지고 있어 활용도가 높을 것으로 기대됨 - 본 연구에서는 AQUATOX 모델을 통한 ‘화학물질 유입-생태계서비스 변화-가치평가’ 연계가 가능한지 모델의 활용성을 검토하고자 하며, 이를 위해 AQUATOX모델로 생태위해성평가를 수행한 연구사례들을 살펴봄 2. 사례분석 ❏ AQUATOX 모델 ㅇ AQUATOX는 수생태계에서 영양염과 퇴적물 및 독성 화학물질 등과 같은 일반적인 오염물질의 복합적인 환경적 거동과 영향을 평가하는 생태위해성평가 모델임 - 간단한 모델부터 복잡한 수생태 먹이망(food web)의 섭식 단계를 고려한 모델까지 구현이 가능함 ㅇ AQUATOX 주요 입력자료 및 결과 - 입력자료: 종별 생물량 밀도, 수질 정보, 수리학적 정보 및 환경변화(화학물질 노출, 부영양화 등)에 대한 입력 - 결과: 종별 생물량 밀도 변화, 화학물질의 농도 변화 및 수질 변화 등 ❏ AQUATOX 모델을 활용하여 생태영향을 평가한 국내 사례연구 ㅇ 이한필(2012): 국내 최초로 AQUATOX 모델을 활용하여 수생태위해성 예측 및 장기 생태영향평가를 수행한 연구 - 팔당호 생태 변화를 모의하여 계절적 특성과 섭식영향 단계에 따른 생물량(biomass)변화를 분석하고, 농약(제초제) 및 가축사료 첨가제의 유입 시나리오를 설정하여 생태영향을 생물량으로 모의함 ㅇ 염재훈, 김상돈(2019): 톨루엔 하천 유출 시나리오의 생태영향평가 수행 - 국내 종에 대해 평가했다는 차별성이 존재함 - 생물량 정보를 밀도로 전환하는 방식을 사용함 ㅇ 국립환경과학원(2018): 국내 대하천 본류 수생태계 생태모델링 개념을 정립하여 AQUATOX를 분석모델로 선정하고, 이를 적절한 구간에 시범적용하여 우리나라 여건에 맞는 수생태계 변화 예측 기반을 구현하는 연구를 수행 - 먹이망 기반 모델과 종다양성 모델을 병행하여 사용할 경우 AQUATOX는 생태계를 재현·예측하고 해석하는 좋은 도구가 될 수 있음을 제시함 ❏ AQUATOX 모델을 활용하여 생태영향을 평가한 국외 사례연구 ㅇ Galic et al.(2019): AQUATOX 모델을 이용하여 “화학물질 노출-생태계서비스변화-가치 평가”를 연계한 대표적 사례연구 - AQUATOX를 통해 “Abundance of game fish(Biomass)”와 “Water clarity(Secchi depths)” 결과(추정)값을 얻은 후 이에 대한 가치 평가를 수행함 3. 연구방법론 적용방안 검토 ❏ AQUATOX 모델로 생태영향을 평가한 선행연구 검토결과, 생물량 변화에 대한 결과도출이 가능함을 확인함 ❏ 국내에서도 Galic et al.(2019)의 생태위해성평가 결과와 같이, 가치추정을 어떻게연계할 것인지를 검토할 필요가 있음 ❏ 연계방안 제안 ㅇ 화학사고 또는 환경오염에 대한 가상 시나리오 선정 및 설문을 통하여 “생물량”에 대한 가치를 정량화하는 방안이 있음 ㅇ AQUATOX 모델의 결과물을 지표로 연계하고, 해당 지표에 대한 경제적 가치를 파악하는 지표연계방식을 고려해 볼 수 있음 Ⅳ. 환경유해인자로 인한 건강영향 가치 추정 1. 연구개요 ❏ 장애보정손실연수(DALY: Disability-Adjusted Life Year)는 WHO 및 환경부 등 국가별 통용지표로서, 주요 환경질환 간 비교뿐 아니라 질병 내 환경유해인자의 기여도 파악과 같은 환경보건정책에도 활용되고 있음 ㅇ DALY는 ‘조기사망으로 인해 손실된 수명’에 ‘장애로 인한 손실된 건강하게 살아갈 수 있는 연수’를 합한 것임 ❏ 선행연구에 의해 도출된 DALY의 원단위가 존재하므로 DALY로 표현되는 건강영향은 경제적 가치 추정이 가능함 ❏ DALY를 통해 평가되는 화학물질 관련 질환은 지속적으로 확대되고 있으며, 본 연구에서는 수은 및 IQ, 심혈관계 질환 등 화학물질 건강영향의 정량화 및 가치추정에 대한 사례를 검토하고자 함 2. 사례분석 ❏ DALY 관련 사례연구 ㅇ Grandjean and Bellanger(2017): 질병으로 확인되지 않는 신체의 기능적 변화에 주목하여 노출-반응 상관관계를 분석하고, 불확실성을 고려하여 기존의 DALY 계산 - 신경독성 영향: PBDEs, 인산계 농약 등 인식기능 손실 등 - EDCs(환경호르몬)의 영향: 프탈레이트, PBDEs, DE 등 생식계통, 당뇨, 비만 등 - 질산염으로 인한 암 발생: 대장암, 난소암, 갑상선암, 신장암, 췌장암 등 ❏ 적용 대상 국내자료 검토 ㅇ 검토할 수 있는 국내 관련자료 목록은 다음과 같음 - Kim et al.(2019): 주요 프탈레이트인 DHEP와 갑상선 기능과의 상관관계 메타분석을 수행함. 프탈레이트로 인한 국내 건강영향을 정량화하고 가치추정 방안을 마련할 필요가 있음 - 서울특별시 아리수 함유 질산염 관련 자료: 질산염 노출이 유발하는 암에 대한 DALYs 및 가치추정 방법론을 국내 아리수 질산염 농도 자료 등에 적용할 수 있음 ❏ 건강영향 정량화 및 가치 시범추정 사례 ㅇ 음용수 섭취를 통한 질산염의 건강영향 정량화를 Temkin et al.(2019)의 방법론에 따라 시범적으로 수행하고 이에 대한 가치를 각 질병별로 추정함 ㅇ 극소 저체중 발생 - 아리수 급수 대상 중 질산염 노출로 인한 극소 저체중 신생아의 IQ 손실 총합을 도출하면 연간 약 2,012임(2019년 기준) - IQ 변화 단위가치(안소은 외, 2018)를 적용한 결과 총 피해는 연간 약 280억 원으로 추정됨 ㅇ 질산염 음용으로 인한 대장암 발생 - 아리수 급수 대상 중 질산염 노출로 인한 대장암 발생은 2,951명으로 추정됨 - Temkin et al.(2019)에서 제시한 대장암 환자 1인의 DALYs인 7.2를 적용하고(대장암으로 인한 DALYs: 21,248), 안소은 외(2018)의 DALY 원단위 가치(2,339만원)를 적용하면 ‘질산염 노출로 인한 대장암 발생의 가치’는 연간 약 4,970억 원으로 추정됨 4. 향후 추진사항 ❏ 최근 연구 DALYs 방법론 적용을 통한 정량화 기법 및 질환 추가 고려가 필요함 ❏ 건강영향의 가치추정 방법론에 대한 보완이 필요함 ㅇ DALY 가치추정 과정에서 적용한 VOLY 외에도 QALY 등 삶의 질 변화를 고려할 수 있는 지표 등에 대한 추가적인 고려가 필요함 ❏ OECD에서 2020년부터 추진 중인 SWACHE 프로젝트(OECD, 2020)와의 지속적인 연계방안 마련과 관련 연구 수행이 필요함 ㅇ 우선, IQ 손실과 관련된 대상 화학물질을 확대하고 지불의사금액(WTP)을 도출하는 연구 등을 수행할 필요가 있음 Ⅰ. Value Estimation of Ecosystem Services for Habitat Quality 1. Research Overview ❏ Research objectives ㅇ To improve the application of the integrated analysis procedure by estimating the economic value and benefits of the change in ecosystem habitat quality using environmental economy integrated analysis procedure ㅇ To estimate the economic value based on the results of an assessment of the impact of changes in habitat quality on ecosystem services by Hyunno Kim et al. (2019) ❏ Research contents ㅇ Habitat quality, which indicates whether the proper conditions for wildlife inhabitation are provided, corresponds to supporting services among ecosystem services. ㅇ The results of an assessment of habitat quality based on land cover changes in Jeju Island, previously evaluated by Hyunno Kim et al. (2019), were used. ㅇ Preferences for ecotourism destinations in Jeju Island and their public perception were identified based on the Jeju Island Ecotourism Survey (2019), and the economic value of the change in habitat quality in 12 main tourist sites were estimated using the choice experiment (CE) method. 