@農자료창고

세상에는 엄청나게 400가지 이상의 수많은 토종 토마토가 있었는데, 잡종강세를 이용한 신품종 토마토가 출시된 이후 그 90% 이상이 더 이상 재배되지 않는다고 한다. 이는 토마토에서만 일어난 일이 아니다. 산업사회의 성공 뒷면에는 다양성 상실이 놓여 있다.

오늘날 중국은 세계 최대의 밀 소비자로서, 국수와 만두, 빵 및 여러 반죽을 만드는 데 밀을 이용한다. 하지만 늘 그랬던 건 아니다.

밀은 신석기 시대가 끝날 무렵인 약 4600년 전 중국 북부 지역으로 들어왔다. 그리고 나의 연구에 의하면그 당시에는 맛이 별로 없었다. 초기에 밀은 기아를 막기 위해 재배한 작물로서, 요리의 기쁨보단 절망의 작물로 취급되었을 것이다. 

중국 북부의 최초 농민들은 주로 조를 재배했다. 가뭄에 강한 이 작은 씨앗의 곡물은 1만1500년 전부터 재배되기 시작해 오늘날 동아시아에서 주로 재배되며, 미국에선 새의 모이로 이용되었다. 역사 기록과 초기 요리법에 기반하여, 연구자들은 수천 년 뒤인 당나라(618-907년) 시대에 밀이 조를 대체하여 이 지역의 주요 작물이 되었다는 사실을 오랫동안 알고 있었다. 하지만 상대적으로 이러한 변화가 왜, 어떻게 발생했는지에 대해서는 거의 알려지지 않았다. 

오늘날 밀의 장점은 명백하다. 요리의 다양성 말고도, 밀은 더 빨리 자라며 조보다 꾸준히 더 많은 수확량을 올린다. 하지만 고대의 농민들은 처음부터 이런 사실을 알지 못했다. 역사 기록에서 보면, 적어도 당나라 때까지 밀은 일반적으로 조와 똑같은 방식인 죽으로 소비되었다. 그 곡물은 찌거나 통밀로 조리되어 거칠고 입맛에 안 맞는 요리로 만들어졌다. 여러 초기의 저술가들이 밀죽은 "야만인과 농민을 위한" 음식이라고 언급했는데, 아마 극단적인 시기에만 소비되었을 것이다. 

중국 북부의 농민들은 왜 밀을 재배하기 시작했을까? 

그 답을 추적하기 위하여, 나는 2014년 박사 학위논문을 쓰면서 중국 북부의 여러 지역에서 이 작물을 재배하기 시작했을 무렵의 여러 정보를 수집하기 시작했다.

전통적으로 고고학자는 발굴현장에서 곡물의 유물을 찾아 이를 추론했는데, 얼마나 많이 먹었는지가 아니라 실제로 소비할 수 있었는지만을 밝혀냈다. 최근 연구자들은 이를 해결하는 더 직접적인 방법을 알아냈다.인간 유골의 동위원소를 조사하는 것이다. (동위원소는 탄소처럼 원자량이 약간 다른 요소이다. 어떤 동위원소는 방사성이라 시간이 지남에 따라 붕괴되지만, 다른 동위원소는 안정적이다.) 뼈부터 치아의 발견되는 모든 탄소와 질소의 여러 안정된 동위원소의 비율은 고대인의 식단에 대한  강력한 정보를 전달한다.  

조와 밀 같은 다양한 식물은 서로 다른 화학 경로를 이용해 자라기에, 토양에서 독특한 비율의 안정적인 탄소 동위원소를 포함하고 있다. (이 차이점은 이른바 C3와 C4 식물로 구별된다.) 우리가 먹는 것이기에, 그것들의 특정한 비율의 탄소가 인간의 유골에 통합되어 몇 세기가 지난 뒤에도 검파될 수 있다.

 특히 조는 중국 북부에서 재배된 유일한 주요 C4 작물이라서, 사람들이 주로 조를 먹다가 C3 작물인 밀 같은 다른 걸로 주식을 바꾸면 상대적으로 쉽게 알아낼 수 있다. 

발표된 보고서들을 조사하여 나는 약 9000년 전인 신석기 시대 중반부터 서기 220년 동한 왕조가 망한 뒤까지 약 1200개의 데이터 포인트를 수집했다. 장소는 북서부인 간쑤성부터 동부인 산둥성에 이르는 현대의 8개의 성에 흩어져 있었다.  

나와 동료들은 이 거대한 데이터 세트에서 흥미로운 점을 발견했다. 이들 광대한 연구 지역에 걸쳐 있는 집단이 모두 동시에 독점적이던 조 기반의 식단에서 더 혼합된 식단으로 이동하기 시작했다. 이는 매우 놀라운 이야기이다. 이처럼 광대한 지리적 구역에서 요리법이 갑자기, 그리고 거의 동시에 바뀌려면 단순히 새로운 음식을 갈망했다는 것 이상의 설명이 필요하다. 

이 영상은 고대 세계의 가장 중요한 작물화된 곡식이 7000년에서 3500년 전 어떤 경로로 확산되었는지 보여준다. Javier Ventura/Washington University

한 가지 가능한 설명은 약 4200년 전 발생했던 완신세 사건 3이라 부르는 주요한 기후변화이다. 당시 대륙들의 기후는 춥고 건조해졌다. 예를 들어 지중해 동부와 서아시아 전역에 걸쳐서 강우량이 1/3에서 절반으로 감소하여 사해의 수위가 45m 감소했다. 이러한 "대가뭄"이 전 세계 작물 생산에 혼란을 야기해 메소포타미아부터 인더스 계곡까지 정치적 격변을 불러왔고, 중국의 중앙 평원에서는 신석기 문화가 붕괴되었다. 

이에 더해, 신석기 말기는 전 세계적으로 인구가 빠르게 증가한 시기였다. 인구가 계속 증가하고 작물 수확량이 변동됨에 따라, 중국 북부의 신석기 농민들은 어려움에 빠졌을 것이라 가정하는 건 합리적이다.

밀은 실제로는 조보다 더 많은 물을 필요로 하기에 역사의 건조한 시기에는 좋지 않은 선택으로 보인다. 하지만 밀은 조와 다른 계절에 교대로 파종할 수 있다는 점도 중요하다. 밀은 조를 수확한 뒤에 파종할 수있다. 그해에 조 농사가 망해도 농민들은 아직 구황을 위해 밀을 재배할 수 있었다. 이것이 중국 북부의 사람들이 밀을 재배하기 시작한 가장 큰 이유라고 생각한다. 

이 이야기에는 많은 교훈이 있다. 기후변화는 극단적 날씨부터 해안선 변화까지 항상 예기치 않은 사회의 변화를 불러왔다. 이 사례에서, 중국 북부에서 일어난 완신세 사건 3의 여파는 결국 맛이었다. 오늘날 중국 북부의 사람들은 국수와 만두, 빵 등을 즐긴다. 하지만 그리 좋은 결과로 이어지지 않을 수도 있다. 늘 그런 건 아니다. 

단 하나의 작물에만 주로 의존하는 대규모 단작은 늘 끔찍한 발상이었다. 예를 들어, 아일랜드의 감자 대기근을 생각해보라. 19세기 중반 감자의 치명적 역병이 발생해, 감자에만 의존하던 이 나라에서 약 100만 명이 사망했다. 

1840년대 감자 기근 시기의 아일랜드처럼 먹을거리 공급 문제는 기아와 폭동으로 이어질 수 있다. British Library/Flickr

그러나 과학자들의 경고에도 불구하고, 오늘날 미국과 세계 여러 지역의 많은 대규모 농장들은 그들이 의존하는 작물의 숫자가 위험할 정도로 제한되어 있는 것처럼 보인다. 여러 식물 종 -아마 수십에서 수백만 종- 을 식용할 수 있지만, 오늘날에는 약 200종만 재배되며 단 3가지(옥수수, 밀, 벼)가 인류의 열량 대부분을 구성한다. 유엔 식량농업기구에 의하면, 100년 전에 재배되던 작물의 75%는 더 이상 존재하지 않는다. 현재 일부 지역에서는 조를 포함한 토종 작물을 되살려 지역의 농업을 더 지속가능하게 만들고자 노력하고 있다. 

고대 중국에서 농민들은 더 다양한 농업 체계로 나아가고자 했으며, 이것이 파괴적이었던 사건을 탐색하는 데 도움을 주게 되었다. 고고학과 역사 자료에 의하면, 밀과 벼, 콩, 귀리, 메밀 및 보리도 재배했는데 밀이 더 선호되었다. 

한 가지 완벽한 작물은 없다. 다양성을 높이는 일이 기후가 요동치는 시기에 살아남기 위한 열쇠이다. 우리는 여전히 인위적인 기후변화에 맞서기 위해 최선을 다해야 하는 한편, 실용적으로 불확실한 미래에 대비하는 게 현명하다. 기후변화로 인한 장래의 먹을거리 스트레스를 막기 위하여, 더 많은 농민들이 편안한곳을 벗어나 요리의 기반을 확장해 갈 수 있는 좋은 시기이다. 

https://www.sapiens.org/archaeology/chinese-farmers/

"보리"라고 총칭하는 식물체의 다양성을 본다. "사람"도 마찬가지이다.

미국 농업은 1920-30년대 심각한 토양침식 문제를 겪은 뒤에 토양의 건강을 대단히 중요한 농업의 요소로 여겨 왔다. 

미국 농무부에 들어가면 아예 따로 토양의 건강과 관련된 항목을 설정해 놓고 있을 정도이다. https://www.farmers.gov/conserve/soil-health

토양의 건강을 위해서는 다음의 원칙을 지키라고 권한다. 생산적이고 지속가능한 농사를 짓는 사람이라면 머릿속에 새겨 놓으면 좋을 이야기이다. 가만히 들여다보면, 자연농의 원리도 이 연장선으로 생각할 수 있겠다. 

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미국 홀스타인 젖소의 엄청나게 많은 개체군에 단 두 가지 Y염색체가 존재한다. 연구진은 어떤 형질이 상실되었는지 알고자 한다. 

출처: Cole Burston Getty Images

미국에는 900만 마리 이상의 젖소가 있고, 그 대다수는 독특한 검정과 흰색 무늬(때로는 빨강과 흰색)가 있는 커다란 소인 홀스타인이다. 그들이 생산하는 우유의 양은 놀랍다. 그들의 혈통도 마찬가지이다. 몇 년 전 펜실베니아 주립대학의 연구진이 수컷의 혈통을 면밀히 조사했을 때, 그들 가운데 99% 이상이 1960년대에 태어난 두 마리의 수소 가운데 하나로 거슬러 올라간다는 사실을 발견했다. 그것은 미국의 모든 수컷 홀스타인에게 단 두 가지 Y염색체만 있다는 걸 뜻한다. 

"우리가 수행한 건 실제로 유전자 풀을 좁히는 일이다"라고 연구진 가운데 한 사람인 채드 드쵸Chad Dechow 씨는 말한다.

암컷이라고 더 나은 건 아니다. 사실 드쵸 -젖소 유전학 부교수- 씨와 다른 사람들은 그들의 유전적 유사성이 너무 크고, 효과적인 개체군의 크기가 50 미만이라고 이야기한다. 홀스타인이 야생 동물이라면 그들은 멸종위기종의 범주에 넣을 수 있을 것이다. 홀스타인 전문가이자 미네소타 대학의 교수 레슬리 한센Leslie B. Hansen 씨는 "그건 하나의 커다란 근친교배 가족이다"라고 말한다. 

초등학생이라도 유전적 동질성이 장기간에 걸쳐 좋지 않다는 건 알고 있을 정도이다. 변화하는 환경에 직면하여 개체군이 진화할 수 있는 능력을 감소시키는 한편, 유전적 장애가 발생할 위험을 증가시킨다. 오늘의 대금을 지불하고자 고군분투하는 낙농민들은 그들의 가축이 지닌 진화의 전망에 초점을 맞출 필요는 없지만, 드쵸 씨와 그동료들은 어떤 형질이 상실되었는지 더 자세히 살펴보고 싶어 할 만큼 우려했다.

이에 답하고자, 연구진은 특성들 -키, 무게, 우유 생산, 전반적 건강, 번식률 및 유방의 건강, 기타 형질 등- 의 주인을 평가하고자 오래전 사망한 수소의 보존 중인 정액에서 부분적으로 기른 소규모의 새로운 소들을 번식시키기 시작하고, 그들을 우리가 창조한 현대의 홀스타인과 비교했다. 그들은 언젠가는 다시 필요해질 유전적 다양성을 축산업의 토대로 주입할 수 있을 것이며, 냉혹한 근친교배로 상실된 형질을 다시 일깨울 수 있길 희망했다. 

드쵸 씨는 "만약 우리가 품종의 장기적인 유전적 다양성을 제한한다면, 시간이 지남에 따라 이루어질 수 있는 유전적 변화를 제한하게 된다"고 이야기했다.

즉, 우리가 있는 곳에 꼼짝없이 갇혀 있을 수 있다. 우유 생산은 더는 개선되지 않을 것이다. 번식률은 나아지지 않을 것이다. 그리고 새로운 질병이 발생하면 많은 소들이 동일한 유전자를 가지고 있기 때문에 엄청난 수의 소들이 질병에 걸릴 수 있다. 

오늘날 홀스타인은 우리가 마시는 우유 및 치즈와 아이스크림의 대부분을 책임지고 있다. 지난 세기 동안, 이들 가축은 그들의 막대한 생산성으로 애지중지되어 왔다. 지난 70년 동안 인간은 생산량을 더욱 늘리기 위해 다양한방식을 도입했다. 예를 들어, 1950년 한 마리의 젖소가 1년에 약 2400kg의 우유를 생산했다. 오늘날 평균적인 홀스타인은 10,430kg 이상을 생산하고 있다. 2017년 상을 받은 Selz-Pralle Aftershock 3918이란 이름의 소는 35,457kg의 우유를 생산하여, 매일 90kg 이상을 생산한 셈이다. 

Selz-Pralle Aftershock 3918의 모습. 출처: https://www.progressivedairy.com/topics/a-i-breeding/selz-pralle-dairy-does-things-right

"이 소는 진짜 운동선수이다"라고 한센 씨는 말한다.

이는 먹을거리 가격을 낮게 유지시킴으로써 소비자에게 혜택이 돌아가게 한다. 더 적은 수의 젖소가 같은 양의 우유를 생산하면 생산비를 절감할 수 있기에 농민에게도 혜택이 돌아간다. 소의 소화기는 상당한 양의 메탄가스와 분뇨를 생산하기 때문에 환경에도 혜택이 돌아간다. (비록 다수확의 홀수타인이 더 많은 에너지를 소비하고 마리당 더 많은 분뇨를 생선하더라도, 연구진은 효율성 증대로 인해 전반적인 환경영향이 뚜렷하게 감소한다고 추산한다.)

