기후변화가 식량공급에 미치는 영향분석과 대응방안

전체 글

(1)연구보고서. R663 | 2012. 12.. 기후변화가 식량공급에 미치는 영향분석과 대응방안 김 정 한 김 문. 창 학 석 정 동. 길 균 호 승 현. 선임연구위원 부연구위원 부연구위원 연 구 원 초청연구원.

(2) 연구 담당 김 정 한 김 문. 창 학 석 정 동. 길 균 호 승 현. 선임연구위원 부 연 구 위 원 부 연 구 위 원 연 구 원 초 청 연 구 원. 연구총괄, 분석종합 및 대응방안 국내 영향분석 기후변화 연계 KASMO 분석 국제곡물시장 영향분석 국제기구 및 주요국 대응사례 분석.

(3) i 머 리 말. 국내외 기후변화 전문기관에 따르면 지구 평균기온은 지속적으로 상승할 것으로 예측되고 있어 기후변화가 글로벌 핵심 어젠다로 다루어지고 있다. 기후변화는 식량공급 부문에 긍정적인 측면도 있으나 부정적인 측면이 매우 강한 것으로 보고되고 있다. 우리나라도 미래의 기후변화가 가속화될 것으 로 전망되는 가운데 국내 농업분야 기후변화 연구는 생산에 미치는 영향분 석 및 그에 따른 대응에 제한되어 있고, 기후변화가 식량공급에 미치는 영향 과 대응전략 제시는 상당히 미흡한 실정이다. 기후변화가 식량공급에 미치 는 영향에 대한 체계적인 분석과 안정적 식량공급체계 구축방안 제시는 식 량자급률이 낮은 우리나라의 미래 식량공급 정책 수립에 중요한 정보를 제 공하게 된다. 이 보고서는 기후변화가 식량공급에 미치는 영향분석과 대응방안 에 관 한 연구원 기본과제의 최종 결과물이다. 여기서는 국내외 기후변화와 관련. 하여 국내 식량생산 잠재력 진단, 식량공급에 미치는 영향분석, 국제기구의 논의동향과 주요국의 대응사례, 기후변화에 대응한 안정적 식량공급체계 구. 축방안 등을 제시하였다. 특히 안정적인 식량공급체계 구축을 위해 국내생 산능력, 완충능력, 해외수입능력, 정책대응능력 등 네 가지 측면에서 구체적. 인 실천과제를 제시하여 보았다. 아무쪼록 이 연구가 기후변화가 식량공급 에 미치는 영향을 파악하여 대응전략을 수립하는 기초자료로 활용되기를 기 대한다. 바쁜 가운데에도 이 연구의 수행에 연구자문위원으로 수고해 준 고려대학교 임송수 교수와 농림수산식품부 김보람 사무관 등 관계자들께 감사드린다.. 2012. 12. 한국농촌경제연구원장 이 동 필.

(4)

(5) iii 요. 약. 연구의 배경 국내외 기후변화 전문기관에 따르면 지구 평균기온은 지속적으로 상승할 것으로 예측되고 있어 글로벌 핵심 어젠다로 다루어지고 있다. 기후변화는 식량공급부문에 긍정적인 측면도 있으나 부정적인 측면이 보다 강한 것으로 나타나고 있다. 앞으로 기후변화가 가속화될 것으로 전망되는 가운데 국내 농업분야 기후변화 연구는 생산에 미치는 영향분석에 국한되어 있고, 식량 공급에 미치는 영향과 그에 따른 대응전략은 미흡한 실정이다. 따라서 기후 변화에 따른 국내 식량생산 잠재력을 진단하고, 기후변화가 식량공급에 미. 치는 영향을 체계적으로 분석함으로써 기후변화에 대응한 안정적 식량공급 체계 구축방안을 제시하고자 한다.. 연구방법 기후변화와 식량공급 관련 농업인의 인식 및 반응 분석을 위해 농업인 대 상(403명) 설문조사를 실시하였으며, 기후변화가 벼 병해충 관찰포 피해면적 에 미치는 영향을 계측하기 위해 패널분석 모형을 이용하였다. 또, 기후변화 에 따른 식량공급의 변화를 분석하기 위해. CERES-Rice. 모형과 농업시뮬레. 이션 모형(KASMO)을 이용하였다. 이상기상이 발생하는 경우 쌀 생산 수량 에 미치는 영향을 분석하기 위해 패널분석-확률효과모형을 이용하였고, 기후 변화가 국제곡물시장에 미치는 영향력을 파악하기 위해 다중회귀분석 모형 을 이용하였다. 농업인의 기후변화 적응기술 수용에 대한 의향분석을 위해 순위형 로지스틱 회귀모형을 이용하였다.. 연구결과 및 시사점 KREI-KASMO를. 통해 주요 곡물의 생산량을 분석한 결과. 2050년에. 베이.

(6) iv 스라인 대비. 17.8%p. RCP8.5. 시나리오의 경우 단수와 재배면적이 감소하여 쌀은. 감소하는 것으로,. A2시나리오의 경우 콩은 21.2%p, 보리는 13.7%p 감소하는 것으로 나타났다. 2050년 주요곡물 자급률을 계산한 결과 쌀의 경 우 기후변화 시나리오가 55.0%로 베이스라인에 비해 18.3%p, 콩의 경우 기 후변화 시나리오가 6.8%로 베이스라인에 비해 1.3%p, 보리의 경우 기후변화 시나리오가 8.5%로 베이스라인에 비해 6.6%p 더 감소하는 것으로 나타났다. 기후변화로 이와 같이 쌀 자급률이 50%대로 떨어져 쌀 소비의 절반을 수입 에 의존해야 하고, 콩과 보리도 식량자급률이 크게 하락하여 향후 수입의존 도가 보다 심화될 것으로 전망된다. 이상기상이 쌀 단수에 미치는 영향을 분석한 결과, 이상고온이 발생할 경 우 쌀 단수는 5.8~16.3% 감소하고, 이상 강수량이 발생할 경우에는 1.0~2.5% 감소하는 것으로 나타났다. 이상고온과 이상 강수량 증가 현상이 동시에 발 생할 경우에는 8.8~20.8% 감소하는 것으로 추정되었다. 이는 향후 이상기상 발생빈도 증가로 쌀의 공급불안이 야기될 수 있음을 시사한다. 주요 국제곡물의 가격신축성 계수를 추정한 결과 밀이 3.23, 쌀 2.39, 대두 2.31, 옥수수 2.15 등으로 나타났다. 이는 주요 곡물의 수요와 공급의 가격 비 탄력성으로 이상기상 등의 시장교란 시 가격변동의 진폭이 크고 불안정해질 수 있음을 나타낸다. 농업인들의 경우 기후변화가 식량공급에 부정적인 영향을 미친다는 응답. 61.3%로 나타난 가운데, 식량공급 안정화 방안으로는 곡물자급률 제고, 국산곡물소비 확대, 해외 수입선의 안정적 확보 등이 필요하다고 응답 하였다. 곡물자급률 제고방안으로는 수매제도 등 판로 지원, 직접지불제도 신설 혹은 확대, 기후변화 대응기술의 개발 및 보급, 조사료 확보를 통한 사 료용 곡물수입 감소 등이 중요하다고 평가하였다. 의 비중이. 기후변화에 대응하는 안정적 식량공급체계 구축을 위해 국내 생산능력제 고 측면에서 적응기술의 개발 및 보급 확대, 농지보전, 경지이용 확대, 융합 기술 활용, 농업기반시설 현대화 등이 요구된다. 완충능력제고 측면에서는. 복원력 및 생물다양성 제고, 위험관리시스템 구축, 식량비축 확대 등이, 해외.

