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ecology/이론

보전생물학 문제,

1. 보전생물학이란
최근 인간의 활동으로 인한 생물의 멸종과 환경의 파괴에 대한 위기의식으로 발전된 종합과학으로,
- 지구상의 생물다양성을 조사하고, 
- 이들 종, 군집 및 생태계에 대한 인간의 충격을 조사하고,
- 멸종을 방지하고, 종내 유전적 다양성을 유지하고 생물군집과 관련된 생태계의 기능을 보호하고 회생시키는 목적을 갖고있는 학문

2. 보전생물학의 윤리강령
- 종과 생물군집의 다양성은 보전되어야한다
- 개체군과 종의 멸절을 방지해야한다
- 생태적 복잡성은 유지되어야한다
- 진화는 계속되어야한다
- 생물다양성은 원초적가치를 지니고있다


1. 생물다양성
- 종다양성: 지구상에 존재하는 모든 종들
- 유전적다양성: 지리적 및 집단 내에 존재하는 유전자의 변이들
- 생태계다양성: 여러 종류의 생물군집과 그들의 물리화학적 환경

2. keystone resource,종석자원이란
자연보호구역은 다른지역에 비해 종이나 서식처의 다양성이 높다
그 중에서도 특별히 다양성이 높은 서식처를 keystone resource,
- salt ricks and mineral pools: 우림지역의 내륙 무기물이 풍부
- deep pools: 건기에도 마르지 않음
- hollow tree trunks: 새나 곤충들의 번식처
- rotting wood: 동물들의 피난처, 식물과 균류가 다양


1. 지구상에 알려진 종
약 150만종 
곤충이 751,000
기타동물 281,000
식물 248,500
균류 69,000
세균 4,800
원생생물 30,800
조류 26,900
바이러스 100

2. 존재하는 종
철저한 연구결과 한 식물 종 열대나무수관에 9종의 딱정벌레가 서식
55000종의 열대나무가 있으니 40-50만종의 딱정벌레 서식
수관에 사는 딱정벌레는 모든 딱정벌레 종의 44%
딱정벌레는 모든 곤충의 약 20%
500만종의 곤충이 열대우림에 서식
곤충은 전체 종의 1/2를 차지함  
따라서 500-1000 만종으로 추산
Caston & Spicer 2004


1. 생물다양성 가치
- 직접적 사용가치: 목재나 해산물과 같이 사람에 의해서 수확한 생산품에 대해서 적용
- 간접적 사용가치: 자원을 수확하거나 파괴하지 않고 생물다양성에 의해 얻어지는 이익 (수질, 토양보호, 휴양, 교육)
- 부가가치: 미래 전망이 인간사회에 이익이 되는 경우에 해당 (신약으로 개발될 가능성이 있는 약재)
- 존재가치: 생물다양성에 적용될 수 있는 또 다른 종류의 가치 (멸종되어가는 어떤 생물종을 보호하기 위해 얼마를 지불할 의사가 있는지 계산)

2. direct use values, 직접적 경제가치
- consumptive use value, 소비적 사용가치: 지방에서 소비되고 있는 상품 
    소비적가치는 토착민들이 더 이상 그지역에서 나는 재료를 구할 수 없을 때, 그것을 구입하기 위해 얼마를 지불하고 사야만 하는 그 값에 해당
    땔감, 사냥: 전원지역에 사는 사람들은 주변 환경으로부터 일상 생계를 위해 필요한 것들을 획득해서 사용, 이러한 재화는 국가의 GDP에 속하지 않음
    개발도상국에서의 전통사회에 대한 연구 - 지역민들은 땔감, 채소, 과일, 고기, 밧줄과 끈, 건축재료 등을 자연환경으로부터 획득
    단백질 이용: 야생동물을 사냥하여 고기획득
- productice use value, 생산적 사용가치: 시장에서 팔리고 있는 생산품
    야생으로부터 수확하고 국가적, 국제적 상업시장에 내다파는 산물의 가치
    표준적인 경제방법: 최초 판매할 당시에 소요된 비용을 빼고 매겨진 가격
    자연자원에 대한 생산적 사용가치는 산업국가에서도 중요
    자연환경에서 획득해서 시장에 내다 팔리는 부산물은 아주 다양하고 폭넓음
    (땔감목재, 건축목재, 고기, 조개, 약용식물, 야생과실, 식용식물, 야생고기와 가죽, 섬유, 줄기, 꿀, 밀랍, 천연염색, 해조류, 동물사료, 천연향료, 식물성고무와 송진)
    (비교적 규모가 큰 국제적인 산업- 관상어, 열대어류, 열대선인장, 난, 원예산업, 동물원 개인 수집가)


