기후변화에 따른 국내 배추(Brassica rapa subsp. pekinensis) 생산량 변화 예측 연구 = Simulation study of impacts of climate change on Kimchi Cabbage (Brassica rapa subsp. pekinensis) in South Korea

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 과정 기반 모델인 ALMANAC (Agricultural Land Management Alternatives with Numerical Assessment Criteria) 모델을 활용하여 기후 변화 시나리오 하에서 한국 내 배추(Brassica rapa subsp. pekinensis)의 수확량을 예측하고자 하였다. 배추는 저온성 작물로 온도 변화에 민감하여 수량 불안정성이 우려된다. 모델 정확도 향상을 위해 2020–2021년 동안 7개 시도, 14개 지역에서 재배된 12개 품종의 수량 데이터를 활용하여 보정 및 검증을 수행하였다. 품종은 생육 특성에 따라 두 그룹으로 나누었으며, 생장도일(GDD) 계산 시 변동계수가 최소가 되는 기저 온도를 선정하고, 지역별 누적 온도에 따라 유효적산온도(PHU)를 설정하였다. 품종별 생육 특성과 온도 반응을 반영한 맞춤형 생육 모수(KIMC)를 개발하여 ALMANAC 모델에 적용하였으며, 특히 B 그룹 품종의 예측 정확도가 높았다. SSP245 및 SSP585 시나리오 하의 미래 수량 예측 결과, 품종 및 지역에 따라 상이한 반응을 보였으며, 일부 품종은 수량 증가 또는 안정성을 유지한 반면, 다른 품종은 감소 경향을 나타내 기후 변화 민감도 차이를 확인할 수 있었다. 본 연구는 KIMC 파라미터를 기반으로 한 과정 기반 모델링이 미래 기후 조건에서 배추 수량을 예측하고, 적응형 재배 전략 수립을 위한 기초 자료로 활용될 수 있음을 보여준다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This study aimed to predict Kimchi cabbage (Brassica rapa subsp. pekinensis) yields across South Korea under climate change scenarios using the process-based ALMANAC (Agricultural Land Management Alternatives with Numerical Assessment Criteria) model. As a cool-season crop, Kimchi cabbage is highly sensitive to temperature fluctuations, raising concerns about yield instability. To improve model accuracy, yield data from 12 varieties grown at 14 sites during 2020–2021 were used for calibration and validation. Varieties were grouped based on trait similarity, and optimal base temperatures for growing degree days (GDD) were determined by minimizing the coefficient of variation. Region-specific potential heat units (PHU) were also assigned. A customized parameter set (KIMC) reflecting variety-specific growth traits and temperature responses was developed and applied to the ALMANAC model, with particularly high prediction accuracy observed for Group B varieties. Simulations under SSP245 and SSP585 scenarios revealed variety- and region-specific yield responses, highlighting the need for climate-resilient variety selection and tailored cultivation strategies. This study provides a foundation for adaptive management of Kimchi cabbage under climate change.