배경
지구는 현재 6번째 대멸종을 겪고 있습니다. 오늘날 멸종 위기에 처한 동물은 1,300마리가 넘습니다.
지난 5년 동안 지금까지 살았던 모든 동물 종의 99퍼센트가 멸종했습니다. 현재 멸종될 동물들은 미래 예측 수보다 100~1,000배 빠른 것으로 추정되며 미래 예측의 확률은 더 높아지고 있습니다. 이 위기는 기후 변화, 토지 사용 변화, 침입종의 도입, 오염 및 자원 착취 때문입니다.
멸종위기종 법(ESA)은 1973년에 통과되어 멸종위기종들의 추가 멸종을 방지했습니다. ESA는 어류 및 야생동물 관리국(FWS)과 국립해양대기청(NOAA), 두 기관에서 관리하고 있습니다. FWS는 육지와 민물 종을 관리하는 반면 NOAA는 해양 종을 관리합니다. 안타깝게도 ESA 보호 및 규정은 산업 및 경제적 압력으로 인해 약화하였습니다.
중요한 이유?
자연 세계는 유기체, 물리적 환경 및 이들 간의 상호 작용을 포함하는 복잡한 생태계로 구성됩니다. 생태계는 공급, 규제, 지원 및 문화 서비스를 통해 인류에게 혜택을 줍니다. 이러한 서비스는 식품, 목재, 바이오매스 연료, 의약품 및 천연 섬유를 통해 생물다양성을 지원하고 세계 경제에 영향을 미칩니다. (일일) 종의 손실에 대한 비용을 정확하게 계산하기는 어렵지만, Costanza et al.에 따르면 생태계 서비스의 글로벌 가치는 2011년에 연간 평균 125-145조 달러로 추산되었습니다. 인류의 웰빙은 생태계의 기능과 수많은 종의 생존에 달려 있습니다. (일일)
"현재의 속도로 멸종하면 긴급 조치가 취해지지 않으면
인류가 멸종하기 직전에 금융 시장이 붕괴될 것입니다."
- Dr. Jill Atkins and Barry Atkins
데이터 과학 프로젝트
범위
이 프로젝트를 위해 저는 어류 및 야생 동물 관리국(Fish and Wildlife Service)의 육상 및 민물 종 보호에 중점을 둘 것입니다. 제 목표는 추가 FWS 자금 지원과 ESA 보호 강화의 필요성을 강조하는 것입니다. 나의 목표 청중에는 정책 입안자와 이 문제의 영향을 받는 산업이 포함됩니다.
다음은 GitHub 링크입니다. repository.
데이터 소싱
저는 FWS(Fish and Wildlife Service)의 데이터 탐색기와 공개 보고서를 통해 데이터를 얻었습니다. 여기에는 FWS 종(ESA에 따라 FWS가 관리하는 종 포함)과 복구 계획 데이터 세트 및 2017년과 2018년 멸종 위기에 처한 종 지출 보고서에서 수집한 데이터 세트가 포함됩니다. 이러한 보고서에는 FWS, 기타 연방 기구, 주 및 각 종 개체군에 대한 총 기금.
데이터 분석
FWS Species 데이터셋을 사용하여 분류군별 종의 분포를 살펴보기로 했습니다. 데이터 세트에는 20개 종 그룹에 걸쳐 10,316개의 종의 행이 포함되었습니다. 그림 1.0을 보면 최소 그룹에 대한 총 수가 무엇인지 명확하지 않습니다. 종 그룹 간의 분포가 너무 고르지 않기 때문에 그림 1.1에서 꽃 피는 식물 그룹 이상값을 제거하고 아래 그림 1.2에서 마지막 5개 그룹만 보기로 결정했습니다.
그림 1.3은 상태 코드별 종의 분포를 보여줍니다. 이 초기 데이터 세트에 있는 종의 대부분은 ESA에 의해 보호되지 않습니다(멸종 위기 및 위협 상태에만 해당). 표 1.0은 참조를 위한 해당 상태 코드를 포함합니다.
그림 1.4는 위치별 종 분포의 막대 차트를 포함합니다. 국내 종은 84.8%, 외래종은 8.4%, 나머지는 외래종과 국내종이다. FWS 복구 계획 데이터 세트를 사용하여 그림 1.5는 8개의 FWS 국내 지역을 기반으로 한 복구 계획과 함께 등재된 종의 확산을 보여줍니다. 그림 1.6은 각 분류 그룹에 대해 결합된 복구 작업의 수를 보여줍니다.
상위 자금은 최소 자금 지원과 어떻게 비교됩니까?
FWS 2017 및 2018 회계연도의 멸종 위기에 처한 종의 지출 보고서는 ESA 규정에 따라 각 목록을 구분합니다. 각 비용 항목은 종, 아종, 고유 인구 세그먼트(DPS) 또는 진화적으로 중요한 단위(ESU). 데이터에는 목록에 없는 종, 소송, 급여, 운영 비용 또는 토지 취득에 대한 지출은 포함되지 않습니다. FWS에 따르면 보고에는 "목록에 등재된 종의 보존을 위한 합리적으로 식별 가능한 지출"이 포함됩니다.
2017년 보고서에는 보고 당시 국내에 등재된 1,772종 중 1,685종이 포함되어 있습니다. 2018년 보고서에는 보고 당시 국내에 등재된 1,912종 중 1,719종이 포함되어 있습니다. 2017년 데이터의 경우 그림 2.0은 각 분류 그룹에 대한 통합 자금의 분포를 보여줍니다. 수치에 따르면, Fish Group에 대한 자금의 불균형이 있습니다. 또한 하위 5개 그룹(갑각류, 침엽수 및 소철류, 양치류 및 연합군, 거미류 및 지의류)에 대한 자금 지원이 없는 것으로 보입니다.
