1. 머리말
과거 70년 전 우리나라의 농정은 식량부족 문제의 해결이 최우선 과제였 으므로 농업토목은 주곡인 쌀 생산기반을 조성하는데 중점을 두어 식량의 자급률을 높이는데 기여하였다. 전통적으로 주곡 생산기반이라 할 수 있는 저수지, 방조제, 양수장, 배수장, 용수로, 배수로, 취입보, 집수암거, 관정, 집수정 등과 같은 농업기반시설을 만들어왔던 농업토목은 최근 기후변화와 제4차산업혁명 시대 도래에 따른 농업의 다변화 속에서 농업 인프라를 만 드는 농업토목의 역할도 다양해질 전망이다. 과거에는 농업생산 인프라의 공급만 중점적으로 생각했고 현재는 여기에 친환경 고품질, 환경, 지역사 회 분야까지 연계하고 있다면 앞으로는 이들 분야의 구분조차 없이 기본적 으로 하나의 융복합체로 인식되어 사업이 이루어질 것으로 생각된다. 따라 서, 본 고에는 농업의 환경 변화 속에 농업토목의 변화하는 역할에 대한 내 용을 소개하고자 한다.
2. 농업의 환경 변화
2.1 기후변화와 자원부족 등으로 나타나는 현상
산업화에 의한 이산화탄소 발생량의 급격한 증가로 인해 기후변화가 나 타나고 있는데, 지구온난화로 이상 고온 현상이 지속적으로 발생하고 있으 며, 극한 홍수 및 가뭄, 사막화 등의 재난 발생 빈도가 전 세계적으로 증가 하고 있는 것으로 나타난다.
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농업의 환경 변화에 따른 농업토목의 새로운 사업
서 동 욱
한국농어촌공사 / 책임연구원 [email protected]
또한, 우리나라는 장마 시기가 늦춰지고, 연 강 수량이 평년에 미치지 못하는 경우가 발생하는 등 뚜렷한 이상 기후가 발생하고 있다. 즉, 강우량, 강 우강도, 빈도, 지속기간 등 현재 수문량 산정의 주 요 지표로 활용되고 있는 다양한 요인들이 변화하 고 있으며, 극단적인 이상기후현상이 더 잦은 빈도 로 발생하게 되면서 수자원의 확보 및 효율적인 활 용이 더욱 어려워지게 되었다. 기후변화에 의한 가 용 수자원의 감소는 각 자원간의 상호 관계에 의해 에너지 및 식량 부족 문제를 초래하게 된다.
최근에는 기후변화가 테러를 부추기는 현상이 아프리카나 서남아시아 국가들에 벌어지고 있다 고 한다. 테러리스트 단체는 물 같은 천연자원에 대한 접근을 통제하고, 자원 부족을 악화시킴으로 써 이를 일종의 전쟁 무기로 활용하고 있다고 한 다. 천연자원이 부족할수록 통제 권한을 쥔 쪽의 힘이 세지며 특히 기후변화로 물이나 식량 부족에 처한 사람들은 경제적 보상이나 생계 대안을 제시 하는 테러리스트 조직에 회유될 가능성이 크다는 것이다.
한편, 세계 인구는 여전히 증가추세를 유지하 고 있으나 자원은 한정되어 있어 전 지구적인 물 (Water), 에너지(Energy), 식량 (Food) 자원의 부족현상을 가중시키고 있어 자원의 낭비를 막고, 이용 효율을 증대시키기 위한 방안이 필요하다.
또한, 안전한 먹거리에 대한 국민 수요와 관심이 증가하고 있다. 국민의 안전한 농식품 요구에 따 른 친환경농산물 생산이 증가하고 있으며, 2010 년 이후 유기농과 무농약 농산물 인증면적이 증가 추세이다. 친환경농산물 재배관리를 위하여 수질 환경기준 4등급이상의 수질을 요구하고 있으며, 열매작물의 경우 높은 수준의 용수가 필요하다.
