지속가능한 순천만을 위한 보호지역 확대와 정책적 활용을 위한 생태계 서비스 지불제(PES)의 적용 Establishment of Additional Protected Areas and Applying Payment for Ecosystem Services(PES) for Sustainability of Suncheonman-Bay원문보기
Suncheonman-Bay and its surrounding areas play important roles as habitats for migratory birds. However, sustainable management of these areas is difficult because of the development pressure of private lands. Therefore, the areas surrounding Suncheonman-Bay must be classified as additional protecte...
Suncheonman-Bay and its surrounding areas play important roles as habitats for migratory birds. However, sustainable management of these areas is difficult because of the development pressure of private lands. Therefore, the areas surrounding Suncheonman-Bay must be classified as additional protected areas; for this, it is necessary to gather concrete and objective evidence and ensure protected area management. Further, compensation measures must be considered when acquiring a private property as an additional protected area. In this study, we distinguish protected areas, such as core, buffer, and transition areas, within a private area by using data from the Winter Waterbird Census of Korea and MARXAN software, a spatial conservation prioritization tool. We applied ecosystem services to apply Payment for Ecosystem services (PES) as compensation measures. Watershed conservation (supply), climate control (regulation), supporting habitats (support), and recreation (culture) etc. were evaluated by calculating the economic value of these ecosystem services. Eastern, western, and northern forests and rice fields of Suncheonman-Bay were shown to have a number of core areas for the preservation of endangered species. The ecosystem service value of the additional protected areas was estimated at 17.5 million KRW/ha/year. We believe that our study result could be used to establish protected areas to preserve major habitats, as well as include areas adjacent to such major habitats that play a vital role in endangered species conservation. In addition, through this study, we highlight the need for an objective basis to establish protected areas.
Suncheonman-Bay and its surrounding areas play important roles as habitats for migratory birds. However, sustainable management of these areas is difficult because of the development pressure of private lands. Therefore, the areas surrounding Suncheonman-Bay must be classified as additional protected areas; for this, it is necessary to gather concrete and objective evidence and ensure protected area management. Further, compensation measures must be considered when acquiring a private property as an additional protected area. In this study, we distinguish protected areas, such as core, buffer, and transition areas, within a private area by using data from the Winter Waterbird Census of Korea and MARXAN software, a spatial conservation prioritization tool. We applied ecosystem services to apply Payment for Ecosystem services (PES) as compensation measures. Watershed conservation (supply), climate control (regulation), supporting habitats (support), and recreation (culture) etc. were evaluated by calculating the economic value of these ecosystem services. Eastern, western, and northern forests and rice fields of Suncheonman-Bay were shown to have a number of core areas for the preservation of endangered species. The ecosystem service value of the additional protected areas was estimated at 17.5 million KRW/ha/year. We believe that our study result could be used to establish protected areas to preserve major habitats, as well as include areas adjacent to such major habitats that play a vital role in endangered species conservation. In addition, through this study, we highlight the need for an objective basis to establish protected areas.
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문제 정의
본 연구에서는 지속가능한 순천만을 위하여 2003년, 2005년부터 2013년까지 출현한 멸종위기종 겨울 철새들의 출현자료를 바탕으로 하여, MARXAN을 이용한 객관적인 추가 보호지역 범위를 선정하였다. 그리고 선정된 추가 보호지역 내 산림과 논농사지역에서 제공되는 식량공급기능, 수원함양기능, 수질정화 기능, 침식방지 기능, 토사붕괴 방지기능, 기후조절 기능, 대기질 조절 기능, 서식처 지원 기능, 휴양 기능에 대한 생태계 서비스의 가치를 평가하여 PES 적용방안에 대하여 연구하였다.
구체적으로 National Institute of Forest Science(2010), Ryu and Lee(2013), Ministry of Environment(2015)에서 도출된 각 기능별 단위 가치를 참고하고, 중복 될 시 평균하여 본 연구의 단위가치로 이용하고, 기존 순천만 습지보호지역에 추가되는 보호지역 내 산림과 논농사 지역의 면적을 적용하여 최종 가치를 도출하였다. 논농사 지역의 경우 논의 생태계 서비스 가치에 대한 자료가 부족하여 습지의 생태계 서비스 기능의 가치평가 결과도 함께 고려하였다. 조사결과 산림이 연간 제공하는 생태계 서비스는 1 ha 당 약 1,200만원이며, 논농사 지역은 약 2,300만 원으로 나타났다(Table 1 and 2).
