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털갈퀴덩굴(헤어리베치)는 풋거름작물로서 가치가 큰 식물입니다. 풋거름작물이란 잎과 줄기 등을 비료로 활용하는 작물을 일컫습니다. 풋거름작물은 양분 공급 효과가 크고 땅심을 높여주기 때문에 화학비료를 대체할 수 있어 친환경 농업과 비용 절감을 위한 필수 작물로 인정받고 있습니다.

농생태학: 지속가능한 먹을거리 체계의 생태학

21장 경관 다양성

농업이 시작된 이래로 인간은 주로 농업생태게를 창출하려는 목적으로 지구의 표면을 가로질러 자연적으로 발생하는 육상 생태계를 변경하고 바꾸어 놓았다. 얼마 전 인간의 역사에서 모든 농업이 전통적이고 소규모였을 때, 농업생태계는 더 큰 자연 경관을 가로질러 작은 조각들로 산재해 있었다. 관리된 서식지는 자연 생태계의 온전함을 유지하면서 경관을 다양화하고 있었다. 이와 대조적으로, 오늘날 농경지는 두드러지게 이용되며 지구 지표면의 많은 부분으로 흩어지면서 자연 서식지의 조각들을 이루고 있다. 농업 생산을 위해 토지를 전환시키는 과정이 진행되면서 유기체의 다양성과 생태적 과정의 온전함에 보통은 부정적 충격을 주고, 기후변화에 크게 기여했다(그림21.1).

그림21.1 숲으로 덮인 전 세계 토지 면적의 감소. 다른 생태계보다 더 많은 탄소를 격리하고 엄청난 생물다양성을 지원하는 숲 생태계는 수천 년 전 농업이 시작된 이래로 꾸준히 감소하고 있다. 삼림지대, 관목지, 초원을 포함하는 다른 유형의 자연 생태계도 비슷한 축소를 겪고 있으며, 이러한 경향은 계속될 것 같다. (FAOSTAT, Food and Agriculture Organization of the United Nations, Statistics Database. http:// faostat3.fao.org/home/index.html. Dates of access range from January 1, 2014 to March 30, 2014. 에서 자료)

도시화와 광산업 같은 인간의 다른 형태의 착취도 대규모 서식지 변형과 생물다양성 및 생태계 기능의 상실에 기여했지만, 방목과 목재 생산을 포함한 농업 생산이 생물권 규모에서 세계의 생명을 유지하는 체계를 위협하는 환경 변화를 일으키는 많은 책임을 지고 있다. 

지속가능한 먹을거리 체계를 개발하는 주요한 목표 가운데 하나는 생물 자원을 보존하고, 환경의 품질을 보호하기 위하여 이러한 파괴와 방치의 유산을 뒤집는 것이다. 사실, 이 목표는 농업의 지속가능성에 대한 우리의 정의에 기초한다. 더욱 지속가능한 농업생태계 -더 다양하고, 외부 투입재와 환경의 집약적 변형에 덜 의존하는- 는 근본적으로 더 환경친화적일 것이다. 

우리가 농업생태계, 자연 생태계 및 생물권 전체의 관계에 초점을 맞출 때 중요한 설계와 관리 원칙의 다양성이 빛을 발한다. 특히, 우리가 자연 서식지, 토착 종 및 지역의 생태적 과정을 염두에 두고서 농업생태게를 설계하고관리하면 작물과 농장은 자연 생태계 못지않게 혜택을 받을 수 있다는 걸 발견한다. 또한 이러한 방식으로 농업생태계를 설계하고 관리하면 오늘날 대부분의 먹을거리 생산 체계보다 훨씬 적은 탄소를 배출하고 심지어 온전한자연계만큼 탄소를 격리할 수 있다는 걸 발견한다. 

자연 생태계 과정에 대항하기보다는 오히려 그와 함께 농업 생산을 수행하는 일은 자연환경 자체를 위해서만 필요한 게 아니라, 인간 사회의 장기적 복리를 위함이다. 우리는 건강하게 기능하는 생태계에 의존하여 날씨의 극단을 완화하고, 양분을 순환시키고, 침식으로부터 강기슭을 보호하며, 우리의 음용수를 여과하고, 우리의 폐수를정화하고, 새로운 토양을 생성하며, 작물을 수분시키고, 가뭄과 홍수의 충격을 줄이고, 탄소를 격리하며, 우리에게 다양한 여타의 생태계 서비스를 제공한다. 지구의 자연환경 대부분을 먹을거리, 섬유, 목재 생산을 위해 관리되는 체계로 대체함으로써, 우리는 이러한 생태계 서비스들의 토대를 심각하게 위협했다. 그러므로 지속가능성의 관점에서, 우리는 (1)남아 있는 자연환경, 생태계, 생물다양성을 보존하고, (2)생태계 서비스 제공자로 기능하도록 농업생태계를 설계하고 관리해야 한다(그림21.1). 

농업 경관

생물다양성과 생태적 과정을 보호하고 향상시키는 -그리하여 자연환경에서 혜택을 얻는- 농업생태계를 개발하는 일은 지역이나 경관의 수준으로 관점을 바꾸어야 한다. 그래서 먼저 우리는 농업 경관의 기본 측면을 살펴보겠다. 

예전에 자연환경 안에서의 농업 개발은 경관을 가로질러 확산되는 다양한 유형의 서식지 조각의 이질적인 모자이크를 만드는 경향이 있었다. 토지의 대부분은 농업 생산을 목적으로 집약적으로 관리되고 빈번하게 교란되지만, 특정 부분(습지, 수변 통로, 둔덕 등)은 상대적으로 자연 조건으로 남아 있으며, 다른 부분(농지 사이의 경계, 건물 주변 지역, 길가, 농지와 인접한 자연 지역 사이의 띠 등)은 때때로 교란되었지만 집약적으로 관리되지는 않았다. 게다가 자연 생태계가 농업 생산이 지배적인 지역을 둘러싸거나 가장자리를 이룰 수 있었다(그림21.2).

그림21.2 중국 난징 근처의 다양한 농업 경관. 자연 생태계는 농업 환경에서 다양한 인간의 토지 이용 활동과 연계된다. 

