[논문]포트폴리오 기법을 이용한 복수어종의 최적 생산관리 전략

김도훈

doi:10.12939/fba.2014.45.1.109

[국내논문] 포트폴리오 기법을 이용한 복수어종의 최적 생산관리 전략
A Strategy for Optimal Production Management of Multi-Species Fisheries using a Portfolio Approach 원문보기

水産經營論集 = The journal of Fisheries Business Administration, v.45 no.1, 2014년, pp.109 - 119

Abstract ▼ AI-Helper

This study aimed to examine the applicability of a portfolio approach to the ecosystem-based fisheries management targeting the large purse seine fishery. Most fisheries are targeting multispecies and species are biologically and technically interacted each other. It enables a portfolio approach to be applied to find optimal production of each species through expected returns and risk analyses. Under specific assumptions on the harvest quota by species, efficient risk-return frontiers were generated and they showed a combination of optimal production level. Comparisons between portfolio and actual production provided a useful information for targeting strategy and management. Results also showed the possibility of effective multispecies fisheries management by imposing constraints on each species such as total allowable catch quotas.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구에서는 생태계 기반 어업관리의 실질적인 적용을 위한 하나의 분석도구로 포트폴리오 기법을 대형선망어업에 적용하여 복수어종(고등어, 전갱이, 삼치, 갈치)의 최적 생산과 관리 방안을 모색해 보고자 하였다. 대부분의 어업은 복수어종을 어획대상으로 하고 있고, 복수어종 어획에 있어 특정 어종에 대한 어획은 생태적 혹은 기술적으로 연관된 다른 어종의 어획과 경제적 가치(수익)에 영향을 미치게 된다.
그리고 생태계 기반 어업관리의 실질적 적용을 위한 유용한 방안을 마련해 나가야 한다. 이러한 배경 하에서 본 연구는 생태계 기반 어업관리의 적용기법 마련을 위한 기초적 연구로 포트폴리오 기법을 이용하여 복수어종의 최적 생산 수준을 실증적으로 분석해 보고자 한다. 실증분석에 있어서는 복수어종의 분석이 가장 용이한 대형선망 어업을 대상으로 하였다.

가설 설정

따라서 최근 감소한 생산량 수준을 감안하여 갈치의 어획 할당량은 2011∼2013년 평균인 4,000톤으로 가정하였다.
대형선망어업의 고등어와 전갱이는 이미 TAC 대상종이지만, 삼치와 갈치는 현재 TAC 대상종이 아니기 때문에 어획할당량을 설정할 수 있는 근거자료가 부족한 실정이다. 이에 따라 과거 어획량을 기준으로 삼치와 갈치에 대한 어획할당량을 가정하였다. 우선 삼치의 경우, Table 2에서와 같이, 2009년 이후 생산량이 크게 감소하여 약 7,000톤 수준을 유지하고 있다.
우선, 대형선망어업의 4개 주요 어종만을 대상으로 하였고, 개별어종에 대한 어획할당량 변화만을 고려하여 개별어종별 최적 생산 수준을 분석하고 비교하였다. 특히 TAC 대상종이 아닌 어종(삼치와 갈치)의 경우 자원평가 결과를 바탕으로 한 어획할당량 설정이 불가능하여 과거 어획량을 기준으로 임의로 어획할당량을 가정하여 분석에 이용하였다. 다음으로 과거 5년 기간 동안의 대상어종간 순수익 자료를 이용함으로써 공분산과 상관계수 분석에 있어 통계적 추정의 한계성이 존재한다.

제안 방법

TAC 관리수단에 대한 효과분석 등 포트폴리오 분석 결과를 보다 다양하게 고려하기 위해 다음으로 모든 어종에 대한 어획할당량이 미설정된 경우를 가정하여 포트폴리오 최적 생산 분석을 행해 보았다. 모든 어종에 대한 어획할당량 제약식을 제외하고 목표 순수익(β) 변화에 따른 E－V 프론티어 곡선을 도출하면 Fig.
본 연구는 생태계 기반 어업관리에 대한 포트폴리오 기법 적용을 위한 기초적 연구로 연구의 한계점이 다수 존재한다. 우선, 대형선망어업의 4개 주요 어종만을 대상으로 하였고, 개별어종에 대한 어획할당량 변화만을 고려하여 개별어종별 최적 생산 수준을 분석하고 비교하였다. 특히 TAC 대상종이 아닌 어종(삼치와 갈치)의 경우 자원평가 결과를 바탕으로 한 어획할당량 설정이 불가능하여 과거 어획량을 기준으로 임의로 어획할당량을 가정하여 분석에 이용하였다.
포트폴리오 분석 결과(1)를 확장하고, 생태계 기반 어업관리의 중요성을 더욱 분석하기 위해 모든 어종에 대한 어획할당량이 설정된 경우를 가정하여 포트폴리오 최적 생산 분석을 실시해보았다. 대형선망어업의 고등어와 전갱이는 이미 TAC 대상종이지만, 삼치와 갈치는 현재 TAC 대상종이 아니기 때문에 어획할당량을 설정할 수 있는 근거자료가 부족한 실정이다.

