지구온난화의 원인과 농업생태계에 미치는 영향
꽃이나 작물 등의 식물을 재배할 때 기후에 따른 온도 조건을 극복하기 위해 온실을 이용하기도 한다. 온실은 태양에너지를 복사열의 형태로 받아들여 내부 온도를 높이며 이 열이 바깥으로 빠져나가지 못하는 환경을 조성하여 온도를 유지하는 시설이라고 할 수 있다. 지구 전체에 관해 조망하여 보았을 때도 이러한 온실효과가 나타나고 있으며 이것으로 인해 지구온난화가 진행되고 있어 전 세계적인 관심과 연구가 이루어지고 있으며 그에 대한 대비, 대처 그리고 각종 협약들이 진행되고 있다. 본 과제에서는 이러한 지구온난화의 원인과 지구온난화가 농업생태계에 미치는 영향에 대해 정리해보고자 한다.
인간이 만든 온실과 같은 효과를 전 지구적으로 발생시키는 원인은 바로 온실가스이다. 온실의 경우 1차적으로는 유리나 투명플라스틱과 같이 태양 복사열을 통과는 시키지만 바깥으로 배출하는 것을 차단하는 물리적 재료를 통해 내부에 온도를 상승시킨다. 그리고 상황에 따라 열원을 통해 인위적으로 열을 공급해 주는 등의 방법으로 내부 온도를 조절 및 유지시키게 된다. 전 지구적으로 봤을 때는 온실가스가 바로 온실의 유리벽과 같은 역할을 한다. 에너지보존의 관점에서 볼 때 지구가 태양으로부터 받아들이는 에너지와 지구 자체가 복사를 통해 방출하는 에너지가 동일해야 지구 전체의 온도가 상승하지 않을 것이다.
온실효과의 원인이 되는 대표적인 온실가스로는 이산화탄소, 메탄가스, 아산화질소, 염화불화탄소 등이 있으며 이 중 온실효과에 기여하는 비율이 가장 높은 온실가스는 이산화탄소이다. 온실가스의 발생과 축적은 전적으로 인류의 활동에 기인한다. 그중 대표적인 것이 바로 화석연료의 사용이다. 석탄, 석유는 물론이고 친환경연료로 평가받는 천연가스 역시 그 사용에 있어서 이산화탄소의 발생을 피할 수는 없다. 이산화탄소 자체가 본래 대기 조성의 0.3 % 차지하는 기체이며, 이산화탄소의 연증가량은 0.4 % 수준으로 매년 이러한 수준으로 증가하여 축적되는 양은 온실효과에 약 57 %에 해당하는 비중을 차지하고 있다. 대기 중 이산화탄소 농도는 산업혁명 이후 인류의 기술, 경제 수준이 급속도로 성장하고 발전하는 과정에서 급격히 증가하고 있는 추세이다. 이산화탄소 농도의 증가와 함께 지난 150년간 지구 표면의 평균 기온 역시 꾸준히 상승해오고 있다. 이러한 추세라면 2050년경에는 대기의 평균 온도는 2 〬C 가량 상승할 것으로 학자들은 예측하고 있다.
지구온난화로 인해 촉발되는 현상은 단순히 기온상승에만 국한되지 않는다. 기온상승은 물론이며 전지구적으로 기후가 변화되는 현상이 관찰되고 있다. 어떤 특정 지역의 강우, 평균 기온, 풍향 등의 종합적인 기상 상태를 기후라고 부른다. 지구온난화는 이러한 기후를 완전히 변화시키는 결과를 초래할 수 있다. 강우의 지리적 분포가 변화되어 이전에 연평균 강수량이 적은 지역에 더 비가 많이 오거나 비가 많이 오던 지역에 비가 내리지 않는 등의 변화이다. 또한 북극 및 남극의 빙하가 줄어들어 해수면이 상승하고 그에 따라 육지 면적이 감소할 수 있으며, 대양의 수온이 상승하고 풍향에도 영향을 주어 해류의 방향과 속도 등의 변화로 쉽게 예측할 수 없는 수많은 기후변화를 촉발할 수 있다.
