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Biological reference points for data-limited artisanal fisheries: A CMSY application to black skipjack (Euthynnus lineatus) in the Mexican Tropical Pacific

본 연구는 멕시코 남태평양 지역 블랙 스킵잭의 역사적 어획량 데이터(2005~2023)에 CMSY 방법을 적용하여, 규제되지 않은 어획 노력이 심각한 생물량 감소와 과잉 어획을 초래했음을 밝히고, 자원 회복을 위해 연간 800톤의 즉각적인 예방적 총 허용 어획량을 권고한다.

원저자: Yuliesky Garcés-Rodríguez, Romina Alzugaray-Martínez, Abel Betanzos-Vega, Arturo Tripp-Quezada, Rocío Rivera-Campos, Amilcar Mitjáns-Sánchez

게시일 2026-07-17

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CC BY 4.0

원저자: Yuliesky Garcés-Rodríguez, Romina Alzugaray-Martínez, Abel Betanzos-Vega, Arturo Tripp-Quezada, Rocío Rivera-Campos, Amilcar Mitjáns-Sánchez

원본 논문은 CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/) 라이선스로 제공됩니다. ✨ 이것은 아래 논문에 대한 AI 생성 설명입니다. 저자가 작성하거나 승인한 것이 아닙니다. 기술적 정확성을 위해서는 원본 논문을 참조하세요. 전체 면책 조항 읽기

바다를 거대한 수중 은행 계좌라고 상상해 보세요. 수 세기 동안 인류는 이 계좌에서 돈을 인출하듯 물고기를 잡아 먹고 팔아왔습니다. 하지만 오랫동안 우리는 실제로 금고에 돈이 얼마나 들어있는지 정확히 알지 못했습니다. 우리는 그저 파산하지 않기만을 바라며 계속해서 지출을 해왔습니다. 이는 특히 소규모 어업, 즉 지역 어부들이 연안에서 작은 배와 단순한 도구를 사용하여 물고기를 잡는 경우에 두드러집니다. 이 어부들은 수백만 명의 식량 안보를 지탱하는 중추적인 역할을 하지만, 항상 상세한 회계 장부를 기록하지는 않기 때문에 과학자들은 물고기 개체군이 건강한 상태인지, 아니면 적자가 나고 있는 상태인지 판단하기 어려울 때가 많습니다.

이를 해결하기 위해 과학자들은 '자원 평가(stock assessments)'라는 특별한 도구를 사용합니다. 이것은 바다에 대한 '재무 감사'와 같다고 생각하면 됩니다. 그들은 두 가지 핵심 요소를 파악하려고 노력합니다. 바로 물고기 개체군이 얼마나 빨리 다시 성장할 수 있는지(내재적 성장률)와, 계좌가 결코 바닥나지 않도록 잡을 수 있는 물고기의 양(최대 지속 가능 생산량, MSY)입니다. 만약 우리가 MSY보다 더 많은 양을 잡는다면, 우리는 본질적으로 원금을 까먹는 것이며, 결국 개체군은 붕괴하게 됩니다. 문제는 완벽한 기록이 없는 상황에서 어떻게 이 감사를 수행하느냐는 것입니다. 바로 여기서 CMSY라는 영리한 방법이 등장합니다. 이것은 마치 영수증(어획 데이터)을 보고, 용의자를 직접 보지 못하더라도 그 용의자가 보통 어떻게 행동하는지에 대한 약간의 정보만 가지고 미스터리를 풀 수 있는 탐정과 같습니다.

사라지는 검은 가다랑어의 미스터리

멕시코 오아하카 해안의 따뜻하고 푸른 바다에는 검은 가다랑어(Euthynnus lineatus)라고 불리는 물고기가 살고 있습니다. 바다에서 가장 큰 참치 종류는 아니지만, 지역 소규모 어부들에게는 황금알을 낳는 거위와 같습니다. 이 물고기들은 해안 근처에서 떼를 지어 헤엄치며, 지역 사회에 필수적인 식량과 소득원이 됩니다. 그러나 오랫동안 이 물고기가 정확히 얼마나 남아 있는지, 혹은 어부들이 너무 많이 잡고 있는지는 아무도 알지 못했습니다. 지난 20년 동안의 입금 내역이 없는 은행 계좌처럼 데이터가 누락되어 있었던 것입니다.

