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문제 정의
- 이러한 선행연구의 한계점 및 기후변화를 고려한 병해충 대책연구 현황을 감안하여, 본 연구에서는 기후변화에 따른 병해충 피해에 효과적으로 대응하기 위한 기초자료로서 기온상승 시나리오에 따른 토마토 황화잎말림병의 피해를 분석한다.
- 본 연구에서는 기후변화로 인한 병해충 피해에 효과적으로 대응하기 위해 기온의 지역별 상승을 고려한 토마토 황화잎말림병의 피해 정도를 분석하고, 피해 지역의 공간적 분포와 특성을 살펴보았다. 기후변화로 인한 피해 정도를 세분화된 지역 단위로 살펴보기 위하여 시군구별 온도 상승폭을 적용하여 현재와 전반기(2010-2040) 기온 상승시의 황화잎말림병 피해량을 시군구 단위로 산출하였다.
- 본 연구에서는 전국 시군구 단위의 황화잎말림병 발병 자료를 토대로 감염지역의 토마토 재배 면적과 지역별 토마토 단수 자료를 이용하여 시군구 단위 토마토 생산량을 추정하고, 이에 앞서 고려한 황화잎말림병 감염률을 적용하여 최종적으로 기온 상승에 따른 토마토 피해 수량을 추정하였다.
- 특히 본 연구에서는 지역별 기후변화 양상이 다르다는 점에 착안하여 병해충 피해의 공간분석을 추가적으로 시행한다 이를 위한 구체적인 .
제안 방법
- 본 연구는 기후변화에 따른 토마토 황화잎말림병 피해를 산출하기 위해 기온자료와 황화잎말림병 피해자료, 토마토 재배면적 및 단수 등의 자료를 사용하였다. 기온자료의 경우, 기상청에서 발간한 한반도기후변화전망보고서를 바탕으로 RCP8.5 시나리오1) 에 해당하는 각 시군 구의 전반기(2040년도)까지 온도상승분을 적용하였다.
- 본 연구에서는 기후변화로 인한 병해충 피해에 효과적으로 대응하기 위해 기온의 지역별 상승을 고려한 토마토 황화잎말림병의 피해 정도를 분석하고, 피해 지역의 공간적 분포와 특성을 살펴보았다. 기후변화로 인한 피해 정도를 세분화된 지역 단위로 살펴보기 위하여 시군구별 온도 상승폭을 적용하여 현재와 전반기(2010-2040) 기온 상승시의 황화잎말림병 피해량을 시군구 단위로 산출하였다. 현재 강원 춘천시, 충남 부여군, 부산 강서구에서 가장 많은 황화잎말림병 피해가 발생하였고, 기온 상승 시 세 지역에서 가장 많은 피해가 발생하는 것으로 나타났다.
- 나아가 추정된 피해량을 활용한 공간분석을 시도함으로써 토마토 황화잎말림병으로 인한 피해량 증가가 높은 지역의 군집양상을 살펴보고, 군집분석을 통해 피해량 증가가 높은 지역들의 특성을 분석하였다.
- 먼저, 황화잎말림병을 매개하는 담배가루이의 발생은 온도가 높아질수록 번식이 활발해지는 점을 이용하여 온도에 따른 담배가루이 개체수를 산출하였다. 다음으로는 증가한 담배가루이 개체 수에 의해 황화잎말림병에 감염된 토마토 수량을 산출하였다. 본 연구에서는 온도 증가에 따른 토마토황화잎말림병 피해수량을 계산하기 위해 Rahman et al.
- 먼저 기후변화에 따른 토마토 황화잎말림병의 피해정도를 파악하기 위하여 현재와 RCP8.5 시나리오 하에서의 미래 피해량을 산출하였다.
- 기후변화로 인한 황화잎말림병의 피해를 산출하기 위해서 다음의 두 단계를 고려하였다. 먼저, 황화잎말림병을 매개하는 담배가루이의 발생은 온도가 높아질수록 번식이 활발해지는 점을 이용하여 온도에 따른 담배가루이 개체수를 산출하였다. 다음으로는 증가한 담배가루이 개체 수에 의해 황화잎말림병에 감염된 토마토 수량을 산출하였다.