이 성공담의 일부는 홀스타인을 사육하고 관리하는 방식을 변화시키는 일과 관련이 있다. 하지만 가장 큰 변화는소를 육종하는 방식이다. 오래전, 농민들은 다른 농장의 수소를 데려와 암소와 교미를 시켜 임신을 시켰다. 한센 씨는 "유전적 다양성을 보장하는 방식, 또는 냄비를 휘젓는 방식"이라 이야기한다. 1940년대 농민들은 인공수정을 이용하기 시작했다. 이 방식으로 한 번에 한 마리의 수소 정액을 이용해 많은 수의 암소를 임신시킬 수 있었다. 곧이어 기술을 이용해 정액을 동결시켰다. 즉, 수소가 죽은 지 오래 지나도 수십 년 동안 송아지를 낳을 수 있게 되었다는 뜻이다. 한편, 낙농민은 매우 상세한 기록을 유지하고 있어서, 정액을 파는 씨소는 어느 소가 최고의후손을 생산하는지 알 수 있었고, 최고의 후손은 가장 많은 우유를 생산한 딸을 의미했다.  

이 시점에, 매우 인기 있는 수소는 수천 마리의 딸의 아비가 되었다. 1974년에 태어난 수소 Carlin-M Ivanhoe Bell은 8만 마리 이상의 후손을 가졌다. 대부분의 수소는 그 후손이 여전히 수천 마리에 이르지만 훨씬 적다. 1980년대에 명백한 근친교배가 뚜렷하게 증가하고 있었다. 

인공수정의 초기에는 수소가 실생활에서 자신의 장점을 증명해야 했다. 다시 말하여, 100마리 딸의 아비가 되고그 딸들이 임신하여 우유를 생산하기 시작해 그 결과를 측정했다. 생산성이 좋을수록 그 수소는 더 상품성이 좋았다. 이러한 "후손 시험"은 귀중한 과정이었지만, 수소가 좋은지 판단하는 데 몇 년이나 걸렸다.

2009년, 새로운 기술이 등장했다. 빅데이터와 게놈 선택이 그것이다. 오늘날, 수소의 상품성은 컴퓨터로 결정된다. 복잡한 알고리즘이 수소의 유전적 구성을 분석하여 그 후손의 건강, 우유 생산량, 우유의 지방과 단백질 및 기타 형질을 고려하고 다른 수소들과 비교된 수치를 제시한다. 주요 수치는 생애의 순평점lifetime net merit이라 부른다. 그것은 농민이 다른 수소보다 이 수소를 선택하여 후손의 생애 동안 얻을 수 있을 것으로 예상되는 평균 금액을 나타낸다. 

이 덕에 농민들은 여러 주요 형질에 걸쳐 가축을 더 효율적으로 평가할 수 있었지만, 더 높은 근친교배율로 이어졌다. 홀스타인의 "근친교배 계수"는 현재 약 8%로, 평균적으로 송아지는 어미와 아비로부터 그 유전자의 8% 정도를 동일한 복제물로 얻는다는 걸 뜻한다. 이 수치는 1960년대와 비교해 매년 0.3 또는 0.4 정도 계속 증가한 것이다. 

드쵸 씨는 "근친교배는 현재 그 어느 때보다 빠르게 진행되고 있다"고 이야기한다. 

하지만 8%가 너무 많은가? 낙농 전문가들은 계속 이에 대해 토론하고 있다. 일부 전문가는 홀스타인이 자신의 일을 수행하며 많은 양의 우유를 생산하고 있고, 그것이 비교적 건강한 무리라는 증거라 주장한다.그러나 한센 씨는 만약 수소를 그 딸과 교배시키면 근친교배 계수는 25%라고 지적한다. 그렇게 보면 8은 커 보인다. 그와 다른 사람들은 근친교배가 현재 별 문제처럼 보이지 않을 수 있지만 그 결과가 중요할 수 있다고 말한다. 

번식률은 근친교배에 의해 영향을 받으며, 이미 홀스타인의 번식률은 크게 떨어졌다. 1960년대에 임신률은 35-40%였지만, 2000년에는 24%로 떨어졌다. 또한 가까운 근친이 교배되면 소는 심각한 건강 문제가 숨어 있는 원하지 않는 잠성 유전자 두 개의 복제물을 얻을 확률이 더 높아진다. 

"무언가 변화가 필요하다"고 한센 씨는 말한다.

드쵸 씨의 관심사는 증가율이며, 이는 그 품종의 미래를 뜻한다. "정말 좋은 유전자 100개와 끔찍한 유전자 10개를 가진 소가 있다고 상상해 보시죠. 당신은 그 소가 10개의 끔찍한 유전자를 가지고 있기 때문에 번식 프로그램에서 제외시킬 겁니다. 그리고 당신은 그 소의 좋은 유전자 100개도 상실할 겁니다. 장기적으로 유전적 잠재성을 상실하는 것이죠"라고 이야기한다.

드쵸 씨는 낙농 목장에서 자라서, 암소의 게놈에 대한 정보를 알기 오래전부터 발생하고 있던 일들을 볼 수 있었다.

홀스타인은 50년 전과 매우 달라 보인다. 먼저, 홀스타인들은 깊은 유방보다는 더 길고 넓은 유방을 갖도록 육종되었다. 깊은 유방은 땅에 닿을 수 있어 감염이나 기타 문제에 쉽게 노출될 수 있기에 더 나은 변화이다. 하지만 다른 변화는 문제가 될 수 있다. 예를 들어, 현대의 홀스타인은 골질이란 관점에서 키가 크고 날씬하게 육종되었다. 그 날씬함은 "홀스타인이 우유 쪽으로 에너지를 소비하도록 유도된 것"이기에 우유 생산의 부산물이라고 드쵸 씨는 이야기한다. 

하지만 그건 미적인 선택의 대상이기도 하다.  이상적인 홀스타인 암소 -적어도 이런 것들을 감정하는 사람의 관점에서- 는 "여성적이고 고상하다." 그건 날씬하고 앙상한 걸 뜻한다. 그 문제는 키가 크고 날씬한 암소가 반드시가장 건강한 암소는 아니며, 키가 작고 살집 있는 소가 임신률이 더 높다는 점이다. 

몇 년 전, 드쵸 씨와 다른 사람들은 근친교배와 다양성의 상실이 얼마나 중요한지 궁금해지기 시작했다. 1950년대 초반에는 개체군 가운데 약 1800마리의 수소가 있었다. 그들은 현재는 훨씬 적다는 걸 알고 있었지만, 얼마나 적은지는 몰랐다. 드쵸 씨와 그 동료인 리우완셩Liu Wansheng과 위엔샹펑Yue Xiang-Peng 씨는 북아메리카에서 1950년대 이후 태어난 거의 63,000마리의 홀수타인 수소에 대한 부계의 혈통 정보를 분석했다.

"혈통을 추적하고 두 마리 수소로 밝혀져 우리는 좀 놀랐다"고 그는 말한다. 그 둘은 Round Oak Rag Apple Elevation과 Pawnee Farm Arlinda Chief란 이름의 수수였다. 각각은 오늘날 살아 있는 약 절반의 수소와 관련되어 있다. 본질적으로 엘레베이션과 치프는 시장에 나와 있는 다른 모든 수소보다 뛰어났다. 수소의 정액을 판매하는 사업에 종사하는 회사인 Select Sires조차 그 연구결과에 놀랐다. 회사의 부사장 찰스 새틀러Charles Sattler 씨는 그 소식을 현실 확인 정도이지 경보의 원인으로 보지는 않는다. "아마 가장 큰 관심사는 오늘날 우리가 이용할 수도 있는 정말로 가치 있는 유전자가 있을까 하는 점"이라며 그는 궁금해한다. 

그리 오래전이 아닌 1960년대에 태어난  Penstate Ivanhoe Star라는 또 다른 Y염색체가 나타났다. 그의 쇠퇴는 모든 근친교배가 지닌 한 가지 문제점을 보여준다. 1990년대에 세계의 낙농민들은 심각한 척추 문제를 가져 자궁 밖에서 생존하지 못하는 송아지가 태어나는 문제를 알기 시작했다. 같은 시기에 송아지들이 소의 백혈구 부착결핍이라 부르는 상태로 사산되었다. 스타와 그의 아들 Carlin-M Ivanhoe Bell이 몇 세대의 근친교배가 이루어질때까지 드러나지 않는 문제가 되는 잠성 유전자를 가지고 있었다는 게 밝혀졌다. 

이러한 발견 이후, 농민들은 스타의 자손들에게서 소를 번식시키는 걸 멈추었고, 문제는 해결되었다. 하지만 남아 있는 홀스타인의 염색체 안에 또 다른 문제가 숨어 있을 수 있는가? 이러한 모든 근친교배로 상실된 건 무엇인가? 이러한 질문들이 그 오래된 유전자의 일부를 찾기 시작한 드쵸 씨에게 문제가 되었다. 

그것이 콜로라도주 포트콜린스의 국립 동물 생식질 프로그램의 기록보관소를 파고 들게 만들었다. 그곳은 종자은행처럼 가축화된 동물의 난소 조직, 혈액, 정액을 수집해, 홀스타인 수소의 약 7000가지 칵테일 빨대 크기의 정액 표본을 보유하고 있다. 

드쵸의 연구진은 치프 또는 엘레베이션과 관련이 없는 두 가지를 발견해, 그 표본을 채취해 최고의 암컷에게서 난자를 얻고 배아를 만들어 Penn State 암소에게 이식했다. 그 발상은 50년 전 Y 유전자를 현대의 우유 생산 가운데 가장 훌륭한 사례의 암컷에서 얻은 DNA와 결합시키려는 것이었다. 2017년 동안 이들은 15마리의 송아지를 낳았고, 그 가운데 7마리는 수컷이었다. 이들 가운데 가장 나이 많은 건 약 2살이고, 현재 둘은 송아지를 낳았다. 

이 소들의 발달 과정에서 모든 변수가 측정되고, 그들의 DNA는 분석되어 일반적 개체군과 비교된다. Y 염색체에 관한 건 많이 알려져 있지 않기에, 새롭게 도입된 이러한 변이를 이용해 더 많은 걸 알아낼 수 있는 기회이다.정액 표본도 수소에게서 채취해 콜로라도에 있는 생식질 은행으로 보냈다. 드쵸 씨는 이미 이들 소의 모습에서 차이점을 발견할 수 있다. 그들은 대개의 홀스타인보다 조금 키가 작고 더 무겁다. 또한 평균보다 덜 유순하다. 

Select Sires사는 수소에게서 정액 표본을 모아서 채점 프로그램을 통해 결과를 도출했다. 그들은 그 무리의 중간으로 판명되었다. 낙농민에게 판매할 이들 표본을 일부 제공해 왔지만, 지금까지는 판매량이 매우 미미했다. 낙농민들은 이미 재정적으로 어려움을 겪고 있으며, 평균적인 수소의 DNA를 취하여 얻는 혜택이 있다고 확신시키기란 쉽지 않다. 

드쵸 씨는 일단 소가 성숙하면 이번 연구에서 더 많은 걸 얻을 수 있다고 여전히 기대한다. 

"나의 그림의 떡 같은 꿈은 이러한 오래된 유전자가 아직도 제공할 만한 무언가를 보여줄 수 있다는 것이다."라고 드쵸 씨는 말한다.

원문 https://undark.org/article/cows-holstein-diversity/ 

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.

<농생태학: 지속가능한 먹을거리 체계의 생태학>

17장 농업생태계 다양성

농업생태계와 자연 생태계 모두 유기체와 유기체가 살아가는 무생물의 물리적 환경으로 구성된다. 앞의 세 장에서는 개체군과 군집 수준에서 이러한 체계의 유기체 또는 생물적 구성요소에 주로 관심을 쏟았다. 이번 장에서 우리는 생태계의 비생물적 구성요소를 그림에 추가하기 시작해서, 생태계 수준의 연구에 도달하겠다. 이 수준에서 우리는 체계를 전체로서 바라보고, 그 구조와 기능에 대한 더욱 완벽한 그림을 얻을 것이다. 

전체 체계를 특징 짓는 복잡성은 지속가능한 농업생태계 설계를 위한 중대한 토대인 생태학적 상호작용의 기초이다. 이들 상호작용은 주로 체계의 다양성의 기능이다. 

다양성은 체계의 복잡성의 산물이기도 하고, 척도이기도 하고, 토대이기도 하며, 따라서 지속가능한 기능을 지원하는 그것의 능력이다. 한 관점에서, 생태계 다양성은 체계의 서로 다른 생물과 무생물의 구성요소가 조직되고 상호작용하는 방식의 결과로 발생한다. 또 다른 관점에서, 다양성 -생물지화학 순환과 다양한 살아 있는 유기체의 복합에 의해 분명해짐에 따라- 은 체계의 조직과 상호작용을 가능하게 하는 것이다. 

이번 장에서, 우린 먼저 전체 체계로서 농업생태계를 관리하고, 그들의 신생 특징을 이용하는 게 무엇을 의미하는지 살펴본다. 그런 다음 자연 생태계의 생물다양성, 농업생태계 환경에서 다양성의 가치, 다양성을 평가하는 방법, 그리고 다양성의 관리에서 도서 생물지리학 이론이 할 수 있는 역할을 탐구한다. 마지막으로, 농업생태계의 설계와 관리를 위한 틀을 개발하는 관점에서 생태학적 다양성과 지속가능성 사이의 연결을 탐구한다. 

전체 체계 접근법과 기회

이전 장에서 우리는 작물 군집의 개체군들 사이의 상호작용이 어떻게 군집 수준에서만 존재하는 신생 특징으로 이어지는지 보았다. 생태계 수준에서, 농업생태계를 그 부분들의 합보다 훨씬 더 크게 만드는(또는 그 농지에 있는 작물의 합보다 훨씬 큰 농장) 또 다른 신생 특징들의 세트가 존재한다. 이 수준에서 작동하는 관리는 광범위한이로운 상호작용과 과정을 활용할 수 있다. 

전체 체계의 관리 

농생태학은 부분과 전체를 모두 연구해야 한다고 강조한다. 전체의 개념이 그 부분의 합보다 더 크다는 개념이 널리 인식되어 있지만, 농장 생산과 실행 가능성과 관련된 복잡한 문제를 다루기 위한 방법으로 개별 작물이나 동물에 대한 상세한 연구를 강조하는 현대의 농학과 기술에 의해 오랫동안 무시되어 왔다. 우리는 전문화와 농사체계의 작물 구성요소의 수확량에 대한 좁은 초점으로부터 많은 것을 배웠지만, 농업의 지속가능성을 완전히 이해하고 지속가능한 관리법을 시행하기 위해서는 전체 농장(과 전체 먹을거리 체계)에 대한 이해를 개발해야 한다. 

