2.1. 기후변화 적응 분석을 위한 영향 평가 방법론
기후변화 영향 평가는 적응 조치 마련을 위한 선행 단계이므로 농업부분 기후변화 적응의 경제적 분석을 위해서는 우선 기후변화 영향 평가가 이루 어져야 한다. 앞에서 제시된 바와 같이 영향 중심 접근 방법은 기후변화 적 응의 접근 방법에서 중요한 위치를 차지하고 있다. 기후변화 영향 평가에 적용되는 모형으로는 작물 모형, 경제모형, 통합 모형 등 세 가지 방법론으 로 요약될 수 있다<그림 3-1>.
그림 3-1. 기후변화 적응 분석을 위한 영향 분석 통합 모형 구조도
첫째, 토양-작물-대기의 요소를 고려하여 작물생산 변화를 시뮬레이션하 는 작물 모형(crop models)을 들 수 있다. 작물의 생육에는 대기 중의 CO2
농도, 온도, 습도, 강수량, 일사량 등 여러 가지 요소가 영향을 미친다(김창 길 외 2014). 기후변화는 작물 중량의 증가나 높이 연장 등 양적 성장 (growth)과 발아, 꽃눈 분화, 성숙, 낙엽 등 질적 변화(development)에 직·간 접으로 영향을 미친다(杉浦俊彦 2012). 작물 모형은 기후변화의 여건을 반 영하여 식물, 토양, 기상 등으로 구성된 작물 생태계의 물질과 에너지 흐름 에 대한 물리, 화학, 생물학적 기초 지식을 토대로 그 관계를 수학적으로 나 타낸 것이다(임준택 외 2010). 작물 모형은 기후변화에 대응하여 다양한 적 응 수단을 적용하는 경우, 농작물의 수량에 미치는 영향을 정량적으로 평가 하는 데 활용될 수 있다. 대표적인 작물 모형으로 CERES와 ORYZA2000 등을 들 수 있다(김창길 외 2009).
둘째, 기후변화가 농업부문에 미치는 사회·경제적 영향을 분석하는 경제 모형을 들 수 있다. 경제모형은 크게 부분균형모형과 일반균형모형으로 대 별된다. 부분균형모형으로는 모수적․비모수적 모형, 리카디언 모형, 실증적 수리계획모형 등이 있고,12 일반균형모형으로는 연산일반균형(Computable General Equilibrium: CGE) 모형을 들 수 있다. 기후변화에 따른 농산물 생 산성 변화, 기후변화 적응 수단의 경제적 효과, 주요 농작물 재배 지역 변동 의 경제적 영향 등을 시뮬레이션하기 위해 사용된다. 경제모형의 경우 기후 변화에 따른 작물생산의 영향을 파악하는 데 과거의 시계열 자료를 이용하 는 방법과 작물 모형을 이용한 시뮬레이션 분석 결과를 활용하는 방법이 모 두 적용될 수 있다. 대체로 작물 모형을 이용하여 기후변화가 작물생산에 미치는 영향을 기초로 경제적 효과 분석이 이루어진다.
12 기후변화가 농업 생산성에 미치는 영향 분석과 관련하여 특정 함수를 가정하 여 회귀분석을 수행하는 모수적 방법과 함수형태를 가정하지 않고 신축적으로 분석하는 비모수적·준모수적 방법은 과거의 작물 단수에 관한 자료를 이용하 고 있다. 또한 기후변화가 농가경제에 미치는 영향 분석과 관련하여 미래 지대 의 할인된 현재 가치인 농지 가격 변화를 추정하여 평가하는 리카디언 모형은 과거의 자료를 이용한다(김창길 외 2009).
