“기후위기 대응 토양 기후회복력 강화”…토양관리 패러다임 전환
▸김필주 교수팀, ‘토양 건강성 및 생물다양성 회복기술 개발’ 과제 선정
▸5년간 연구비 99억 1000만 원 투입…현장 적용형 솔루션 제시
▸고온·폭염, 가뭄, 폭우 등 이상기후에 대응한 ‘완결형 모델’ 구현
경상국립대학교(GNU·총장 권진회) 농업생명과학대학 환경생명화학과 김필주 교수 연구팀이 한국연구재단이 주관하는 ‘기후회복력 강화를 위한 토양 건강성 및 생물다양성 회복기술 개발’ 연구과제에 최종 선정됐다.
이번 선정으로 연구팀은 5년간 총 99억 1000만 원(총사업비) 규모의 연구비를 확보했다. 이번 과제는 고온·폭염, 가뭄, 폭우 등 이상기후가 토양에 미치는 영향을 과학적으로 규명하고, 토양의 기후회복력을 향상시키기 위한 핵심 기술을 개발하는 것을 목표로 한다. 특히 농경지, 산림, 도심 토양을 아우르는 통합적 연구로 기후취약지역 맞춤형 대응 전략을 제시할 예정이다.
특히 이 과제는 경상국립대학교 김필주 교수, 이용복 교수, 서동철 교수, 전종록 교수, 이주환 교수, 안지영 교수, 정성훈 교수, 신승구 교수, 김길원 박사, 벤터너 박사, 이미나 박사 등 11명이 참여하고, 국가독성과학연구소 박창범 박사가 참여하는 대형 융합 연구체계를 기반으로, 토양 물리·화학·생물 기능을 통합적으로 강화하는 ‘기후회복력(Climate resilience) 중심 토양관리 솔루션’을 제시한다는 점에서 큰 기대를 모은다.
▣ 고온·폭염, 가뭄, 폭우 등 이상기후 대응…‘기능성 토양개량제’로 기후회복력 강화
기후변화는 토양의 물리·화학·생물학적 기능을 복합적으로 저하시켜 토양의 근본적인 기능을 약화시킨다. 특히 토양 기후회복력 저하는 순 1차 생산량(NPP, Net Primary Production) 감소로 이어지며, 이는 다시 기후회복력 저하를 가속화하는 악순환을 초래한다. 고온·폭염, 가뭄, 폭우 등 이상기후는 토양침식, 토양 탄소 감소, 영양분 불균형에 따른 비옥도 저하, 염류화 및 고형화, 산성화 및 오염, 다짐(압축성) 변화 등 다양한 물리·화학·생물학적 특성 변화를 유발하고 있으며, 그 결과 토양 생물다양성 감소와 NPP 저하가 동시에 나타나고 있다. 이러한 변화는 토양의 기본 기능을 훼손하여 장기적으로 회복이 어려운 상태로 이어질 가능성이 크다.
이처럼 기후변화로 인한 토양 기능 저하 문제에 대응하기 위해서는 토양의 물리·화학·생물학적 기능을 통합적으로 개선하고, 이를 기반으로 기후회복력을 강화할 수 있는 기술 개발이 필수적이다. 토양 기후회복력은 기후변화로 인한 다양한 스트레스에 대해 토양이 저항하고 회복하며 필수 기능을 유지하는 능력을 의미하지만, 현재까지 토양 물리성 개선과 기후회복력 간의 연계를 체계적으로 규명한 연구는 부족한 실정이다. 특히 표토 침식과 영양분 보유능력 감소는 식물 생장을 제한하는 주요 요인으로 작용하고 있어, 기후변화에 의해 훼손된 토양의 회복탄력성을 높이기 위한 융복합적 기술 개발이 요구된다.
이에 경상국립대학교 김필주 교수 연구팀은 ‘기후회복력 강화를 위한 토양 건강성 및 생물다양성 회복 기술 개발’ 과제를 통해 기후변화(고온·폭염, 가뭄, 폭우)가 토양의 기후회복력에 미치는 영향을 정량적으로 평가하고, 이를 바탕으로 기능성 토양개량제 및 처리기술을 개발할 계획이다. 아울러 토양 기후회복력을 과학적으로 진단·평가할 수 있는 예측 모델을 구축하고, 토양 건강성 회복과 생물다양성 증진을 동시에 달성할 수 있는 통합 관리 기술을 확립할 예정이다.
이번 연구는 기존의 생산성 증대를 위한 토양관리에서 기후회복력 강화를 위한 토양관리로 전환하고, 더 나아가 기후-토양 상호작용을 반영한 선제적 대응 기술을 제시함으로써, 기후위기 시대 지속가능한 토양 관리와 국가 기후적응 전략 수립에 중요한 기반을 제공할 것으로 기대된다.