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1. 평균 및 지역별 기후변화 시나리오 적용의 차이
이번 연구에서는 한반도 기후평가 보고서를 참고하여 RCP 8.5 시나리오 중 2040년까지의 온도 상승분을 적용하여 분석하였다. 한국 기후변화 평가보고서(환경부, 2014)의 기후변화 시나리오 RCP 8.
- 토마토 황화잎말림병에 의한 피해량 증가가 높은 지역의 특성을 살펴보기 위해 피해량 산출에서 고려된 재배면적, 생산성, 온도상승폭을 변수로 군집분석을 실시하 였다. 계층적 군집방법 중 평균연결법에 따라 토마토 황화잎말림병에 의한 피해량 증가가 높은 상위 50개 지역에 대해 군집분석을 실시한 결과, Table 3과 같이 4개의 군집으로 나누어지는 것으로 나타났다.
- 피해 지역의 공간적 특성과 분포를 Hot Spot 분석과 LISA(Local Indicator of Spatial Association) 분석을 통해 살펴보았다. Hot Spot 분석은 각 연구 개체들의 Getis-ord Gi*를 계산하고, 군집정도를 파악하여 클러스터를 이루고 있는 지역들 가운데 큰 값들의 클러스터와 작은 값들의 클러스터를 구분하여 핫스팟(Hot Spot)과 콜드스팟(Cold Spot)을 찾을 수 있는 방법이다.
- 황화잎말림병을 매개하는 담배가루이는 20℃~25 ℃ 의 범위에서 왕성한 번식과 활동을 하기 때문에, 이를 고려하여 일 최고기온의 평균값을 활용하였다. 황화잎말림병 발생현황은 농촌진흥청 재해대응과로부터 제공받은 전국 광역시도별 발병 자료를 활용하였다.
대상 데이터
- 군집1은 부산 강서구, 강원 춘천시 충남 부여군을 포함하는 군집으로 토마토 주산지로 잘 알려진 지역이다. 해당 지역은 온도상승 폭은 낮음에도 불구하고 토마토 재배면적이 넓기 때문에 황화잎말림병 감염 시 피해량 증가가 높게 나타난다.
- 본 연구는 기후변화에 따른 토마토 황화잎말림병 피해를 산출하기 위해 기온자료와 황화잎말림병 피해자료, 토마토 재배면적 및 단수 등의 자료를 사용하였다. 기온자료의 경우, 기상청에서 발간한 한반도기후변화전망보고서를 바탕으로 RCP8.
- 황화잎말림병을 매개하는 담배가루이는 20℃~25 ℃ 의 범위에서 왕성한 번식과 활동을 하기 때문에, 이를 고려하여 일 최고기온의 평균값을 활용하였다. 황화잎말림병 발생현황은 농촌진흥청 재해대응과로부터 제공받은 전국 광역시도별 발병 자료를 활용하였다.
성능/효과
- 기후변화가 진행됨에 따라 증가하는 황화잎말림병의 피해를 분석한 결과, 공간적으로 군집 분포를 보이는 것으로 나타났다. 또한, 지역별로 피해 발생 정도가 다르게 나타나고, 이러한 지역별 피해 차이는 지역 특성과 공간적 분포, 지역의 토마토 재배 양상에 기인하는 것으로 나타났다.
- 기후변화가 진행됨에 따라 증가하는 황화잎말림병의 피해를 분석한 결과, 공간적으로 군집 분포를 보이는 것으로 나타났다. 또한, 지역별로 피해 발생 정도가 다르게 나타나고, 이러한 지역별 피해 차이는 지역 특성과 공간적 분포, 지역의 토마토 재배 양상에 기인하는 것으로 나타났다. 이는 기후변화 시나리오 하에서 특정 지역은 기후변화로 인한 병해충 피해에 더 취약할 수 있고, 이에 따른 손실이 지역 경제에 더 민감하게 영향을 미칠수 있음을 의미한다.