여기에 PES의 개념을 적용하면 서비스 공급의 대가로 일정액을 토지소유자에게 지불함으로써 순천만과 그 주변에 추가되는 보호지역을 보전할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 MARXAN을 통해 선정된 추가 보호지역을 대상으로 전체 생태계 서비스의 가치를 산출하여 토지소유자에게 지불되어야 하는 금액을 분석하였다.
따라서 본 연구에서는 지속가능한 순천만 일대를 위하여 보호지역 범위를 생물종 출현 정보를 이용한 객관적인 방법으로 주변지역까지 함께 고려하여 확대 선정하고, 선정된 보호 지역의 관리를 위하여 PES 개념을 적용해보고자 한다.
본 연구는 실제 생물종분포를 토대로 생물종 보전을 위하여 추가로 설정이 필요한 보호지역을 객관적인 방법을 이용하여 탐색하고, 추가로 보호가 필요한 지역에서 제공되는 여러 가지 생태계 서비스의 가치를 계산하여 PES 적용방안으로 고려했다는 점에서 의의가 있다. 이는 우리나라 보호지역 정책에 PES 체계를 도입하는 데에 근거자료로서 역할을 할 수 있을 것이라 사료되며, 앞으로 지속가능한 발전을 위한 보전 계획을 세우는 데 있어 생태계에서 제공하는 혜택을 고려한 보호지역 선정 및 관리활동 수립에 참고가 될 것으로 판단된다.
우선 보전목표를 세워야 한다. 본 연구에서는 겨울철 조류 동시 센서스 자료의 약 10년간의 자료를 바탕으로 멸종위기 1급 및 2급인 겨울 철새들을 보전하는 것을 목표로 하였다. 구체적으로 멸종위기 등급에 따라서 다른 보전목표를 설정하였다(Fajardo et al.
본 연구에서는 지속가능한 순천만을 위하여 2003년, 2005년부터 2013년까지 출현한 멸종위기종 겨울 철새들의 출현자료를 바탕으로 하여, MARXAN을 이용한 객관적인 추가 보호지역 범위를 선정하였다. 그리고 선정된 추가 보호지역 내 산림과 논농사지역에서 제공되는 식량공급기능, 수원함양기능, 수질정화 기능, 침식방지 기능, 토사붕괴 방지기능, 기후조절 기능, 대기질 조절 기능, 서식처 지원 기능, 휴양 기능에 대한 생태계 서비스의 가치를 평가하여 PES 적용방안에 대하여 연구하였다.
멸종위기종 1급은 100%, 멸종위기종 2급은 70%를 보전하는 것으로 설정하였다. 이는 멸종위기 1급인 종이 출현한 지역은 모두 보전하고, 멸종위기 2급인 종이 출현한 지역의 70% 비율을 보전하는 것을 목표로 한다는 의미이다. 만약 종별 개체수가 충분히 발견된 지점이 있다면 종별 목표를 세우는 것이 더욱 효과적이나, 자료의 한계로 멸종위기 등급에 따라 구분하였다.
가설 설정
, 2014). 멸종위기종 1급은 100%, 멸종위기종 2급은 70%를 보전하는 것으로 설정하였다. 이는 멸종위기 1급인 종이 출현한 지역은 모두 보전하고, 멸종위기 2급인 종이 출현한 지역의 70% 비율을 보전하는 것을 목표로 한다는 의미이다.
제안 방법
구체적으로 National Institute of Forest Science(2010), Ryu and Lee(2013), Ministry of Environment(2015)에서 도출된 각 기능별 단위 가치를 참고하고, 중복 될 시 평균하여 본 연구의 단위가치로 이용하고, 기존 순천만 습지보호지역에 추가되는 보호지역 내 산림과 논농사 지역의 면적을 적용하여 최종 가치를 도출하였다. 논농사 지역의 경우 논의 생태계 서비스 가치에 대한 자료가 부족하여 습지의 생태계 서비스 기능의 가치평가 결과도 함께 고려하였다.