2.2 극복 방안
위와 같은 농업 환경 변화 속에서 안전한 농산 물을 지속적으로 제공하기 위해서는 기후변화에 대비한 농업생산기반 조성이 되어야 할 것이며, 이는 ICT 기술, 즉 스마트 농업, 식물공장 등 미래 농업기술개발과 WEF(물-에너지-식량)통합 고 려, 융복합적인 농산업을 통해 극복할 수 있다. 농
그림 1. 농업의 변화 형태(송종국, 2017)
산물의 안정적인 공급 요구에 부응하기 위해서는 기술개발과 신기술 도입을 통한 농업생산성 향상 이 필요하다. 미래에는 정밀농업과 식용 및 연료 용 유전자 변형 농작물 기술, 담수화와 관개효율 화 방안을 통한 물관리 향상 기술들이 중요하다.
미래학자들은 미래농업은 제4차산업혁명 속에서 수직농업 식물공장, 아쿠아포닉스, 정밀농업, ICT 센서농업의 융복합적 시대가 도래할 것으로 예측 한다. 미래농업은 식량생산 증대 및 고품질, 안전 농산물 생산과 환경피해 및 물 소비 최소화에 기 여하고, 수익형 농업 비즈니스 역할과 농업인의 삶의 질 향상에 기여하게 될 것으로 농업토목은 통합적 플랫폼과 같은 역할이 기대된다.
3. 농업토목의 새로운 사업
‘2040 농림식품 미래기술예측조사’에 따르면 농 림식품분야의 미래모습으로 농업농촌의 첨단화, 환경변화에 따른 생태계 보존, 식품 첨단가공·유 통, 안전한 먹거리를 위한 식품 안전, 미래 에너지 활용, 미래형 질병 치료의 메가트렌드를 선정하였
는데, 대부분의 전망은 기술융합과 자동화, 자연 순환형 농업과 대체에너지를 사용하는 농업의 미 래를 예측하고 있어 농업생산기반의 트렌드도 이 를 따라갈 것으로 생각된다.
3.1 스마트 농업기반
지금 스마트팜 도입으로 농업의 스마트화가 관심 을 가지고 확산되고 있으나, 앞으로는 모든 국민이 기본적으로 스마트폰을 사용하듯 스마트농업은 농 업에 있어 필수가 될 것으로 보인다. 현재 휴대전화 를 이용해 비닐하우스 등 시설재배지의 물과 양분 을 실시간으로 손쉽게 관리할 수 있고, 생육단계에 알맞은 토양수분을 관리하는 자동관수시스템 등이 도입되고 있다. 앞으로는 농작물의 생장환경 모니 터링과 제어를 위한 센서네트워크와 연동하여 생장 환경의 데이터 획득, 최적제어 및 품질 예측을 유기 적으로 지원하고, 생산뿐 아니라 유통, 소비까지 서 로 간의 네트워크 연계를 통해 생산부터 소비까지 한 번에 파악이 가능한 효과적인 경작관리 통합플 랫폼이 개발될 것이다.
그림 2. 노지 스마트팜을 위한 빅데이터
그림 3. ICT 융합 원격계측 물관리시스템(한국농어촌공사)
물관리는 기존 수리시설에 지능형센서를 비롯 한 정보통신기술(ICT)과 물관리 경험을 접목하여 물이용 효율을 최적화하는 ICT 융합 원격예측 물 관리 시스템이 도입될 것이다. 향후, IoT 기술은 농업생산기반 분야의 가치사슬 전 과정에서 새로 운 밸류체인으로 기술영역이 확장되고 스마트 기 술과 빅데이터 등과 연계되면 농업생산기반의 효 율을 높일 수 있는 핵심기술로 활용될 수 있을 것 이다. 그리고, 지능형 농업용수 관리를 위해 워터 루프기술 및 가뭄시 활용할 수 있는 농업용수 확 보를 위한 빗물저장시스템을 개발함으로써 지역 내 농업용수 공유 체계를 구축할 수 있을 것이다.
또한 ICT기반 농업용수 생산, 확보, 분배를 위한 스마트그리드 기술을 확보할 수 있으며 효율적인 스마트 용수공급 최적화 시스템도 개발될 것이다.
기존에 논의되었던 5대강 수계연결이나 농업용수 체제개편 개념도 스마트 기반을 통해서 실현가능 할 것으로 본다.
