농경지 부문 탄소 축적량 산정 개선방안 연구

농경지로 유지된 농경지의 토양 CO2 흡수량은 FullCAM을 사용하여 산정한다. 목질 원예작물 면적 변화와 관련된 CO2 흡수량은 Tier 1 접근법으로 산정한다. 구체적인 산정 과정을 살펴보면, 먼저, 토양 CO2 흡수량은 Tier 3 방법, Approch 3 방법으로 볼 수 있는 FullCAM을 사용하여 산정하는데, 농경지로 전용된 산림지 산정방법에서 적용한 기후대, 장소, 관리형태 등에 관한 자료들을 동일하게 사용한다. FullCAM은 생물 바이오매스, 고사유기물, 토양 등 모든 현장 탄소 저장고(on-site carbon pools) 배출량을 산정하지만, 농경지로 유지된 농경지는 토양 탄소 변화량만을 보고한다. 일년생 작물 및 고사유기물 탄소 축적 변화량은 GPG 2003에 따라 없는 것(‘0’)으로 보고한다. 영농방법에 관해서는 전체 농경지를 포괄하면서, 시계열 및 공간정보를 제공할 수 있는 관련 자료가 없으므로, 탄소 축적변화량은 기후 및 품종 개량에 영향을 받는 작물 생산량을 중심으로 산정한다. 다른 영농방법을 사용하는 경지 면적에 대한 각각의 무기토양 배출량․흡수량 추정이 요청된다. 경작 중인 농경지에 대해, 활동자료는 토양탄소 저장량에 영향을 미치는 작물 종류, 윤작 및 경운 방법, 관개, 비료시비, 잔사 처리 등과 같은 영농방법에 대한 추세 또는 변화 상태를 나타내야 한다. 활동자료 관리방법은 크게 두 가지 형태로 구분된다. 첫째 형태는 국가 또는 국가 내 행정구역별(도․군 등)로 취합된 통합형 통계자료로 구성하며, 둘째 형태는 국가별 토지면적에 대해, 통계학에 기초한 표본점을 구성하여 토지이용 및 관리방법에 관한 활동자료를 구성한다. 어떤 형태의 활동자료라도 그들에 대한 공간적․시간적 분석방법에 따라, 3가지 Tier 방법 모두에 적용이 가능하다. Tier 1, Tier 2 방법에서, 기준 탄소축적량은 주요 기후대 및 토양 종류에 따라 대단히 가변적인 모습을 나타나므로, 활동자료도 기후대 및 토양 종류에 따라 구분되어야 한다. Tier 1 방법은 대단히 넓은 범위로 정의한 토양 분류를 사용하므로, 국가 또는 세계 토양지도 수준에서도 농경지 면적의 세부 토양분류를 설명하는데 사용될 수 있다. Tier 3 방법은 단순한 형태의 축적 변화․배출 계수를 그대로 적용하지 않고, 상세한 토양탄소 배출․축적 변화량 측정자료를 역학 모형에 결합한 방법을 사용한다. 모형에 기초한 접근방법에서, 배출량 추정 값은 모형 내부의 토양탄소 축적 순변화량을 추정하기 위한 다수 방정식 간 상호작용 과정에서 유도된다. 토양탄소 역학을 모의실험하기 위해 설계된 다양한 모형(McGill et al., 1996; Smith et al., 1997 등)들이 소개되고 있다 모형 선정을 위한 핵심 기준은, 사용한 주요 투입자료(input, driving variables)가 국가 고유 값에 기초하여야 하고, 결과적으로 국내 모든 영농방법을 대표할 수 있는지가 될 것이며, 이런 요건을 갖춘 경우에야 모형 선정의 적정성이 인정될 것이다. 모형은 개별 국가에서 다양한 기후, 토양, 영농방법을 대표할 수 있어야 하는데, 이를 위해 국가․지방 단위에서 현장조사를 거친 독립 관측치를 사용하는 경우에 모형의 유효성을 인정받을 수 있다. 토지 관리방법 변화(LMC: Land Management Change)는 작물 구성(다년생 작물, 일년생 작물), 경운방법(감소 경운, 무경운, 기타), 여름 휴경지로 세분하여 배출량 및 흡수량을 산정한다. 산정과정은 관리 변화를 겪은 농경지 면적에 국가 고유 배출․흡수계수를 적용하여 산정한다. 