(7) v 수입능력제고 측면에서는 해외식량기지 건설, 국제곡물시장 활용, 국제협력 강화 등이, 정책적 대응능력제고 측면에서는 영향분석 모형 정교화, 취약성 평가, 교육 및 훈련 강화, 기후변화 대응센터 설치 등이 요구된다..

(8)

(9) vii ABSTRACT. Impacts and Countermeasures of Climate Change on Food Supply in Korea Background of Research Climate change caused by global warming, which refers to the average increase in global temperature, has become a megatrend that will lead to significant changes in future society. Korea’s and overseas agencies specialized in climate predict that the average global temperature will continue to rise. While climate change has a positive impact on the food sector, significantly negative impacts are dominant. In this context, this study aims to suggest a plan for systematically establishing a stable food supply system to respond to climate change.. Method of Research In order to accomplish the purpose of this study, various analytical models were used, for example, a response analysis based on the questionnaire for farmers, an analysis of causes of pests and diseases in rice production by using the panel data, an analysis of extreme weather impacts by using the panel analysis-random effects model, and an analysis of food supply effects by using an integrated model in which the Crop Estimation through Resource and Environment Synthesis (CERES) model is connected to the Korea Agricultural Simulation Model (KASMO).. Research Results and Implications An analysis was made of major grain yields by means of the KREI-KASMO to reveal reduced yields and area in comparison with the baseline in 2050, to result in rice reduction by 17.8%p in the RCP8.5 scenario, and soybean reduction by 21.2%p and barley reduction by 13.7%p.

(10) viii in the A2 scenario. Self-sufficiency ratio of major grains in 2050 revealed that the climate change scenario for rice showed 55.0% to be reduced by 18.3% in comparison with the baseline. It is predicted that self-sufficiency ratio of rice will drop to 50% which means a half of consumed rice should be imported. Key tasks for building a stable food supply system to cope with climate change were based on the domestic production capacity, the buffering capacity, the import capacity from other countries, and the policy performance capacity with reference to the empirical analysis. First, the suggested key tasks for improving the domestic production capacity include developing and disseminating adaptation technology, conserving farmland and expanding arable land, practicing climate-smart agriculture by using fusion technology, and modernizing the infrastructure for agriculture. Second, key tasks for improving the buffering capacity are suggested by improving resilience and bio-diversity, building a risk management system, and further storing up food in Korea and other countries. Third, major tasks for improving the import capacity from other countries are suggested by constructing overseas food bases, effectively using the international grain market, and enhancing international cooperation with involved countries. Finally, key tasks for improving the policy performance capacity are suggested by refining and applying the climate change impact analysis model to policies, expanding investments in research and development and building a vulnerability assessment system, enhancing education and training, and installing climate change centers.. Researchers: Chang-Gil Kim, Hak-Kyun Jeong, Suk-Ho Han, Jeong-Seung Kim, and Dong-Hyun Moon Research Period: 2012. 1 2012. 12. ～.

(11) ix 차. 제1장 서 론. 례. ························································································ 1 연구목적 및 범위 ·················································································· 3 선행연구 검토 ························································································ 4 연구방법 ································································································· 7 보고서의 구성 ························································································ 9 제2장 국내외 기후변화의 실태진단과 전망 1. 세계 기후변화 실태와 전망 ······························································· 11 2. 우리나라 기후변화 실태와 전망 ······················································· 16 제3장 기후변화와 국내 식량생산 잠재력 진단 1. 기후변화와 식량생산의 관계 ····························································· 21 2. 식량수급과 농경지 면적 변화 진단 ·················································· 25 3. 기후변화에 따른 작물생산성 진단 ···················································· 29 4. 기후변화와 병해충 발생 ····································································· 33 제4장 기후변화가 식량공급에 미치는 영향 1. 기후변화에 따른 식량생산 영향 분석 ·············································· 48 2. 이상기상과 식량공급 연계 분석 ······················································· 72 3. 기후변화와 국제 곡물시장 분석 ······················································· 86 4. 기후변화와 식량공급 관련 농업인 인식 및 반응분석 ···················· 96 1. 2. 3. 4. 5.. 연구의 필요성.

(12) x. 제5장 국제기구와 주요국의 대응 사례 1. 국제기구의 논의동향과 대응과제 ···················································· 113 2. 주요국의 대응사례 ············································································ 119 3. 국제기구 및 주요국 대응사례의 시사점 ········································ 129 제6장 기후변화 대응 안정적 식량공급체계 구축 방안 1. 기본방향 ····························································································· 131 2. 접근방법과 정책추진 로드맵 ··························································· 132 3. 분야별 주요 핵심과제 ······································································ 135 제7장 요약 및 결론 ··············································································· 153 부록: 농업부문 기후변화 적응 농업인 조사 참고 문헌. ·········································· 157. ···································································································· 164.