대상 데이터

대형선망어업의 개별어종별 단위당 순수익(e)을 구하기 위한 연간 수익과 비용자료는 수협중앙회 어업경영조사보고서(수산업협동조합중앙회, 2013)로부터 활용하였다. 동 보고서에서는 근해업종별 표본어선에 대한 조업상황(어선현황, 조업일수, 종사자수, 어획량 등), 수지상황(어업수입, 출어비, 임금 및 관리비, 어업이익 등), 그리고 재무상황(자산, 부채, 자기자본 등) 등의 자료를 연간 조사하여 발표하고 있다.
이러한 배경 하에서 본 연구는 생태계 기반 어업관리의 적용기법 마련을 위한 기초적 연구로 포트폴리오 기법을 이용하여 복수어종의 최적 생산 수준을 실증적으로 분석해 보고자 한다. 실증분석에 있어서는 복수어종의 분석이 가장 용이한 대형선망 어업을 대상으로 하였다. 본 연구의 구성으로 다음 제Ⅱ장에서는 포트폴리오 분석기법과 분석에서 사용된 자료를 설명하였다.
포트폴리오 기법을 이용한 대형선망어업의 최적 생산 수준을 분석하기 위해서는 식 (7)∼(10)을 이용하기 위한 자료들이 각각 필요하다. 우선 분석에 있어 대형선망어업의 어획대상종은 전체 어획량 중 거의 90%에 해당되는 어종인 고등어, 전갱이, 갈치, 삼치 등 4개 어종을 선정하였다. 이들 어종에 대한 지난 5년간 어획량 변화를 살펴보면, Table.