유형별 농경지 면적자료는 농업총조사(Census of Agriculture) 자료를 중심으로 사용하며, 관련 탄소 계수는 CENTURY 모델(Version 4.0)을 사용하여 해당 관리 변화가 ‘있는 경우(with)’와 ‘없는 경우(without)’에 대한 시나리오 결과를 비교하여 도출하며, 특수한 경우에는 CENTURY 실행 결과를 보완하기 위해 경험적 자료(empirical data)도 병행 사용한다. FAO 데이터베이스(http://apps.fao.org) 등 세계적으로 이용 가능한 토지이용 및 영농방법과 관련한 통계자료들은 주요 토지이용 형태별 전체 토지면적에 대한 연간 취합자료들을 제공하고 있다. 이들 자료는 세부적으로 몇몇 영농방법 종류(관개된 농경지, 관개되지 않은 농경지 등), 다년생 작물면적(포도원, 과수원 등), 주요 작물별(밀, 쌀, 옥수수, 수수 등) 경지 면적 및 생산량 등에 관한 자료들도 제공한다. 이와 같이, FAO 또는 유사한 국가 전체 자료가 사용되는 경우에는 기후 및 토양 종류별 구분 면적에 대한 국가 내부 자료가 추가적으로 필요하다. 국가 내부에서 추가적인 자료 수집이 어려운 경우에는, 이용 가능한 토지 피복․토지 이용 지도들(국가 고유 정보 또는 IGBP-DIS) 등과 같은 세계적 정보를 이용)에 국가 고유 토양 지도 또는 FAO 세계 토양 지도 등을 중첩(overlay)하는 방법으로 작성되어야 할 것이다. FMG로 제시된 경운 유형은 작물 종류, 경운 깊이 등에 대해 GPH 2003에서 제공하는 설명자료가 부족하며, 관련되는 통계자료 등도 빈약하여 활동자료 확보에 어려움이 많다. 따라서, FMG 유형 분류는 일년생 작물을 재배하는 경우에는 전면 경운형(농기계 사용) 및 감소 경운형(농기계 미사용)으로 구분하고, 다년생 작물은 농기계 사용 여부에 상관없이 무경운형으로 분류하는 것이 적절할 것으로 판단된다. 한편, 국내 농기계 보유 현황 및 농업 기계화율은 농림축산식품부의 농기계보유현황 조사를 통해 1990년부터 최근 연도까지 관련 자료 확보가 가능하다. 다만, 농업 기계화율은 논벼․밭작물 작업 단계별 연면적에 대한 농기계를 이용한 작업 연면적 비율로 나타내는데, 작업 단계별 기계화율 자료는 시계열 단절 연도가 존재한다. 즉, 온실가스 배출통계 대상 기간에서, 경운․정지 기계화율을 살펴보면, 논벼는 농림축산식품 주요통계 등에서 1990년, 1995년, 2000 ~2002년, 2004년 및 2006년 이후 연간 자료가 제공되며, 밭작물은 공식 통계보고서는 제공되지 않고, 농촌진흥청, 농림축산식품부 업무자료 등에서 1998~2002년, 2006년, 2009년에 대한 기계화율 자료가 수집 가능하다. 농경지 무기토양 탄소 축적 변화량은 GPG 2003에서 제시한 Tier 1 산정 방법 A형을 적용하여 산정한다. 작성과정은 농경지 단위 면적당 기후대․토양 종류․영농방법에 대한 연구자료(Takada et al., 2009)를 기초로, 연도별․유형별 경지 면적자료를 곱하여 토양탄소 축적량을 산정한다. 기후대 및 습도형은 GPG 2003에서 제시한 연평균 기온과 강수량 자료를 적용하여 구분하며, 무기토양 기준탄소축적량 값은 GPG 2003의 기본 값을 적용한다. 영농형태별 토양탄소 축적률은 일본 국립농업환경과학협회(NIAES: National Institute for Agro-Environmental Science)에서 제공한 논․밭․과수원(농경지 평균 값 포함)별 구분 값을 적용한다. 축적량변화계수는 GPG 2003에서 제시한 기본 값을 논․밭에 적용하며, 과수원은 IPCC 2006 GL에서 제시한 기본 값을 적용한다.