발 밑의 숨겨진 세계

우려스러운 세계의 생물다양성 감소는 잘 알려져 있다. 일부 전문가는 우리가 6번째 대멸종으로 향해 가고 있으며 세계 동식물 종의 절반이 2100년까지 사라질 수 있다고 이야기한다. 

그런데 생물다양성에 가장 중요한 위협의 하나는 거의 관심을 받지 못하고 있다. 그것은 우리의 발 아래 놓여 있다. 

지난 10여 년에 걸쳐 과학자들은 새로운 분석기술을 사용하여 세계의 토양이 가장 큰 생물다양성의 보고 가운데 하나임을 밝혀 왔다. 유럽연합의 공동연구센터에 따르면 토양에는 살아 있는 유기체의 약 1/3이 포함되어 있지만 확인된 미생물은 약 1%이며, 무수한 생물형 사이의 관계에 대한 이해도 부족하다.

토양은 대지의 생물다양성이 지은 집의 토대가 된다. 튼튼한 토양생태계 없으면 세계의 먹이그물은 문제가 생길 것이다. 

더 자세히 알아내기 위하여 과학자들은 최근 토양생물에 관해 알려진 것을 평가하기 위하여 멸종위기종이 정확히 어디에 있는지와 토양이 제공하는 필수적인 생태계 서비스의 상태를 조사하는 세계 토양생물다양성 계획Global Soil Biodiversity Initiative이라 부르는 사업에 착수했다. 

그들은 멀리 떨어진 곳에서 토양을 관찰하고 있는 것이 아니다. 집중적인 연구의 하나가 뉴욕의 센트럴파크에서 일어나고 있다. 

연구의 초점은 상호관계의 복잡한 그물망을 형성하며 토양에 살고 있는 생물인 미생물, 균류, 선충, 진드기, 심지어 땅다람쥐에까지 맞춰져 있다. 

한 자밤의 흙에는 5000가지 유형의 다양한 수백만 마리의 미생물과 수천 종의 균류와 원생동물, 선충, 진드기 및 두 종의 흰개미가 존재할 수 있다. 어떻게 이러한 수많은 것들이 함께하는지는 여전히 큰 수수께끼이다.

“땅속에는 각각의 역할을 하는 토양 동물과 미생물을 지닌 수많은 조직이 있습니다”고 지난 20년에 걸쳐 남극과 캔자스에서 토양의 생물다양성을 연구한 콜로라도 주립대학의 교수 Diana H. Wall 씨는 말한다. 그녀는 이 사업의 과학자 대표이다. “낙엽을 지렁이와 흰개미들이 지속적으로 갈갈이 찢고, 미생물과 균류가 식물에게 양분을 전달합니다.”

“흙 같은 멍청이(dumb as dirt)”라는 말은 잊어버려라. 복잡한 토양생태계는 고도로 진화하고 정교한 것이다. 그것이 토양에서 유기물 폐기물을 처리한다. 그것이 먼지와 병원균을 보관함으로써 우리가 마시고 숨쉬는 물과 공기의 대부분을 여과하고 정화한다. 그것이 대기의 이산화탄소를 처리하는 데 얼마나 큰 역할을 하는지 모른다. 그것이 지닌 유기물 모두와 함께 토양은 바다 다음으로 지구의 가장 큰 탄소저장고이다. 해마다 깊이갈이와 침식, 기타 잘못된 처리로 이산화탄소의 형태가 방출되고, 기후변화를 가속화시킨다.

지난 10년의 연구로 핵심개념이 뒤집혔다. 수십 년 동안 토양학자들은 “모든 것이 어디에나 있다”고 이야기해 왔다. 이는 전 세계의 토양이 거의 똑같다는 것을 뜻한다. 그것이 매우 잘못된 것임이 입증된 것이다. 

Ecosystems이라는 저널에 실린 2003년의 연구는 지구의 토양이 오늘날보다 훨씬 덜 탐사되고 연구기술도 훨씬 덜 개발되어 매우 보수적인 추측이었지만, 전국 토양의 약 5%의 생물다양성이 “농업과 도시화 때문에 상당한 손실 또는 완전한 멸종의 위험에 처해 있다”고 추정했다. 

그것은 몇몇 중요한 기능을 담당하는 주요 종이 이미 사라졌거나 사라져 간다는 것을 뜻할 수 있다. 그것이 바로 세계의 토양 평가가 긴급한 문제가 되는 까닭이다.

