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문제 정의
- 이상과 같은 시스템의 동적균형이 안정적인가에 대해서는 이미 3장의 시스템 사고에서 논한 바와 같이, 멸종까지 이끌 수 있는 과다한 소멸률(남획 등)을 적용하지 않고, 위의 범위조건을 만족시키는 정상적인 파라메터의 값이라면 충분히 조절루프에 의해서 안정성이 확보될 수 있음을 추론할 수 있다. 다만 해석적으로 이를 증명하기 위해서는 본 연립미방시스템의 Jacobian 행렬을 구한 후 그 행렬의 고유치(eigenvalues)에 의한 테스트를 수행해야 하며, 이는 상기 이론모델로 구할 경우 대단히 길고 복잡한 과정이 될 수 있으므로 다음 절의 실험례의 파라메터 추정치를 적용한 검증의 예시를 [부록 2]에 제시하고자 한다.
- 즉, 선행연구의 장점인 이동행태의 모델구조(이소개체군 모델링)를 살리는 동시에 선행연구의 단점인 2단계 먹이사슬 구조를 극복하기 위해서, 기존 피식-포식모델의 원형이라고 할 수 있는 Lotka-Volterra 모형의 확장구조를 탐색함으로써 제주도의 노루에 관련된 다양한 변수들을 충분히 포함할 수 있도록 새로운 확장구조를 개발하는 것이 본 논문의 주된 목적이다. 본 논문은 궁극적으로 제주노루의 개체수관리라는 실제적인 지향점을 두고 있는 일련의 장기연구에 있어서, 모델링 과정에서 나타나는 문제점을 극복하는 새로운 모델구조의 개발결과를 제시하는 것으로서 방법론적이며 모델구조에 관한 이론적인 성격의 논문이라고 할 수 있다.
- 본 논문은 제주노루의 개체수 관리를 위한 일련의 연구의 일환으로서, 김도훈 외(2008, 2006) 등에서 제시하였던 노루의 이소개체군간 이동행태를 살리기 위해 선행연구의 모델구조를 개선한 결과를 제시하고 있다. 즉, 선행연구의 한계였던 노루의 이동행태를 정확히 반영하고 관련 외생변수들을 내생화시키기 위하여, 기존 피식-포식 모델에서 활용된 2단계 먹이사슬 구조를 3단계 구조로 표현한 확장적 Lotka-Volterra 구조를 적용한 결과를 제시하였다.
- 본 논문은 제주도의 노루개체수의 관리라는 궁극적이며 실제적인 목적을 지향하는 과정에서, 상기와 같은 선행연구의 한계를 극복하기 위해 모델의 구조를 확장하고 개선하는 것을 우선적인 목적으로 삼는다. 즉, 선행연구의 장점인 이동행태의 모델구조(이소개체군 모델링)를 살리는 동시에 선행연구의 단점인 2단계 먹이사슬 구조를 극복하기 위해서, 기존 피식-포식모델의 원형이라고 할 수 있는 Lotka-Volterra 모형의 확장구조를 탐색함으로써 제주도의 노루에 관련된 다양한 변수들을 충분히 포함할 수 있도록 새로운 확장구조를 개발하는 것이 본 논문의 주된 목적이다.
- 본 연구에서는 모델의 개발과 모델구조에 대한 타당성 제고에 초점이 있으므로 구체적으로 제주도의 실제 데이터를 적용하지는 않았으며, 제안된 모형이 바람직한 행태를 보이는지, 그 동적균형은 안정적인지 등을 테스트하기 위하여 정상적인 파라메터의 설정값을 통해 실험례를 제시하고자 한다. 제주도의 현황자료에 근거한 시뮬레이션과 실제적인 정책 제언 등은 추후 연구에서 진행될 것이다.
