근지표환경 임계영역Critical Zones의 환경적 중요성과 환경 관리의 미래 이슈

황상일, 현윤정, 양지훈(2016)은 지중환경 관리를 위한 법제도적 기반 구축의 필요성을 강조하였으나, 실질적인 관리정책은 제안하지 못한 한계가 있다. 이는 아직까지 우리나라에서는 식생에서부터 대수층에 이르는 공간을 대상으로 질량이나 에너지, 물의 흐름 등을 관측하고 조사한 자료가 거의 없기 때문이다. 위에서도 살펴보았듯이 크리티컬 존은 생물이 형성, 진화, 번성하는 과정에서 필요한 거의 모든 생명자원을 제공한다. 뿐만 아니라 인간에게는 다양한 서비스를 제공하고 생계수단을 결정해 준다. 따라서 크리티컬 존의 형성기원, 기능, 어떻게 인간의 삶을 지원하는 지에 대한 기초지식은 과학자뿐 아니라 공공의 정책을 입안하고 수행하는 관리자의 입장에서도 반드시 필요하다. 특히 인구 증가, 토지이용의 과밀화, 전 세계의 환경 변화, 소비패턴의 확장 등의 사회적 변화가 전망되는바, 이에 따른 크리티컬 존에 대한 압박이 심화되고 있다. 이러한 상황에서 크리티컬 존과 관련된 복잡 난해한 환경문제에 대응하기 위해서는 크리티컬 존에 대한 과학적 이해를 돕는 기초 R&D 연구의 활성화가 필요하다. 경제발전을 목표로 활발하게 추진해 온 국토의 개발 및 이용은 오랜 시간에 걸쳐 식생, 토양, 지질, 지하수계 등 지구의 근지표환경(near-surface environment)에 변화를 초래했다. 국토의 개발이용이 기후변화, 인간의 활동 등과 더불어 농작물 생산, 온실가스 배출, 수질, 생물다양성 등에 상당한 영향을 미치는 것으로 알려지면서 근지표환경의 중요성을 부각시키는 의미로 “크리티컬 존”이라고 명명하게 되었다. 이에 따라 외국에서는 최근 크리티컬 존에 대한 연구가 급속도로 추진 중에 있으며, 이를 위해 크리티컬 존 관측소를 설치하여 글로벌 네크워크를 구성·운영 중에 있다. 그러나, 우리나라에서는 아직 크리티컬 존이란 용어부터 매우 생소한 상황으로 관련 연구 결과가 거의 없는 실정이다. 이에 본 연구는 복잡난해한 환경문제에 선제적으로 대응하기 위한 예비연구로서 인간과 생명체의 삶의 터전인 지각의 최상부, 즉 근지표환경에서의 환경현상에 대한 융·복합 연구 분야로 부상하고 있는 ‘크리티컬 존 과학’의 연구 동향을 살펴보고 관련 환경 이슈를 발굴하고자 한다. 본 연구에서는 ‘크리티컬 존’과 관련된 국내외 선행연구를 조사·고찰하여 크리티컬 존의 환경적 중요성을 살펴보고, 그에 기반한 미래 환경이슈를 발굴하여 다섯 가지로 제시하였다. 국내 크리티컬 존에 관한 연구는 이제 막 시작단계에 있고, 외국에서와 같이 국가적 차원에서의 체계적인 연구는 추진되고 있지 않아서 극소수의 연구자만 관심을 갖고 있다. 따라서 지질-토양-물-생물 간의 연계에 기반을 둔 융·복합적 연구는 거의 추진되고 있지 못한 상황이다. 최근 황상일, 현윤정, 양지훈(2016)은 지중환경 관리를 위해 환경정책기본법에서부터 자연환경보전법, 토양환경보전법, 지하수법 등의 제도 개선안을 제안하였다. 이 연구는 지중환경을 크리티컬 존에 대한 과학적 이해와 자료에 근거하여 정의하고 그에 대한 구체적인 관리방안을 제시한 것이 아니라, 지하 개발 사업으로 인한 지표환경 훼손 사례를 근거로 지표와 지하환경의 수직적 연계성을 부여하기 위한 선언적인 기반을 구축하는 것이라고 할 수 있다. 이와 같이 크리티컬 존에 대한 과학적 이해가 거의 없는 초기 단계인 만큼, 우리나라의 크리티컬 존 관련 환경정책은 실제로 전무하다고 할 수 있다. 