비록 토지에 미치는 인간의 영향력 수준은 집약적 교란과 관리부터 상대적으로 자연 그대로인 야생에 이르기까지연속체에 따라 다르지만, 우리는 이 연속체를 세 부분으로 나누어, 세 가지 기본 종류의 농업 경관 구성요소를 도출할 수 있다.

1. 농업 생산 지역. 집약적으로 관리되고 주기적으로 교란되는 이들 지역은 보통 비토착의 작물화된 식물 종으로주로 구성된다. 

2. 인간의 영향력이 적당하거나 감소된 지역. 이러한 중간의 범주는 목초지, 목재 생산을 위해 관리되는 숲, 생울타리 및 기타 경계 지역, 혼농임업 체계를 포함한다. 이들 지역은 전형적으로 토착 및 비토착 식물 종의 혼합으로구성되며, 많은 토착 동물 종을 위한 서식지 역할을 할 수 있다. 

3. 자연 지역. 이들 지역은 비록 크기가 작고, 일부 비토착 종을 포함하며, 인간의 교란이 있을 수 있지만, 원래의 생태계 구조와 종의 구성이 자연적으로 그곳에 존재하는 것과 닮아 있다.

이들 세 가지 경관 구성요소는 다양한 조합과 배열로 전형적인 농업 경관의 모자이크 패턴을 형성한다.

경관의 패턴

경관 모자이크 안에는 세 가지 구성요소가 서로 관련하여 어떻게 배열되어 있는지에 대한 세 가지 공통적으로 인식할 수 있는 패턴이 있다. (1) 자연 지역과 농업 생산을 위해 관리되는 지역은 인간의 영향력이 적당하거나 감소된 지역에 의해 분리된다. (2) 자연 지역은 농업 생산 지역 안의 띠, 통로 또는 조각들을 형성한다. (3) 인간의 영향력이 적당하거나 감소된 지역은 농업 생산 지역 안에 분산되어 있다. 그림21.3에 나와 있는 이러한 세 가지 패턴은 여러 가지 방식으로 조합되고 배열될 수 있다. 

그림21.3 농업 경관 구성요소의 배열에 있는 세 가지 공통된 패턴의 사례. 자연 생태계와 농업생태계는 인간 영향력이 중간인 지역으로 분리될 수 있다(a). 자연 생태계는 농업생태계의 안에 통로, 띠 또는 조각을 형성할 수 있다(b). 인간의 관리가 덜 집약적인 지역은 더 넓은 농업 생산 지역 안에 분산될 수 있다(c).

농업 경관의 모지이크 패턴 만들기에서 중요한 변수는 그것의 이질성 또는 다양성의 정도이다. 경관은 농업 생산지역이 지배적이고 다른 두 종류의 경관 구성요소의 조각이나 띠에 의해 중단되지 않을 때 비교적 동질적이다. 이와 대조적으로 이질적 경관은 비작물과 자연적 조각들이 풍부하다. 

농업 경관의 이질성은 지역에 따라 크게 달라진다. 세계의 어떤 지역(예, 미국의 중서부)에서는 농업용 화학물질, 제초제, 기계 기술, 좁은 유전적 계통, 대규모 관개 등이 집중적으로 사용되어 경관이 상대적으로 동질적이게 되었다. 그러한 지역에서 농업 경관은 대규모 단일한 작물의 농업 생산 지역으로 주로 구성된다. 다른 지역에서(예, 중국의 장쑤성이나 중앙아메리카와 멕시코의 여러 그늘에서 커피를 재배하는 지역), 산업적 투입재를 최소한으로 이용하는 전통적 농법은 다양하고 매우 이질적인 경관을 만들어낸다. 아마 자연적으로 존재하는 것보다 훨씬 이질적일 것이다. 

그 모자이크 구성 때문에 전형적인 농업 경관은 생태적으로 파편화된 환경이다. 각각의 조각은 생태학적으로 다른 군집의 서로 다른 유형에 의해 다른 비슷한 조각들로부터 분리된 파편이다. 한편으로, 이러한 파편화는 특정 유형의 서식지에 한정된 개체군에게 부정적 영향을 줄 수 있다. 다른 한편으로, 파편화된 이질적인 경관은 감마 다양성이 높다. 우리가 다음 절에서 살펴보겠지만, 경관 수준에서 효과적인 관리는 감마 다양성을 향상시키고 그혜택을 이용하는 동시에, 서식지 파편화로 일어날 부정적 결과를 완화시키는 일을 포함한다. 

경관의 분석

경관 수준에서, 서식지 조각들 사이의 유기체와 물질의 이동은 전반적인 생태적 과정을 유지하는 데 중요한 요인이 된다. 또한 서로 다른 서식지 조각들에 있는 유기체의 상호작용과 물리적 과정이 중요하다. 경관의 한 지역에서 일어나는 일은 다른 지역에 영향을 줄 수 있다. 이들 요인에 대한 연구 및 그것들이 경관의 공간적인 패턴 만들기에 의해 형성되는 방법은 경관 생태학으로 알려져 있다. 경관 모자이크의 여러 부분이 어떻게 형성되고 그것들이 어떻게 상호작용하는지 이해하는 데 도움이 되기에, 경관 생태학은 농업 경관의 관리를 위한 좋은 기초를 제공한다(Turner et al. 2001; Odum and Barrett 2005).

경관 생태학의 세 가지 중요한 도구는 항공 사진, 위성 영상, 지리 정보 체계(GIS) 분석이다. 이들 도구를 사용하면 현재의 경관 패턴을 과거에 관찰된 것과 대조할 수 있다. 발생한 변화는 모든 경관의 요소를 고려한 관리 체제를 설계하기 위한 기초를 제공하는 경관 체계의 안정성과 지속가능성을 유지하도록 하는 농업생태계의 역할을 이해할 수 있도록 농사 체계 자료와 상호연관될 수 있다(Ellis 2011).  

