(좌측부터) 맹아윤 석사 졸업생, 남희정 학생, 강완모 교수

수요·서식지 기반 공급·작물 생산량 연계 분석…
국제학술지 『Ecological Indicators』 게재

국민대학교 산림환경시스템학과 강완모 교수 연구팀이 국립생태원 생태계서비스팀 천광일 박사와 공동 연구를 통해 기후변화 환경에서 화분매개 생태계 서비스의 수요와 서식지 기반 공급, 그리고 실제 작물 생산량 간의 복합적 관계를 종합적으로 진단할 수 있는 통합 지표 프레임워크를 개발했다. 이번 연구는 생태학 및 환경과학 분야의 저명 국제학술지인 『Ecological Indicators』(IF: 8.7, mrnIF: 89.086, Q1)에 게재됐다. 연구에는 2026년 2월 국민대학교 산림자원학과를 졸업한 맹아윤 석사가 제1저자로, 남희정 박사수료생이 공동저자로 참여했으며, 강완모 교수와 천광일 박사가 공동 교신저자로 참여했다. 특히 이번 연구는 맹아윤 석사의 석사학위논문을 발전시켜 국제학술지 논문으로 완성한 연구라는 점에서 의미가 있다.

꿀벌을 비롯한 다양한 화분매개 벌이 꽃을 오가며 꽃가루를 옮겨 열매를 맺게 돕는 화분매개(수분) 과정은 사과, 배, 딸기 등 주요 농작물의 결실과 식량 안보를 유지하는 데 필수적인 생태계 서비스이다. 그러나 지속적인 기후변화와 농업 단작화, 농약 사용 등으로 화분매개 벌의 서식지가 감소하고, 꿀벌 실종 현상 등이 나타나면서 화분매개 생태계 서비스의 불안정성이 커지고 있다. 기존의 수분 서비스 평가 연구들은 주로 지도 기반의 서식지 공급 잠재력을 산출하는 데 집중해 왔다. 이에 따라 실제 기후 조건이나 화분매개 의존 작물의 결실 및 생산량까지 함께 고려하는 다차원적 종합 평가에는 한계가 있었다. 이에 연구팀은 2016년부터 2022년까지 국내 17개 광역지자체의 농업 통계와 기후 데이터를 활용해 화분매개 생태계 서비스를 수요(demand), 공급(supply), 생산(production)이라는 세 가지 핵심 차원으로 구분해 진단했다. 먼저 선형혼합모형을 활용해 작물별 화분매개 의존도와 재배 면적의 관계를 정량화하고 이를 바탕으로 수요 지표를 산출했다. 또한 작물의 상대적 생산량을 분석해 작물 생산 수준을 나타내는 생산 지표를 구축했다. 이와 함께 InVEST 모델을 적용해 토지 유형과 화분매개 벌의 특성을 반영한 서식지 기반 공급 지표를 구축함으로써 화분매개 생태계 서비스의 수요와 잠재적 공급, 작물 생산량을 함께 평가했다.

분석 결과, 화분매개 수요 지표와 생산 지표 사이에는 높은 상관관계가 나타났다. 이는 지역별 농업 구조와 화분매개 의존 작물의 생산 수준이 밀접하게 연결되어 있음을 보여준다. 반면 서식지 기반 공급 지표와 작물 생산 지표 사이의 상관관계는 상대적으로 약한 것으로 나타났다. 즉, 단순히 화분매개 벌의 서식지 여건이 양호하다고 해서 해당 지역의 화분매개 의존 작물 생산량 증가로 직접 연결되는 것은 아니며, 생태계 서비스의 잠재적 공급과 작물 생산량 사이에 공간적 불일치가 존재할 수 있음을 확인했다. 특히 작물 생산 지표는 서식지 기반 공급 요인보다 기후 변수와 더욱 강하게 연동되는 특징을 보였다. 생산 지표는 위도와 강한 양의 상관관계를 나타낸 반면, 연평균 기온 및 강수량과는 강한 음의 상관관계를 보였다. 이는 분석 대상 지역에서 상대적으로 기온이 낮고 고위도에 위치한 지역일수록 화분매개 의존 작물의 생산량이 높게 나타나는 공간적 패턴을 보여준다. 또한, 행정구역별 양봉 꿀벌 봉군 수는 주요 화분매개 생태계 서비스 지표들과 유의미한 상관관계를 나타내지 않았다. 이는 꿀 생산 등을 목적으로 관리되는 양봉 꿀벌 봉군의 수만으로는 지역의 화분매개 생태계 서비스 수준을 충분히 설명하기 어렵고, 토종꿀벌과 서양꿀벌 등 화분매개 벌의 활동 환경과 기후 조건 등 다양한 요인이 서비스 전달 과정에 영향을 미칠 수 있음을 시사한다.

이번 연구는 화분매개 생태계 서비스를 서식지 평가에만 머물지 않고 수요–공급–생산이라는 세 가지 차원으로 구분해 실제 작물 생산량과 기후적 맥락을 함께 고려했다는 점에서 의미가 있다. 특히 서식지 기반 생태계 서비스 공급과 작물 생산량이 반드시 일치하지 않을 수 있음을 확인함으로써 화분매개 생태계 서비스를 평가할 때 잠재적인 서식지 공급량뿐만 아니라 기후 조건과 작물 생산량을 함께 고려할 필요성을 제시했다. 이번 연구 결과는 향후 기후변화에 대응한 화분매개 생태계 서비스의 보전·관리와 농업 생태계의 지속가능한 관리 및 정책 수립을 위한 기초자료로 활용될 것으로 기대된다.

한편 이번 연구 논문은 Maeng, A., Nam, H., Kang, W. and Cheon, K. (2026)의 「Spatial patterns and climatic associations of pollination demand, habitat-based supply, and pollination-dependent production in South Korea」라는 제목으로 Ecological Indicators, 191, 115583에 게재됐다.