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AquaCrop을 이용한 기후변화에 따른 미래 논벼 물발자국 산정
오부영 ( Bu-yeong Oh ),최순군 ( Soon-kun Choi ),이상현 ( Sang-hyun Lee ),최진용 ( Jin-yong Choi ) 한국농공학회 2016 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2016 No.-
물 발자국은 시·공간적 물 사용에 관한 정보를 제공하고, 가뭄과 건조 등의 유동적인 농업시스템에서 지속가능하고 공평한 물 사용에 관한 지표로 활용이 가능하다. 기후변화에 따라 수자원 이용 가능량의 변동성은 증가하고 있고, 지역간 수자원 이용가능성의 차이가 발생한다. 이러한 변화가 극심한 경우 식량수급 문제가 발생할 수 있으므로 기후변화 영향으로 인한 식량과 물 상호간의 연계성을 고려한 분석이 필요하다. 본 연구에서는 농업기후지대가 다른 수원과 전주를 연구 대상지로 하여 미래 기후변화에 따른 수자원 이용형태의 변화를 분석하기 위해 기상청에서 제공하는 기후시나리오(HadGEM3-RA Scenario, RCP 8.5)를 적용하였고 논벼 생산량 예측을 위해 FAO의 AquaCrop 5.0 모델을 사용했다. 기준년도 (1980~2009년), 2020년대 (2010~2039년), 2050년대 (2040~2069년), 2070년대 (2070~2099년)로 나누어 산정된 물발자국을 용수공급원에 따라 유효우량인 녹색 물발자국과 관개용수인 청색 물발자국으로 분리하여 미래의 논벼생산에 필요한 물 사용량 및 수자원 이용 변화를 분석하였다. 기준년도 녹색 물발자국은 수원은 274 ㎥/ton, 전주 282 ㎥/ton로 산정되었다. 미래시기 (2010~2099년) 논벼의 평균 녹색물발자국은 수원 373 ㎥/ton와 전주 305 ㎥/ton로 예측되었고, 기간별 녹색 물발자국은 다소 증가하였으나 기준년도와 비슷한 경향을 띄었다. 기준년도 평균 청색 물발자국은 수원 493 ㎥/ton, 전주 483 ㎥/ton으로 산정되었다. 미래의 평균 청색 물발자국은 기준년도 대비 수원은 60 % 증가한 788 ㎥/ton , 전주는 49 %증가한 721 ㎥/ton로 예측되었다. HadGEM3-RA 시나리오로 예측된 미래 환경에서는 작물생산에 있어 수자원 사용이 강수량보다 관개용수 사용에 더 의존하는 것으로 사료되며, 미래에 작물생산에 있어 효율적인 물 사용을 위해서는 녹색물발자국의 양을 늘리고 청색물발자국 사용을 감소시키는 방안이 필요할 것으로 판단된다. 본 연구의 결과는 국가 차원의 수자원 정책 및 식량자급률 제고 정책의 기초자료 제공 및 수자원장기종합계획 수립 시 물발자국 개념은 생산량과 농업용수 필요량 관계를 동시에 고려한 지표로서 농업 수자원 정책수립을 위한 기준으로 활용될 것으로 기대한다.
FAO-AquaCrop을 이용한 기후변화에 따른 논벼 물 발자국의 불확실성
오부영 ( Bu-yeong Oh ),최순군 ( Soon-kun Choi ),이상현 ( Sang-hyun Lee ),이성학 ( Sung-hack Lee ),최진용 ( Jin-yong Choi ) 한국농공학회 2015 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2015 No.-
물 발자국은 식량과 물을 연계하여 농업수자원을 평가할 수 있는 지표로 각광을 받고 있다. 물 발자국은 작물의 단위 생산량 당 소비되는 물의 양으로 정의된다. 기존의 연구는 우리나라에서 1 ha당 약 6,700 kg의 쌀을 생산하고, 쌀 1ton을 생산하기 위해서는 약 1,301 m³정도의 물을 사용하고 있다고 보고하였다. 그러나 향후 기후변화 영향을 고려하여 논벼의 물 발자국을 산정하고 예측 불확실성을 평가한 연구는 부족한 실정이다. 또한 미래 기후 전망을 위한 전지구기후모형(GCM, General Circulation Model)은 그 종류가 다양하고 모형의 특성과 모형 입력 자료에 따라 모의 결과가 상이하게 나타나므로 많은 불확실성을 내포하고 있다. 본 연구는 다양한 기후변화시나리오를 적용하여 물 발자국의 변화를 추정하고, 불확실성을 평가하고자 하였다. 물 발자국 산정 범위는 강우에 의해 공급되는 수량인 녹색 물발자국(Green water)과 관개에 의해 인위적으로 공급되는 수량인 청색 물발자국(Blue water)으로 한정하였다. 물 발자국 평가를 위한 모형으로서 논에서의 물 수지와 생산량을 모의할 수 있는 FAO-AquaCrop4.0 모형을 이용하였다. 기후변화 시나리오는 RCP8.5 기반의 신 기후변화 시나리오를 적용하였으며, 모형의 입력변수로서 최고·최저기온, 상대습도, 강우량, 일조시간, 풍속 데이터를 이용하였다. 모형 구동 결과를 이용하여 RCP 시나리오에 따른 물 발자국산정의 불확실성을 분석하였다. 본 연구의 결과는 농업 수자원 계획 수립에 필요한 기초자료를 제공하는 데 이용될 수 있을 뿐 만 아니라 미래 우리나라의 수자원 변화를 분석하는데 활용될 것으로 기대된다.
