Operationalizing Cattle–Environment Interactions in a Traditional Silvopastoral System: CEII (Cattle–Environment Interaction Index) and SWAI (Silvopastoral Water Accessibility Index) for Assessing Vegetation and Topographic Controls in Türkiye

기술 요약: 전통적 임농축산(Silvopastoral) 시스템 내 가축-환경 상호작용의 운영화

문제 제述
전통적인 임농축산 시스템은 산업형 축산 모델과 연관된 환경 파괴와 대조적으로, 생물 다양성과 생태계 회복력을 높일 수 있는 복합적인 사회-생태적 구조로 점차 인식되고 있다. 그러나 기존 문헌은 서구 지중해 시스템(예: Dehesa 및 Montado)에 과도하게 편향되어 있어, 에게해-지중해 전이 지대의 전통적 가축 생산에 관한 생태적 및 사회-경제적 역학을 이해하는 데 있어 상당한 공백을 남기고 있다. 더욱이, 현재의 방법론적 접근 방식은 가축의 이동성, 식생의 이질성, 그리고 수자원 접근성 사이의 미세하고 역동적인 상호작용을 포착하지 못하는 단차원적이고 정적인 지표들에 의존하는 경우가 많다. 본 연구는 이러한 격차를 해소하기 위해 튀르키예 베슈파르마크 산맥(고대 라트모스)의 전통적 임농축산 시스템을 특성화하고, 이러한 다차원적 상상작용을 운영화하기 위한 정량적 도구를 개발한다.

연구 방법론
본 연구는 사회-생태 시스템(SES) 이론과 농업-임농축산 생태학을 통합하여, 베슈파르마크 산맥의 22개 마을을 대상으로 다척도 혼합 방법론 설계를 적용하였다. 데이터는 반구조화된 인터뷰, 현장 관찰, 공식 기록을 통해 104가구의 축산 가구로부터 수집되었다. 식생 유형(마키, 삼림, 농경지, 잡초-유해식물, 습생 식생 등)을 체계적으로 코딩하였으며, 상호작용 강도를 설정하기 위해 가축의 행동(섭식, 휴식, 수분 섭취)을 관찰하였다.

이러한 상호작용을 정량화하기 위해, 본 연구는 두 가지 새로운 합성 지표를 도입하였다:

1. 가축-환경 상호작용 지수 (CEII): 이 지수는 생태계 서비스 혜택과 환경적 압박 사이의 균형을 맞춤으로써 시스템의 순 사회-생태적 효과를 운영화한다.

   • 혜택 점수 (BS): 보고된 혜택(자연 시비, 화재 위험 감소, 식생 조절 등)의 빈도를 집계한다.
   • 피해 점수 (DS): 보고된 부정적 사건(올리브 과수원, 농경지, 수자원 피해)의 빈도를 집계한다.
   • 공식: $CEII_i = \frac{BS_i}{\ln(DS_i + e)}$. 양의 왜도(positive skewness)를 해결하고 극단적인 피해 값의 한계 효용 체감을 모델링하기 위해 피해 점수에 로그 변환을 적용하였으며, 혜택 점수는 선형성을 유지하였다.
   • 타당성 검증: 구성 타당성은 현장 관찰과 "알려진 집단(known-groups)" 접근법을 통해 평가되었으며, 수자원 접근성과 관리 방식이 서로 다른 정착지들을 비교하였다. 민감도 분석(±10% 및 ±20% 섭동)을 통해 지수의 견고함을 확인하였으며, 완벽한 순위 안정성(Spearman's $\rho$ = 1.00)을 보였다.

2. 임농축산 수자원 접근성 지수 (SWAI): 이 지수는 자원 구성과 구조적 의존성을 결합하여 수자원 접근성을 평가한다.

