관리형 방목—지속 가능한 농업 생태계를 향한 보다 친환경적인 길

원문 링크 : https://www.theearthandi.org/post/managed-grazing-sustainable-agriculture-ecosystems

풀을 먹인 농업을 올바르게 수행하면 토양과 농장 생활이 재생될 수 있습니다

다음 기사에는 제25차 과학 통합 국제 회의(ICUS XXV)에서 Richard Teague 교수*가 발표한 "토양 건강과 농장 생계를 재생하기 위한 방목 관리"에서 편집된 하이라이트가 포함되어 있습니다.

Managed grazing in action. Note the lush green pasture on the left. ©Wiremu S Demchick/Wikimedia (CC BY 4.0)

점점 더 많은 과학자들이 농장과 목장을 더욱 지속 가능하게 만들기 위해 열심히 노력하고 있습니다. 그들은 특히 반건조 지역의 황폐화된 토지를 비옥하고 관련 생태계 안정성으로 되돌리는 데 소가 역할을 할 수 있다는 것을 이해합니다. 그들이 연구하고 테스트하고 있는 초원 관리 도구 중 하나는 방목 관리입니다.

반건조 방목 생태계는 지구 육지의 약 1/3을 차지합니다. 이들 토지는 대부분 열악한 토지 이용으로 인해 황폐화되고 있습니다.

방목된 식물이 회복될 시간 없이 인위적으로 많은 수의 방목자(소)를 유지하면 과도한 방목, 식물과 토양의 황폐화, 생산성 및 생물 다양성 감소, 생태계 탄력성 감소 등이 초래되었습니다.

이러한 생태계의 악화와 관련하여 막대한 경제적, 사회적 비용이 발생합니다. 최소 10억 명의 농촌 및 도시 사람들이 가축 생산을 통해 생계를 유지하고 인간의 행복에 영향을 미치는 필수 생태계 서비스를 위해 농업에 의존하고 있습니다.

©Courtesy of Alejandro Corrillo.

개선을 위한 관리, 그리고 지속가능성

토지 관리자에게 지속 가능한 생태계 관리 시스템을 채택하도록 설득하는 것은 흔한 일이지만, 인간은 자신이 거주하고 관리해온 거의 모든 생태계를 저하시켰습니다. 악화된 상황을 지속하는 것은 의미가 없습니다. 대신, 생태계에 사는 사람들과 제공되는 생태계 서비스에 의존하는 모든 생명체의 생계를 제공하기 위한 기반이 되는 생태계 기능을 재생하는 데 초점을 맞춰야 합니다. 다행스럽게도 전 세계적으로 그렇게 한 토지 관리자가 많이 있습니다. 우리는 그들이 건조한 방목 생태계와 습한 방목 생태계에서 어떻게 그렇게 했는지 연구했습니다.

반건조 방목지의 장기적인 생산성과 탄력성을 개선하거나 유지하려면 변화하는 환경에서 식생과 가축 사이의 피드백에 대한 이해를 바탕으로 한 관리 전략이 필요합니다. 끊임없이 변화하는 상황에서 의사결정을 내리려면 적응형 의사결정 전략이 필요합니다. 즉, 긍정적인 사건을 활용하고 부정적인 사건의 피해를 줄일 수 있는 방법이 있어야 합니다.

토양 건강은 지속 가능성의 기본입니다

토양 건강을 회복하는 것은 지속 가능한 농업을 달성하는 데 필수적입니다. 예를 들어, 방목지 생태계의 가장 큰 제한 요인은 받는 강수량의 양이 아니라 토양에 침투하는 강우량과 강우량이 그곳에 머무르는 기간입니다.

그러나 물론 이것이 생태계의 유일한 중요한 기능은 아닙니다. 최적의 생태계 기능을 보장하려면 광합성, 토양 유기물(SOM) 축적 및 보유, 효율적인 영양 순환 및 생태계 생물 다양성을 통한 효율적인 태양 에너지 포집도 필요합니다.

