[농수축산신문=이문예·이두현 기자]

기후변화가 농촌의 풍경을 바꾸고 농업인 삶의 안정성을 위협하고 있다.

예측이 어려운 기상이변으로 인해 농업 현장의 재해 발생 빈도는 높아지고 과거에 비해 농가 피해 규모도 점점 커지고 있다. 또 ‘대구’ 하면 단번에 떠오르던 사과의 재배지는 강원까지 북상했고 구아바, 파파야, 애플망고 등 이름마저 낯설던 아열대 작물은 이제 국내에서도 재배된다.

이에 거스를 수 없는 기후변화를 받아들이고 ‘적응’해 나가며 한편에선 변화 속도를 늦추기 위한 ‘완화’ 방안을 실천하는 등 서둘러 다각도의 대응책을 마련해야 한다는 목소리가 높아지고 있다. 우리 농업은 앞으로 기후변화에 어떻게 대응해 나가야 할까.

# 세계 평균 웃도는 기온…급변하는 농업 환경

국내 연평균 기온이 급속하게 상승함에 따라 기후가 변화하고 있다. 이에 각종 기상재해의 강도·빈도가 증가하고 농작물 재배 환경도 급격한 변화에 직면했다.

정부가 지난해 발간한 ‘대한민국 기후변화 적응보고서’에 따르면 1912년부터 2020년까지 109년간 우리나라의 연평균기온은 1.6도 상승해 전 세계 평균인 1.09도보다 상승세가 가팔랐다. 이에 따라 폭우·폭염·한파 등 각종 기상재해가 빈번하게 발생했으며 2012년부터 2021년까지 10년간 기후변화에 따른 자연재해로 인한 경제적 손실은 3조7000억 원에 달한다.

정부의 기후변화 시나리오를 살펴보면 21세기 후반 국내 연평균 기온은 현재보다 2.3~2.6도, 연평균 강수량은 4~16% 증가하며 남해안 지역에 국한된 아열대 기후가 점차 내륙으로 확장될 것으로 전망됐다.

기후변화에 따라 농작물 재배 환경도 크게 변화될 것으로 예상된다.

농촌진흥청은 2020년 기후변화에 관한 정부 간 협의체(IPCC)가 발표한 ‘기후변화 시나리오(SSP5-8.5)’를 활용해 ‘작물별 재배지 변동 예측 지도’를 개발했다. 이에 따르면 현재 추세대로 온실가스가 계속 배출되고 저감 노력이 부족한 상황이 지속된다면 국내 과수 재배도 크게 영향을 받을 것으로 보인다. 

연평균기온이 1도 올라갈 때마다 농산물의 재배 적지는 81km 북상하는 것으로 나타났다. 기후변화로 인해 사과의 주산지는 경북 일대에서 충청·강원 지역으로, 배 주산지는 전남에서 충남으로 이동하며 복숭아, 포도 등 주요 과수의 재배지 역시 전반적으로 북상해 재배 적지와 가능지가 크게 줄어들 것으로 예측된다.

과의 경우 1981년부터 2010년까지 30년간 평균 국내 재배 적지는 401만ha, 재배 가능지는 271만5000ha로 각각 전 국토의 40.9%, 27.7%에 달했다. 최악의 기후변화 시나리오를 가정하면 2090년대에는 재배 적지가 1만8000ha, 재배 가능지가 7만1000ha로 국토의 0.2%, 0.7%로 쪼그라들 것이란 암울한 전망이 나온다.

현재도 기후변화는 여름철 고랭지 배추·무 재배에 악영향을 미치고 있다.

환경부가 발표한 ‘한국 기후변화 평가보고서 2020’에 따르면 국내 고랭지배추 재배면적은 2000년 1만206ha에서 2012년 5495ha로 절반 가까이 줄었으며 계속해서 하향곡선을 그리고 있다. 이는 고랭지 채소의 주산지인 강원 지역의 평균 기온이 올라가며 고랭지 채소의 상품성이 악화된 데 기인한 것으로 판단된다.

김규현 강릉농협 차장은 “해발 600m 이하의 준고랭지 지역은 점차 고랭지 채소 재배의 수익성이 약화 되면서 대체 작물로 전환하고 있다”며 “정선 임계면을 대표적으로 평창, 태백 일부 지역에서는 사과, 약초 등의 재배가 확산되고 있다”고 재배 작물이 전환되고 있음을 설명했다.

