탐구중심 환경교육 관점에서 가상수(Virtual Water)에 대한 환경교육 교재화 연구

유혜연 한국교원대학교 대학원 2016 국내석사

이 연구는 학생이 환경적 관점으로 세상을 볼 수 있는 안목을 형성하는 것을 돕기 위해 환경교육을 위한 환경학의 내용 요소로서 가상수 개념의 도입이 필요하다는 논의에서 시작되었다. 따라서 이 연구는 가상수의 환경교육적 가치를 밝히고 그 내용을 탐구중심 환경교육의 관점에서 총체적․통합적으로 탐구하여 이를 바탕으로 초등학교 5, 6학년 수준의 교재모형을 개발하는 교재화 연구를 목적으로 한다. 이 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 가상수에 대한 문헌분석을 통해 환경교육에서 가상수의 교육적 가치를 규명하였다. 가상수에 대한 환경교육은 물 절약 교육 및 실천, 수자원의 현명한 사용을 위한 정책 수립 등에 활용할 수 있는 수단으로서의 외재적 가치를 가질 뿐만 아니라, 교육의 내재적 가치 관점에서 환경적 안목을 형성하고 심성을 함양하며 환경교육의 논의를 풍부하게 하는 교육소재로서 가치를 지닌다. 또한 가상수는 지속가능발전교육의 영역을 관통하는 ‘지속가능성’을 교육하는 하나의 주제영역으로서 교육적 가치를 가진다. 둘째, 가상수의 환경교육적 가치를 고려하여 ‘가상수의 환경교육적 탐구’의 접근 방향 및 탐구 내용을 제시하였다. 구체적인 탐구 영역은 가상수와 관련된 환경과 환경문제에 대한 통합적 탐구를 바탕으로 환경교육을 위한 환경학의 5가지 영역으로 구분하였으며, 과학적․통찰적 탐구를 통해 이를 종합적으로 드러내었다. 셋째, 초등학교 학생의 수준을 고려하여 ‘가상수 환경교육 교재모형’을 개발하였다. 앞서 탐구중심 환경교육 관점에서 체계화한 5가지 탐구 영역을 바탕으로 크게 4개의 학습 영역과 12개의 학습 내용 그리고 12개의 활동을 조직하였다. 이 연구는 가상수 개념을 환경교육의 교육 소재로서 도입하고 탐구중심 환경교육의 관점에서 이를 체계화하였다는 것에 의의가 있다. 또한 허진숙과 이두곤(2008), 신동섭과 이두곤(2009)의 연구에 이어 환경교육적 탐구를 통해 환경교육에 필요하고도 적합한 지식의 구조를 정립하려고 시도했다는 점에서 의의가 있다.

가상수 개념을 이용한 주요축산물 물발자국 산정분석

류의창 서울시립대학교 과학기술대학원 2013 국내석사

급격한 기후변화는 전 세계적으로 심각한 수자원 부족현상을 가져올 수 있기 때문에 물이용 효율성 및 물 부족 문제를 해결하려는 노력은 매우 중요하다. 최근 물이 부족한 국가는 물이 풍부한 국가로부터 곡물과 축산물을 수입하여 자국내 가용 수자원의 물을 절약하거나, 다른 용도로 쓸 수 있는 가상수(Virtual water) 개념이 주목을 받기 시작하였다. 가상수라는 개념은 물발자국(Water footprint)으로 발전하였는데, 이는 단위 생산품의 생산과정 및 처리과정에 소요되는 물을 통해 가상수의 흐름을 나타낸 것이다. 우리나라는 전 세계 5위 가상수 수입국으로 국외 수자원 의존도가 매우 높기 때문에 국내 축산물에 대한 수출·입 흐름 분석과 가상수가 미치는 국내 영향을 살펴보는 것은 매우 중요하다. 본 연구에서는 국내 주요 축산물인 쇠고기, 돼지고기, 닭고기에 대해 가상수 산정을 실시하였고, 그 결과 쇠고기는 14,205(ℓ/kg), 돼지고기는 5,292(ℓ/kg) 닭고기는 3,501(ℓ/kg)로 분석되었다. 우리나라가 2000~2011년까지 수입하는 주요 축산물 평균 가상수량은 4,481백만m3/yr이며, 이중 쇠고기 가상수량은 3,449백만m3/yr, 돼지고기 가상수량은 773백만m3/yr, 닭고기 가상수량은 259백만m3/yr로 분석 되었다. 우리나라의 주요 축산물의 내부 물발자국은 2011년 기준으로 7,709만m3/yr이며, 외부 물 발자국은 6,446만m3/yr으로 분석되었고, 주요 축산물에 대한 물 수입 의존도는 45.5%이고, 물 자급 자족도는 54.5%로 나타났다. 축산용수는 2.5억톤/년으로 농업용수의 1.6%에 불과하지만, 축산물의 98%는 먹이로 부터 가상수가 유입되고 있고, 먹이의 구성성분이 대부분 곡류로 농업용수를 이용해 재배되기 때문에 축산물의 가상수가 농업용수에 영향을 미칠 수 있다. 특히 우리나라의 배합사료는 수입 의존도가 75%로 높기 때문에 수급불균형 발생시 우리나라 농업용수의 부족현상이 나타날 수 있을 것으로 사료된다.

