환경부 소속 국립환경과학원(원장 금한승)은 우리나라 전체 행정구역을 850곳의 소유역(小流域, watershed)으로 구분하여 양분(질소·인)수지*를 산정하고 물환경에 미치는 영향을 파악하는 연구를 실시한 결과, 질소수지와 하천 총질소와의 상관성이 높은 지역이 332곳에 이른다고 밝혔다. 

* 일정 범위의 농경지에서 발생한 양분(질소·인)의 투입량과 산출량의 차이

국립환경과학원 연구진은 2016년 기준 소유역별 질소수지와 하천 및 지하수 질소 농도의 공간 상관성을 지리가중회귀분석(geographically weighted regression)*을 이용하여 분석했다. 그 결과, 공간 상관성 높은(결정계수(R2) 0.7 이상) 소유역 332곳은 대도시 등을 제외한 농경지 면적 10% 이상의 소유역 695곳 중에서 약 48%를 차지하는 것으로 나타났다.

* 공간 단위로 수집된 자료의 공간적 변이 분석에 쓰이는 기법

양분수지는 토양, 물 및 대기 오염을 초래하는 잠재적 환경오염 정도를 보여준다. 따라서 양분수지와 수질과의 공간 상관성 결정계수가 1에 가까우면 농축산업 활동으로 인해 작물생산 필요량 이상으로 투입된 양분이 주변 환경으로 배출되어 하천 및 지하수 수질에 잠재적인 환경오염(부영양화, 녹조 등)을 일으킬 수 있다는 의미이며 0에 가까울수록 영향이 작다는 뜻이다. 

한편, 경제협력개발기구(OECD)가 회원 및 비회원 38개국을 대상으로 농경지 단위면적(1ha) 당 연간 질소 초과량을 2019년부터 2021년까지 조사한 자료에 따르면, 우리나라가 약 230kg로 1위*를 차지한 것으로 드러났다.

* 2위 네덜란드(166kgN/ha/yr), 3위 인도(135kgN/ha/yr), 4위 베트남(106kgN/ha/yr)

이번 연구는 농업환경지표(Agri-Environmental Indicator)* 중 하나인 양분수지가 하천, 지하수 등 전국의 소유역별 수질에 미치는 영향을 공간적으로 파악하기 위해 추진된 것이다.

* 농축산업 활동과 환경 보전을 유기적으로 연계하는 지표  

아울러 이번 연구는 작물생산 필요량 이상으로 투입된 양분이 주변 환경에 미치는 영향을 소유역 단위 별로 분석한 결과와 함께 양분수지를 산정하는 방법도 제시했다는 점에서 의미가 있다. 

이번 연구결과는 환경 및 농축산업 분야 국제학술지인 환경관리 국제학술지(Jounrmal of Environmental Management)에 다음 달 중으로 게재될 예정이다. 

※ 농업 국제학술지(Agriculture)에도 이달 게재

김용석 국립환경과학원 물환경연구부장은 “이번 연구 결과는 농축산업 활동에 의한 물환경에 미치는 영향의 공간 상관관계를 확인하였을 뿐 아니라 향후 수질 및 수생태계 보호를 위해 양분관리제 도입에 유용하게 활용될 것으로 기대한다”라고 밝혔다.

붙임  1. 양분수지 개요.

      2. 경제협력개발기구 국가별 질소수지(2019-2021).

      3. 전국 유역별 양분수지 및 하천·지하수 수질 공간 상관성.  끝.