경관 페턴에 대한 역사적 자료의 모든 형태는 농업 경관을 분석하는 데 유용할 수 있다. 미국 농업총조사의 자료 같은 총조사 자료는 한 지역에서 재배되는 작물의 유형과 그것들이 어디에서 재배되는지 조사하는 데 특히 중요할 수 있다. 이들 자료는 항공 사진과 결합되면 분석자가 서로 다른 시간대에 존재하는 경관 요소의 숫자(예, 농경지, 목초지, 수변 통로, 숲 조각)를 조사할 수 있도록 정량화할 수 있는 값을 부여받을 수 있다. 이러한 자료가 지리 정보 체계 분석을 받으면, 시간의 경과에 따른 경관 구조의 패턴과 관계를 시각화하는 역동적인 방법이 될 수 있다. 

예를 들어, 그림21.4의 지리 정보 체계 영상은 중국 광둥성의 농업 지대에서 수십 년 동안 발생한 변화를 보여준다. 이 지방이 주로 농업 경제로부터 더 산업화된 경제로 전환됨에 따라, 농경지는 상당한 변화를 겪었다. 숲 복구, 조림업, 과수원 개발의 결합을 통해 나무의 식생이 복원되었고, 이전의 많은 농경지에는 건물 구조가 증가했다. 그림21.4의 이미지에서 나타나듯이, 내용과 시간이 달라지는 다층의 자료는 이와 같은 동인과 변화의 결과를 이해하도록 통합될 수 있다. 

그림21.4 중국 서부의 광둥성(덴바이 구)에 있는 1㎢ 면적의 지리 정보 체계 분석은 시간의 경과에 따른 농업 경관의 변화를 보여주고 있다. 전통적인 것에서 더 산업화된 경제로 전환하며 건물 구조가 증가하고, 많은 농경지가 버려지며, 나무의 식생 -예전에는 땔감으로 태워지고 수확되던- 이 이전의 농업 지역과 언덕에서 복원되었다. (영상과 자료 제공 Erle C. Ellis 씨. 더 많은 정보는 여기를 참조 www.ecotope.org)

경관의 서로 다른 구성요소가 어떻게 상호작용하는지에 대한 지식과 결합된 특정 경관에서 과거에 이용되던 농법에 대한 지식은 농법이 경관의 비농업 요소들이 어떻게 영향을 주는지, 그리고 그 반대의 경우도 이해할 수 있도록 한다. 토양침식률, 비료 투입, 농약 살포, 관개, 작물 유형과 다양성 및 기타 관행과 과정은 경관 패턴의 측면에서 이해될 수 있다. 이러한 지식을 기반으로, 작부 패턴이나 농법의 변화에 대한 권장사항을 만들 수 있으며,농업생태계 설계에 대한 결정은 농장을 넘어 더 큰 경관의 맥락으로 이동할 수 있다. 

경관 수준에서 하는 관리

농업생태계 관리가 더 큰 농업 경관의 수준에서 수행될 때, 자연 생태계의 이익과 관리되는 생산 체계의 이익 사이에 존재하곤 하는 적대는 상리공생 혜택의 관계로 대체될 수 있다. 경관에 포함된 자연과 준자연 생태계 조각들은 농업생태계를 위한 자원이 될 수 있고, 농업생태계는 자연 생태계의 온전함을 보존하는 데에 부정적 역할보다는 긍정적 역할을 취하기 시작할 수 있다. 

경관 수준의 관리에 대한 개념은 반드시 농업 지역의 여러 다양한 이해당사자들(서로 다른 농민, 정부기관, 보존 이익단체 등)사이의 조율된 관리를 뜻하지는 않는다. 그것의 본질은 관리 결정과 토지 이용 계획에 자연 생태계와 지역의 생물다양성을 포함시키는 것이다. 따라서 경관 수준의 관리는 한 지방의 농업 경관의 작은 부분만을 직접 통제하는 개별 농민에 의해 구현될 수 있다. 

경관 수준의 관리를 구현하는 데에는 두 가지 처리 원리가 있다. 

1. 밀도, 크기, 풍부함, 비작물 서식지 조각들의 다양성을 증가시키고, 그들 사이에 더 많은 연결을 창출함으로써농업 경관을 다양화한다. 이들 조각은 교란과 "자연스러움"의 수준에서 다양할 수 있다. 그들이 공동으로 공유하는 것은 자연 생태적 과정이 발생할 수 있으며, 토착 또는 이로운 식물과 동물 종들이 적합한 서식지를 찾을 수 있는 장소가 되는 능력이다. 

2. 작부 지역을 관리하여 자연환경에 대한 부정적 영향을 줄이고, 토착 종들을 위한 서식지가 되는 가치를 극대화한다. 이는 농약, 무기질 비료 및 관개의 사용을 제거하거나 줄이고, 빈번한 경운과 장기간 토양의 덮개 없이 농지를 놔두는 것, 대규모 단작으로 재배하는 것, 풀을 베거나 길가와 도랑에 제초제를 살포하는 것 같은 생태계 과정을 간섭하는 농법에 대한 대안을 찾는 일을 의미한다. 

후자의 원리는 지금까지 이 책에서 논의된 모든 것을 다루고 있다. 농장 외부의 투입재를 줄이고, 생물학적 방제에 의존하고, 작부체계를 다양화하며, 천이 과정이 더욱 진행되도록 하여 이런 모든 농법이 더 환경친화적인 농업생태계를 창출하는 데 기여한다. 이러한 농생태학에 기반한 관리를 가정할 때, 우리는 먼저 농업 경관의 다양화라는 첫 번째 원리에 초점을 맞춘 다음, 이 절의 뒷부분에서는 두 번째 원리에 설명된 대안적 관리가 환경 서비스를 제공하는 경관의 능력을 향상시킬 수 있는 방법을 탐구할 것이다. 