농업생태계 관리가 전체 체계의 신생 특징에 의해 주어지는 기회들을 고려하면, 조건과 개체군을 통제한다는 패러다임은 그들을 관리한다는 패러다임으로 대체된다. 그러한 관리 패러다임에 따라, 우리는 항상 모든 행위나 농법의 전체 체계에 대한 영향을 고려하고자 노력하고 있으며, 계획적으로 전체 체계의 기능과 신생 특징들에 기반한 농법을 설계한다. 

산업적 접근법에 따라, 모든 조건을 개별적으로 엄격히 통제하고 균질화하려는 시도는 이로운 관계와 간섭을 제거하는 결과를 낳곤 하여, 부정적 간섭과 상호작용만 남기게 된다. 산업의, 또는 관행농의 관리법은 더욱 복잡한 상호작용이 일어날 수 있는 군집과 생태계 수준보다는 오히려 체계의 개체나 개체군 수준에서 주로 작동한다. 

개체군 수준, 통제 지향형 산업적 접근법에 내재된 문제들은 지난 수십 년 동안 해충과 잡초, 병원군의 방제에 적용된 방식에서 쉽게 볼 수 있다. 좋은 벌레만, 또는 잡초는 죽어야 하는 것이란 원칙에 기초하여, 작부체계에서 각각의 표적 해충을 제거하거나 죽이기 위하여 놀라운 기술들이 개발되었다. 이들 기술은 예를 들어, 표적 해충의 포식자를 제거함으로써 다양한 방식으로 농업생태계를 단순화시켰다. 그러나 단순화된 농업생태계에서 해충의 침입은 더 흔해지고 치명적이 되어, 그 결과로 생기는 문제를 처리하기 위해 외부 투입재의 사용을 증가시켜야 한다.  

다양성의 구축

전체 체계 관리에서 가장 중요한 우선사항은 높은 다양성만이 이로운 상호작용을 위한 잠재성이 있기 때문에 더 복잡하고 다양한 농업생태계를 만드는 일이다. 농민은 이 장의 나머지에서 논의하듯이 다양성을 높이는 다양한 농법과 원리를 통하여 체계에 식물 종의 숫자를 늘림으로써 시작한다. 그런 다음 19장에서 논의하는 것처럼, 가축이 작물과 통합될 수 있다. 이러한 다양화는 비생물적 조건에 긍정적 변화를 가져오고, 이로운 절지동물과 기타 동물들의 개체군을 유인한다. 생식력과 생산성을 유지하고 해충 개체군을 규제하는 방식으로 체계가 기능하도록 -그 특정 구성요소의 적절한 관리와 함께- 신생 특징들이 개발된다. 그림17.1은 다양한 농업생태계를 관리하는 역학의 매우 일반적인 개념화를 그린 것이다. 

그림17.1 다양한 농업생태계에서 체계의 역학

다양하고 복잡한 체계에서, 농민들이 직면하고 있는 모든 과제는 아니지만 많은 경우에는 체계의 구성요소와 상호작용을 적절하게 관리하면 외부 투입재를 추가할 필요가 거의 없어진다. 예를 들어, 해충 관리 분야에서 해충 개체군은 농업생태계 관리자가 의도적으로 설정한 체계의 상호작용에 의해 통제될 수 있다. 또 다른 예로, 양분 순환의 분야에서 동물은 인간이 소비할 수 없는 식물성 물질을 농장에서 사용하기 위한 분뇨로 전화시킬 수 있다. 

유기농 농민과 농생태학자가 개발한 "대안적" 해충 관리의 여러 방법은 다양성에 기초한 전체 체계 관리의 좋은 사례이다. 이들 방법은 해충 개체군을 억제하는 이로운 상호작용을 확립하기 위한 토대로서 농업생태계의 다양성과 복잡성을 증가시킨 데 의존한다. 특정 농업생태계에서 적용된 몇 가지 방법에 대한 설명이 표17.1에 나와 있다. 

표17.1 체계의 상호작용에 기초한 대안적 해충 관리의 대표적 사례

출처: Altieri, M.A. and Nicholls, C.I., Biodiversity and Pest Management in Agroecosystems, 2nd edn., Howarth Press, Binghamton, New York, 2004b; Andow, D.A., Annu. Rev. Entomol., 36, 561, 1991. 에서 고침

생태학적 다양성

생태학에서, 다양성의 개념은 주로 군집 수준에 적용되는 경향이 있다. 다양성은 특정 위치에서 군집을 구성하고있는 여러 종들의 숫자로 이해된다. 그러나 생태계에는 종의 숫자에 의해 파악되는 것 너머 다른 종류의 다양성과 이질성이 있다. 예를 들어, 숲에서 여러 임관 수준에서 보이듯이 생태계는 그 구성요소의 공간적 배열에 다양성을 갖는다. 그 기능의 과정에서 다양성을 갖고, 그 생물상의 게놈에서 다양성을 갖는다. 그리고 생태계는 주기적으로나 방향적으로 시간의 경과에 따라 다양한 방식으로 변화하기 때문에, 시간적 다양성이라 부를 수 있는 것을 갖는다. 

그러므로 다양성은 다양한 차원이 있다. 이들 차원이 인지되고 정의될 때, 다양성의 개념 자체가 넓어지고 복잡해진다. 그것을 우리는 생태학적 다양성이라 부를 것이다. 

생태학적 다양성의 가능한 차원 가운데 일부는 표17.2에 정리되어 있다. 다른 차원들이 인지되고 정의될 수 있지만, 이들 7개 항목은 이 책에서 활용될 차원이다. (생물다양성이란 용어는 일반적으로 종의 다양성과 유전적 다양성의 조합을 언급하고자 사용된다.) 이들 다양한 생태학적 다양성의 차원은 자연 생태계와 농업생태계 모두의 다양성을 완전히 이해하기 위해 유용한 도구이다. 

표17.2 생태계에서 생태학적 다양성의 차원

자연 생태계에서 다양성

다양성은 자연 생태계 대부분의 고유한 특성처럼 보인다. 서로 다른 생태계 사이의 다양성 정도는 매우 다르지만, 일반적으로 생태계는 그들의 비생물적 환경의 제약을 받을 때 가능하면 다양성을 표현하려는 경향이 있다. 

다양성은 부분적으로는 진화적 역학의 기능이다. 15장에서 논의했듯이, 돌연변이 유전적 재조합, 자연선택이 결합해 지구의 생물상 사이에서 가변성, 혁신, 분화를 생산한다. 일단 다양성이 생성되면, 그것은 스스로를 강화시키는 경향이 있다. 종 다양성이 커질수록 서식지의 분화가 더 커지고, 생산성이 더 높아져 종의 다양성이 더욱 커지게 된다. 

다양성은 생태계의 구조와 기능을 유지하는 데 중요한 역할을 한다. 탠슬리Tansley(1935)가 식물과 동물의 군집과 그들의 물리적 환경의 조합을 언급하기 위하여 "생태계"라는 용어를 창안한 이후, 생태학자들은 체계의 다양성과 안정성 사이의 관계를 입증하고자 시도해 왔다. 자연 생태계는 일반적으로 더 큰 다양성이 동요와 교란에 대한 더 큰 저항성을 허용한다는 원리에 부합한다. 높은 다양성을 가진 생태계는 물질 순환과 에너지 흐름의 과정에서 교란으로부터 회복하고 균형을 되찾을 수 있도록 더 탄력적인 경향이 있다. 낮은 다양성을 가진 생태계에서 교란은 기능에 영구적인 변화를 쉽게 일으킬 수 있고, 그 결과 생태계로부터 자원의 상실과 그 종들의 구성에 변화를 불러올 수 있다. 

다양성의 규모

고려되고 있는 영역의 크기는 다양성(특히 종 다양성)이 측정되는 방법에 영향을 미친다. 계곡의 숲에서 단일한 위치의 종 다양성은 계곡의 여러 군집들 전체에 걸친 종 다양성과는 다르다. 

단일한 위치에서 종 다양성은 알파 다양성이라 부르곤 한다. 이는 단순히 한 군집의 상대적으로 작은 영역에 있는 종의 다양성이다. 군집 또는 서식지 전체에 걸친 종 다양성 -한 위치부터 다른 위치까지에 이르는 종의 다양성- 은 베타 다양성이라 부른다. 산맥이나 계곡 같은 지방의 종 다양성을 측정한 더 큰 규모의 감마 다양성도 있다.

다양성의 세 가지 유형 사이의 차이는 가상의 5km 절개로 설명할 수 있다.  특정 지점의 10m 이내에서 종의 숫자를 셈으로써 절개를 따라 어떤 위치에서 알파 다양성을 측정할 수 있다. 이와 대조적으로 베타 다양성의 측정은 서로 다르지만 인접한 서식지에서 절개를 따라 적어도 두 지점을 포함한다. 이 두 위치의 종 구성이 매우 다르면 베타 다양성이 높다. 만약 두 서식지 사이의 종 구성이 약간 변하면 베타 다양성이 낮다. 감마 다양성의 측정은 전체 절개의 길이를 따라 이루어져, 종의 전체 숫자와 그 분포의 변이 모두를 고려한다. 원칙적으로, 알파, 베타, 감마 다양성 사이의 구별은 구조적, 기능적 다양성 같은 생태학적 다양성의 다른 차원으로 확대될 수 있다. 

알파, 베타, 감마 다양성은 여러 생태계와 경관이 그 다양성의 구조에서 어떻게 달라지는지 설명할 수 있도록 하기 때문에 유용한 개념적 구분이다. 예를 들어 모든 방향으로 수백 킬로미터 뻗어 있는 매우 다양한 자연의 초원은 높은 알파 다양성을 가질 수 있지만, 넓은 영역에 걸쳐 모든 위치에서 똑같은 상대적 비율로 똑같은 종이 발견되기 때문에 초원의 베타와 감마 다양성은 비교적 낮다. 이와 대조적인 예로, 토종이 아닌 초원, 단일한 종에 의해 우점된 숲 군집, 가파른 비탈에서 자라고 있는 떨기나무 군집 같은 단순한 군집들의 복잡한 모자이크로 구성된 경관을 고려해 보라. 알파 다양성은 각각의 군집에서 상대적으로 낮지만, 그 영역 전체에 걸친 모든 절개는 다양한 종들의 집단으로 겹쳐 베타와 감마 다양성을 상대적으로 높게 만든다. 

알파와 베타 다양성의 규모는 특히 농업생태계에 유용하게 적용된다. 예를 들어, 높은 베타 다양성을 지닌 작부체계는 높은 알파 다양성을 지닌 농업생태계와 똑같은 이점을 제공할 수 있는 한편 관리가 훨씬 용이해진다(그림17.2).

       상자당 하나의 종 = 낮은 알파 다양성                   상자당 세 가지 종 = 높은 알파 다양성

        세 유형의 상자 = 높은 베타 다양성                     한 유형의 상자 = 낮은 베타 다양성

        (a)                                                         (b)

그림17.2 농업생태계의 맥락에서 알파 다양성 대 베타 다양성. 단순화를 위하여, 각각의 모양은 작물을 나타내고, 각각의 상자는 위치를 나타낸다. 이 규모는 위치가 더 많은 작물을 포함할 수 있다는 점에서 어느 정도 임의적이다. 이 도표의 요점은 (a)세 가지 작물을 줄지어 심은 (a)와 세 가지 작물을 사이짓기하는 (b)를 표현할 수 있는 두 배열 사이의 대조를 보여주는 것이다. 

천이 과정과 다양성의 변화

발달의 초기 단계나 교란 이후의 자연 생태계에 대한 연구들은 다양성의 모든 차원이 시간의 경과에 따라 증가하는경향이 있음을 입증했다. 이러한 과정은 지위 다양화, 서식지 변경, 경쟁적 치환, 자원 분할, 공존과 상리공생 및 기타 형태의 간섭의 개발 등을 통해 일어난다. 생태계 과정들에서 가변성과 변동은 이러한 다양화에 의해 감쇠되어, 다양성이 증가함에 따라 그 체계의 안정성이 더욱 향상된다. 

생태계가 교란되면, 그 생태학적 다양성의 각 차원이 단순화되거나 발달의 초기 단계로 돌아간다. 종의 숫자가 감소하고, 수직적 성층이 줄어들며, 상호작용이 더 적게 발생한다. 교란 이후에 생태계는 2차 천이라 부르는 회복 과정을 시작한다(자세한 건 18장 참조). 이 과정 동안, 체계는 교란 이전에 존재하던 종과 상호작용, 과정의 다양성을 복원하기 시작한다. 

결국 체계는 성숙기라 부르는 것에 도달하는데, 이는 물리적 환경에서 에너지 흐름, 양분 순환, 개체군 역학에 대한 완전한 잠재력이 실현될 수 있는 천이 조건으로 정의될 수 있다. 성숙기에 있는 생태계의 구조적, 기능적 다양성은 추가적인 사소한 교란에 직면하여 변화에 대한 저항성을 제공한다. 

천이의 단계를 거쳐 다양성이 증가하는 경향이 있긴 하지만, 생태학에 관한 최신 연구에 의하면 성숙기는 적어도종의 관점에서 가장 높은 다양성을 지닌 단계를 대표하지 않을 수 있다. 오히려 가장 높은 다양성은 성숙기에 가까워지면서 달성되고, 완전히 성숙기에 도달하면 다양성이 약간 감소한다. 바이오매스는 성숙기에도 느린 속도이지만 게속 증가한다(그림17.3). 

그림17.3 2차 천이 동안 종 다양성과 바이오매스의 변화

다양성, 안정성, 탄력성

다양성과 "안정성" 사이의 관계에 관하여 생태학에서는 많은 논의가 있었다. 두 가지 사이에는 어떤 상관관계 -즉, 생태계의 다양성이 더 클수록 변화에 대한 저항성이 더 커지고, 교란으로부터 더 잘 회복하는- 가 있는 것처럼 보이지만, 상관관계의 정도와 강도에 대해서는 의견 차이가 있다. 

