Geospatial Assessment of Smallholder Maize Farm Distribution, Heatwave Exposure and Farmer Adaptation in Thulamela Local Municipality, Limpopo Province, South Africa

남아프리카 공화국의 농촌 풍경에서 옥수수는 단순한 작물 그 이상입니다. 그것은 일상생활의 중추이자 수많은 가구의 주요 식량원입니다. 거대한 산업형 농업의 자원을 갖추지 못한 채 작은 필지에 이 곡물을 재배하는 소농들에게 오차 범위는 매우 좁습니다. 그들의 성공은 전적으로 계절의 리듬과 비의 신뢰성에 달려 있습니다. 하지만 기후가 변화하고 있습니다. 상승하는 지구 온도는 '열파(heatwaves)'라고 불리는 더 빈번하고 강렬한 극한의 고온 현상을 불러오고 있습니다. 이는 단순히 더운 날들을 의미하는 것이 아니라, 기온이 정상 평균보다 훨씬 높게 며칠 동안 지속되어 토양을 말리고 식물에 스트레스를 주는 지속적인 기간을 말합니다. 온도 변화에 민감한 옥수수와 같은 작물에게 이러한 열기는 파괴적일 수 있으며, 잠재적인 수확을 실패로 바꿀 수 있습니다. 이 농장들이 정확히 어디에 위치해 있는지, 그리고 상승하는 기온에 의해 어떻게 영향을 받고 있는지를 이해하는 것은 전체 공동체의 식량 안보를 지키는 데 매우 중요합니다.

벤다 대학교(University of Venda)의 연구진은 소농들이 경작하는 지역으로 알려진 림포포주(Limpopo Province)의 툴라멜라 지방 자치단체(Thulamela Local Municipality)에서 이 보이지 않는 위협을 지도화하기 위해 나섰습니다. 그들은 두 가지 근본적인 질문에 답하고자 했습니다. 이 옥수수 농장들은 어디에 위치해 있으며, 실제로 얼마나 많은 열 스트레스에 직면해 있는가 하는 점입니다. 이를 위해 그들은 매우 다른 두 종류의 정보를 결합했습니다. 첫째, 그들은 고해 resolución 위성 이미지를 사용하여 우주에서 땅을 관찰했습니다. 이 이미지들은 지구 표면의 상세한 사진 역할을 하여, 숲, 물, 건물, 그리고 옥수수 밭 특유의 녹색 신호와 같은 다양한 유형의 지표 피복을 구분할 수 있게 해줍니다. 둘째, 그들은 지난 30년 동안 이 지역이 얼마나 자주, 얼마나 강렬하게 열파를 경험했는지 추적하기 위해 지상 관측소와 컴퓨터 모델로부터 역사적 기상 데이터를 수집했습니다. 연구진은 농장 지도를 열기 지도 위에 직접 겹쳐 놓음으로써, 정확히 어떤 밭들이 가장 큰 위험에 처해 있는지를 확인할 수 있었습니다.

연구팀은 위성 이미지를 분석하기 위해 고급 컴퓨터 프로그램을 사용하였으며, 소프트웨어가 옥수수 밭과 다른 유형의 토지를 구별할 수 있도록 학습시켰습니다. 그들은 어떤 방법이 더 정확한지 확인하기 위해 두 가지 다른 방법을 테스트했습니다. 여러 개의 결정 트리(decision trees)를 구축하여 토지를 분류하는 방식으로 작동하는 한 방법은, 테스트 케이스의 91퍼센트를 정확하게 식별해내며 더 우수한 도구임이 증명되었습니다. 다른 방법은 덜 정밀했습니다. 더 나은 방법을 사용하여 연구진은 툴라멜라 자치단체 전역에 약 73,400 헥타르의 소농 옥수수 농장이 흩어져 있다는 것을 계산해 냈습니다. 이는 중요한 경제 및 식량 생산 구역을 나타내는 상당한 면적의 토지입니다.