2. Literature Review ❏ Literature review on the economic valuation of biodiversity using the CE method ㅇ Biodiversity is often included as a major attribute of ecotourism. The properties of the CE method used in previous studies that evaluated the economic value of the major characteristics of ecotourism are as follows: - Chaminuka et al. (2012): village accommodation, village tours, visits to crafts market - Juutinen et al. (2011): biodiversity, number of visitors, rest areas information sign, admission fee - Naidoo and Adamowicz (2005): travel time, admission fee, type of tourism, accommodation, landscape features, number of bird species, likelihood of seeing large game animals 3. Survey Analysis ❏ Survey overview ㅇ To determine preferences for ecotourism destinations in Jeju Island, and their public perceptions, an online survey was carried out among 3,000 adults who visited some of the 12 main tourist sites in Jeju Island in the last 5 years (October 21-25, 2019). ❏ Choice experiment (CE) design ㅇ CE is a method to estimate the willingness to pay for changes in the attributes of the subject of analysis. ㅇ In the online survey, the main attributes of the 12 ecotourism destinations in Jeju Island included on-site facilities (0-100 points), information and interpretation services (5-point scale), habitat quality (0-1), and admission fee per person. ㅇ The choices in the questionnaire were suggested based on the respondent’s selection of preferred tourist sites and evaluation of related experiences. 4. Empirical Analysis ❏ Analysis model ㅇ In this study, the basic conditional logit (CL) model and the random parameter logit (RPL) model were used for the estimation to reflect the heterogeneity of the respondent’s preference. ❏ Analysis results ㅇ The NLOGIT 6.0 software was used for CL, RPL, and RPL+EC models. The coefficients of the CL model were estimated using maximum likelihood estimation, while those of the RPL and RPL+EC models were estimated using simulated maximum likelihood estimation. ㅇ All parameters matched the predicted sign and were statistically significantly estimated. The tourist sites with superior on-site facilities, information and interpretation services, and habitat quality had a higher probability of being selected, while those with higher admission fees had a lower probability of being selected. ㅇ Based on the AIC, BIC, and Pseudo R2 of the three estimation models, the RPL model was more preferred. Based on the likelihood-ratio (LR) test results of the RPL and RPL+EC models, the RPL+EC model was found to be more suitable. Therefore, the estimation results of the RPL+EC model were used to estimate the benefits of the change in habitat quality. ❏ Benefit estimation ㅇ The change in habitat quality over the past 10 years (2009-2019) varied per tourist site, but it increased by 0.19 on average. - The forest area with high habitat quality increased by approximately 100 km², and the farmland area with low habitat quality decreased by approximately 150 km2. These results indicate that the overall habitat quality increased. ㅇ Based on the results of the estimation of compensating surplus (CV) due to the change in habitat quality, it was deduced that the social benefit ranged from KRW 253 (Jeolmul Natural Recreation Forest) to KRW 2,302 (Bijarim Forest) per person. This excluded the case of Seogwipo Natural Recreation Forest, where there was no change in habitat quality. ㅇ Considering the number of visitors for each tourist site in 2019, the social benefit of the change in habitat quality ranged from KRW 0.18 billion (Jeolmul Natural Recreation Forest) to KRW 2.37 billion per year (Jungmun Daepo Beach Jusangjeolli Range), and the social benefit resulting from the improvement of habitat quality in the 12 tourist sites is estimated to be approximately KRW 12 billion per year. 5. Implications ❏ With respect to biodiversity and its benefits, the results of this study can be used as a reference for decision making in policies and projects requiring land-use development. Ⅱ. Comprehensive Evaluation of Ecosystem Services 1. Research background and objectives ❏ Research background ㅇ The land-use policy focusing on land-use efficiency caused an imbalance between ecosystem services. Hence, the Millennium Ecosystem Assessment (MA) stated that distinguishing tradeoffs and synergy, interactions existing between ecosystem services, are important (MA, 2010). ㅇ Interactions between ecosystem services occur when multiple services change due to a single driving force, or when services change in response