토양 기능의 90%가 미생물에 의해 매개되기 때문에 토양 건강은 생태계 기능에 필수적입니다. 미생물, 식물, 동물 사이에는 상호 의존성이 있습니다. 예를 들어 식물은 미생물의 생명을 가능하게 합니다. 그들은 또한 식물과 고세균, 박테리아, 곰팡이, 기타 미생물 및 진핵생물 종 사이의 시너지적 상호의존성을 통해 방출되는 영양분의 혜택을 받습니다.

생태계 기능을 촉진하는 데 필요한 에너지의 주요 부분은 식물이 광합성 과정에서 에너지를 포착하고 생태계 공동체가 기능할 수 있도록 에너지를 제공하는 탄수화물로 전환되는 것에서 나옵니다.

방목 또는 경작 생태계에서 식물을 관리하는 방법은 전체 생태계 기능을 유지하거나 재생하는 데 중요합니다. 생태계 기능을 촉진하는 데 필요한 에너지의 주요 부분은 식물이 광합성 과정에서 에너지를 포착하고 생태계 공동체가 기능할 수 있도록 에너지를 제공하는 탄수화물로 전환되는 것에서 나옵니다.

The leaf is the primary site of photosynthesis in plants. ©Jon Sullivan/Wikimedia. Public domain.

토양의 시너지 네트워크

토양 유기체의 시너지 네트워크는 많은 생태계 서비스를 제공합니다. 그들은 토양 응집을 개선하고, 토양에 공기를 공급하고 안정화하며, 수분 보유 능력을 향상시키고, 생태계 공동체를 위한 영양분 획득 및 유지를 개선하고, 영양분의 가용성을 향상시키기 위해 영양분을 순환시키고, 생물적 및 비생물적 스트레스에 대한 내성을 강화하고, 환경 요인이 식물에 미치는 영향을 완충합니다. .

Arbuscular mycorrhizal fungi(AMF)는 식물 다양성을 유지하고 식물과 다른 미생물 간의 상호 작용을 중재하며 식물 광합성에 긍정적인 영향을 미치기 때문에 이러한 육상 생태계, 특히 초원의 작은 핵심 종입니다.

식물은 AMF 및 콩과 식물과 공생하여 광합성을 증가시켜 rhizobia 및 AMF와의 이중 결합을 통해 광합성을 평균 50% 향상시킵니다. AMF는 토양 유기물 풀에 직접적으로 기여하고 토양 당단백질의 분비를 통해 생태계 기능에 필수적인 토양 수분 침투 및 통기를 강화하는 수안정성 토양 집합체를 증가시킵니다.

The benefits of arbuscular mycorrhizal fungi. ©Jacott, Murray, Ridout/Wikimedia (CC BY-SA 4.0)

최적의 결과를 위한 초원 관리

초원 관리 결정은 수익성 있는 운영을 지원하고 탄소 격리 및 생태계 서비스 제공을 돕습니다. 자원 보존 목표를 달성하기 위해 목장을 관리하는 곳에서 황폐화된 초원 생태계를 복원한 관리 접근법의 좋은 예를 볼 수 있습니다.

적응형 다중 목장(AMP) 방목과 같은 개선된 관리는 맨 땅을 줄이고, 생산적인 식물 군집을 복원하고, 물 침투율 및 토양 수분 저장 용량을 늘리고, 곰팡이 대 박테리아 비율을 증가시키고, 토양 탄소.

Fenced off paddocks for grazing (Missouri, USA). ©USDA/Wikimedia. Public Domain

방목 관리의 가장 좋은 예는 토양 건강과 생태계 기능을 향상시키기 위해 특별히 관리하는 농부들에 의해 만들어졌습니다. 이는 수익성 향상을 위한 기반이며, 이들 주요 농민들은 생태계 기능, 식물 종 구성 및 생산성, 토양 탄소 및 비옥도, 물 침투 및 보수 능력, 생물 다양성, 야생 동물 서식지 및 수익성 측면에서 상당한 개선을 달성했습니다.

성공적인 농부들은 방목 기간이 짧고 회복 기간이 긴 무리당 여러 방목장[울타리 지역]을 사용합니다.

이러한 성공적인 농부들은 방목 기간이 짧고 회복 기간이 긴 무리당 여러 방목장[울타리 지역]을 사용합니다. 그들은 또한 바이오매스, 동물 수, 성장 조건이 수년 내에 변화할 때에도 적응합니다.

