[논문]체장기반 가입당생산액 분석에 의한 한국 연근해 참조기 Larimichthys polyactis 자원과 갈치 Trichiurus lepturus 자원의 관리

장창익; 김현아; 강희중

doi:10.3796/ksft.2016.52.3.220

[국내논문] 체장기반 가입당생산액 분석에 의한 한국 연근해 참조기 Larimichthys polyactis 자원과 갈치 Trichiurus lepturus 자원의 관리
Management of small yellow croaker and hairtail in Korean waters using the length-based production value-per-recruit (PPR) analysis 원문보기

한국어업기술학회지 = Journal of the Korean Society of Fisheries Technology, v.52 no.3, 2016년, pp.220 - 231

장창익 (부경대학교 해양생산시스템관리학부) , 김현아 (부경대학교 수산물리학과) , 강희중 (부경대학교 수산물리학과)

Abstract ▼ AI-Helper

Yield-per-recruit (YPR) analysis is used to provide management guidance for the efficient use of a fish cohort. However, the individual fish price per unit weight of small yellow croaker (Larimichthys polyactis) or hairtail (Trichiurus lepturus) increases dramatically by size in Korea. Therefore, age-based production value-per-recruit (PPR) analysis has recently been developed (Zhang et al., 2014). Since age determination requires a substantial amount of money and time and it is even impossible for some fish species, it is difficult to obtain age information to apply the age-based PPR model. Thus, we attempted to develop an alternative method, which uses length data rather than age information, called the length-based PPR analysis. The results revealed that length-based PPR analysis was much more conservative for stock management than the YPR analysis. Furthermore, the PPR analysis was more economically beneficial than the YPR analysis, which can prevent the fish stock from the economic overfishing. In conclusion, the length-based PPR analysis could be a proper approach for stock assessment in the case that the individual fish price per unit weight increases dramatically by size, and this analysis is useful to obtain vital management parameters under data-deficient situation when traditional stock assessment methods are not applicable.

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AI 본문요약
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문제 정의

본 연구의 목적은 첫째, 체장기반 가입당생산액 (PPR) 모델을 개발하고 개발된 모델을 참조기와 갈치에 적용하여 체장기반 가입당생산액 모델의 적용가능성을 검증하는 것이다. 둘째, 기존의 연령기반 가입당생산액 모델과 본 연구에서 개발된 체장기반 가입당생산액 모델의 추정치를 비교하여 체장자료의 사용가능성을 검증하는 것이다.
본 연구의 목적은 첫째, 체장기반 가입당생산액 (PPR) 모델을 개발하고 개발된 모델을 참조기와 갈치에 적용하여 체장기반 가입당생산액 모델의 적용가능성을 검증하는 것이다. 둘째, 기존의 연령기반 가입당생산액 모델과 본 연구에서 개발된 체장기반 가입당생산액 모델의 추정치를 비교하여 체장자료의 사용가능성을 검증하는 것이다. 셋째, 기존의 체장기반 가입당생산량 (YPR) 모델과 본 연구에서 개발된 체장기반 가입당생산액 모델에 의한 추정치들을 비교하여 자원관리 시 체장기반 가입당생산액 모델의 경제적 측면과 자원보호 측면에서의 효율성을 분석하는 것이다.
본 연구에서는 어획개시체장 (t_c)과 순간어획사망계수 (F)의 변화에 따른 가입당생산액을 추정하기 위해 체장기반 가입당생산액 모델을 개발하였다. 이 방법의 기본식은 Zhang (2010)의 체장기반 가입당생산량 모델의 식 (3)에 각 체장별 단위무게당 어가의 가중평균값을 곱하여 나타내었다.

