우리나라는 지리적으로 북반구의 극동지역에 위치한 온대성 기후대에 속 하고 있어 봄, 여름, 가을, 겨울의 사계절이 뚜렷하다. 연평균 기온은 전국적 으로 보면 12.4℃이나 지역에 따른 편차가 커 대관령의 6.4℃부터 서귀포의 16.2℃까지 폭넓게 분포하고 있다. 연평균 기온의 경우 지역차가 큰 편이나 산악지대를 제외하면 대체로 10~16℃ 내외이다. 우리나라의 기후변화를 분 석하기 위해 1912년 이후 장기간 관측 자료가 있는 서울, 인천, 강릉, 대구, 부산, 목포 등 6개 지점 자료를 이용한 결과, 1912~2010년간 기온은 1.8℃ 상 승하였고, 강수량은 200mm 이상 증가한 것으로 나타났다(권원태 2012).
표 2-4. 21세기 말 한반도 평균기온 및 강수량 전망 RCP 시나리오 RCP4.5(540ppm) RCP8.5(940 ppm) 한반도
그림 2-3. RCP8.5 하에서의 남한 연평균기온 및 강수량 전망
자료: 기상청 기후변화정보센터
제외한 전 지역이 아열대 기후지역에 포함될 것으로 전망된다<그림 2-4>.7
7 기후대 구분법은 학자에 따라 다른데, 미국의 지리학자 글렌 트레와다의 구분 법을 적용하면, 평균기온 10도가 넘는 달이 1년 중 8개월을 넘으면 아열대 기 후로 정의한다. 아열대 기후는 중위도 고압대의 영향으로 비가 적은 기후를 말 한다(국립기상연구소 2010).
그림 2-4. 한반도의 아열대지역 변화 전망
자료: 국립기상연구소(2011a), p.111.
국립기상연구소의 한반도의 이상기상 전망에 따르면 폭염, 열대야 등 고 온현상이 3∼6배 증가하며, 일강수량 80mm 이상의 집중호우 일수는 2050년 에 60% 이상 증가할 것으로 예측되고 있다. 또한 집중호우일은 현재 연평균 220일이며, 21세기 말에는 RCP4.5 시나리오에 의하면 6.54일로 현재보다 4.24일 증가할 것으로 전망되고, RCP8.5 시나리오에서 6.59일로 현재보다 4.39일 증가할 것으로 전망된다. 일강수 및 일최고 기온의 극한분포는 확률 밀도함수의 평균이 증가하고, 상한 꼬리(upper tail)가 지금보다 두터워질 것 으로 나타나 미래에는 호우와 고온 일의 발생확률이 증가할 것으로 전망되 고 있다.
농업은 태양 에너지와 물, 탄산가스를 기본으로 유기적인 생물을 생산하 기 때문에 타 부문에 비해 상당히 기후의존적이다. 기후변화와 식량생산은 매우 긴밀한 관계에 있으며, 기온과 강수량 변화는 국내외 식량생산에 직접 적인 영향을 미친다. 제3장에서는 기후변화가 식량생산에 미치는 영향을 개 관하고, 식량생산의 핵심적 요소인 농경지 면적을 기초로 국내 부존자원을 활용한 식량생산 잠재력을 진단한다. 또한 기후변화에 따라 주요 곡물의 생 산성 변화를 진단하고 농업생태계에 큰 영향을 미치는 병해충 발생에 대한 진단과 예측을 살펴본다. 농경지의 병해충 발생에 대한 요인분석은 관련분 야 시계열 자료의 제약으로 벼 재배에 한정하여 다루었다.
1. 기후변화와 식량생산의 관계
농업은 타 부문에 비해 상대적으로 기후의존적인 산업으로 기후변화와 매 우 밀접한 관계를 가지고 있다. 지구온난화에 따른 기온상승은 식량생산, 병 해충, 생태계, 수자원, 농경지 토양, 농업기반시설 등 다양한 분야에 영향을 미치게 된다<그림 3-1>. 기온상승이 식량생산에 미치는 영향은 위도별 입지 적 여건에 따라 상당한 차이가 있으며, 기온상승의 정도에 따라 다르나 작물 생산량 감소, 재배적지 이동, 새로운 품종재배 가능 등 부정적 또는 긍정적 영향을 미친다.8
그림 3-1. 기온상승이 농업에 미치는 부문별 영향
자료: 강기경(2012).
식량생산에 관여하는 주요 요인으로 기상요인, 토양요인, 작물요인, 재배 요인, 생물적 요인 등을 들 수 있다.9 이중 기상요인과 생물적 요인은 기후변 화에 따라 작물생산에 상당한 영향력을 미치는 요소로 볼 수 있다. 기후변화 가 식량생산에 영향을 미치는 메커니즘은 자연과학적인 측면에서는 상당히 복잡한 과정에 의해 설명될 수 있을 것이나, 식량공급 측면에 한정하여 살펴 보기로 한다.
