2001년과 2020년 미주 351개 지정학적 단위에 걸친 사회경제적 인프라 점수 분포. 출처: Ecological Economics (2024). DOI: 10.1016/j.ecolecon.2024.108164
지구의 날은 종종 지속 가능한 지구를 위한 책임을 주도하는 환경 운동가와 활동가를 떠올리게 합니다. 그러나 마이애미 대학교 인문과학대학의 레오나르도 슐츠와 호세 마리아 카르도소 다 실바와 같은 연구자들은 수학적 모델링이 환경 문제에 대한 접근 방식에도 혁명을 일으킬 수 있음을 증명하고 있습니다.
수학과 박사 과정 학생인 슐츠는 지리학 및 지속가능발전학과 학과장인 카르도소 다 실바와 협력하여 지속가능한 사회가 실제로 얼마나 지속가능한 지를 결정하기 위한 모델을 개발했습니다.
그들은 가장 시급한 환경 문제를 해결하기 위한 획기적인 도구를 만들었습니다. SDPI(Sustainable Development Pathway Index)라고 하는 이 도구는 수학적 원리를 사용하여 여러 지역의 "개발 경로", 즉 인간의 요구와 환경 보존의 균형을 맞추는 측면에서 본질적으로 진행 중인 경로를 평가합니다.
SDPI는 인류 개발이 "생태 인프라"와 "사회 경제적 인프라"라는 두 가지 중요한 구성 요소에 의존한다는 사실을 강조합니다. 생태 인프라는 깨끗한 공기와 물과 같은 필수 자원을 제공하는 자연 시스템을 말합니다. 사회경제적 인프라는 의료, 교육, 교통과 같이 사회를 지탱하는 인간이 만든 시스템을 포함합니다.
"간단히 말해서, 제 연구는 다양한 가능성이 지속 가능한 결과를 어떻게 바꿀 수 있는지에 대한 모델입니다. 사회는 그 자체로 시스템이며, 수학은 이러한 복잡한 시스템을 분석하고 미래에 어떻게 변화할지 예측하는 데 유용한 도구를 제공합니다. 수학자에게는 이미 개발된 도구를 사용할 수 있는 유익한 분야입니다. 이 분야에서는 많은 일을 할 수 있습니다"라고 Schultz는 설명했습니다.
슐츠의 현재 연구의 핵심은 SDPI를 실제 상황에 적용하는 것인데, 이는 SDPI를 정책 입안자들에게 필수적인 도구로 만듭니다. 슐츠, 카르도소 다 실바 및 그들의 동료들은 브라질 아마존에서 아메리카 대륙 전체에 이르기까지 다양한 지역에 SDPI를 적용했습니다.
카르도소 다 실바에 따르면 이 작업의 이면에 있는 비전은 체계적이고 광범위합니다. 주요 아이디어는 "지수를 개발하고, 3개의 다른 대륙에서 지수를 테스트하고, 의사 결정자나 정부가 가장 지속 가능한 개발 경로를 식별하는 데 사용할 수 있는 모델을 개발하는 것"이라고 그는 설명했습니다. 이 체계적인 접근 방식을 통해 연구원들은 실용적인 응용 프로그램이 있는 도구를 만들 수 있었습니다.
최근 생태경제학 저널에 발표된 그들의 연구 결과는 한 지역의 생태학적 건강, 사회경제적 발전, 인구 및 토지 면적과 같은 요인 사이의 복잡한 관계를 밝힙니다.
연구진은 지속 불가능한 개발 경로가 미주 전역에서 일반적이며, 인구 규모가 지속 가능한 개발 경로의 가능성을 제한하는 한 가지 요인이라는 것을 발견했습니다. 이들의 연구 결과는 또한 국가 전반에 걸쳐 교육뿐만 아니라 보전과 생태계 복원에 더 중점을 두는 것이 보다 지속 가능한 개발 경로를 촉진할 수 있음을 시사합니다.
연구진은 또한 지속 불가능한 개발 경로와 기후 변화의 결합된 영향에 특히 취약한 지역인 "사회 기후 핫스팟"을 강조했습니다. 연구진은 이러한 핫스팟의 대부분이 중미와 카리브해에 있으며, 연구진은 기후 탄력적인 개발을 촉진하기 위한 노력에서 우선순위를 정해야 한다고 주장합니다.
슐츠는 사회가 자연계에 영향을 미치지 않고는 인간이 만든 시스템을 무한정 확장할 수 없다고 강조했습니다. 삼림 벌채, 오염 및 자원 고갈은 세계의 생태 기반 시설을 위협하고 있습니다. 그는 사회가 자원을 보충할 수 있는 것보다 더 빨리 소모하거나 회복할 수 없을 정도로 생태계를 손상시킨다면 현재와 미래 세대의 안녕을 위태롭게 할 것이라고 말했습니다.
슐츠는 지속가능발전 경로에 대한 연구자들의 이해를 높이기 위해 더 많은 연구가 필요하다고 지적했습니다. 현재로서는 SDPI는 수학과 같은 정량적 방법이 지구의 지속 가능한 미래를 보장하기 위한 노력에 미칠 수 있는 영향을 보여줍니다.
이상의 기사는 2025년 4월 17일 Phys.org에 게재된 “Calculating a sustainable future: Mathematician identifies unsustainable development patterns and climate vulnerability”제목의 기사내용을 편집하여 작성하였습니다.
* 원문정보 출처 : Calculating a sustainable future: Mathematician identifies unsustainable development patterns and climate vulnerability
* 추가정보 출처 : The sustainability of development pathways and climate change vulnerability in the Americas - ScienceDirect