(13) xi 표 차례. 제2장 표 표 표 표. 2222-. 1. 각종 배출 시나리오별 2100년 기온상승 예측 ····················· 13 2. IPCC 5차 평가보고서의 신 기후변화 시나리오 ··················· 13 3. 21세기 말 지구 평균기온 및 강수량 변화 전망 ················· 16 4. 21세기 말 한반도 평균기온 및 강수량 전망 ······················· 17. 제3장 표 표 표 표 표 표. 333333-. 제4장 표 표 표 표 표 표 표 표 표. 444444444-. 1. 2. 3. 4. 5. 6.. ································································ 25 전제곡물 및 사료용 제외 식량자급도 변화 추이 ··············· 26 필요 농지면적 추정(곡물자급률 32%설정) ··························· 29 기초통계량 ··············································································· 41 벼 주요 병해충 관찰포 피해면적 요인분석 탄성치 계산 ··· 43 벼 주요 병해충 관찰포 피해면적 요인분석 ························· 44 식량수급 변화 추이. 1. CERES 모형의 온도 상승 시나리오 ······································ 61 2. 쌀 단수예측모형에 포함된 기상변수 ···································· 62 3. 주요 곡물의 단수 추정결과 ··················································· 63 4. 기후변화에 따른 쌀 공급량 변화 모의실험 결과 ··············· 69 5. 기후변화에 따른 콩 공급량 변화 모의실험 결과 ··············· 70 6. 기후변화에 따른 보리 공급량 변화 모의실험 결과 ··········· 70 7. 기초통계량 ··············································································· 79 8. 추정 모형에 대한 하우스만 테스트 결과 ····························· 80 9. 쌀 단수함수 추정결과1(확률효과모형) ·································· 81.

(14) xii 표 표 표 표 표 표. 4-10. 4-11. 4-12. 4-13. 4-14. 4-15.. 제5장 표 표 표 표 표 표. 555555-. 1. 안정적 식량생산을 위한 기후변화 적응 인벤토리 ··········· 115 2. EU의 기후변화 위험에 따른 주요 적응방안 ···················· 124 3. 기후변화에 따른 품목별 식량작물 적응대책 ···················· 126 4. 일본 불측 시의 식량안전보장 매뉴얼 레벨별 주요 내용 ···· 127 5. 호주 기후변화 연구 프로그램의 주요 성과 ······················ 129 6. 국제기구 및 주요국 사례의 시사점 ··································· 130. 제6장 표 표. ·································· 82 이상기상 시나리오별 쌀 단수 예측 ······································ 83 곡물별 생산, 수출, 수입의 주요국(2011/12 추정치 기준) ···· 92 주요 곡물의 가격신축성계수 추정 결과 ······························ 94 응답자의 사회경제적 특성 ····················································· 98 적응기술 수용의향에 미치는 요인 분석결과 ····················· 108 쌀 단수함수 추정결과2(확률효과모형). 6- 1. 6- 2.. ························· 134 전남 장흥의 3모작 실천 사례 ·············································· 137 안정적 식량공급 단계별 정책추진 로드맵.

(15) xiii 그림 차례. 제1장 그림. 1- 1.. 제2장 그림 그림 그림 그림. 그림 그림 그림 그림 그림 그림 그림 그림. 제4장 그림 그림 그림. ········································································· 10. 2222-. 1. RCP 시나리오 하의 세계 기온변화 예측 ························ 14 2. RCP 시나리오 하에서 지구평균 기온의 변화 예측치 ··· 15 3. RCP8.5 하에서의 남한 연평균기온 및 강수량 전망 ······ 18 4. 한반도의 아열대지역 변화 전망 ····································· 19. 333333333-. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.. 제3장 그림. 연구 흐름도. ·························· 22 기후변화가 식량생산에 미치는 영향 ······························· 23 논과 밭의 경지 면적 변화 추이 ······································· 27 논, 밭 면적의 변화 전망 ··················································· 28 주요 작물별 단수 추이 및 전망 ······································· 32 벼 병해충 종류별 발생면적 변화추이 ····························· 36 지역별 잎도열병 발생면적 변화추이 ······························· 37 줄무늬잎마름병 발생면적 변화추이 ································· 38 흰잎무늬마름병 발생면적 변화추이 ································· 38 기온상승이 농업에 미치는 부문별 영향. 4- 1. 기후변화와 식량공급 분석 체계(개념도) ························· 48 4- 2. AgMIP 구성요소와 기대 결과 ·········································· 49 4- 3. 유럽의 기후변화와 식량안보 영향분석 모형 구조 ········· 50.

(16) xiv 그림 그림. 4- 4. 4- 5.. 기후변화 연계 세계식량모형(IFPSIM)의 기본구조 일본의 농식품부문 기후변화 경제적 영향모형. ··········································································· 52 CERES-Rice 모형의 개념도 ·············································· 53 기후변화와 식량공급 분석모형 ········································· 54 KASMO 모형의 흐름도 ····················································· 57 기후변화에 따른 쌀 생산량 및 수입량 변화 ·················· 66 기후변화에 따른 쌀 자급률 변화 ····································· 67 기후변화에 따른 콩 자급률 변화 ····································· 68 기후변화에 따른 보리 자급률 변화 ································· 69 수원 지역의 이상기온과 이상강수량 빈도 ······················ 73 수원지역 7~9월 평균 강우일수(30mm 이상) ·················· 74 국제곡물시장에서 쌀 가격 변동 추이 ····························· 87 국제곡물시장에서의 밀 가격 변동 추이 ·························· 88 국제곡물시장에서의 옥수수 가격 변동 추이 ·················· 89 국제곡물시장에서의 대두 가격 변동 추이 ······················ 90 기후변화(이상기상) 영향 인식도 ······································ 99 이상기상 종류별 단수에 미치는 영향 ··························· 100 이상기상에 대한 적응기술 수용실태 ····························· 101 기술적 조치 적응방안 ······················································ 102 기반시설관리 적응방안 ···················································· 103 농업기상정보 적응방안 ···················································· 103 대응기술 관련 교육 ·························································· 104 홍보 및 교육부문 적응방안과 학습방법 ························ 104 기후변화의 식량공급에 미치는 영향 ····························· 105 식량공급 안정화 및 곡물자급률 제고방안 ···················· 106 기본구조. 그림 그림 그림 그림 그림 그림 그림 그림 그림 그림 그림 그림 그림 그림 그림 그림 그림 그림 그림 그림 그림 그림 그림. 4- 6. 4- 7. 4- 8. 4- 9. 4-10. 4-11. 4-12. 4-13. 4-14. 4-15. 4-16. 4-17. 4-18. 4-19. 4-20. 4-21. 4-22. 4-23. 4-24. 4-25. 4-26. 4-27. 4-28.. ········ 51.

