생태계서비스 측정체계 기반구축(Ⅱ): 하천생태계를 중심으로

Abstract

본 연구는 생태계-인간후생 연계구도를 중심으로 국내 실정을 고려한 생태계서비스의 개념, 범위, 분류체계를 재정립하고 생태계서비스의 공급현황 및 중요성의 정량화를 위한 통합 측정체계 구축을 목표로 기획되었다. 특히 하천생태계를 대상으로 생태계서비스 특성에 따라 그리고 가치측정 관점에 따라 적용 가능한 다양한 방법론을 검토하고, 대표적인 측정방법인 지표와 경제적 가치추정 기법을 활용하여 사례연구를 진행하였다. 또한 의사결정지원을 위한 통합 측정체계 분석 틀을 설계하고 물리적측정(지표)-화폐화(경제적 가치추정)를 연계하는 사례연구를 제시함으로써, 개별 방법론으로부터 도출된 정보를 통합하는 접근법을 예시하였다. 본 연구는 하천 생태계서비스 분류체계 재정립을 시작으로 지표개발, 가치추정, 통합 측정체계 구축 3부문이 2년도에 걸쳐 병렬적으로 진행되었다. 국내 적용 가능한 하천 생태계서비스 분류체계는 MA(2005), TEEB(2010)에서 제시한 범용적 분류체계를 기반으로 전문가 검토를 거쳐 완성하였다. 생태계서비스의 범주, 즉 공급, 조절, 지지 및 문화서비스의 기본 틀은 유지하되, 범주별 세부항목은 재구성하였다. 하천생태계의 공급서비스에는 식량, 에너지생산, 담수제공, 원료, 유전자원이, 조절서비스에는 기후조절, 수질정화, 수량조절, 재해조절이, 지지서비스에는 서식처제공, 생물종다양성이, 문화서비스에는 생태관광, 휴양/레저, 교육/과학, 경관미, 종교/문화유산이 주요 항목으로 포함된다. 하천 생태계서비스 측정 지표개발은 해외사례를 중심으로 개념적 틀, 지표유형, 지표 선정기준을 검토하고 전문가 인터뷰를 통하여 지표후보군을 구성한 후, 도출된 지표후보군을 대상으로 전문가 설문조사를 통하여 타당성을 검증하였다. 전문가 설문조사는 생태계서비스 범주(공급, 조절, 지지, 문화서비스) 간의 상대적 중요도와 범주 내 세부항목 간의 상대적 중요도 평가를 위한 AHP 설문과, 범주 내 세부항목 측정지표의 대표성 평가를 위한 Delphi 설문으로 구분하여 진행하였다. 지표후보군은 다시 대표성 평가결과와 측정가능성 평가결과에 근거하여 활용지표, 미래지표, 대체지표, 잠재지표 4개의 유형으로 구분하였고, 선정된 지표후보군 중 대표성이 높은 활용지표와 미래지표 중 지도화가 가능한 항목을 선별하여 전국 5대 대권역 113개 중권역으로 시범적용하였다. 본 연구의 지표개발은 생태계서비스 항목별로 1～2개의 지표를 선정하기보다는 다수의 지표를 유형분류를 거쳐 메뉴 형식으로 제시하는 접근법을 취하였다. 이는 하천 생태계서비스 지표개발이 국내에서 처음으로 시도되는 작업이라는 점을 감안하여 가능한 한 다양한 측면을 고려한 다수의 지표후보군을 제시하는 것이 향후 관련연구를 위한 기반구축 차원에서 유용하다고 판단하였기 때문이다. 그러나 동일한 서비스 항목을 다양한 관점에서 측정하고자 한 노력 때문에 지표 간의 중복성, 위계의 불일치, 인접 생태계와의 상호연관성 배제 등의 한계를 내포하고 있는 것도 사실이다. 향후 분석목표에 따른 지표의 차별화(상태지표 또는 성과지표), 선정기준의 개선(대표성, 측정가능성, 정책활용성 등), 측정목표와 지표 간의 과학적 상관관계 규명을 위한 기초연구 확대, 지표유형(활용, 미래, 대체, 잠재지표)에 따른 관리방안의 차별화 등이 지속적으로 이루어져야 할 것으로 생각된다. 하천 생태계서비스 가치추정은 수요측면과 공급측면으로 구분하여 접근하였다. 먼저 수요 측면의 가치추정은 직접연구 설계 시 범위설정과 관련된 이슈를 정리하는 작업을 시작으로, 환경가치종합정보시스템(EVIS)으로부터 하천 생태계서비스 항목별 단위가치(원단위)를 도출하고, 도출된 단위가치를 활용하여 5대 대권역으로 가치합산(value aggregation)을 진행하였으며, 가치합산 과정 및 결과해석상의 유의점을 점검하였다. 진술선호법 지불의사액(원/월/가구, 2010년 기준)에 기초한 수량조절, 수질정화, 재해방지(홍수조절)의 단위가치는 각각 4,724원, 3,869원, 2,285원으로, 지불의사액(원/년/가구)에 기초한 휴양/생태관광, 서식처제공의 단위가치는 각각 11,659원, 1,224원으로 나타났다. 또한 하천생태계가 제공하는 물공급, 수질정화, 재해방지의 연간 가치는(5대 대권역 합계 평균값, 2010년 기준) 각각 5,012억원, 4,104억원, 2,424억원으로 집계되었으며, 서식처제공 가치는 217억원, 휴양/생태관광의 가치는 2,067억원으로 집계되었다. 서식처제공의 경우 다른 서비스에 비해 연간 총 가치가 현저히 낮은 것을 볼 수 있는데, 이는 지지서비스에 대한 낮은 인식이 단위가치에 대한 저평가로 이어지고 다시 연간 가치의 저평가로 이어지는 실증적 증거라 할 수 있다. 앞서 제시한 지불의사액(WTP)기준 가치추정이 수요자(수혜자) 측면의 가치표현이라 한다면 생태계서비스 제공을 위한 비용기준의 가치추정은 공급측면의 가치표현이라 볼 수 있다. 생태계서비스는 시장에서 거래되지 않는 공공재이며, 따라서 수혜자의 지불의사액(WTP)과는 독립적으로 공급 및 관리가 이루어진다. 본 연구는 생태하천복원사업 비용과 공공부문 투자액 분석을 통하여 생태계서비스 제공을 위한 공급측면의 가치를 도출하였다. 먼저 2014년 금강유역 18개 생태하천복원사업 내용 분석결과, 전체 사업비의 17.9%가 수질개선(조절서비스), 16.5%가 생물상보전 및 복원(지지서비스), 5%가 생태계체험 및 교육시설(문화서비스)에 배정된 것으로 나타났다. 2013년 세출결산 기준 정부 관련부처의 생태계서비스 예산투자는 총 8조8천억에 이르는 것으로 나타났으며, 이 중 공급서비스가 12.98%, 조절서비스가 81.33%, 지지서비스가 0.37%, 문화서비스가 5.32%를 차지하는 것으로 집계되었다. 본 연구에서 도출한 수요측면의 생태계서비스 가치와 공급측면의 비용은 전혀 다른 관점에서 측정한 결과이기 때문에 비교 가능한 수치가 아니다. 그럼에도 불구하고 편익과 비용 크기의 상대적 편차는 생태계서비스 가치를 바라보는 수요측면과 공급측면의 어긋남(mismatch)을 단적으로 보여주고 있다 할 수 있고, 따라서 정책적 시사점도 크다. 특히 생태계서비스 관련 공공부문 투자의 대부분이 조절서비스에 투입되고 있으며 조절서비스 제공에 기반이 되는 지지서비스에 대한 투자는 절대적으로 부족하다는 점에 주목하고자 한다. 이는 현재 공공부문에서 생태계 자산(asset)의 보호 및 관리에 대한 투자가 매우 미흡하다는 의미이기도 하다. 