이러한 지구온난화는 농업생태계에도 직접적인 영향을 미치고 있고 앞으로는 더 크게 영향을 줄 것으로 예상된다. 실제로 우리나라의 기후가 점점 아열대에 가깝게 변화하고 있는 것이 관찰된다. 열대성 과일의 재배지가 점점 북상하고 있어 한라봉의 북방한계가 고흥, 거제까지 올라온 상태이고 사과, 복숭아 등의 과수는 최적재배지가 강원도 지방까지로 북상하였다. 중국 남부에서 기원한 녹차의 경우 남해안 지방이 주산지였는데 최근에는 강원도 고성에서도 재배가 가능한 지경이다. 최근 30년간 우리나라의 기후 변화를 살펴보면 연평균 온도가 1970년대에는 13.2 〬C였으나 2000년대에는 14.1 〬C로 1 〬C가량 상승한 것을 알 수 있다. 또한 현재 우리가 재배하는 주요 식량 작물들은 오랜 세월에 걸쳐 효율적이면서 높은 경제성을 갖도록 육종 되어 유전적 다양성이 부족하고 재배 기후에 민감한 경우가 많다. 지구온난화로 인해 기후가 변하면서 심한 경우 주요 식량 자원은 물론 전체 생태계를 구성하는 수많은 식물종이 급격한 감소 혹은 멸종될 수 있는 우려가 있다. 이러한 변화는 식물생태계뿐만 아니라 지구 전체 생태계의 변화를 가져오면서 최악의 경우 생태계가 붕괴하거나 우리가 대처할 수 없는 수준의 변화가 생길 수도 있다.
지금까지 지구 온난화의 의미와 원인 및 그 현상에 대해 정리해 보았고, 이러한 지구온난화가 기후 변화 및 생태계, 특히 농업생태계에 어떠한 영향을 미칠지 정리해 보았다. 인류문명이 태동하여 현대에 이르기까지 인류는 자연에서 많은 것을 얻고 이용하며 살아왔다. 근대에 이르러서 산업혁명 이후 기하급수적으로 폭발적인 경제성장과 문명의 발전을 이루어 온 대가로 소중한 자연과 우리가 살고 있는 지구 전체에 대해 치유할 수 없는 상처를 남기고 있는 것은 아닌지 많은 학자들과 관계 기관에서는 우려와 함께 지속 성장에 대한 화두, 상생에 대한 화두를 던지며 많은 노력을 하고 있다. 특히 농학을 공부하고 있는 학도로서 지구온난화와 기후변화로 인해 발생될 농업생태계의 변화에 대비하는 자세가 필요할 것으로 생각된다.
작물의 수확 후 관리 요인
농업의 목적은 인간에게 유용한 어떠한 작물을 재배하여 수확하는 데 있으며, 이렇게 수확된 생산품을 우리가 이용할 수 있도록 보관 및 유통하는 관리 역시 농업종사자들이 유념해야 할 요소라고 할 수 있다. 작물의 생산과 보관, 유통의 각 단계에서 최상의 품질이 유지되어야 농업의 효율성과 경제성, 부가가치 창출이 온전히 이루어질 수 있을 것이다. 본 과제에서는 작물의 수확 후 관리 요인을 주로 품질 측면에서 조망하여 정리해보고자 한다.
농산물의 품질은 하나의 상품으로써 갖추어야 할 소질이라 할 수 있다. 이러한 품질이라는 범주 아래에는 모양과 색깔과 같은 외관, 맛과 향기, 영양과 같은 소비적성, 수송 및 저장 등과 같은 유통적성, 밥이나 면, 과자 등과 같이 다른 식품 형태로 가공하기 위한 가공적성 등이 있다.
농산물의 저장성에 관계되는 요소로는 수분함량, 해충, 부패성 등이 있고 가공성에 관련된 요소로는 완전립비율, 협잡률, 각종 영양 및 성분 함유율, 식미, 길이, 굵기 등의 요소가 있다. 이렇게 농산물의 품질에 관계하는 요소는 해당 농산물의 특성과 사용목적 등 우리가 목표로 하는 상황에 따라 달라지게 된다. 밀, 쌀, 보리와 같은 곡류는 특정 시기에 일괄 수확하여 저장한 상태에서 연중 소비되기 마련이다. 이와 같은 경우에는 일정 수분함량 이하로 건조해서 저장해 두고 필요할 때마다 유통시켜야 한다. 반면 과채류 및 채소 등은 수확 후 변질이 쉽게 일어나고 부패하기 쉬우므로 그 저장과 유통을 효율적으로 수행해야 경제적 가치가 높다고 할 수 있다. 농산물은 그 종류와 사용목적에 따라 다양한 저장 특성을 지니고 있고 각종 지리적, 경제적 상황에 따라 적절하게 대응할 수 있도록 효율적인 저장유통기술을 근간으로 하여 적절한 수확 후 관리기술의 개발과 활용이 필요하다고 할 수 있다.
