시스템 생태학적 접근법에 의한 넙치생산의 지속성 평가 -2. 넙치 육상양식산업에 대한 예측- Sustainability of Olive Flounder Production by the Systems Ecology -II. Simulating the Future of Olive Flounder Aquaculture on the Land-원문보기
본 연구에서는 자연환경과 경제활동에 의존하는 넙치 양식산업의 변화 양상을 파악하기 위해서 시스템 생태학적 접근법에 의한 에너지 시스템 모델을 작성하여 시뮬레이션을 실시하였다. 시뮬레이션 결과에 의하면 현재와 같은 에너지 소비구조와 시스템으로 넙치 양식산업이 진행될 경우에 자산, 화폐보유량, 생산량은 일정한 수준의 정상상태에서 지속되는 것으로 예측되었다. 그러나 화석연료의 고갈을 고려할 경우, 비영속성 에너지원에 의존하는 현재의 시스템은 초기 증가 후 수입과 지출이 균형을 이루는 시점부터 자산, 생산량 등이 지속적으로 감소하는 것으로 예측되었다. 따라서 장기적인 측면을 고려할 때, 넙치 양식산업 및 수산 양식산업의 지속성을 위해서는 국내의 자연환경자원에 의존하는 에너지 저 소비형의 생산 시스템 구조를 가진 생태공학적 시스템으로 의 전환 뿐만아니라 일반해면어업과 조화를 이룰 수 있는 수산정책이 요구된다.
본 연구에서는 자연환경과 경제활동에 의존하는 넙치 양식산업의 변화 양상을 파악하기 위해서 시스템 생태학적 접근법에 의한 에너지 시스템 모델을 작성하여 시뮬레이션을 실시하였다. 시뮬레이션 결과에 의하면 현재와 같은 에너지 소비구조와 시스템으로 넙치 양식산업이 진행될 경우에 자산, 화폐보유량, 생산량은 일정한 수준의 정상상태에서 지속되는 것으로 예측되었다. 그러나 화석연료의 고갈을 고려할 경우, 비영속성 에너지원에 의존하는 현재의 시스템은 초기 증가 후 수입과 지출이 균형을 이루는 시점부터 자산, 생산량 등이 지속적으로 감소하는 것으로 예측되었다. 따라서 장기적인 측면을 고려할 때, 넙치 양식산업 및 수산 양식산업의 지속성을 위해서는 국내의 자연환경자원에 의존하는 에너지 저 소비형의 생산 시스템 구조를 가진 생태공학적 시스템으로 의 전환 뿐만아니라 일반해면어업과 조화를 이룰 수 있는 수산정책이 요구된다.
In Korea, an olive flounder is very popular fish food item. However, due to the increasing human population, the present catches of the olive flounder may not be sufficient to satisfy the present demand. To increase the supply of the olive flounder, aquaculture has been begun. An interest in the aqu...
In Korea, an olive flounder is very popular fish food item. However, due to the increasing human population, the present catches of the olive flounder may not be sufficient to satisfy the present demand. To increase the supply of the olive flounder, aquaculture has been begun. An interest in the aquaculture of the olive flounder has been increased recently because of its characteristics of good growth and high price in the market, However, the productivity of the olive flounder aquaculture depends on economic inputs such as fuels, facilities, and labor. The rapid growths of the olive flounder aquaculture and the concerns about economic and ecological sustainability have focused peoples attention on the aquaculture industry. In this study, an energy systems model was built to simulate the variation of sustainability on the aquaculture of olive flounder, The results of simulation based on calibration data in 1995 show that olive flounder production yield and asset slowly increase to steady state because of the law of supply and demand. The results of simulation based on the variation of oil price show that the more increase the oil price, the more decrease the olive flounder economic yield and asset. Energy sources required for systems determine the sustainability of systems. Conclusionally, the present systems of the olive flounder aquaculture should be transformed to ecological-recycling systems or ecological engineering systems which depend on renewable resources rather than aquaculture systems which depend on fossil fuels, and be harmonized with the fishing fisheries by the sustainable use of renewable resources in the carrying capacity.