지지서비스에 대한 투자를 통하여 조절서비스, 공급서비스, 문화서비스 제공을 담보할 수 있고, 생물다양성/생태계서비스의 보전 및 지속가능한 이용을 위한 효과적인 정책이행이 가능하다. 향후 관련예산 배분의 우선순위 조정이 요구되고, 서식처 보호 및 생물종다양성 유지에 대한 정책적 관심이 요구되는 이유이다. 본 연구에서 설계한 통합 측정체계의 개념적 틀은 생태계-인간후생 연계구도, 가치의 관점, 생태계기능/서비스 범주, 적용 가능한 측정방법론, 통합 접근법을 주요 구성요소로 포함하고 있다. 가치의 관점은 생물다양성/생태계서비스의 중요성 평가를 어떤 측면에서 바라보느냐에 따라 생태적 가치, 공유가치, 개인가치로 구분하였고, 방법론은 측정목표에 따라 생·물리학적 방법론, 사회·문화적 방법론, 경제학적 방법론으로 구분하였다. 다음으로 가치의 관점과 적용 가능한 방법론을 묶어 생태계기능/서비스 범주와 연계하였다. 즉, 생·물리학적 방법론은 생태계 구조/과정-기능 간의 상호연관성 규명을 통한 지지기능 내지는 조절기능 측정에, 사회·문화적 방법론은 지역공동체의 생태계/생태계서비스 의존정도 및 공유가치 측정에, 경제학적 방법론은 공급서비스와 문화서비스(생태관광)로 인한 직접적인 후생증가 또는 조절서비스로 인한 간접적인 후생증가에 따른 개인가치 측정에 대략적으로 대응한다고 볼 수 있다. 통합 접근법은 개별 방법론으로부터의 이질적 정보를 종합하는 병렬적 통합과 연결변수를 중간에 두고 방법론을 이어주는 순차적 통합으로 구분하였다. 병렬적 통합은 비교 가능하지 않은 정성적/정량적 정보의 종합에, 순차적 통합은 방법론 간의 연결변수를 통해 정량적 정보를 종합하는 접근법에 해당한다. 본 연구는 순차적 통합에 중점을 두고 생태계서비스의 물리적측정(지표)-화폐화(가치추정)의 연계방안을 공급량×단위가치의 공식에 근거하여 생태계서비스 범주별로 도식화하여 제시하였다. 또한 담수 이용 서비스의 가치, 하천습지의 수질정화 가치, 강변저류지의 재해방지 가치를 대상으로 순차적 통합 사례연구를 진행하였다. 본 연구는 의사결정지원을 위한 생물다양성/생태계서비스의 측정범위를 어떻게 설정하여야 하며 방법론적으로 어떻게 접근해야 하는가 하는 문제의식으로부터 출발하였으며, 제시한 통합 측정체계의 개념적 틀은 이러한 고민들을 담고자 하였다. 향후 연구차원에서는 개별 방법론/통합 접근법의 개선과 사례연구를 지속적으로 진행하고 연구결과를 축적하여 ‘과학적 사실에 근거한 의사결정’의 기반을 구축하여야 할 것이다. 더불어 의사결정자 및 관련 정부부처는 경제적 효과성/효율성 우선 기준으로부터 벗어나 다양한 가치의 관점을 수용할 수 있어야 하며, 이를 현실화할 수 있는 새로운 의사결정 패러다임 구축에 노력하여야 할 것이다.

This two-year project (2015~2016) develops a classification of ecosystem services for freshwater ecosystem in Korea, proposes a set of indicators to measure the supply of ecosystem services, and examines the unit-values of ecosystem services based on the Environmental Valuation Information System (EVIS), which is an on-line database of the valuation studies conducted in Korea. The ultimate purpose of the study is to design an integrated framework linking indicators and economic valuations to provide comprehensive information to decision-makers by combining physical and monetary information for the freshwater ecosystem services. Drawn from the classification of ecosystem services by MA (2005) and TEEB (2010), a classification of ecosystem services for freshwater is proposed including the provisioning, regulating, supporting and cultural services with sub-items for each category. Food, freshwater use, renewable energy, raw materials and genetic resources are the sub-items of provisioning services. Sub-items of regulating services include climate regulation, maintaining water quantity, water purification, natural disaster control, and biological regulation. Biodiversity and habitat provision comprise supporting services. Cultural services include eco-tourism, recreation, education, and religious/cultural heritage. Multiple indicator candidates for each sub-item of a service category were selected, reviewed, and modified through literature surveys and expert consultations in the first year (2015). The AHP survey was conducted in the second year (2016) to evaluate the relative importance between the service categories and among sub-items within each category. The Delphi survey is designed to examine the representativeness of indicator candidates selected for each sub-item of a particular service category. In addition, we investigate the measurability of each indicator depending on the degree of data availability. Using