다양한 농업 경관에 있는 비작물 서식지 조각들은 다양한 방식으로 농업 생산 지역과 상호작용할 수 있다. 예를 들어, 농경지에 인접한 비작물 서식지 지역은 농지로 이동하여 해충에 기생할 수 있는 토착 기생 말벌 종의 개체군을 수용할 수 있다. 또한 토양 미생물의 존재에 적대적인 농법이 중단된 뒤 농경지에서 다시 군집을 형성하기 위한 근원으로 기여할 수도 있다. 토착 식물 종에 의해 식생이 형성된 수변 통로는 더 복잡한 관계의 사례를 제공한다. 통로는 농경지에서 침출되는 용해된 비료의 양분을 여과하고, 이로운 종들의 존재를 촉진하며, 토착 동물 종이 경관의 농업 구성요소로 이동할 수 있도록 한다. 

이들 사례에서 볼 수 있듯이, 경관 수준의 다양화는 토착 종과 농업생태계 모두에 혜택을 제공한다. 다양화가 꼼꼼하게 계획되고 관리되면, 이들 혜택은 최대화될 수 있고, 가능한 부정적 영향을 최소화할 수 있다. 따라서 효과적인 경관 수준의 관리는 지속가능성을 달성하는 중요한 부분이다. 

농장 안의 다양화

농민은 적당한 서식지를 확립하고 보호함으로써 농장의 집약적으로 관리되는 지역에서 토착 종의 존재를 적극적으로 장려하고 유지할 수 있다(Jackson and Jackson 2002; Pisani Gareau et al. 2013). 이들 서식지는 농장의 농지 안, 농지 사이, 도로를 따라, 도랑 안, 대지경계선을 따라, 또는 주거 지역과 농장의 농지를 구분하는 경계에 있을 수 있다. 서식지는 다양한 비작물 여러해살이를 심은 영구적인 띠나 구역일 수 있고, 아니면 농장의 농자 안에 있는 임시 조각들일 수도 있다. 그러한 서식지를 만드는 방식은 다음과 같다. 

• 겨울철에 자라는 덮개작물을 심는다. 그 작물은 다양한 종류의 동물 종, 특히 지상에 둥지를 트는 조류에게 중요한 먹이나 덮개를 제공할 수 있다.

• 옥수수나 밀 같은 수확하지 않은 작물의 두둑을 남겨둔다. 이들은 토착 동물 종에게 자원을 제공할 수 있다.

• 농장에 침식 통제가 필요한 곳에는 다양성을 향상시키고 중요한 환경보호 목표를 달성하기 위하여 풀로 덮인 수로를 설치한다. 

• 계단식 산비탈의 계단밭을 구분하고 있는 벽면에 여러해살이 풀이나 떨기나무를 심는다. 

• 침식에 취약하거나 위험이 있는 토지에 여러해살이를 심거나, 토착 종의 자연적 천이를 허용하여 이 토지를 더 자연스런 상태로 복원한다.

• 농장에 있는 물빠짐이 나쁘거나 반영구적인 습지대를 자연 습지로 복원한다. 

• 토착 조류를 위하여 둥지, 횃대, 사냥터로 농지와 그 주변에 있는 토착 나무를 유지하거나 심는다. 

• 맹금류를 위한 인공적 횃대와 기타 잠재적으로 이로운 조류 종을 위한 새집을 제공한다.

자연 서식지가 거의 남아 있지 않은 고도로 변형된 농업 경관에서는 이러한 종류의 모든 조치가 경관의 생물다양성과 생태계 서비스를 제공하는 그 능력을 복원하는 데 중요할 수 있다. 

농장의 경계와 가장자리

농업 경관 주변과 안에, 이들 지역과 농업 생산을 위해 관리되는 지역 사이의 공유된 경계나 접촉면에 상대적으로 광범위한 비농업 자연 생태계가 존재하는 곳은 중요한 생태학적 중요성을 갖는다. 이는 특히 농업 전환 이전에 지형, 지질, 미기후에 상당한 변동성이 존재하던 지방에서 그러하다. 관리 이력에 따라 이들 경계와 가장자리는 갑작스럽고 선명히 윤곽이 드러나거나 폭넓고 잘못 윤곽이 드러날 수 있다. 작물 지역과 자연 식생 사이의 점진적 전환(예를 들어 그늘지는 나무로 덮인 카카오 농장과 주변의 자연림 사이에 일어나듯이)이 있으면, 이행대가 생성된다. 그러한 전이 구역은 그들 자신의 고유한 서식지로 인식되곤 하여, 종들의 독특한 혼합을 지원할 수 있다. 여러 상황에서 그곳은 자연 생태계와 조작된 농업생태계 모두에서 오는 천이종들로 구성되어 있다. 

농업생태계를 위한 혜택 만들기

비교적 좁더라도 사실상 이행대인 가장자리는 농업 경관에서 중요한 역할을 담당할 수 있다. 가장자리 안에 존재하는 환경 조건은 농장 서식지와 자연 서식지 사이에 이행되는 곳이기 때문에, 두 곳에서 오는 종들은 실제로 그 중간의 조건을 선호하는 다른 종들과 함께 같이 거기에서 발생할 수 있다. 때때로 생물체의 종류와 밀도가 가장자리 또는 이행대의 서식지에서 가장 중대한데, 이는 주변 효과라고 불리는 현상이다. 주변 효과는 모두 결정 요인이 되는 인접하고 있는 서식지들 사이의 길이, 너버, 대비되는 정도와 함께 이용할 수 있는 가장자리의 양에 의해 영향을 받는다. 

작부체계를 위한 가장자리 서식지의 혜택은 더 잘 알려지고 있다. 농경지에서 곤충 개체군에 대한 인접한 서식지의 영향을 주제로 한 철저한 검토에서, 알티에리Altieri와 니콜스Nicholls(2004b)는 농업의 해로운 유기체의 광범위한 자연적인 생물학적 방제 대리물의 전파와 보호를 위해 가장자리가 중요한 서식지라고 제시한다. 어떤 이로운 유기체는 농경지의 교란되는 환경, 특히 농약이 살포되는 곳에 유인되거나 오랫동안 생존할 수 없다. 그것들은 주로 먹이활동이나 산란을 위해 농지를 이용하여, 가장자리에서 농장의 농지로 왔다갔다 이동하는 대신에 선택한다. 다른 이로운 유기체는 건기나 작물이 존재하지 않을 때와 같이 농경지에 그들의 주요 숙주가 되는 개체군이 없을 때 생존을 위해 가장자리 체계에서 대안이 되는 숙주에 의존한다. 가장자리의 서식지 가치는 지하의 토양 환경으로 확장된다. 가장자리 지역의 토양은 덜 교란되기에, 소중한 토양 생물군을 위한 피난처 역할을 할 수 있다. 이로운 유기체의 다양하고 효과적인 개체군을 보장하기 위하여 가장자리 지역에 필요한 조건에 관하여 더 많이 알게 될수록, 이러한 전환 지역의 실제 관리는 경관 관리 과정의 일부가 될 수 있다(그림21.6). 