외국에 비해 국내 크리티컬 존 연구는 상당히 늦게 시작되어 2013~2014년부터 지환경학자들이 조금씩 관심을 갖기 시작하였다. 우리나라는 이제 막 크리티컬 존의 개념이 소개되어 2015년에 한국연구재단의 지원하에 처음으로 강원대학교가 ‘크리티컬 존 선도연구실 (CFRL: Critical zone Frontier Research Laboratory)’을 구성해 운영하기 시작하였다. 강원대학교의 크리티컬 존 선도연구실(CFRL)에서는 과거와 현재의 기후조건과 크리티컬 존의 변화를 규명하여 미래 기후변화에 따른 크리티컬 존의 변화에 대응하기 위한 예측 모델을 개발하고 있다. 이러한 목적으로 수리지질학, 광물학, 암석학, 분자생물학을 융·복합하여 시공간적인 크로스오버 연구를 현재 진행 중이다. 이를 위하여 강원도 영월의 백룡동굴과 강원도 양구의 펀치볼을 크리티컬 존 천연실험실로 운영하고 있다. 이 두 지역은 크리티컬 존에 관한 국제 공동연구 및 협조체제를 위하여 크리티컬 존 관측소 네트워크에 등록하여 2016년 11월 현재, 우리나라도 총 2개소의 크리티컬 존 관측소를 운영하고 있는 셈이다. 우리나라에서도 지구환경 분야의 세계적인 미래 이슈 발굴에 대한 노력의 일환으로 2013년에 한국환경산업기술원에서 발간한 ｢Global Enviromental Policy｣에서 지하수·토양 관련 크리티컬 존의 환경적 중요성을 본격적으로 부각하였다. 2015년에는 한국연구재단이 크리티컬 존 프론티어 연구실을 지정하는 등 세계적인 연구 추세에 따라가려는 노력을 기울이고 있으나, 아직 미흡한 단계에 머물러 있다. 하물며 환경관리를 수행하고 관련 정책을 입안하는 정책결정자들에게는 크리티컬 존이란 용어가 정책과는 거리가 먼 매우 과학적인 인상이 드는 생소한 용어일 것이다. 이에 전 세계적으로 환경관리 대상으로 부상하고 있는 크리티컬 존관련 환경 이슈의 선제적 대응을 위하여 먼저 크리티컬 존의 환경적 중요성을 고찰하고, 이와 관련된 정책적 관점에서 환경관리의 미래 이슈를 도출할 필요가 있다. 본 연구의 목적은 크리티컬 존에 대한 국내외 선행연구 고찰과 국내 전문가들의 브레인스토밍을 통해 크리티컬 존의 환경적 중요성을 정리함으로써 선제적 환경관리정책을 위한 미래 이슈를 발굴하는 것이다. 뿐만 아니라 기존의 매체별 환경관리에서 해결되지 않았던 복잡하고 난해한 환경문제에 대해서 크리티컬 존은 지표-지하 환경의 ‘통합적’ 환경과 다학제 간의 ‘융·복합적’ 관점에서 시공간적으로 폭넓게 이해하고 해결할 수 있게 하는 해답이 될 수 있을 것이다. 예를 들어, 비점오염 관리가 심각한 지표수의 수질문제의 경우, 지하수의 기저유출로 인한 기여도를 고려하여 새로운 관리방향을 모색할 수 있을 것이다. 또한 농작물을 경작할 때, 시비량과 관개용수량을 작물 특성에만 의존하여 측정하던 것에서 벗어나 기반암의 풍화로 인해 생성된 토양 자체의 구조적, 화학적 특성과 지하수면까지의 깊이, 지형경사를 고려하는 등 환경과 농업을 연계한 정책을 도출하는 과학적 근거를 크리티컬 존에서 찾을 수 있을 것이다. 크리티컬 존의 환경적 중요성은 앞으로 크리티컬 존 관측소의 글로벌 네트워크를 통해서 더 많은 관측 및 조사로 밝혀질 것이다. 또한, 크리티컬 존에서 일어나는 물질과 에너지 교환, 토양 형성, 하천유량 생성, 경관의 진화 등의 프로세스를 종합적으로 이해하기 위한 연구를 통해 더 많은 부분이 밝혀질 것으로 기대한다.