김창길 강창용 2018-11-15T07:56:14Z 2018-11-15T07:56:14Z 2002-12 R441 http://repository.krei.re.kr/handle/2018.oak/14512 제1장 서론 1. 연구 필요성1 2. 연구 목적3 3. 연구 범위와 방법3 4. 선행 연구 검토6 제2장 지역단위 농업환경모형의 구조 1. 지역단위 농업환경모형의 기본개념9 2. 지역단위 농업환경모형의 기본구조11 3. 지역단위 농업환경 분석을 위한 주요 지표12 제3장 지역단위 농업환경부하 분석 1. 농업생태계 물질순환의 이론적 기초15 2. 지역단위 물질순환 구조18 3. 지역단위 농업환경부하 분석 방법21 제4장 사례 연구: 양평군·진천군 1. 양평군의 사례 분석30 2. 진천군의 사례 분석50 3. 사례 지역 분석의 종합적 평가71 제5장 지역단위 농업환경자원의 효과적인 관리 방안 1. 최적관리방안의 도입 및 운용74 2. 전과정분석(LCA)의 도입79 3. 지역단위 자연순환형 농업시스템 구축81 4. '레인보우 플랜'의 벤치마킹을 위한 시범사업 추진83 5. 모형 정교화를 위한 자료 및 지표의 개발85 제6장 요약 및 결론88 Abstract91 요 약 농업환경모형 구축을 위해서는 농학적·농공학적·환경공학적·경제학적 지식과 관련 정보의 통합을 필요로 한다. 주어진 제약조건 하에서 선행연구결과와 관련 분야 전문가, 정책담당자 및 선도농업인 등의 심층면담 및 의견수렴을 거쳐 체계화된 농업환경모형을 기초로 양평군과 진천군의 사례 분석을 적용한 결과는 다음과 같이 요약될 수 있다. 첫째, 양평군의 경우 2000년 기준 작물의 양분요구량은 질소 1,172톤, 인산 513톤, 칼리 702톤으로 NPK 성분 총량은 2,388톤이나 화학비료 사용량은 인산 1,152톤, 인산 409톤, 칼리 519톤으로 NPK 총량은 2,080톤으로 나타났다. NPK 양분요구량에 대한 화학비료의 충족도는 87.1%로 작물의 양분요구량을 충족키 위해 가축분뇨 자원화를 통한 양분 공급이 이루어지는 경우 NPK 양분 총량 기준으로 132.7%의 과잉 공급이 이루어지는 것으로 나타났다. 한정된 과잉양분을 지속적으로 공급하는 경우 엔트로피를 증가시켜 지역단위 환경부하를 가중시키는 것으로 평가되었고, 특히 인산 성분의 과다 투입으로 논밭 토양 모두 인산집적 문제가 심하여 특별한 토양 및 작물관리대책이 필요한 것으로 분석되었다. 둘째, 진천군의 경우 2000년 기준 작물의 양분요구량은 질소 1,160톤, 인산 507톤, 칼리 687톤으로 NPK 성분 총량은 2,354톤으로 추정되었다. 한편 화학비료 사용량은 질소성분의 경우 작물양분요구량의 61.9%를 초과한 1,878톤, 인산 성분은 6.4% 초과한 539톤, 칼리 성분은 8% 초과한 742톤으로 NPK 평균 34.2% 초과한 3,159톤으로 나타났다. 화학비료와 함께 가축분뇨자원화를 통한 양분 공급이 추가적으로 이루어지는 경우 과잉양분 공급도는 성분별로 질소 115.4%, 인산 110.7%, 칼리 83.7%로 NPK 성분 총량 평균으로는 107.3%에 달하는 것으로 추정되었다. 한정된 농경지에 과잉양분이 지속적으로 공급되는 경우 이 지역의 엔트로피를 증가시켜 환경부하를 가중시키는 것으로 평가되었으며, 밭 토양에서 인산성분의 과다 투입으로 인산집적 문제가 심한 것으로 나타나 특별한 관리대책이 필요한 것으로 분석되었다. 셋째, 사례 지역 모두에서 한정된 농경지에 화학비료와 가축분뇨자원화를 통해 과다한 양분 투입이 이루어지는 것으로 나타났다. 이러한 문제를 해결하기 위해서는 열역학 제1법칙에서 제시하는 바와 같이 화학적 비료 투입을 지속적으로 감축시켜야 하며, 또한 가축 사육두수는 지역단위의 환경용량을 고려하여 조정해야 함을 제시하고 있다. 따라서 환경농업의 육성이 필요하며, 화학비료 투입이 지속되는 한 가축분뇨의 재활용과 관련 자원화 방법 외에 바이오 가스 이용 등 대체적인 방법을 도입에 대한 검토의 필요성을 제시하고 있다. 또한 지역단위 농업 자원환경의 최적관리를 위해서는 경종과 축산을 유기적으로 연계하여 작물의 양분공급원을 화학비료에 전혀 의존하지 않고 지역순환 시스템 내에서 해결하는 유기농업-유기축산의 새로운 환경친화적 농업 시스템으로의 전환을 제시하고 있다. 넷째, 지역단위 농업환경자원의 효과적인 관리 방안으로 제시된 최적관리방안(BMP)의 도입 및 운용, 전과정분석(LCA) 제도의 도입, 지역단위 자연순환형 농업 시스템 구축, [레인보우 플랜]의 벤치마킹을 위한 시범사업 추진 등은 향후 지역단위 친환경농업 정착을 위해 새로운 방안으로 제시되는 내용으로 실제적으로 적용될 수 있도록 정책적인 노력을 기울여야 한다. 다섯째, 지역단위 농업환경모형의 정교화와 실용도를 제고시키기 위해서는 지역단위 총체적 양분흐름, 화학비료의 유실량, 시설재배지의 양분유출, 농산부산물의 농지환원 유기물량, 비료의 작물 흡수량, 친환경농법별 환경영향 평가, 농업생태계의 에너지 흐름 파악 및 농약이용의 환경영향 평가 부문 등에 관한 주요한 파라미터가 지속적으로 개발되어야 한다. Many areas of the nation now have local or regional environmental problems due to excessive applications of chemical fertilizers and livestock manures to cropland. The objectives of this study were to elaborate and systematize the regional-based agri-environmental model. The objectives are accomplished through the use of material balance model in the regional