📄 지구과학

Beyond boundaries: Global natural lands connectivity

본 연구는 인간에 의한 변형을 고려하여 모든 자연 지형에 걸친 연결성에 대한 새로운 전 지구적 지도를 제시하며, 가장 연결성이 높은 지역 대부분이 보호 구역 외부에 위치함을 밝히고, 이러한 전체 경관 데이터가 쿤밍-몬트리올 글로벌 생물다양성 프레임워크 하에서 보전 계획, 복원 및 보호 노력을 더욱 효과적으로 안내할 수 있음을 입증한다.

원저자: Erin Poor, Kimberly Hall, Jesse Anderson, Melissa Clark, Aaron Jones, Christina Kennedy, Carrie Schloss, David Theobald, Jaime Burbano-Giron, Susan Cook-Patton, Ronnie Drever, Joseph Fargione, James F

게시일 2026-10-01

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CC BY 4.0

원저자: Erin Poor, Kimberly Hall, Jesse Anderson, Melissa Clark, Aaron Jones, Christina Kennedy, Carrie Schloss, David Theobald, Jaime Burbano-Giron, Susan Cook-Patton, Ronnie Drever, Joseph Fargione, James Fitzsimons, Mauricio Nunez-Regueiro, Milena Rosenfield, Yuta Masuda

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

지구상에서 생명이 어떻게 지속되는지를 이해하기 위해서는 개별 공원과 보호 구역의 경계를 넘어서서 바라보아야 합니다. 수십 년 동안 보전 활동가들은 특정 토지 조각들을 보호하는 데 집중해 왔으며, 만약 이 자연의 섬들이 충분히 크고 서로 충분히 가까이 있다면 종들이 그 사이를 이동할 수 있을 것이라 기대해 왔습니다. 연결성(connectivity)—즉, 종의 제약 없는 이동과 자연적 과정의 흐름—이라는 이 개념은 이제 변화하는 세상 속에서 생물 다양성을 위한 생명선으로 인식되고 있습니다. 그러나 결정적인 질문이 남아 있습니다. 보호 구역 사이의 연결성에만 집중하는 것이 전체 이야기를 다 말해주고 있는가 하는 점입니다. 많은 과학자는 지정된 구역 사이의 간극만을 살핌으로써, 동물이 이동할 수 있게 해주는 광활하고 보호받지 못하는 경관을 놓치거나, 반대로 그들을 가로막는 숨겨진 장벽을 간과하게 될 것을 우려합니다. 현실은 자연이 정치적 선을 존중하지 않으며, 한 종의 이동 능력은 단지 보호받는 부분뿐만 아니라 전체 경관의 상태에 달려 있다는 것입니다.

더 내추럴 컨서번시(The Nature Conservancy)와 독립 컨설팅 기업들의 연구진이 참여한 새로운 글로벌 분석은 이러한 연결성을 매핑하는 전통적인 방식을 재고하게 합니다. 연구팀은 단순히 보호 구역 사이의 선을 긋는 대신, 전 세계의 모든 자연 지형을 대상으로 하여 모든 야생 식생 조각을 여정의 잠재적 출발점으로 간주하는 지도를 만들었습니다. 그들은 인간 활동의 누적된 무게를 고려하여 종이 경관을 가로질러 어떻게 이동할지를 시뮬레이션하는 방법을 사용했습니다. 이 모델에서 도시, 도로, 농업, 산업과 같은 인간의 변형은 이동을 늦추거나 차단하는 '저항'으로 작용합니다. 연구진은 이 접근법을 전 세계에 1km 해상도로 적용하여, 토지가 공식적으로 보호받는지 여부와 관계없이 인간의 개발 압력이 야생 동물의 경로를 어떻게 형성하는지 관찰할 수 있었습니다.

결과는 연결성의 이야기가 단순한 보호 통로의 지도보다 훨씬 더 복잡하다는 것을 보여줍니다. 연구팀은 전 세계 자연 지형의 약 3분의 2가 이른바 '확산적(diffuse)' 이동을 허용한다는 사실을 발견했습니다. 이 지역들에서는 종들이 이동을 위한 많은 중복 옵션을 가지고 있습니다. 즉, 경관이 충분히 열려 있어 동물이 한 곳에서 다른 곳으로 이동하기 위해 반드시 하나의 좁은 경로를 따를 필요가 없다는 것입니다. 이러한 고연결성 구역은 주로 현재의 보호 구역 네트워크 밖에 위치한 툰드라, 북방 침엽수림, 그리고 침엽수림 지역에서 흔히 나타납니다. 반면, 전 세계 육상 면적의 약 29%는 인간의 집약적인 변형으로 인해 이동이 심하게 저해되는 저연결성 지역을 보입니다. 이러한 높은 저항력을 가진 지역은 아시아, 유럽, 북미를 비롯하여 온대 및 열대 삼림 생물군계에서 두드러지게 나타납니다.