제안 방법

둘째, 기존의 연령기반 가입당생산액 모델과 본 연구에서 개발된 체장기반 가입당생산액 모델의 추정치를 비교하여 체장자료의 사용가능성을 검증하는 것이다. 셋째, 기존의 체장기반 가입당생산량 (YPR) 모델과 본 연구에서 개발된 체장기반 가입당생산액 모델에 의한 추정치들을 비교하여 자원관리 시 체장기반 가입당생산액 모델의 경제적 측면과 자원보호 측면에서의 효율성을 분석하는 것이다.
참조기의 체장별 단위체중당 어가 P(l)는 근해자망에 의해 어획된 참조기의 크기별 (Size group) 평균 체장, 마리당 어가 자료 (NFRDI, 2014)를 사용하여 추정하였으며, 갈치의 체장별 단위체중당 어가 P(l)는 목포수협의 판매현황 자료를 통해 2014년 근해안강망에 의해 어획된 갈치의 체장별 총 중량과 단가를 사용하여 추정하였다 (Table 1).
가입당생산액 모델에 연령자료 대신 체장자료의 사용가능성을 검증하기 위하여 연령기반 가입당생산액 모델과 체장기반 가입당생산액 모델에 의한 추정치들을 비교 분석하였다. 먼저 참조기와 갈치의 체장을 식 (1)의 von Bertalanffy 성장식을 통해 연령으로 역환산하여, 연령별 단위체중당 어가 P(t)의 관계식을 나타냈다.
같은 양의 어업 생산량이라 할지라도 어체의 크기에 따라 무게당 어가의 차이가 큰 특징을 가지는 어획대상 어종 관리 시, 가입당생산액 모델이 적합하므로 (Zhang et al., 2014), 본 연구에서는 체장기반 가입당생산량 모델에 의해 추정된 값을 Zhang (2010)의 체장기반 가입당생산액 모델에 의해 추정된 값과 비교하여 체장기반 가입당생산액 모델의 경제적 측면과 자원보호 측면에서의 효율성을 분석하였다. 이를 위해 체장기반 가입당생산량 모델의 식 (3)을 사용하여 참조기와 갈치의 적정어획개시체장 (l_c)과 적정순간어획사망계수 (F)를 추정하고, 체장기반 가입당생산액 모델에 의해 추정된 값과 비교 분석하였다.
, 2014), 본 연구에서는 체장기반 가입당생산량 모델에 의해 추정된 값을 Zhang (2010)의 체장기반 가입당생산액 모델에 의해 추정된 값과 비교하여 체장기반 가입당생산액 모델의 경제적 측면과 자원보호 측면에서의 효율성을 분석하였다. 이를 위해 체장기반 가입당생산량 모델의 식 (3)을 사용하여 참조기와 갈치의 적정어획개시체장 (l_c)과 적정순간어획사망계수 (F)를 추정하고, 체장기반 가입당생산액 모델에 의해 추정된 값과 비교 분석하였다.
본 연구에서 개발한 체장기반 가입당생산액 (PPR) 모델은 기존의 가입당생산량 모델에서 발전된 방법으로, 연령이 아닌 체장을 기반으로 한 파라미터를 사용하고, 어체 크기에 따른 가격변동을 고려하여가입당생산액을 추정하는 방법이다. 한국 연근해 어업자원관리에 대한 체장기반 가입당생산액 분석 방법의적용가능성을 파악하기 위하여 근해자망의 참조기와 근해안강망의 갈치에 적용하였다.
먼저 참조기와 갈치의 체장을 식 (1)의 von Bertalanffy 성장식을 통해 연령으로 역환산하여, 연령별 단위체중당 어가 P(t)의 관계식을 나타냈다. 연령기반 가입당생산액 모델의 식 (2)를 사용하여 참조기와 갈치의 적정어획개시연령 (t_c)과 적정순간어획사망계수 (F)를 추정하고, 체장기반 가입당생산액 모델에 의한 추정치와 비교 분석하였다.

