기후변화가 농업 및 작물 생육에 미치는 영향을 분석하고, 작물 생육모형과 기상 자료를 활용하여 미래의 생산성 변동 및 재배 적지 변화를 예측함으로써 농업적 대응 방안을 마련하는 것 doc_id PCY_201908010325134581_8

두 번째 활용방안은 현지외 보전 식물 생육의 최적 조건을 분석하여 효율적인 보전에 기여하는 것이다. 희귀식물의 생육 최적 조건을 찾아내면 그 식물에 맞는 환경을 설정하여 증식 및 보전이 가능하고, 재배농가로의 기술이전 등을 통하여 수익 창출 방안도 모색할 수 있다. 세 번째는 내한성 지도 등 분석자료를 활용한 정보를 제공하는 것이다. 미국 농무부(USDA)에서는 식물 내한성 지도 (USDA Plant Hardiness Zone Map)를 제작하여 배포하였는데, 이 지도는 미국 각 주 및 도시별로 식물이 생존할 수 있는 최소한의 온도를 조사하여 각 지역에서 생육이 좋은 식물을 선별할 수 있게 만든 표준이라고 할 수 있다. 시스템이 전국에 설치가 된다면 국내 내한성 지도를 빠르고 정확하게 제작할 수 있을 것이다. 마지막으로 주요수종의 개화시기 예측이 가능해진다. 전국 공사립수목원에서 동일한 식물종에 대해 생육환경 모니터링을 진행하고, 식물과 미기후 간의 상관 관계를 분석하면 과학적인 지역별 예측정보를 제공할 수 있을 것이다. 발아-개화-결실 등 시기적으로 작물이 발육하는 현상을 생물계절이라고 하며, 이는 작물의 생육기간뿐만 아니라 기온, 일장 등 기상요소에 의해서도 영향을 받는다. 작물의 생물계절 변화는 재배 가능 여부뿐만 아니라 수량과 품질에도 밀접한 관련이 있다. 김광형 외(2016)은 참다래 품종인 해금이 주로 재배되는 지역에서 미래에는 개화시기가 현재보다 10일 이상 단축될 것으로 예상하였고, 권영순 외(2012)은 제주도에서 참다래 개화일이 앞당겨질 것이라고 하였다. 문경환 외(2012)은 온난화로 인해 감귤의 개화시기가 점차 빨라질 것으로 예측하였고, 이를 감귤 개화기 지도로 나타내었다. 또 송은영 외(2015)은 고추 생육기간 중 기온이 2℃까지 상승하면 가지치기 횟수와 개화시기가 빨라지고 수량이 증가하지만, 그 이상 상승하면 과실의 크기는 작아져 오히려 품질은 떨어질 것으로 분석한 바 있다. 기후변화로 인해 농업도 큰 변화를 겪게될 것으로 예상된다. 기후가 농업에 미치는 영향을 생각할 때 기후변화와 이상기상은 구분할 필요가 있다. 기후변화란 특정 지역에서 장기간에 걸쳐 나타나는 기상특성, 즉 기후가 변화되는 것을 말하고, 이상기상이란 단기간에 일반적인 양상과 다른 예외적인 기상현상이 나타나는 것을 의미한다. 특히, 최근에 논의되는 기후변화는 장기간에 걸쳐 지속되는 지구온난화를 말하는 것으로 이해되지만, 단지 그러한 과정에 이상기상이 빈번하게 나타나기 때문에 일반인에게는 이상기상도 기후변화의 영향이라고 간주되고 있는 것으로 보인다. 우리가 기후변화에 의한 농업 대책을 마련하기 위해서는 장기간에 걸친 온난화 경향의 작물 생산에 대한 영향을 분석하고, 대책을 마련하는 것이 우선되어야 할 것이다. 또 기후변화 적응에 있어서도 기후변화에 따른 충격에 따라 우선순위를 결정할 필요가 있고, 이에는 기후변화 민감 지역에 대한 분석이 포함되어야 할 것이다. 반면에 예전부터 농업생산에 직접적으로 영향을 주었던 한파, 가뭄, 폭염 등 단기적으로 발생하는 이상기상에 대한 대응은 기후변화 영향과 분리하여 일반적인 농업 기술의 한 측면으로 이해될 필요가 있다. 