Integrated food-system and conservation measures enhance functional connectivity of global protected areas while advancing food security and health

기술 요약: 글로벌 보호구역 연결성을 위한 통합적 식량 체계 및 보전 조치

문제 제기
글로벌 보호구역(PA)의 기능적 연결성은 농업 확장 및 집약화로 인해 점점 더 위협받고 있으며, 이는 종을 고립시키고 멸종 위험을 높인다. 보호구역은 생물다양성 보전의 초석이지만, 보호구역이 고립될 경우 장기적으로 생존 가능한 개체군을 유지하기에 너무 작기 때문에 그 효과가 저해된다. 동물성 단백질로의 전환을 포함한 글로벌 식품 수요의 현재 추세는 추가적인 서식지 전환과 퇴화를 가속화하고 있다. 기존 연구들은 토지를 확보하기 위한 식량 체계의 전환(예: 식단 변화, 폐기물 감소, 무역 자유화)을 제안해 왔으나, 이러한 노력들은 확보된 토지의 공간적 분포와 그것이 생태적 연결성에 미치는 구체적인 영향에 대해서는 대부분 간과해 왔다. 결과적으로, 식량 체계의 전환과 생태계 관리(EcoS)를 통합하는 것이 어떻게 보호구역의 기능적 연결성, 식량 안보, 그리고 인간의 건강을 동시에 영향을 미치는지에 대한 정량화된 이해가 부족한 실정이다.

연구 방법론
본 연구는 2020년부터 2070년까지의 글로벌 토지 이용 궤적을 8가지 뚜렷한 시나리오 하에서 시뮬레이션하기 위해 통합 모델링 프레 же임워크를 활용한다. 방법론은 다음과 같은 세 가지 주요 단계로 진행된다:

1. 글로벌 토지 이용 시뮬레이션: "중도적 경로(middle-of-the-road)"인 SSP2를 기반으로 글로벌 토지 이용 궤적을 시뮬레이션하기 위해 농업 생산 및 환경 영향 모델(MAgPIE, v4.8.2)을 사용한다.
2. 공간적 다운스케일링: 공간 경제적 할당 경관 시뮬레이터(SEALS)를 사용하여 MAgPIE의 0.5° 토지 이용 출력을 300미터 해상도로 다운스케일링한다. 이를 통해 연결성 분석에 필요한 미세한 경관 패턴의 표현이 가능해진다.
3. 연결성 평가: 다운스케일링된 토지 이용 궤적을 48개 포유류 종에 걸친 624개 개체의 평균 이동 반응과 결래하여 글로벌 이동 저항 표면을 구축한다. Circuitscape를 사용하여 두 가지 핵심 지표인 기능적 연결성을 계산한다:
   • 보호구역 고립도(PAI): 보호구역들이 서로로부터 얼마나 고립되어 있는지를 측정한다.
   • 포유류 이동 확률(MMP): 지상 포유류의 지형 간 분산 가능성을 나타낸다.

시나리오
본 연구는 공급 측면, 수요 측면, 그리고 보전 개입을 결합한 8가지 시나리오를 평가한다:

• 기본 시나리오(BAU): 특정 개입이 없는 현상 유지(Business as usual).
• 단일 행동(Single-Action): 공급 측면 전용(Sup), 수요 측면 전용(Dem), 그리고 생태계 관리 전용(EcoS).
• 결합 행동(Combined-Action): Sup-Dem, Sup-EcoS, Dem-EcoS, 그리고 모든 조치를 결합한 통합(Integrated) 시나리오.

주요 개입 사항은 다음과 같다:

• 공급 측면: 생산성 성장 증대 및 식품 무역 자유화.
• 수요 측면: 식단 변화(건강한 섭취 권장 사항에 부합하도록 함) 및 식품 손실/폐기 감소(20%로 제한).
• 생태계 관리(EcoS): 퇴화된 생태계의 30% 복원, 관리되는 경관 내 반자연 식생 20% 유지, 그리고 순 생물다양성 손실 방지 체계.