(17) xv. 제5장 그림 그림 그림. ······································· 118 기후변화 시나리오별 평균단수의 변화 ·························· 120 유럽 지역별 기후변화의 잠재적 영향 전망 ·················· 123. 5- 1. 5- 2. 5- 3.. 기후변화 적응방안의 선정과정. 6- 1.. 기후변화 영향분석과 대응방안의 연계 기본골격. 제6장 그림. ········· 133.

(18)

(19) 서. 1.. 1. 론. 제 장. 연구의 필요성. 유엔 산하 정부 간 기후변화협의체(IPCC)는 기후변화 4차 평가보고서에서. 100년(1906∼2005)간 지구 평 균기온은 0.74℃ 상승, 해수면은 17cm 상승, 북반구 적설면적은 매 10년마다 2.7% 감소한 것으로 제시하고 있다. 21세기에는 온실가스의 농도가 높아질 수록 기온 상승폭이 커지는데, 2100년까지 평균 1.1∼6.4℃ 상승할 것으로 전 망되어 20세기의 변화폭보다 3배 이상 가속화될 것으로 예상된다.1 21세기에 는 20세기에 나타난 바와 같이 폭염, 집중호우 등 이상기상 현상의 빈도가 증가하고 태풍의 세기가 강해질 가능성이 높다. 국립기상연구소(2011, 2012)의 신 기후변화 시나리오에 따르면, 현재 추세 대로 온실가스를 계속 배출하는 경우(RCP8.5), 21세기 말(2070∼2099)에 한 반도 평균 기온은 6.0℃ 상승, 강수량은 20.4% 증가가 예상되고, 어느 정도 저감노력이 실현된다면(RCP4.5), 3.4℃ 기온 상승과 17.3% 강수량 증가가 전 지구 기후온난화는 명백하며(unequivocal), 지난. 1 기후모델을 이용한 미래의 기후를 예측하기 위해서는 시나리오 설정이 필요하 다. IPCC 제4차 기후변화 평가보고서에서는 온실가스 배출량과 환경중시사회, 경제발전사회, 지역주의사회, 국제화 지향 등 사회경제적 발전 방향과 연계하 여 시나리오를 설정하였다. 시나리오별 연평균 기온변화 전망치는 다르며, 가 장 낙관적인 경우 1.1 상승, 가장 비관적인 경우 6.4 상승으로 예측하였다. (IPCC, 2007).. ℃. ℃.

(20) 2. 제1장 서론. 망되고 있다.. 지구온난화는 기후자원에 의존도가 높은 작물생산에 큰 영향을 미친다.. 이산화탄소 농도 증가는 광합성을 촉진한다는 측면에서 작물의 생장에 긍정 적이지만, 이산화탄소 증가에 따른 기온상승은 생육기간의 단축과 호흡량의 증가를 유발하여 생산량을 감소시키고, 품질을 저하시키는 등 부정적 요인 으로 작용한다.. 작물 생산을 기본으로 하는 식량은 인류의 생존에 필요한 에너지와 영양 을 공급하는 중요한 역할을 담당하고 있기 때문에 안정적인 식량 확보는 시 대와 국가를 초월하는 핵심적인 도전과제이다. 식량공급에 영향을 미치는 요인으로는 재배기술과 증산정책 등 사회경제적 요인뿐만 아니라 자연적 조 건이 기후변화도 크게 영향을 미친다. 기후변화가 지속되어 안정적인 식량 확보에 문제가 발생하면 미래 경제에 상당한 압박요인으로 작용할 우려가 있다.. FAO에 따르면 현재 67억 명인 세계 인구는 2050년에는 약 90억 명으 로 증가할 것이라고 한다. 이러한 인구증가에 부응하기 위해서는 농산물생 산이 약 70% 정도 증가해야 하는 것으로 추정되고 있다(FAO, 2011). 농산물의 무역자유화가 진행되면서 세계의 농산물 교역량이 많아지고 있 다. 농산물 무역이 활발해지면서 국제 분업화에 따른 세계의 곡물 수출국이 북미와 남미 및 호주 등 주요 수출국으로 집중되는 편재화 현상이 심화되고 있다. 최근 여기에 바이오매스 연료와의 경합도 추가된다. 이러한 상황에서 지구온난화에 따른 재배환경의 변화와 이상기상의 빈발로 곡물수출국의 생 산량이 크게 줄어드는 상황이 발생하고, 이에 대응하여 필요한 식량을 확보 할 수 있는 적절한 대책이 마련되지 않는 경우 식량의 안정적 공급이 위협을 받게 된다. 최근 아시아지역의 몬순 이상과 엘리뇨, 태풍의 빈발 등으로 대 표되는 이상기상이 농업생산에 큰 영향을 미치고 있다. 이에 따라 농산물 가 격의 변동성도 커지고 있다. 이러한 자연현상 외에도 상당한 양의 옥수수 등 주요 곡물이 신재생에너지원인 바이오에탄올 생산의 원료로 사용되고 있어 국제곡물가격의 급등 요인으로 작용하고 있다. 인구증가와 함께 식량수요는 증대되고 경제발전에 따라 식생활은 고도화.