to changes in other services (Bennett et al., 2009). - Interactions between ecosystem services can be identified through “bundles,” a set of ecosystem services that appear over space or time repeatedly (Raudsepp-Hearne, Peterson, and Bennett, 2010, p.5242). ❏ Research objectives ㅇ For environmental management using ecosystem services evaluation, it is very important to understand the relationship between ecosystem services. This can be achieved by applying various statistical methods. - The InVEST (Integrated Valuation of Environmental Services and Tradeoffs) Model was used to analyze ecosystem services. - Land-Use Land Cover (LULC) changes in 1989-2009 were evaluated through five ecosystem services, and regions where ecosystem service interactions changed were identified through principal component analysis (PCA) and cluster analysis. - Time series changes for several ecosystem services were estimated for the Jeju Island region. 2. Integrated Analysis Evaluation Method for Ecosystem Services ❏ Evaluation and verification of ecosystem services ㅇ In this study, a number of ecosystem services were evaluated and verified utilizing InVEST, an ecosystem service-based decision support model developed by the Natural Capital Project, and the comprehensive evaluation was performed based on the results. ❏ Integrated valuation of ecosystem services: heatmap ㅇ To overcome difficulties in comparing results due to different units and ranges of values for each ecosystem service, a heatmap was created to enable visual comparison. ❏ Trade-off relationship analysis of ecosystem services ㅇ To determine the trend in ecosystem service provision by region, ecosystem type, and region, a bundle of ecosystem services by region was derived. The correlation between water supply, water purification (nitrogen undercurrent, phosphorus undercurrent), carbon storage, and habitat quality was effectively represented using PCA. ㅇ After PCA, the regional results showed a tendency of homogeneous ecosystem service provision, which were presented as clusters through K-means clustering. 3. Status Evaluation of Ecosystem Services ❏ Current status evaluation ㅇ The ecosystem services across all regions of South Korea that were evaluated based on the 2009 land cover map are as follows: - In terms of water supply service, Hangang River and Nakdonggang River contribute the most, about 26 and 20 billion m³, respectively. Moreover, for the water quality control service, Hangang River and Nakdonggang River together underrun 30 tons of nitrogen and 2 tons of phosphorus, annually. In terms of water resources ecosystem services, Hangang River and Nakdonggang River were confirmed to be the main source of supply. - The carbon storage service playing a role in climate control and the habitat quality service related to the habitat base of ecosystems, plants, and animals were the services in which forests, grasslands, and wetlands had a high contribution. Therefore, the corresponding services tend to be dominant in Hangang River and Nakdonggang River, including the Gangwon-do, Gyeongsangbuk-do, and Gyeongsangnam-do regions with rich forests. ❏ Trade-off relationship analysis of ecosystem services ㅇ Seventeen domestic metropolitan governments were grouped into four bundles through PCA and K-means clustering on the amount of ecosystem services provided. ㅇ The four bundles were classified as (1) urban type, (2) agricultural type, (3) forest type, and (4) island type. They have the following characteristics: - Urban type bundle: This included Seoul, Incheon, Pusan, and Daegu. Due to the effect of by-products discharged from human activities, there was a large amount of phosphorus load. Hence, its undercurrent amount was high. - Agricultural type bundle: This included Gyeonggi, Sejong, Jeonbuk, Jeonnam, Chungnam, and Gwangju. Nitrogen and phosphorus were used as fertilizers in agricultural activities. Hence, their undercurrent amount was high. - Forest type bundle: This included Daejeon, Ulsan, Chungbuk, Gyeongbuk, and Gyeonnam. The habitat quality and carbon storage capacity was higher than other services, and the synergy between regulating and supporting services were observed. - Island type bundle: This included Jeju Island. The climate and soil are different from that of the inland region. It belongs to the subtropical wet climate zone and water quantity supply service is abundant. 