In Korea, an olive flounder is very popular fish food item. However, due to the increasing human population, the present catches of the olive flounder may not be sufficient to satisfy the present demand. To increase the supply of the olive flounder, aquaculture has been begun. An interest in the aquaculture of the olive flounder has been increased recently because of its characteristics of good growth and high price in the market, However, the productivity of the olive flounder aquaculture depends on economic inputs such as fuels, facilities, and labor. The rapid growths of the olive flounder aquaculture and the concerns about economic and ecological sustainability have focused peoples attention on the aquaculture industry. In this study, an energy systems model was built to simulate the variation of sustainability on the aquaculture of olive flounder, The results of simulation based on calibration data in 1995 show that olive flounder production yield and asset slowly increase to steady state because of the law of supply and demand. The results of simulation based on the variation of oil price show that the more increase the oil price, the more decrease the olive flounder economic yield and asset. Energy sources required for systems determine the sustainability of systems. Conclusionally, the present systems of the olive flounder aquaculture should be transformed to ecological-recycling systems or ecological engineering systems which depend on renewable resources rather than aquaculture systems which depend on fossil fuels, and be harmonized with the fishing fisheries by the sustainable use of renewable resources in the carrying capacity.
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
문제 정의
따라서 본 연구에서는 실질적인 수산자원으로서의 넙치 가치를 평가한 Emergy 분석 (Kim et al., 2001)을 기초로 시스템 생태학적 접근법에 기초한 에너지 시스템 모델링에 의해 넙치 양식산업의 미래를 예측하고, 이러한 결과를 바탕으로 넙치양식을 비롯한 수 산양식산업의 발전방향을 제시하고자 한다.
본 연구에서는 자연환경과 경제활동에 의존하는 넙치 양식산업의 변화 양상을 파악하기 위해서 시스템 생태학적 접근법에 의한 에너지 시스템 모델을 작성하여 시뮬레이션을 실시하였다. 시뮬레이션 결과에 의하면 현재와 같은 에너지 소비구조와 시스템으로 넙치 양식산업이 진행될 경우에 자산, 화폐보유량, 생산량은 일정한 수준의 정상상태에서 지속되는 것으로 예측되었다.
제안 방법
계수 산정은 보유량, 외부 에너지원, 그리고 각각의 에너지 흐름에 대한 자료를 조사하여 정규화 하였다. 외부 자연에너지원의 유입은 수조면적, 3,000m2 육상 수조 양식시설에 유입되는 해수로 연간 6,132천톤이었다.
넙치 양식산업 시스템의 시 · 공간적 경계를 설정하고, 생산활동을 하나의 시스템으로 파악할 수 있도록 에너지 부호를 이용하여 에너지 시스템 다이어그램을 작성하였다. 다이어그램 작성방법은 첫째, 시스템의 경계를 설정하는 것으로, 넙치 양식장의 규모는 Park and Uh (1993)의 연구에 의해 수조면적과 양식기간을 기준으로 넙치 양식장 규모에서 경제성이 가장 높게 평가된 3,000m2의 육상수조 양식장을 공간적 경계로 설정하고, 시간적으로는 1년 단위의 자료를 기초로 하였다.
넙치 양식산업 시스템의 시 · 공간적 경계를 설정하고, 생산활동을 하나의 시스템으로 파악할 수 있도록 에너지 부호를 이용하여 에너지 시스템 다이어그램을 작성하였다. 다이어그램 작성방법은 첫째, 시스템의 경계를 설정하는 것으로, 넙치 양식장의 규모는 Park and Uh (1993)의 연구에 의해 수조면적과 양식기간을 기준으로 넙치 양식장 규모에서 경제성이 가장 높게 평가된 3,000m2의 육상수조 양식장을 공간적 경계로 설정하고, 시간적으로는 1년 단위의 자료를 기초로 하였다. 둘째, 주요 외부에너지원, 시스템 내의 주요 생산, 소비, 그리고 저장과정을 Odum (1971)에 의해서 개발 된 에너지 시스템 언어 (energy systems language)로 나타내었다.
에너지 시스템 다이어그램, 수식화, 모델 보정 및 프로그램 작성을 거친 에너지 시스템 모델에 1995년도 넙치 양식산업의 자료를 적용하여 미래에 대한 예측을 실시하였다. 본 연구에서는 두 가지 조건, 첫째, 넙치 양식산업 시스템의 1995년도 자연환경과 경제활동의 이용률과 넙치의 공급증가에 따른 가격변동을 고려한 조건, 둘째, 향후 화석연료 고갈에 따른 유가상승을 가정하여 시스템의 변화를 예측하였다.