(21) 제1장 서론. 3. 될 것으로 예상된다. 그러나 지구온난화로 인해 식량생산량이 감소하면 증 가하는 식량수요에 대응하기 어려워지며, 곡물가격이 상승하는 등 세계의. 식량시장을 불안정하게 할 우려가 있다. 식량의 안정공급을 확보하기 위해 서는 지구온난화를 예측하고 그 영향을 평가하는 동시에, 현시점에서 예상 되는 상황에 대응하여 실행프로그램을 구체적으로 수립하고, 단계적인 조치 를 취해야 한다.. 기후변화는 향후에도 상당 기간 지속될 것으로 예상되며, 이상기상 현상. 도 더욱 빈발하고 강도가 커져 식량자급률(2011년 식량자급률. 22.6%)이 낮은. 우리나라의 안정적인 식량공급을 크게 저해할 수 있다. 이러한 맥락에서 기. 후변화가 식량공급에 미치는 영향과 구체적인 방안에 관한 체계적인 연구가 필요하다.. 2.. 연구목적 및 범위. 이 연구는 기후변화가 식량공급에 미치는 영향을 분석하고 공급측면에서 적절한 대응책을 제시하는데 주요 연구목적이 있다. 기후변화가 주요 작물의 생산량에 미치는 영향과 농경지 면적변화 등 생산자원이 변화하는 경우 국내 생산량과 수입량 등 식량공급에 대한 체계적인 분석을 수행하기 위함이다.. 이 연구에서 식량의 범위는 주식으로 소비하는 쌀, 보리, 소맥을 중심으로 하되 사료곡물로 큰 비중을 차지하고 있는 옥수수와 대두 등으로 한정한다.2 기후변화가 식량생산에 미치는 영향에서 분석대상 작목은 작물생육모형에 적 용할 수 있는 쌀과 보리를 중심으로 하며, 옥수수, 소맥, 대두의 경우 수입에. 2 식량은 사람이 먹을 수 있는 곡물과 육류 등을 총칭하여 쓰이나, 통상적으로 주식으로 먹을 수 있는 쌀과 밀, 보리, 옥수수 등 곡식, 감자와 고구마 등 서류, 콩과 팥 등 두류 등을 의미한다..

(22) 4. 제1장 서론. 상당 부분을 의존하고 있으므로 세계시장에 초점을 맞추어 분석토록 한다. 기후변화 예측 대상연도와 기간은 의 경우. 2030년과 2050년을. 3.. 식량공급 분석. 목표연도로 설정하고 분석하였다. 이 연구에서. 기후는 세계기상기구에서 제시한. 30년간의. 2100년까지를 고려하나,. 30년 단위의 평균날씨로,. 기후변화는 과거. 기상변화 값과 최근 기상자료의 통계적 차이로 설정한다.. 선행연구 검토. 3.1. 식량생산 미치는 영향분석 기후변화가 식량생산에 미치는 영향은 작물재배 시뮬레이션 모형, 과거자 료를 이용한 회귀분석 및 비모수분석 등 다양한 방법을 적용한 연구가 이루 어졌다. 이변우 외. 2인(1991)은. 대기대순환모델(General. Circulation Model,. GCM)로 예측한 이산화탄소 농도가 2배로 증가할 경우 우리나라의 기후 및 농업기후자원에 미치는 영향을 평가하였다. 또한 작물생장 모의모형(Modules of an Annual Crop Simulation, MACROS)을 이용하여 지구온난화가 벼 생장 및 쌀 수량에 미치는 영향을 분석하였다. 주영희(1994)는 미국 환경보전국의 GFDL(Geophysical Fluid Dynamics Laboratory) 모형, 영국기상청의 BMO 모형, EU의 HANUS 모형 등 작물수량조사 순환모형 을 이용하여 기후변화에 따른 미국, 유럽, 호주, 일본, 러시아 등 주요국의 작물 생산량 변동을 분석하였다. 권오상·김창길(2009)은 비모수 계량모형인 커널 회귀분석(Kernel Regression Analysis)을 적용하여 기후변화가 쌀 수량에 미치는 영향을 분석하였다. 김창 길 외 4인(2009)은 CERES-Rice 모형, ORYZA 모형, 리카디언(Ricardian Model) 모형 등의 적용을 통해 기후변화가 작물수량 및 농가경제에 미치는 영향을 분석하였다..

(23) 제1장 서론. 기후변화가 식량생산에 미치는 영향에 대한 해외연구로. 5. Vining(1989)은 기. 상의 개별요소인 일사량, 기온, 강수량, 습도, 풍속 등이 농축산물의 생산에 미치는 영향을 계량적으로 분석하였고, 곡물 단수에 미치는 영향을. Francisco and Guise(1988)은 강수량이 분석하였다. 今井鐳藏(1983)은 작황지수 산식을. 개발하여 이 지수와 평년단수를 이용하여 기상요인이 작물생산에 미치는 정 도를 계측하였다.. Rosenzweig and Parry(1994)는. CO2의 농도가 증가함에 따라 대기순환모형과 일반균형모형인 세계식량무역모형(World Food Trade Model) 을 연계하여 2060년 세계 작물생산량 예측과 농가수준의 적응 정도를 고려 하여 선진국과 개도국의 식량 교역량의 변화를 분석하였다. Finger and Schmid(2007)는 생태 물리적 모형을 이용하여 기후변화의 위험 지구온난화로. 을 고려한 기대효용함수를 이용하여 옥수수와 겨울 밀의 작물생산에 미치는 영향을 분석하였다. 특히 이 연구에서는 생산농가의 기후변화 및 가격변화 의 위험 반응을 고려한 단수분석도 함께 이루어졌다.. Lee, Nadolnyak and Hartarska(2012)는 1998〜2007년 동안의 계절적 기후변 수와 노동, 관개, 농기계, 비료 변수 등 패널자료를 이용하여 아시아 13개 국 가를 대상으로 기후변화에 따른 농업생산 영향을 분석하였다. 또한 온도와 강수량 탄력성을 도출하여 기후변화에 따른 한계효과를 제시하였다.. 3.2. 기후변화와 국제곡물시장 연계 연구. ·. 기후변화와 국제곡물시장을 연계하여 분석한 연구로는 먼저 조영수 이용. ·. 호(2008)가 있다. 조영수 이용호(2008)는 세계농업 전망모형. Aglink 2008을. 이용하여 밀, 잡곡, 유지종자 등 주요 곡물의 생산과 관련된 시나리오를 설 정하여 기후변화가 향후 국제곡물시장의 수급과 가격에 미치는 영향과 국제 곡물시장의 변화가 국내 축산부문에 미치는 영향을 분석하였다.. ·. 한석호 외 5인(2011a)은 최근의 사회 경제적 여건변화, 농업환경 여건변화,.