- 본 절에서는 연구모델의 개발을 위해 제주도와 한라산에 서식하는 노루의 생태적 특징을 기술하고, 이로부터 개체수의 동역학에 필요한 인과모형 및 수리모형의 핵심적인 가설(dynamic hypothesis)을 정립하여 제시하고자 한다. 본 절의 노루생태에 대해서는 제주 노루 생태관찰원 생태자료실2) 및 오장근 외(2009), 김병수 외(2007)의 문헌을 참고하였다.
- 본 논문은 제주도의 노루개체수의 관리라는 궁극적이며 실제적인 목적을 지향하는 과정에서, 상기와 같은 선행연구의 한계를 극복하기 위해 모델의 구조를 확장하고 개선하는 것을 우선적인 목적으로 삼는다. 즉, 선행연구의 장점인 이동행태의 모델구조(이소개체군 모델링)를 살리는 동시에 선행연구의 단점인 2단계 먹이사슬 구조를 극복하기 위해서, 기존 피식-포식모델의 원형이라고 할 수 있는 Lotka-Volterra 모형의 확장구조를 탐색함으로써 제주도의 노루에 관련된 다양한 변수들을 충분히 포함할 수 있도록 새로운 확장구조를 개발하는 것이 본 논문의 주된 목적이다. 본 논문은 궁극적으로 제주노루의 개체수관리라는 실제적인 지향점을 두고 있는 일련의 장기연구에 있어서, 모델링 과정에서 나타나는 문제점을 극복하는 새로운 모델구조의 개발결과를 제시하는 것으로서 방법론적이며 모델구조에 관한 이론적인 성격의 논문이라고 할 수 있다.
가설 설정
- • [가설 2] 노루의 개체수는 먹이 및 번식에 있어서 종내 경쟁 등 주어진 서식지에 대한 서식밀도의 제약을 받음.
- • [가설 3] 노루의 개체수는 자연사망과 천적에 의한 포식은 물론, 인위적 수렵(밀렵)행태나 로드킬 등을 주요 감소원인으로 제시할 수 있음.
- • [가설 4] 노루의 로드킬은 노루의 고지대와 저지대 간 이동습관에 영향을 받으며 이동량에 비례함.
- [그림 1]은 노루의 자연적인 개체수 변화와 이동에 관한 인과구조를 나타내고 있다. [가설 1] 및 피식-포식 모형의 원형인 고전적 Lotka-Volttera 모델에서와 같이 노루의 개체수는 피식종인 먹이의 섭취량과 개체수에 따라 결정된 출생량과 [가설 2]의 밀도제약, [가설 3]의 자연사망량, [가설 6]에서 주 서식지를 바꾸는 잔존 이동량에 의해 변화된다.
- 본 모델에서 노루의 이동량은 [가설 5]과 같이 먹이부족률(=서식밀도/먹이량)에 피드백 되는 구조를 나타내고 있다. [그림 1]에서 표현된 [가설 2]의 밀도제약은 본 인과지도에서 먹이의 부족에 의한 이동으로 표현되며, 천적이나 수렵, 로드킬 등의 희생 등 밀도제약과 관련된 피드백은 천적과의 상호작용에서 다시 구체화될 것이다. 이동에 따른 피드백 구조는 결과적으로 노루의 개체수가 증가[감소]하면 먹이부족률이 증가[감소]하여 먹이량이 감소[증가]되고, 먹이량이 감소[증가]되면 출생 및 이동을 촉진하여 개체수를 조절하는 전형적인 생태적 원리를 표현하고 있다.
- ∙ [가설 1] 노루는 특정 식물(쌍떡잎 초본잎, 나무 및 관목 등)들을 섭취하며, 이 특정 식물들의 섭취를 통해 종을 유지하고 종의 개체수를 증식시킴.
- 구체적으로 본 연구에서는 의 제주도내 해발고도에 따른 노루밀도의 분포에 두개의 피크(해발 500-600m의 밀도 및 해발 200-400m에 주로 분포한 골프장의 밀도)가 있음을 감안하여 이질적인 두 개의 분포를 가정하였다.
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