차세대핵심환경기술개발사업 생태정보관리시스템을활용한생물다양성의 가치평가 손민수, Brian H.S. Kim 환경부차세대핵심환경기술개발사업공동연구자연세대학교허준연세대학교박준홍연세대학교오경주
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연구목표및추진체계 연구의필요성 각생물체별다양성측정방법들은다양하게존재하나, 대상생태지역에대한총체적생물다양성을측정 / 산정하는표준화된방법이없음. 생태환경관리에필요한동물, 식물, 미생물생태자료를조사, 편집, 가공하여가치있는정보로만드는체계화된정량화 / 등급화작업이부진한실정 생물자원의다양성을반영하는환경정책제안을위해서는다양한생태환경자료간의정량적비교를가능하게하는정규화기법의표준화필요 생태환경문제의중요성부각 생태자료의정량화작업미비 데이터마트구축을위한정보시스템이개발필요성 생태다양성정보관리시스템개발 3
자연생태환경 연구목표및추진체계 통합생태정보관리시스템 국가정보자원환경모니터링 예측편익분석유해성평가 Field Data 대상지역의총체적생태가치 DB Biodiversity Index Nomalized Biodiversity Index 산정된생물자원의경제가치 DB Input Data 경제가치평가기법 Output Data 생물다양성의경제가치평가시스템 4
연구목표및추진체계 최종목표 공공기반에서사용할수있는생물다양성경제가치평가기술의정보기반구축과체계화 세부목표 1 (1 차년도 ) 생물다양성경제가치평가와생태정보관리기술의표준화 세부목표 2 (2 차년도 ) 정보관리시스템과경제가치평가기술의현장적용연구 세부목표 3 (3 차년도 ) 통합적정보관리시스템을이용한생물다양성경제가치평가기술의지침서제작 추진체계 생물다양성측정기법의 현장적용성평가 현장자료의등급화 / 정규화 기술표준화 ( 박준홍, 허준 ) ( 박준홍, 오경주, 허준 ) 정보관리시스템과경제가치평가기술의현장적용연구 통합적생태정보시스템을위한 DB 구축 ( 오경주 ) 대상현장의생물다양성 경제가치평가결과분석 ( 김홍석 ) 5
세계연구동향 The Economics of Ecosystems and Biodiversity (TEEB) Pavan Sukhdev, 2008, The economics of ecosystem and biodiversity, Interim Report, European Community. 6
연구의범위 생물다양성의행렬 동물식물미생물 Gene Species Ecosystem 7
연구결과 - I 현장조사를통한식생다양성측정및평가 현장조사방법의표준화 비교평가되어진방법드중식생다양성의추정을위해서는 10m x 10m 또는 20m x 20m 의 random plot sampling 이가장일반적이며, 많은장점을갖는방법으로고려되며, 향후식생다양성의표준화된측정을위해서도이방법이선택되어야할것으로평가됨. 식생다양성지수의선정 식생다양성지수들중 Species Richness 가가장일반적이며, 대표적인지수로고려됨을알수있고, Density, Basal area, Shannon index 은 2 차지표로고려되는수준에서이용되는것이적절한것으로평가됨. 식생다양성평가를위한원격탐측자료의활용가능성분석 원격탐측자료는직접적인식생다양성의추정을위해활용하기에는어려움이있다는결론에도달할수있었으며, 좀더정교한 plot sampling 과생태소반생성을위해이용하는수준의활용성이있는것으로평가됨. 8
연구결과 - I 국내자료확보 300 점의실측자료확보 양구지역식생조사자료 원본제 8 차기산림조사부 (2006 년조사분 ) 관리주체표본점갯수조사속성정보조사면적출현종수 양구국유림관리소 - 양구경영계획구 81점조사지역, 좌표 (X, Y), 해발고도, 방위, 경사, 토양, 낙엽부식층정도, 교목층 (%), 아교목층 (%), 관목제1층 (%), 관목제2층 (%), 초본층 (%), 출현종수 10m x 10m 총 351종 정선지역식생조사자료 원본제 8 차기산림조사부 (2007 년조사분 ) 관리주체 표본점갯수 정선국유림관리소 - 정선경영계획구 93 점 조사지역, 군락명, 좌표 (X, Y), 해발고도, 방위, 경사, 지형, 낙엽부식층정도, 교 조사속성정보 조사면적 목층 (%), 아교목층 (%), 관목제 1 층 (%), 관목제 2 층 (%), 초본층 (%), 출현종 수 10m x 10m 9