▣ 김필주 교수, “토양 기후회복력 회복이 곧 기후위기 대응의 핵심”
연구책임자 김필주 교수는 “기후위기의 본질적인 문제는 ‘토양’에서 시작되고 있다.”라며 “기후변화는 농가가 체감하는 가장 큰 리스크로, 피해가 반복될수록 토양 기능이 약화되고 장기적으로 생산성 변동성이 커질 수밖에 없다.”라고 강조했다.
이어 “이번 연구는 생산성 중심의 토양관리를 넘어, 기후회복력을 회복하는 근본적 해법을 제시하는 전환점이 될 것”이라며 “고온·폭염, 가뭄, 폭우에 대응하는 기능성 토양개량제와 통합 관리기술을 하나의 패키지로 개발하고, 이를 현장 적용과 산업화까지 연결하는 ‘완결형 모델’로 구현하겠다”라고 말했다.
김필주 교수는 “토양개량제를 개발하여 토양의 보수성과 구조적 안정성을 높여 극한기상에서도 작물 생육과 토양 기능을 안정적으로 유지·회복시키는 현장 적용형 솔루션을 제시하는 것이 목표”라며 “토양을 살리는 것이 곧 농업과 환경을 살리는 길인 만큼, 이번 연구로 대한민국 기후대응 토양기술의 새로운 기준을 만들겠다.”라고 덧붙였다.
▣ 주요 내용 질문-답변 자료
질문: 이번 과제 선정의 의미와 차별성은 무엇인가?
답변: 이번 과제는 기존의 생산성 중심 토양관리에서 벗어나, 기후회복력 강화를 핵심 목표로 하는 토양관리로 패러다임을 전환하는 연구라는 점에서 의미가 크다. 특히 고온·폭염, 가뭄, 폭우 등 복합적인 이상기후에 대응하는 기술을 개별적으로 접근하는 것이 아니라 하나의 통합 기술 패키지로 구축하고, 실증 인프라를 기반으로 그 효과를 정량적으로 검증한 후 상용화까지 연계하는 ‘완결형 연구’라는 점에서 차별성을 갖는다. 또한 농경지뿐만 아니라 산림과 도심 토양까지 포함하는 통합적 접근으로 토양 유형별 맞춤형 기후적응 기술을 제시하고, 토양 건강성 및 생물다양성 회복을 동시에 달성할 수 있는 융합형 솔루션을 개발한다는 점에서도 기존 연구와 차별화된다. 아울러 기능성 토양개량제 개발, 토양-식생 관리기술, 생물학적 건전성 평가, 기후회복력 예측 모델 구축을 유기적으로 연계함으로써, 기후변화 대응을 위한 과학적 기반과 현장 적용성을 동시에 확보할 수 있을 것으로 기대된다.
질문: 토양개량제는 무엇이며 어떤 효과를 기대할 수 있는가?
답변: 토양개량제는 토양의 물리·화학·생물학적 특성을 개선하여 작물 생육 환경을 향상시키는 자재로, 토양의 구조 안정화, 수분 보유력 향상, 양분 공급 및 유지 기능을 강화하는 역할을 한다. 이번 연구에서 개발하는 기능성 토양개량제는 기존 개량제의 한계를 보완하여 토양 탄소 저장 능력을 높이고, 양분 유실을 줄이며, 토양 생물다양성을 회복시키는 데 중점을 두고 있다. 특히 이상기후 조건에서도 토양의 기후회복력을 유지할 수 있도록 설계되어, 작물 생산성 안정화와 지속가능한 토양 관리에 기여할 것으로 기대된다.
질문: 농가와 지역에 어떤 실질적인 변화가 가능한가?
답변: 이번 연구에서 개발하는 기술이 현장에 적용될 경우, 농가에서는 가뭄이나 폭우 등 이상기후 상황에서도 작물 생산성의 변동성을 줄이고 안정적인 수확을 확보할 수 있다. 또한 토양 유실 감소와 양분 이용 효율 향상으로 비료 사용량 절감 및 생산비 절감 효과도 기대된다. 지역적으로는 토양 건강성 회복과 생물다양성 증진을 통해 농업 생태계의 지속가능성이 향상되며, 기후변화로 인한 피해를 예방하고 대응할 기반이 마련될 것으로 보인다.
ㅇ 사진 설명: 경상국립대학교 농업생명과학대학 환경생명화학과 김필주 교수팀
경상국립대학교 김필주 교수, 이용복 교수, 서동철 교수, 전종록 교수, 이주환 교수, 안지영 교수, 정성훈 교수, 신승구 교수, 김길원 박사, 벤터너 박사, 이미나 박사, 국가독성과학연구소 박창범 박사(사진 윗줄 왼쪽부터)
ㅇ 내용 문의: 경상국립대학교 환경생명화학과 김필주 교수 055-772-1966