1. indirect economic value, 간접적 경제가치
 - harvest, destruction 없이 이용할 수 있는 경제적 가치
 - 기후조절, 오염물질정화, 집수원보호, 홍수조절, 생태계지표종, 교육과학적가치

2. existence value
 - 멸종되어가는 동물이나 파괴되어가고있는 서식처를 보호하기 위하여 사람들이 지불할 의지가 있는 만큼의 가치


1. comparison
- dominant world view
  human dominate nature
  natural environment and species are resources for humans
  a growing human population with a rising standard of living
  earth's resources are unlimited
  ever-higher technology brings progress and solutions
  emphasizes material progress
  strong central government
- deep ecology
  human live in harmony with nature
  all nature has intrinsic worth, regardless of human needs
  a stable population living simply
  earth's resources are limited and must be used carefully
  appropriate technology must be used with respect for the earth
  emphasizes spiritual and ethical progress
  local control, organized according to ecosystems or bioregions

2.individuals는 그 species의 일시적인 대표자일 뿐 언젠가는 죽기마련이고,
실질적으로 지속적 진화와 분화를 겪는 것은 species이므로 보전의 대상이 된다.


1. 보전목적으로 희귀종과 절멸위험종의 상태를 강조하기 위해서 IUCN과 세계보전모니터링센터(WCMC)가 지정한 9개의 보전 범주
- extinct 절멸종 : 더 이상 존재가 알려져있지 않은 종
- extinct in the wild 야생절멸종 : 사육과 재배로만 존재하는 종 또는 그 종의 원래 분포영역 밖에서 자생화한 개테군으로서 살고있는 종
- critically endangered 절멸위기종 : 오래지 않아 야생에서 절멸 위험이 매우 큰 종으로 길어야 10년 이내 3세대 이내 절멸확률이 50% 이상인 종
- endangered 절멸위험종 : 가까운 미래에 야생에서 절멸 위험이 매우 커 절멸위기종으로 바뀔 종으로 20년 이내 5세대 이내 절멸확률이 20% 이상인 종
- vulnerable 취약종 : 중기 정도의 미래에 야생에서 절멸될 위험이 있으며 절멸위험종으로 바뀔 종으로 100년 이내 절멸확률이10% 이상인 종
- near threatened 근 취약종 : 양적으로 취약종에 가깝지만, 현재는 절멸위험이 없는 종
- least concern 최소위협종 : 절멸위험이 없다고 파단되는 종
- data deficient 데이터미비종 : 절멸위협성을 판단할 적절한 정보가 존재하지 않는 종
- not evaluated 미평가종 : 절멸위기 범주의 평가대상이 되지 않는 종

2. critically endangered 절멸위기종 특징
- 지난 10년이나 3세대에 걸쳐 개테군이 80%이상 감소되거나 그 이상의 감소가 예상될 때
- 종이 제한적인 범위에서 서식(100km2보다 적은 곳), 서식지의 감소가 예측되거나 관찰될때, 생태적 불균형이나 상업적으로 개발될때
- 전체 개체군을 구성하는 성체수가 250개체보다 적고, 3년이내 한세대에 걸쳐 25%까지 번식 개체수의 감소가 예상되거나
- 개체군의 크기가 50개체 이하의 성체로 이루어져 있거나
- 10년이나 3세대 내에 전체가 절멸할 가능성이 50% 이상일 때


1. habitat fragmentation
- 넓고 연결되어 있는 서식처가 두개 이상으로 나뉘는 것
- 인간의 광범위한 건설활동에 의해 일어남, 펜스 다리 도로 건물 등
- 서식처 면적의 감소, 생물의 이동을 막게되어 먹이와 mating을 제한, 개체군의 분할, 종이 확상 정착할 수 있는 잠재력의 제한

2. edge effect
- 가장자리 효과로 빛 온도 습도 바람들의 변동이 심하다. 
- 정사각형 지역 내에 (십자)도로가 없을 경우 edge effect를 받지 않는 면적은 64%이나, 도로가 건설되면 34.8%로 급감하게 된다.