그리고 PES도입을 위하여, 연구결과로 도출된 보호지역 확대 지역 내 논농사 지역과 산림 지역에 대하여 생태계 서비스 가치를 평가하였다. 이 때, 본 연구에서는 다양한 생태계 서비스의 기능들에 대한 가치를 평가한 Korea Forest Research Institute(2010), Ryu and Lee(2013), Ministry of Environment(2015)에서 도출된 각 기능별 단위가치들을 참고하였다.
, 2012). 다만, 제공되는 자료 형태가 보고서만 제공되고 있어, 직접 각 보고서 내 자료를 디지타이징 작업을 하여 분석 자료로 활용하였다.
, 2010). 따라서 본 연구에서는 총 100가지 경우에 대한 결과를 바탕으로 전체 결과에서 83-100번 선택된 지역을 핵심지역, 16-82번 선택된 지역을 완충지역, 0-15번 선택된 지역을 전이지역으로 설정하였다. 구체적으로 Natural Breaks의 방법을 이용하여 각 지역구분의 경계값을 도출하였다.
또한 전체 계획단위 중 반드시 보전이 필요한 지역은 Status를 2로 설정하고, 멸종위기 1급 조류가 나타난 지역은 1로 설정하여 보호지역을 선정할 때 우선 선택되도록 설정하였다. 그 외 계획단위들은 0으로 설정하였다(Game and Grantham, 2008).
, 2010). 본 연구에서는 Penalty를 보전목표와 연계하여 멸종위기 1급은 100%보전이 되도록, 멸종위기종 2급은 70%보전이 되도록 비율을 설정하여 적용하였다.
계획단위의 크기는 주어진 자료에 있는 보전을 필요로 하는 지역보다 크지 않으며, 현실성 있는 계획을 세울 수 있도록 조밀한 크기로 설정해야한다(Game and Grantham, 2008). 본 연구에서는 논농사지역과 산림 패치보다 크지 않으며, 계획지역의 특성이 포함되고 프로그램 실행을 고려하여 1km2의 육각형을 계획단위로 하였다. 기존에 많이 이용되는 격자에 비해 육각형은 군집화 했을 때 더 낮은 비율의 경계거리를 갖도록 할 수 있기 때문에 보호지역 선정하는데 효과적이다(Game and Grantham, 2008).
비사용가치는 사용가치 이외의 가치를 의미(Krutilla, 1967)하며, 유산가치(bequest value)와 존재가치(existence value)로 나눌 수 있다(Freeman, 2003). 본 연구에서는 사용가치를 중심으로 PES에 도입하였다.
, 1997) 또는 역할(MA, 2005)에 따라 공급, 지원, 조절, 문화서비스 4가지로 구분될 수 있고, 각 서비스별 매우 다양한 기능들이 존재 한다(Costanza, 1997; de Groot, 2010). 본 연구에서는 생태계 서비스 기능들 중 공급서비스는 식량공급기능, 수원함양기능, 조절서비스는 수질정화 기능, 침식방지 기능, 토사붕괴 방지기능, 기후조절 기능, 대기질 조절 기능, 지원서비스는 서식처 지원 기능, 문화서비스는 휴양 기능을 대상으로 산림과 논농사 지역의 경제적 가치들을 적용하였다. 생태계 서비스는 정량화와 가치평가가 어려운 편이라 실제 적용이 어려워 일부 생태계 서비스를 제한적으로 평가되고 있다(Luck et al.
대상 데이터
순천만 갯벌이 겨울철 조류 서식지로서 중요한 역할을 하고 있음을 알 수 있다. 내용적 범위는 환경부에서 제공하는 겨울철 조류 동시 센서스 보고서 중 출현자료가 없는 2004년을 제외하고 2003년부터 2013년까지 10년 동안의 자료를 바탕으로 순천만 지역 주변 지역에서 출현한 멸종위기종 1급, 2급 조류를 대상으로 하였다.
본 연구에 이용된 겨울철 조류 동시 센서스 자료는 우리나라에서 조류 조사 중 가장 오랜 기간 동안 동일한 조사방법으로 행해진 자료이기 때문에 생물종 서식을 판단하기에 적합한 자료이다(Choi et al., 2012). 다만, 제공되는 자료 형태가 보고서만 제공되고 있어, 직접 각 보고서 내 자료를 디지타이징 작업을 하여 분석 자료로 활용하였다.