그림21.6 코스타리카 코토브루스의 핀카 로마 린다Finca Loma Linda에 있는 2차 식생의 가장자리 서식지. 숲의 가장자리에 있는 낮고, 다양한 식생은 일단 그곳에 확립되어 작물로 이동할 수 있는 이로운 유기체들에게 서식지 역할을 할 수 있다.

가장자리의 관리는 농사짓는 지역과 적절한 공간적 관계를 결정하는 데에 부분적으로 의존할 것이다. 작물 지역에 대한 가장자리 서식지 지역의 이상적인 비율은 얼마인가? 가장자리 서식지에 얼마나 가까이 있어야 작물이 가장자리에 의존하는 이로운 유기체들에게서 혜택을 누릴 수 있는가? 꽃이 피는 식물의 통로처럼 중간의 서식지는 작물 지역으로 가장자리를 효과적으로 연장할 수 있는가? 농업생태계를 위한 혜택을 최적화하고 지역의 생물다양성을 향상하려면 그러한 문제를 해결해야 한다. 

인접한 자연 생태계의 보호

만약 우리가 우리의 관점을 농장의 농지에서 다른 쪽의 가장자리에 있는 자연 생태계의 건강으로 옮긴다면, 가장자리는 농사, 임업 또는 방목의 잠재적인 부정적 영향으로부터 자연계를 보호하는 완충 구역으로 기능하는 것으로 볼 수 있다. 완충을 하는 가장자리는 농장 농지의 바람의 흐름, 수분의 수분, 온도, 태양 방사의 특성을 변경하여 이러한 환경 조건이 인접한 자연 생태계에 큰 충격을 주지 않도록 한다(Laurance et al. 2002). 이러한 변경은 숲 식생의 하층에 살고 있는 종들에게 특히 중요하다. 갑작스런 가장자리가 바람, 열, 더 강한 빛이 숲으로 침투하게 하여 종들의 구성을 교란시킬 수 있다. 

완충 구역은 또 다른 중요한 역할도 수행할 수 있다. 예를 들어, 그곳은 자연 생태계로 작부체계의 개방된 서식지에서 불이 이동하는 걸 막을 수 있다. 그러한 보호는 이동식 경작 농법으로 베어낸 가지 등을 태우기 위해 불을 활용하는 지역에서 특히 중요하다. 

캘리포니아 중부 연안에서 행한 연구는 완충 구역이 인접한 자연환경에 미치는 농업의 영향을 어떻게 효과적으로 완화시킬 수 있는지 입증했다(Los Huertos 1999; Rein et al. 2007). 연구 현장과 그 주변의 매우 침식되고 침출되기 쉬운 토양을 지닌 둔덕이 습지대 어귀 쪽의 아래로 기울어져 있다. 딸기는 일반적으로 습지대의 가장자리까지 심어져 있다. 습한 해에는 토양 150톤/헥타르 이상의 침식율이 발생한다. 또한 비와 관개용수에 의해 어귀로 침출되는 질산염과 침식된 토양 입자에 부착된 인산염과 잔류농약도 어귀로 이동하여 습지대 생태계의 악화에 기여하고 있다(Soil Conservation Service 1984). 이러한 부정적 영향을 막고자, 집약적으로 농사짓는 딸기밭과 어귀 사이에 완충 구역이 설치되었다. 연안의 초지와 관목지가 원래 농사짓던 곳을 점유했기에, 토착 여러해살이 풀들이 20-50m 너비를 지닌 밀집된 띠 모양으로 심어졌다. 일단 확립되면, 풀 덮개가 효과적으로 퇴적물을 붙들고 가용성 양분을 흡수하여, 침식과 질산염, 인산염, 살충제가 어귀로 흐르는 걸 모두 제한한다. 또, 완충 구역은 농장의 농지를 위하여 이로운 곤충의 잠재적 저장고 역할도 했다(그림21.7).

그림21.7 캘리포니아 엘크혼 슬루Elkhorn Slough의 딸기밭과 습지대 어귀 사이에 있는 토착 여러해살이 풀의 완충 띠. 딸기가 어귀의 가장자리까지 심어지면(a), 어귀는 침식과 침출에 영향을 받는다. 여러해살이 풀의 완충 구역(b)은 그 지역에 토착 종들의 다양성을 복원하면서 이러한 영향을 완화시킨다. 

완충 구역은 농촌 세계의 여러 지역에서 생태학에 기반한 개발(ecodevelopment) 프로젝트에서 매우 중요한 부분이 되고 있다(Bennett and Mulongoy 2006). 농업 활동으로 자연 생태계를 대체하는 농사와 방목 체계에 의해 숲이 잠식되고 있는 지역에서, 완충 구역은 더욱 심한 침입으로부터 숲을 보호하면서 인간의 활동이 일어날 수 있는 지역을 제공한다. 완충 구역에 있는 숲의 구조가 유지되고 인접한 숲이 보호되는 한 완충 구역에서 채굴하지 않는 임업, 하층 식생에서의 작부, 혼농임업, 토착 식물이나 동물성 물질의 수집을 포함하는 전통적인 토지 이용 활동이 허용된다. 이상적 상황에서는 숲의 생태계가 보존되고, 제한된 경제 활동이 완충 구역에서 계속되며, 집약적 농업 활동이 인접한 개간지에서 이루어진다. 그러한 프로그램의 성공은 사회적, 경제적, 정치적 이유들에 인해 제한되어 왔지만(Naughton-Treves and Salafsky 2004; Mehring and Stoll-Kleemann 2011), 그 개념은 지속가능한 농업과 생물다양성 보존의 목표를 통합시키는 중요한 방식으로 전망된다. 