셋째, 기후 모형과 작물 모형, 경제모형을 통합하여 다양한 요소들의 상호 작용을 포함하는 통합 모형(integrated model)을 들 수 있다. 이 모형의 중요 한 장점은 유연성에 있다. 특정한 모듈을 추가 또는 제거할 수 있고, 일부 지역적 조건을 상세하게 표현할 수 있다. 경제모형은 작물 모형에서 추정된 단수를 이용하여 생산물의 경제적 가치나 농가 소득을 계산할 수 있다. 기 후변화 영향 분석과 적응 수단을 연계한 통합 모형으로는 국제식량정책연 구원(International Food Policy Research Institute: IFPRI)에서 개발한 농업 재화 및 교역의 정책 분석을 위한 국제 모형(International Model for Policy Analysis of Agricultural Commodities and Trade: IMPACT)이 널리 활용되 고 있다(김창길·정학균·임영아 2015).13
2.2. 적응 수단의 경제적 효과 분석 프레임웍
기후변화에 따른 적응 수단의 경제적 효과 분석에 대한 논의는 최근에 이 루어지고 있다. 미국의 농업 모형 비교 및 개선 프로젝트(Agricultural Model Intercomparison and Improvement Project: AgMIP)의 지역 통합 평 가(Regional Integrated Assessment)에서 기후변화 적응 수단의 경제적 분석 을 위한 개념적 접근 틀을 제시하고 있다(Antle et al. 2014).14 기후변화 적 응에 따른 농업 시스템 변화의 정량적 분석을 위한 핵심적인 질문으로 Q1,
13 한국농촌경제연구원은 IFPRI에서 개발된 IMPACT 모형을 활용한 농업부문의 기후변화 완화 및 적응 수단에 대한 경제 분석을 위해 양 기관 간 MOU를 체 결하고 모형 운용과 실제적 적용 사례에 대한 연구를 별도로 진행 중에 있다.
IFPRI에 의뢰하여 ‘농업부문의 기후변화 영향과 적응의 통합 평가’ 과제가 수 행 중에 있으며 2016년 4월 말에 보고서가 발간될 예정이다. 한국농촌경제연구 원은 IFPRI와의 효과적인 협동 연구 수행을 위해 ‘IMPACT 모형 운용 T/F’를 설치하여 운영하고 있다.
14 AgMIP은 기후변화로 인한 주요국의 농산물 수급영향 분석과 지역간 변화, 적 응조치의 정책효과 등을 다루기 위해 기후변화 시나리오와 작물모형 및 농업 경제모형을 연계한 통합모형임.
기후변화에 대한 현재 농업 시스템의 민감도는 어떠한가? Q2, 미래 농업생 산 시스템에 대한 기후변화의 영향은 무엇인가? Q3, 기후변화 적응의 이점 은 무엇인가? 등 세 가지를 제시한다<그림 3-2>.
그림 3-2. AgMIP의 기후변화 적응의 효과 분석 개념도
자료: Antle et al.(2014: 150).
첫째, 기후변화에 대한 현재의 농업 생산 시스템의 민감도는 어떠한가?
이 질문은 생산 시스템이 현재 상태 및 사회경제적 조건 아래에서는 변화하 지 않는다는 가정에서 기후변화의 영향을 다루고 있다. 이러한 분석 유형은 약간의 통찰력을 제공할 수는 있으나, 기후변화 영향력의 정량화를 위해 현 재 사회경제적 조건을 적용하기 때문에 그 연계성은 제한적이다.
둘째, 미래 농업 생산 시스템에 대한 기후변화의 영향은 무엇인가? 이 질 문은 기후변화를 고려하지 않은 미래 세계가 투영된 생산 시스템에 대한 기
후변화의 영향력을 평가한다. 여기서의 분석은 기후 영향력과 적응에 대한 잠재적 이점을 이해하는 데 더 적합하다. 그러나 시스템에 영향을 미치는 관련 변수들을 모두 미래에 투영해야하므로 어려움이 많다.
셋째, 기후변화 적응의 이점은 무엇인가? 이 질문은 미래 생산 시스템을 위한 적응 방안의 설계, 시스템의 적응도 및 실제 적용과 관련하여 경제적, 환경적, 사회적 성과를 다룬다. 이러한 적응은 기후변화의 부정적 영향을 상쇄하거나 순 영향의 이점을 활용하도록 설계된다.