작물 필요수량 및 네트워크 분석을 이용한 농작물 가상수 교역의 잠재적 취약성

이상현 서울대학교 대학원 2013 국내박사

The water footprint is defined as the total volume of water that is used to produce the product and consist of green, blue and grey water. The green and blue water footprint refers to the volume of the rainwater and the irrigation water consumed, respectively. The concept of water footprint provides a important way to ensure water safety and virtual water trade adds a new dimension to international crop trade. The water footprint and virtual water trade could be used for measuring the water intensity and origin of the products consumed by a country. Therefore, it is required to understand the characteristic of the virtual water trade and evaluate the potential vulnerabilities of virtual water trade by the global drought. In this study, we quantify the agricultural water footprint of Korea for the period 2001-2010, distinguishing internal and external water footprint and their blue and green components using the crop water requirement, respectively. Based on the water footprint, we quantify the virtual water trade of Korea, and the water dependency was evaluated relating the proportions of external to internal water footprint. In addition, the importance with trading partners was evaluated applying trade intensity. The dependence of Korea on virtual water import exceed 70 percent and wheat showed that the highest dependence with 99 percent, followed by maize and pulse crops. The results of evaluation of virtual water trade intensity represented that USA and China have been the most important trading partners. Also, Korea’s virtual water trade intensity with Romania, Ukraine, Australia have been increased from 2006 to 2010, which advocates that these countries became more important trading partners. After then, we evaluated the imbalance of virtual water trade by Gini’s coefficient and relative entropy index. The virtual water import had more imbalanced structure than export’s in Korea. However, the export structure was more imbalanced in world trade. As the virtual water trade consists of the complex flow, the network analysis is suitable method to find the hub country and understand the change of trade structure. Therefore, we estimated the degree and eigenvector centrality of virtual water trade by network analysis. In 2006, USA and Russian were hub countries by the degree centrality and the virtual water trade was dependent on these countries. However, the virtual water trade structure became a more distributed network in 2010 and Ukraine and Australia rose as the hub countries with the high degree centrality. In case of blue water trade, Pakistan and USA were the main exporter. Also, we tried to find the potential vulnerable countries for virtual water trade. Firstly, the unit inflow of virtual water was calculated to find the vulnerable importers which were dependent on a few countries. After then, vulnerable exporters were found by comparison between water resource and virtual water export. Thailand and Argentina involved the vulnerable virtual water flow. In addition, we analyzed the change of degree centrality by global drought and suggested the trade plan for considering the potential vulnerability of virtual water trade. The results of this study could be used for the basic date to establish the stable crop trade policy in a trend that the value of water is increased. 가상수는 단위생산량 당 소비되는 물의 양을 의미하며 최근에는 용수공급부터 소비되는 부분까지의 이력을 포함하는 물발자국이라는 개념으로 확장되었다. 이와 같은 가상수의 개념을 적용한 농작물 교역 연구에서는 국가간 농작물이 교역될 때 생산을 위해 소비된 가상수가 동시에 수출되는 것으로 고려한다. 이에 따라 국가간 농축산물 교역을 통한 가상수 수입이 식량 및 물 부족국가의 위기를 해결하기 위한 방안으로 제시되고 있다. 그러나 가상수 교역의 개념으로 농작물 교역을 접근할 경우 특정국가의 가상수 사용량이 집중되는 불균형한 구조가 나타날 수 있고, 수자원 부존량 및 가상수 수출량 등의 변화에 따라 가상수 교역의 취약지역이 발생할 수 있다. 따라서 안정적인 농작물 교역을 위해서는 가상수 흐름에 대한 분석과 취약지역 도출에 관한 연구가 필요하며, 국가간의 가상수 흐름은 복잡한 관계를 형성하고 있기 때문에 네트워크 분석 기법을 활용할 경우 가상수 흐름 중심지 및 위세권 등의 변화에 대한 분석이 가능할 것으로 판단된다. 본 연구에서는 작물 필요수량 산정기법을 이용하여 우리나라의 내·외부 물발자국을 산정하고 가상수 교역의 국외 의존도를 평가하였다. 또한 교역 집중지수로부터 가상수 교역국과의 교역강도를 추정하여 가상수 교역 중요도를 평가하였다. 대상작물들의 국외 가상수 의존도는 약 70 %를 초과하는 것으로 나타났고, 이중에서 밀과 옥수수, 두류작물에 대한 국외 가상수 의존도가 가장 높은 것으로 나타났다. 주요 교역국과의 가상수 교역강도 산정결과 중국과 미국이 가장 높은 것으로 나타났고, 루마니아, 우크라이나, 호주 등과의 교역강도가 최근 들어 증가한 것으로 나타났다. 다음으로 지니계수 및 상대적 엔트로피 지수를 활용하여 전세계 가상수 흐름이 특정 국가에 집중되는 가상수의 교역 불균형성을 평가하였다. 우리나라의 경우 수출보다는 수입구조의 불균형성이 높은 것으로 나타났고, 전세계 가상수 교역의 경우 수출구조의 불균형성이 높은 것으로 나타났다. 특히 논벼(쌀), 옥수수, 두류작물 수출구조와 보리에 대한 수입구조의 집중도, 즉 불균형성이 타 작물과 비교하여 높게 나타났다. 불균형적인 가상수 흐름을 네트워크로 구축하여 2006년부터 2010년까지의 전세계 가상수 흐름의 연결중심지 및 위세영향권의 시기별 변화를 분석하였다. 초기의 연결중심지는 미국과 러시아 위주로 나타났으나 시기가 지날수록 새로운 중심지로서 우크라이나와 호주의 영향력이 커지는 것을 확인할 수 있다. 청색 가상수에 대한 연결중심지는 파키스탄과 미국이 가장 높게 나타났다. 최종적으로 가상수 흐름의 잠재적 취약지역을 도출하기 위하여 단위유입량을 산정하여 가상수 수입 집중지역을 분석하고, 수자원 부존량 대비 가상수 수출량 비교를 통하여 수출 위험지역을 분석하였다. 태국의 식량용 작물 수출과 아르헨티나의 사료용 작물 수출에 의한 가상수 흐름의 취약성이 상당히 높을 것으로 판단되었다. 또한 가상수 교역은 수출국의 수자원 변화에 민감할 수 있기 때문에 주요 가상수 수출국의 가뭄 발생 기록에 따른 전세계 가상수 흐름 네트워크 구조의 연결중심성의 변화를 분석하였다. 이와 같은 수출국과 수입국의 연결중심성 변화를 유형별로 구분하여 상호 보완적인 가상수 수출 유형을 파악하고, 가상수 수입 유형별 안정적인 농작물 교역 방안을 제시하고자 하였다. 본 연구 결과는 향후 전세계 수자원에 대한 가치가 높아지는 세계 변화에 대응할 수 있는 안정적인 농작물 교역 정책을 수립할 때 중요한 기초자료로써 활용될 것으로 기대된다.