4. Analysis of Changes in Ecosystem Services Based on Changes in Land Cover and Use ❏ Integrated evaluation of changes in ecosystem services based on changes in land cover and use ㅇ From 1989 to 2009, urbanized areas increased and forest decreased in almost all regions. Farmland tended to decrease in large urban areas and increase in other areas. ㅇ The total amount of service per unit area decreased in most regions such as Seoul, Pusan, Daegu, and Incheon. - The effect of decreasing forest area, which plays a central role in ecosystem services, was significant. ❏ Changes in the trade-off relationship of ecosystem services based on changes in land cover and use ㅇ The trade-off and synergistic effects of ecosystem services were determined through PCA, and the relationship between services was confirmed through the angle between vectors. ㅇ In South Korea, there is a trade-off relationship between habitat quality and carbon storage services and phosphorus regulating services. ㅇ The regions with noticeable trade-off and synergistic effects were Jeju, Gyeonggi, and Gwangju. - Jeju: When the water quality control service increased, the habitat quality and carbon storage services, which are provided by forests, decreased. - Gyeonggi, Gwangju: The water quality control service, along with the forest provisioning service such as habitat quality and carbon storage services, decreased simultaneously. 5. Implications ❏ In the process of developing an ecosystem services bundle and identifying the characteristics of service connection, it was expected that insights considering the advantages and disadvantages of each ecosystem service, along with the trade-off and synergistic effects between services when making decisions on land-use planning, would be gleaned. Ⅲ. Title ❏ In the second phase (2019-2021) of this study, a framework for estimating chemical damage, particularly the effect of chemicals on humans through dietary exposure in the ecosystem, will be established. ㅇ In the first year of the second phase, (2019), an ecological risk assessment of harmful environmental factors and a preliminary investigation on the estimated cost of damage were performed by reviewing the literature that assessed “the effect of chemicals on the ecosystem,” which is the first link route of the harmful factor-ecosystem (acceptor)-health impact. ㅇ In the second phase of the second year (2020), domestic cases of the ecological risk assessment and damage cost estimation due to major environmental hazards were investigated to find the possibility of connecting the ecosystem risk and value estimation based on “environmental harmful factor-ecosystem effect-value estimation” route. 1. Research Overview ❏ In 2016, the United States Environmental Protection Agency (US EPA) proposed a new form of risk assessment by adding ”ecosystem service endpoints that can be introduced into ecological risk assessment” to the existing ecological risk assessment endpoint (ES-GEAEs; ecosystem services generic ecological assessment endpoints) ㅇ This enables the quantitative benefit analysis and valuation from a human perspective, such as economic, socio-psychological, and health benefits that the ecosystem provides to humans. - Among them, the AQUATOX model makes it possible to comprehensively assess the effect of contaminants on the aquatic ecosystem. It has the advantage of linking entity-level toxicity data to multi-species or ecosystem reactions; thus, it is expected to have a wide application. - This study will review the utility of the model, whether it can link the “introduction of chemical change in ecosystem service-value evaluation.” In this regard, cases where ecological risk assessments were performed using the AQUATOX model were investigated. 2. Case Analysis ❏ AQUATOX model ㅇ AQUATOX is an ecological risk assessment model evaluating the complex environmental behavior and effect of general contaminants such as nutrients, sediments, and toxic chemicals in the aquatic ecosystem. - It is possible to move from a simple model to a model considering the food intake of a complex aquatic food web. ㅇ AQUATOX major input data and results - Input data: Input on biomass density for each species, water quality information, hydrographical information, and environmental changes (exposure to chemicals, eutrophication, etc.) - Results: Change in biomass density for each species, change in chemical concentration, change in water quality, etc. ❏ A domestic