위에서 제시된 세 가지 질문에 대한 답을 구하기 위해 AgMIP에서는 다 차원적 상충분석(Tradeoff Analysis-Multi Dimensional: TOA-MD) 시뮬레 이션 모형을 개발하여 농업부문의 기후변화 적응에 대한 경제적 분석을 시 도하였다(김창길 외 2015).15
현실적으로 기후변화 적응의 경제적 분석은 상당히 복잡하고 여러 가지 가정 조건을 수반한다. 특히 기후변화 적응은 완화와 달리 한번으로 끝나는 행동이나 결과가 아닌 지속적인 과정이며, 사회 또는 농업인이 기후변화에 완전하게 적응하기는 매우 어렵다. 현실적으로 농업부문은 타 부문에 비해 기후변화에 취약하며 주기적으로 기후변화에 따른 자연재해를 겪는다. 이러 한 영향은 기후변화 용어로 잔류 영향(residual impacts)으로 알려져 있으며 사회가 어느 정도 수용할 만하다고 결정한 영향이다. 잔류 영향은 적응의 비용분석을 어렵게 하는데 왜냐하면 잔류 영향은 어떻든 영향의 비용에서 차감되어야 하기 때문이다. 즉 모든 영향을 피할 필요는 없으며 따라서 무대책 의 비용이 반드시 바로 적응의 혜택으로 옮겨 가지는 않는다. 또한 무대책 비교의 기본은 기후변화의 영향이 이미 정상적인 관리 대책으로 적응되는 시간의 경과에 따라 변화한다. 나아가 많은 적응 대책들은 기후와 관계없는 부수혜택을 가질 수 있으며 평가에 고려할 필요가 있다(Metroeconomica 2004;
Wreford, Moran, and Adger 2010).
15 TOA-MD모형은 미국 오레곤 주립대학교의 John M. Antle 교수와 관련 연구진 들에 의해 개발되었고, 이 모형을 이용하여 동아프리카와 케냐를 대상으로 기 후변화 적응 신기술 적용시 경제적 영향 평가가 이루어졌다(Claessens, 2012).
이러한 맥락에서 이 연구에서는 두 번째와 세 번째 질문에 초점을 맞추어 기후변화 적응의 이점과 관련하여 미래 기후에 적응된 생산 시스템의 경제 적 효과 분석을 위한 다차원적 접근을 시도한다. 기후변화 적응의 경제적 분석의 기본 틀은, 기후변화가 농업에 미치는 부정적인 영향(비용)을 계측 하고 이와 관련하여 아무런 적응 조치가 없을 경우(without)의 경제적 피해 액을 계측하고, 적응 조치가 있을 경우(with)의 적응 기술 적용의 비용/편익, 비용 등을 계측하여 적응의 경제적 효과를 계측할 수 있다<그림 3-3>.
그림 3-3. 농업부문 기후변화와 적응의 효과 분석(개념도)
기후변화에 따른 계획된 적응(planned adaptations) 경제적 분석에는 비용- 편익의 방법론이 널리 활용되고 있다. 현실적으로 적응의 비용-편익분석에서 분리가 가능한 독립적인 적응 수단의 경우 평가하는데 어려움이 덜하다. 독립 적이 수단에 대한 비용과 편익은 해당 수단이 없는 경우와 비교하여 상대적으 로 쉽게 평가될 수 있다. 그러나 적응수단이 여러 가지 파급 효과를 갖는 경우 동반편익(co-benefits)을 발생시키기 때문에 비용-편익의 평가에 어려움 이 크다. 예를 들어 기후변화 적응수단으로 농지관리 방법의 개선은 토양의
침식과 염류화를 줄이고, 탄소고정을 높여 동반편익을 발생시킨다. 이밖에도 적응 수단은 단기적이 효과뿐만 아니라 장기적인 측면에서 이득과 불확실성
침식과 염류화를 줄이고, 탄소고정을 높여 동반편익을 발생시킨다. 이밖에도 적응 수단은 단기적이 효과뿐만 아니라 장기적인 측면에서 이득과 불확실성