연구결과 - I 생물다양성가치평가대상지역선정 ( 평창지역 ) 및자료확보 평창지역의실측자료확보 ( 자료협조 태은 ) 지도유형 세부내용 산림입지조사도 ( 산림청 ) 동식물분포도 ( 한국환경과학원 ) 임도, 식생조사, 산림휴양림, 산지재해방지림, 소반, 수원함양림, 국유임반계, 자연환경보전림, 수원함양림, 지적도병합자료, 지형도 양서류, 담수어류, 담수무척추동물, 포유류, 파충류, 조류, 육지지형경관 ( 점, 면 ), 곤충, 식물 토양주제도 ( 국립농업과학원 ) 아목, 심토토성, 심토자갈함량, 심토주토색, 배수등급, 모재, 목, 토지이용추천, 지형 평창지역의생태정보자료확보 국토환경성평가지도 ( 환경부 ) 생태자연도 ( 환경부 ) 중분류토지피복도 ( 환경부 ) 환경적가치를종합적으로평가하여전국을 5 개의등급 ( 환경적가치가높은경우 1 등급 ) 으로분류 자연경관, 습지평가, 동식물평가, 식생우수성, 녹지자연도, 밀도, 경급, 영급, 임상, 식물군락명, 식물군락기, 식생보전 토지피복속성 ( 주거지역, 공업지역, 상업지역, 위락시설지역, 교통지역, 공공시설지역, 논, 밭, 하우스재배지, 과수원, 기타재배지, 활 엽수립, 침엽수립, 혼효림, 자연초지, 골프장, 기타초지, 내륙습지, 연안습지, 채광습지, 기타나지, 내륙수, 해양수 ) 10
연구결과 - I Web-based 통합생태정보시스템구축 11
연구결과 - II 생물다양성의등급화, 정규화, 신뢰성평가방법도출 2 개의입력변수그룹을사용하여각각의모델예측력을비교해효율적인입력변수선정 입력변수선정과출력변수정의 [ 실험에사용된입력변수 ] [ 출력변수 ] 수집된 21 개모든입력변수 GA_Ridge Regression 통한주요영향인자 입력변수그룹 1 해발, 방위, 경사, 지형, 식피율, 생태자연도등수집된모든 21 개입력변수를사용 입력변수그룹 2 해발, 교목층높이, 초본층식피율, 아교목층식피율, 관목제 2 층식피율등선정된 5 개입력변수사용 1 등급 2 등급 3 등급 출현종수의빈도수를기준으로나눈 3 개의등급을종다양성지수의대용치로가정하여출력변수로사용 * 입력변수그룹 1 * 입력변수그룹 2 x1 x2 x3 x4 x5 x6 x7 x8 x9 x10 x11 x12 x13 x14 x15 x16 x17 x18 x19 x20 x21 낙엽아교목층관목1층관목1층관목2층관목2층초본층초본층해발방위경사지형교목층높이교목층식피율아교목층높이부식층식피율높이식피율높이식피율높이식피율임상경급영급밀도생태식생자연도우수성 x1 x6 x9 x13 x15 해발교목층높이아교목층식피율관목 2 층식피율초본층식피율 12
연구결과 - II Be spatially specific because natural productivity of ecosystems and biodiversity vary across space 생태다양성등급화 / 정량화및지도작성의체계화방안도출 Class 1 Class 2 Class 3 Class 4 Stream area 13
연구결과 - III 생물다양성및생태서비스가치평가항목의선정 가치평가항목선정 관련연구검토 Forest Product Carbon Sequestration 조건가치측정법 (CVM) 결합분석법 (CA) Pavan Sukhdev, 2008, The economics of ecosys tem and biodiveristy, Interim Report, European Community. 14
연구결과 - III 사용가치평가 직접사용가치및간접사용가치 임분제적식에의한가치평가 (1200) Carbon Storage 의가치평가 CO 2 상쇄로인한가치평가 약 170 만 ton 탄소저장 이자율 Carbon 가치 3% 3500억원 5% 3200억원 10% 2500억원 15
연구결과 - III 비사용가치평가 I 생물다양성가치추정 (CVM) 월드컵공원내생물다양성에대한서울시민의가구당 WTP 는 4,846 원으로총 168 억원
연구결과 - III 비사용가치평가 II 멸종위기동식물가치추정 (CVM) 멸종위기야생동식물의보호및복원을위한 WTP 는가구당연 9536 원 유산및존재가치는총 1400 억원