이 논문은 과학자 팀이 CMSY(어획량-최대 지속 가능 생산량)라는 디지털 탐정 도구를 사용하여 이 미스터리를 풀기로 결심한 이야기입니다. 그들에게는 화려한 수중 카메라나 모든 물고기 포획에 대한 완벽한 기록이 없었습니다. 대신, 그들에게는 2005년부터 2023년 사이의 어획량(톤 단위)이라는 역사적 기록이 있었습니다. 그들은 이 데이터를 컴퓨터 모델에 입력하여, 어획량이라는 단서를 통해 숨겨진 진실을 찾아내고 물고기 개체군이 어떻게 늘어나고 줄어드는지를 시뮬레이션했습니다.

반전: 호황과 불황

데이터가 들려주는 이야기는 극적이었습니다. 타임라인의 전반부(2005~2013년)는 평온했습니다. 어부들은 연간 약 511톤을 잡았고, 물고기 개체군은 행복하고 건강해 보였습니다. 하지만 2014년경, 이야기에 긴장감이 더해졌습니다. 어선 수가 폭발적으로 증가했습니다. 더 많은 허가가 발급되었고, 갑자기 선단 규모가 훨씬 커졌습니다.

2014년에서 2019년 사이, 어획량은 급증했습니다. 2015년 한 해에만 무려 2,097톤을 잡아 올렸는데, 이는 평소보다 두 배 이상 많은 양이었습니다. 겉보기에는 어업의 황금기처럼 보였습니다. 하지만 여기에는 반전이 있었습니다. 물고기들은 이 파티를 반기지 않았습니다. 컴퓨터 모델은 이러한 갑작스러운 어획량 급증이 마치 굶주린 군중이 뷔페를 습격하는 것과 같다는 사실을 밝혀냈습니다. 어부들이 물고기가 새끼를 낳는 속도보다 더 빠르게 물고기를 잡아채고 있었던 것입니다.

판결: 우리는 레드존에 있다

시뮬레이션을 실행한 결과, 과학자들은 현재 검은 가다랑어 개체군이 어려움에 처해 있다는 것을 발견했습니다. 그들은 바다가 자연적으로 수용할 수 있는 총량이 약 8,779톤이라고 추정했습니다(이를 '수용 능력'이라고 합니다). 이 어업을 영구적으로 지속 가능하게 유지하려면 매년 잡아야 하는 '안전한' 양은 약 1,000.5톤입니다. 이것이 최대 지속 가능 생산량(MSY)입니다.

그러나 현실은 훨씬 더 암울합니다. 모델에 따르면 2023년까지 어부들은 너무 많은 양을 잡고 있었습니다. 어획 압력은 안전 한계치의 1.35배에 달했습니다. 더욱 심각한 것은, 실제 바다에 남아 있는 물고기의 양(생물량)이 건강을 유지하기 위해 있어야 할 수준의 57.5%까지 떨어졌다는 점입니다. 과학자들의 언어로 표현하자면, 이 어업은 '그린 존(안전)'에서 '레드 존(위험)'으로 이동했습니다. 물고기는 과잉 어획되고 있으며, 개체군은 줄어들고 있습니다.

해결책: 일시 정지 버튼을 누르다

논문은 검은 가다랑어를 구하는 유일한 방법은 '낚시 경쟁(race to fish)'을 멈추는 것이라고 주장합니다. 과학자들은 정부와 어민들이 잡을 수 있는 물고기의 양에 엄격한 제한을 두어야 한다고 제안합니다. 그들은 최대 지속 가능량의 80% 수준인 연간 800톤으로 설정된 '총 허용 어획량(TAC)'을 제안합니다. 이는 물고기 개체군이 회복될 수 있도록 안전 완충 장치 역할을 합니다.

또한 그들은 활동 중인 선박 수를 200척으로 제한할 것을 제안합니다. 만약 어부들이 이 규칙을 준-수한다면, 검한 가다랑어는 번식 능력이 상당히 뛰어나기 때문에 모델은 개체군이 회복될 가능성이 높다고 시사합니다. 하지만 현재의 어획 속도를 유지한다면, 어업은 붕괴되어 지역 사회의 주요 식량과 소득원을 잃게 될 수도 있습니다.