아마도 가장 중요한 발견은 보호 구역만을 기준으로 연결성을 측정하는 것이 목표를 빗나간다는 점일 것입니다. 연구진은 새로운 글로벌 지도와 보호 구역 간의 연결을 측정하는 기존 지표들을 비교했을 때 일치하는 부분이 거의 없다는 것을 발견했습니다. 이는 보호 구역들을 연결하는 것을 우선시하는 현재의 보전 전략이, 이동에 필수적인 광활한 미보호 지역을 간과하고 있을 수 있음을 시사합니다. 예를 들어, 미국의 애팔래치아 산맥이나 동남아시아 일부 지역의 경우, 전통적인 모델은 근처에 대규모 보호 구역이 적기 때문에 낮은 연결성을 보여줄 수 있습니다. 그러나 이번 새로운 분석에 따르면, 이 지역들은 주변 토지가 인간에 의해 많이 사용되고 있음에도 불구하고 야생 동물이 이동할 수 있는 매우 중요한 좁은 경로들을 여전히 포함하고 있습니다. 이 경로들은 단순히 공원 사이의 틈이 아니라, 상당 부분 변형된 경관의 남은 동맥입니다.

이 연구는 더 나아가 이러한 경관을 별도의 유형으로 분류하여 행동 지침을 제공합니다. 연구진은 주변 토지가 너무 변형되어 다른 곳으로는 이동이 불가능하기 때문에 이동이 좁은 회랑으로 강제되는 '채널화된(channelized)' 지역을 식별했습니다. 이러한 회랑들은 매우 중요하지만, 연구진은 이들이 취약하다는 점을 경고합니다. 만약 이 좁은 사슬의 단 하나라도 끊어진다면 전체 연결이 무너질 수 있기 때문입니다. 또한 이동이 사실상 차단된 '저해된(impeded)' 지역과 이동이 자유롭고 견고한 '확산적(diffuse)' 지역도 식별했습니다. 이러한 구분은 보전 계획 수립에 있어 매우 중요합니다. 이는 어떤 곳에서는 마지막 남은 좁은 회랑을 보호하는 것이 우선순위가 되어야 함을 시사합니다. 또 다른 곳에서는 저해된 지역을 다시 개방적이고 확산적인 구역으로 되돌리기 위해 경관을 복원하는 데 초점을 맞춰야 하며, 이를 통해 종들이 기후 변화와 기타 위협으로부터 살아남는 데 필요한 중복성을 갖게 해야 합니다.

이 작업은 모든 생태계의 연결성을 유지하고 복원하는 것을 목표로 하는 쿤밍-몬트리올 글로벌 생물다양성 프레임워크와 같은 글로벌 보전 목표를 이행하기 위한 새로운 도구를 제공합니다. 연결성이 강한 곳, 채널화된 곳, 그리고 끊어진 곳을 보여줌으로써, 이 지도는 의사 결정자들이 전체 그림을 볼 수 있도록 돕습니다. 이 지도는 높은 수준의 자연적 연결성을 가진 많은 국가가 낮은 수준의 보호를 받고 있으며, 반대로 보호 구역이 이동을 허용하기에는 너무 변형된 경관에 둘러싸여 있는 곳도 있음을 드러냅니다. 데이터는 진정으로 생물 다양성을 보호하기 위해서 우리가 공원의 경계를 넘어서서 바라봐야 한다고 제언합니다. 우리는 자유로운 이동을 가능케 하는 넓게 열린 공간을 보호해야 하고, 인간의 이용이 많은 지역의 끊어진 연결 고리를 복원해야 하며, 남아 있는 좁은 회랑을 세심하게 관리해야 합니다. 이 연구는 최종적인 해결책을 제시하는 것은 아니지만, 더 명확하고 정직한 지형의 모습을 보여줌으로써, 앞으로 나아갈 길은 울타리를 친 곳뿐만 아니라 모든 곳에서 자연 세계를 가치 있게 여기는 전체 경관적 접근 방식이 필요함을 보여줍니다.