우선 기후변화의 요인으로는 온실가스 농도 증가에 의한 기온상승과 지구
8 기후변화가 농업부문에 미치는 부정적 영향과 긍정적 영향의 파급경로에 대해 서는 김창길 외 4인(2009)의 보고서에 제시되어 있다.
9 기상요인으로는 온도, 강수량(비와 눈), 바람, 습도, 일사량, 이산화탄소 농도 등을 들 수 있고, 토양요인으로는 토질, 토양비옥도, 작토층, 경사, 배수성 등 이 포함된다. 또한 작물요인으로는 품종의 기상조건 및 토양환경과의 적합성 여부를 들 수 있으며, 재배요인으로는 파종, 재배시기, 재배방법과 토양 및 양 분관리 등을 들 수 있다. 생물적 요인으로는 병해충, 잡초, 화분매개충, 토양미 생물 등을 들 수 있다(강기경 2012).
그림 3-2. 기후변화가 식량생산에 미치는 영향
규모의 열과 물 수지의 변화, 엘리뇨와 라니냐의 출현 등으로 요약될 수 있 다<그림 3-2>.10 기후변화의 요인은 한반도를 포함한 전 지구 기후시스템에 영향을 미치게 되어 아시아 몬순 특성의 약화, 태풍 발생 증가와 해류의 변 화, 무더위나 저온 등 기상변동 폭의 증가, 강수량 변화에 따른 수자원 변화, 생태계 변화에 따른 외래종 유입의 증가 등이 발생하게 된다. 특히 기후변화
10 엘리뇨는 열대 동태평양 적도부근 해수면 온도가 평년보다 높은 상태가 지속 될 경우(해수면의 온도가 5개월 평균보다 0.4℃ 이상 낮을 경우)를 지칭하며, 라니냐는 반대로 동태평양 해수면 온도가 평년보다 낮은 경우(해수면의 온도 가 5개월 평균보다 0.4℃ 이상 낮을 경우)를 의미한다. 엘리뇨와 라니냐는 기 후변화의 요인으로 작용하기도 하고, 기후변화에 의해 영향을 받기도 한다(기 상청 기후변화정보센터, http://www.climate.go.kr/home/05_prediction/02.html).
는 대기나 해양의 순환에 영향을 미쳐 홍수나 가뭄 등의 이상기상을 빈발시 킬 가능성이 높은 것으로 제시되고 있다. 기후변화에 따른 강수 패턴의 변화 는 단순히 양이 변화하는 것만이 아닌, 지리적·시간적인 집중도의 변화를 가 져오고 있다. 가뭄과 집중호우가 공존하면서 대륙 또는 지역에 따라 물 문제 를 심화시키고 있고, 이는 농업용수의 이용에 상당한 제약 요인으로 작용하 게 될 것으로 보인다.
기후변화가 식량공급에 미치는 영향은 국내 농업에 미치는 직접적인 영향 과 해외 주요 곡물 생산국의 식량생산 변화를 초래하는 간접적인 영향으로 대별될 수 있다. 기후변화가 국내농업과 해외농업에 미치는 영향은 유사하 며, 다만 국가의 위도(고위도, 중위도, 저위도 등)에 따라 영향의 정도와 크기 가 달라진다. 기후변화가 국내농업에 미치는 영향으로는 재배가능기간의 확 대로 새로운 작목 도입이 가능하다는 점에서 긍정적인 측면을 가지기도 하 나, 물 이용량 감소, 기온상승으로 생육기간이 단축되어 작물 수량감소와 품 질 저하, 고온으로 인한 수분 및 수정장해로 인한 임실률의 저하, 태풍 발생 에 의한 도복과 염해의 증가, 병해충의 활동 증대에 따른 농업생태계의 교란 등 부정적인 영향을 들 수 있다. 또한 기후변화는 주요 곡물을 생산하는 국 가에도 영향을 미치게 되는데 기온상승의 정도에 따라 차이는 있겠으나 북 반구 고위도의 추운 지역은 기온상승으로 곡물생산 증가의 긍정적인 영향을 받지만, 저위도 지역의 경우 물의 가용성 감소로 작물 스트레스 증가, 기온 상승으로 인한 작물수량 감소와 품질 저하, 병해충 발생 증가로 인한 농업생 태계의 교란, 수자원 부족에 따른 농업용수의 제약, 해수면 상승에 따른 해 안지대 농경지의 침수 등 부정적인 영향을 받는다. 이 밖에도 작물은 재배에 적합한 기후조건을 가지고 있어, 기후변화가 이루어지는 경우 작물의 재배 한계선과 재배적지가 북상함에 따라 국내는 물론이고 해외에서도 재배적지 가 이동하게 된다. 재배적지 변동은 지역별 위치에 따라 위기로 작용하기도 하고 기회로 작용할 수도 있어 긍정적·부정적 영향으로 구분하기가 어렵다 (김창길 2012a).