핵-결론

이 연구는 특정 어업의 건강 상태에 숫자를 부여한 최초의 사례입니다. 이는 완벽한 데이터가 없더라도 스마트한 수학을 통해 경고 신호를 읽어낼 수 있음을 증명합니다. 검은 가다랑어는 아직 사라지지 않았지만, 생명 유지 장치에 의지하고 있는 상태입니다. 이 논문은 문제를 해결했다고 주장하는 것이 아니라, 어민들과 정부에게 명확한 지도를 건네준 것입니다. 즉, 덜 잡고, 배의 수를 제한하며, 바다가 스스로 치유되도록 시간을 주라는 지도입니다. 만약 그들이 이 말을 듣는다면 물고기는 돌아올 것이고, 그렇지 않다면 계좌는 파산할지도 모릅니다.

기술 요약: 데이터 제한적 소규모 어업을 위한 생물학적 참조점

문제 제기
소규모 어업(SSF)은 전 세계 식량 안보와 연안 생계에 매우 중요하지만, 만성적인 데이터 부족으로 인해 공식적인 자원 평가 체계에서 자주 배제되고 있다. 이러한 과학적 정보의 부재는 특히 열대 지역에서 지속 가능한 관리를 저해하고 과도한 남획을 은폐한다. 멕시코 남태평양 연안, 특히 오아하카(Oaxaca) 해안의 검은 가다랑어(Euthynnus lineatus)는 이러한 문제를 여실히 보여준다. 이 종은 지역 소규모 어선단의 주요 자원이자 지역 식량 안보의 핵심 요소임에도 불구하고, 역사적으로 공식적인 평가를 받지 못했다. 해당 어업은 법적 어획량 제한이 없는 사실상의 개방형 접근(open-access) 체계 하에서 운영되고 있어, 집중적인 어획 압력과 기후 변화로 인한 생태계 변화의 시너지 효과에 매우 취약하다. 이전의 평가는 부재했으며, 이로 인해 어획량이 증가하고 이후 어획 추세가 감소함에도 불구하고 자원 상태를 알 수 없는 규제의 공백이 발생했다.

방법론
생물량(biomass) 및 노력량(effort) 데이터의 부족을 해결하기 위해, 본 연구는 데이터가 부족한 어업을 위해 설계된 베이지안 상태 공간 프레임워크인 CMSY(Catch-Maximum Sustainable Yield) 방법을 적용하였다. 분석에는 공식 국가 수산 통계 연보(CONAPESCA)에서 추출한 2005년부터 2023년까지의 연간 상업적 어획량 시계열 데이터를 활용하였다.

데이터 입력: 모델은 어획량 시계열 데이터와 정보적 균등 사전 분포(informative uniform prior distributions)에만 의존하였다. 내재적 인구 증가율( $r$ )은 FishBase에서 도출된 "중간 탄력성(Medium resilience)" 범위(0.2–0.8)로 제한하였다. 상대적 생물량( $B/k$ )에 대한 사전 분포는 시계열의 시작, 중간, 끝 지점에 대해 설정하였다.
노력량 대리 지표: 체계적인 어업 노력량 데이터의 부재로 인해, 표준화된 데이터 부족 접근법에 따라 상업적 어업 허가증에서 유도된 연간 활성 선박 수를 명목 어업 노력량의 대리 지표로 사용하였다.
통계 분석: 생산 단계 간의 유의미한 차이를 식별하기 위해 비모수적 크러스컬-월리스(Kruskal-Wallis) 검정을 적용하였으며, 선박 수와 어획량 간의 관계를 분석하기 위해 최소제곱회귀(OLS)를 사용하였다.
평가 체계: CMSY 모델은 인구 매개변수( $k, r$ )를 추정하고 생물학적 참조점(MSY, $B_{MSY}, F_{MSY}$ )을 도출하였다. 자원 상태는 상대적 생물량( $B/B_{MSY}$ )과 어획 사망률( $F/F_{MSY}$ )을 기준으로 분류하기 위해 4분면 코베 플롯(Kobe plot)을 통해 시각화되었다.