그 문제의 대부분은 안정성에 대해 일반적으로 인정된 정의의 제한된 성격 때문에 발생한다. "안정성"은 보통 체계 안에 있는 유기체의 개체군에서 상대적으로 변동이 없는 것을 말하여, 평행 상태를 유지하는 조건이나 변화의결여를 암시한다. 이러한 안정성의 개념은 특히 다양성의 생태학적 결과를 기술하는 것과 관련하여서는 부적절하다. 이런 이유 때문에 안정성이란 용어는 2장에서 생태계 구조에 대한 서문에서 언급했듯이, 탄력성과 저항성이란 용어로 주로 대체되었다. 되새기기 위하여, 저항성은 일반적으로 변화에 저항할 수 있는 능력이고, 탄력성은 교란으로부터 되돌아와 교란 이전에 존재하던 것과 비슷한 상태로 돌아갈 수 있는 능력이다. 일반적으로 체계의 다양성은 탄력성과 저항성 모두와 매우 상관관계가 있다. 

일부 생태학자의 경우, 저항성과 탄력성이 다양성에서 기인하는 모든 관련된 특징의 이유라 보지 않는다. 그들은생태계의 튼튼함, 상호작용 및 에너지 흐름과 물질 순환의 자체 통제 과정의 복잡한 수준을 유지할 수 있는 그것의 능력이라 부를 수 있는 것에 초점을 맞춘 개념을 원한다. 그러한 개념은 특히 저항성과 탄력성을 넘어 무언가를 모색하는 농민과 농업생태계 관리자가 농업생태계에서 다양성의 가치와 이용을 이해하는 데 도움이 될 것이다. 

생태계에서 다양성이 생성되는 것을 더 잘 이해하기 위하여, 우리는 다양한 형태의 생태학적 다양성과 특정 생태계 과정 및 특성들 사이의 가능한 인과관계에 대해 더 많은 연구를 해야 한다. 이 분야의 중요한 작업은 이미 완료되었다. 예를 들어, 더 높은 조류 종의 다양성은 더욱 다양한 먹이 활동과 둥지짓기 행위를 지원하기 때문에, 더 복잡한 군집 구조와 상관관계가 있다는 것이 밝혀졌다. 이와 비슷하게, 포식자-먹이 다양성과 더 복잡한 먹이그물은 실제 종의 숫자와 서식지 다양성 모두와 상관관계가 있다. 

농업생태계에서 생태학적 다양성

대부분의 농업생태계에서 교란은 자연 생태계에서보다 훨씬 더 빈번하게, 주기적으로, 그리고 더 큰 강도로 발생한다. 농업생태계가 그 천이 발달에서 아주 멀리 나아갈 수 있는 경우란 드물다. 그 결과, 농업생태계에서 다양성은 유지되기가 어렵다. 

다양성의 상실은 자연 생태계를 특징 짓는 종들 사이의 긴밀한 기능적 연결을 매우 약화시킨다. 양분 순환의 속도와 효율성 변화, 에너지 흐름이 변경되고, 인간의 간섭과 투입재에 대한 의존도가 증가한다. 이런 이유로, 농업생태계는 자연 생태계보다 저항성이 떨어지고, 탄력성이 부족한 것으로 간주된다. 

그럼에도 불구하고, 농업생태계는 산업형 농업생태계가 전형적으로 그러하듯이 단순화되고 다양성이 빈약할 필요는 없다. 바이오매스를 수확하는 필요성에 의해 부과된 제약 안에서, 농업생태계는 자연 생태계가 나타내는 다양성의 수준에 접근할 수 있으며 더 큰 다양성으로 인해 허용되는 높아진 탄력성과 저항성, 튼튼함의 혜택을 누릴 수 있다. 다양성의 더 많은 요소가 농사 체계에 존재할 때 가능한 상호작용의 복잡성을 관리하는 일은 외부 투입재에 대한 필요를 줄이고 지속가능성으로 나아가는 핵심 부분이다. 

농업생태계 다양성의 가치

지속가능한 농업의 핵심 전략은 다양성을 농업 경관으로 다시 통합시키고, 그것을 더 효과적으로 관리하는 것이다. 다양성의 증가는 대규모 단작에서 그 극단적 형태에 도달하는 오늘날의 산업형 농업 대부분에서 초점을 맞추는 것과 반대된다. 특히 다양성을 제한하고 균일성을 유지하기 위해 개발된 모든 투입재와 농법을 고려할 때, 다양성은 그러한 체계에서 더 불리한 것으로 간주된다. 

복합적 작부체계에 대한 연구는 농업 환경에서 다양성이 매우 중요하다고 강조한다(Francis 1986; Vandermeer 1992; Altieri 1995b; Innis 1997; ong et al. 2004; Mohler and Stoner 2009; Volder and Franco 2013)). 다양성은 여러 가지 이유에서농업생태계에서 소중하다.

•다양성이 높아지며 미소서식지가 더욱 분화되어, 체계의 구성요소인 종들이 "서식지 전문가"가 되도록 한다. 각 작물은 그 고유한 요구사항에 이상적으로 적합한 환경에서 재배될 수 있다.  

•다양성이 증가함에 따라, 농업생태계의 지속가능성을 향상시킬 수 있는 종들 사이의 공존과 이로운 간섭을 위한 기회도 늘어난다. 앞서 논의된 질소 고정 콩과식물과 관련된 작물 사이의 관계가 그 주요 사례이다. 

•다양한 농업생태계에서 농업 현황과 관련된 교란된 환경을 더 잘 활용할 수 있다. 개방된 서식지는 외부에서 온 잡초성의 유해하고 개척하는 침입자가 아니라 그 체계에서 이미 발생한 유용한 종이 집단 서식할 수 있다. 

•높은 다양성은 초식동물과 그 포식자 사이의 다양한 종류의 이로운 개체군 역학이 가능하게 만든다. 예를 들어, 다양한 체계는 일부만 해충인 몇몇 초식동물 개체군만이 아니라 모든 초식동물을 먹이로 삼는 포식자 종의 존재도 장려할 수 있다. 포식자는 개별 초식동물 종의 개체군을 억제함으로써 초식동물 종들 사이의 다양성을 향상시킨다. 초식동물 다양성이 더 증대되면, 해충인 초식동물은 우점하지 못해 어떤 작물도 위협할 수 없다. 

•더 큰 다양성은 농업생태계에서 더 나은 자원 이용 효율을 가능하게 하곤 한다. 서식지 이질성에 대한 체계 수준의 적응이 더 잘 이루어져, 작물 종의 요구, 지위의 다양화, 종들 지위의 겹침, 자원의 분할에서 상호보완적 상태로 이어진다. 예를 들어 전통적인 옥수수-강낭콩-호박 사이짓기는 세 가지 서로 다르지만 상호보완적인 작물 유형이 함께 가져온다. 세 가지 모두를 이질적인 농지에 심으면, 어느 한 곳에서 토양의 조건은 적어도 세 작물 가운데 하나의 요구를 적절히 충족시킬 가능성이 있다. 균일한 농지에 심으면, 각각의 작물은 약간 서로 다른 지위를 차지하고 토양의 양분에 대한 서로 다른 요구를 만들 것이다.    

•다양성은 특히 더 예측할 수 없는 환경 조건인 지역에서 농민의 위험을 감소시킨다. 한 작물이 잘 되지 않으면,다른 작물에서 나오는 수입으로 보완할 수 있다. 

•가축이 농업생태계에 통합되면, 이로운 상호작용을 위한 여러 기회가 발생한다. 예를 들어, 방목은 더 나은 양분 순환을 가능하게 하고, 여러해살이 목초 식물이 제공한 미소지를 점유하는 이로운 절지동물의 수를 증가시키며, 비작물 종들의 우점을 바꾼다. 이것과 기타 상호작용은 19장에서 더 상세히 논의된다.  

•다양한 작물의 집합은 전체 체계에서 중요하게 여겨지지만 매우 균일하고 단순화된 체계에서는 매력적으로 느껴지지 않을, 다양한 비작물 유기체 -이로운 포식자, 기생자 및 길항제를 포함하여- 에 의해 점유될 수 있는 작부체계 안에 미기후의 다양성을 창출할 수 있다. 

•농업 경관의 다양성은 주변의 자연 생태계에 생물다양성을 보존하는 일에 기여할 수 있는데, 이 문제는 21장에서 논의될 것이다.

•다양성 -특히 체계의 땅속 부분- 은 양분 순환, 지역의 수문 과정에 대한 통제, 유해한 화학물질의 해독 같은 농장의 안팎에 모두 영향을 미치는 다양한 생태적 서비스를 수행한다. 

다양성에 대한 우리의 이해가 비작물 식물(흔히 잡초라 불리지만 생태학적 또는 인간에게 가치가 있을 수 있음),동물(특히 해충의 천적과 인간에게 유용한 동물), 미생물(박테리아, 원생생물, 균류의 지하 다양성은 여러 농업생태계 과정을 유지하는 데 필수임) 등을 포함하며 작물 종 너머로 확장되면, 우린 더 큰 다양성으로 촉진되는 다양한 생태학적 과정을 보기 시작한다. 

농업의 체계에서 다양성을 증가시키는 방법

앞서 논의된 다양성의 혜택을 농업 경관에 추가할 수 있는 다양한 선택지와 대안이 있다. 이들 대안은 (1)기존 작부체계에 새로운 종을 추가하는 것, (2)이미 존재하는 종들을 재편성하거나 구조를 조정하는 것, (3)다양성을 향상시키는 농법이나 투입재를 추가하는 것, (4)다양성을 감소시키거나 다양성을 제한하는 투입재나 농법을 제거하는 것이 포함될 수 있다. 

사이짓기

농업생태계의 알파 다양성을 증진하는 기본적이고 직접적인 방법은 두 가지 이상의 작물을 혼합하여, 서로 다른 작물의 개체들 사이의 상호작용을 하게 만드는 것이다. 사이짓기는 "시간과 공간의 차원에서 작부의 증대와 다양화"로 정의되는 다수의 작부가 일반적 형태이다(Francis 1986). 사이짓기는 똑같은 농사철에 여러 작물을 순차적으로 심어 시간적 다양성을 추가할 수 있고, 하나 이상의 작물이 존재하여 수평적, 수직적, 구조적, 기능적 다양성을 추가한다. 특히 열대의 농촌이나 개발도상국의 전통적 농사 체계에서 가장 발달된 사이짓기 또는 섞어짓기 체계는 2-3가지 작물의 비교적 단순한 혼합부터 혼농임업이나 텃밭 농업생태계에서 발견되는 매우 복잡한 작물의 혼합에 이르기까지 다양한다(18장에서 더 자세히 논의됨)(그림17.4).

그림17.4 다수의 작부에 대한 두 가지 사례. (a) 당근, 비트, 양파는 독일 비첸하우젠에서 재배되었고, (b) 한해살이와 여러해살이 작물은 이탈리아 리바델가르다에서 다양한 텃밭을 형성하기 위해 결합되었다.

띠 모양 작부

다수의 작부 가운데 또 다른 형태는 인접한 두둑에 서로 다른 작물을 심어, 홑짓기의 섞어짓기라고 부를 수 있는 걸 만드는 일이다. 알파 다양성 대신 베타 다양성을 증진하는 이 농법은 다수의 작부에 여러 다양성의 혜택을 제공할 수 있다. 일부 작물과 작물의 혼합의 경우, 다수의 작부보다 관리와 수확 문제가 더 적기 때문에 다양성을 증대시키는 더 실용적 방법이다. 

생울타리와 완충용 식생

농지의 둘레 주변에 심은 나무나 떨기나무, 또는 그곳에 남아 있는 반은 자역적인 식생의 구역이나 두둑은 여러 유용한 기능을 가질 수 있다. 실용적 측면에서, 그것들은 바람으로부터 보호하고, 동물을 차단하고(또는 에워싸고), 나무의 산물(땔감, 건축 자재, 과일 등)을 생산할 수 있다. 생태학적으로 생울타리와 완충용 두둑은 농장의 베타 다양성을 증가시키고, 이로운 유기체를 유인하여 이용하고 그들에게 서식지를 제공할 수 있다. 특히 농지와 인접한 자연 생태계 사이에 더 넓은 두둑으로 심으면, 한 체계가 다른 체계에 미칠 수 있는 잠재적 충격을 완화시킬 수 있을 뿐만 아니라, 그 지방의 전반적인 생물다양성을 증가시킬 수 있는 완충 구역을 형성한다(그림17.5). 

그림17.5 멕시코 틀락스칼라 Tepeyanco에 있는 텃밭 주변의 다목적 생울타리. 선이장은 동물에게 장벽을 형성하고, 차요테 호박과 살구나무는 먹을거리를 제공한다. 

덮개작물

덮개작물은 토양의 덮개를 제공하고자 보통 작부 주기의 중간에 농지에 심는 비작물 종이다. 덮개작물은 한해살이부터 여러해살이까지 다양하고, 목초와 콩과식물이 주로 사용되지만 여러 종류의 분류군이 포함된다. 하나 이상의 덮개작물 종을 심음으로써 체계의 다양성을 높이는 일은 여러 가지 중요한 혜택이 있다. 덮개작물 재배는 토양 유기물을 향상시키고, 토양의 생물학적 활성과 토양 생물상의 다양성을 촉진하며, 이전 작물에 남겨진 양분을 토양에 끌어모으고, 토양침식을 감소시키고, 생물학적으로 고정된 질소를 공급하며(덮개작물의 종 가운데 하나가 콩과식물이라면), 작물 해충의 천적에게 대안이 되는 숙주를 제공한다. 과수원 같은 일부 체게에서 덮개작물은 잡초의 발달을 억제하는 추가적인 목적을 수행할 수 있다(Sullivan 2003). 

돌려짓기

돌려짓기로 작물을 재배하는 일은 시간의 차원에서 체계의 다양성을 증진시키는 중요한 방법이다. 돌려짓기는 보통 여러 작물을 연속적인, 또는 반복적인 순서로 심는 걸 포함한다. 돌려짓는 작물들 사이의 토양에 미치는 생태학적 영향의 차이가 클수록 이 방법의 혜택이 더 커진다. 작물을 교대하는 일은 회전 효과라 알려진 것을 만들어,끊임없이 홑짓기로 재배할 때보다 다른 작물 이후에 재배되는 작물이 더 잘된다. 다른 식물 종의 잔여물을 토양에 추가함으로써, 돌려짓기는 토양 미생물의 생물학적 다양성을 유지하는 데 도움을 준다. 각각의 잔여물 유형은화학적, 생물학적으로 다양하여, 서로 다른 토양 유기체를 자극 및/또는 억제한다. 어떤 경우에, 한 작물에서 나온 잔여물이 다음 작물의 해충이나 질병에 대한 길항제가 되는 유기체의 활동을 촉진할 수 있다. 또한 돌려짓기는 토양비옥도와 토양의 물리적 특성을 개선하고, 토양침식을 줄이며, 더 많은 유기물을 추가하는 경향이 있다. 미국 중서부에서 대두/옥수수/콩과식물-건초 돌려짓기의 잘 알려진 이점은 부분적으로는 더 큰 시간적 다양성이 양분과 질병 관리를 돕는 방식에 근거한다. 다양성의 차원에서 돌려짓기의 영향에 대한 연구는 이러한 중요한 농법의 유효성을 개선할 수 있다. 