1. invasive species가 새로운 지역에서 증가할 수 있는 증력 두가지
- absence of their natural predator & parasites
- 인간활동에 의해 손상된 지역에서 native species보다 더 높은 적응력을 가짐

2. maximum sustainable yield의 이론으로 현실을 정확히 예측할 수 없도록 하는 요인들
- weather conditions (resource base fluctuation)
- disease outbreaks
- illegal outbreaks
-damage to stock during harvesting


1. minimum viable population MVP
- 최소생존가능집단 또는 종이 장기간 생존하는 데 꼭 필요한 개체수로,
보전 전략 수립시에 홍수에 살아남을 수 있는 개체수를 추정했는데
이때 그는 평균홍수가 아니라 극한향의 홍수가 올 때를 가정해 산청했다. 
이처럼 홍수 태풍 지진 산불 화산폭발 흉년 등의 극한 상황을 고려해야함

2. extinction vortex 멸종 소용돌이 
- 집단이 작을수록, 개체수변이, 환경적변이, 유전적요인에 더 취약해진다.
그래서 생식이 줄어들고 사망율이 늘고 개체수가 더 작아져 소멸된다.
이것은 소용돌이 같아서 그안으로 갈수록 더 급속하게 진행되고 이로부터 빠져나올 수 없게 된다.


1. studying population
- gathering ecological information
    published literature : 희귀종이나 관련된 종 또는 같은 서식처형을 연구해 왔을 경우, 다양한 책이나 논문 보고서 참고문헌 출판된 자료 등으로 쉽게 접근
    unpublished literature : 과학자 시민 정부요원 보전기관에 의해 기록된 미공개보고서(gray literature) 대화나 강의 포함
    field work : 지구에 존재하는 종의 적은 수만 연구되었음, 종의 생태는 장소에 따라 변화하기 때문에 필수적, 종의 상태뿐 아니라 생물학적 물리적 환경에 대한 종의 관계는 야외조사에서만 결정 가능
- monitoring population
    종의 보전상태를 알기 위해서는 현장에서 개체군의 개체수 조사와 장기모니터링을 실시해야함
    조사방법(전수조사, 표본추정법) - 규칙적으로 개체군의 개체수 조사를 반복함으로써 개체군 크기와 분포를 결정
    장기간 개체수 조사는 기후나 예기치 못한 자연환경의 변화에 의해 생기는 개체군의 단기적 변동과 개체군이 장기간에 걸쳐 증감하는 경향을 쉽게 구별
-  inventories
    어떤 개체군 내의 현존하는 개체의 총 수를 헤아리는 것
    비용이 적게 드는 간단한 방법으로 연속적인 시간 간격에 걸쳐 목록화를 반복하면 개체군이 안정한지 증가 또는 감소하고 있는지 파악
    넓은 지역에 걸쳐 수행된 목록화 - 종의 범위와 지역적 풍부도의 넓이를 결정하는데 도움
- surveys
    군집에서 어떤 종의 개체수나 밀도를 추정하기 위한 반복적인 표본조사
    한 지역을 여러 표본구로 나누고 각 표본구 안의 개체수를 파악 - 총 개체수로부터 그 종의 실제 개체군 크기 추정
    개체군이 아주 크거나 개체군 범위가 넓은 때 사용
    많은 식물의 deeding stage나 수중 무척추동물의 유생기와 같이 생활사 중 숨겨진 시기에 특히 적합
- demographic study
    개체군의 생장 생식 생존율을 결정하기 위하여 어떤 개체군내의 개체를 추적하는 것
    모든 연령급과 크기의 개체들이 포함되어야하고 전체 개체군 또는 표본 개체군을 대상으로 조사
    개체군 연령구조에 대한 정보를 제공 (안정된 개체군, 개체군 감소나 위험, 개체군 증가를 예측)
    공간적 특성을 제공 (종의 개체군 수, 개체군 내에서의 이주 시간적 공간적 안정성)