둘째, 주요 외부에너지원, 시스템 내의 주요 생산, 소비, 그리고 저장과정을 Odum (1971)에 의해서 개발 된 에너지 시스템 언어 (energy systems language)로 나타내었다. 셋째, 외부 에너지원으로부터 시작하여 내부의 각 요소에 대하여 에너지, 물질의 흐름과 에너지, 물질, 정보 등과 반대되는 흐름을 가진 화폐의 흐름에 따라 각 부호를 연결하여 에너지 시스템 다이어그램을 작성하였다 (Odum, 2000).
에너지 시스템 모델에서 모델의 보정은 모델 내부의 보유량, 외부 에너지원, 그리고 각각의 에너지 경로에 대해 Table 1의 실측 및 조사 자료를 이용한 Table 2의 계수 값 산정을 통해 이루어지며, 이를 기초로 Quick BASIC® 프로그램을 작성하여 시뮬레이션을 수행하였다.
이상의 조사된 자료를 3,000m2 면적으로 나누어 초기 경제적 자산과 화폐 보유량은 won/m2, 자연에너지원은 Joule/m2yr, 넙치 생산량은 ton/m2yr, 경제 활동으로부터의 유입은 won/m2yr로 단위를 표현하였고, 각각의 흐름을 정규화하기 위하여 경제적 자산, 화폐보유량, 자연에너지원을 1로 하였다. 이를 기초로 계수 값 K1은 0.
대상 데이터
에너지 시스템 다이어그램, 수식화, 모델 보정 및 프로그램 작성을 거친 에너지 시스템 모델에 1995년도 넙치 양식산업의 자료를 적용하여 미래에 대한 예측을 실시하였다. 본 연구에서는 두 가지 조건, 첫째, 넙치 양식산업 시스템의 1995년도 자연환경과 경제활동의 이용률과 넙치의 공급증가에 따른 가격변동을 고려한 조건, 둘째, 향후 화석연료 고갈에 따른 유가상승을 가정하여 시스템의 변화를 예측하였다.
성능/효과
4의 예측 조건에서 1995년부터 2000년까지의 생산자 물가지수 (한국은행, 2002) 증가율을 적용하였다. 경제적 자산은 초기에는 넙치의 판매 수익의 증가로 인해 다소 상승하는 경향을 보이지만 해를 거듭할수록 누적된 유가상승의 영향으로 인해 판매 수입이 생산 비용에 미치지 못하는 시점부터는 감소하는 경향을 보였다. 화폐 보유량은 초기에는 수입이 비용보다 많아서 증가하는 패턴을 보이지만 그 이후에는 넙치 생산량과 경제적 자산의 감소에 영향을 받아 줄어들어야 하지만 판매가격의 상승에 의해서 일정한 정상상태를 유지하는 것으로 예측되었다.
시뮬레이션 초기에 증가를 나타낸 이후에 정상상 태에 도달하여 계속적으로 유지되고 있었다. 넙치 생산량은 초기에는 비용에 비하여 수익이 큰 관계로 증가하는 추세를 보이지만 시간이 경과함에 따라 수입과 지출이 균형을 이루면서 그 증가 속도가 감소하여 정상상태에 도달하는 것으로 예측되었다. 이상의 시뮬레이션 결과에서 넙치 육상 양식 시스템은 초기 수익에 의해서 양식 시설 및 각종 재화와 용역의 계속적인 유입으로 넙치의 생산이 지속적으로 증가되지만 넙치의 과잉 생산은 넙치 판매가격의 하락을 초래하여 경제적 자산, 화폐보유량, 넙치 생산량이 지속적으로 증가되지 못하고 정상상태에 도달하는 것으로 예측되었다.