작물의 수확 후 관리하는 대표적인 방법으로는 건조가 있다. 쌀의 경우 품질을 유지하며 안전하게 저장하기 위해서는 수분을 15 % 이하로 건조해야 한다. 작물을 저장하는 원리로는 큐어링, 후숙, 예냉이 있다. 큐어링은 수확물의 상처에 병균이 침입하여 품질을 떨어뜨리는 것을 방지하기 위해 코르크 층을 발달시키는 조치이다. 후숙은 저장성 및 유통 기간을 늘리기 위해 아직 익지 않은 산물을 수확하여 일정기간 적절한 기술로 보관하여 성숙시키는 것이다. 예냉은 과실을 수확한 직후 온도를 낮추어 보관하며 과실의 호흡과 성분변화를 억제시키는 것이다.
수확 후 품질 관리를 위해 알아두어야 할 작물의 특성으로는 호흡 급등형 원예작물과 호흡 비급등형 작물이 있다. 호흡 급등형 원예작물은 수확 후 호흡속도가 점차 감소하다가 어느 순간 갑자기 증가하게 된다. 이러한 호흡 급등기에 에틸렌 생성이 증가하면서 급속히 후숙 되게 되는데 사과, 배, 토마토, 복숭아, 수박, 멜론, 감 등이 이에 속한다. 따라서 호흡 급등형 원예작물의 보관, 저장, 유통 과정에서 이러한 특성을 고려해야 한다.
딸기, 오이, 고추, 가지, 포도, 오렌지, 레몬 등의 작물은 수확 후 호흡이 점차 감소하며 에틸렌 발생량도 최소에 머물러 있는 호흡 비급등형 작물이다. 따라서 이러한 작물은 호흡 급등형 작물에 비해 저장성이 비교적 좋다고 할 수 있으며 저장, 유통 측면에서 고려해야 할 사항도 달라지게 된다. 앞서 살펴본 수확 후 관리 방법에 대해 구체적 작물에 어떻게 적용하는지 좀 더 살펴보면, 쌀의 경우 저장고 온도를 15 〬C 이하로 하는 것이 좋고 상대습도는 70 %를 유지한다. 쌀 저장고 내의 공기조성은 산소 농도를 5~7 %로, 이산화탄소를 3~5 % 유지할 때 쌀의 품질을 높게 유지할 수 있다. 고구마의 경우는 큐어링을 통해 저장성을 높이고 저장고 내 온도는 13 ~ 15 도씨로 유지하며 상대습도 85 ~ 90 %의 높은 수준을 유지해야 높은 품질로 보관할 수 있다. 식용감자의 경우는 온도를 3 ~4 도씨의 저온으로 유지하고 상대습도는 80 ~ 85 %로 유지할 때 품질을 유지할 수 있다.
지금까지 작물의 수확 후 관리 요인에 대해서 품질 측면을 중심으로 정리해 보았다. 농산물의 품질에 관계하는 요소는 해당 품종 고유의 유전적 특성에 크게 좌우되어 그것에서 벗어나기란 어렵지만 그에 못지않게 환경조건, 재배법, 수확 및 조제법, 저장유통기술도 농산물의 품질을 지배하는 중요한 요소가 된다. 농업에서 생산되는 농산물은 우리 사회에 꼭 필요한 중요한 상품이지만 원료와 인프라만 공급되면 언제든지 대량으로 찍어낼 수 있는 공산품과는 다르다. 최상의 품종과 재배기술을 통해 많은 수량을 생산해 내는 것 못지않게 농산물을 안전하면서 최상의 품질로 저장하고 유통하는 것은 농업의 부가가치를 최대로 유지하면서 농가의 경제적 이익에 도움이 되고 사회 전체의 행복 증진에도 도움이 되는 활동이라 할 수 있다.