3.2 기술융합형 농산업
기술융합형 농산업은 NT, BT, IT, CT, ET 등 5대 기반 기술 분야가 기존의 농업기술과 농산업 분야와 결합하여 농업의 생산·유통·소비 전 과 정에 걸쳐서 생산성과 효율성 및 품질향상 등과 같은 고부가가치 창출을 추구하고자 하는 산업을 말한다. 기술융합형 농산업의 대표적인 형태로 고 안된 네덜란드의 아그로파크(Agropark)와 같은 자연순환형 농산업단지는 자연순환, 에너지 자립, 친환경 농업단지를 중심으로 고부가가치의 첨단 농업으로 조성하는 모델이다. 자연순환형 농산업 단지는 농업생산과 자원의 순환을 고려하여 축산 시설, 원예시설 그리고 경관농업 공간을 배치하여 농업 비즈니스가 가능토록 한다.
3.3 지역개발 연계 융복합 농산업
농촌융·복합산업 육성 및 지원에 관한 법률에 따르면 농촌융·복합산업을 “농업인 또는 농촌지역 에 거주하는 자가 농촌지역의 농산물·자연·문화 등 유형·무형의 자원을 이용하여 식품가공 등 제 조업, 유통·관광 등 서비스업 및 이와 관련된 재화 또는 용역을 복합적으로 결합하여 제공함으로써 부 가가치를 창출하거나 높이는 산업”이라고 정의하고 있다. 융복합 농산업화 관련 지역개발사업으로 6차 산업지구 조성사업, 농촌자원복합산업화 지원사업,
활기찬 농촌프로젝트 시범사업, 농촌 신활력 플러 스 사업 등이 추진 중에 있다. 앞으로는 이들의 소 프트웨어 사업들과 밭주산지 기반 정비의 하드웨어 사업이 패키지화된 마을경영체 융ㆍ복합농산업화 비즈니스 영농형 정비사업과 자연순환형 복합영농 관광형 정비사업 등이 도입될 것이다(농어촌연구 원, 2018). 기존 논 위주의 생산기반정비에서 밭농 업의 경쟁력 있는 정비를 위해 지역 여건에 맞는 융 복합 농산업화 모델을 구상하여 융복합 단지 및 시 설 설치, 기업유치, 일자리 및 인력양성, 생활여건, 주거, 주산지 정비 등을 패키지로 추진할 수 있다.
그림 4. 기술융합형 농산업의 자연순환형 첨단농업단지 모델예(농어촌연구원, 2014)
3.4 도시농업기반
앞으로 도시화가 더욱 진행되면서 농촌의 경계 가 불분명해지고 자연과 사람이 공존할 수 있는 방법을 찾는 사람들이 많아지면서, 도시 속에서 농사를 하는 도시농업이 확산될 것으로 전망된다.
신선한 농산물의 자급자족이 가능해지며, 취미생 활로의 농업도 즐길 수 있어 앞으로는 거대한 도 심형 농장들이 생성될 것으로 예상된다. 도시 내 에 도심형 식물농장과 축산 빌딩, 리조트팜, 심해 농장 등이 들어서면서 도시농업이 발전할 수 있을 것 이다.
그림 5. 밭작물 주산단지 융복합 농산업화 사업안(농어촌연구원, 2018)
그림 6. 미래형 도시농업(농림수산식품기술기획평가원, 2016)
3.5 자연순환농업 시스템
최근까지 화석연료 사용의 증가에 따른 기후변 화로 인하여 풍수해, 가뭄 증가와 같은 자연 재해 가 발생하고, 미래의 기후변화는 더 심해질 것으 로 보고 있어 탄소를 저감하기 위한 온실가스 배 출 규제는 더욱 심화될 전망이다. 이에 따라 에너 지를 자립하고 자연 및 자원을 순환시키는 저탄소 녹색마을이 성장할 전망이다.
자연순환형 농업은 기후변화 대비와 환경오염, 탄소저감 등을 위해 농축산물 생산과정에서 발생 하는 부산물(또는 폐기물)을 재활용하고 환경용량 에서 수용할 수 있는 만큼의 폐기물을 농업계 외 부로 배출하며, 농업생태계에서 물질의 선순환이 이루어지는 농축산물의 생산 활동을 말한다. 자연 순환형 농업은 생태계의 유기적인 연계에 따라 시 너지 효과가 나타나는 것으로 미래에는 자연순환 을 하지 않으면 농업생산을 할 수 없는 경우가 생 겨날 정도로 확산될 수 있다.