(24) 6. 제1장 서론. 2007년부터 2008년 사이 구축된 KREIKASMO(Korea Agricultural Simulation Model) 모형을 보완하였다. 이 모형을 통해 대내외 여건 변화에 따른 쌀, 보리, 콩 등 주요 곡물의 생산량, 수입량, 공급량, 가격 등을 전망하였다. 正幸横沢飯泉仁之直岡田将誌(2009)는 IPCC 4차 평가보고서의 기후변 거시경제 지표의 변화 등을 반영하여. ·. 화 예측 시나리오를 기초로 벼 생육 쌀 수량추정 모형을 이용하여 추론에 근 거한 광역 쌀 수량 예측구조모형을 정립하였다.. 2081〜2100년 등 세 기간으로 나누고,. 1981〜2000년, 2046〜65년,. 쌀 수량 예측구조모형을 이용하여 일. 본의 쌀 수량 변동에 미치는 영향과 이식날짜의 이동, 품종개선, 시비관리 등 세 가지 적응책의 효과를 분석하여 제시하였다.. 3.3. 기후변화 적응 및 대책 연구 기후변화의 적응대책 연구로 권원태 외. 10인(2004)은. 기후변화협약 대응. 을 위한 적응부문 시책 수립 방안 연구에서 기후변화와 관련된 주요 쟁점들 을 살펴보고, 외국의 기후변화 적응부문 정책을 검토하였다. 기후변화 적응. 을 위한 우리나라 부문별 대응방안을 제시하였는데 농업부문에서는 7가지로 나누어 적응 방안을 제시하였다.. 12인(2007)은 기후변화의 영향과 취약성 평가, 적응조치 및 기후 변화 적응체계 구축방안을 제시하였다. 이 연구에서는 수자원, 생태계, 산업, 해양·수산 등 다양한 분야를 다루고 있고, 농업부문은 생태계에서 다루고 있 으며, 작물기후통합모형(Crop Estimation through Resource and Environment Synthesis, CERES-Rice)을 이용하여 벼 부분의 취약성 평가를 시도하였다. Burton and Lim(2005)은 기후변화에 직면하여 세계농업의 적응에 대한 전 한화진 외. 망에서 적응기술과 국가수준의 실제적 실천프로그램의 수립과 집행방안을 제시하였다.. ·. 경 농업. Malcolm, et al.(2012)은 미국을 48개 지역으로 세분하여 지역환 프로그램 모형(Regional Environment and Agriculture Programming,.

(25) 제1장 서론. REAP)을. 7. 수립하고 기후변화가 주요농산물의 단수에 미치는 영향과 농업인. 들이 적응행동 및 내한성 품종(drought-tolerant 취하는 경우 적응잠재력의 정량적 분석을. varieties) 시도하였다.. 도입 등 적응조치를. 3.4. 선행연구와 본연구의 차별성 기후변화가 식량공급에 미치는 영향에 관한 선행연구는 기후변화 시나리 오 하의 작물모형을 이용하여 수량변화를 예측하는 연구, 과거의 작물생산 시계열 자료를 이용하여 수량변화를 예측하는 연구, 주요작물의 기후변화. 적응 기술개발 연구 등이 주류를 이루어왔다. 또한 국제곡물시장의 가격을 분석하고 수입방식의 개선방안을 모색하는 연구가 수행되었다.. 이 연구는 그동안의 분야별 선행연구를 종합하여 기후변화를 반영한 작물 재배 모형과 식량수급 시뮬레이션 모형을 연계한 통합모형을 이용하여 식량 공급에 미치는 체계적인 영향분석을 시도하였다. 식량공급 분석은 국내생산 뿐만 아니라 국제곡물시장 측면에 대한 실증분석도 함께 다루어 기후변화에 따른 미래의 국내생산과 수입량 변화를 살펴보았다. 미래의 기후변화에 대 응한 안정적 식량공급시스템 구축방안 모색을 위해 영향에 대한 실증분석과 함께 농업인을 대상으로 한 반응분석과 국제기구와 주요국의 사례분석 등을 통해 체계적이고 실효성 있는 안정적 식량공급 방안을 제시하였다.. 4.. 연구방법. 기후변화가 식량공급에 미치는 영향분석과 대응방안 연구수행을 위해 우 선 국내외 관련분야의 학술문헌을 검토하였다. 또한 농림수산식품부, 농촌진 흥청, 국립농업과학원, 국립기상연구소 등 유관기관과 연구기관 등에서 이루.

(26) 8. 제1장 서론. 어진 발간물과 연구보고서를 검토하였다. 이 분야의 해외 연구동향을 파악 하기 위해 미국,. EU, 일본, 호주 등의 주요국가와 IPCC, OECD, FAO 등 국제 기구의 관련문헌도 검토하였다. 기후변화와 식량공급 관련 농업인의 인식 및 반응 분석을 위해 설문조사를 실시하였다. 기후변화가 식량공급에 미치는 영향분석을 위해 다양한 방법론을 적용하였다. 첫째, 기후변화와 벼 병해충 관찰포 피해면적 요인분석을 위해 패널분석 모형을 이용하였다. 둘째, 기후변화에 따른 식량공급 분석을 위해 CERES-Rice 모형과 농업시 물레이션 모형(KASMO)을 이용하였다. 셋째, 이상기상이 발생하는 경우 쌀 생산 수량에 미치는 영향을 분석하기 위해 패널분석-확률효과모형을 이용하였다. 넷째, 기후변화가 국제곡물시장에 미치는 영향력 파악을 위한 주요 곡물 의 가격 신축성 계수를 도출하기 위해 다중회귀분석 모형을 이용하였다. 다섯째, 농업인의 기후변화 적응기술 수용에 대한 의향분석을 위해 순위 형 로지스틱 회귀모형을 이용하였다. 기후변화의 농업부문 영향분석 및 대응방안 등과 관련 벤치마킹을 위해 이. OECD와 FAO 등 국제기구 회의에 참석하여 주제발표와 관련분야 전문가를 만나 심층면담조사를 실시하였다(유럽 출장: 2012. 4. 22~29). 또한 미국의 USDA-ERS, 미국국립대기과학연구소(National Center for Atmospheric Research, NCAR), 국제식품정책연구원(International Food Policy Research Institute, IFPRI) 등 주요 연구기관(미국 출장: 2012. 9. 16~23)을 방문하여 연구자 및 정책담당자와의 심층면담을 통해 관련 자료를 수집·분석하여 벤치마킹 자료로 활용하였다(김창길 2012d). 분야에서 상당한 연구가 축적된. 기후변화에 따른 안정적 식량공급 체제 구축을 위한 대응방안에 대한 의 견수렴과 협의를 위해 국내외 전문가들과 함께 기후변화 대응 정책개발 세 미나를 개최하였다(2012.. 6. 14, 과천 그레이스호텔). 이 세미나에는 KREI 연 구진, 농림수산식품부 녹색미래전략과, 국립농업과학원 기후변화생태과, 일 본 농업·식품산업기술총합연구기구 전문가 등이 참여하였다.3.