기후변화에 따른 평균 기온의 상승 이외에도 단기적인 이상기상으로 인한 피해도 증가하고 있다. 폭염·호우·건조·강풍·대설·한파 등 극단적 기상 현상이 빈번해짐에 따라 시설 등의 직접 피해는 물론 각종 농작물의 생산성과 상품성에도 악영향을 미치고 있다.

이외에도 기후변화에 따른 일조시간 감소와 상대습도 증가, 강수 등으로 인해 역병, 탄저병, 줄무늬잎마름병 등 각종 농작물 병해가 빈번하게 발생하고 미국선녀벌레, 꽃매미 등 외래 해충 피해도 증가하고 있다. 더불어 잡초의 발생 분포 역시 기존과 변화하는 양상을 보임에 따라 이에 대한 대비도 요구된다.

# 기후변화에 적응하는 농업

기후 전문가들은 현재 기후변화가 최악의 시나리오에 따라 진행되고 있다고 보고 있다. 이에 국내에도 변화된 환경에 적응해 농작물을 재배하기 위한 방안을 준비하고 있다.

한현희 국립원예특작과학원 온난화대응농업연구소 연구관은 “2100년에는 전국 어디서든 키위를 재배할 수 있을 정도로 환경이 변화될 것으로 예상된다”며 “변화한 기후 아래서도 현재 주산지에서 재배하는 품목을 유지할 수 있도록 품종 개발, 폭우·폭염·한파 등 극심한 기상재해에 대비할 수 있는 기술 도입, 아열대 작물의 시범 재배 등 여러 방법을 모색하고 있다”고 기후변화에 적응하기 위한 다양한 노력이 진행되고 있음을 밝혔다.

일례로 현재 국내에서 재배되는 사과는 빨갛게 착색이 돼야 당도가 높아져 맛이 좋아지는 데 기온이 30도 이상이거나 10도 이하면 빨간색을 내는 안토시아닌 발현이 억제돼 착색에 악영향을 끼친다. 이에 농진청은 고온에서도 착색이 잘되거나 과일 색이 황색·녹색인 ‘아리수’·‘황옥’·‘그린볼’ 등 신품종을 개발했다.

더불어 농진청과 전국의 농업기술원 등은 망고·파파야·백향과 등 그간 주로 수입됐던 아열대 작물의 국내 시범 재배에 나서며 새로운 작물 도입을 준비하고 있다. 현재 대부분의 아열대 과일은 수입 과정에서 품질 저하가 발생하므로 국내에서 아열대 과일을 재배하면 신선도 면에서 강점이 있을 것으로 보인다. 실제 수입 망고는 식물방역법에 따라 병해충 유입을 막고자 46~48도의 온탕에서 10~30분간 증열 처리를 거쳐야 해 맛과 향이 떨어지고 과육도 쉽게 무른다. 국내에서 생산해 유통한다면 이러한 과정을 거치지 않고 신속하게 소비지로 유통돼 훨씬 신선한 상품을 즐길 수 있을 것으로 기대된다.

# 탄소중립을 위한 노력의 필요

장기적으로 기후변화를 완화하기 위해서 근본적인 원인파악을 통한 탄소 저감 노력에도 힘쓰고 있다.

기후변화에는 이산화탄소, 메탄, 아산화질소 등 온실가스 증가에 따른 지구온난화가 가장 큰 영향을 미친다. 온실가스가 대기 중에 가득 차 우주로 빠져나가야 할 에너지가 갇히게 되고 기온이 올라가는 것이다. 이에 전 세계는 대기 중 온실가스 농도를 줄이기 위해 온실가스 배출량은 감소시키고 흡수량은 늘리는 ‘탄소중립’을 이루기 위해 힘쓰고 있다.

우리나라 역시 2015년 12월 파리협정에 동참해 기온 상승을 막고 온실가스 저감에 나설 것을 약속했으며 2020년 10월에는 2050년 탄소중립 실현을 목표로 ‘2050 탄소중립 선언’을 선포했다. 우리나라의 농수축산부문 온실가스 배출량은 2018년 기준 2470만 톤CO2eq(이산화탄소환산량)이며 2050년까지 1540만 톤CO2eq로 줄이는 것이 목표다.