3.6 농지의 특성화
농지는 전통적으로 생산만 담당하던 기능을 첨단 농업과 테마관광, 힐링 등 고부가 가치 미래 농업과 관광, 휴양 등 농업서비스의 농산업 기능으로 확장할 수 있을 것이다. 농지를 “찾고, 살고, 머물고 싶은 곳”
으로 조성하여 농업을 기초로 사람, 자연, 경관·관 광·예술, 농산업, 농업서비스 등이 함께 어우러지는 공간을 조성하여 농업의 가치가 발현되고 자원과 에 너지 선순환이 이루어지면서, 즐기고, 먹고, 보고, 배 울 수 있는 공간으로 특성화할 수 있다. 새만금 간척 지의 경우 농업용지 활용을 극대화하고, 수출농업, 6 차 산업화 목표를 지향하여 농산업, 경관·관광·예 술, 자연환경, 농촌정주시설의 특성화 시설을 도입하 는 것을 검토한 바가 있다(농어촌연구원, 2015).
4. 맺음말
세계적으로 농업을 둘러싼 기후변화와 인구증 가에 따른 자원부족 문제가 떠올라 있어 농업토
그림 7. 자원순환형 농업의 확산
목의 역할도 이들 문제에 대응하기 위해 제4차산업 혁명 관련 기술을 접목하여 융복합적이고 통섭적인 해결책으로 변화될 것이다.
과거 전통적인 농업생산기반은 현재 ICT기술 을 접목하며 스마트 농촌용수 공급 및 관리, 드론 (Drone)을 활용한 농업기반시설의 조사설계 및 유 지관리, 스마트농업 등이 이루어지고 있는데, 앞으 로는 스마트 농업이 더욱 발전하여 무인자동화 농 업까지 이루어질 전망이다. ‘2040 농림식품 미래기 술예측조사’에서 2040년이 되면, 자연과 인간이 조 화된 자급자족 및 물물교환 모델 정착, 친환경 에너 지 자립 등을 위한 에코시티 조성이 확산되고, 건강 하고 안전한 먹거리에 대한 수요가 높아지면서 지 능형 생산-유통-소비 및 품질관리 시스템이 적용 되지 않은 먹거리는 자연스럽게 소비자의 선택에서 멀어질 것이라고 예측하였다. 로봇과 드론의 농업 적용은 노동력과 생산비 절감을 가져오고, 인공지 능에 의한 정밀관리기술의 발전으로 생산량은 증가 하며, 개별 농가 중심의 생산형태에서 조직화·규 모화된 농업 구조로의 전환이 촉진될 것으로 본다.
스마트 농업기반은 현재 모든 국민의 스마트폰처 럼 기본적인 농업생산 인프라가 될 수 있을 것이며, 융복합 농산업과 자연순환형 농업, 농지의 특성화
그림 8. 새만금 농업용지 특성화방안 예(농어촌연구원, 2015)
등 융복합적인 사업들이 통합적으로 추진 될 것이 다. 이와 같은 기술융복합 미래의 모습을 뒷받침하 는 유무형의 융복합적 인프라가 미래 농업생산기반 을 조성하는 농업토목의 모습이라 볼 수 있다.
참고문헌
1. 농어촌연구원, 2014, 첨단농산업 및 미래농업 인 프라 구축 연구(2), 농림축산식품부
2. 농어촌연구원, 2015, 첨단농산업 및 미래농업 인 프라 구축 연구(3), 농림축산식품부
3. 농어촌연구원, 2017, 농업생산기반정비의 패러 다임 변화와 적응을 위한 전략 개발, 농림축산 식품부
4. 농어촌연구원, 2018, 융·복합농산업화를 위한 밭 작물 주산단지 조성 기술 개발, 한국농어촌공사 5. 이경환, 2016, 차세대 ICT기반 스마트 농업구현
을 위한 발전 방안, 전남대학교
6. (주)윕스, 2016, 2040 농림식품 미래기술예측, 농림수산식품기술기획평가원
7. 김영화, 2016, IoT 융합 농촌용수 스마트관수로 시스템 구축, RRI포커스, 농어촌연구원
8. 송종국, 2017, 4차산업혁명과 농업농촌, 제20회 농업전망2017
