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문제 정의
- SNKA 연구의 생물물리학적 통합 모델 개발 및 적용성 평가 세부 연구 1년차에서 한국의 시설재배지, 양수장지구 등을 대상으로 자료 포트폴리오 구축과 모델링을 실시하였는데, 본 절에서는 그 중 시설재배지에서의 물-에너지-식량 넥서스 연계분석 중에서 온실 내 온도와 에너지 관계 평가 및 물과 식량과의 관계 분석 예를 소개하고자 한다.
- 이 때, 작물생육모형으로 FAO에서 개발한 AquaCrop 모형을 이용하여 기상자료, 수분환경, 비료, 관개방법 등이 작물의 생산량, 증발산량, 관개량 등에 미치는 영향을 분석하고자 하였다. 또한 시설재배 작물의 물에 대한 반응을 모의하였고, 물과 식량 자원 간의 관계를 평가하고자 하였다. 먼저, 시설 내의 온도 조건(Case 1-Case 14)에 따른 1년 총 생산량, 관개량, 물 생산성을 모의하였고, 그 결과는 다음과 같다.
- 본 소고에서는 SNAK(Smart Nexus for Agriculture in Korea)을 위한 생물물리학적(Biophysical) 통합 모델 개발 및 기후변화 연계기술 개발에 대하여 설명하였다. 본 내용은 SNAK 프로젝트의 일부로서 1년차 진행상황을 소개하였으며, 향후 대형양수장지구와 해수담수화 지구에 대하여 시범적용을 할 예정이다.
- 본 연구에서는 앞서 제안한 생물물리학적 통합 모델을 시범지구에 적용해보고 이를 바탕으로 기후변화 적용성 평가를 실시하려고 한다. 시범지구는 넥서스 접근을 통한 분석의 결과가 잘 나타날 수 있도록 농업생산에 필요한 에너지와 물의 투입 구조가 기존 관개농업보다 비용이 높을 것으로 예상되거나 자원 투입의 단계가 여러 단계로 이루어져 직관적으로 파악이 어려운 농업구조를 가진 곳으로 먼저 선정하였다.
- 대상 지역은 진주 단목리에 위치한 시설재배지이며, 토마토를 대상으로 하였다. 이 때, 작물생육모형으로 FAO에서 개발한 AquaCrop 모형을 이용하여 기상자료, 수분환경, 비료, 관개방법 등이 작물의 생산량, 증발산량, 관개량 등에 미치는 영향을 분석하고자 하였다. 또한 시설재배 작물의 물에 대한 반응을 모의하였고, 물과 식량 자원 간의 관계를 평가하고자 하였다.
- 그리고 마지막으로 시범지구에 기후변화 시나리오를 선정하고 미래 기상 자료를 생성하여 기후변화에 의한 영향을 분석하고 평가할 것이다. 이는 넥서스 분석 방법을 구성하는 부분과는 별개로 기후 변화 예상에 따른 농업 생산과 자원 수급의 상호 영향 등을 분석하는 것으로, 해당 시범지구의 지속가능한 농업 생산 정책 방향에 관한 의사결정에 고려될 수 있도록 지속가능성 지표 등으로 산정하려고 한다.
- SNAK에서 시범 대상으로 선정한 시설재배에 대하여 물과 식량과의 관계를 파악하였다. 이를 위하여 대상 작물 선정하고 시설재배지에서의 물-식량-에너지 넥서스 중 물과 식량 간의 관계를 평가해보고자 하였다. 시설재배는 자원 집약적 농업으로 생산성이 높고, 시공간적 제약이 적어 작물의 연중 생산을 가능하게 한다.
가설 설정
- Bontsema가 2009년에 소개한 물리적 온도모델을 이용하였다. 모델에서는 시설 재배지의 실내 공간에서 모든 온도는 동일하다는가정으로 계산하였고, 이 때문에 계산이 매우 단순하다는 장점이 있다.
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