이론/모형

우리나라 연근해 어업자원관리는 주로 가입당생산량 (Yield-per-recruit, YPR) 모델, 잉여생산량 모델, 재생산 모델을 사용한다.
참조기의 단위체중당 어가는 Lee et al. (2000)의 체장-체중 관계식 W=0.0049L^3.2153을 사용하여 구한 체장별 체중으로 마리당 어가를 나누어 추정하였고, 그 결과는 Table 1과 같다. 단위체중당 어가와 체장의 관계식은 Fig.
갈치는 Kim et al. (2011)의 체장-체중 관계식 W=0.0196L^2.925 을 사용하여 체중을 체장으로 역환산하였으며, 체중으로 마리당 어가를 나누어 단위체중당 어가를 추정하였다 (Table 1). 단위체중당 어가와 체장의 관계식은 Fig.
참조기와 갈치의 체장은 식 (1)의 von Bertalanffy 성장식을 통해 연령으로 역환산하여 나타냈으며, 그 결과는 Table 1과 같다.
참조기와 갈치의 자원생태학적 자료는 Table 4와 같이 참고문헌을 참조하였다. 정보를 얻을 수 없었던 참조기의 연령이 0일 때의 이론적 체장 (I₀), 갈치의 연령이 0일 때의 이론적 체장(I₀), 어획개시체장 (I_c)은 식 (1)의 von Bertalanffy 성장식을 사용하여 구하였으며, 참조기의 어장가입연령 (t_r)과 갈치의 어장가입연령 (t_r), 이론적 최대연령 (t_r)은 식 (1)의 von Bertalanffy 성장식을 이용하여 역추정하였다 (Table 4).
Table 4. Ecological parameters of hairtail and yellow croaker from previous studies and calculated by the von Bertalanffy equation in this study.
가입당생산액 모델에 연령자료 대신 체장자료의 사용가능성을 검증하기 위하여 연령기반 가입당생산액 모델과 체장기반 가입당생산액 모델에 의한 추정치들을 비교 분석하였다. 먼저 참조기와 갈치의 체장을 식 (1)의 von Bertalanffy 성장식을 통해 연령으로 역환산하여, 연령별 단위체중당 어가 P(t)의 관계식을 나타냈다. 연령기반 가입당생산액 모델의 식 (2)를 사용하여 참조기와 갈치의 적정어획개시연령 (t_c)과 적정순간어획사망계수 (F)를 추정하고, 체장기반 가입당생산액 모델에 의한 추정치와 비교 분석하였다.

