Carbon – Biodiversity - Land System Nexus Across Scales: MSA and Biomass Metrics Across the Brazilian Cerrado and the Sertão Veredas Peruaçu Mosaic

지구의 생명 시스템은 단순히 식물과 동물의 집합체가 아니라, 지구의 기후를 조절하는 복잡한 엔진입니다. 세계에서 가장 생물 다양성이 높은 많은 곳에서, 토양의 건강과 그 위의 생명 다양성은 그 땅이 얼마나 많은 탄소를 보유할 수 있는지와 불가분하게 연결되어 있습니다. 숲과 사바나가 온전할 때, 이들은 대기 중의 이산화탄소를 흡수하여 나무와 토양에 저장하는 거대한 저장소 역할을 합니다. 그러나 이러한 경관이 농업이나 개발로 인해 파괴되면, 이들은 탄소를 흡수하는 것을 멈추고 오히려 배출하기 시작하며, 동시에 그곳을 터전으로 삼는 고유한 종들도 함께 잃게 됩니다. 이는 현대 사회에 어려운 과제를 던져줍니다. 어떻게 하면 자연을 파괴하지 않으면서도 늘어나는 인구를 먹여 살릴 만큼 충분한 식량을 재배할 수 있을 것인가 하는 문제입니다. 과학자들은 특히 야생지를 농지로 전환하려는 압력이 가장 높은 곳들을 중심으로, 이 두 가지 목표인 '사람을 먹여 살리는 것'과 '자연을 구하는 것'이 어떻게 서로 싸우지 않고 공존할 수 있는지에 대해 점점 더 주목하고 있습니다.

그중 한 곳은 브라질의 광활한 열대 사바나로, 세계적인 생물 다양성 핫스팟으로 간주되는 세하두(Cerrado)입니다. 이곳은 구릉진 초원, 관목림, 그리고 엄청난 양의 탄소를 저장하는 깊은 뿌리를 가진 식물들이 어우러진 풍경을 가지고 있습니다. 하지만 이 지역은 소고기와 대두에 대한 글로벌 수요에 따른 농업 확장으로 인해 강한 압박을 받고 있습니다. 이 취약한 균형을 어떻게 보호할지 이해하기 위해, 연구자 다니엘라 도 바예(Daniella Do Valle), 디니스 카르발류 드 아루다(Diniz Carvalho de Arruda), 그리고 소니아 카르발류 리베이루(Sonia Carvalho Ribeiro)는 지형이 변화할 때 야생동물과 탄소 축적량에 정확히 어떤 일이 일어나는지 측정하기 위해 연구를 수행했습니다. 그들은 두 가지 다른 규모에 초점을 맞추었습니다. 브라질의 거대한 부분을 차지하는 세하두 생태계 전체와, '세르탕 베레다스-페루아수 모자이크(Sertão Veredas-Peruaçu Mosaic)'라고 불리는 특정 소규모 지역입니다. 이 모자이크는 단일한 통합 계획 아래 함께 관리되는 보호 구역, 원주민 영토, 그리고 작업 농장들이 독특하게 짜 맞추어진 조각보와 같습니다. 연구팀은 이 전체 지역의 운명과 이 특정 관리 모자이크의 운명을 비교함으로써, 통합적인 경관 관리가 진정으로 자연과 탄소의 손실을 막을 수 있는지 확인하고자 했습니다.

연구진은 브라질 사바나의 급격한 변화가 있었던 2012년부터 2023년까지의 데이터를 살펴보았습니다. 그들은 위성 영상을 사용하여 토지 이용 변화를 추적하고, 천연 식생에서 목초지나 작물지로 변하는 모든 변화를 지도화했습니다. 야생동물의 건강을 측정하기 위해 그들은 '평균 종 풍부도(Mean Species Abundance)'라는 지표를 사용했는데, 이는 본래 손상되지 않은 자연 상태의 경관과 비교했을 때 특정 지역에 얼마나 많은 종이 생존할 수 있는지를 나타내는 점수 역할을 합니다. 점수가 1이면 해당 지역이 야생동물에게 완벽하게 건강한 상태임을 의미하고, 0이면 완전히 황폐해졌음을 의미합니다. 또한 그들은 지상에 있는 나무와 관목의 총 무게인 '목질 바이오매스(woody biomass)'를 계산했는데, 이는 식생에 저장된 탄소량을 직접적으로 보여주는 척도가 됩니다. 이 세 가지 정보를 층층이 결합함으로써, 그들은 단순히 땅이 어떻게 변하고 있는지를 넘어, 그러한 변화가 동물과 기후에 어떻게 해를 끼치고 있는지를 확인할 수 있었습니다.

결과는 광범위한 세하두의 냉혹한 현실을 보여주었습니다. 생태계 전체에 걸쳐 농업의 확장은 막대한 피해를 입히고 있었습니다. 2012년에서 2023년 사이, 천연 사바나를 목초지로 전환하는 것이 지배적인 추세였으며, 약 300만 헥타르의 자연 서식지가 소실되었습니다. 이러한 광범위한 변화는 생태계 건강의 눈에 띄는 감소로 이어졌습니다. 연구에 따르면 야생동물의 건강이 저하된 지역은 생태계 전체의 6% 이상을 차지했습니다. 더욱 결정적으로, 이러한 퇴보는 나무에 저장된 탄소를 직접적으로 위협했습니다. 세하두의 전체 지상 목질 바이오매스 중 거의 10%가 생태계가 활발히 악화되고 있는 지역에 위치해 있었습니다. 이 구역들에서 서식지의 상실은 단지 동물들에게 비극일 뿐만 아니라, 그 땅이 저장하고 있는 탄소를 다시 대기로 방출할 위험에 처해 있음을 의미했습니다.

