Journal of the Korean Geographical Society (대한지리학회지)

The Korean Geographical Society (대한지리학회)
권호 표지

Impacts of Climate Change on Phonology and Growth of Crops: In the Case of Naju

기후변화가 농업생태에 미치는 영향 - 나주지역을 사례로 -

  • 이승호 (건국대학교 지리학과) ;
  • 허인혜 (건국대학교 지리학과) ;
  • 이경미 (건국대학교 대학원 지리학과) ;
  • 김선영 (건국대학교 대학원 지리학과) ;
  • 이윤선 (건국대학교 대학원 지리학과) ;
  • 권원태 (기상청 국립기상연구소 기후연구팀)
  • Published : 2008.03.31
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

This study used crop data from statistics yearbooks in Naju and climate data from Gwangju weather station to investigate whether climate changes have had significant impact on crops. The sample crops are rice, barley, pear, radish, Korean cabbage and red pepper. The results showed that the changes in temperature have shifted crop phonology and affected crop growth. The rice and barley heading date were advancing and had negative correlation with average temperature over 30days before average heading date. The number of rice grains per unit area $(m^2)$ were decreasing while the number of barley grains per unit area $(m^2)$ were increasing because average temperature during grain filling period of rice (barley) was increasing (decreasing). Therefore, decreasing (increasing) yields of rice (barley) can be predicted by global warming. The sprouting, flowering and full flowering date of pear were advancing. The sprouting date of pear had negative correlation with average temperature from February to March and the flowering and full flowering date of pear had negative correlation with average temperature from February to April. The brix and weight of pear were increased and were most sensitive to August and September average temperature. An earlier blossom of pear trees holds the danger of damage by late frosts. The plant length of radish and chinese cabbage were decreasing and negatively influenced by maximum temperature on September. The fruit set numbers of red pepper were increasing recently and had positive correlation with minimum temperature on August. The growth of radish and Korean cabbage will be poor, but the growth of red pepper will be good by rising temperature.

본 연구에서는 나주지역을 사례로 기후변화가 농업생태에 미치는 영향을 파악하고자 하였다. 이를 위하여 나주지역의 농업 관련 통계자료와 기후 자료를 분석하였다. 벼와 보리의 출수기는 일러지는 경향으로 각각 출수 30일 이전의 평균기온과 음의 상관관계가 있다. 일러진 출수기 때문에 등숙기간의 평균기온이 상승하여 여름철 작물인 벼의 단위면적당 낟알 수는 감소한 반면에 겨울철 작물인 보리의 단위면적당 낟알 수는 증가하였다. 그러므로 기온이 오늘날과 같은 추세로 상승한다면 벼의 수량은 감소하고 보리의 수량은 증가할 것으로 예측할 수 있다. 배의 발아기 및 개화기와 만개기는 점차 일러지는 경향이며, 발아기는 2월에서 3월까지의 평균기온과, 개화기 및 만개기는 2월에서 4월까지의 평균기온과 음의 상관관계가 있다. 배의 당도와 과중은 증가하는 경향이며, 각각8월과9월의 평균기온과 양의 상관관계가 있다. 이와 같이 기온 상승은 배의 당도 및 과중 등 생육상태에 긍정적인 영향을 미칠 것으로 예상되지만 발아 및 개화기가 빨라짐에 따라 저온 피해 및 늦서리 피해를 입을 수 있다. 배추와 무의 초장은 모두 감소하는 경향이며, 9월 최고기온과 음의 상관을 보인다. 반면 고추의 착과수는 최근 증가하는 경향이며, 8월의 최저기온과 음의 상관관계가 있다. 기온 상승은 저온성 작물인 배추와 무의 생육 저하를 초래할 수 있으나 고온성 작물인 고추의 생육에는 긍정적인 영향이 예측된다.