   • 자원 구성 점수 (RCS): 비(非)트랙터 기반 수자원(예: 샘, 연못)의 연속성과 신뢰성을 바탕으로 한 가중 평균이다.
     এটি
   • 트랙터 의존도 비율 (TDR): 트랙터 기반 수자원 운반에 의존하는 농가의 비율로, 부정적인 구조적 제약으로 취급된다.
   • 공식: $SWAI_i = RCS_i \times (1 - TDR_i)$. 이 공식은 기계화된 운송에 대한 의존도가 높아짐에 따라 지수 값을 페널티 부여하며, 결과값을 0과 1 사이로 정규화한다.

주요 결과

• 식생-행동 역학: 현장 관찰 결과, 서식지 이용의 체계적인 구배(gradient)가 드러났다. 마키, 프리기아(phrygana), 초지는 높은 섭식 압력이 발생하는 "활성 이용 구역" 역할을 하였다. 삼림은 주로 저강도의 휴식 및 그늘 찾기 구역으로 기능하며, 먹이원보다는 미기후 조절자로서의 역할을 수행하였다. 습생 식생은 수분 섭취와 단기 휴식을 위한 핵심적인 집결 노드 역할을 하였다.
• 선택적 섭식: 가축은 독성이 있거나 가시가 있는 종을 피하면서 참나무, 올리브, 풀, 콩과 식물을 선호하는 선택적 섭식을 보였으며, 이는 섭식 결정이 영양 성분뿐만 아니라 형태적 및 화학적 특성에 의해 주도됨을 나타낸다.
• CEII 결과: 이 시스템은 생산자들에게 생태계 서비스의 순 제공자로 인식되고 있으며, 화재 위험 완화와 자연 시비가 가장 많이 언급된 혜택이었다. 환경 피해는 드물고 규모가 작은 것으로 보고되었다. CEII는 지역 간 유의미한 공간적 이질성을 드러냈는데, 일부는 고상호작용 범주에 밀집되어 있었고 다른 일부는 저상호작용 클래스에 속해 있었으며, 이는 지역적 토지 이용 및 관리의 차이를 반영한다.
• SWAI 결과: 수자원 접근성은 주로 자연적인 수문 구조(샘과 연못)에 의해 결정된다. 그러나 TDR이 정착지 간 변이를 일으키는 주요 동인으로 나타났다. 트랙터 의존도가 높은 정착지는 낮은 SWAI 값을 보였으며, 이는 물류 지속 가능성의 구조적 취약성을 강조한다.
• 지수 견고성: 두 지수 모두 민감도 분석 하에서 높은 안정성을 입증하였으며, 이는 가중치 가정의 합리적인 변화에도 정착지의 상대적 순위가 불변함을 확인해 준다.

의의 및 주장
본 논문은 베슈파르마크 산맥의 전통적 임농축산 시스템이 단순한 자원 추출형 생산 체제가 아니라, 적응적이고 다기능적인 사회-생태 시스템으로서 기능한다고 주장한다. 본 연구는 방목이 연료 부하 감소, 생물량 조절, 영양 순환을 포함한 생태계 기능을 조절하는 능동적인 생태적 과정이라고 상정한다.

본 연구의 주요 기여는 CEII와 SWAI를 통해 이러한 복잡한 상호작용을 운영화한 데 있다. 기존의 단차원적 지수와 달리, 이 도구들은 사건 기반의 혜익/피해 비율과 구조적 취약성(트랙터 의존도)을 통합함으로써 결합된 사회-생태적 복잡성을 포착한다. 저자들은 이 지수들이 전통적 시스템과 산업형 모델을 비교하고, 농업-임농축산 경관의 구조적 및 기능적 특성을 평가하기 위한 견고한 분석 틀을 제공한다고 주장한다.

본 연구는 결론적으로, 이 시스템이 높은 생태적 가소성과 회복력을 보여주지만, 그 지속 가능성은 특히 수자원 접근성과 방목 압력의 공간적 균형에 관한 구조적 임계치를 관리하는 데 달려 있다고 밝힌다. 저자들은 이러한 시스템을 농촌 회복력 접근법 내에서 프레임화하는 것이 산업화가 심화되는 상황에서 생태계 기능과 축산 생산을 통합하기 위한 전략적 모델로서의 능력을 드러낼 수 있다고 제안한다.