2. PVA, population viability analysis
- 어떤 종이 어떤 환경에서 지속해서 생존할 수 있는 능력이 있는 가에 대한 예측
- 어떤 개체군 또는 어떤 종이 미래에 어떤 시점에서 절멸로 가는 가능성을 수학적, 통계학적 방법을 사용하여 예측
- 종의 요구성과 환경에서 이용할 수 있는 자원의 범위를 파악함으로 자연사에서 퓌약한 시기를 파악
- 서식지의 유실, 서식지 조각화 및 훼손이 희귀종에 미치는 영향을 파악하는데 유용
- 사냥의 감소(또는 증가)나 보호된 서식지 면적의 증가(또는 감소)와 같은 관리 노력들이 절멸가능성에 어떻게 영향을 주는지 평가
- 야생에서 포획되거나 사육된 개체들의 방사를 통한 개체군 증가의 영향을 모델화할 수 있으며, 종의 개체군크기가 넓게 변동하는 특징을 가질 때 유용.


1. 사육된 혹은 야생에서 잡혀온 동물을 release하는 방법
- soft release: 방사지점에서 동물들 스스로 살아갈 수 있을 때까지 일시적으로 우리에 넣어 보호하며, 단계적으로 방사하는 것
- hard release: 먹이 공급과 같은 인위적 도움 없이 사육 상태에서 야생으로 바로 release

2. 새로운 개체군을 만드는 3 program 
- reintroduction program : 사육되었거나 야생에서 포획된 개체를 현재에는 살고있지 않지만 과거에 살았던 범위에서 생태적으로 적당한 지역에 방사하는 것
- augmentation program : 개체군크기와 gene pool을 증가시키기 위하여 현존개체군 속에 신규개체들을 방사하는 것. 방사개체들은 육종 혹은 야생에서 포획된 개체
- introduction program : 육종 혹은 포획된 동물이나 식물을 그들이 분포하였던 지역 이외의 적절한 지역으로 도입하는 것. 본래의 서식처가 큰 파괴를 받았을 경우 사용


1.
- in situ conservation : 장기적으로 원래 서식처에서 자연군집과 개체군들을 보존 (국립공원 등)
- ex situ conservation : 인위적 관리범위 내에서 개체를 유지하는 방법 (동물원, 식물원 등)

2. ex situ conservation 장점과 한계점
- 장점: 멸종위험에 처한 작은 개체군내 종들을 급격히 증가시킬 수 있다
- 단점: 좁은 gene pool 에서의 유전적 다양성 감소, 적응과 학습에 문제가 생긴다


1. 보호구역에 대한 IUCN의 분류체계
- 순수자연보호구역 strict nature reserves or wilderness areas
- 국립공원 national parks
- 국립천연기념물 또는 기념비 national monument or landmark
- 관리자연보호구역 managed wildlife sanctuaries and nature reserves
- 경관보호구역 protected landscapes and scapes
- 관리자원보호구역 managed resouce protected areas

2. 생물다양성보호 우선지역을 찾기위해 고려해야할 기준은
- 특이성 distinctiveness or irreplaceability : 흔하고 널리 분포하는 종보다는 드문 고유종에 우선권
- 멸종위기 취약성 endangerment or vulnerability : 멸종위기에 있는 종 보호에 우선권
- 유용성 utility : 현재 많이 이용되고 있는 종들에게 우선권


1. 네트워크 설계를 위해 고려해야할 4가지 R
- representaion 대표성, 보전지역은 생물다양성의 여러 관점(종, 집단, 서식처 등)을 포함해야한다
- resiliency 회복성, 보전지역은 충분히 커서 생물다양성의 여러관점에서 건강하게 잘 관리되어야한다
- redundancy 잉여성, 보전지역의 네트워크는 미래의 불확실성에도 없어지지 않을 만큼의 생물다양성의 여러관점을 충분히 포함해야한다
- reality 현실성, 보호지역을 구입하고 계속해서 관리할 수 있는 충분한 예산과 정치력을 확보해야한다