성능/효과

하지만 전갱이 생산은 아주 크게 증가하여야 하는데, 이는 앞의 대상어종별 공분산 분석 결과에서와 같이, 전갱이는 다른 어종들과 음(－)의 공분산 값을 가지는 것으로 분석되어 포트폴리오 분석에 있어서 전갱이에 대한 어획 비율을 높이는 것이 투자에 대한 위험(분산)을 줄이는데 효과적이기 때문이다. 그 결과, Fig. 3에서 보는 바와 같이, 앞의 다른 TAC 설정 가정 하에서보다 동일한 기대 수익 수준에 대한 분산이 가장 적은 것으로 분석되었다. 그러나 이 경우 개별어종에 대한 관리가 효과적으로 이루어지지 않을 시 특정 어업자원에 대한 어획압력이 증가하여 해당 어업자원의 남획 현상이 아주 심각하게 발생할 수 있다.
분석 결과, 고등어의 경우 전갱이와는 음(－)의 관계를 가지고 있는 반면, 삼치와 갈치와는 높은 양( + )의 관계인 것으로 분석되었다. 그리고 삼치와 갈치의 경우도 모두 공통적으로 전갱이와는 음(－)의 관계인 반면, 다른 어종과는 양( + )의 관계인 것으로 나타나 대상어종중 유일하게 전갱이만이 다른 어종과 음(－)의 관계인 것으로 분석되었다. 특히 전갱이와 갈치의 경우 아주 낮은 음( + )의 관계로 나타났고, 삼치와 갈치 사이에는 비교적 높은 양( + )의 관계로 분석되었다.
다음으로 대형선망어업의 대상어종별 순수익의 공분산 분석 결과는 상관관계 분석 결과와 마찬가지로, 고등어와 전갱이의 순수익의 공분산은 음(－)의 값을 그리고 삼치와 갈치도 전갱이의 순수익과 음(－)의 공분산 값을 각각 가지는 것으로 분석되었다. 이에 반해 고등어와 삼치, 고등어와 갈치, 그리고 삼치와 갈치는 양( + )의 공분산 값을 가지는 것으로 분석되었다.
이에 따라 삼치와 갈치에 대한 관리조치가 효과적으로 취해지지 않을 경우 어획압력 증대에 따른 어업자원의 남획현상이 초래될 위험성이 크다. 다음으로 모든 4개 어종에 대한 어획할당량을 제약조건으로 설정하여 개별어종별 최적 생산 수준을 분석한 결과, 어획할당량 이내에서 모두 생산 가능한 것으로 나타나 개별어종별 자원관리를 도모하면서 전체적인 생태계 기반 어업관리가 가능한 것으로 평가되었다. 또한 모든 4개 어종에 대한 어획할당량 제약조건을 제거하여 개별어종별 최적 생산 수준을 분석한 결과, 주어진 동일한 기대 수익 하에서 분산이 가장 적은 것으로 분석되었다.
여기서 평균은 기대수익이고 분산은 위험을 의미한다. 둘째, 포트폴리오 투자자들은 위험 회피적(risk-averse)으로, 기대효용 극대화를 목표로 한다(합리성). 셋째, 투자자들은 동질적 예측을 한다(동질적 예측).
다음으로 모든 4개 어종에 대한 어획할당량을 제약조건으로 설정하여 개별어종별 최적 생산 수준을 분석한 결과, 어획할당량 이내에서 모두 생산 가능한 것으로 나타나 개별어종별 자원관리를 도모하면서 전체적인 생태계 기반 어업관리가 가능한 것으로 평가되었다. 또한 모든 4개 어종에 대한 어획할당량 제약조건을 제거하여 개별어종별 최적 생산 수준을 분석한 결과, 주어진 동일한 기대 수익 하에서 분산이 가장 적은 것으로 분석되었다. 하지만 수익 가치가 상대적으로 높거나, 음(－)의 공분산을 가지는 어종에 대한 어획비중이 크게 증가하는 것으로 나타나 효과적인 자원관리에는 한계가 있는 것으로 평가되었다.
대형선망어업의 어획대상어종의 최적 생산량 산출을 위한 포트폴리오 기법 적용에 앞서 우선 2008∼2012년 기간 동안 대상어종별 순수익(e)의 상관관계를 분석한 결과는 Table 3에 나타난 바와 같다. 분석 결과, 고등어의 경우 전갱이와는 음(－)의 관계를 가지고 있는 반면, 삼치와 갈치와는 높은 양( + )의 관계인 것으로 분석되었다. 그리고 삼치와 갈치의 경우도 모두 공통적으로 전갱이와는 음(－)의 관계인 반면, 다른 어종과는 양( + )의 관계인 것으로 나타나 대상어종중 유일하게 전갱이만이 다른 어종과 음(－)의 관계인 것으로 분석되었다.
둘째, 포트폴리오 투자자들은 위험 회피적(risk-averse)으로, 기대효용 극대화를 목표로 한다(합리성). 셋째, 투자자들은 동질적 예측을 한다(동질적 예측). 그리고 넷째, 투자자들이 고려하고 있는 투자기간은 단일기간이다 등이다(박정식 외, 2007; Edwards et al.
이러한 분석 결과는 단일어종 중심의 어업관리가 취해질 경우 어종간의 생물학적 상호작용이나 어구어법에 의한 복수어종의 기술적 상호작용을 고려하지 않음으로써 효과적인 관리를 도모하기 어렵다는 것을 증명해 준다. 이에 반해 어종간의 생물학적·기술적 상호작용을 효과적으로 고려함으로써 생태계 어업자원 전체의 통합적인 관리가 도모될 수 있음을 보여준다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 포트폴리오 기법은 다양한 제약조건 하에서 최적의 생산 수준을 파악할 수 있는 장점이 있고, 이러한 장점은 생태계 기반 어업관리 적용을 위한 유용한 도구가 될 수 있음을 시사한다. 최근까지 생태계 기반 어업 관리 적용기법으로는 생태계를 둘러싼 속성별(예를 들어, 지속성, 생물다양성, 사회경제성 등)로 다양한 지표(indicators)를 이용하여 분석하는 방법이 활용되어져 왔다.
현재 상황의 분석을 위해 고등어와 전갱이에 대한 TAC를 제약조건으로 설정하여 개별어종별 최적 생산 수준을 분석한 결과, 고등어 생산은 크게 줄고 상대적으로 수익 가치가 높은 삼치와 갈치의 생산 비중이 증가되어야 하는 것으로 나타났다. 이에 따라 삼치와 갈치에 대한 관리조치가 효과적으로 취해지지 않을 경우 어획압력 증대에 따른 어업자원의 남획현상이 초래될 위험성이 크다.