앞에서 언급한 바와 같이 미래 기후변화에 따른 작물의 생산성 변동을 예측하기 위해서는 기상에 따른 생육과 수량을 예측할 수 있는 작물모형이 필요하다. 이충근 외(2012)은 국제미작연구소에서 개발한 ORYZA2000을 국내 품종에 맞게 개선한 벼 모형을 이용하여 기후변화로 벼 수량이 감소 한다고 하였고, 기온상승, 재배 시기, 이산화탄소 농도 순으로 벼 수량에 미치는 영향이 크다고 하였다. 김대준 외(2013)은 벼, 보리, 콩 모형을 이용하여 파종시기를 조절함으로써 온난화에 따른 수량감소를 어느 정도 회복시킬 수 있다고 하였다. 심교문 외(2011)은 겨울철에 재배되는 쌀보리의 경우 온난화로 오히려 수량이 증가할 것으로 예상한 바 있다. 식량작물의 경우에는 생육과 수량을 예측할 수 있는 작물모형이 많이 개발되어 미래의 수량 변동에 대해 상세하게 예측한 연구가 진행되어 있다. 반면 채소 등 원예작물에 대한 생육모형이 없어 기후변화에 따른 수량 변동을 예측하는 연구는 미흡한 상태이다. 농업 분야에서 활용할 수 있는 자료가 확보되면 이를 이용하여 미래 기후 여건에서의 작물생산에 대한 예측 및 영향평가를 수행할 수 있다. 작물 생육이 가능한 온도, 강수량 등의 기상학적 재배조건을 고려하여 미래 작물의 재배지나 재배시기를 예측하거나, 일별 기상자료로 작물의 생육과 수량을 상세하게 예측하는 작물 생육모형에 적용할 수도 있다. 농업 기후변화 영향 연구의 세계적인 연구협의체인 AgMIP에서는 전 세계에서 개발된 작물모형들을 수집하여 비교·개선을 통해 미래 기후에 적용하여 미래의 작물 생산성을 예측하고 영향을 평가하려고 시도하고 있다. 여기에서는 주로 옥수수, 밀, 벼, 보리, 콩, 감자 등 인류의 식량공급에 중요한 작물을 대상으로 미래 생산량 변화 예측 연구가 진행 되고 있다. 우리나라에서도 최근 벼를 대상으로 개발된 작물모형을 국내 여건에 맞게 수정하여 미래 생산성의 변화에 대해 연구하여 발표한 바 있다. 하지만 원예작물을 대상으로 한 작물모형은 세계적으로도 많지 않으므로 무, 배추, 고추, 마늘, 양파 등 주요 채소작물들을 대상으로 생산성 변화를 예측한 연구는 많지 않고, 현재 작물모형을 개발하는 단계이다. 앞으로 원예작물에 대한 작물모형이 만들어지면 이를 미래 기후에 적용해 생산성 변화 예측 연구도 수행할 수 있을 것이다. 기후변화에 대한 농업분야 대응은 농작물 생산량에 미치는 기후변화의 영향을 예상하고 평가하는 것부터 시작된다. 세계적으로 기후변화 영향평가를 위해서 모형을 이용한 예측방법을 주로 이용하고 있다. 이는 농장에서 직접 재배실험을 통해서는 미래 기후조건 하에서의 작물생육 및 생산량을 예상하는 것이 어렵기 때문이다. 기후변화에 관한 IPCC 보고서에서도 농업분야에 대한 영향평가에는 농업모형으로 예측된 결과를 주로 제시하고 있다. 이렇게 기후변화에 따른 미래 농업 생산의 변화를 예측하고자 할 때 반드시 필요한 조건이 있다. 첫째, 미래 기후에 대한 자료, 둘째, 미래의 기후 여건에서 작물 생산을 예측할 수 있는 기술의 확보이다. 기후변화 대응을 위해서는 미래에 예상되는 기후조건을 정확하게 이해하는 것이 선행되어야 하며, 미래 기후에 대한 정보는 IPCC와 기상청에서 제공하고 있다. 