정부는 농업계 탄소 저감의 일환으로 공익직불제를 시행하고 있다. 공익직불금의 수령 요건으로 생태·환경 관련 의무조항을 넣어 농업인 스스로가 기후변화 완화에 이바지할 수 있게끔 유도하고 있다. 이에 농업인들은 공익직불금 수령을 위해 농약·화학비료 사용기준, 가축분뇨 퇴비·액비화와 살포기준, 하천수·지하수 이용기준 등 농업 생태계의 지속가능성을 보호하기 위한 사항들을 준수해야 한다.

# 탄소는 줄이고 생산성은 올리는 농업 기술

농업기술 측면에서도 탄소 저감을 위한 다양한 방안들이 개발, 실제 영농에 도입되고 있다.

우선 논물 관리로 인한 탄소 저감이 있다. 물이 차 있는 논은 산소가 없는 강한 혐기적 환경으로 메탄을 생성하는 세균이 활성화돼 유기물을 분해하며 메탄을 발생시킨다. 이를 간단관개(중간낙수, 중간물떼기)를 적용해 벼 생육 중 물이 필요치 않은 무효분얼기에 논물을 빼 혐기성 토양에 산소 공급을 원활히 하면 토양은 호기상태로 전화돼 메탄 배출량이 감소된다.

다른 물관리 방법으로 벼 생육 중간에 논물을 가뒀다 빼기를 반복하는 논물 얕게걸러대기(걸러대기)가 있다. 이 역시 토양에 산소를 일시적으로 공급해 메탄 배출량을 줄이는 방법이다.

이러한 논물 관리를 적용하면 메탄가스 발생량을 30~70%가량 감소시키고 물 사용량도 20~30% 정도 절약할 수 있다. 더불어 수확량 증가와 쌀 품질 향상 등의 효과도 얻을 수 있다.

실제 전남 해남의 경우 지난해부터 ‘저탄소 벼 논물 관리 기술보급 시범사업’을 실시, 중간물떼기·논물 걸러대기를 벼 재배에 적용해 저탄소 벼를 수확하고 있다. 올해 시범사업에는 181농가, 431.3ha가 참여했으며 ha당 1.7~2톤가량의 탄소 저감 효과가 있는 것으로 추정된다.

박상철 해남군 기후변화대응지원단 운영지원팀장은 “내년도 시범사업까지 진행할 경우 총 1100톤 정도의 탄소 저감 효과가 있을 것으로 기대된다”며 “이는 30년생 나무 9만9000그루를 심은 것과 같은 효과이며 승용차 510대 분량의 탄소를 줄이는 것”이라고 설명했다.

이어 그는 “논물 관리 재배 시 물꼬를 차단하는 기간에 따라 온실가스 배출은 기존 대비 25~63%, 농업용수 사용량은 17~29% 줄일 수 있다”고 논물 관리의 효용성을 밝혔다.

다만 이 같은 논물 관리는 염류 농도가 높은 토양이나 수리시설 등 기반이 제대로 갖춰지지 않은 지역에서는 적용이 어렵기 때문으로 이에 대한 해결책 마련이 요구된다. 또한 이앙 전 토양 평탄화 작업과 수동 물꼬 이용 시 주기적인 높낮이 조정이 필요해 추가 노동력이 필요하기에 논물 높이를 감지해 스스로 물을 대거나 차단하는 자동 물꼬 연구도 이뤄지고 있다.

탄소 저감과 농업 생산성 증대라는 두 가지 토끼를 잡을 수 있는 대책으로 새로이 대두되는 기술로 바이오차가 주목된다.

동식물 등 생물유기체를 칭하는 바이오매스(biomass)와 숯(charcoal)의 합성어인 바이오차는 IPCC 6차 평가보고서에서 정식으로 탄소저장·격리 기술로 인정받았다.

바이오차 내부의 탄소는 열분해를 거쳐 안정된 구조로 재배열돼 토양 미생물에 의해 쉽게 분해되지 않아 탄소를 반영구적으로 저장·격리하는 역할을 한다. 또한 토양에 투입된 바이오차는 토양의 통기성을 개선해 메탄 배출량을 감소시키고 암모늄태질소를 흡착하거나 탈질을 촉진해 아산화질소 배출량 역시 줄인다. 바이오차 하나로 주요 온실가스를 광범위하게 낮출 수 있는 것이다.

더불어 농업 생산성 측면에서도 산성화된 토양을 중성화시키고 미생물의 성장을 도우며 양분 보존, 뿌리 산소 공급, 병해충 경감 등의 효과가 있어 농작물 품질과 생산량 증가에 긍정적인 영향을 끼친다.