(27) 제1장 서론. 5.. 9. 보고서의 구성. 기후변화가 식량공급에 미치는 영향분석과 대응방안 모색에 초점을 맞춘 연구의 내용을 7개의 장으로 구성하였다. <그림. 1-1>의 연구 흐름도에 제시된 바와 같이 이 연구는 기후변화 실태분석과 전망, 국내외 식량생산 진단, 기후 변화가 국내 식량생산에 미치는 영향분석과 국제곡물시장에 미치는 영향분 석, 국제기구 논의동향 및 주요국의 사례분석 등을 체계적으로 다루었다.. 서론에서는 연구의 필요성, 연구목적과 범위, 선행연구 검토, 연구방법 등. 을 제시하였다. 제2장에서는. IPCC와. 미국국립대기과학연구소(NCAR)의 기후변화 전망자. 료를 이용하여 세계 기후변화를 진단하고 예측하였다. 또한 국립기상연구소 의 기후변화 신시나리오 분석결과를 이용하여 우리나라의 기후변화 실태를 진단하고 전망하였다.. 제3장에서는 기후변화와 국내 식량생산 잠재력을 진단하였다. 기후변화와. 식량생산의 관계를 살펴보고, 핵심 부존자원인 농지면적 변화의 실태를 진. ·. 단 전망하였고, 기후변화에 따른 작물생산성에 대한 진단, 기후변화와 병해 충 발생과의 관계 등을 다루었다.. 제4장에서는 기후변화가 식량공급에 미치는 영향분석으로 식량생산 영향. 분석, 이상기상과 식량공급 연계 분석, 국제곡물시장 분석, 식량공급 관련 농 업인 인식 및 반응 분석 등을 제시하였다. 제5장에서는 기후변화와 식량공급 관련. OECD와 FAO 등 국제기구의 논의 동향과 미국, EU, 일본, 호주 등 주요국의 사례 검토와 시사점을 제시하였다. 제6장에서는 식량공급 관련 실증분석 결과와 국제기구 및 주요국의 대응사 례 등을 종합적으로 검토하여 기후변화 대응 안정적 식량공급체계 구축을 위. 3 기후변화 대응 정책워크숍에서 해당 기관별 네 가지 발제자료는 세미나 자료 집에 제시되어 있다(한국농촌경제연구원 자원환경연구부, 2012)..

(28) 10. 제1장 서론. 그림 1-1. 연구 흐름도. 한 기본방향을 설정하고, 단계별 로드맵과 분야별 핵심과제 등을 제시하였다. 끝으로 7장에서는 요약과 결론을 제시하였다..

(29) 국내외 기후변화의 실태진단과 전망. 기후변화에 대응한 안정적 식량공급 방안 모색을 위해서는 우선 기후변화 에 대한 현황 파악과 미래에 대한 전망을 검토해야 한다. 제2장에서는 기후 변화에 대한 정확한 실태 파악과 중장기 예측을 알아보기 위해 우선 제4차. IPCC의 기후변화 평가보고서에서 제시된 온실가스 배출 시나리오 특별보고 서(SRES)의 시나리오를 기초로 세계 기후변화의 실태와 전망을 조망하였다. 또한 신 기후변화 시나리오인 RCP시나리오에 따른 세계 기후변화 예측은 국립기상연구소의 연구결과를 활용하여 제시하였다. 다음으로 국내 기후변 화 실태는 신 기후변화 시나리오 하의 미래 기온과 강수량을 예측한 국립기 상연구소의 분석자료를 이용하여 진단하였다. 특히. RCP 8.5에서 2010년부터. 2100년까지 한반도 기후변화 예측치는 기상청의 기후변화정보센터에서 제공 하는 남한상세(1km) 예측치를 이용하여 연평균 기온과 연평균 강수량 추정 자료와 추정식을 제시하였다.. 1.. 세계 기후변화 실태와 전망. 기후는 지구가 시작된 이래 지속적으로 변하여 왔다. 지난 백만 년간 지구. 의 기후는 빙하기와 간빙기가 십만 년마다 반복적으로 나타났으나, 다행히. 지금은 기후가 온난한 간빙기에 속한다. 과거의 기후변화는 자연적인 원인에 의해 발생하였지만, 현재 진행 중인 지구온난화는 자연적인 원인이 아닌, 인. 2. 제 장.

(30) 12. 제2장 국내외 기후변화의 실태진단과 전망. 간 활동이 주요 원인이라는 점이 과거와 다르다고 볼 수 있다(권원태. 2008).. 이러한 지구온난화에 대한 체계적이고 신뢰성 있는 진단을 위해 세계 기후. 1990년 이후 UN 산하기구인 정부 간 기 후변화협의체(Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC)를 통해 주기 적으로 이루어지고 있다. IPCC 기후변화 평가보고서는 지금까지 1차(1990), 2차(1995), 3차(2001) 보고서가 출간되었고, 2007년 4월에 4차 평가보고서가 발표되었다.4 이 보고서에 따르면 지구온난화 현황에 대해 과거 100년 동안 에 이산화탄소 농도가 공업화 이전(약 280ppm)의 약 1.4배(2005년 379ppm) 까지 증가한 것으로 제시하고 있다. 이에 따라 지난 100년간(1906~2005) 전 세계 평균기온은 0.74℃(0.56∼0.92℃) 상승한 것으로 추정하였다. 특히 20세 기 후반의 북반구 평균기온은 과거 1850년 이후 기온변화 기록에서 가장 높 았고, 최근 20년간의 기온상승 경향은 과거 100년간의 2배 이상인 것으로 밝혀졌다.5 세계의 기후변화는 지역적 특성과 사회 경제적 변수, 기상변수 등 다양한 변화에 관한 과학적인 분석 작업이. 요인에 의해 이루어지기 때문에 몇 가지 시나리오를 구성하여 예측이 이루 어진다.. IPCC는 기후변화평가 보고서에서 인구통계와 사회경제적 발전 등에. 따른 온실가스 농도 변화를 예측하여 온실가스 배출 시나리오를 제공하고 있다. 온실가스 배출 시나리오 특별 보고서는 크게 네 가지 시나리오(A1,. A2, B1, B2)로 나누고 A1에서 중시되는 사항에 따라 변형된 시나리오(A1F, A1T, A1B)를 구성하여 접근하고 있다<표 2-1>. 세계기후변화의 미래 예측치 를 보면 1980~1999년에 비해 21세기(2090~2099)의 평균기온은 시나리오에 따라 1.1~6.4℃ 상승하는 것으로 제시하였다. 4. 5. IPCC(2007)는 UN 산하기구로 세계기상기구와 유엔환경프로그램(UNEP)에 의 해 1988년 설립된 국제기구이며, 2007년 4월에 발간된 제4차 평가보고서는 약 6년간에 걸쳐 전 세계 2,500명의 과학자가 참여하였고, 130여 개 국가가 이 보 고서의 타당성을 인정하였다(국가과학기술자문회의, 2007). IPCC 4차 보고서에서는 기후시스템의 온난화 발생은 의문의 여지가 없고 온 실가스 증가는 인위적 요인으로 단정적인 표현(unequivocal)을 사용하였다..