후속연구

특히 TAC 대상종이 아닌 어종(삼치와 갈치)의 경우 자원평가 결과를 바탕으로 한 어획할당량 설정이 불가능하여 과거 어획량을 기준으로 임의로 어획할당량을 가정하여 분석에 이용하였다. 다음으로 과거 5년 기간 동안의 대상어종간 순수익 자료를 이용함으로써 공분산과 상관계수 분석에 있어 통계적 추정의 한계성이 존재한다. 이에 따라 본 연구의 분석 결과를 일반화하기에는 많은 한계점이 있을 것이다.
이에 반해 어종간의 생물학적·기술적 상호작용을 효과적으로 고려함으로써 생태계 어업자원 전체의 통합적인 관리가 도모될 수 있음을 보여준다. 따라서 개별어종별로 어획할당량을 포함한 다양한 관리수단 적용을 통해 통합적으로 관리해 나간다면 보다 실질적이고 효과적인 어업(자원)관리가 가능할 것이다.
본 연구는 생태계 기반 어업관리에 대한 포트폴리오 기법 적용을 위한 기초적 연구로 연구의 한계점이 다수 존재한다. 우선, 대형선망어업의 4개 주요 어종만을 대상으로 하였고, 개별어종에 대한 어획할당량 변화만을 고려하여 개별어종별 최적 생산 수준을 분석하고 비교하였다.
대부분의 어업은 복수어종을 어획대상으로 하고 있고, 복수어종 어획에 있어 특정 어종에 대한 어획은 생태적 혹은 기술적으로 연관된 다른 어종의 어획과 경제적 가치(수익)에 영향을 미치게 된다. 이에 따라 포트폴리오 기법을 적용하여 어종간 생물학적 그리고 기술적 상호연관성에 따른 기대수익률과 위험 분석을 통해 복수어종 내 개별어종들의 최적 생산계획을 수립할 수 있다.
이에 반해 어종간의 생물학적·기술적 상호작용을 효과적으로 고려함으로써 생태계 어업자원 전체의 통합적인 관리가 도모될 수 있음을 보여준다.
이에 따라 본 연구의 분석 결과를 일반화하기에는 많은 한계점이 있을 것이다. 추후에는 보다 많은 어종을 대상으로 한 분석이 도모되고, 생태계 기반 어업관리를 위한 다양한 어업관리수단의 효과가 분석되어야 할 것이다.
최근까지 생태계 기반 어업 관리 적용기법으로는 생태계를 둘러싼 속성별(예를 들어, 지속성, 생물다양성, 사회경제성 등)로 다양한 지표(indicators)를 이용하여 분석하는 방법이 활용되어져 왔다. 하지만 이러한 다양한 속성들을 포트폴리오 기법 내 제약조건식 등에 포함하여 통합 분석함으로써 보다 유용한 결과 도출을 통한 효과적인 생태계 기반 어업관리가 가능해질 수 있을 것으로 기대된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	생태계 기반 어업관리란 무엇인가?	생태계 기반 어업관리는 어업자원이 서식하는 해양생태계의 지속성과 생물다양성을 고려하면서 어업자원의 회복 및 관리를 도모하는 것(Arnason, 1998; Hanna, 1998)으로, 무엇보다 해양생태계속 어종간의 상호관계를 고려하는 것이 필수적이다. 생태계 기반 어업관리기법을 현실적으로 적용하기 위한 다양한 방법들이 모색되고 있는데, 그 중의 하나로 생태계 요소들의 현황 및 변화에 관한 지표(indicator)를 개발하고 이용하는 것에 대한 관심이 증대되고 있다(김우수·김도훈, 2011; FAO, 1999; Fulton et al.
	최적 포트폴리오 구성을 위해 최적개별자산의 조합을 할때, 개별자산이 갖는 특징은?	이 외 포트폴리오 수익의 평균과 분산을 결정하는 개별자산은 평균 기대수익(mean expected return), 개별자산 수익의 분산(variance), 그리고 포트폴리오 내 각 개별자산의 수익과 다른 개별 자산들 수익 사이의 공분산(covariance) 등의 3가지 특징을 가지고 있다. 여기서, 기대 수익은 수익 결과치와 결과치의 확률을 곱함으로써 계산할 수 있다.
	포트폴리오 기법을 개발한 사람은 누구인가?	여기서, 포트폴리오(portfolio)는 여러 개의 자산이 결합된 자산군을 의미한다. 포트폴리오 이론에 근거한 포트폴리오 기법은 마코위츠(Markowitz, 1952)에 의해 개발되었는데, 이는 투자를 위한 포트폴리오에 있어 최적개별자산의 선택을 결정하기 위한 수학적 분석도구이다.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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