주요 결과

• 기본 시나리오의 악화: BAU 시나리오 하에서 글로벌 기능적 연결성은 2020년에서 2070년 사이에 악화되며, MMP는 2.0% 감소하고 PAI는 3.7% 증가한다. 지역적 변동성이 크며, 아프리카에서는 PAI가 최대 16.9% 증가하는 반면 유럽에서는 감소한다.
• 단일 개입의 한계:
  • 식량 체계 전환(Sup/Dem): 이러한 조치들은 완만한 개선(MMP 0.7~1.9% 증가)을 제공하지만, 연결성을 2020년 수준으로 회복시키는 데는 실패한다. 수요 측면의 개입은 육류 소비가 높은 지역의 연결성을 개선하지만, 글로벌 사우스(Global South) 지역에서 농경지 확장을 유도하여 해당 지역의 MMP를 감소시킬 수 있다.
  • 생태계 관리(EcoS): 이 접근법은 더 큰 개선(MMP 2.6% 증가, PAI 5.4% 감소)을 가져오지만, 식량 안보나 건강 압박을 완화하지 못하며 일부 맥락에서 식품 지출 부담을 높일 수 있다.
• 통합 개입의 우수성: 통합 시나리오는 가장 큰 생태적 이익을 제공하며, 2070년 BAU 대비 MMP를 3.2% 증가시키고 PAI를 5.5% 감소시킨다. 이 접근법은 특히 잔여 반자연 서식지가 있는 지역에서 더 넓고 공간적으로 연속적인 개선을 창출한다.
• 공동 편익: 통합 개입은 지역 간 식단 섭취 격차를 좁히고, 식품 폐기물을 44.1% 줄이며, 1인당 식품 지출을 24.8% 낮추고, 영양 부족 인구 5억 7천만 명과 비만 인구 17억 9천만 명을 감소시킨다. 또한 모든 시나리오 중 가장 높은 생물다양성 온전도 지수(BII)를 달성한다.

의의 및 주장
본 논문은 인간이 지배하는 경관 내에서 공간적으로 명시적인 MMP 및 PAI 지표를 사용하여 식량 체계의 전환과 생물다양성 목표를 명시적으로 연결한 첫 번째 연구라고 주장한다. 저자들의 주장은 다음과 같다:

1. 상충 관계를 넘어선 시너지: 생태계 복원을 생산 및 수요 측면의 개입과 통합하는 것은 환경적 무결성과 인간의 웰빙을 모두 지속하기 위한 강력한 경로를 제공하며, 이는 쿤밍-몬트리올 글로벌 생물다양성 프레임워크(KM-GBF) 및 지속가능발전목표(SDGs)와 일치한다.
2. 통합의 필요성: 식량 체계의 전환이나 생태계 관리 중 어느 하나만으로는 생물다양성 보전, 식량 안보, 건강 문제를 동시에 해결하기에 충분하지 않다. 영양 부족과 비만을 줄이면서 생물다양성 혜택을 창출하기 위해서는 통합된 개입이 필수적이다.
3. 정책적 시사점: 글로벌 보호구역의 기능적 연결성을 보호하기 위해서는 단순한 보호구역 확장을 넘어, 더 넓은 식량 체계 개혁 내에 연결성을 고려한 토지 이용 계획을 포함시켜야 한다.
4. 지역적 차별화: 전략적 우선순위는 맥락에 따라 달라져야 한다. 고소비 지역은 수요 측면의 개입과 복원이 결합된 방식에서 가장 큰 혜택을 얻으며, 저소득 및 중소득 지역은 서식지 손실을 방지하기 위해 생산 지향적 조치와 보전 안전장치가 결합된 조치가 필요하다.

본 연구는 설계 단계에서 연결성을 명시적으로 모델링하지 않는 할당 알고리즘(SEALS)의 사용, 미래 인간 발자국 지수에 대한 단순화된 가정, 그리고 포유류 이외의 다른 분류군 및 기후 변화가 작물 적합성에 미치는 영향의 제외 등을 포함한 한계를 인정한다. 이러한 제약에도 불구하고, 본 분석은 식량 체계의 전환이 인간이 지배하는 경관 내에서 연결성을 유지하는 데 근본적임을 입증한다.