agricultural ecosystem. The model is used to estimate environmental burden in the two county areas such as Yanpyong and Jincheon counties at Chungbuk and Kyeongki provinces, respectively. The organization of this study is summarized as follows: In the Section 1, the problem statement, previous literature review, an the scope and method of the study are briefly discussed. Section 2 outlines the framework for regional- based agri-environmental model including concepts, basic structure, required indicators for the model. Section 3 presents theoretical basis, localized structure, and analytical methods of material balance of the agricultural ecosystem. In particular, this section suggests the approach to quantifying the agri-environmental burden of specific sites. Section 4 analyzes and diagnoses environmental burden and carrying capacity in the illustrated areas using material balance model. Section 5 suggests the measures for managing appropriately regional agri-environmental resources such as the best management practices, life-cycle assessment, regional-based natural cycling system and rainbow plan as a benchmark. Finally, Section 6 is the summary and concluding remarks. Major findings of the study present regional-based nutrient balance situation in the specific sites in Yangpyong and Jincheon counties. The results show that the amount of macro-nutrients (i.e., nitrogen, phosphorus, and potassium) based on ingredients are over-supplied 132.7 percent in Yangpyong county and 107.3 percent in Jincheon county. The oversupplied fertilizers will affect the agricultural environment of both counties negatively by being discharged and leached to the soil, ground and surface water. Several suggestions are offered for more effective measures of regional agro-environmental resource management such as activating the best management practices (BMP), introducing life-cycle assessment (LCA) method, establishing natural cyclical system in regional agriculture, and benchmarking Japanese Rainbow Plan as a comprehensive system for managing regional-based all kinds of organic resources. For the environmentally-friendly effective use of regional natural resources, it is important to maintain and improve the natural cyclical functions inherent in agro-ecological system. Relevant effort would contribute to the supply of safe and quality farm products required by the public as well as to environmental protection. Thus, it is necessary to establish and disseminate environmentally-friendly production methods suitable for regional-based environmental carrying capacity, encourage adequate management and use of livestock manure, and establish a system for cyclical use of organic resources. 지역단위 농업환경모형의 체계화에 관한 연구 A Study on the Systematization of Regional-Based Agri-Environmental Model KREI 보고서 Kim, Changgil Kang, Changyong