토지 황폐화로부터 지속 가능한 회복의 열쇠는 의도하지 않은 자원 및 재정적 목표를 달성하기 위해 마초 바이오매스를 가축 [농장 동물] 수와 일치시키는 잘 계획되고 적응적으로 관리되는 다중 목장 방목 관리 프로토콜을 사용하는 것임이 점점 더 분명해지고 있습니다. 토양 손실 및 기능 저하, 식물 바이오매스 및 종 구성 감소와 같은 결과를 초래합니다.

The multi-paddock grazing management system. ©Ian Alexander/Wikimedia (CC BY-SA 4.0)

개선된 방목으로 탄소 배출량 감소

방목지 생태계의 주요 관심사 중 하나는 반추동물(새김질하는) 가축이 배출하는 온실가스(GHG)의 양입니다. 많은 과학자들이 반추동물 생산 시스템이 온실가스 배출의 특히 큰 원인이라는 결론을 내렸지만, 다른 과학자들은 관리 방식을 변경하여 반추동물 기반 생산을 순 탄소(C) 흡수원으로 전환하는 것이 가능하다는 사실을 발견했습니다.

방목지 생태계의 천연 메탄(CH4) 흡수와 같은 온실가스에 대한 이전 평가에서는 개선된 가축 관리 관행을 고려하지 않았으며 온실가스 흡수 가능성을 과소평가했습니다. 적절한 적응형 방목, 적절한 회복을 통한 적당한 방목, 가축 방목 관리 강화는 온실가스 완화 잠재력에 크게 기여합니다.

토양은 관리 관행에 따라 상당한 탄소 흡수원이 될 수 있으므로 토양 탄소(C) 역학은 정확한 반추동물 수명주기 평가(LCA)를 계산하는 데 중요한 부분입니다. LCA는 환경 영향을 측정하기 위한 도구입니다. 그러나 C의 변화는 농업 관리 옵션의 대체 조합에 대한 순 탄소 배출량 계산에 명시적으로 포함될 때 이러한 변화가 순 GHG 배출량에 큰 영향을 미치는 것으로 밝혀졌음에도 불구하고 일반적으로 LCA에서 설명되지 않았습니다.

식품 생산 사슬에서 반추동물의 배출에 대해 LCA를 수행할 때 검토 중인 전체 시스템의 순 탄소 발자국에 영향을 미치는 사슬의 모든 요소를 ​​포함하는 것이 근본적으로 중요합니다. 여기에는 잘 관리된 방목 시스템이 제공할 수 있는 방목 생태계에 격리된 탄소와 같은 유익한 생태계 서비스에 대한 설명이 포함됩니다.

북미의 대부분의 소는 곡물 기반 사료를 사용하는 사육장에서 비육됩니다. 이 가공 방법을 지지하는 사람들은 이 방법이 이 기간 동안 도축 및 장내 발효(동물의 소화 과정의 한 단계)까지의 전체 생산 시간을 단축하기 때문에 생산된 쇠고기 1kg당 GHG 배출량이 낮아지고 탄소 배출량도 줄어든다고 주장합니다. 잔디 기반 마무리.

그러나 이 저자들은 곡물 기반 사료, 무기 비료 및 C 발자국 수준에 추가되는 기타 요소의 생산과 관련된 전체 GHG 배출을 설명하지 않기 때문에 곡물 기반 가공의 전체 식품 사슬 탄소 발자국을 고려하지 않습니다. 그리고 토양 침식.

곡물 기반 가공의 전체 식품 사슬 탄소 발자국은 곡물 기반 사료, 무기 비료 및 C 발자국 수준과 토양 침식을 추가하는 기타 요소의 생산과 관련된 전체 GHG 배출을 설명하지 않습니다.

반추 동물 댐[어미 소]과 그 새끼는 일생의 대부분을 다년생 풀에서 보내며, 이 기간 동안 그들이 풀을 뜯는 초원에 격리된 C는 배출량을 초과합니다. 먹이 사슬 옵션을 통해 전체 탄소 발자국을 계산할 때 이 점을 고려해야 합니다.