성능/효과

0세로 높혔을 때, 가입당생산액은 180원에서 5,889원으로 33배 증가하였다. 또한 어획개시연령 (t_c)을 그대로 유지했을 경우, 순간어획사망계수 (F)를 1.30 /year에서 0.21 /year로 낮췄을 때, 가입당생산액은 1,868원 증가하였지만, 증가 폭이 8배로 어획개시연령 (t_c)을 높이는 경우보다 증가 폭이 작았다.
1배 증가하였다. 또한 어획개시체장 (I_c)을 유지했을 경우, 순간어획사망계수 (F)를 1.30 /year에서 1.01 /year로 낮췄을 때, 가입당생산량은 46.96g으로 증가시킬 수 있었고, 증가 폭은 약 1.1배로 어획개시체장 (I_c)를 조절하는 경우와 증가 폭이 비슷하였다.
5(b)와 같다. 갈치의 현재 수준을 나타내는 점 P (I_c=16.1cm, F=0.84/year)의 가입당생산량은 122.7 g으로 추정되었고, 현 상태에서 가입당생산량 증가시키기 위해서는 순간어획사망계수 (F)를 그대로 유지했을 경우, 어획개시체장 (I_c)을 16.1cm에서 28.0cm로 높였을 때, 가입당생산량은 121.9g에서 163.6g으로 1.3배 증가하였다. 또한 어획개시체장 (I_c)을 그대로 유지했을 경우, 순간어획사망계수 (F)를 0.
3배 증가하였다. 또한 어획개시체장 (I_c)을 그대로 유지했을 경우, 순간어획사망계수 (F)를 0.84/year에서 0.53/year로 낮췄을 때, 가입당생산량은 127.92g으로 증가하였지만, 증가 폭이 1.1배로 어획개시체장 (I_c)을조절하는 경우보다 증가 폭이 작았다.
참조기와 갈치의 체장기반 가입당생산량 모델과 체장기반 가입당생산액 모델에 의한 추정치의 비교 결과는 Table 6과 같다. 참조기와 갈치는 체장기반 가입당생산액 모델에 의한 이익이 체장기반 가입당생산량 모델에 의한 이익보다 적정어획개시체장 으로 어업관리를 할 경우 각각 7,677원, 930원 더 높았고, 적정순간어획사망계수 (F)로 어업관리를 할 경우 각각 1,324원, 353원 더 높은 이익을 얻을 수 있었다.
가입당생산액 모델에 의한 어업관리 방안은 어획강도나 어획개시 체장을 조절하는 것이다. 평가결과를 볼때, 근해자망 참조기의 경우 현재상태 (F=1.30 /year, I_c=19.1 cm)에서 적정어획개시체장으로 어획개시체장을 높이면 현재 대비 24배 더 많은 가입당생산액을 얻을 수 있었고, 적정순간어획사망계수로 어획강도를 낮추면 5배 더 많은 가입당생산액을 얻을 수 있었다. 따라서 어획개시체장을 증가시키는 것이 더욱 적절한 관리방안으로 판단되었다.
따라서 어획개시체장을 증가시키는 것이 더욱 적절한 관리방안으로 판단되었다. 또한 근해안강망 갈치의 경우 현재상태 (F=0.84 /year, I_c=16.1 cm)에서 적정어획개시체장으로 어획개시체장을 높이면 현재 대비 2.5배 더 많은 가입당생산액을 얻을 수 있었고, 적정순간어획사망계수로 어획강도를 낮추면 1.3배 더 많은 가입당생산액을 얻을 수 있었다. 따라서 근해안강망 갈치어업 역시 어획개시체장을 증가시키는 것이 더욱 적절한 관리방안으로 판단되었다.
또한 체장기반 가입당생산액 모델 적용 시 참조기는 갈치보다 10배 더 큰 생산액 증가율을 나타냈다. 이러한 증가율 차이는 참조기의 경우에는 최소체장보다 최대체장의 단위무게당 어가가 57배 더 높은 비선형 관계를 보이며 급격하게 증가하였으나, 갈치는 최소체장보다 최대체장의 단위무게당 어가가 27배 더 높은 선형관계를 보이며 상대적으로 완만하게 증가하였기 때문이었다.