휴한

돌려짓기 농법의 변형은 작부의 순서에 토지를 단순히 경작하지 않거나 휴한하는 기간을 두는 것이다. 휴한기를 도입해 체계의 여러 부분, 특히 토양에서 2차 천이와 다양성의 회복을 포함하는 과정인 토양의 "휴식"을 허용한다. 10장에서 논의된 화전 농법은 아마 가장 잘 알려진 휴한 체계일 것이다. 오랜 휴식 기간은 토종 식물과 동물의 다양성이 다시 도입되고 토양비옥도가 회복되도록 한다. 어떤 체계에서, 휴한 원리는 농경지부터 2차 성장 토종 식생에 이르기까지 여러 천이 단계에서 농지의 모자이크를 생성한다. 건지 농법의 지방에서, 휴한은 강우가 토양 수분 저장고를 재충전하는 동시에, 경작하지 않는 동안 토양 생태계의 다양성을 회복할 수 있게 촉진하도록 한 해씩 걸러 일어날 수 있다. 휴한을 활용하는 또 다른 변형은 보호하는 일 외에 생선성을 높이는 것이다. 화전-휴한 혼농임업에서 특정 작물은 휴한기가 시작하기 직전이나, 의도적으로 재확립되도록 도입되어서 휴경기 동안 수확물을 얻을 수 있게 한다(Denevan and Padoch 1987). 휴한기가 작부 주기로 통합되는 곳이라면, 다양성이 회복되는 과정을 허용하도록 작물이 부재하는 것만이 아니라 인간이 야기하는 교란이 없다는 것이다.  

감소된 또는 최소한의 경운

농업생태계에서 교란은 천이의 개발과 다양성을 제한하는 주요한 역할을 하기에, 교란을 최소화하는 농법은 다양성을 향상시키는 데 도움이 될 수 있다. 토양 경운의 강도를 줄이고 토양 표면에 잔여물을 남기는 것은 체계의 교란을 감소시키는 결과를 가져오는 주요한 방법이다. 경운의 빈도와 강도를 모두 줄임으로써 얻게 되는 여러 이점은 8장에서 논의되었다. 관행적 경운과 비교하여 무경운 농법은 지렁이의 풍부함과 활성의 증가, 토양 생물상의 다양화, 토양의 구조와 보비력, 내부의 양분 순환, 유기물 함량 등의 개선을 수반한다고 밝혀졌다(Coleman et al. 2009). 작부체계의 지상 다양성이 낮게 유지되더라도, 토양의 분해자 하부조직의 종 다양성은 토양 교란의 감소와 함께 증가한다. 지상의 식물 다양성을 높이는 일만으로도 이 하부조직을 향상시킬 수 있다.  

높은 유기물 투입재

높은 수준의 유기물은 감소된 경운 체계에 대해 앞서 언급한 구조적, 기능적 다양성과 똑같은 유형의 자극을 수반하여, 땅속 하부조직의 종 다양화를 활발하게 만들기 위해 중요하다. 오랫동안 유기농업의 핵심 구성요소로 여겨졌던 높은 유기물 투입재는 8장에서 검토했던 여러 혜택을 가지고 있다. 토양의 유기물 함량은 퇴비를 적용하고, 작물 잔여물을 토양으로 통합시키고, 덮개작물을 재배하고, 작물을 다양화하며, 기타 다양성 향상 농법을 사용하여 증가시킬 수 있다. 

화학적 투입재 사용의 감소

여러 농업용 농약이 작부체계에서 많은 비표적 유기체를 해치거나 죽이고, 아니면 여러 기타 유기체의 풍부함과 다양성을 제한할 수 있는 잔류물을 남긴다는 사실은 오래전부터 알려져 왔다. 따라서 농약의 사용을 제거하거나 줄이면 농업생태계를 다시 다양화하는 일에 대한 주요한 장애물이 제거된다. 이러한 재다양화에 수반되는 다시 대량 서식하는 과정은 이 장의 뒷부분에서 논의한다. 그러나 농약에 의존하게 된 체계에서 농약을 제거하는 일은어려운 과제임을 인정해야 한다. 첫 번째 반응은 해충 개체군의 극적인 증가일 수 있다. 오직 시간과 다양성의 재확립만이 해충을 억제하기 위한 내부의 메커니즘을 발달시킬 수 있다. 

가축의 통합

농업 경관으로 다시 동물을 통합시키면 농업생태계의 전반적인 생물다양성이 증가한다. 게다가 방목, 작물 잔여물의 소비, 분뇨 퇴적 같은 동물의 활동은 구조적 다양성, 종의 우점, 체계의 기능이란 측면을 변경할 수 있다. 농장 사업 자체의 다양화에서 추가적 혜택이 발생한다. 가축 통합은 19장에서 더 상세히 논의된다. 

다양화의 관리

균일한, 대규모 단작의 농업생태계에서 이로운 과정과 상호작용을 지원하는 더 다양한 체계로 이동하는 일은 다단식 과정이다. 처음에는 농업 경관에 다양성을 도입하는 앞서 기술한 모든 방법이 농업 활동의 부정적 충격을 완화시키는 데 도움이 된다. 그런 다음 직간접적으로 영향을 주는 더 많은 종을 도입하면 통합된 농업생태계의 구조와 기능을 위한 기회가 확장되어, 내장된 완충제와 체계의 역학이 체계의 가변적인 반응을 약화시킨다. 마지막으로, 다양화된 경관에서 간섭의 종류와 형태는 경쟁적 배제부터 공생적 상리공생에 이르기까지 더 많은 유형의 상호작용을 가능하게 만든다(표17.3).

표17.3 농업생태계에서 생태학적 다양성을 증진시키는 방법

● 직접 또는 주요 효과 / ○ 간접, 2차적, 또는 잠재적 효과 / 빈칸은 거의 또는 전혀 효과 없음.

농장 수준에서 다양성을 관리하는 일은 큰 도전이다. 관행농의 관리와 비교하면 작업량이 더 많고, 위험이 크며, 불확실성이 높아질 수 있다. 또한 더 많은 지식이 필요하다. 그러나 궁극적으로, 농업생태계에서 다양성이 어떻게 작동하는지에 대한 생태학적 기반을 이해하고, 그것을 제거하기보다는 오히려 복잡성을 활용하는 것이 지속가능성으로 이어지는 유일한 전략이다. 

농업생태계의 다양성과 그 혜택을 평가하기

다양성을 가장 효과적으로 관리하기 위하여 우리는 다양성을 측정하고 다양성의 증가가 실제로 농업생태계의 성과와 기능에 어떻게 영향을 미치는지 평가할 수단이 필요하다. 우린 다양성의 존재와 그 분포의 패턴을 경관에서인식할 수 있어야 하고, 그러한 다양성의 존재가 농업생태계의 성과에, 특히 농민의 관점에서 어느 정도까지 혜택이 되는지 알아야 한다. 다양성의 존재와 영향을 분석하고 연구하기 위해 취할 수 있는 몇 가지 접근법이 있다. 

종 다양성의 지표

어떤 종류의 사이짓기라도 홑짓기보다는 더 다양하다는 것이 명백하다. 그러나 -종의 숫자와 파종 비율이 모두 다른- 두 가지 서로 다른 사이짓기 체계의 다양성을 비교하려면 각각의 다양성을 측정해야 한다. 그렇게 하고자 우린 자연 생태계를 살피려 생태학자들이 개발한 도구와 개념을 빌릴 수 있다. 

생태학자는 생태계나 군집의 다양성이 종의 숫자 그 이상의 것에 의해 결정된다는 것을 알고 있다. 50개의 미국 삼나무, 50개의 탄오크, 50개의 개솔송나무로 구성된 군집은 130개의 미국 삼나무, 10개의 탄오크, 10개의 개솔송나무로 구성된 군집보다 더 다양하다. 둘 다 종의 숫자와 전체 개체수가 똑같지만, 첫 번째 군집에서 개체들은 미국 삼나무가 우점한 두 번째 군집에서보다 더 고르게 분포되어 있다. 

이 사례는 종 다양성에 두 가지 구성요소가 있음을 보여준다. 종 풍부도라 부르는 종의 숫자와 종 균등도라 부르는 서로 다른 종들이 체계의 안에서 각 개체가 얼마나 균등하게 분포하는지가 그것이다. 자연 생태계와 농업생태계 모두에서 다양성을 포괄적으로 측정하려면 두 구성요소를 모두 고려해야 한다. 

이들 개념이 농업생태계의 다양성을 분석하는 데 어떻게 적용될 수 있는지는 표17.4에 나와 있다. 이 표에서는 각각 똑같은 수의 개별 작물을 가진 네 가지 서로 다른 가설적인 체계가 비교된다. 이들 체계 중에서 세 가지 작물의 섞어짓기가 다른 체계와 관련하여 종 풍부도와 종 균등도 모두 높은 유일한 체계이기에 가장 다양하다. 

표17.4 네 가지 가설적인 농업생태계의 다양성 측정

체계의 종 다양성을 측정하기 위한 기준으로서 각 종들의 개체수를 사용하는 대신, 바이오매스나 생산성 같은 종의 어떠한 다른 특성을 활용할 수 있다. 예를 들어 이는 한 종의 전형적인 개체의 바이오매스가 다른 종의 개체의바이오매스와 매우 다를 때 더 적절할 수 있다. 개체수, 바이오매스, 생산성은 모두 특정 종에 대한 중요치의 예이다. 

생태학은 체계의 종 다양성을 정량화하는 다양한 방법을 제공한다. 가장 간단한 방식은 종 균등도를 무시하고, 개체수의 측면에서 종의 숫자를 측정하는 것이다. 그러한 측정은 마르갈레프Margalef의 다양성 지수에 의해 제공된다. 

다양성 = s - 1 / ㏒N          

여기에서 s는 종의 수, N은 개체수

마르갈레프 지수의 유용성은 표17.4의 고르고 고르지 않은 세 가지 작물의 섞어짓기처럼 똑같은 s와 N을 갖는 여러 가지 체계의 다양성을 구분할 수 없기 때문에 제한적이다.  

종 균등도를 고려한 두 가지 다른 다양성 지수가 있고, 더 유용하다. 샤논Shannon 지수는 특정 종의 개체를 무작위로 선발할 때 더 큰 다양성이 더 큰 불확실성과 일치한다는 발상에 기반한 정보 이론의 적용이다. 이는 다음의 공식으로 나타낸다. 

ni는 i번째 종에 속하는 체계(또는 표본)의 개체수이다.

심슨Simpson의 다양성 지수는 똑같은 이름을 가진 군집 우점의 지수와는 반대이다. 그 구성요소인 종의 어느 것도다른 종보다 더 우점하지 않는다고 간주될 때 체계가 가장 다양하다는 원리에 근거한다. 이는 다음의 공식으로 나타낸다. 

심슨 지수의 경우, 최소값은 1이다. 샤논 지수에서는 0이다. 두 최소값은 홑짓기에 존재하는 조건인 다양성의 부재를 가리킨다. 이론적으로, 각 지수의 최대값은 종의 숫자와 그들이 생태계에 얼마나 고르게 분포되어 있는지에의해서만 제한된다. 상대적으로 다양한 자연 생태계는 심슨 지수가 5 이상, 샤논 지수는 3-4이다. 

표17.4의 가설적인 체계에 대한 마르갈레프, 심슨, 샤논 지수 값의 계산은 표17.5에 나와 있다. 샤논과 심슨 값 모두는 두 가지 작물의 고른 섞어짓기가 세 가지 작물의 고르지 않은 섞어짓기보다 더 다양하다는 걸 보여주어, 농업생태계 다양성에서 종 균등도가 중요하다는 걸 강조하고 있다. 

표17.5 표17.4에 있는 네 가지 가설적인 농업생태계의 다양성 지수 값

샤논과 심슨 지수가 기반을 하고 있는 이론과 그걸 적용할 수 있는 방법을 포함하여 두 지수에 대한 더 자세한 설명은 읽을거리 항목에서 언급하는 생태학 문헌에서 찾아볼 수 있다. 

사이짓기 다양성의 혜택을 평가하기

농장에서 작부체계의 다양성이 커지면서 얻는 가치를 측정하는 방법은 농민이 다양한 작부 방식의 장점이나 단점을 평가할 수 있도록 도움을 주는 데 매우 유용하다. 앞서 설명한 다양성 지수는 다양성을 정량화할 수 있지만, 그 다양성이 어떻게 성과로 변환되는지, 또는 개선된 성과의 생태학적 기초가 무엇인지는 알려주지 않는다. 두 가지 이상의 작물 종들이 서로 충분히 근접해 있는 작부체계에서, 개선된 수확량, 양분 순환 등등의 명확한 혜택을 제공할 수 있는 종들 사이의 다양한 종류의 간섭이 가능하다(11장과 16장에서 설명함).

연구자들이 사이짓기가 홑짓기에 비해 상당한 수확량 이점을 제공할 수 있다는 많은 증거를 축적했다는 사실에도불구하고, 사이짓기에도 단점이 있을 수 있다는 걸 기억하는 게 중요하다. 사이짓기의 관리에 실질적 어려움이 있을 수 있고, 부정적 간섭의 영향 때문에 수확량의 감소가 발생할 수 있다. 그러한 사례는 사이짓기에 대한 논쟁으로 이용되어서는 안 되며, 오히려 그러한 문제를 피하기 위하여 초점을 맞추어야 할 연구를 결정하는 수단으로사용해야 한다. 

토지 동등비

사이짓기 체계의 연구와 평가를 위한 중요한 도구는 토지 동등비(LER)이다. 토지 동등비는 모든 조건이 똑같다면 분리된 홑짓기의 집합으로 동일한 작물을 재배하는 것과 비교하여 두 가지 이상의 작물을 사이짓기로 재배하여 얻은 수확량의 이점에 대한 측정을 제공한다. 따라서 토지 동등비는 다양성의 패턴에 대한 설명을 넘어 사이짓기의 장점을 분석할 수 있게 해준다. 

토지 동등비는 다음의 공식을 이용해 계산된다. 

여기에서 Yp는 사이짓기 또는 섞어짓기에서 각 작물의 수확량, Ym은 단일 작물 또는 홑짓기에서 각 작물의 수확량이다. 

각각의 작물(i)에 대하여 해당 작물의 부분적 토지 동등비를 결정하기 위해 비율이 계산된 다음, 부분적 토지 동등비가 합산되어 사이짓기의 전체 토지 동등비를 제공한다.