농장이 지도화된 후, 연구진은 이를 열 스트레스 데이터와 중첩했습니다. 그들은 옥수수에 해를 끼치는 것으로 알려진 온도 임계값을 기준으로 열 스트레스를 세 단계로 정의했습니다. 첫 번째 단계인 온도가 섭씨 30도를 초과하는 경우 작물에 스트레스를 주는 것으로 간주됩니다. 두 번째 단계인 35도 이상은 높은 스트레스이며, 세 번째 단계인 40도 이상은 극심한 스트레스입니다. 결과는 우려스러운 모습을 보여주었습니다. 지도화된 옥수수 농장의 거의 4분의 3, 즉 74.5퍼센트가 온도가 정기적으로 30도를 넘어서는 고열 스트레스 지역에 위치해 있었습니다. 이는 대다수의 농민에게 있어 성장기가 꽃가루의 생존력을 감소시키고 알곡이 차오르는 시간을 단축시켜 결국 수확량을 낮출 수 있는 기온에 의해 빈번하게 방해받는다는 것을 의미합니다. 40도의 극심한 열기에 직면한 농장은 더 적었지만, 연구는 이러한 드문드문 발생하는 강렬한 스파이크조차 심각한 피해를 입힐 수 있는 고립된 핫스팟으로서 실질적인 위협이 된다는 것을 발견했습니다.

농민들이 이러한 조건에 어떻게 대처하고 있는지 이해하기 위해, 연구진은 이 지역의 소농 생산자 60명을 직접 인터뷰했습니다. 설문 조사는 명확한 고충의 모습을 그려냈습니다. 대부분의 농민은 열파가 점점 더 심각해지고 지속 시간도 길어지고 있으며, 종종 10일을 초 exceed(초과)한다고 보고했습니다. 그들은 시드는 잎, 마르는 식물, 좋지 않은 곡물 발달을 포함한 눈에 보이는 작물의 피해를 설명했습니다. 이러한 어려움에도 불구하고 농민들은 가만히 앉아 있지 않습니다. 그들이 사용하는 가장 흔한 적응 전략은 윤작(crop rotation)으로, 이는 토양 건강을 유지하기 위해 현장에서 서로 다른 작물을 순차적으로 재배하는 전통적인 관습입니다. 절반 이상의 농민이 이 방법을 사용한다고 보고했습니다. 다른 이들은 첫 비의 시기에 맞춰 파종 시기를 조절하거나, 가뭄에 강한 옥수수 품종으로 교체하려고 노력하고 있습니다. 그러나 연구는 또한 상당한 지원의 공백을 강조했습니다. 거의 4분의 3의 농민들이 정부나 기타 기관으로부터 농업 지원을 전혀 받지 못하고 있다고 답했습니다. 많은 이들이 건조한 시기를 견디는 데 도움이 될 수 있는 관개 시스템에 대한 접근성이 부족하며, 새로운 기술이나 비료와 같은 투입재에 투자할 재정적 자원을 갖춘 이도 거의 없었습니다.

연구는 툴라멜라의 소농 옥수수 농장들이 온난해지는 기후로부터 점점 더 큰 압박을 받고 있다고 결론짓습니다. 위성 매핑과 현장 조사를 결합한 이번 연구는 농민들이 회복력이 있고 적극적으로 적응하려 노력하고 있음에도 불구하고, 그들이 성공하는 데 필요한 도구와 자원이 종종 손에 닿지 않는 곳에 있다는 것을 보여줍니다. 데이터는 수자원 저장 시설, 저렴한 관개 시설, 그리고 이 노동력의 다수를 차지하는 여성 및 고령 농민들을 위한 맞춤형 지원에 대한 접근성이 개선되지 않는다면, 열파의 위협이 계속해서 가계 식량 안보를 약화시킬 것임을 시사합니다. 이 연구는 위험이 가장 높은 곳을 정확히 보여주는 명확하고 근거 있는 문제 지도를 제공하며, 이 공동체가 더 안전한 미래를 구축할 수 있도록 돕기 위한 향후 노력의 토대를 마련해 줍니다.