- 현재와 전반기 기온상승 시에 발생하는 피해양상은 Figure 3 및 Figure 4와 같다. 본 연구에서는 토마토 재배지에 대한 변화가 일어나지 않음을 가정하고 있으므로 토마토 황화잎말림병 피해가 발생하는 지역의 위치는 큰 차이가 없으나, 현재에 비해 기온상승 시 피해의 정도가 더욱 심하며, 피해의 분포가 전국적으로 더욱 퍼져있는 것으로 분석되었다.
- 현재 강원 춘천시, 충남 부여군, 부산 강서구에서 가장 많은 황화잎말림병 피해가 발생하였고, 기온 상승 시 세 지역에서 가장 많은 피해가 발생하는 것으로 나타났다. 이를 바탕으로 핫스팟 분석과 LISA분석을 통해 피해량 증가의 공간적 분포를 살펴보았으며, 그 결과 피해량 증가가 가장 많았던 강원 춘천시, 충남 부여군, 부산 강서구를 중심으로 공간군집성이 존재하는 것으로 나타났다. 피해량 증가 정도가 군집되어 나타나는 지역의 특성을 살펴보고자 군집분석을 한 결과, 토마토 재배 면적과 생산성, 기온 상승폭에 의하여 피해량 증가가 많은 상위 50개 지역은 4개로 구분되었다.
- 이와 같이 피해 과소추정지역이 주로 동해안에 분포하는 것은 Figure 1에서 동해안 지역을 중심으로 기온상승폭 차이가 크게 나타난 것과 일관된 분석 결과이다. 이와 같이 지역별로 온도 상승폭을 차등 적용하여 피해를 살펴볼 경우, 전국 평균 상승온도인 1.4℃를 일괄적으로 각 지역에 적용할 경우의 피해량 총합은 비슷하지만, 지역별 분포는 다른 양상을 보이는 것으로 나타났다.
- 지역별 발병 자료를 바탕으로 피해 현황을 살펴본 결과 전국적으로 24,309톤의 피해가 발생하고 있으며 시군구별로 살펴볼 경우 최대 1,782톤의 피해가 나타나고 있었다. 이는 발병 자료에 피해 산출식을 적용하여 피해현황을 분석한 결과이다.
- 이를 바탕으로 핫스팟 분석과 LISA분석을 통해 피해량 증가의 공간적 분포를 살펴보았으며, 그 결과 피해량 증가가 가장 많았던 강원 춘천시, 충남 부여군, 부산 강서구를 중심으로 공간군집성이 존재하는 것으로 나타났다. 피해량 증가 정도가 군집되어 나타나는 지역의 특성을 살펴보고자 군집분석을 한 결과, 토마토 재배 면적과 생산성, 기온 상승폭에 의하여 피해량 증가가 많은 상위 50개 지역은 4개로 구분되었다. 군집 1은 기온 상승폭은 작으나 토마토 재배면적이 넓은 토마토 주산지이고, 군집 2는 기온상승폭이 높은 지역이며, 군집3은 생산성이 좋아 토마토 생산이 많이 이루어지는 지역이다.
- 55%에 해당하는 양이다. 피해량이 크게 증가하는 지역을 살펴보면 강원 춘천시가 642톤으로 가장 많이 증가하며, 충남 부여군, 부산 강서구, 강원 횡성군, 경북 경주시 순으로 높게 증가하는 것으로 나타났다.
- 기후변화로 인한 피해 정도를 세분화된 지역 단위로 살펴보기 위하여 시군구별 온도 상승폭을 적용하여 현재와 전반기(2010-2040) 기온 상승시의 황화잎말림병 피해량을 시군구 단위로 산출하였다. 현재 강원 춘천시, 충남 부여군, 부산 강서구에서 가장 많은 황화잎말림병 피해가 발생하였고, 기온 상승 시 세 지역에서 가장 많은 피해가 발생하는 것으로 나타났다. 이를 바탕으로 핫스팟 분석과 LISA분석을 통해 피해량 증가의 공간적 분포를 살펴보았으며, 그 결과 피해량 증가가 가장 많았던 강원 춘천시, 충남 부여군, 부산 강서구를 중심으로 공간군집성이 존재하는 것으로 나타났다.