연구결과 - III 비사용가치평가 III - 생물다양성의가치평가 생물다양성등급화와연관하여등급화영향변수를반영할수있는컨조인트분석 (Conjoint Analysis) 을사용 생물다양성속성과개별속성의수준설정 속성과개별속성의수준은응답자가이해하기쉬운요소로설정 각속성과수준에따른생물다양성의차이를설명하기쉬운지도와이미지를적극활용 분석결과속성별수준에따른가치를도출 각지역의속성과수준별가치추정 연구대상비시장재화설정 재화의속성과지불수단및개별속성수준의수와크기결정 실험계획법을통한선택대안집합의도출 설문지작성및보완 설문조사 실증분석을통한속성별가치도출 18
설문의구성 설문의구성 생물다양성등급화지도및등급결정변수들을바탕으로재화의속성과수준을설정 속성과수준의범위에따라직교설계방법을통해선택대안의블록을구성 입력변수선정과출력변수정의 [ 실험에사용된입력변수 ] [ 출력변수 ] 설문설계 [ 속성 ] [ 수준 ] 입력변수그룹 1 Level 1 A Level 2 수집된 21 개모든입력변수 입력변수그룹 2 1등급 2등급 3등급 B Level 3 Level 1 Level 2 Level 3 GA_Ridge Regression 통한주요영향인자 생물다양성지도생성 C Level 1 Level 2 Level 3 19
설문의구성 설문의구성 속성의개수와수준에따라 선택대안의예시 분석결과의예시 설명 현재 시나리오 Ⅰ 시나리오 Ⅱ 속성수준 WTP 생물다양성 생물다양성 INDEX 생물다양성 INDEX Ⅰ 생물다양성 INDEX Ⅱ A Level 1 Level 2 속성 A Level 3 속성 A Level 2 속성 A Level 1 Level 3 속성과수준 속성 B Level 3 속성 B Level 2 속성 B Level 1 B Level 1 Level 2 속성 C Level 3 속성 C Level 2 속성 C Level 1 Level 3 Level 1 지불가격 0 원 5,000 원 10,000 원 C Level 2 선택 ( ) Level 3 20
설문의구성 평창군생물다양성의가치를평가하기위해생물다양성의구성과의미를정확하게전달하는것이중요 생물다양성의속성을구분하기위해관련전문가의의견과본연구의특성을감안하여 5가지속성으로구분 종의출현빈도, 종의다양성, 희귀종 고유종의유무, 식생의수고분포, 토양의질 5가지속성으로구분 생물다양성의가치를화폐가치로유도하기위해가격변수를가구당추가적인소득세로사전조사를통해매월 500원 /1,000원/1,500원/2,000원 4가지로설정 21
속성구분 속성속성설명속성수준 종의출현빈도 종의다양성 동일종의개체수가 많고적음을나타냄 출현종의수가많고 적음을나타냄 빈약보통풍부 10 종이하 10 30 종 30 종이상 희귀종 고유종의 유무 희귀종 고유종이 출현하는지를의미 없음 있음 식생의수고분포 고층, 중층, 저층부 식생의수직적분포 저층부 저층부 + 중층부 저층부 + 중층부 + 고층부 토양의질토양의등급 3 등급 ( 나쁨 ) 2 등급 ( 보통 ) 1 등급 ( 우수 ) 추가적인가구당 소득세 생물다양성의증진을 위한매월추가로 지불할소득세 매월 500 원 ( 매년 6,000 원 ) 매월 1,000 원 ( 매년 12,000 원 ) 매월 1,500 원 ( 매년 18,000 원 ) 매월 2,000 원 ( 매년 24,000 원 ) 22
속성의구분과조합 속성과각속성의수준별선택대안을구성할경우비현실적으로대안이많아져최소선택대안집합을도출하기위해주효과직교설계를실시하여 32개의선택대안도출 컨조인트분석에사용되는속성의경우반드시두개이상의수준들에대개 4개나 5개를넘지않는범위내에서수준값을결정 Ex) 만약, 속성이 3개이고, 각속성별로수준이두개씩고려된다면, 가능한제품조합의수는 8개 (=2x2x2) 도출된선택대안에서대안 2 개와 둘다선호하지않음 이라는 1 개의선택대안을 조합하여하나의블록에 8 개의선택지를조합하여 2 개의블록을구성하여설문지를 작성 23
24 선택카드
분석결과 평창군생물다양성의증진을위한매월추가로지불하고자하는소득세와각속성의수준에따른선택대안의조합에서응답자의선택에따른확률을통해한계지불의사금액을도출 다항로짓모형 (Multinominal logit Model) 을통해각속성과수준에차이에따른한계지불의사액을추정 속성 한계지불의사액 (z-value) 종의출현빈도 709원 (17.44) 종의다양성 872원 (21.3) 희귀종 고유종의유무 149원 (4.4) 식생의수고분포 259원 (6.35) 토양의질 1,203원 (29.55) 25
Q & A 26