주요 결과
CMSY 프레임워크는 8,779톤의 인구 수용 능력( $k$ )과 0.464의 내재적 성장률( $r$ )을 추정하였다. 최대 지속 가능 어획량(MSY)은 연간 1,000.5톤으로 계산되었으며, 이에 해당하는 목표 생물량( $B_{MSY}$ )은 4,389.5톤이다.

분석 결과 세 가지 뚜렷한 운영 단계가 나타났다:

2005–2013년: 약 103척의 중간 규모 노력량과 함께 연간 850톤 미만의 변동하는 어획량 기록.
2014–2019년: 규제되지 않은 약 200척의 선단 확장에 힘입어, 2015년 2,097톤에 정점을 찍는 어획량의 기하급수적 급증 발생.
2020–2023년: 명목 노력량이 약 200척으로 안정적으로 유지됨에도 불구하고, 어획량이 약 700톤/연으로 급격히 붕괴.

자원 평가는 해당 어업의 위기 상태를 나타낸다:

과도한 어획(Overfishing): 이 어업은 2015년에 활발한 과잉 어획 상태( $F/F_{MSY} > 1$ )에 진입하였다. 2023년까지 상대적 어획 사망률은 1.352로 추정되었다.
고갈(Depletion): 상대적 생물량( $B/B_{MSY}$ )은 지속 가능한 수준에서 2023년까지 0.575로 감소하였으며, 이는 임계 생물학적 한계치인 0.5에 근접한 수치이다.
코베 플롯 궤적: 자원 궤적은 지속 가능한 "녹색" 사분면(2005–2014)에서 과도기적 "황색" 사분면(2015–2016)을 거쳐, 과도한 어획과 심각한 생물량 고갈이 동시에 발생하는 비판적인 "적색" 사분면(2016년 이후)으로 이동하였다.

주요 기여
본 연구는 멕시코 남태평양 검은 가다랑어 어업에 대한 최초의 정량적, 과학적 기초를 제공한다. 데이터가 제한적인 맥락에서 CMSY 방법을 성공적으로 적용함으로써, 저자들은 다음을 확립하였다:

이 지역에서 이전에 평가되지 않았던 종에 대한 구체적인 생물학적 참조점(MSY, $B_{MSY}, F_{MSY}$ ) 설정.
규제되지 않은 선단 확장이 지속 불가능한 궤적을 촉발한 특정 기간(2014–2019)을 식별하는 진단적 이력 제공.
직접적인 생물량 조사 없이도 어획량 시계열을 생물학적 수확 생산량으로 해석하여 관리 목표를 도출할 수 있음을 보여주는 방법론적 틀 제시.

의의 및 권고 사항
본 논문은 현재의 규제 공백과 무분regulated 확장이 자원을 고갈 상태로 몰아넣어 장기적인 회복력을 위협하고 있다고 주장한다. 이 종은 중간 정도의 생물학적 탄력성( $r = 0.464$ )을 보유하고 있으나, 모집량(recruitment) 저해를 방지하기 위해 즉각적인 개입이 필요하다.

저자들은 즉각적인 예방적 산출 제어(output-control) 체계의 시행을 권고한다. 구체적으로 다음과 같이 제안한다:

총 허용 어획량(TAC): 자원 회복을 촉진하기 위해 MSY의 80%(연간 800톤)로 보수적인 TAC 설정.
노력량 제어: 명목 노력량을 최대 200척의 활성 선단으로 제한.
관리 통합: 이러한 쿼터를 쿼터 배분 시스템(Catch Share System)에 통합하고, 최소 포획 크기 및 어업 재생 구역과 같은 투입 제어(input regulations)와 병행.

결론적으로, 본 연구에서 제시된 데이터 제한적 생물학적 벤치마크는 국가 어업 헌장(CNP)을 업데이트하고, 자원의 생태적 탄력성과 멕시코 남태평양 연안 공동체의 경제적 생존 가능성 사이의 균형을 맞추는 증거 기반의 거버넌스를 안내하는 강력한 과학적 토대를 제공한다.

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