case study evaluating ecological impact using the AQUATOX model ㅇ Hanpil Lee (2012): Conducted a pioneering study on aquatic ecology risk prediction and long-term ecological impact assessment using the AQUATOX model, which was the first of its kind in South Korea. - Simulated the ecological change of Paldangho Lake, analyzed the biomass change according to the seasonal characteristics and food intake impact stages, and simulated the ecological impact of biomass by setting up a scenario of introducing agricultural pesticides (herbicide) and feed additives. ㅇ Jaehoon Yeom, Sangdon Kim (2019): Performed an ecological impact assessment of a scenario of toluene spill into the river - Distinct characteristics used to evaluate the domestic species - Used the method of converting biomass information to density ㅇ National Institute of Environmental Research (2018): Established the concept of aquatic ecosystem ecological modeling of the domestic large river mainstream in South Korea; selected AQUATOX as an analysis model, applied it to the appropriate range, and performed a study on materializing the prediction basis for the aquatic ecosystem change that fits domestic conditions. - In the case of running the food web-based model and species diversity model in parallel, it was suggested that the AQUATOX can be a good tool for reproducing, predicting, and interpreting ecosystems. ❏ An international case study evaluating ecological impact using the AQUATOX model ㅇ Galic et al. (2019): Conducted a representative case study research that linked “exposure to chemical-ecosystem service change-value evaluation” using the AQUATOX model. - Obtained the result (predicted) values of “abundance of game fish (biomass)” and “water clarity (secchi depths)” through the AQUATOX and performed valuation using these values. 3. Review on Research Methodology Application Method ❏ Based on a review of literature evaluating ecological impact using the AQUATOX model, it was possible to derive results on changes in biomass. ❏ There is a need to review how to connect value estimation in South Korea, similar to the ecology risk assessment results shown by Galic et al. (2019). ❏ Suggestions for linkage ㅇ There is a method to quantify the value of “biomass” through the hypothetical scenario selection and the questionnaire about chemical accident or environmental pollution. ㅇ The index linking method, in which the results of the AQUATOX model is linked to an index to determine the economic value of the corresponding index, can be considered. Ⅳ. Estimation of Health Impact Value due to Environmental Harmful Factor 1. Research Overview ❏ Disability-Adjusted Life Year (DALY) is a commonly used index by countries including WHO and Ministry of Environment. It is used not only for comparing major environmental diseases but also for environmental health policies, such as understanding the level of contribution of environmental harmful factors within diseases. ㅇ DALY is the sum of ”lifespan damaged by early death” and ”number of years living healthy that is damaged by disability.” ❏ Since the basic unit of DALY was derived from the previous studies, it is possible to estimate the economic value of the health impact expressed as DALY. ❏ Chemical-related diseases evaluated through DALY are continuously expanding. This study will review cases on the quantification of chemical health impact and value estimation, such as mercury and IQ, cardiovascular system disease. 2. Case analysis ❏ DALY-related case studies ㅇ Grandjean and Bellanger (2017): Focused on the functional change of the human body that is not identified as a disease, analyzed the correlation between exposure-response, and proposed the method to supplement the existing DALY calculation method. - Calculated disease burden using the concept of attributing factor (AF) - For instance, lead or mercury is known to cause adverse health impacts in the nervous system, while organophosphorus biocides and brominated flame retardant are neurotoxic materials, the cause-and-effect relationship of which are not recognized. The disease burden of this major group of materials was estimated. - The cost estimation results related to the neurotoxicity for four groups of materials accounted for over 2.5% of the world GDP, and using this method, the damage costs for cancer and respiratory diseases were obtained. ㅇ Prüss-Ustün A. et al. (2016): Reviewed 133 diseases