본 연구에서는 MARXAN Software(이하 ‘MARXAN’)를 사용하였다.
본 연구의 공간적 범위는 순천만 습지보호지역 주변 중에서 멸종위기종 겨울철 조류가 출현하는 동 단위 지역으로 하였다(Figure 1). 순천만 습지보호지역은 국내 유일의 흑두루미(천연기념물 제228호) 서식지 및 갈대군락 등 수려한 자연경관을 가진 순천만 갯벌을 보호하기 위해 지정되었다.
이론/모형
따라서 본 연구에서는 총 100가지 경우에 대한 결과를 바탕으로 전체 결과에서 83-100번 선택된 지역을 핵심지역, 16-82번 선택된 지역을 완충지역, 0-15번 선택된 지역을 전이지역으로 설정하였다. 구체적으로 Natural Breaks의 방법을 이용하여 각 지역구분의 경계값을 도출하였다. Natural Break jenks는 등급을 나눌 때 각 등급 간의 값의 차이를 극대화하여 등급 간의 특성이 다르게 하는데 용이하다(Jenks and Caspall, 1971).
이 때, 본 연구에서는 다양한 생태계 서비스의 기능들에 대한 가치를 평가한 Korea Forest Research Institute(2010), Ryu and Lee(2013), Ministry of Environment(2015)에서 도출된 각 기능별 단위가치들을 참고하였다. 생태계 서비스 가치평가의 대상이 되는 논농사지역과 산림지역의 위치정보는 토지피복 중분류 지도(Ministry of Environment, 2009)에서 추출하였다.
그리고 PES도입을 위하여, 연구결과로 도출된 보호지역 확대 지역 내 논농사 지역과 산림 지역에 대하여 생태계 서비스 가치를 평가하였다. 이 때, 본 연구에서는 다양한 생태계 서비스의 기능들에 대한 가치를 평가한 Korea Forest Research Institute(2010), Ryu and Lee(2013), Ministry of Environment(2015)에서 도출된 각 기능별 단위가치들을 참고하였다. 생태계 서비스 가치평가의 대상이 되는 논농사지역과 산림지역의 위치정보는 토지피복 중분류 지도(Ministry of Environment, 2009)에서 추출하였다.
성능/효과
(2014)의 연구에 의하면 순천만의 가치는 약 1,700억 원 정도로 나타났다. 본 연구에 의한 전체 가치가 모든 생태계 서비스를 포함하지 못한 것을 감안하면 순천만 주변의 산림, 논농사 지역의 가치도 순천만만큼 매우 중요할 것으로 판단된다.
또한 최근 새로운 습지보호구역으로 지정된 동천하구 지역이 핵심지역으로 나타난 것을 보았을 때 연구에 대한 실효성을 확인할 수가 있었다. 본 연구에서 추가 보호지역으로 선정된 지역 내 산림과 논농사 지역의 생태계 서비스는 연간 1ha 당 약 1,750만원인 것으로 나타났다. 이는 보전계획을 실행하면서 이 지역에 대한 PES 제도 도입 시 고려될 수 있을 것이다.
생태계 서비스 가치평가 결과를 구체적으로 살펴보면 가장 많은 가치를 지는 생태계서비스 기능은 생산기능과 기후조절 기능으로 각각 연간 약 162억 원과 233억 원의 가치를 지닌 것으로 추정된다. 그 이유는 순천만 주변지역이 대부분 논으로 많은 양의 농작물을 생산하고, 논과 산림의 식물들은 광합성을 통하여 이산화탄소 흡수 및 산소 배출로 기후변화를 일으키는 온실가스 감축에 기여하기 때문인 것으로 판단할 수 있다(Ryu and Lee, 2013).
순천만 지역에는 연간 약 8만∼12만 정도의 철새가 서식하는 것으로 나타났으며, 여기에는 천연기념물 27종과 멸종위기종 37종도 포함된다.
연구결과, 순천만에 접해있는 동, 서, 북쪽에 있는 산림과 논농사 지역이 핵심지역으로 나타났다. 그리고 점차 북쪽지역으로 갈수록 완충, 전이지역으로 선택되었다.