이러한 증가율 차이는 참조기의 경우에는 최소체장보다 최대체장의 단위무게당 어가가 57배 더 높은 비선형 관계를 보이며 급격하게 증가하였으나, 갈치는 최소체장보다 최대체장의 단위무게당 어가가 27배 더 높은 선형관계를 보이며 상대적으로 완만하게 증가하였기 때문이었다. 즉 참조기는 어체 크기가 증가함에 따라 어가가 갈치에 비해 상대적으로 더 크게 증가하는 것으로 분석되었다. 따라서 체장기반 가입당생산액 모델은 참조기와 같이 어체 크기가 증가함에 따라 어가가 크게 증가하는 어종에 대해 보다 경제적인 측면에서 유리한 어업관리가 가능 할 것이다.
연령기반과 체장기반 가입당생산액 모델에 의해 추정된 평가결과를 비교한 결과, 적정순간어획사망계수의 경우 참조기는 0.01 /year (95%), 갈치는 0.03 /year (92%)의 차이를 보였다. 또한 적정어획개시체장의 경우 참조기는 0.
8 cm단위로 체급이 구분되어 판매되고 있기 때문에 연령기반과 체장기반 가입당생산액 모델에 의해 추정된 적정어획개시체장에 대한 평가결과 차이가 어업관리에 적용 시 큰 영향을 미치지 않을 정도로 유사한 값으로 추정되었다고 판단할 수 있었다. 따라서 연령기반 가입당생산액 모델 대신 체장기반 가입당생산액 모델을 적용함에 있어서 큰 문제점이 없는 것으로 판단되었다. 더욱이 실제로는 체장에 따라 체급을 분류하여 판매되고 있기 때문에 체장에 따른 어가자료를 직접 이용 가능한 체장기반 가입당생산액 모델이 더욱 정확한 평가결과를 추정할 수 있다고 생각된다.
이 증가폭이 큰 어종 (근해자망에 의해 어획된 참조기)의 경우 상대적으로 증가 폭이 작은 어종 (근해안강망에 의해 어획된 갈치)보 다 더 큰 가입당생산액을 산출하므로 자원관리에 더욱 효과적인 것으로 보인다. 또한 체장기반 가입당생산액모델은 연령기반 가입당생산액 모델과 유사한 평가결과를 나타낸 것으로 보아 연령정보를 얻을 수 없는 자원에 연령기반 모델 대신 적용하는데 큰 문제가 없는 것으로 분석되었다. 또한 체장기반 가입당생산량 모델과의 비교 결과로부터 체장기반 가입당생산액 모델이 경제적으로나 자원보존적 측면에서 보다 합리적인 모델로 나타났다.
또한 체장기반 가입당생산액모델은 연령기반 가입당생산액 모델과 유사한 평가결과를 나타낸 것으로 보아 연령정보를 얻을 수 없는 자원에 연령기반 모델 대신 적용하는데 큰 문제가 없는 것으로 분석되었다. 또한 체장기반 가입당생산량 모델과의 비교 결과로부터 체장기반 가입당생산액 모델이 경제적으로나 자원보존적 측면에서 보다 합리적인 모델로 나타났다. 결론으로, 본 연구에서 개발된 체장기반 가입당생산액 모델은 연령을 알 수 없는 어종이나 연령자료 수집이 용이하지 않은 어업, 예로 연안 소규모어업의 어종들에 대한 자원평가에 적용이 가능할 것으로 판단된다.
참조기와 갈치의 연령기반 가입당생산액 모델과 체장기반 가입당생산액 모델에 의한 추정치의 비교 결과는 Table 5와 같다. 참조기와 갈치는 체장기반 가입당생산액 모델에서 적정어획개시체장 (I_c)으로 어업관리 시 발생하는 이익이 연령기반 가입당생산액 모델에서 적정어획개시연령 (t_c)으로 어업관리 시 발생하는 이익보다 각각 2,251원, 517원 더 높았으며, 적정순간 어획사망계수 (F)로 어업관리를 할 경우 체장기반 가입 당생산액 모델에 의한 이익이 연령기반 가입당생산액 모델에 의한 이익보다 각각 12원, 47원 더 낮았다.