일상적으로 곡물로 반추동물을 비육하는 선진국에서는 생산 체인의 C 발자국을 줄이는 또 다른 요인은 음의 GHG 발자국(C 흡수원)을 갖는 재생 작물 관행을 기반으로 한 반추동물의 작물 비육입니다. 이 방법을 사용하면 탄소 배출량이 상당히 줄어듭니다.

농업생태계 생산 시스템의 수정과 재생 작물 및 AMP 기반의 풀로 마감한 가축으로의 전환은 앞서 언급한 것처럼 다른 중요한 생태학적 이점도 제공할 것입니다. 또한 현재 동물 사료, 바이오 연료 등으로 사용되는 작물 생산을 대신 인간 식품으로 사용한다면 인간의 식량 공급은 70% 증가할 것입니다. 이러한 변화는 수십억 명의 사람들에게 충분한 자원을 제공할 것입니다.

Global Biofuel Energy Production. ©Our World in Data/Wikimedia (CC BY 4.0)

결론

농업생태계의 장기적인 지속가능성과 생태적 회복력을 보장하기 위해 농업 생산은 재생 작물 재배 및 방목 관리 프로토콜을 보장하는 정책에 따라 이루어져야 합니다.

현재의 지속 불가능하고 투입량이 많은 농업 방식을 투입량이 적은 재생 방식으로 바꾸면 토양 및 생태계 기능과 탄력성이 향상되어 장기적인 지속 가능성과 사회적 탄력성이 향상됩니다.

주요 과제는 토양 건강에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 문서화된 토지 관리 관행의 채택 규모를 늘리는 것입니다.

경작이 불가능한 지역에서는 토양 건강을 향상시키는 방식으로 반추동물을 방목하면 장내 온실가스 배출을 줄이기 위해 가축화된 반추동물 수를 줄이는 것보다 훨씬 더 농업의 C 발자국을 줄일 수 있습니다. 이는 또한 수세기 동안 목축 생활과 문화를 유지해 온 영양가 높은 음식을 제공할 것입니다.

반추동물 가축은 지속 가능한 농업을 달성하기 위한 중요한 도구이며 적절한 방목 관리를 통해 토양에 격리된 C를 반추동물 GHG 배출을 상쇄하는 것 이상으로 늘릴 수 있습니다. 또한 더 나은 물 침투, 토양 침식 감소, 영양 순환 개선, 토양 형성, 탄소 격리, 생물 다양성 및 야생 동물 서식지와 같은 지역 주민을 위한 기타 필수 생태계 서비스를 지원하고 개선합니다.

관리된 경관에 대해 수행된 연구에 따르면 단기적이고 큰 영향을 미치는 방목과 긴 회복 기간을 통합하는 생태학적으로 관리되는 AMP 방목 전략이 상업적 규모의 농생태학적 경관에서 생태계 기능을 재생성할 수 있음을 보여줍니다. 여기에는 다음이 포함됩니다. 1) 토양 탄소 수준과 토양 미생물 기능을 구축합니다. 2) 물 침투 및 보유를 강화합니다. 3) 침식을 보다 효과적으로 제어합니다. 4) 토양 비옥도를 구축합니다. 5) 유역의 수문학적 기능을 강화합니다. 6) 가축 생산, 경제적 수익 및 자원 기반을 개선합니다. 7) 야생동물과 생물다양성을 강화합니다. 8) 순 온실가스 흡수원으로서의 토양 기능을 증가시킵니다.

종합적으로, 보존 농업은 토양 건강과 생태계 기능을 재생하고, 생태학적으로 건강하고 회복력 있는 농업 생태계를 지원하고, 순 수익성을 개선하고 유역 기능을 향상시키는 것을 목표로 합니다.

이 모든 것을 달성하려면 과학자들이 자원 기반을 개선하여 재정적으로 뛰어난 환경을 진보적인 관리자와 협력하는 것이 중요합니다. 개선과 관련된 프로세스를 식별합니다. 실험 결과를 지역적, 전 세계적으로 건전한 환경, 사회, 경제적 이익으로 전환합니다.

*Richard Teague, PhD, is Professor, Department of Ecosystem Science and Management, Texas A&M University and Texas A&M AgriLife Research, Vernon, Texas, USA.