2. SLOSS debate, single large or several small
큰 지역 하나를 보호해야하는가, 작은지역 여러개를 지정해 보호해야하는가에 대한 논란
커다란 면적은 많은 종과 광분포 종들을 보호하고 가장자리\전체 서식처 비율을 극소화한다
- 공원이 새로 지정되면 가능한 많은 종과 서식처를 보호하기 위해 가능한 크게 만들어야 한다
- 주변 지역은 공원에 대한 외부위협을 극소화하고 최대한 완충지대buffer zone를 만들어야한다
- 큰 공원이 좋긴 하지만 식물 무척추종물 작은 척추동물을 보호하기 위해서 작은 공원도 많이 만들어야한다


1. 공원관리와 지역주민활용
- 모든 공원 관리 정책은 지역 주민과 외부 관광객의 공원 활용성에 집중
   보호구역의 목적이 뚜렷하게 지역 주민에게 인식되거나 그들이 공원의 목표에 동참하거나 공원방침을 존중한다면,
   공원 내에 자연적인 생물군집이 보다 효과적으로 서식할 수 있다.
- 긍정적인 면 : 지역주민이 공원관리 및 계획에 직접 동참
                     공원관리에 대한 교육을 받아 거기서 일하게 되거나
                     공원내의 생물다양성 보호 및 기타 조절활동으로부터 얻어지는 수익을 배분받는 경우
- 부정적인 면 : 지역주민을 공원 관리계획에 동참시켜 경제적인 이익을 제공함으로써 주변지역의 빈곤한 사람들을 끌어들임
                     관리계획의 구조를 압도하고 보호구역에 훨씬 큰 압력을 가하는 현상을 야기
                     
2. 공원관리에서 지역민들의 상충되는 요구를 해결하는 방법 중 구획화에 대하여 설명하시오
- 일부지역을 지정하여 특정활동에 대해 우선순위를 인정해 주는 것
삼림지역 : 목재채취, 사냥, 야생생물보호 자연적인 길 또는 집수역 관리 등의 목적을 위한 세부 영역지정
해양 : 어로행위가 허가된 영역과 철저하게 어로행위가 금지된 영역, 또한 서핑이나 수상스키 및 다이빙 등이 허가되지만 그 외의 구역에서는 금지
다른 구역은 위기종의 보호 훼손된 생물군집의 복원 및 연구목적으로만 활용


1. 커피재배법 두가지
- 그늘재배법 : 커다란 나무 사이로 커피나무를 심어 재배하는 방법. 큰 나무에 의해 그늘이 형성되어 군집구조가 복잡해지게 되고 결과적으로 생물다양성 보전
- 양지재배법 : 커피나무만을 심어 재배. 군집구조가 단순화 생물다양성이 감소

2. 생물다양성을 보존하면서 벌채 
- 벌채를 할 때, 일정 면적 내의 모든 나무를 벌채하는 것 보다, 큰 나무와 죽어쓰러진 나무는 남겨 군집구조가 복잡하게 유지되도록 함. 군집 복구 시잔이 감소 됨


1. biocultural restoration
- 사람들에게 그들과 그들의 조상들이 가졌던 자연의 역사를 교육을 통하여 다시 돌려주는 것

2. 습지에서 시행되는 no net loss of wetland 복원정책
- 불가피하게 손상된 습지를 그 면적만큼 다른 곳에 대신하여 만드는 것


1. 지역적 수준의 보전방법
land trusts, 토지신탁 : 정부와 사설보전단체들이 보전을 목적으로 토지를 매입하는 방법. 
                                      대부분의 보호지역은 자연보전과 일선 학교와 연계한 교육에 중점을 두고 있다.
                                      이러한 사설보호 네트워크를 통칭 CARTs라 하는데 다양한 목적을 반영
conservation easements, 보전지역권 : 지주들은 토지의 개발, 건축, 분할할 권리를 포기하는 대신 
                                                                토지세의 경감, 여타 다른 세제상의 혜택, 금전적인 보상 등을 통해서 보전지역권을 수용하는 방법.
limited development, 개발제한 : 지주, 부동산 개발업자 보전단체 사이에서 일정부분의 토지는 상업적으로 새발하고 나머지 부분은 보전지역으로 보호하는 방법
                                                      개발지역이 보전지역과 인접해 있는 관계로 땅의 가치가 올라가는 경우가 많기때문에 성공적인 경우가 많다.
                                                      또한 개발제한은 인간사회가 팽창할 경우 다른 기반시설과 건축이 허용된다.
conservation leasing, 보전임대차계약 : 생물다양성보호를 위하여 토지를 잘 관리하는 지주에게 금액을 변제하는 방법
conservation concession, 보전조차 : 보전단체가 그 토지를 사용할 권리를 취득하려는 벌채회사나 다른 채굴회사보다 더 높은 가격으로 매기는 것