후속연구

또한 자원평가를 실시할 경우 연령사정 판독 과정에서 발생한 오차가 개입된 연령 자료에 따른 문제가 있으며, 연령자료가 없는 어종에 대해 연령별 체장을 사용함에 따른 오차가 발생한다. 따라서 상당한 시간과 비용이 소요되는 연령자료가 불필요하여 연령기반 자원평가에 비해 쉽게 적용될 수 있고, 자원평가 시 발생하는 오차를 줄일 수 있으며, 현장에 곧바로 적용할 수 있는 체장을 기반으로 한 자원평가 방법 개발이 필요하다.
특히 참조기는 2011년 이후 자원이 점차 감소추세에 있으며, 2014년에는 어황이 부진하여 자원관리의 노력이 필요하고, 근해자망을 비롯한 근해안강망, 대형기선저인망쌍끌이어업에서 여전히 소형 참조기의 어획이 많으므로 자원의 질적 회복을 위해서는 소형어 관리와 어획량 관리가 절실히 필요하다 (NFRDI, 2014). 또한 참조기와 갈치는 단위체중 증가에 따른 어가의 변화가 큰 어종으로서, 기존의 가입당생산량 모델을 이용한 평가결과는 경제적 남획을 불러일으킬 가능성이 있기 때문에 본 연구에서 개발한 체장기반 가입당생산액 모델을 적용하여 자원평가를 실시해야 할 필요가 있다.
즉 참조기는 어체 크기가 증가함에 따라 어가가 갈치에 비해 상대적으로 더 크게 증가하는 것으로 분석되었다. 따라서 체장기반 가입당생산액 모델은 참조기와 같이 어체 크기가 증가함에 따라 어가가 크게 증가하는 어종에 대해 보다 경제적인 측면에서 유리한 어업관리가 가능 할 것이다. 비록 갈치의 생산액 증가가 참조기에 비해 더 적게 나타났지만, 갈치 역시 최소체장에 비해최대체장의 단위무게당 어가가 증가하는 경향을 보였기 때문에 기존의 가입당 생산량 모델보다 체장기반 가입당생산액 모델을 적용하는 것이 더 효과적인 관리방안이 될 것으로 판단된다.
따라서 체장기반 가입당생산액 모델은 참조기와 같이 어체 크기가 증가함에 따라 어가가 크게 증가하는 어종에 대해 보다 경제적인 측면에서 유리한 어업관리가 가능 할 것이다. 비록 갈치의 생산액 증가가 참조기에 비해 더 적게 나타났지만, 갈치 역시 최소체장에 비해최대체장의 단위무게당 어가가 증가하는 경향을 보였기 때문에 기존의 가입당 생산량 모델보다 체장기반 가입당생산액 모델을 적용하는 것이 더 효과적인 관리방안이 될 것으로 판단된다.
8%의 어획량을 나타냈다 (NFRDI, 2014). 본 연구에서는 사용가능한 자료가 제한되어 안강망어업에 의해 어획된 갈치 자료를 사용하여 자원평가를 실시하였는데, 향후 근해연승어업과 쌍끌이대형기선저인망어업에 의한 갈치의 체장별 어가자료를 사용하여 자원평가가 이루어져야 할 것으로 보인다.
또한 체장기반 가입당생산량 모델과의 비교 결과로부터 체장기반 가입당생산액 모델이 경제적으로나 자원보존적 측면에서 보다 합리적인 모델로 나타났다. 결론으로, 본 연구에서 개발된 체장기반 가입당생산액 모델은 연령을 알 수 없는 어종이나 연령자료 수집이 용이하지 않은 어업, 예로 연안 소규모어업의 어종들에 대한 자원평가에 적용이 가능할 것으로 판단된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	대한민국의 연근해 어업자원관리에 사용하는 가입당 생산량 모델은 어떻게 활용하는가?	그 중 가입당생산량 모델은 가입에 따른 생산량의 변화를 추정하여 적정순간어획사망계수 (F)와 적정어획개시연령(tc)을 구하는 방법으로써 자원평가에 사용되고 있다 (Beverton and Holt, 1957).
	수산자원 생물의 연령은 어떻게 판정하는가?	가입당생산량 모델은 주요 입력 파라미터로서 연령자료를 사용한다. 수산자원 생물의 연령은 연륜법, 체장조성 빈도법 등의 연령사정 방법을 통하여 판정하고 있다(Zhang, 2010).
	가입당생산량 모델을 사용한 국내 연구는 무엇이 있는가?	가입당생산량 모델은 성장남획의 억제를 통해 가입 자원으로부터 얻을 수 있는 어업수익의 최대화를 관리 목표로 하여, 성장남획의 지표로서 널리 사용되고 있다 (Ye, 1998; Kvamme and Bogstad, 2007). 지금까지 가입당생산량 모델을 사용한 국내 연구로는 참조기 (Zhang et al., 1992), 비단가리비 (Zhang et al., 2000), 오분자기 (Ko et al., 2008), 칠게 (Kwon, 2010), 소라 (Kwon et al., 2010), 바지락 (Choi et al., 2011), 꺽지 (Jang et al., 2011) 등에 대한 자원평가 및 관리방안이 있었다.

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Zhang CI, Lee EJ and Kang HJ. 2014. Management of small yellow croaker stock in Korean waters based on production value-per-recruit analysis. J Korean Soc Fish Technol 50(4), 467-475.

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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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