뒤죽박죽의 생태학

농업 경관의 뒤죽박죽은 경관 전체에 걸쳐서 발생하고 있는 생태적 과정에 중대한 영향을 미친다. 비슷한 서식지조각들은 서로 분리되어 있지만, 감마 다양성은 잠재적으로 높다. 그러한 맥락에서, 조각들의 크기와 모양, 그리고 그들 사이의 거리는 경관 수준에서 생물다양성을 결정하는 중요한 요인이다. 

고도로 변경된 농경지가 자연 생태계 조각들을 분리하면, 그 조각들은 생태학적으로 섬과 유사하다. 17장에 나와있는 섬 생물지리학 이론에 따르면, 농업의 "바다"는 자연의 섬들 사이에 다양한 식물과 동물 종의 이동을 막거나선택적으로 막을 수 있다. 따라서 하나의 조각에 존재하고 있는 특정 종들의 개체군이 다른 개체군과 분리될 수 있다. 조각들 사이에서 개체들의 빈번한 교환이 발생할 수 있는 경우가 아니라면, 각각의 계통군은 유전적 격리 또는 절멸의 대상이 될 수 있다. 

자연 생태계 조각들은 농업에 이로운 유기체를 위한 피난처를 제공하고 기타 다양한 환경 서비스를 제공할 수 있기 때문에, 농업 생산 지역과 관련하여 자연 생태계 조각들의 최적 밀도, 풍부함, 배열을 결정하는 데에 상당한 이점이 있다. 경관을 가로질러 이로운 유기체들의 이동을 촉진시키기 위하여 서석지 조각들을 연결하는 통로가 필요할 수 있다. 특정 너비의 가장자리는 자연과 농업의 체계 모두에 해충 문제를 일으키지 않으면서 최적의 주변 효과를 제공할 수 있다. 통합 해충 관리의 옹호자들은 살충제를 사용하지 않고 성공적으로 해충을 관리하는 일은 조각 환경의 격리 메커니즘과 촉진 메커니즘을 모두 활용하기 위해 노력하는 지역 또는 경관 수준의 관리 프로그램이 필요하다고 주장한다(Collinge 2009). 생태학자들은 자연 생태계에서 일어나는 생태적 과정에 대한 지식을 그러한 문제를 해결하는 데 적용해야 한다고 요구하고 있다(Kareiva and Marvier 2011).  

생태계 서비스의 제공자가 되는 농업 경관

농업 경관을 한 지역의 비농업 및 농업 지역 모두를 결합하여 통합된 전체로 보면, 자연 생태계가 혼자 제공하는 것과 거의 똑같은 방식으로 통합된 생태계로 기능하며 환경 서비스를 제공하도록 관리될 수 있다. 이 책의 3부와4부에서 설명한 농생태학의 지식과 농법은 이러한 관리의 이론적, 실천적 기반의 상당 부분을 제공한다. 

환경 서비스는 인간의 생존과 복리 및 세계의 생물권에 필수적인 자연 생태계가 제공하는 많은 "재화"이자 서비스이다(Millennium Ecosystem Assessment 2003; Wratten et al. 2013). 최근까지 우리는 그것들이 무료이며 풍부하다고 인식했기에 당연한 것이라 여기는 경향이 있었다. 지속가능한 농업생태계의 기능을 위해 특히 중요한 생태계 서비스는 양분 순환, 병해충의 생물학적 방제, 침식 통제와 퇴적물 유지, 수자원 조절, 성공적인 작물과 동물 육종에 필수적인 유전적 다양성의 유지 등을 포함한다. 직접적인 농업생태계의 맥락 이외에도, 생태계 서비스는 지구의 규모에서 중요하다. 그것은 대기의 가스 조성을 조절하고(특히 이산화탄소의 격리를 통해), 생물다양성을 창출하며 유지하고, 기후와 날씨에 영향을 미치고, 유역의 기능을 유지한다. 표21.1은 농업생태계의 맥락에서 중요한 생태계 서비스의 목록을 제공하며, 각각은 그 원인이 되는 생태적 과정과 짝을 이룬다. 

표21.1 농업생태계 환경에서 생태계 서비스와 그걸 제공하는 생태계 과정3

출처: Swift, M.J. et al., Agric. Ecosyst. Environ., 104, 113, 2004; Wratten, S. et al., Ecosystem Services in Agricultural and Urban Landscapes, John Wiley & Sons, New York, 2013. 에서 변형

자연 생태계는 그 생화학적, 생물물리학적, 생물학적 과정이 건강한 방식으로 기능할 때 생태계 서비스를 제공하여 생물학적으로 생산적이 되도록 한다(Swift et al. 2004). 똑같은 원리가 농업생태계에도 적용된다. 농업생태계가생태계 서비스의 제공자가 되려면 그것의 다양성, 안정성, 복잡성이 자연 생태계에 근접하도록 설계되고 관리되어야 한다. 즉, 농업생태계의 다양성(17장)을 증가시키고 더 큰 천이 발달(18장)을 허용하는 일은 완전한 생태계 기능을 위한 그 잠재력을 얻을 수 있는 농업 경관을 창출하는 기반이다. 

우리가 알고 있듯이, 농업생태계의 다양화는 다모작, 돌려짓기, 휴한, 덮기, 최소한의 경운, 가축의 통합 등을 통해 이루어지며, 천이 발달은 혼농임업, 여러해살이의 더 광범위한 활용, 천이 모자이크의 창출을 통해 달성될 수 있다. 그리고 이번 장의 앞에서 논의된 농법을 통한 경관의 비작물 구성요소들과 함께 다양하고 천이가 발달된 농업생태계가 관리될 때, 양분 순환, 개체군 조절, 에너지 교환의 생태적 과정이 전체 경관을 가로질러 통합되어 생태계 서비스가 발생하는 탄탄한 기능을 하도록 보장한다. 