representativeness and measurability as the criteria, indicator-candidates are grouped into 4 types, which are readily-usable, future-use, proxy, and potential indicators. Readily-usable indicators are the ones ranked ‘high’ in both criteria, suggesting that the indicators in this type ensure representativeness and measurability for the corresponding sub-item of ecosystem service. Future-use indicators score ‘high’ in terms of representativeness and are ‘low’ in measurability, implying that the indicators in this type can be utilized in the near future once their measurability is improved. In contrast, proxy indicators can be categorized as having ‘low’ representativeness and ‘high’ measurability. Note that proxy indicators are literally ‘proxy’ implying that they need to be replaced with ones that are both representative and measurable. One of the research areas which should be pursued afterwards is to find ways to improve the measurability of future-use indicators, transform them into readily-usable indicators and replace proxy indicators. Finally, this study proposes one to three indicator candidates for each sub-item of ecosystem service categories. Economic valuation of ecosystem services takes approaches from two different perspectives ？ demand and supply sides. The demand-side analysis begins with discussing the linkages between classification of ecosystem services, total economic value (TEV) and relevant economic valuation methods. The unit-values of freshwater ecosystem services are derived from on-line database of valuation studies, EVIS. In order to extract the proper sets of willingness-to-pay (WTP) estimates for comparison, we confine our analysis to the estimates where the same valuation method and the same measurement unit are used. A total of 74 estimates are derived which use the stated preference methods with measurement unit of won/month/household. Among these estimates, water quantity supply, water purification, and natural disaster control of regulating services comprise 10, 34, 8 estimates, respectively, and the corresponding average unit-values are 4,724won, 3,869won, and 2,285won(2010=100), respectively. Using these unit-values and the number of households reported from the 2010 Population and Housing Census, the total values for each ecosystem service category are computed in 5 main watersheds of Korea ？ Han, Nakdong, Geum, Seomjin, and Yeongsan River watersheds ？ in Korea. The nation-wide total values, in terms of averages, of water quantity supply, water purification, and natural disaster control of regulating services are estimated as 501.2, 410.4, and 242.4 billion won/year, respectively. The supply-side analysis examines the costs associated with the provision of freshwater ecosystem services. Most ecosystem services share the characteristics of public goods and are not traded in the market and, therefore, the management and supply of ecosystem service are governed by the public sector. First, this study reviews the budget allocations of 18 eco-river restoration projects by the Ministry of Environment in the Geum River watershed in 2014. The analysis reveals that 17.9, 16.5, 5.0% of total budget are allocated to water quality improvement, conservation and restoration