(31) 제2장 국내외 기후변화의 실태진단과 전망. 표 2-1. 각종 배출 시나리오별 2100년 기온상승 예측 배출 시나리오 고도성장형 사회 시나리오(A1FI) 비화석에너지원 중시(A1T) 에너지원의 균형 중시(A1B) 다원화 사회(A2) 지속적 발전형 사회 시나리오(B1) 지역공존형 사회(B2) 자료:. 평균 4.0 2.4 2.8 3.4 1.8 2.4. IPCC(2007), p.8. 단위:. 범위 2.4～6.4 1.4～3.8 1.7～4.4 2.0～5.4 1.1～2.9 1.4～3.8. 13. ℃. IPCC의 제5차 평가보고서는 2013~2014년에 발간 예정이며, 기후변화 예측 시나리오는 인간 활동이 대기에 미치는 온실가스 농도인 복사강제력을 기초로 사회-경제 여건변화와 연계한 새로운 대표농도경로(Representative. Concentration. Pathway, RCP)로 설정하고 있다. 신 기후변화 시나리오인 RCP는 복사강제력의. 표 2-2. IPCC 5차 평가보고서의 신 기후변화 시나리오 구분. 복사강제력1). 2000년에 2 8.5 W/m 이상 2100년2 이후 6W/m 이하 안정화 2100년2 이후 4.5W/m 이하 안정화 2100년 이전 RCP2.6 3 W/m2에서 최고 도달 이후 하강. RCP8.53) RCP6.0 RCP4.54) 주:. 농도2)(ppm). 2100년 경로 CO 2농도 형태 (ppm). 2100년에 1,370 CO2 이상 상승 850 CO2까지 (2100 이후 안정화) 안정화 650 CO2까지 (2100 이후 안정화) 안정화 2100년 이전 절정& 490 CO2로 최고 도달 이후 하강 하향. SRES와 비교(ppm). 940 A2(830)～A1FI(970) A2: 다원화 사회 670 B2(600)～A1B(720) A1B: 고성장 사회 530 B1(550) B1: 지속 발전 형사회 인간활동에 의해 420 회복 가능한 사회 (실현불가능). 1) 복사강제력 값은 모든 인위적인 온실가스와 다른 강제력 작인의 순 효과임. 2) CO2 상당 (CO2-eq) 농도로서 농도=278×exp (forcing/5.325) 식으로 계산됨. 3) RCP8.5는 BAU 시나리오로서, 현재 추세로 온실가스가 배출되는 경우임. 4) RCP4.5는 온실가스 저감 정책이 어느 정도 실현되는 경우에 해당되는 시나리오임. 자료: 국립기상연구소(2011a)..

(32) 14. 제2장 국내외 기후변화의 실태진단과 전망. RCP8.5, RCP6.0, RCP4.5, RCP2.6 등 네 가지 유형으로 시나리오 를 구분하고 있다. RCP 시나리오를 적용한 세계 기후변화 예측은 기상용 슈퍼컴퓨터와 지구 정도에 따라. 시스템 예측모형을 이용하여 국가별 기상관련 연구기관에서 연구가 수행 중에 있다. 미국은. 2011년부터 국립대기과학연구소(National Center for Atmospheric Research, NCAR)의 응용기상연구부에서 RCP 시나리오별 세계기후변화와 미 국 기후변화 예측 작업이 수행되고 있다.6 NCAR의 세계 기후변화 예측 작업 은 목표 연도를 2300년까지로 설정하고 연구가 이루어졌으며, 2100년의 경우 RCP8.5에서는 약 4.0℃ 상승하고, RCP6.0에서는 2.5℃ 상승하는 것으로 전망 되어 두 시나리오 간에 약 1.5℃ 정도의 차이가 나는 것으로 나타났다<그림 2-1>.. 그림 2-1. RCP 시나리오 하의 세계 기온변화 예측. 자료:. NCAR(2012).. 6 미국 국립대기과학연구소에서 수행 중인 RCP시나리오별 기후변화와 세계의 이상기상 발생 등의 예측자료는 2012년 9월 18일 미국 현지출장 시 연구총괄 책임자인 Lawrence Buja박사가 발표한 자료에서 제시된 내용을 인용하였음을 밝혀둔다(김창길, 2012d)..

(33) 제2장 국내외 기후변화의 실태진단과 전망. 국립기상연구소(2011)는. IPCC 5차. 15. 평가보고서 및 국내 기후변화 대응을. RCP에 근거하여 2100년까지 전 지구 기후변화 전망 결과를 산출하여 공표하였다. RCP 시나리오에 따라 차이가 있으나 RCP8.5에서 평균기온이 크게 상승하고, 강수량도 증가하는 추세를 볼 수 있다<그림 2-2>. 20세기 말(1971〜2000) 대비 21세기 말(2071〜2099) 기후변화는 RCP4.5 시 나리오의 경우 기온은 2.8℃ 상승, 강수량은 4.5% 증가할 것으로, RCP8.5 시 나리오에서는 지구평균 기온은 4.8℃ 상승, 강수량은 6% 증가할 것으로 전망 하고 있다. 위하여 새로운 국제 표준 온실가스 시나리오인. 그림 2-2. RCP 시나리오 하에서 지구평균 기온의 변화 예측치. 자료: 국립기상연구소(2011a),. p.29..