우리가 생태학에 기반한 관리법을 사용해 생태계 서비스를 제공하는 농업생태계의 능력을 향상시킬 때, 그와 동시에 우리는 농업의 지속가능성이란 목표를 향하여 확실하게 노력하고 있는 셈이다. 하지만 지속가능성과 생태계서비스가 생물다양성의 보존과 한데 모이는 것은 우리가 우리의 생각을 경관 수준으로 확장할 때 뿐이다(Swift et al. 2004; Scherr 2007; Perfecto et al. 2009; Wratten et al. 2013). 

경관의 다원적 기능

경관이 먹을거리를 생산하고 생물다양성을 향상시키고 보호하기 위하여 관리되는 자연 생태계와 농업생태계의 조각들로 구성될 때, 그곳은 다원적 기능의 경관으로 간주될 수 있다. 이러한 통합적 개념 -다양성의 농생태학 원리를 경관 수준으로 확장한 논리적 결과- 은 생물다양성과 생태계 서비스의 중요한 가치를 인식하고, 인간이 이미 지구의 많은 부분을 영구적으로 변경했음을 인정한다. 

지속가능성의 관점에서, 경관의 다원적 기능은 농촌과 농업 경관에 국한될 수 없다. 상리공생의 혜택이 최대화되도록 자연계와 비인간 유기체들의 요구와 함께 인간의 토지 이용을 통합시키는 기본 원리는 도시화된 지역을 포함하여 모든 인위적 경관으로 확대되어야 한다. 자연계와의 관계에서 농업 생산의 지속가능성에 초점을 맞추는 것만으로는 충분하지 않다. 또한 우리는 가장 집약적인 인간의 이용 -거주, 운송, 에너지 생산, 제조- 에 바쳐진 토지를 포함시키고, 농업 경관과 그것의 접점 및 연결에 관해 염려해야 한다. 만약 우리의 현행 먹을거리 체계에서 지속가능성이 결여되어 있는 주요 이유가 먹을거리의 소비자와 그 먹을거리가 생산되는 토지의 극단적인 공간 분리에 있다면, 더 지속가능한 체계는 지구상의 인간 존재에 대한 공간 배치와 먹을거리 생산과의 관계에 초점을맞추어야 한다. 경관의 다원적 기능에 대한 이러한 광범위한 고려의 결과는 마지막 장에서 논의될 것이다.

농업, 토지 이용, 그리고 지속가능성

이 장을 시작하며 언급했듯이, 농업 개발은 근본적으로 인간의 문화와 자연의 환경 사이의 관계를 변화시켰다. 지구의 육상 표면 가운데 50% 이상이 현재 농업(경작지와 목초지)에 바쳐져, 농업이 지구상의 인위적 변화와 생물다양성 상실을 일으키는 주요 원인으로 만들고 있다. 하지만 농업은 지구의 생명을 유지하는 체계의 온전함을 위협하는 많은 책임을 지고 있는 반면, 그러한 체계를 보호하고 생물권 수준의 과정에 대한 기타 인간 활동(화석연료의 이용 같은)의 영향을 완화시키려 노력하는 중심이 될 수 있다. 인류가 생물권에 미치는 영향을 형성하는 데에 미치는 농업의 핵심적 역할은 일종의 농업 관리를 받는 토지의 많은 부분과 농업인이 이러한 토지를 관리하는 책임이 있는 행위자라는 사실 모두에 기인한다(Lovell et al. 2010). 그들의 행위는 지속가능한 먹을거리 체계의 가능성만이 아니라, 지구에서 인간 존재가 지속가능할 가능성도 좌우한다. 

문화적 경관을 지닌 지구에서, 우리의 남아 있는 생물다양성과 생태적 과정에 의해 제공되는 생태계 서비스를 보존하려는 노력은 더 이상 아직 야생인 작은 면적의 토지에 주로 초점을 맞출 수 없다(Perfecto et al. 2009). 관리된 토지, 특히 농경지는 토착 종들의 다양성을 지원하고 생태계 서비스를 제공함으로써, 세계의 생물다양성 보존에 기여하고 양분 순환과 수분, 수질 정화 및 기타 필수적인 과정이 여전히 작동하게 하는 아직 이용되지 않은 엄청난 잠재력을 지니고 있다. 이번 장은 이러한 목표들을 달성하기 위해 농업 경관을 관리할 수 있는 여러 방법에 대해 논의했다. 지속가능성에서 중요하게 생각하는 (1)농업이 탄소 격리를 통하여 기후변화를 완화시키는 데 담당할 수 있는 역할과 (2)경관의 다원적 기능이란 맥락에서 앞에서 언급한 오늘날 존재하는 것보다 훨씬 더 지속가능하고 생태계 친화적인 먹을거리 체계의 구축에 대한 지리적 및 토지 이용의 측면이란 두 가지 밀접하게 관련되고 더 광범위한 주제는 깊이 파지 않았다. 이들 주제는 26장에서 간략히 다룰 것이다.

결국, 이들 더 광범위한 쟁점에 대한 해결책조차 사실상 생태적 과정과 반대가 아니라 그와 협력하여 작동하고 있는 핵심적인 농생태학의 원리에 의해 제공되는 토대에 놓여 있다. 생물다양성의 보존만이 아니라 먹을거리 생산이란 관점에서 인위적 경관을 관리함으로써, 인간을 포함한 모든 유기체는 장기적으로 혜택을 볼 수 있다. 이러한 방식으로 관리하는 방법을 배우는 것은 보존생물학자, 농학 연구자, 농민, 농촌사회학자, 토지 이용 계획자,도시 계획자 및 기타 연구자들 사이의 협력만이 아니라 농생태학의 원리의 현명한 적응과 새로운 연구의 방향을 필요로 할 것이다. 

생각거리

1. 자연 생태계의 전형적인 유기체가 농업생태계의 지속가능성에 기여할 수 있는 방법은 무엇인가?

2. 현재의 관행적 농업생태계가 생물다양성의 보존에 기여할 뿐만 아니라 먹을거리 생산에 대한 인간의 요구를 충족시키기 위해서는 관리되는 방법에 어떤 주요한 변화가 일어나야 하는가? 