Keywords

References

  1. 권은영.송기철.윤진일, 2005, '기온자료에 근거한 주요 포도품종의 휴면해제 및 발아시기 추정,' 한국농림기상학회지, 7(3), 185-191
  2. 기상청, 2006, 기후변화영향평가 및 적응방안에 관한 연구
  3. 김춘송.이재생.고지연.윤을수.여운상,.이종희.곽도연.신문식.오병근, 2007, '기후 변화에 따른 영남지역의 벼 출수적기 평가,' 한국농림기상학회지, 9(1), 17-28 https://doi.org/10.5532/KJAFM.2007.9.1.017
  4. 나주시, 1985-2005, 나주시 통계연보
  5. 농촌진흥청, 1999, 채소병해충, 삼미기획
  6. 농촌진흥청, 2002, 농업과학기술대전
  7. 농촌진흥청, 2006, 작황시험보고서
  8. 서형수.이태호.정근식, 1986, '기상요인이 맥류수량에 미치는 영향,' 한국작물학회지, 31(3), 318-325
  9. 심교문.윤성호.정영상.이정택.황규홍, 2002, '최근의 기상환경 변화에 따른 가을보리의 수량구성요소 및 생육단계변화,' 한국농림기상학회지, 4(1), 38-48
  10. 심교문.이정택.이양수.김건엽, 2004, '최근의 기후변화를 고려한 가을보리 안전재배지대 구분,' 한국농림기상학회지, 6(4), 218-234
  11. 윤성호.이정택, 2001, '기후변화에 따른 벼 적정 등숙기간의 변동과 대책,' 한국농림기상학회지, 3(1), 55-70
  12. 윤진일, 1990, '대기 중 이산화탄소 배증 조건하의 기후시나리오에 의한 국내 쌀 생산 추정,' 한국기상학회지, 26(4), 263-237
  13. 이승호.이경미, 2003, '기온 변화에 따른 벚꽃 개화시기의 변화 경향,' 환경영향평가, 12(1), 45-54
  14. 허인혜.권원태.전영문.이승호, 2006, '우리나라에서 기온 상승이 식생분포에 미치는 영향 -대나무와 마늘을 중심으로-,' 환경영향평가, 15(1), 67-78
  15. Aasa, A., Jaagus, J., Ahas, R., and Sepp, M., 2004, The influence of atmospheric circulation on plant phenological phases in central and eastern Europe, International Journal of Climatology, 24, 1551-1564 https://doi.org/10.1002/joc.1066
  16. Ahas, R., Jaagus, J., and Aasa, A., 2000, The phenological calendar of Estonia and its correlation with mean air temperature, International Journal of Biometeorology, 44, 159-166 https://doi.org/10.1007/s004840000069
  17. Ahas, R., Aasa, A., Menzel, A., Fedotova, V. G., and Scheifinger, H., 2002, Changes in European spring phenology, International Journal of Climatology, 22, 1727-1738 https://doi.org/10.1002/joc.818
  18. Chmielewski, F. M. and Rotzer, T., 2001, Response of tree phenology to climate change across Europe, Agricultural and Forest Meteorology, 108, 101-112 https://doi.org/10.1016/S0168-1923(01)00233-7
  19. Chmielewski, F. M. and Rotzer, T., 2002, annual and spatial variability of the beginning of growing season in Europe in relation to air temperature changes, Climate Research, 19, 257-264 https://doi.org/10.3354/cr019257
  20. Chmielewski, F. M., Muller, A., and Bruns, E., 2004, Climate changes and trends in phenology of fruit trees and field crops in Germany, 1961-2000, Agricultural and Forest Meteorology, 121, 69-78 https://doi.org/10.1016/S0168-1923(03)00161-8
  21. Cook, B. I., Cook, E. R., Huth, P. C., Thompson, J. E., Forster, A., and Smiley, D., 2007, A cross-taxa phenological dataset from Mohonk Lake, NY and its relationship to climate, International Journal of Climatology (in press)
  22. Cramer, W., Bondeau, A., Woodward, F. I., Prentice, I. C., Betts, R. A., Brovkin, V., Cox, P. M., Fisher, V., Foley, J., Friend, A. D., Kucharik, C., Lomas, M. R., Ramankutty, N., Sitch, S., Smith, B., White, A., and Young-Molling, C., 2001, Global response of terrestrial ecosystem structure and function to $CO_2$ and climate change: results from six dynamic global vegetation models, Global Change Biology, 7, 357-373 https://doi.org/10.1046/j.1365-2486.2001.00383.x