최근 농촌진흥청에서는 배추와 마늘을 대상으로 기상 자료를 이용하여 일별로 생육상황을 표출할 수 있는 작물 생육모형을 개발하였다고 보고한 바 있다. 이번에 개발된 모형은 작물 재배기간 중의 기온, 일사량, 강우량, 풍속 및 상대습도 등의 시간별 기상자료를 입력하면 잎에서의 광합성, 증산, 호흡 및 식물체의 발육과 분해 등 생장과정을 시간별로 순차적으로 계산 하고, 이에 따른 일 단위의 생육상황(엽수, 엽면적, 생체중 및 건물중 등)을 수치로 나타낼 수 있게 제작되었다. 개발된 작물모형은 일종의 컴퓨터 소프트웨어이므로 파종시기 등 입력자료를 변경함으로써 마늘의 적정 파종시기를 예상하는 등 현재 조건에서 최적의 재배방법을 탐색하는 활동에 이용할 수 있다. 그러나 현 단계는 배추와 마늘의 초기 모형을 개발한 상태로 앞으로 주산지역의 자료로 검증하여 보다 정교하게 조정할 필요가 있다. 주산지에서 충분히 개선된 이후에는 전국을 대상으로 기후변화에 따른 생산성 변동 예측에 활용될 수 있을 것이다. 농촌진흥청에서는 농업용 미래상세 전자기후도를 이용하여 작물 재배에 영향이 큰 미래 농업기후도를 제작하고, 이를 이용하여 우리나라에서 재배되는 과수와 채소 등 주요 작물을 대상으로 온난화에 따라 재배적지 변동을 예측하는 지도를 제작한 바 있다. 이에 따르면 사과, 배 등 온대성이 강한 낙엽과수는 앞으로 기후적인 생육 환경이 악화되어 재배적합지가 줄어들것으로 예상되었고, 단감, 참 다래 등 겨울철에 보다 온화한 기후가 요구되는 작물은 재배가능지역이 점차 확대될 것으로 예상되었다. 채소는 적온 범위가 좁아 여름철에는 고랭지에서만 재배하는 고랭지 여름 배추의 재배 적합지역이 빠르게 감소하고, 겨울철 월동기간이 필요하지만 동해 피해엔 취약한 마늘, 양파 등은 앞으로 재배 적합지역이 증가될 것으로 예상되었다. 2018년 올리브의 재배가능성을 분석한 결과 곧 남부 해안지방에서 올리브 재배가 가능해질 것으로 예상되기도 하였다. 이와 같이 농촌진흥청에서는 작물 재배지 변동에 대한 연구를 지속하고 있으며, 현재까지 연구된 12종의 작물에 대한 예측결과를 인터넷(http://fruit.nihhs.go.kr/)을 통하여 제공하고 있다. 기후변화로 작물 생산이 큰 영향을 받을 것으로 예측되고 있어 이에 대한 농업인의 대응대책에 대한 관심도 증가하고 있다. 전지구 규모의 기후변화를 인위적으로 조절하는 것은 거의 불가능하므로 농업에서의 기후변화 대응은 농업인 본인의 농지가 위치한 지역 기후에 잘 적응하는 방식이 될 수밖에 없다. 기후변화에 잘 적응하기 위해서는 기후와 기상을 잘 이해하는 것이 중요하다. 농촌진흥청에서는 농업기후 변동에 관한 자료와 함께 미래 작물 재배의 적합성에 대한 정보를 제공하고 있다. 즉, 농민이 농장의 지번을 입력하여 미래 작물에 대한 재배적합성 변동 정보를 상세하게 알아볼 수 있어 장기적인 대응방안을 세우는데 도움을 얻을 수 있다. 앞에서 주로 장기간의 기후변화 영향에 대해서 연구된 결과를 제시하였지만, 최근에는 단기간의 이상기상에 대한 피해를 줄이기 위한 기술도 개발되고 있다. 최근 농촌진흥청 농업과학원에서는 농업기상재해 조기경보 시스템을 개발하고 있다. 이 시스템에 의하면 농장 수준의 농업기상을 예측함으로써 서리, 가뭄 등의 기상재해가 예상될 때 농업인들에게 미리 알려주는 역할을 하게 된다. 또 기상에 대한 작물의 반응을 예상하여 작물 생육상태에 따라 영농 기술을 제언하는 서비스도 함께 제공되고 있다.