토지 동등비 계산 방법의 사례가 표17.6에 나와 있다. 1.0이란 토지 동등비의 값은 손익 분기점으로, 사이짓기와 홑짓기의 집합 사이에 수확량 차이가 없음을 나타낸다. 1보다 큰 값은 초과수확이라 부르는 결과로, 사이짓기의 수확량 이점을 가리킨다. 초과수확의 범위는 토지 동등비의 값에 의해 직접적으로 주어진다. 예를 들어 1.2의토지 동등비는 홑짓기로 심은 면적이 두 작물을 사이짓기로 심은 면적과 똑같은 수확량의 합을 생산하려면 20% 더 커야 한다는 걸 나타낸다. 2.0의 토지 동등비는 홑짓기에 필요한 토지가 2배임을 의미한다. 

표17.6 토지  동등비 계산을 위한 대표 자료 

토지 동등비의 적용과 해석

부분 및 전체 토지 동등비 값은 실제 작물의 수확량이 아니라 비율이기 때문에, 다양한 작물의 혼합을 비교하는 데 유용하다. 어떤 의미에서, 토지 동등비는 작부체계에서 발생하는 사이짓기 간섭의 수준을 측정한다. 

이론적으로 혼합에서 각각의 작물에 대한 농생태학적 특성이 정확하게 똑같다면, 그것들을 함께 심으면 각각의 작물 구성원이 전체 수확량에 동등한 비율로 기여하여 그것들을 따로 심는 것과 똑같은 전체 수확량으로 이어져야 한다. 예를 들어, 두 가지 유사한 작물을 함께 심는다면 전체 토지 동등비는 1.0이고 부분적 토지 동등비는 각각 0.5이어야 한다. 그러나 여러 혼합에서 우리는 1.0보다 큰 전체 토지 동등비를 얻고, 각각의 작물이 농생태학적으로 다른 작물과 똑같을 경우 이론적으로 얻을 수 있는 것보다 비례적으로 더 큰 부분적 토지 동등비를 얻었다. 10.보다 더 높은 전체 토지 동등비는 혼합의 작물 구성요소들 사이에 긍정적 간섭이 존재함을 나타내고, 또한 혼합에 존재하는 모든 부정적인 이종간의 간섭이 홑짓기에 존재하는 종내의 간섭만큼 강력하지 않다는 것을 의미할 수도 있다. 아마 혼합에서 경쟁의 회피나 자원의 분할이 일어날 수 있다.  

전체 토지 동등비가 1.5보다 크거나, 혼합의 적어도 한 구성원의 부분적 토지 동등비가 1.0보다 클 때, 사이짓기의 상호작용에서 부정적인 간섭이 아주 적고 긍정적인 간섭으로 작물 혼합의 구성원 가운데 적어도 하나가 홑짓기에서 심어진 것보다 더 잘 될 수 있다는 강력한 증거이다. 

16장에서 논의된 -전체 토지 동등비가 1.97인- 전통적인 옥수수-강낭콩-호박은 이러한 상황에 대한 좋은 사례를 제공한다(표16.3 참조). 그 체계의 옥수수 구성요소는 부분적 토지 동등비가 1.50인 것으로 나타났는데, 이는 실제로 단독으로 심었을 때보다 혼합에서 더 잘 생산되었음을 의미한다. 이러한 결과를 불러온 긍정적 간섭은강낭콩의 뿌리에 있는 리조븀 박테리아에 의한 생물학적 고정을 통해 N 가용성이 향상된 점, 옥수수와 강낭콩 사이의 상리공생적 균근 연결을 통하여 이 N의 일부가 전달되었을 가능성, 그리고 이로운 곤충의 존재를 향상시키고 해충을 감소시킨 호박에 의한 서식지 변경 등이 결합된 것이다(이전 장에서 설명됨). 강낭콩과 호박의 경우 부분적 토지 동등비가 매우 낮았지만(각각 0.15와 0.32), 그들의 존재는 명백히 옥수수의 수확량 증대에 중요했다. 

전체 토지 동등비가 1.0 미만이면, 특히 혼합의 구성요소인 부분들의 토지 동등비가 모두 유사한 방식으로 낮아진 경우라면 부정적 간섭이 발생했을 가능성이 있다. 이러한 경우에 사이짓기는 홑짓기와 비교하여 수확량의 단점을 제공한다. 

토지 동등비와 부분적 토지 동등비를 분석한 때, 무엇이 이점을 구성하고 이점의 크기가 얼마인지에 관하여 혼란이 발생할 수 있다. 혼란을 피하려면 상황에 따라 사이짓기의 이점을 평가하는 데 필요한 여러 기준이 필요하다고 인식해야 한다. 적어도 세 가지 기본 상황이 있다(Willey 1981). 

1. 사이짓기 수확량을 결합한 것이 더 많은 수확량을 올리는 단일 작물의 수확량을 초과해야 하는 경우. 이 상황은 목초 사료의 혼합 같은 매우 비슷한 작물의 혼합이나, 다계의 밀 작물 같은 작물 내부의 유전자형 혼합을 평가할 때 있을 수 있다. 그러한 경우 부분적 토지 동등비는 전체 토지 동등비가 1보다 크기만 하면 이점을 결정하는 데 중요하지 않다. 그것이 작부체계의 어느 부분에서 유래되었는지에 관계없이 농민의 요구는 대개 최대 수확량을 바랄 것이기 때문이다. 양적인 이점은 가장 많은 수확량을 올리는 단일 작물의 수확량과 비교할 때, 사이짓기의 수확량을 결합한 것이 증가하고 전체 토지 동등비가 1.0을 초과하는 범위이다. 

2. 사이짓기는 "주"작물의 완전한 수확량과 부차적 작물의 추가 수확량을 더한 것을 제공해야 하는 경우. 이러한 상황은 주요한 요구가 필수적인 식량작물이거나 특히 귀중한 환금작물일 경우에 발생한다. 사이짓기에 이점이 있으려면, 전체 토지 동등비가 1.0을 초과해야 하고 주작물의 부분적 토지 동등비는 1.0에 가깝거나 더 높아야 한다. 핵심 작물에 중점을 두고, 관련된 식물이 어떠한 긍정적 사이짓기 간섭을 제공해야 한다. 앞서 언급된 옥수수-강낭콩-호박 사이짓기가 이러한 상황의 좋은 사례이다. 농민이 옥수수 수확량에 주로 관심을 갖기 때문이다. 강낭콩과 호박에서 일부 추가적 수확량을 얻는다면, 그것들의 부분적 토지 동등비가 매우 낮더라도 옥수수로 얻는 수확량의 이점을 넘어 추가되는 보너스로 간주된다. 양적인 이점은 홑짓기에서 그 성과를 넘어 주작물이 자극되는 범위이다. 

3. 사이짓기 수확량을 결합한 것이 단일 작물의 수확량을 결합한 것을 초과해야 하는 경우. 이러한 상황은 구성요소인 작물 두 가지(또는 모두)를, 특히 제한된 토지에 심어서 재배해야 할 때 발생한다. 사이짓기가 이점이 있으려면, 전체 토지 동등비가 1.0보다 커야 하지만, 혼합의 모든 구성원이 그 과정에서 자신의 부분적 토지 동등비에서 큰 감소를 겪을 수 없다. 부정적 간섭은 그러한 혼합이 이로워지도록 작용할 수 없다. 이런 상황은 토지 동등비 값의 사용에 문제를 일으킬 수 있다. 왜냐하면 단일 작물의 비율이 전체 토지 동등비 값에 기반한다는 것이 언제나 명백한 건 아니기 때문이다. 사이짓기 상황에서 간섭은 왜곡된 부분적 토지 동등비로 이어지는 홑짓기의 비율과는 매우 다른 수확량 값을 생산할 수 있기 때문에, 파종 비율로만 비교할 수 없다. 

이러한 여러 상황을 인지하는 일은 두 가지 이유에서 중요하다. 첫째, 주어진 결합에 대한 연구가 농법에 근거를 두도록 보장하는 데에 도움이 된다. 둘째, 수확량의 이점이 고려되고 있는 상황에 적절한 근거가 확실하고 양적인 측면에서 평가되도록 보장한다. 결국, 최고로 기능을 하는 사이짓기 양식은 농민과 연구자 모두의 기준을 충족시키는 것이다. 특정한 여러 작물을 비교할 수 있는 더 많은 기준을 두려면, 수확량 이외의 수치를 토지 동등비를 계산하는 데 사용할 수 있다(Andersen et al. 2004). 이런 측정에는 단백질 함량, 전체 바이오매스, 에너지 함량, 소화할 수 있는 양분 함량, 또는 금전적 가치 등이 포함된다. 그러한 계산이 작물이 농업생태계에 기여할 수 있는다양한 기여도를 평가하기 위한 유사한 지표를 사용할 수 있게 한다. 예를 들어, 동물 사료의 생산을 위한 콩과식물/목초 혼합의 경우 두 가지의 50:50 사이짓기가 2년에 걸쳐 평균 1.36의 건조물질 사료 토지 동등비를, 그리고 같은 기간 동안 1.52의 사료 품질에 대한 토지 동등비 조단백질 추정치를 제공하는 것으로 밝혀졌다. 이런 결과는 혼합에서 더 많은 바이오매스가 생산되었을 뿐만 아니라, 품질 또한 증진되었음을 나타낸다(Seyedeh et al. 2010). 

군집 형성(colonization)과 다양성

지금까지 우리는 농민이 더 많은 종을 심음으로써 다양성을 직접적으로 증가시킬 수 있는 방법과 그 또는 그녀가농업생태계에서 "자연적" 다양화가 발생할 수 있는 조건을 생성할 수 있는 방법에 대해 탐구해 왔다. 우린 농민이실제로 심지 않은 유기체가 어떻게 체계로 들어가 그곳에서 스스로를 확립하는지에 대한 질문을 무시해 왔다. 이질문은 그 존재가 장려되는 바람직한 유기체 -초식동물의 포식자와 기생자, 이로운 토양 유기체 및 도움이 되는 타감작용의 잡초 같은- 와 농민이 체계에서 배제시키고 싶어 하는 초식동물 같은 바람직하지 않은 유기체 모두에 관한 것이다. 

유기체가 농업생태계에서 어떻게 군집을 형성하는가에 대한 이러한 질문을 해결하기 위하여, 작물의 농지를 유기체가 농업생태계의 종 다양성 가운데 일부가 되기 위해 건너야 하는 "바다"로 둘러싸인 "섬"으로 생각하는 게 도움이 된다. 생태학적 의미에서, 명확하게 다른 생태계로 둘러싸인 모든 고립된 생태계는 섬이다. 둘러싸고 있는 생태계가 섬에 도달하여 군집을 형성하는 유기체의 능력을 제한하기 때문이다. 14장에서 분산과 확립에 대한 우리의 연구를 바탕으로 하여, 우리는 여기에서 유기체가 실제로 섬에서 군집을 형성하는 것에 대한 연구가 농업생태계에서 군집을 형성하는 것을 이해하는 데 어떻게 적용될 수 있는지, 그리고 이 과정이 농업생태계의 다양성과 어떻게 관련되는지를 탐구할 것이다.

섬 생물지리학 이론

섬에 관한 생태학적 이론의 모음은 섬 생물지리학으로 알려져 있다(MacArthur and Wilson 1967). 섬 생태계는 대개 다른 유사한 생태계와 매우 격리되어 있다는 발상에서 출발한다. 유기체가 섬에 도달할 수 있도록 하는 일련의 사건은 섬 생태계의 발전을 인도하는 반응의 세트를 움직이게 한다. 섬의 핵심 특성은 유기체가 섬에 도달한 뒤 실제의 지위를 결국 결정하는 많은 상호작용이 유기체가 뒤에 남겨 놓은 지위의 조건과 매우 다르다는 것이다. 이러한 상황은 유기체가 더 많은 잠재적 지위를 점유할 기회를 주거나, 새로운 지위로 확장할 수 있는 특성을 진화시킬 기회를 준다. 이는 특히 최근에 교란된(예, 경운) 농경지와 매우 유사한 환경인 바다에 새롭게 형성된 섬의 경우에 그러하다. "군집 형성이 되지 않은" 농지에 도착한 최초의 해충은 특히 그 농지에 있는 작물의 조건에 적합한 전문가 해충인 경우 그 잠재적 지위를 매우 빠르게 채울 수 있는 기회를 갖는다. 

섬 생물지리학 이론은 한 섬의 종 다양화 과정의 결과를 예측하는 방법을 제공한다. 이들 방법은 섬의 크기, 섬으로 분산되는 걸 제한하는 장벽의 유효성, 섬 서식지의 가변성, 이주 근원에서 섬까지의 거리, 섬이 격리되었던 시간의 길이 등을 고려한다. 

섬 체계의 실험적 조작(Simberloff and Wilson 1969)과 섬의 다양성에 대한 연구들은 다음과 같은 원리를 위한 기초를 제공한다. 

•섬이 작을수록 유기체를 발견하는 데 더 오래 걸린다. 

•외래 동식물의 근원에서 섬이 멀수록 그들이 그곳을 찾는 데 더 오래 걸린다. 

•더 작고 더 멀리 떨어진 섬에는 더 작고 더욱 빈약한 몸집의 식물군과 동물군이 있다. 

•섬의 많은 지위가 점유되어 있지 않을 수 있다. 

•섬에 도달한 유기체의 대부분이 본토의 똑같거나 유사한 유기체보다 훨씬 더 넓은 지위를 점유한다.  

•초기의 외래 동식물은 그들을 제한하는 포식자와 기생자보다 먼저 도착하곤 하며, 처음에는 매우 빠른 개체군 성장을 경험할 수 있다. 

•군집이 형성됨에 따라, 섬의 지위 구조에 변화가 발생하며 초기의 외래 동식물의 멸종이 일어날 수 있다. 

•가장 일찍 도착한 것들은 주로 r-선택이다.

결국 그 이론은 특정 섬에서 가능한 군집 형성과 멸종 비율을 예측할 수 있어야 한다. 그러한 예측은 생태적 조건과 잠재적 종 다양성 사이의 관계 및 멸종과 더 많은 군집 형성 사이의 평형의 확립을 통제하는 요인이 무엇인지 이해할 수 있게 해야 한다. 