이부영 ( Bu Yeong Lee ),조현구 ( Hyen Goo Cho ),김순오 ( Soon Oh Kim ),이희일 ( Hi Il Yi ) 한국광물학회 2016 광물과 암석 (J.Miner.Soc.Korea) Vol.29 No.1
실체현미경과 전계방출형 주사전자현미경 관찰, 에너지분산형 분광분석기를 이용한 화학 분석을 통하여 황해중앙이질대에서 채취된 46개의 표층 퇴적물 시료 내에 포함되어 있는 중광물의 종류, 함량, 광물 특성 및 분포를 연구하였으며, 이 결과를 바탕으로 조립질 퇴적물의 기원지를 유추하였다. 황해중앙이질대 표층 퇴적물 내에 존재하는 중광물들은 녹렴석군 광물, 각섬석군 광물, 석류석군 광물, 저어콘, 금홍석, 스핀 순으로 산출하는데, 특히 녹렴석군 광물과 각섬석군 광물의 비율이 50% 이상으로 매우 높다. 녹렴석군 광물은 녹렴석, 각섬석군 광물은 에데나이트, 석류석군 광물은 알만딘이 대부분인 것으로 판단된다. 황해중앙이질대를 124°E 기준으로 구분할 경우, 동부지역이 서부지역에 비해 녹렴석 및 풍화에 강한 (저어콘 + 금홍석)의 함량은 높고, 풍화에 약한 각섬석의 함량은 낮게 나타난다. 이는 서부지역의 퇴적물은 기원지에 가까운 곳에, 동부지역의 퇴적물은 기원지로부터 먼 곳에 퇴적되었을 것임을 시사해준다. 추후 황해로 유입되는 강 퇴적물과 해양 퇴적물에 대한 추가적인 중광물 연구가 진행되어야만 정확한 기원지와 퇴적과정에 대한 해석을 할 수 있을 것으로 여겨진다. We studied the heavy minerals in 46 surface sediments collected from the Central Yellow Sea Mud (CYSM) to characterize the type, abundance, mineralogical properties and distribution pattern using the stereo-microscopy, field-Emission scanning electron microscopy (FE SEM) and chemical analysis through the energy dispersive spectrometer (EDS). Heavy mineral assemblages are primarily composed of epidote group, amphibole group, garnet group, zircon, rutile and sphene in descending order. Epidote group and amphibole group minerals account for more than 50% of total heavy minerals. The minerals in epidote group, amphibole group and garnet group in studied area are epidote, edenite and almandine, respectively. When we divided the CYSM into two regions by 124°E, the eastern region contain higher contents of epidote and (zircon + rutile), which are more resistant to weathering but lower of amphibole, which is less resistant to weathering than the western region. Based on this results, it is possible to estimate that the eastern region sediments are transported for a long distance while western region sediments are transported for a short distance from the source area. In the future, the additional study on the heavy minerals in river sediments flowing into the Yellow Sea and much more samples for marine sediments must be carried out to interpret exactly the provenance and sedimentation process.
AquaCrop을 이용한 기후변화에 따른 미래 논벼 물발자국 변화 분석
오부영,이상현,최진용,Oh, Bu-Yeong,Lee, Sang-Hyun,Choi, Jin-Yong 한국농공학회 2017 한국농공학회논문집 Vol.59 No.1
Climate change causes changes in rainfall patterns, temperature and drought frequency. Climate change impact influences on water management and crop production. It is critical issue in agricultural industry. Rice is a staple cereal crop in South Korea and Korea uses a ponding system for its paddy fields which requires a significant amount of water. In addition, water supply has inter-relationship with crop production which indicates water productivity. Therefore, it is important to assess overall impacts of climate change on water resource and crop production. A water footprint concept is an indicator which shows relationship between water use and crop yield. In addition, it generally composed of three components depending on water resources: green, blue, grey water. This study analyzed the change trend of water footprint of paddy rice under the climate change. The downscaled climate data from HadGEM3-RA based on RCP 8.5 scenario was applied as future periods (2020s, 2050s, 2080s), and historical climate data was set to base line (1990s). Depending on agro-climatic zones, Suwon and Jeonju were selected for study area. A yield of paddy rice was simulated by using FAO-AquaCrop 5.0, which is a water-driven crop model. Model was calibrated by adjusting parameters and was validated by Mann-Whitney U test statistically. The means of water footprint were projected increase by 55 % (2020s), 51 % (2050s) and 48 % (2080s), respectively, from the baseline value of $767m^2/ton$ in Suwon. In case of Jeonju, total water footprint was projected to increase by 46 % (2020s), 45 % (2050s), 12 % (2080s), respectively, from the baseline value of $765m^2/ton$. The results are expected to be useful for paddy water management and operation of water supply system and apply in establishing long-term policies for agricultural water resources.