of biodiversity and construction of education facilities, respectively, implying that the focus of the eco-river projects is to enhance the regulating and supporting services. Second, we examine the expenditures (or investment) executed in 2013 to improve freshwater ecosystem services by the government including the Ministry of Environment, the Ministry of Land, Infrastructure and Transport, the Ministry of Agriculture, Food and Rural Affairs and the National Emergency Management Agency. The total sum of government expenditures corresponds to 8,882 billion won in 2013, where 12.9, 81.3, 0.3 and 5.3% were spent to improve provisioning, regulating, supporting and cultural services, respectively, indicating that most efforts were concentrated in enhancing regulating services. The conceptual framework of integrated measurement system to assess ecosystem services is described in the Figure 1. The framework is composed of 5 elements ？ stated in the far left panel of Figure 1 ？ including ecosystem-human wellbeing pathways, value perspectives, ecosystem function/services, applicable methods and integration approaches. Perspectives of value is classified as ecological, shared and individual values, and applicable methods are grouped into bio·physical, socio-cultural and economic methodology. Once the perspectives of value, applicable methods and ecosystem function/services are combined, their link among them becomes clearer. The bio·physical modeling is relatively more suitable for quantifying the regulating functions, rather than the services, and the results are more likely to be ecological flow/asset/insurance values in physical terms. The socio-cultural methods such as stakeholder interview and group preference analysis are useful to examine the dependence of community on ecosystem services, which can be translated into shared values. Economic methods are relatively more appropriate for measuring the individual values associated with direct and indirect consumptions of ecosystem services such as food, eco-tourism and water quality regulation. This study defines ‘integration’ as a way of combining and synthesizing the information collected from individual methods. In this context, we classify the integration approach into parallel integration and integration in sequence (or impact pathway analysis). The former refers to the approach of synthesizing heterogeneous or immensurable information gathered from individual methods in descriptive or narrative fashion. The latter approaches are based on the link where actual variables or information are received/given between methods ？ similar with the procedures of impact pathway analysis ？ to combine the information. This study concentrates on the latter approach and proposes the ways of linking physical and monetary information by ecosystem service categories. In principle, the formula for combining of information is to multiply the quantity-supplied by the corresponding unit-value. We provide 3 case studies linking indicators and economic valuations ？ the value of freshwater use, the values of water purification function from riverside-wetland and the values of flood control from riverside buffer zone ？ to illustrate the integration procedures.