  23. Defila, C. and Clot, B., 2001, Phytophenological trends in Switzerland, International Journal of Biometeorology, 45, 203-207 https://doi.org/10.1007/s004840100101
  24. IPCC, 2007, Climate Change 2007: The Physical Science Basis, Contribution of Working Group I to the Fourth assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Solomon, S., D. Qin, M. Manning, Z. Chen, M. Marquis, K.B. averyt, M. Tignor and H.L. Miller (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA, 996 pp.
  25. Jingyun, Z., Quansheng, G. and Zhixin, H., 2002, Impacts of climate warming on plants phenophases in China for the last 40 years, Chinese Science Bulletin, 47, 1826-1831 https://doi.org/10.1360/02tb9399
  26. Menzel, A., 2000, Trends in phenological phases in Europe between 1951 and 1996, International Journal of Biometeorology, 44, 76-81
  27. Parry, M. L., Rosenzweig. C., Iglesias, A., Livermore, M., and Fischer, G., 2004, Effects of climate change on global food production under SRES emissions and socio-economic scenarios, Global Environmental Change, 14, 53-67 https://doi.org/10.1016/j.gloenvcha.2003.10.008
  28. Peng, S., Khush, G. S., and Cassman, K. G., 1994, Evolution of the New Plant Type for Increased Yield Potential, In Cassman, K. G. (ed.), Breaking the Yield Barrier, 5-20
  29. Pudas, E., Leppala, M., Tolvanen, A., Poikolainen, J., Venalainen, A., and Kubin, E., 2007, Trends in phenology of Betula pubescens across the boreal zone in Finland, International Journal of Biometeorology (in press)
  30. Saitoh, K., Kasiwagi, S., Kinosita, T., and Ishihara, K., 1991, Characteristics of dry matter production process in high yielding rice varieties, 4: Dry matter accumulation in the panicle, Japan Journal of Crop Science, 60(2), 255-263 https://doi.org/10.1626/jcs.60.255
  31. Snyder, R. L., Spano, D., Duce, P. and Cesaraccio, C., 2001, Temperature for phenological models, International Journal of Biometeorology, 45, 178-183 https://doi.org/10.1007/s004840100103
  32. Sparks, T. H., Jeffree, E. P., and Jeffree, C. E., 2000, An examination of the relationship between flowering times and temperature at the national scale using long-term phenological records form the UK, International Journal of Biometeorology, 44, 82-87 https://doi.org/10.1007/s004840000049
  33. Tao, F., Yokozawa, M., Xu, Y., Hayashi, Y., and Zhang, Z., 2006, Climate changes and trends in phenology and yields of field crops in China, 1981-2000, Agriculture and Forest Meteorology, 138, 82-92 https://doi.org/10.1016/j.agrformet.2006.03.014
  34. Walkovszky, A., 1998, Changes in phenology of the locust tree (Robinia pseudoacacia L.) in Hungary, International Journal of Biometeorology, 41, 155-160 https://doi.org/10.1007/s004840050069
  35. Wolfe, D. W., Schwartz, M. D., Lakso, A. N., Otsuki, Y., Pool, R. M., and Shaulis, N. J., 2005, Climate change and shifts in spring phenology of three horticultural woody perennials in northeastern USA, International Journal of Biometeorology, 49, 303-309 https://doi.org/10.1007/s00484-004-0248-9