농업의 응용

섬과 작물 농경지 사이의 유사점은 연구자들이 섬 생물지리학 이론을 농업에 적용할 수 있게 한다. 한 작물 농경지가 다른 작물로 완전히 둘러싸이거나, 작은 구획이 똑같은 작물의 더 큰 농지 안에 있는 곳에서 실험을 설계할 수 있다. 초기의 사례는 프라이스Price(1976)가 해충과 천적이 대두밭에서 군집을 형성하는 비율을 연구한 것이었다. 그 연구는 실험적인 섬들로 대두밭에 있는 작은 구획들을 이용해 수행되었다. 작은 구획은 대두의 "바다"로둘러싸여, 한쪽 면은 천연림에 접해 있으며 다른 면에는 더 많은 대두밭이 있었다. 군집 형성의 다양한 근원으로부터 서로 다른 거리에 있는 대두밭의 작은 구획들은 전체 농사철 동안 모니터링되어, 해충과 이로운 그들의 조절자 모두의 도착 비율, 풍부함, 다양성이 측정되었다. 더 쉽게 분산된 해충은 대두밭의 내부에 있는 작은 구획에도달한 최초의 유기체였고, 다음으로 그들의 포식자와 기생자의 일부가 뒤를 따랐다. 섬 생물지리학 이론에 의해 에측된 해충과 천적의 종과 개체 사이의 평형은 아마 대두밭의 짧은 생활주기로 인해 도달하지 못했다. 이 연구는 비슷한 성격의 다른 연구들을 북돋았다(Altieri and Nicholls 2004b 참조). 

더 최근의 연구에 의하면, 이로운 절지동물이 작물의 농경지로 침투하는 서식지 고속도로 -먹이와 피난처를 제공하는 식생이 자라는 통로- 가 제공되면 농경지를 둘러싸고 있는 그들의 피난처로부터 작물의 농경지로 더욱 쉽게 이동한다고 제시한다(예, Nicholls et al. 2000). 섬 생물지리학 이론의 관점에서, 이것은 대륙부터 섬까지 연륙교를 건설하는 일과 같다. 이 원리가 포토밭에서 어떻게 작동하는지 조사한 연구가 사례연구: 포도밭에서 꽃이 피는 식물의 통로를 사용하여 이로운 곤충의 다양성을 증대하기에 설명되어 있다.

데니스Denys와 챠른트케Tscharntke(2002)는 작물 농경지를 둘러싸고 있는 여러 유형의 가장자리 식생 조각에서곤충의 종 풍부도에 초점을 맞추는 연구를 수행했다. 초식성 곤충에 대한 포식성 곤충의 더 높은 비율이 더 큰 조각들에서 관찰되어서, 포식자와 기생자의 역할이 면적에 따라 증가하는 경향이 있다고 한 섬 생물지리학의 영양 단계 가설을 뒷받침한다. 피사니 가로우Pisani Gareau와 셰넌Shennan(2010)은 캘리포니아 중부 해안의 다양한 채소작물 주변에 자생하는 여러해살이 종의 생울타리를 조사한 결과, 이러한 경계 지역에 많은 수의 이로운 곤충이 있으며 그들은 먹이를 찾기 위해 작부체계로 100m까지 이동한다는 걸 발견했다. 이는 군집 형성의 근원이 생물학적 해충 관리 가능성을 증대하는 데 중요한 역할을 수행한다고 에측하는 섬 생물지리학 이론의 적응을 뒷받침한다(그림17.6). 

그림17.6 콜리플라워 "섬" 주변에 장벽을 형성하는 유채(Brassica campestris). 유채는 이로운 곤충을 유인하고, 초식성 해충이 작물로 이동하는 걸 지연시킬 수 있다. 

다양성, 탄력성, 그리고 지속가능성

농업생태계의 다양성은 농지에서 작물의 특정한 배열, 서로 다른 농지가 배열되는 방식, 서로 다른 농지가 농업 지역의 전체 농업 경관 가운데 일부를 형성하는 방식 등을 포함하여 여러 형태를 취할 수 있다. 다양성이 증가함에 따라, 우리는 작물과 비작물 요소 모두를 포함한 농업생태계의 구성요소 부분들 사이의 상호작용으로 이어지는 긍정적인 간섭의 형태를 활용할 수 있다. 농생태학자의 과제는 농사 체계로 다양성을 도입하고, 현실적으로 중요한 생태계 기능의 여러 구성요소들을 통합하며, 그러한 다양성을 장기간에 걸쳐 관리함으로써 얻을 수 있는 이점을 입증하는 일이다. 

부분적으로 이러한 과제를 충족시키는 일은 이번 장에서 제시된 여러 종류의 다양성과 체계의 저항성 및 탄력성 사이의 관계를 알아낸다는 걸 의미한다. 농업생태계의 각 종들은 탄력성과 저항성을 유지하는 과정과는 다른 무언가를 가져오기에, 농생태학 연구의 중요한 부분은 각 종들의 기여를 이해하고 최적의 시기와 장소에 각 종들을체계에 통합하기 위하여 이 지식을 활용하는 데 초점을 맞추는 것이다. 이러한 통합이 일어남에 따라, 체계의 신생 특징이 나타나 최고의 신생 특징 -지속가능성- 이 발전할 수 있도록 한다. 

가장 지속가능한 농업생태계는 일종의 모자이크 형태의 구조와 발달 양식을 가진 것일 수 있다. 이러한 농업생태계는 한해살이, 여러해살이, 떨기나무, 나무 및 동물 등이 혼합된 조각보 수준의 다양성을 갖는다. 아니면 가장 지속가능한 체계는 적용된 관리 유형에 따라 여러 단계의 발달이 동시에 발생하는 것일 수 있다. 그러한 체계는 더 단순한 지상의 식물 체계를 갖더라도 더욱 성숙한 토양의 하부조직이 발달될 수 있도록 최소 경운을 통합시키거나, 두둑별 작부나 생울타리를 이용해 농장의 경관 전반에 걸쳐 모자이크 수준의 발달과 다양성을 창출할 수 있다. 일단 다양성의 한도가 확립되면, 쟁점은 다음 장에서 탐구할 교란의 빈도와 강도 가운데 하나가 된다.    

생각거리

1. 섬 생물지리학 이론에 기반을 둔 해충 관리 전략을 기술하라.

2. 농업생태계의 한 구성요소의 다양성 부족이 다른 구성요소의 더 큰 다양성으로 보상될 수 있는 상황을 설명하라. 

3. 농업생태계에서 다양성과 위험의 회피 사이의 연결은 무엇인가? 당신의 견해를 뒷받침할 수 있는 사례를 제시하라.

4. 홑짓기로 하나만 심을 때보다 사이짓기에서 작물이 더 많은 수확량을 생산할 수 있게 하는 몇 가지 가능한 메커니즘은 무엇인가? 

5. 농민들이 더욱 다양한 농사 체계로 전환하는 걸 가로막는 주요한 장애물은 무엇인가? 필요한 장려책을 제공하기 위하여 어떤 종류의 변화가 일어나야 하는가?

6. 통합 해충 관리(IPM)의 성공적인 활용을 가장 잘 촉진할 수 있는 농업생태계 다양화의 형태는 무엇인가?

7. 왜 세계의 열대지방에서 온대지방보다 사이짓기와 혼농임업 농업생태계가 더 흔한가?

인터넷 자료

Agroecology in Action 

http://www.agroeco.org

The website of Professor Miguel Altieri, at the University of California, Berkeley, with extensive material on agroecological pest and habitat management. 

Cedar Creek Ecosystem Science Reserve 

http://www.cbs.umn.edu/explore/cedarcreek

An important long-term ecological research site at which scientists carry out long-term vegetation diversity experiments and studies in prairie ecosystems. 

Kellogg Biological Station, Long Term Ecological Research Site 

http://www.lter.kbs.msu.edu

One in a network of long-term ecosystem study sites (LTER) where research aims to understand the ecology of Midwest cropping systems and agricultural landscapes. They study interactions among plants, microbes, insects, management, and the environment to learn how agriculture can provide both high yields and environmental outcomes that benefit society. 

The Land Institute 

http://www.landinstitute.org

A well-known research and training center in Salina, KS, which has focused on agroecosystem diversity management through its natural system agriculture approach.

읽을거리

Altieri, M. A. and C. Nicholls. 2004. Biodiversity and Pest Management in Agroecosystems, 2nd edn. Howarth Press: Binghamton, New York. 

A review of the role of vegetational diversity in insect pest management, combining an analysis of ecological mechanisms and design principles for sustainable agriculture.

Carlquist, S. 1974. Island Biology. Columbia University Press: New York. 

An excellent overview of the biological and evolutionary processes characteristic of island ecosystems. 

Gaston, K. J. and J. I. Spicer. 2009. Biodiversity: An Introduction. Wiley Publishers: Hoboken, NJ. 

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

Golley, F. B. 1994. A History of the Ecosystem Concept in Ecology. Yale University Press: New Haven, CT. 

A full review of the development and importance of the ecosystem concept. 

Loreau, M. 2010. From Populations to Ecosystems: Theoretical Foundations for a New Ecological Synthesis. Princeton University Press: Princeton, NJ. 

A comprehensive and critical overview of recent empirical and theoretical research on the need for and value of an integrated ecological approach for understanding the important links between biodiversity and ecosystem function. 

Ricklefs, R. E. 2008. The Economy of Nature, 6th edn. W. H. Freeman and Company: New York. 

A very balanced review of the field of ecology that links basic principles with an understanding of environmental problems. 

Smith, R. L. and T. M. Smith. 2012. Elements of Ecology, 8th edn. Prentice-Hall: New York. 

A text of general ecology that provides an overview of the discipline with an excellent focus on applications in the field.

이제 고시히카리를 모르는 사람은 거의 없다고 할 수 있다. 시대와 함께 품종의 흥망성쇠가 반복되는 가운데, 탄생부터 60년 이상 지난 지금까지도 도호쿠東北 지방에서 큐슈九州 지방까지 널리 재배되고 있는 보기 드문 품종으로서, 오랜 세월에 걸쳐 '맛있는 쌀'의 대명사가 되어 왔다. 고시히카리란 도대체 누구인가? 고시히카리는 왜 인기가 있는가? 벼에 대해 잘 아는 농학자 사토 요우이치로佐藤洋一郎 씨에게 들었다.

쌀 업계의 역사를 바꾼 고시히카리

고시히카리가 태어난 건 지금으로부터 60년 이상 전인 1956년. 당시 후쿠이福井 현립농사시험장県立農事試験場에서 개발되었다. 

뜻밖에도 탄생 직후에는 재배가 확산되지 않았는데, 1979년 쌀 재배면적 1위로 올라서서는 40년 가까이 그 자리를 계속 유지하고 있다. 쌀의 재배에는 지역에 따라 적합한 곳과 그렇지 않은 곳이 있지만, 도호쿠 지방부터 큐슈 지방까지 널리 재배되고 있는 품종은 현재 고시히카리 말고는 없다. 최근에는 해외에도 그 이름이 알려져, 이제는 가장 유명한 일본 쌀이 되었다. 국내외에서 '맛있는 쌀'이란 이미지가 강하다. 말하자면, 쌀의 슈퍼스타 같은 존재이다.  

게다가 고시히카리는 쌀 업계의 역사를 바꾼 존재이기도 하다. 

우리는 쌀을 살 때 '고시히카리'나 '히토메보레ひとめぼれ'나 '아키타 코마치あきたこまち' 등의 '품종명'을 따지는데, 이러한 정보를 알 수 있게 된 것은 고시히카리가 계기가 되었다고 사토 요우이치로 씨는 이야기한다. 

사토 요우이치로 씨. 교토부립대학 일본 식문화 연구센터 특임교수, 종합지구환경연구소 명예교수. 교토대학 대학원 농학연구과 수료. 국립 유전학 연구소 연구원, 시즈오카대학 농학부 조교수, 종합지구환경학 연구소 교수 및 부소장. 대학 공동이용기관 법인 인간문화연구기구 이사를 거쳐 현직. 전문은 식물유전학. 30년 이상에 걸쳐 아시아 각지를 현지조사하고, 벼의 기원을 찾아 왔다. 

"소비자가 '품종명'을 알게 된 것은 1995년 식량관리법이 폐지되고 식량법이 제정되어 자주유통미自主流通米(※1)가 출현한 일이 시작이다. 그때까지 소비자는 '일등 쌀' '이등 쌀'이란 등급과 '하리마(播磨) 쌀' '오우미(近江) 쌀' '이세(伊勢) 쌀' 같은 산지의 정보만 알고 있었다. 그러한 상황 속에서 니이가타현新潟県이 '고시히카리'의이름을 전면에 내걸고 판매를 시작하면서부터 품종명의 정보가 제공되었다." (사토 씨) 품종은 농민만이 아는 '벼의 품종'에서 소비자도 아는 '쌀의 품종'으로 자리매김이 변하였다. 

※1　정부를 통하지 않고 집하업자와 판매업자 등을 통하여 유통되는 쌀

“세 방면이 좋아한”쌀로 인기를

게다가 고시히카리는 '많이 생산되는 쌀'에서 '맛있는 쌀'로 사람들의 가치관과 수요를 바꾸는 계기가 되기도 했다.  

"태평양 전쟁 이후부터 국가 전략으로 한 알이라도 많은 쌀을 취급하려는 시대가 계속되었지만, 1960년대에 쌀의 생산성은 포화상태에 도달했다. 아무리 기술혁신을 하려 하고, 품종개량을 하려 하고, 비료를 많이 쓰려 했지만 수확량은 별로 늘어나지 않았다. 그래서 '양'에서 '질'로 최초로 방향을 전환한 것이 니이가타현이었다. 맛있는 쌀을 만들려고 생각한 것이다." （사토 씨）

'양'에서 '질'로 쌀의 역사를 바꾼 고시히카리 

자주유통미가 된 쌀의 가격을 자유롭게 설정할 수 있게 되어, '수확량=수입'이 사라졌다. 예를 들어, 20% 비싸게팔면 수확량이 10% 줄어도 벼 농민의 수입은 약 10% 증가한다. 또 고시히카리는 도열병에 걸리기 쉬웠기 때문에, 병을 막기 위하여 질소비료를 즐이니 맛이 좋아졌다. 각 현의 시험장이 극진하게 고시히카리의 재배 지도를 다는 일도 전국으로 확대되는 데에 뒷받침이 되었고, 정미 수율이 좋았던 점 때문에 쌀가게도 좋아했다. 게다가 고도경제성장에 의하여 소비자가 쌀에 대하여 양보다 질을 추구하게 되는 등 시대와도 잘 맞았다.   

고시히카리는 농민, 쌀가게, 소비자에 의하여 "세 방면이 좋아하는" 쌀로 환영을 받았다.  

동과 서에서 선호하는 "전 일본"

2018년 산지 품종 목록을 보면, 홋카이도北海道와 도쿄도東京都와 오키나와현沖縄県을 제외한 총 44부현府県에서 재배되고 있는 고시히카리. 그러나 고시히카리가 퍼지기 전에는 "오사카大阪 시장에 반입되는 쌀은 대립이고 미질이 단단하며, 도쿄 시장에 반입되는 쌀은 소립이고 미질이 부드럽다"(사토 씨)라는 식으로 동일본과 서일본에서 쌀의 선호가 달랐다고 한다. 