그리고 순천만을 중심으로 동쪽, 서쪽, 북쪽이 핵심지역인 것으로 나타났고, 실제로 멸종위기종 조류도 많이 발견된 지역들이다. 이 결과를 통해 순천만 주변의 산림, 농업지역이 순천만에 찾아오는 멸종위기종 조류의 서식에 중요한 영향을 끼치고 있음을 알 수 있다. 따라서 이 지역에 대한 가치의 평가가 필요함을 알 수 있는 결과이다.
논농사 지역의 경우 논의 생태계 서비스 가치에 대한 자료가 부족하여 습지의 생태계 서비스 기능의 가치평가 결과도 함께 고려하였다. 조사결과 산림이 연간 제공하는 생태계 서비스는 1 ha 당 약 1,200만원이며, 논농사 지역은 약 2,300만 원으로 나타났다(Table 1 and 2).
추가 보호지역 후보들을 기존에 순천만 주변 지역에 설정되어있는 개발행위허가 제한지역, 문화재 보호구역, 생태계 보존지구 지역과 비교해보면, 핵심지역으로 선정된 지역 중 일부는 습지보호지역, 개발행위허가 제한지역, 문화재 보호구역, 생태계 보존지구와 중첩되어 선정된 지역으로 확인되었다. 완충지역은 핵심지역을 감싸고 있는 형태로 일부가 개발행위허가 제한 지역, 생태계보존지구로 선정되어있다.
후속연구
생태계 서비스 평가 측면에서는 본 연구에서 산출되지 못한 다른 생태계서비스들을 고려한다면 추가 보호지역으로 선정된 지역의 경제적 가치는 더욱 증가될 것으로 판단된다. 계획단위의 경우에도 본 연구와 같이 다소 큰 계획단위를 통하여 중요지역을 선정한 후, 지목단위까지 세부 분석이 이뤄진다면 실제 보전계획 및 관리방안을 세우는데 기여할 수 있을 것이다.
하지만 본 연구에서는 생물종 각 개별종의 출현 개체수를 포함하지 못하였다는 점에서 한계가 있다. 만약 개체 수까지 포함한 보전계획을 수립하고자 한다면 본 연구에서 멸종위기종 1급을 높은 보전목표로 세운 것과 마찬가지로, 적은 개체수를 보이는 생물종에 가중치를 매겨 보전목표를 수립하는 방안이 있을 수 있다. 이처럼 보전계획을 세울 때 계획단위를 이용하여 선정하는 연구는 생물종 출현지점이 시공간적으로 서식처를 반영하고 있다는 가정을 하고 있다(Possingham et al.
방법론적 측면에서 핵심, 완충, 전이지역으로 구분하는 기준을 정함에 있어 본 연구에서 이용한 Natural Break jenks는 단일 데이터에는 이용될 수 있으나, 다양한 정보를 조합한 도면의 등급을 나누는 데에는 한계점을 가진다. 따라서 멸종위기종 뿐만 아니라 인간의 이용, 재해 등 다양한 목적을 포함한다면 다른 등급구분방법을 이용할 필요가 있다.
따라서 멸종위기종 뿐만 아니라 인간의 이용, 재해 등 다양한 목적을 포함한다면 다른 등급구분방법을 이용할 필요가 있다. 생태계 서비스 평가 측면에서는 본 연구에서 산출되지 못한 다른 생태계서비스들을 고려한다면 추가 보호지역으로 선정된 지역의 경제적 가치는 더욱 증가될 것으로 판단된다. 계획단위의 경우에도 본 연구와 같이 다소 큰 계획단위를 통하여 중요지역을 선정한 후, 지목단위까지 세부 분석이 이뤄진다면 실제 보전계획 및 관리방안을 세우는데 기여할 수 있을 것이다.
완충지역은 핵심지역을 감싸고 있는 형태로 일부가 개발행위허가 제한 지역, 생태계보존지구로 선정되어있다. 실제로 2015년 12월 23일 본 연구에서 핵심지역으로 나타난 순천만 북쪽 동천하구 지역은 추가로 습지보호지역으로 선정되어, 본 연구의 실제 적용 가능성을 확인할 수 있었다.