표 3-1. 식량수급 변화 추이
1975 12,258 1,951 7,295 3,012 9,996 7,333 970 187 779 727 2,262 73.0 79.1 1980 14,775 2,676 7,048 5,051 12,596 6,860 2,072 117 2,472 1,075 2,179 56.0 69.6 1985 16,947 2,509 7,102 7,336 14,667 6,800 2,560 100 4,746 461 2,280 48.4 71.6 1990 19,939 2,904 7,013 10,022 16,282 6,302 3,291 86 6,301 302 3,657 43.1 70.3 1995 23,093 3,019 5,816 14,258 19,974 6,127 3,776 66 9,373 782 3,119 29.1 55.7 2000 22,586 2,031 5,931 14,624 19,961 6,164 3,850 72 9,285 590 2,625 29.7 55.6 2005 22,275 2,706 5,718 13,851 19,847 5,329 4,300 68 8,783 1,367 2,428 29.4 53.4 2010 22,781 2,463 5,510 14,808 19,946 5,166 4,373 64 9,741 602 2,835 27.6 54.0 2011 23,557 2,835 4,846 15,876 21,435 5,053 4,692 60 10,539 1,091 2,122 22.6 44.5 자료: 농림수산식품부(2012).
표 3-2. 전제곡물 및 사료용 제외 식량자급도 변화 추이
단위: %
계 쌀 보리쌀 밀 옥수수 두 류 서 류 기 타
<사료용 포함 자급도>
1970 80.5 93.1 106.3 15.4 18.9 86.1 100.0 96.9 1975 73.1 94.6 92.0 5.7 8.3 85.8 100.0 100.0 1980 56.0 95.1 57.6 4.8 5.9 35.1 100.0 89.8 1985 48.4 103.3 63.7 0.4 4.1 22.5 100.0 11.6 1990 43.1 108.3 97.4 0.05 1.9 20.1 95.6 13.9 1995 29.1 91.4 67.0 0.3 1.1 9.9 98.4 3.8
1970 86.2 93.1 115.1 15.9 82.9 92.3 122.7 100.8 1975 79.1 94.6 96.3 5.8 25.7 97.8 133.1 109.0 1980 69.6 95.1 62.2 4.8 27.1 64.3 111.2 98.9 1985 71.6 103.3 89.6 0.5 15.5 62.7 111.1 52.6 1990 70.3 108.3 97.4 0.05 8.2 64.9 101.2 79.7 1995 55.7 91.4 67.6 0.47 5.0 37.0 108.6 19.9 2000 55.6 102.9 49.7 0.1 3.7 28.2 110.8 18.9 2005 53.4 99.4 63.2 0.4 3.0 30.9 110.0 11.7 2010 54.0 104.6 25.4 1.7 3.8 32.4 109.4 10.6 2011 44.5 83.0 23.7 2.2 3.3 22.5 107.1 7.3
그림 3-3. 논과 밭의 경지 면적 변화 추이
자료: 통계청, 국가통계포털(http://kosis.kr).
국내 식량생산의 기반이 되는 농경지 면적의 변화 추이를 살펴보면 1968 년을 정점으로 지속적인 감소 추세이며, 1988년 약 214만ha에서 2011년 약 170만ha로 매년 1% 정도 감소한 것으로 나타났다. 특히 논 면적은 매년 지속 적인 감소세를 보이고, 밭 면적은 감소세에서 최근 반등하여 미약하게 증가 하는 것으로 나타났다.
미래의 국내 식량생산 잠재력을 파악하기 위해 논 면적과 밭 면적의 변화 를 전망해 보면, 논 면적의 경우 농지전용과 유휴화 등으로 2010년 98만 4천 ha에서 2020년 92만 4천ha, 2030년 83만 2천ha, 2040년 73만 8천ha, 2050년 64 만 3천ha로 지속적으로 감소할 것으로 전망된다(KREI KASMO 베이스라인 적용, 2012). 한편 밭 면적의 경우 2010년 73만 1천ha에서 2020년 68만ha로 감소 추세에서 증가 추세로 전환되어 2030년 70만 4천ha, 2040년에는 73만 3 천ha, 2050년 76만 2천ha로 증가하여 논 면적을 초과할 것으로 전망된다.11
11 밭 면적의 경우 2020년까지 감소 추세로 지속되다 증가 추세로 전환하는 이유 는 FTA 등 최근 시장개방이 가속화 하면서 가격경쟁력이 낮은 국내 밭작물 가 운데 채소류, 보리, 잡곡, 과일류를 중심으로 향후 지속적으로 재배면적이 감소