토양의 생명에 대한 수많은 위협이 있다. 근대의 깊이갈이 농법은 큰 문제이다. 그로 인해 땅이 마르고 살충제와 제초제 및 합성 질소를 뿌려서 토양 생물에게 필요한 먹이인 유기물을 빼앗기 때문이다. 교외의 토양을 아스팔트와 콘크리트로 "밀폐"하여 무거운 기계와 오염으로 토양의 생명을 파괴한다. 산성비 같은 오래전의 모욕조차 토양을 산성으로 만듦으로써 아직도 토양의 생명에 타격을 주고 있다. 

문제는 세계적이다. 예를 들어 아프리카의 거의 절반에서 지나친 방목과 집약적 농업이 겉흙을 파괴하여 사막화를 야기하고 있다. 

그러나 몇 가지가 건강한 토양의 생명보다 더 중요하다. 우리의 식량 공급은 토양에서 시작된다. 야생식물이 잘 자라기 위해서는 건강한 토양이 필요하고, 다른 종은 그 잎과 씨앗과 열매를 먹을 수 있으며, 육식동물은 초식동물을 먹을 수 있다. 

건강한 토양은 인간의 질병을 막을 수 있다. 미국의 남서쪽에서 발견되는 계곡열은 토양이 건조해져 공기로 운반되어 폐로 들어가는 균류에 의해 발생한다. 그것이 급속도로 증가하고 있다. 토양에서 그 생활주기의 일부로 살고 있는 콜레라와 균 수막염 및 기타 질병의 확산에 어떤 역할을 하는지 제대로 이해한다면, 토양생태계가 열쇠가 될 수 있다고 생각된다. 

또한 건강한 토양은 일부 질병에 대한 치료법을 지니고 있다. 항생물질의 화합물은 서로 경합하는 토양 미생물의 화학무기이고, 우리가 사용하는 항생물질의 대부분은 거기에서 왔다. 과학자들은 현재 항생제 내성 질병을 처리할 수 있는 새로운 항생물질을 찾기 위해 여러 곳에서 토양을 조사하고 있다. 누가 아는가, 그 답이 센트럴파크의 분수와 인도 아래에 있을지. 

과학자들이 토양 미생물의 유전자를 연구하고 토양생태계를 통과한 미세한 양의 탄소와 질소를 추적할 수 있는 새로운 과학기술이 토양생태학의 지식이 도약할 수 있게 돕고 있다. 하지만 더 많은 과학자들이 자신이 알고 있는 것이 얼마나 적은 것인지 깨닫는 것을 배우고 있다. 

지구온난화가 토양의 생물다양성에 큰 위협이라는 점은 의심의 여지가 없다. 식량안보는 큰 관심사이다. 지구가 더 더워지면 작물에 무슨 일이 일어날 것인가? 온도와 습도에 약간의 변화는 토양 생물의 구성과 재배할 수 있는 식물의 유형을 바꾸어 토양에 지대한 영향을 미칠 수 있다. 예를 들면, 우리는 더 이상 캔자스에 밀을 심지 못할 수 있다. 

어떤 식물은 따뜻해지면서 점차 더 추웠던 북쪽으로 이동할 것으로 예상되지만, 다른 것들은 새로운 토양 군집에 적응하지 못할 수 있다. “땅 위의 세계와 아래의 세계는 매우 긴밀히 연결되어 있습니다”라고 Wall 씨는 말한다.

또한 과학자들은 건강한 토양생태계는 화학 투입재 없이도 자연적으로 식물을 기를 수 있다는 것을 발견했다. “토양의 생물다양성이 더 풍부해지면 식물에 병이 더 적어집니다”라고 코넬대학에서 토양과 질병의 생태학을 연구하는 Eric B. Nelson 씨는 말한다. 그는 건강한 토양에서 자라는 식물에는 해충도 적다고 한다.

농민과 텃밭 농부들이 자신의 토양을 보호하기 위해 무엇을 할 수 있을까? 무경운 농법을 실천하는 것이 그 하나이다. Wall 씨는 해마다 깊이갈이를 하지 않고 죽은 식물이 분해되도록 한다는 것을 뜻한다고 말한다. 텃밭 농부들도 똑같이 할 수 있다. 합성 화학물질도 사용하지 않는 것이 중요하다. 퇴비, 특히 지렁이 분변토를 넣으면 토양 생태계를 더욱 튼튼하게 할 수 있다. 

그것이 지닌 가치가 관심을 받기 시작하고 있다. Wall 씨는 20만 달러가 수여되는 타일러 환경상을 수상하여 자신의 연구에 사용할 계획이라고 말한다. “이제 토양 생물다양성을 위한 시간입니다”라고 Wall 씨는 말한다.

http://www.nytimes.com/2013/05/12/opinion/sunday/the-hidden-world-of-soil-under-our-feet.html?pagewanted=1&_r=2&ref=opinion