2. 전통사회가 포함된 보전노력 중 보전-개발 통합계획의 사례
- 생물권 보전지구, biosphere reserves : 다양한 수준의 이용이 가능한 지역, 절대적으로 보호되어야할 지역, 농경과 벌채가 허용되는 지역으로 구획체계
- 현지내 농업보전, in-situ agricultural conservation : 현대 농업의 장기적 건강을 위해 전통 농부가 경작하고 있는 농작물의 지역적 변이에서 발견되는 유전적 다양성을 보존
- 자원채취허용 보전지구, extractive reserves : 원주민들은 생물군집을 통해 생산물을 얻어왔고, 새로 지정된 보호구역에서 자연산물을 채취할 권리를 유지
                                                                         자원채취허용 보존지구를 지정 원주민들에게 그들의 생활방식을 유지하도록 보장, 그 땅이 방목지와 농장으로 바뀌는 것 방지
- 지역공동체 기반의 주도, community-based initiatives : 많은 경우 원주민들은 그들 주변의 삼림, 강, 해안, 야생생물을 보호 
                                                                                         이러한 활동을 이용하여 정부와 보전단체는 전통적인 토지에 법적지위를 제공하고,
                                                                                         과학적인 전문가의 의견을 받으며, 기반시설을 개발할 수 있는 재정후원을 통해 지역수준의 보전활동 실시
- payment for environmental services : 개인의 토지소유주나 지역사회가 생태계보호를 위하여 직접적으로 보전비용 지불
 

1. 생물다양성보전에 국제적협력이 필요한 이유
- 많은 생물종이 국가간 경계를 넘어 이주
- 생물 생산물의 국가간 거래는 통상적인 일
- 생물다양성의 이익은 국제적 중요성을 가짐
- 생태계를 위협하는 환경오염에 관한 많은 문제가 국제적 규모와 국가간 협력을 요구한 것들 임

2. 리우선언
- 환경과 개발에 관해 부유한 나라, 가난한 나라 모두가 취해야할 행동강령에 대해 일반적인 원칙을 제시
  자연자원에 대한 경제사회 개발을 위해 이용할 수 있는 각국의 권리는 다른 나라의 환경을 해치지 않는 범위 내에서 인정됨
  이 선언은 회사나 정부다 유발한 환경피해에 대해서 당사자가 재정적 책임을 져야한다는 오염자 부담 원칙을 천명


1. translational scientist
- 실험/연구결과를 법제정이나 공공정책에 적용시키는 과학자

2. 보전생물학자가 표방해야하는 다섯가지 역할 모델
- educator
- be politically active
- organizer
- motivator
- manager

1. extinction

백만년전  지질시대                             대량절멸을 경험한 생물군

              제4기 Quaternary
0.01                                                  대형포유류와 조류, 인간집단에 의한 생물종의 소멸
              제3기 Tertiary
065                                                   파충류(dinosaurs), 유공충과 연체동물을 포함하는 많은 해양생물종 
              백악기 Cretaceous
              쥬라기 Jurassic
180                                                   수많은 파충류와 해양 연체동물을 포함한 동물 과의 35%
              트라이아스기 Triassic
250                                                   많은 수목종, 양서류, 대부분의 원생동물과 완족동물, 모든 삼엽충을 포함하는 해양생물종의 95%, 과의 50%의 해당하는 생물 종의 절멸
              페름기 Permian
              석탄기 Carboniferous
345                                                   무악고기와 원시어류 그리고 삼엽충을 포함하는 동물 과의 30%
              데본기 Devonian
              실루리아기 Silurian
              오르도비스기 Ordovician
500                                                   많은 삼엽충을 포함하는 동물 과의 50%
              캄브리아기 Cambrian