그럼 왜 고시히카리의 맛은 동일본에서도, 서일본에서도 받아들여진 것일까? 

고시히카리는 농림農林 1호'와 '농림 22호'를 교배시켜 탄생했다. 

'농림 2호'는 동일본에서 맛있는 쌀로 퍼졌던 리쿠陸羽 132호와 카메노오亀ノ尾 같은 계통의 품종. 그리고 '농림 22호'는 서일본에서 맛있는 쌀로 퍼졌던 '아사히旭' 계통의 품종이다. 

위 사진의 출처 http://www.ken-ohashi.jp/contents/2b/dagakki/2008/132.html

그때까지 동과 서의 품종을 교배시킨 예는 별로 없었는데, "동쪽의 천하장사" 계통과 "서쪽의 천하장사" 계통이 교배된 고시히카리의 탄생은 일본인의 쌀 선호에 변화를 가져왔다. 

고시히카리의 아버지 농림 1호. (이시카와현石川県 하쿠이시羽咋市의 코시다 히데토시・나오코奈央子 씨 부부가 재배)

"일본 전국 거의 어디서나 농사지을 수 있는 '전 일본'이 태어나, 동쪽에서 먹고 익숙한 맛과 서쪽에서 먹고 익숙한 맛이 합체함으로써 양자에서 받아들여지는 맛이 탄생했다. 그래서 고시히카리가 퍼졌다고 생각한다."고 사토 씨는 이야기한다. 

그렇게 말하더라도, 고시히카리가 탄생한 뒤 재배면적 1위의 자리에 오르기까지 23년의 세월이 걸렸다. 사토 씨에 의하면, 당초는 고시히카리의 평가가 간사이関西를 중심으로 높고 간토우関東에서는 고시히카리보다 '사사니시키ササニシキ'가 인기였다.

그런데 여기에도 또 니이가타현의 움직임이 영향을 주었다. 

'깨끗한 물과 비옥한 대지에서 재배된 니이가타 고시히카리' '밤낮의 일교차가 크기에 맛있게 자란 우오누마魚沼 고시히카리' 이라는 이미지 전략에 의하여 간토우에도 고시히카리가 퍼져 나갔다. 그리고 재차 타격을 주듯이, 1993년 헤이세이平成의 대냉해로 인해 사사니시키는 치명적인 손상을 입어 "고시히카리 일족"에게 자리를 내주었다. 동서에서 선호하는 고시히카리의 탄생을 계기로, 일본인의 쌀에 대한 미각은 균일화되는 길로 나아가기 시작했다. 

고시히카리 논

고시히카리 덕에 잃어버린 것

고시히카리 탄생 후에는 고시히카리를 기반으로 품종개량이 반복되어 현재는 전국에서 재배되는 품종의 80%가 고시히카리계 품종(고시히카리를 편부모로 하는 근연 품종)이란 '고시히카리 최강 시대". '농림 100호'란 농림 번호(※2)로 1956년에 고시히카리가 탄생하고나서 2015년 시점에서 논벼의 농림번호는 '농림 474호'까지 나왔다(농림수산기술회의 <2016년 농림번호 부여 품종>).

"약 60년 동안에 국가에서 만든 품종만도 300계통 이상이고, 각 도도부현에서 만들고 있는 품종은 더 많다. 그러나 그중에서도 특정 품종만 시장에 남아 있다. 각 농업시험장의 육종가들 입장에선 '좋은 걸 만들어도 고시히카리를 이길 수 없다'는 불행한 상황이다"라고 사토 씨는 말한다. 판매하는 측에서도 구매하는 측에서도 '고시히카리의 피를 이어받았으니 맛있다'는 풍조가 있어, '육종은 마케팅을 이길 수 없는 것이다'라고도 한다. 어쩌면 많은 사람들이 '맛있다'고 느끼는 품종도 있을지 모르지만, 고시히카리 일변도의 상황으로 잃어버리고 있는 것도큰일이다.

사토 씨는 고시히카리가 이렇게까지 확산됨에 따라 "확실히 다양성이 사라졌다"고 지적한다. 다음회 나만의 벼 품종을 만들자에서는 다양성이 사라짐에 따라 생기는 문제와, 다양성을 창출하기 위한 이야기를 살펴본다. 

※2　농림성 소속의 연구기관과 각 현에 산재해 있는 국가 지정 시험지에서 육성된 농작물 품종에 붙여진 등록번호. 

https://agri.mynavi.jp/2019_01_15_55127/

이제 고시히카리를 모르는 사람은 거의 없다고 할 수 있다. 전회는 전국에서 재배되고 있는 품종의 80%가 고시히카리계 품종(고시히카리를 편부모로 하는 근연 품종)이라는 "고시히카리 최강 시대"가 된 경위를 농학자인 사토 요우이치로佐藤洋一郎 씨에게 들었다. 한편, 사토 씨는 고시히카리 일변도의 상황에 의해 잃어버린 '쌀의 다양성'이 중요함을 지적하고 있다. 

먹을 수 있는 쌀은 대략 20품종

쌀의 다양성이 사라진 이유로, 사토 씨는 '군사물자로 쌀의 품질을 통일시키려는 국가정책을 취한 점' '특히 소화시대 이후에 다수확을 목적으로 키가 작은 특정 품종만 품종개량에 사용한 점'을 들지만, 역시 엄청난 충격이었던 것은 '고시히카리의 등장'이었다고 지적한다. 

현재 산지 품종 내역※을 보면, 멥쌀, 찹쌀, 술쌀을 합계하여 약 480품종(2018년, 농림수산성 <농산물 규격규정>을 바탕으로 산출). 이 가운데 우리가 일상적으로 먹고 있는 멥쌀은 재배 비율 상위 20품종이 84.1%를 차지하고있다(2017년산, 미곡 안정공급확보 지원기구 공표). 

※일정한 산지(도도부현 단위)에서 생산된 품종이 다른 산지에서 생산된 동일한 품종과의 사이에서 일정한 품질차를 나타내기 때문에, 농산물의 거래 등에서 해당 산지와 품종을 농산물 검사로 특정할 필요가 있음. 1년 1회, 도도부현마다 내역 설정의 신청이나 폐지 등의 의견을 청취하는 장이 설정되고, 학식 경험자, 생산단체, 실수요단체, 행정관계자에 의한 협의를 통해 농림수산성 국장에게 전달. 내역의 설정 등을 행할 필요가 있다고 인정된 경우, 농림수산부 장관이 행하는 농산물 규격규정의 개정 절차가 진행됨.

각 현에는 여러 가지 대표 품종이 있지만, 전체 비율에서 보면 재배면적은 적다(Panasonic'쌀 이야기 박물관OKOME STORY MUSEUM'의 전시에서）

한편, "메이지 시대는 4000가지 품종이 있었다. 이명 동종, 동명 이종이라 생각되는 것을 정리하더라도 600종이 남아 있는 것으로 이야기되고 있다"고 사토 씨가 말한다. "메이지 시대에 여러 가지 품종이 보전된 것은 사람들이품종을 식별하여 목적에 따라 구별하여 쓰거나, 지역 사이의 교류가 그다지 활발하지 않았기 때문이다. 하지만 고시히카리의 등장 이후, 전국에서 비슷한 품종이 나왔기 때문에 현재는 다른 품종을 식별할 힘이 사라지고 있다"고 우려한다. 

에도 시대에 농사지었다고 보이는 품종 '愛亀'. 역주; 이 품종은 일제강점기 조선반도에도 도입되었던 것으로 보인다.

"우린 붉은 물감과 초록 물감만 가지고 있다. 섞으면 자주색이 된다. 다양한 자주색이 되겠지만, 결국은 자주색이란 점에는 변함이 없다. 아무것도 늘어나지 않으며, 아무것도 줄어들지 않는다. 그것이 최근의 품종개량이다. 어떻게 기호라는 게 균일화되는 것인가 한다." 

에도 시대에 카가번의 헌상미였다고 이야기되는 품종 '킨챠쿠巾着'

한때 '가짜 고시히카리'의 유통이 문제가 되었다. "유통되고 있는 고시히카리 가운데 30%가 가짜일 때조차 우린 진짜와 가짜를 구별할 수 없었다. 품종의 차이가 적어지고 있는 것도 있지만, 다른 품종이 들어 있는지 간파하지 못하니, 즉 맛의 차이를 모르면서 비싼 고시히카리를 구매하는 데에도 한 원인이 있다. 가짜 고시히카리 문제는 유전적 다양성이 줄어들면서 쌀의 맛이란 문화의 다양성을 잃어버리며 발생한 비극이었다." (사토 씨）

문화의 다양성과 품종의 다양성이 지닌 관계 

다양성이 적다는 건 어떤 문제로 이어질까? 

사토 씨는 "품종의 다양성을 없애는 건 문화의 다양성을 없애는 것"이라 딱 잘라 이야기한다. "어느 지역이라도 각각의 식문화가 있고, 그에 따른 품종이 있었을 것이다. 식문화의 배경에는 잔치 음식도 있었다. 예를 들어 어떤잔치 음식이라도 특정 품종으로 대체되어 버린다면, 그 쌀의 특징을 살린 식문화는 사라져 버린다. 잔치가 사라지면 그때 사용된 품종도 사라져 버린다. 문화의 다양성이 품종의 다양성을 유지하고, 품종의 다양성이 문화의 다양성을 유지하고 있다. 하나의 다양성이 여위어 버리면, 다른 한편의 다양성도 여위어 버린다."

실제로, 짚 세공용 벼 품종도 짚을 쓰는 문화가 사라져서 소멸되어 버렸다. 현재의 산지 품종 내역을 보면, 우리가 평소 먹고 있는 멥쌀은 약 290품종, 찹쌀은 약 70품종, 술쌀은 약 120품종이다(2018년 농림수산성 <농산물규격규정>을 바탕으로 산출). 밥을 먹고, 잔치 음식으로 떡을 만들고, 일본술을 마신다. "적어도 경사스런 날만이라도 품종을 구별해 쓰면 어떨까요?"라고 사토 씨는 말한다. 우리의 "경사스런 날"과 "잔치"의 밥상이 문화와 품종을 유지해 나아갈 것이다. 

이시카와현石川県 하쿠이시羽咋市의 코시다 히데토시越田秀俊 씨와 나오코奈央子 씨 부부가 재배한 '은방주銀坊主'라는 멥쌀 품종. 역주; 은방주는 일제강점기 조선반도에도 도입되어 현재까지 남아 있는 품종이다.

고시히카리보다 맛있는 쌀을 만들다 

사토 씨는 <고시히카리보다 맛있는 쌀>(朝日新書)이란 저서가 있다. 이 제목에는 어떤 의미가 담겨 있는 것일까?'고시히카리보다 맛있는 쌀은 있다?' '고시히카리보다 맛있는 쌀을 찾자?' 그 진의를 묻자, "생산자만이 아니라 소비자도 맛있는 쌀을 스스로 만든다는 것이다'라고 사토 씨가 답한다.

그러면, 소비자가 '고시히카리보다 맛있는 쌀을 만든다'는 건 어떤 뜻일까? 

사토 씨가 제안하는 건 '나의 품종'을 만드는 일. '나의 품종이란, 소비자와 생산자가 손을 맞잡고 만드는 품종이다. 맛있는 쌀을 만드는 책임은 생산자만이 아니라 소비자 자신에게도 있다는 것이다. 서로 어떤 품종을 만들고 싶다고 대화하고, 자신들이 직접 인공교배하고 선발을 한다. 소비자는 모내기와 제초, 벼베기 등 1년에 몇 번은 농작업을 도우러 가고, 생산된 쌀은 구매한다. 그 토지에서 농사지은 쌀은 확실히 그 땅에 적응하고 있다. 다양한품종을 만드는 일을 통해 그 토지의 유전적 다양성이 높아지고, 예를 들어 냉해 등의 재해가 있어도 전멸이란 최악의 사태를 피하는 데 도움이 된다." 자가채종을 반복하는 것으로 종묘법에 규정된 '품종'에서는 사라져 가겠지만, 이해하는 소비자와 함께 품종을 만들어 먹는 분량만큼은 문제가 없다는 것이 사토 씨의 생각이다. 

수확한 벼는 씨앗이 된다 

장애물이 높을 것이라 생각되지만, "품종개량은 그다지 새로운 기술은 아니다"라고 사토 씨는 이야기한다. "에도 시대부터 메이지 초기 무렵의 품종은 개인의 노력에 의하여 탄생하고, 농민들이 품질을 유지해 왔다. 품종의 관리를 민간에 맡기는 일은 전혀 새삼스럽지 않다." 

문화의 다양성은 생물다양성을 담보한다 文化的多様性は生物多様性を担保する

2018년 4월, 장려품종에 대해 규정된 <주요 농작물 종자법>이 폐지되었다. 현재는 도도부현이 독자적으로 장려품종을 계속 다루고 있지만, 만약 앞으로 장려품종이 사라진다면 식량관리법 시대처럼 '니이가타 쌀(新潟米)' '후쿠시마 쌀(福島米)' '일등 쌀(一等米)' '이등 쌀(二等米)' 같은 산지나 등급의 정보만 얻을 수 있게 되어 버리겠다는 우려도 든다. 

그러나 사토 씨는 "다양성에게는 하나의 기회"라고 긍정적으로 받아들인다. "자신의 품종을 스스로 만든다면, 지적재산권도 경제적 소유권도 자신의 것. 거대한 농생명 기업에 얽매이지 않는다. 지금 시대는 옛날에 비하여 많은 사람들이 여러 지식을 가지고 있다. 지식을 총동원해 나의 품종이 지닌 형질을 제대로 제어할 수 있다면, 다양하지만 잡박하지 않은 품종을 만들 수 있다고 생각한다." 

사토 씨가 "문화적 다양성은 생물다양성을 담보한다"고 강조하듯이, 사람들이 단일 품종을 먹고 있다면 단일 품종만 재배되어 버린다. 그러나 다양한 쌀을 맛봄으로써 다양한 품종의 재배가 퍼져 나갈 것이다. 쌀 품종의 다양함은 문화의 다양성과 동일하다. 

나의 품종을 만들어 메이지 시대 같은 품종의 다양함이 현대에 소생되면 일본의 밥상은 더욱 풍부해질 것이다. "벼 오타쿠에게 듣다！『나의 품종』 만드는 법」에서도 소개했듯이, 농민이 육종가가 되는 시대가 오고 있는지도모른다. 

https://agri.mynavi.jp/2019_01_22_56122/