기술 요약: 경계를 넘어: 글로벌 자연 지표면 연결성 (Beyond Boundaries: Global Natural Lands Connectivity)

문제 제기
생태적 연결성을 평가하는 현재의 도구와 지표들은 주로 보호지역(PA)과 기타 효과적인 보전 조치(OECM) 간의 연결에 집중되어 있다. 이러한 보호지역 중심의 접근 방식은 연결성에 대한 편향된 평가를 초천하여, 공식적인 보호를 받지 못하지만 생태적으로 중요한 지역들을 간과하는 경우가 많다. 또한, 기존의 지표들은 전체 경관에 걸친 인간에 의한 변형의 누적 영향을 고려하지 못하며, 이는 쿤밍-몬트리올 글로벌 생물다양성 프레임워크(GBF) 목표를 달러하기 위해 필수적인 핵심 회랑 및 복원 기회를 놓칠 가능성이 있다. 저자들은 생물다양성과 기후 위기가 결합된 문제를 효과적으로 해결하기 위해, 보호 상태와 관계없이 모든 토지를 대상으로 하는 "전체 경관(whole landscape)" 접근 방식이 필요하다고 주장한다.

연구 방법론
본 연구는 회로 이론 기반 모델링(circuit-theoretic modeling)의 전방향 적용 방식인 Omniscape를 최초로 전 지구적으로 구현하였다. 특정 출발지와 목적지를 정의하는 전통적인 모델과 달리, Omniscape는 모든 픽셀을 잠재적인 출발지이자 목적지로 취급하여 정치적 경계와 무관하게 모든 방향으로의 연결성을 모델링할 수 있게 한다.

데이터 입력:
- 저항 표면(Resistance Surface): 2022년 글로벌 인간 변형(Human Modification, HM) 데이터셋에서 유도되었으며, 1km 해상도로 재샘플링되었다. 저자들은 미세하거나 중간 정도의 변형 지역은 투과성을 유지하는 반면, 고도로 변형된 지역은 장벽 역할을 한다고 가정하여, 종의 이동을 더 잘 반영하기 위해 지수 변환(재스케일링 파라미터 $c=2$ 사용)을 적용하였다. 구조적 장벽에 집중하기 위해 목초지/방목 및 대기 오염 레이어는 제외되었다.
- 출발지 레이어(Source Layer): ESA World Cover 10m 제품을 기반으로 하며, 자연 식생(수목, 관목지, 초지, 습지 등)과 비자연 지표(농경지, 도시)를 구분하도록 재분류되었다. 각 1km 픽셀 내의 자연 지표 비율이 출발지 가중치 역할을 하였다.
- 수역 처리(Water Treatment): 수역을 처리하기 위한 새로운 방법이 사용되었다. 연안 수역 픽셀은 인접한 육상 픽셀과 통계적으로 유사한 저항값을 할당하여 인위적인 장벽 형성을 방지하였고, 육지에서 10km 이상 떨어진 수역은 최대 저항값을 할당하였다.
모델 파라미터: 모델은 많은 조류와 포유류의 중간 분산 거리를 반영하기 위해 선택된 125km의 이동 윈도우 반경을 활용하였다. 계산은 고성능 클라우드 인스턴스 상에서 Julia 언어를 사용하여 수행되었다.
범주화: 연속적인 모델 출력값인 흐름( $F$ $F$ ), 잠재적 흐름( $F_p$ $F_{p}$ ), 정규화된 흐름( $F_n$ $F_{n}$ )을 저항 레이어와 결합하여 경관을 여섯 가지 범주로 분류하였으며, 이는 다시 세 가지 주요 유형으로 통합되었다:
1. 확산형(Diffuse): 다수의 중복된 이동 경로와 낮은 저항을 가진 지역 (강건함, 강화됨, 약화됨으로 세분화).
2. 채널형(Channelized): 주변의 높은 저항 장벽으로 인해 흐름이 좁은 경로로 집중되는 지역.
3. 차단형(Impeded): 높은 저항으로 인해 이동이 제한되거나 차단된 지역 (약함, 폐쇄됨으로 세분화).