향후 바이오차를 활용한 효율적인 탄소 저감을 위해서는 바이오차 원료와 제조 방법의 표준화, 사용 방법 기준 등이 제도적으로 확립돼야 할 것으로 보인다.

이윤희 대전세종연구원 세종시 탄소중립 지원센터장은 “바이오차가 농작물 생육에 있어 긍정적인 영향을 끼치는 것은 여러 연구 결과로 입증됐지만 품종과 토양 상태 등에 따라 투입하는 양과 횟수 등에 대한 기준은 미비하다”며 “바이오차도 액비 등과 같이 정확한 처방과 그에 맞춘 적절한 사용이 필요한 만큼 관련 연구를 기반으로 사용 매뉴얼 마련 등 제도화가 필요하다”고 조언했다.

이어 그는 “다만 바이오차 생산 과정에서 에너지도 투입되고 일부 대기오염 물질이 발생하므로 포집 장치 등 오염물질을 처리하는 과정을 반드시 준수해야 한다”고 지적했다.

# 다양한 저탄소 농법 도입, 영향 평가 시스템 마련 필요

이와 함께 유기농업에서 사용되는 농법도 탄소 저감의 한 방안으로 관심을 끌고 있다.

대표적으로 토양 표면을 풀이나 짚 등으로 덮는 유기물 멀칭, 두 가지 이상의 작물을 돌려가며 재배하는 윤작, 밭을 갈지 않는 무경운, 헤어리베치·보리 등 풋거름작물 재배 등이 있다. 이러한 방안들은 토양 내 탄소 격리량을 증진해 탄소 저감에 긍정적 영향을 준다.

다만 각종 유기농법에 따른 탄소 저감은 아직 정확한 측정·보고·검증 시스템이 부재해 국가 차원의 탄소 배출량 저감 실적으로 인정받기 어려운 만큼 향후 해당 농법들의 영향에 대한 체계적인 측정 시스템 구축이 요구된다.

이외에도 농업 분야의 탄소 저감을 위해 질소질 비료 사용 절감, 벼 재배 시 메탄 저해제 사용, 혼농임업, 토양개량제 사용 등이 제시되고 있으며 국내 농업에 적용한 연구 수행이 필요하다.

더불어 지금까지 농업의 탄소 저감 연구는 생산 과정을 중심으로 단편적인 감축 효과에만 초점이 맞춰진 경향이 있어 향후 탄소 저감 기술이 생태계 전체에 끼치는 영향을 평가할 수 있는 종합적인 연구·평가가 이뤄져야 할 것으로 판단된다.

[Interview] 박창의 한국과학기술연구원 지속가능환경연구단 선임연구원

“작금의 기후변화가 심각한 문제인 이유는 매우 짧은 시간에 가파르게 기온이 상승했으며 현재 가정된 최악의 시나리오에 따라 진행되고 있다는 점입니다.”

박창의 한국과학기술연구원 지속가능환경연구단 선임연구원은 기후변화의 양상이 그간 겪어보지 못한 최악의 흐름을 보이고 있음을 우려했다. 과거 지구의 기온이 2~3도 변화했던 적도 있고 인간이 기록을 시작한 이후 소빙하기가 오기도 했지만 당시는 매우 긴 시간에 걸쳐 변화가 이뤄졌다는 것이다.

박 선임연구원은 “기후변화의 또 다른 문제는 연평균기온이 상승하면서 극한기후 등으로 인한 각종 기상재해가 잦아지고 피해도 커질 것이란 점”이라며 “2022년 폭우에 이은 지난해 이상고온과 폭우·한파·우박 등은 실제 상당한 위협이 다가오고 있음을 입증하고 있고 농업 등 기상의 영향이 중요한 분야일수록 이에 따른 피해는 심각해질 것”이라고 경고했다.

더불어 현재 기후변화는 연구자들이 설정한 최악의 시나리오를 따라 진행되고 있는 만큼 지속가능한 지구를 위해서는 대대적인 혁신이 필요하다고 지적했다.

그는 “학계에서는 20세기 후반에서 21세기 말에 이르는 몇 가지 기후변화 시나리오를 수립했고 현재 진행 과정은 최악의 상황에 해당한다”며 “탄소 발생량을 줄여 기후변화를 완화하기 위해 국제적인 협력뿐 아니라 개개인의 혁명적인 인식 전환이 필요하다”고 설명했다.