이와 극명하게 대조적으로, 세르탕 베레다스-페루아수 모자이크는 다른 이야기를 들려주었습니다. 주변의 동일한 지역적 압력과 농업 전선에도 불구하고, 이 관리된 경관은 훨씬 더 높은 회복력을 보여주었습니다. 이 모자이크 내에서 천연 식생이 농지로 전환되는 비율은 나머지 세하두 지역에서 나타난 비율의 절반 미만이었습니다. 결과적으로 야생동물 건강의 감소도 훨씬 제한적이었으며, 전체 영역의 약 2%만을 영향을 미쳤습니다. 더욱 고무적인 것은 탄소 축적량의 운명이었습니다. 모자이크는 목질 바이서매스의 거의 98%를 생태적으로 안정적인 지역 내에 유지하는 데 성공했습니다. 이는 보호 구역, 원주민 영토, 지속 가능한 농업을 결 결합한 모자이크의 통합 관리 방식이 나머지 생태계 전역을 휩쓸고 있는 퇴화의 힘으로부터 강력한 방패 역할을 한다는 것을 시사합니다.

또한 연구는 자연이 회복되고 있는지 아니면 계속 쇠퇴하고 있는지를 확인하기 위해 시간 경과에 따른 변화의 방향을 조사했습니다. 넓은 세하두 지역에서는 추세가 압도적으로 부정적이었습니다. 경관의 평균 건강 점수는 크게 떨어졌고, 가장 황폐한 상태로 전락한 토지의 면적은 거의 두 배로 늘어났습니다. 일부 지역에서 회복의 징후가 보이기도 했지만, 서식지 상실 속도가 그 어떤 이득보다 훨씬 빨랐습니다. 모자이크 역시 유사하지만 덜 심각한 하락 추세를 보였으며, 자체적인 평균 건강 점수도 약간 하락했습니다. 그러나 모자이크는 나머지 생태계에 비해 더 높은 재생 능력을 보여주었으며, 더 많은 비율의 토지가 긍정적인 생태적 회복 징후를 보였습니다. 이는 모자이크가 외부의 압력으로부터 자유로운 것은 아니지만, 그 관리 전략이 피해를 늦추고 자연적인 치유가 일어날 수 있도록 성공적으로 돕고 있음을 나타냅니다.

이러한 발견은 보전과 농업이 반드시 상호 배타적이어야 한다는 생각에 도전합니다. 연구는 생물 다양성의 손실과 탄소 배출이 별개의 문제가 아니라 깊이 연결되어 있음을 입증합니다. 생태계의 생명 다양성이 감소하면 시스템은 덜 안정적이 되고 탄소를 붙잡아 두는 능력 또한 약화됩니다. 세하두는 이 연결 고리의 전형적인 사례입니다. 경관이 광활한 작물지나 목초지로 단순화됨에 따라, 토양과 나무를 지탱하는 복잡한 생명의 망이 풀리게 되며, 이는 저장된 탄소가 탈출하기 쉽게 만듭니다. 모자이크의 성공은 경관을 하나의 전체로서 다루는 거버넌스에 해결책이 있음을 시사합니다. 엄격한 자연 보호 구역부터 실제 운영되는 농장에 이르기까지, 토지의 각 부분이 어떻게 사용될지를 조정함으로써 생태계의 구조적 무결성을 유지할 수 있습니다. 이러한 접근 방식은 인간이 토지를 계속 활용할 수 있게 하면서도 탄소를 나무와 토양 속에 가두어 둡니다.

궁극적으로, 이 논문은 세하두를 보호하기 위해서는 단순히 고립된 숲의 조각들을 떼어 놓는 것 이상의 것이 필요하다고 주장합니다. 그것은 보호와 지속 가능한 생산을 통합하는 경관 규모의 전략을 요구합니다. 세르탕 베레다스-페루아수 모자이크는 이러한 접근 방식의 작동 모델로서, 적절한 관리가 뒷받왕된다면 지역의 탄소 축적량 대부분을 안전하게 지키면서 야생동물의 손실을 제한할 수 있음을 보여줍니다. 연구는 글로벌 기후 및 생물 다양성 목표를 달성하기 위해서 정책이 단순한 보호를 넘어 다기능적 경관을 포용해야 한다고 결론짓습니다. 데이터는 이러한 통합적인 노력이 없다면, 농업의 지속적인 확장이 필연적으로 세하두의 생태적 기반을 침식시켜 그 탄소를 방출하고 고유한 종들을 침묵하게 만들 것임을 시사합니다. 모자이크는 다른 길이 가능하다는 것을 증명하며, 그 길은 자연과 인간이 기후 안정성을 희생하지 않고도 공존할 수 있는 길입니다.