and injuries through a literature review; and conducted a comparative risk assessment based on epidemiology estimation, specialist opinion, and disease propagation path information, and used the level of contribution of each population group for the calculation of disease burden for each environmental factor - When estimating the burden of disease, the level of contribution of the corresponding factor varied depending on whether the environmental factors were included. - Suggested the level of contribution of environmental and nonenvironmental factors on the disease burden for each target disease. ㅇ Navrud S. (2018): The OECD estimated the health impact, environmental impact, and economic benefit of phthalate, mercury, NMP (N-Methyl- 2-pyrrolidone), and formaldehyde through a literature review on the health impact and economic valuation of chemicals. ㅇ Temkin A. (2019): A study estimating the health impact of nitrate through drinking water intake and the corresponding economic damage. - The incidence of and number of patients with colorectal cancer, ovarian cancer, renal cancer, thyroid cancer, and bladder cancer, along with infant-related diseases, were presented among the health impacts of nitrate. - The annual DALYs for patients suffering from nitrate were deduced and converted to economic damage. 3. Review of Research Methodology Application Method ❏ Additional chemicals and diseases for DALY derivation ㅇ The subjects reviewed for the application of DALY derivation and economic damage estimation methodology in this study are shown below. - Neurotoxicity impact: loss of recognition functions, including PBDEs, phosphorus agricultural pesticides - Effect of EDCs (endocrine-disrupting chemicals): reproductive system, diabetes, and obesity including phthalate, PBDEs, and DE - Cancer caused by nitrate: colorectal cancer, ovarian cancer, thyroid cancer, renal cancer, pancreatic cancer, etc. ❏ Review of application target domestic data ㅇ The list of related domestic data that can be reviewed is shown below. - Kim et al. (2019): Conducted a meta-analysis of the correlation between DHEP, a major phthalate, and thyroid function. There is a need to quantify the domestic health impact due to the phthalate and prepared the value estimation method. - Data related to nitrate in Seoul Metropolitan Government Arisu: Methodology of DALYs and value estimation about cancer due to the exposure to nitrate can be applied to the domestic Arisu nitrate concentration data. ❏ Cases of health impact quantification and value demonstrative estimation ㅇ The quantification of health impacts of nitrate through drinking water intake was demonstratively conducted according to the methodology of Temkin et al. (2019), and the value for each disease was estimated. ㅇ Occurrence of very low weight - The total sum of IQ loss of infants with very low birth weight due to exposure to nitrate in the Arisu water supply was calculated to be approximately 2,012 per year (as of 2019). - Based on the application results of the IQ change unit value (Soeun Ahn et al., 2018), the total damage was estimated to be around KRW 28 billion annually. ㅇ Colorectal cancer incidence due to nitrate intake - Among the Arisu intake targets, colorectal cancer incidence due to the nitrate intake was estimated to be 2,951 cases. - Applying the DALYs of 7.2 for one colorectal cancer patient suggested by Temkin et al.(2019) (DALYs due to colorectal cancer: 21,248) and DALY basic unit value (KRW 23.39 million) by Soeun Ahn et al. (2018), the ”value of colorectal cancer incidence due to the exposure to nitrate” is estimated to be approximately KRW 49.70 billion per year. 4. Considerations for future enforcement ❏ Future research should consider disease and quantification techniques through the application of DALYs methodology. ❏ The methodology should include the economic valuation of health impacts. ㅇ In addition to the VOLY applied in the DALY value, further consideration is required for indices that can take into account the change of life quality such as QALY, apart from VOLY applied during the DALY value estimation process. ❏ The continuous link method with the SWACHE project propelled by the OECD from 2020 should be prepared, and related research needs to be performed. ㅇ Above all, the target chemicals related to the IQ loss should be expanded, and research on deriving the willingness to pay (WTP) should be carried out.

