The estimation of greenhouse gas budget in Korea with respect to land use changes

Abstract

The atmospheric concentration level of CH₄, a major greenhouse gas, has increased by approximately 246% compared to the preindustrial concentration level. CH₄ is emitted by both natural and anthropogenic sources. Energy consumption, industrial processes, agricultural sectors and waste fields are anthropogenic sources of CH₄ in Korea. Among these sources, the agricultural sector is the biggest CH₄ source; it is responsible for more than 40% of the total CH₄ emissions in Korea. Rice paddy fields, manure and rumen of livestock are known to be the CH₄ sources in the agricultural sector. Of CH₄ sources in agricultural sectors, rice paddy fields account for about 70% of the total CH₄ emissions and is the biggest single source in the agricultural sector. However, there have been only a few studies in the agricultural sector and little information is available. Thus, the IPCC methods were applied to estimate CH₄ and CO₂ emissions for agricultural sectors such as in a rice paddy field and livestock farming. The size of land occupied by rice paddy fields in Korea has decreased gradually since 1988. Lands previously used as rice paddy fields have other uses, such as the public, housing, agriculture, mining and manufacturing facilities. These facilities may be new sources for CO₂. In this study, CO₂ emissions from the diversion area of rice paddy fields were estimated in order to compare the impact of land use changes from rice paddy fields to other uses on global warming. The total CH₄ emissions from agricultural sectors were decreased approximately by 11% in 2006 compared to that of 1990. CH₄ emissions from rice paddy fields have decreased according to the reduction of rice paddy field area since 2000 and CH₄ emissions from livestock farming have increased since 2001. However, the reduction of CH₄ emissions from rice paddy fields was much larger than the increment of CH₄ emissions from livestock, the total CH₄ emissions from agricultural sectors showed a slight decrease until 2005. The assumption was that the diversion of rice paddy fields may reduce the CH₄ emissions and create a positive effect on greenhouse gas emission in Korea. However, this assumption proved to be incorrect. That is because the CO₂ emissions from diversion area of rice paddy fields are far larger than the CH₄ emissions from the previous rice paddy fields. In conclusion, the diversion of rice paddy fields may emit a large amount of CO₂ which may result in an aggravated situation of excess greenhouse gas emissions in Korea.;메탄은 강력한 온실가스 중의 하나로서, 대기 중 메탄의 농도는 산업혁명 이전에 비해 약 246% 증가했다. 이러한 메탄은 자연적 배출원과 인위적 배출원을 통해 대기 중으로 배출된다. 국내 메탄의 인위적 배출원은 농업, 에너지, 산업공정, 폐기물 부문이다. 이 중 농업부문은 대표적인 인위적 메탄 배출원으로서, 국내 메탄 배출원의 약 40%를 차지한다. 농업부문에 포함되는 세부 메탄 배출원은 벼논과 가축이다. 벼논은 농업부문 전체 메탄 배출량의 약 70%를 차지하는 가장 강력한 메탄 배출원이다. 그리고 반추가축의 반추위와 분뇨를 통해서도 상당량의 메탄이 대기 중으로 배출된다. 국내 메탄의 인위적 배출원 중 농업부문이 가장 큰 메탄 배출원임에도 불구하고, 벼논과 가축의 메탄 배출량을 포함한 농업부문의 전체 메탄 배출량을 총체적으로 분석한 연구는 거의 없다. 뿐만 아니라 농지전용으로 인해 벼논이 다른 용도로 사용되면서 새롭게 배출될 것으로 예상되는 대표적인 온실가스인 이산화탄소에 대한 연구도 행해진 것이 없다. 그러므로 본 연구에서는 IPCC Guidelines에서 제시한 Tier 1 방법과 연료별 이산화탄소 배출계수를 이용하여 농업부문의 메탄 배출량과 농지전용으로 인해 배출되는 이산화탄소의 양을 각각 산정하였다. 농업부문의 메탄 배출량 산정결과, 2006년 약 605 Gg CH₄으로 1990년 대비 약 11% 감소한 것으로 나타났다. 벼 재배 논의 감소로 벼논에서 배출되는 메탄의 양도 줄어들었지만, 가축 사육두수는 늘어나 2006년 농업부문의 전체 메탄 배출량은 2005년 대비 약 0.67% 증가하였다. 그리고 본 연구에서는 벼논이 가정·상업용, 공공용, 공업용으로 전용되면서 배출될 것으로 예상되는 이산화탄소의 양을 산정하여, 벼논으로 사용되었을 경우에 배출되는 메탄의 양과 비교해 보았다. 그 결과, 벼논으로 사용되었을 때 배출되는 메탄의 양보다 최소 3배에서 최대 12배 이상의 많은 양의 이산화탄소가 배출되는 것으로 나타났다. 벼논 면적이 계속 감소함에 따라서 농지전용면적은 증가할 것으로 추정되며, 이에 따라 이산화탄소 배출량은 점점 늘어날 것으로 전망된다. 따라서 농지전용으로 인해 벼논으로 사용될 때 보다 더 많은 양의 온실가스가 배출하게 되어, 결국 농지전용이 지구온난화에 부정적인 영향을 끼칠 것으로 판단된다.