예산은 연도별로 어떻게 비교됩니까?
지출 보고서에 포함된 15개 종 그룹 중 가장 많은 자금을 지원받은 상위 5개 그룹은 해당 연도 총 자금의 95%를 받습니다. 이는 2017년 총 기금의 95.46%인 11억4천만 달러, 2018년에는 12억 달러 또는 95.91%에 해당합니다.
그림 2.1은 2017년 데이터가 파란색으로, 2018년 데이터가 주황색으로 표시된 상위 5개 그룹을 자세히 살펴봅니다. 상위 5개 그룹은 이 회계연도에서 동일하며 Fishes Group은 총 자금의 65% 이상을 받습니다(2017년 65.8%, 2018년 66.44%). 그림 1.0에서는 화초 그룹이 멸종 위기에 처한 종의 수가 가장 많은 것으로 나타났지만 그룹은 2017년 기금의 2.99%를 축적하여 2018년 2.47%로 감소한 두 해 모두 5위를 차지했습니다.
자금이 가장 적은 그룹도 그 기간 동안 동일한 것으로 보입니다. 그룹 간의 자금 지원 격차로 인해 자금 조달은 막대 차트에 표시되지 않았습니다. 이 5개 그룹에 대한 총 자금은 그림 2.2에서 볼 수 있으며, 이는 그림 2.0 및 2.1과 대조적으로 수백만 달러로 표시됩니다. 2017년 최소 5종 그룹의 총 펀딩 금액은 536만 달러(0.45%)였다. 갑각류 그룹은 총 자금의 0.28%를 받았고 지의류 그룹은 0.008%만 차지했습니다. 이들 그룹에 대한 기금은 2018년에 427만 달러 또는 0.34%로 감소했습니다. 갑각류는 총 자금의 0.26%를 차지했고 지의류는 0.003%로 감소했습니다.
상위 펀드들의 공통점?
이제 우리는 결합된 그룹을 보았으므로 개별 인구는 어떻습니까? 그림 2.3과 2.5는 해당 연도의 상위 15개 종 개체군을 보여줍니다. 그러나 15종은 2017년에는 8종, 2018년에는 7종에 불과합니다. 그림 2.4와 2.6은 상위 펀딩 항목에 나열된 중복 종의 수를 보여줍니다. 그림 2.4에서 Chinook Salmon은 6번 나열되고 Steelhead는 3번 나열됩니다. 8종 중 1종을 제외하고 모두 물고기 그룹에 속합니다. 치누크 연어도 2018년에 6번, 스틸헤드가 4번 등재됐다. 다시 말하지만, 한 개체군을 제외한 모든 개체군은 Fish Group의 일부입니다.
ESA 종에 가장 많은 자금을 제공하는 기관은 어디입니까?
FWS 지출 데이터는 각 종 개체군에 대한 자금을 FWS 자금, 기타 연방 자금(다른 모든 연방 기관 포함), 주 자금 및 해당 연도의 총 자금의 4개 열로 구분합니다. 그림 3.0은 2018년에 대한 두 가지 자금 조달 열인 기타 연방 및 총 자금 간의 관계를 보여줍니다. 이 두 열 사이에는 명확한 선형 관계가 있습니다. 이는 Total Funding이 다른 세 개의 열을 결합하기 때문에 예상된 것입니다. 그러나 그림 3.1을 보면 동일한 예상 관계가 불분명합니다. 그림 3.1은 같은 해에 대한 FWS 자금 조달과 총 자금 조달 간의 관계를 보여줍니다.
FWS는 ESA의 두 관리 기관 중 하나이며 육상 및 담수 종 보호를 담당합니다. 그러나 가장 최근의 공공 지출에서 멸종 위기에 처한 종에 대한 가장 큰 자금 지원은 FWS 외부에서 발생합니다.
주요 내용
매년 ESA 자금 지원에는 큰 변화가 없었습니다.
ESA 보호를 위한 자금 분배는 고르지 않습니다.
Fishes Group은 전체 자금의 65% 이상을 받았지만, 최소 5개 그룹은 1% 미만을 받습니다. 이것이 적절한 자원 할당이라면 적절한 자금 없이 다른 그룹이 어떻게 회복할 것으로 예상합니까?
상위 15개 종의 개체군 중 93.33%가 어류 그룹에 속합니다.
ESA 종에 대한 자금의 대부분은 주요 관리 기관 중 하나인 FWS가 아닌 기타 연방 조직에서 제공합니다.
미래 방향성
분석하는 동안 복구 계획과 지출 데이터 프레임을 병합하여 복구 작업의 수와 자금을 비교하려고 했습니다. 아쉬운 부분은, 진행 중 의미 있는 분석을 위한 데이터가 충분하지 않았다는 것이었습니다. 앞으로 이 부분을 더 조사하고 어떤 오류가 이 문제를 일으킬 수 있는지 확인하고 싶습니다.
또한 더 많은 지출 보고서를 포함하고 시간 경과에 따른 데이터 추세를 찾기 위해 프로젝트 범위를 확장하고 싶습니다. 또한, 목록에 청원한 종과 청원 날짜가 포함된 FWS 데이터 탐색기 청원 데이터 세트로도 작업하고 싶습니다. 이 데이터는 시간이 지남에 따라 문서 형식이 변경되었기 때문에 많은 정리가 필요할 것으로 예상합니다.
멸종위기 동물분석과 같이 평소에 관심 있던 데이터의 수집과 분석은 유펜솔루션과 상의해 주세요!
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(본 포스팅은 https://nycdatascience.com/blog/student-works/fws-endangered-species-data-analysis 의 논문 게시글을 활용하여 재구성하였습니다.)
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