생태계서비스 번들을 이용한 경기도 도시의 유형화

김일권,김성훈,이주은,권혁수 한국환경영향평가학회 2019 환경영향평가 Vol.28 No.3

The concept of ecosystem services is important for the effective management of regional ecological resources. Multiple ecosystem services provided by regional ecosystems are represented as ecosystem service bundles, which define the co-occurrent ecosystem services in a specific region. Bundles provide useful information to identify regional characteristics of ecosystem services and categorize sub-regions with similar patterns of ecosystem service provision. We assessed eleven ecosystem services using modeling approaches and statistical data and produced bundles of cities in Gyeonggi-do.We also conducted principal component analysis and cluster analysis to categorize these cities according to the characteristics of ecosystem services. The results indicated that the cities in Gyeonggi-do were categorized into three groups depending on the types of provision, regulation, and cultural services, and were designated as urbanized, urban-forest, agriculture, or forest cities. These groups were influenced by land use patterns reflecting regional social-environmental features. The results provide useful information for identifying regional ecosystem services and facilitate decision making in regional ecosystem service management. 생태계서비스의 개념은 지역의 생태자원을 관리하고 효율적으로 사용하는데 중요하다. 지역 생태계가 동시에 제공하는 다양한 생태계서비스는 생태계서비스 번들로 표현된다. 생태계서비스 번들은 지역생태계서비스 특성을 파악하고, 유사한 생태계서비스를 제공하는 지역들을 그룹화하여 지역 생태계서비스 관리정책을 용이하게 한다. 본 연구는 경기도 도시들을 대상으로 11개 생태계서비스 항목들을 모형과 통계지표를 이용하여 평가하고, 시군별 생태계서비스 번들을 제작하였다. 또한 생태계서비스 평가결과에 대한 주성분분석과 클러스터분석을 수행하여 경기도 시군들을 유형화하였다. 연구결과 경기도 도시들의 생태계서비스는 조절, 문화, 공급서비스 유형들로 분류되며 각각의 유형들은 지역특성에 따라서 도시형, 도시산림형, 농촌형, 산림형으로 구분되었다. 각각의 유형들은 지역의 인문사회 및 자연환경 특성을 반영하는 토지이용과 연관되어 나타났다. 본 연구결과는 지역 생태계서비스 특성을 파악하는데 중요한 정보를 제공하여 지역 생태계서비스 관리정책을 수립하는데 유용하게 사용될 수 있다.

생태계서비스 가치평가 및 지도화 방법론에 관한 고찰 - 개념, 동향, 쟁점 및 적용을 중심으로 -

이훈종 대한지리학회 2022 대한지리학회지 Vol.57 No.2

Ecosystem services valuation is the quantitative or qualitative process that examines the synergies or trade-offs among ecosystem services. Since the first global ecosystem services valuation map by Costanza and colleagues in 1997 and Millennium Ecosystem Assessment in 2005, research methodology for mapping ecosystem services is intrinsically related to the ecosystem services valuation in Ecosystem Geography. This study not only focuses on the research methodology in terms of spatial characteristics, cascade model and mapping indicators, classification and indicator systems, and remote sensing/geographic information system-based flow together with mapping tools for spatial relationships but the tiered approach for mapping ecosystem services to review concepts, trends, issues, and applications. The findings provide guidelines and recommendations for current practices and future applications of valuing and mapping ecosystem services in the field of regional studies and Ecosystem Geography in Korea. 생태계서비스 가치평가는 생태계서비스의 동반상승 또는 상충관계를 양적 또는 질적으로 평가하는 과정으로, 지도를 매개로 생태계서비스의 공간분포 및 특성을 구현할 수 있다. 생태계서비스 지도화 방법론은 가치평가와 밀접하게 연관되어 있으며 생태계 지리학의 주요 연구분야이기도 하다. 1997년 코스탄자의 글로벌 생태계서비스 가치평가지도 구축과 2005년 유엔 새천년생태계평가를 계기로 전 세계적으로 생태계서비스 가치평가 및 지도화 연구가 활발하게 진행되고 있다. 이 논문은 생태계서비스 가치평가 및 지도화 방법론과 관련된 주요 개념과 동향, 가치평가 방법론 유형, 경계 및 흐름의 공간적 특성, 캐스케이드 모델 및 지도화 지표, 생태계서비스 분류 및 지표체계, RS/GIS 기반의 순서도, 지도화 분석도구 등에 대해 체계적으로 검토하고 관련 쟁점과 적용상의 시사점을 단계적 접근법과 연계하여 종합적으로 고찰하였다. 연구결과는 사회-생태시스템 분석에 적합한 생태계서비스 가치평가 및 지도화 방법론을 체계적으로 정립하고 향후 우리나라 생태계 지리학과 지역연구에서 생태계서비스 가치평가지도를 효율적으로 구축하는데 필요한 준거점을 제공할 것이다.