후속연구
- 기온 상승이 발육과 생식에 중요한 영향을 미치는 담배가루이는 황화잎말림병을 매개하고, 이 병해는 국내 토마토 농가에 상당한 생산 손실을 입히고 있다. 기후변화로 인한 기온 상승 시 이러한 병해충에 의한 피해가 증가할 수 있어 이에 대비할 수 있는 정책적 노력이 필요하다. 이러한 관점에서 본 연구결과는 기후변화로 인해 발생하는 돌발 병해충에 대응하는 지역 단위의 정책 수립에 있어 기초 자료로 활용될 수 있다.
- 이는 토마토 재배 면적이 2000년 이후 변동 폭이 컸으며, 자료의 한계로 분석 지역 단위별 토마토 재배면적의 과거 자료를 확보하는 데에 어려움이 있었기 때문이다. 또한, 이번 연구에서 적용한 기후변화 시나리오인 RCP 8.5외에도 추가적인 기후변화 시나리오를 고려하여 병해충 피해를 분석한다면 여러 상황의 기후변화에 대응하는 데 있어 보다 많은 시사점을 찾을 수 있을 것으로 여겨진다. 이와 더불어, 기후변화는 작물의 생산지 및 재배가능면적에도 영향을 미치는 만큼, 후속 연구에서 이 점을 보완하여 기후변화 하에서의 토마토 생산면적의 추정값을 적용한다면 보다 정확한 분석이 가능할 것으로 생각된다.
- 본 연구의 한계로는 토마토 재배면적의 추이가 앞으로도 동일할 것으로 가정한 점과 토마토 생산 기술 발 으로 인한 생산성 향상(단수 증가 등)을 고려하지 못한 점을 들 수 있다.
- 위 결과를 통해 보다 엄밀한 기후변화에 의한 병해충 발생 피해를 분석하기 위해서는 지역별 온도 상승폭을 적용한 분석이 필요함을 알 수 있다. 즉, 기후 변화로 인한 병해충 피해에 보다 효과적이며 지속가능한 대응을 위해서는 전국 단위보다 시‧군‧구 등 지역 단위로 세분화하여 살펴보는 것이 필요할 것으로 사료된다.
- 기후변화로 인한 기온 상승 시 이러한 병해충에 의한 피해가 증가할 수 있어 이에 대비할 수 있는 정책적 노력이 필요하다. 이러한 관점에서 본 연구결과는 기후변화로 인해 발생하는 돌발 병해충에 대응하는 지역 단위의 정책 수립에 있어 기초 자료로 활용될 수 있다.
- 나아가 추정된 피해량을 활용한 공간분석을 시도함으로써 토마토 황화잎말림병으로 인한 피해량 증가가 높은 지역의 군집양상을 살펴보고, 군집분석을 통해 피해량 증가가 높은 지역들의 특성을 분석하였다. 이러한 연구결과는 향후 기후변화 하에서의 지역별 농촌계획 및 돌발병해충 대응정책 수립 시 기초 자료로 활용 될 수 있을 것으로 기대된다.
- 5외에도 추가적인 기후변화 시나리오를 고려하여 병해충 피해를 분석한다면 여러 상황의 기후변화에 대응하는 데 있어 보다 많은 시사점을 찾을 수 있을 것으로 여겨진다. 이와 더불어, 기후변화는 작물의 생산지 및 재배가능면적에도 영향을 미치는 만큼, 후속 연구에서 이 점을 보완하여 기후변화 하에서의 토마토 생산면적의 추정값을 적용한다면 보다 정확한 분석이 가능할 것으로 생각된다.
- 위 결과를 통해 보다 엄밀한 기후변화에 의한 병해충 발생 피해를 분석하기 위해서는 지역별 온도 상승폭을 적용한 분석이 필요함을 알 수 있다. 즉, 기후 변화로 인한 병해충 피해에 보다 효과적이며 지속가능한 대응을 위해서는 전국 단위보다 시‧군‧구 등 지역 단위로 세분화하여 살펴보는 것이 필요할 것으로 사료된다.
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