주요 결과

글로벌 연결성 패턴: 전 세계 자연 지표면의 약 **66%**가 높은 수준의 확산형 연결성을 유지하고 있으며, 특히 툰드라, 보레알(타이가), 침엽수림 바이옴에서 두드러진다. 이 지역들은 현재의 보호지역 네트워크 밖에 있는 경우가 많다. 반대로, 전 세계 육지 면적의 **29%**는 높은 인간 변형으로 인해 낮은(차단된) 연결성을 보이며, 주로 아시아, 유럽, 북미 및 온대 및 열대 삼림 바이옴에서 나타난다. **5%**의 토지는 채널형으로 분류된다.
바이옴 및 대륙별 변이: 툰드라와 보레알 숲은 가장 높은 비율의 확산형 지역(97%)을 보이는 반면, 지중해성 숲과 관목지는 가장 높은 채널형 지역 비율(6%)과 가장 낮은 확산형 지역 비율(58%)을 보인다. 아프리카는 확산형 이동 지역의 비율이 가장 높고(91%), 아시아는 가장 낮으며(74%), 차단된 지역의 비율이 가장 높다(23%).
보호지역 기반 지표와의 괴리: 본 연구는 확산형 연결성 백분율과 기존의 보호지역 기반 연결성 지표(예: PAI, PARC, ProtConn) 사이에 낮은 상관관계를 발견했다. 예를 들어, 보호지역 기반 지표는 밀집된 보호지역 덕분에 유럽의 연결성이 높다고 시사할 수 있지만, 본 연구는 주변 경관의 변형으로 인해 유럽 내 보호지역 간의 이동이 차단되어 있음을 밝혀냈다. 반대로, 미국 애팔래치아 산맥과 같이 보호지역 밀도가 낮은 지역은 중요한 채널형 회랑으로 식별되었다.
국가별 통찰: 고도로 변형된 소규모 국가들(예: 네덜란드, 벨기에)은 높은 차단 지역 비율(>85%)을 보인다. 광대한 자연 피복을 가진 대국들(예: 페루, 볼리비아, 콜롬비아)은 높은 확산형 지역을 보인다. 높은 확산형 연결성을 가진 많은 국가가 낮은 보호 수준을 보이고 있으며, 다른 국가들은 낮은 보호 수준과 함께 높은 차단 지역을 보유하고 있어 현재의 보전 전략에 공백이 있음을 보여준다.

의의 및 주장
저자들은 본 연구가 GBF의 이행, 특히 **목표 A의 타겟 1(공간 계획), 2(복원), 3(보호)**을 지원하기 위한 결정적이고 정책 관련성이 높은 데이터셋을 제공한다고 주장한다.

보호지역을 넘어: 본 연구는 보호지역 간의 연결성에만 집중하는 것이 핵심 지역을 놓칠 수 있음을 입증한다. 모든 자연 지표면 전체의 연결성을 매핑함으로써, 저자들은 생태계 회복력과 종의 이동을 유지하는 데 필수적이지만 현재 보호받지 못하는 지역들을 식별한다.
실행 가능한 범주화: 연속적인 연결성 데이터를 확산형, 채널형, 차단형이라는 이산적 범주로 변환함으로써 다음과 같은 타겟팅된 보전 행동이 가능해진다:
- 보호: 현재 보호되지 않은 확산형 지역과 마지막 남은 경로 역할을 하는 채널형 지역을 우선적으로 보호한다.
- 복원: 단절된 경관을 재연결하거나 좁은 회랑을 넓힐 수 있는 차단형 및 채널형 지역을 식별한다.
- 계획: 보전 네트워크가 단순히 보호지역 간의 연결이 아닌, 전체 경관의 연결성을 갖추도록 공간 계획에 정보를 제공한다.
상보성: 저자들은 본 지표가 기존의 보호지역 기반 지표를 보완하는 정보를 제공하며, 보호 상태의 변화(예: 등급 강등 또는 보호 해제)에 견고한 구조적 연결성을 보다 생태적으로 정확하게 나타낸다고 주장한다.

본 논문은 변화하는 기후 속에서 생물다양성을 보존하기 위해서는 보호지역 경계를 넘어 전체 시스템의 연결성을 보존하는 방향으로 나아가야 한다고 결론짓는다. 또한, 이 글로벌 지도는 각 관할 구역이 보호 및 복원을 위한 우선순위 지역을 식별하는 데 있어 기초적인 도구 역할을 할 것이다.

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