다이어그램 작성방법은 첫째, 시스템의 경계를 설정하는 것으로, 넙치 양식장의 규모는 Park and Uh (1993)의 연구에 의해 수조면적과 양식기간을 기준으로 넙치 양식장 규모에서 경제성이 가장 높게 평가된 3,000m2의 육상수조 양식장을 공간적 경계로 설정하고, 시간적으로는 1년 단위의 자료를 기초로 하였다. 둘째, 주요 외부에너지원, 시스템 내의 주요 생산, 소비, 그리고 저장과정을 Odum (1971)에 의해서 개발 된 에너지 시스템 언어 (energy systems language)로 나타내었다. 셋째, 외부 에너지원으로부터 시작하여 내부의 각 요소에 대하여 에너지, 물질의 흐름과 에너지, 물질, 정보 등과 반대되는 흐름을 가진 화폐의 흐름에 따라 각 부호를 연결하여 에너지 시스템 다이어그램을 작성하였다 (Odum, 2000).
본 연구에서는 자연환경과 경제활동에 의존하는 넙치 양식산업의 변화 양상을 파악하기 위해서 시스템 생태학적 접근법에 의한 에너지 시스템 모델을 작성하여 시뮬레이션을 실시하였다. 시뮬레이션 결과에 의하면 현재와 같은 에너지 소비구조와 시스템으로 넙치 양식산업이 진행될 경우에 자산, 화폐보유량, 생산량은 일정한 수준의 정상상태에서 지속되는 것으로 예측되었다. 그러나 화석연료의 고갈을 고려할 경우, 비영속성 에너지원에 의존하는 현재의 시스템은 초기 증가 후 수입과 지출이 균형을 이루는 시점부터 자산, 생산량 등이 지속적으로 감소하는 것으로 예측되었다.
이상의 넙치 육상양식 시스템의 시뮬레이션 결과는 자연환경과 경제활동이 상호 작용하는 시스템의 지속성에 유용한 정보를 제공한다. 각 시스템이 의존하는 에너지원의 종류와 특성은 시스템의 지속성에 직 · 간접적으로 관여한다.
넙치 생산량은 초기에는 비용에 비하여 수익이 큰 관계로 증가하는 추세를 보이지만 시간이 경과함에 따라 수입과 지출이 균형을 이루면서 그 증가 속도가 감소하여 정상상태에 도달하는 것으로 예측되었다. 이상의 시뮬레이션 결과에서 넙치 육상 양식 시스템은 초기 수익에 의해서 양식 시설 및 각종 재화와 용역의 계속적인 유입으로 넙치의 생산이 지속적으로 증가되지만 넙치의 과잉 생산은 넙치 판매가격의 하락을 초래하여 경제적 자산, 화폐보유량, 넙치 생산량이 지속적으로 증가되지 못하고 정상상태에 도달하는 것으로 예측되었다. 이는 수산물 뿐만 아니라 공산품의 경우에도 과잉 생산으로 인한 공급 증가는 가격의 하락을 야기하면서 공급과 수요가 균형을 찾아가는 일반적인 현상이다.
4는 1995년도 자연환경과 경제 상황을 기초로 하여 넙치 양식산업 시스템의 경제적 자산, 화폐 보유량, 그리고 넙치 생산량의 변화에 대한 향후 30년 간의 변화를 예측한 결과이다. 자산 보유량은 생산의 증가와 수익의 재투자로 초기에는 증가하지만 생산의 둔화와 함께 정상상태에 도달하는 것으로 예측되었다. 화폐보유량은 넙치 생산 판매로부터의 수익이 모두 생산비용에 이용되기 때문에.
경제적 자산은 초기에는 넙치의 판매 수익의 증가로 인해 다소 상승하는 경향을 보이지만 해를 거듭할수록 누적된 유가상승의 영향으로 인해 판매 수입이 생산 비용에 미치지 못하는 시점부터는 감소하는 경향을 보였다. 화폐 보유량은 초기에는 수입이 비용보다 많아서 증가하는 패턴을 보이지만 그 이후에는 넙치 생산량과 경제적 자산의 감소에 영향을 받아 줄어들어야 하지만 판매가격의 상승에 의해서 일정한 정상상태를 유지하는 것으로 예측되었다. 넙치의 생산량은 초기에는 증가를 보이지만 유가 상승으로 인한 전기, 사료와 같은 재화와 용역의 유입 감소로 인하여 계속적으로 줄어드는 양상을 나타내었다.
후속연구
(British Petroleum, 2002). 따라서 지구의 모든 시스템은 궁극적으로 재생 가능한 에너지원의 점유율을 증가시킬 때 향후 예견되는 비영속성 에너지원의 감소에 보다 능동적으로 대처할 수 있을 것이다.