그리고 점차 북쪽지역으로 갈수록 완충, 전이지역으로 선택되었다. 이는 순천시에서 앞으로 순천만 지역계획 수립 시 근거자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다. 또한 최근 새로운 습지보호구역으로 지정된 동천하구 지역이 핵심지역으로 나타난 것을 보았을 때 연구에 대한 실효성을 확인할 수가 있었다.
본 연구는 실제 생물종분포를 토대로 생물종 보전을 위하여 추가로 설정이 필요한 보호지역을 객관적인 방법을 이용하여 탐색하고, 추가로 보호가 필요한 지역에서 제공되는 여러 가지 생태계 서비스의 가치를 계산하여 PES 적용방안으로 고려했다는 점에서 의의가 있다. 이는 우리나라 보호지역 정책에 PES 체계를 도입하는 데에 근거자료로서 역할을 할 수 있을 것이라 사료되며, 앞으로 지속가능한 발전을 위한 보전 계획을 세우는 데 있어 생태계에서 제공하는 혜택을 고려한 보호지역 선정 및 관리활동 수립에 참고가 될 것으로 판단된다.
추가 호보지역 후보로 선정된 지역들을 대상으로 산림과 논농사지역의 생물종 서식측면에 중요성과 같은 기회요소, 그리고 도로로부터의 거리, 평균 관광객 수, 차량통행량 등과 같은 제한사항들 또는 그 외 숙박, 식당들의 위치 등 해당 지역의 특성들을 추가로 확인한다면 추가 보호지역 선정이 더욱 현실적으로 이루어 질 수 있을 것이다.
하지만 본 연구에서는 생물종 각 개별종의 출현 개체수를 포함하지 못하였다는 점에서 한계가 있다. 만약 개체 수까지 포함한 보전계획을 수립하고자 한다면 본 연구에서 멸종위기종 1급을 높은 보전목표로 세운 것과 마찬가지로, 적은 개체수를 보이는 생물종에 가중치를 매겨 보전목표를 수립하는 방안이 있을 수 있다.
이는 MARXAN에서 중요하게 여겨지는 효율성이 고려된 결과로, 생물종이 더 많은 지역을 보호하는 경향이 반영된 것이다(Game and Grantham, 2008). 한편 겨울철 조류 동시 센서스 자료에서 대규모 조류 출현지역을 분석에 추가한다면 이 지역들도 더 중요하게 고려되어 질 수 있을 것으로 판단된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
순천만이란?
순천만은 해양, 갯벌, 산림, 초지 등 다양한 생태계로 구성되어 많은 생물종들이 서식 가능한 국내 대표적인 연안습지 중 하나이다. 순천만 지역에는 연간 약 8만∼12만 정도의 철새가 서식하는 것으로 나타났으며, 여기에는 천연기념물 27종과 멸종위기종 37종도 포함된다.
순천만 습지보호지역의 지속가능성을 위협하는 요인들은 무엇이 있는가?
하지만 순천만 습지보호지역과 그 주변지역은 지속가능성을 가지는 데 다양한 위협요인들이 존재하고 있는 상태이다. 순천만이 생태관광지로 주목받음에 따라 순천시 전체 관광객이 2005년에 약 128만 명에서 2013년에 236만 명으로 약 두 배 증가하였고(Hwang et al., 2014), 이에 따라 생활쓰레기문제, 소음, 야생동물 서식지 훼손 등 많은 환경적 문제들도 늘어가고 있다. 또한 순천만 지역 주변 산림, 농업지역에서는 실제로 철새가 많이 발견되는 만큼, 철새들이 서식하는데 매우 중요한 역할을 있음에도 불구하고, 이 지역들은 개발행위허가 제한구역 및 생태계 보존지구 해제 주장이 제기되는 등, 순천만 습지보호지역 주변지역에 대한 지속적인 개발압력이 존재한다(Hwang et al.
자연생태계의 지속가능성을 위한 조건은 무엇인가?
UN(2015)에서는 생태계의 지속가능한 이용을 SDGs(Sustainable Development Goals)의 중요한 목표중 하나로 선정하였다. 자연생태계의 지속가능성은 보전 및 복원 그리고 이용이 조화를 이루었을 때 달성가능하다(UN, 2015). 이에 보호지역 설정과 주변지역에서의 적절한 관리는 보전과 이용이 조화를 이루게 만들어, 생태계의 지속가능성을 이루는데 중요한 역할을 한다(Gray, 2013).
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