3. 균류와 곤충 같은 생태계에서 작고 잘 보이지 않는 유기체의 생물다양성이 더 크고 분명히 보이는 포유류와 조류의 생물다양성보다 지속가능성에 대해 잠재적으로 더 중요한 까닭은 무엇인가? 

4. 왜 전통적 농민들의 소규모 통합된 농사 체계가 대규모 관행적 체계보다 중요한 생태계 서비스를 제공하기에 더 나은 위치에 있는가? 

5. 농업 경관에서 어느 종을 보존하고 향상시키는 것이 가장 중요한지 결정하기 위해서 어떤 종류의 기준을 사용해야 하는가?

6. 경관의 관점은 지속가능한 농업 관리에서 어떻게 중요한가? 

인터넷 자료

The Ecotope Mapping Working Group 

http://www.ecotope.org

The site of the landscape agroecologist Erle Ellis, demonstrating the exciting integration of landscape ecology, biogeochemistry, global change, and sustainable ecosystem management.

Communicating Ecosystem Services 

http://www.esa.org/ecoservices/

A joint project of the Ecological Society of America and the Union of Concerned Scientists. Provides scientists with tools for more effectively communicating the concept of ecosystem services. 

International Association of Landscape Ecology 

http://www.landscape-ecology.org

Valuable information on research, conferences, publications, and links related to landscape ecology. 

The Sustainable Sites Initiative 

http://www.sustainablesites.org

An interdisciplinary program to create voluntary national guidelines and performance benchmarks for sustainable land design, construction, and maintenance practices.

읽을거리

Bernhardsen, T. 2007. Geographic Information Systems: An Introduction. 3rd edn. John Wiley & Sons: New York. 

A comprehensive overview of GISs, covering theory, applications, and basic techniques. 

Büchs, W. (ed.) 2003. Biotic Indicators for Biodiversity and Sustainable Agriculture. Elsevier: Amsterdam, the Netherlands. 

A comprehensive compilation of research papers from different regions of the world focusing on the interactions between agriculture and biodiversity. 

Buck, L. E., J. P. Lassoie, and E. C. M. Fernandes. 1999. Agroforestry in Sustainable Agricultural Systems. Advances in Agroecology Series. CRC/Lewis Publishers: Boca Raton, FL. 

A broad introduction to the environmental and social conditions that affect the roles and performance of trees in fieldand forest-based agricultural production systems. 

Coulson, R. N. and M. D. Tchakerian. 2010. Basic Landscape Ecology. KEL Partners: College Station, TX. 

An introductory textbook in the field of landscape ecology, with a review of its ecological foundations and practical applications. 

Gaston, K. J. and J. I. Spicer. 2004. Biodiversity: An Introduction. 2nd edn. Blackwell Science: Malden, MA. 

An overview of what biodiversity is, its relevance to humanity, and issues related to its conservation. 

Hilty, J. A., W. Z. Lidicker, Jr., and A. M. Merenlender. 2006. Corridor Ecology: The Science and Practice of Linking Landscapes for Biodiversity Conservation. Island Press: Washington, DC. 

Draws on conservation science and practical experience to develop, maintain, and improve the connectivity of high biodiversity areas in landscapes. 

Hunter, M. L. and J. P. Gibbs. 2009. Fundamentals of Conservation Biology. 3rd edn. John Wiley & Sons: New York. 

A comprehensive text of conservation biology, focusing on what can be done to maintain biodiversity through management of ecosystems and populations. 

Kareiva, P. and M. Marvier. 2011. Conservation Science: Balancing the Needs of People and Nature. Roberts and Company Publishers: Greenwood Village, CO. 

An introduction to the scientific foundations of conservation that also highlights strategies to better connect its practice with the needs and priorities of a growing human population. Ideal for students interested in developing a background for work with public or private conservation organizations. 

Leopold, A. 1933. Game Management. Scribner: New York. 

A classic text on the important role of edge effects in maintaining the abundance of certain species of wildlife in a heterogeneous landscape. 

Loreau, M., S. Naeem, and P. Inchausti. 2002. Biodiversity and Ecosystem Functioning: Synthesis and Perspectives. Oxford University Press: New York. 

A comprehensive and critical overview of recent empirical and theoretical research on the relationship between biodiversity and ecosystem function. 

Millennium Ecosystem Assessment. 2003. Ecosystems and Human Well-Being: A Framework for Assessment. Island Press: Washington, DC. 

A comprehensive and interdisciplinary analysis of the function, value, and importance of global ecosystem services, by a distinguished panel of international researchers. 

Perfecto, I., J. Vandermeer, and A. Wright. 2009. Nature’s Matrix: Linking Agriculture, Conservation, and Food Sovereignty. Earthscan: London, U.K. 

A call to link nature and agriculture into a matrix of interacting systems and to include the social movements of rural people who live in and manage these areas for their own food needs. 

Scherr, S. J. 2007. Farming with Nature: The Science and Practice of Ecoagriculture. Island Press: Washington, DC. 

A presentation of “ecoagriculture” as the design and management of agricultural landscapes for not only producing crops but also supporting biodiversity and promoting ecosystem health. 

Schroth, G., G. A. B. da Fonseca, C. A. Harvey, C. Gascon, J. L. Vasconcelos, and A.-M. N. Izac. 2004. Agroforestry and Biodiversity Conservation in Tropical Landscapes. Island Press: Washington, DC. 

A very thorough review of the role of agroforestry practices in helping promote biodiversity conservation in humandominated landscapes of the tropical world. 

Thrupp, L. A. 1997. Linking Biodiversity and Agriculture: Challenges and Opportunities for Sustainable Food Security. World Resources Institute: Washington, DC. 

A critical analysis of how to integrate biodiversity conservation and agricultural production, taking into account social, economic, and ecological parameters. 

Wratten, S., H. Sandhu, R. Cullen, and R. Costanza. 2013. Ecosystem Services in Agricultural and Urban Landscapes. John Wiley & Sons: New York. 

This book explores the value and role that ecosystem services play in managed environments.

http://www.ted.com/talks/lang/ko/pam_warhurst_how_we_can_eat_our_landscapes.html