목화재배의 물발자국 산정

박혜령 인하대학교 대학원 일반대학원 2015 국내석사

본 연구는 기후변화와 다른 여러 가지 이유로 인해 전 세계가 물 부족을 겪고 있을 때 물을 가장 많이 사용하는 작물중 하나인 목화재배로 인한 물발자국을 계산하여 나라별로 어떤 차이가 있는지 보여준다. 또한 우리가 면제품을 소비함으로 인해 소비하는 물의 양을 정량적으로 보여준다. 본 연구에 따르면 2008~2013년 동안 매년 전 세계적으로 목화재배로 인한 green과 blue 물 사용량의 평균은 196 이며 나라별 평균은 22,852 이다. 목화 1ton을 재배하는데 사용되는 물의 평균은 3,786이다. 목화 재배국 마다 사용하는 물의 양은 상당한 차이가 있으며 그 중 목화 1ton을 재배하는데 사용하는 물의 양이 가장 많은 나라는 투르크메니스탄으로 12,378을 사용하며 이는 세계평균의 3배 가까이에 해당한다. 제일 적은 나라는 중국으로 1,345을 사용한다. 이는 나라별로 기후에 따라 같은 양의 목화를 재배하는데 다른 양의 물을 사용하는 것을 보여줌으로써 단지 목화 수입국을 달리하는 것만으로도 물발자국을 상당히 많이 줄일 수 있음을 보여준다. 한국은 연간 면제품 수입으로 인해 수입하는 가상수의 양은 3,530이고 가공 후 재수출하는 면제품으로 인한 가상수의 수출 양은 1,127으로 한국 내에서 면제품으로 인해 소비한 가상수의 양은 2,403이다. 이는 한국인 한 명이 하루 평균 134L의 물을 사용하는 것과 같다. 소비자는 일상용품 중 의류소비로 인해 지구환경에 미치는 영향에 대한 인식이 낮고 관련 산업도 그 중요성을 인식하지 못하고 있으므로 본 논문은 정량적인 데이터를 바탕으로 소비자들의 인식을 제고하고 섬유, 의류 산업은 지속가능성을 논할 때 물발자국을 하나의 아주 중요한 요소로 간주해야 함을 시사한다.