장기간 토지피복 변화에 따른 국내 생태계서비스 간 상쇄효과(Trade-off) 분석

박윤선 ( Yoon-sun Park ),송영근 ( Young-keun Song ) 한국환경생태학회 2024 한국환경생태학회지 Vol.38 No.2

생태계서비스 상쇄 효과(Trade-off) 규명과 같이 서비스 간 상호관계를 측정하는 것은 한정된 환경자원을 관리하는 측면에서 매우 중요하다. 이에, 본 연구에서는 약 30여 년간 토지 피복이 변화함에 따라 파생된 생태계서비스 우세경향 및 증감을 파악하고, 시간의 경과에 따라 발생한 생태계서비스 상호 간 관계 변화를 추적하였다. 이를 통해 토지피복 변화와 생태계서비스 변화 간의 관계 및 지역마다 상이한 서비스 변화의 특성을 규명하였다. 연구는 생태계서비스 평가 모델인 InVEST Model을 주로 활용하였고, 평가결과를 0-1사이로 표준화한 후 차원축소기법 중 하나인 주성분 분석을 거쳐 시계열변화를 관찰하고 서비스 상호 간 관계를 파악하였다. 연구 결과, 시가화 지역 면적은 1989년에서 2019년 사이 급격하게 증가했으며, 산림은 2009년에서 2019년 사이 크게 증가하는 양상을 나타냈다. 1989년에서 2019년 사이에 생태계서비스 공급량에 있어 전국적으로 수량 공급은 13.9% 감소, 질소 저류는 10.5% 감소, 인 저류는 2.6% 증가, 탄소 저장은 0.9% 감소, 대기정화는 1.2% 증가, 서식처 질은 3.4% 감소하였다. 우리나라는 지난 30여년간 시가화 지역이 증가하고, 농경지가 감소하며, 산림이 증가하는 동안 인 저류 기능과 서식처 질 사이에 상쇄 효과를 보였다. 본 연구는 우리나라의 환경관리 정책이 도시화로 인해 하락한 생태계 질을 향상시키고 생태계서비스를 극대화하는데 기여했다는 결론을 도출하였다. 이러한 연구 결과는 정책결정자들이 지속 가능한 자연환경 보전과 생태계 서비스 제공에 중점을 둔 조림 정책을 수립하고 추진하는 데 도움을 줄 수 있다. Understanding the trade-off effect in ecosystem services and measuring the interrelationships between services are crucial for managing limited environmental resources. Accordingly, in this study, we identified the dominant trends and increases and decreases in ecosystem services derived from changes in land cover over about 30 years and tracked changes in the relationships between ecosystem services that occurred over time. Through it, we determined the relationship between land cover changes and ecosystem service changes, as well as the distinct characteristics of service changes in different areas. The research primarily utilized the InVEST model, an ecosystem service assessment model. After standardizing the evaluation results between 0 and 1, it went through principal component analysis, a dimensionality reduction technique, to observe the time-series changes and understand the relationships between the services. According to the research results, the area of urbanized regions dramatically increased between 1989 and 2019, while forests showed a significant increase between 2009 and 2019. Between 1989 and 2019, the national ecosystem service supply witnessed a 13.9% decrease in water supply, a 10.5% decrease in nitrogen retention, a 2.6% increase in phosphorus retention, a 0.9% decrease in carbon storage, a 1.2% increase in air purification, and a 3.4% decrease in habitat quality. Over the past 30 years, South Korea experienced an increase in urbanized areas, a decrease in agricultural land, and an increase in forests, resulting in a trade-off effect between phosphorus retention and habitat quality. This study concluded that South Korea's environment management policies contribute to improving ecosystem quality, which has declined due to urbanization, and maximizing ecosystem services. These findings can help policymakers establish and implement forestry policies focusing on sustainable environmental conservation and ecosystem service provision.