, 1995; Kang, 1999)등의 시스템에 대하여 단순한 부분적 기능의 합으로서가 아니라 시스템의 전체적인 역할과 기능을 평가하기 위한 연구가 수행되어 왔다. 이러한 접근법을 통한 미래 예측은 우리에게 모든 것의 토대가 에너지 임을 인식하게 하고 (Odum, 1994), 비영속성 에너지원에 의존한 현재의 지구적 경제성장이 정점에 도달한 이후 초래될 경제성장의 점진적인 하강에 따른 국가, 지역, 산업의 변화에 대한 예견을 제공할 것으로 기대 된다.
따라서 장기적인 측면을 고려할 때, 자연 친화적이며, 에너지를 절약할 수 있는 시스템으로의 전환이 필요하다. 이를 위해서는 국내의 자연환경자원과 천연 사료에 의존하는 에너지 저 소비형의 생산 시스템 구조를 가진 양식기법과 같은 생태공학적 방식으로의 전환과 아울러 자연환경자원을 지속가능하게 이용할 수 있는 일반해면어업과의 상호보조적인 조화가 이루어져야 넙치 뿐만 아니라 수산 양식산업의 지속성이 유지될 것이다.
참고문헌 (17)
British Petroleum. 2002. BP statistical review of world energy London. http://www.bp.com/downloads/1087/statistical-review.pdf
Hansen, K.L., H.T. Odum and M.T. Brown. 1982. Energy models for Volusia County, Florida. Q. J. Fla. Acad. Sci., 45, 209-227
Kang, D.S. 1999. Pulsing and self-organization. Ph. D. Dissertation, Environmental Engineering Sciences, Univ. of Florida, Gainesville, 238pp
Kim, N.K., J.H. Son, J.L. Kim and S.M. Lee. 2001. Evaluation of sustainability for olive flounder production by the systems ecology: I. Emergy analysis of olive flounder production, J. Kor. Fish. Soc., 34, 218-224 (in Korean)
Korea Fisheries Association. 1996. Korean Fisheries Yearbook, 379-548 (in Korean)
Lee, S.M., J.H. Son and J.L. Kim. 2001. Evaluation of Korea's sustainability development by the system ecology: II. Simulating the future of Korea's natural environment and economic development. J. Kor. Env. Sci. Soc., 10, 91-97 (in Korean)
MaGrane, G. 1998. Simulating whole-earth cycles using hierarchies and other general systems concepts. Ph. D. Dissertation, Environmental Engineering Sciences, Univ. of Florida, Gainesville, 372pp
Microsoft corporation. 1995. Introducing Microsoft Windows 95. Microsoft Press, Washington, Redmond, 344pp
Odum, H.T. 1971. An energy circuit language for ecological and social system, its physical basis. In System Analysis and Simulation in Ecology. B. Pattern, Ed. Academic Press. New York, Vol. 2, 139-211
Odum, H.T. 1987. Models for national, international, and global systems policy. Chap., 13, pp. 203-251 in Economic-Ecological Modelling, ed by L.C. Braat and W.F.J. Van Lierop. Elsevier science Publishing, New York, 329pp
Odum, H.T., E.C. Odum and M. Blissett, eds. 1987. Ecology and Economy: Emergy analysis and public policy in Texas. L.B.J. School of Public Affaris and Texas dept. of Agriculture (Policy Research Publication 78). Univ. of Texas, Austin, 178pp
Odum, H.T. and J.E. Arding. 1991. Emergy analysis of shrimp mariculture in Ecuador. Report to Costal Studies Institute, Univ. of Rhode Island, Nrragansett. Center for Wetlands Univ. of Florida, Gainesville, 87pp
Odum, H.T. 1994. Ecological and general systems. The Univrsity Press of Colorado, 644pp
Odum, H.T. and E.C. Odum. 2000. Modeling for All Scales: An Introduction to Systems and Simulation. Academic Press, 398pp
Park, Y.B. and Y.Y. Uh. 1993. Analysis of the profitability and efficiency of the Bastard Hallibut aquaculture business with sea water tanks on the land. Univ. of Pusan National Fisheiies, 40pp. (in Korean)
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.