Zero-Deforestation Land Use Scenarios in the Brazilian Cerrado: Pasture Intensification for Agriculture, Livestock and Regeneration

브라질 세하두(Cerrad)는 생물 다양성의 핵심적인 저장고이자 국가 농업의 주요 엔진 역할을 하는 광활하고 종 풍부한 사바나입니다. 이 경관 내에서 토양은 대기 중에 열을 가두는 온실가스인 탄소의 거대한, 보이지 않는 은행 역할을 합니다. 토지가 개간되거나 황폐해지면 이 탄소는 공기 중으로 빠져나갈 수 있지만, 토지를 잘 관리하거나 회복하도록 두면 토양과 식물은 그 탄소를 다시 끌어와 저장할 수 있습니다. 수십 년 동안 세하두는 늘어나는 인구를 먹여 살리기 위해 농지를 확장할 것인지, 아니면 기후 변화에 맞서기 위해 자생 식생을 보호할 것인지에 대한 어려운 선택에 직면해 왔습니다. 이러한 긴장은 우리가 흔로 한 가지 길을 선택해야만 한다고 가정하게 만들었으며, 이는 종종 농작물과 가축을 위한 공간을 만들기 위해 더 많은 숲과 사바나를 개간하는 결과로 이어졌습니다.

한 새로운 연구는 이 이분법적인 관점에 의문을 제기하며 다른 질문을 던집니다. 즉, 더 많은 땅을 차지하는 대신 이미 우리가 가진 땅에서 더 많은 식량을 얻을 수 있는가? 연구진은 세하두의 목초지에 집중했는데, 이 지역은 전체 생물군계의 약 4분의 1을 차지합니다. 이 초지의 상당 부분은 상태가 좋지 않아 사료 생산량이 적고 저장할 수 있는 탄소량도 적습니다. 연구팀은 컴퓨터 모델을 사용하여 이 목초지들이 더 나은 관리에 어떻게 반응할지를 시뮬레이션함으로써, 기존의 황폐한 토지에서 축산 생산성을 높이는 것이 단 한 그루의 나무도 베지 않고도 콩 농사를 확장하고 자생 식생을 복원할 수 있는 공간을 확보할 수 있는지 탐구했습니다.

연구진은 약 5,000만 헥타르에 달하는 세하두의 목초지를 포함하는 상세한 디지털 지도를 구축했습니다. 그들은 목초지를 건강 상태에 따라 세 가지 범주로 나누었습니다: 생명력이 높고 울창하며 생산적인 '고활력(high vigor)' 상태, 그리고 황폐하고 쇠퇴한 '저활력(low vigor)' 및 '중활력(medium vigor)' 상태입니다. 식물, 뿌리, 토양 사이에서 탄소가 어떻게 이동하는지를 추적하는 정교한 생태계 모델을 사용하여, 연구진은 농부들이 황폐한 목초지를 고활력 상태로 업그레이드할 경우 어떤 일이 벌어질지 시뮬레이션했습니다. 이 업그레이드에는 더 나은 풀 품종, 시비(fertilization), 그리고 방목 관리 등이 포함됩니다. 모델은 만약 이러한 개선책이 채택된다면 가축이 먹을 수 있는 풀의 양이 크게 증가할 것이라고 계산했습니다. 실제로 개선된 목초지는 황폐한 목찰지보다 헥타르당 거의 두 배 더 많은 가축을 부양할 수 있었습니다.

이러한 효율성 증가는 토지의 잉여를 창출합니다. 연구는 2030년까지 브라질의 가축 수가 6,100만 마리로 증가할 것으로 전망했습니다. 현재의 황폐한 조건 하에서는 이 규모의 가축 떼를 부양하기 위해 엄청난 면적의 목초지가 필요합니다. 그러나 개선된 시나리오에서는 동일한 수의 가축을 약 2,900만 헥타르의 토지에서 키울 수 있으며, 이는 기준점 대비 약 2,100만 헥타르를 줄인 수치입니다. 이 확보된 공간이 바로 이 연구의 핵심 발견입니다. 연구진은 이 잉여 토지를 두 가지 다른 목표를 달est 위해 할당했습니다: soybean(대두) 생산 확대와 자생 식생의 재생입니다.

그들은 이 토지를 사용할 방법에 대해 두 가지 구체적인 시나리오를 개발했습니다. 첫 번째인 '전면 재생(Full Regeneration)' 시나리오에서는 가축이나 대두 재배에 필요한 토지를 제외한 모든 땅이 자생 사바나로 돌아가도록 했습니다. 두 번째인 '표적 재생(Targeted Regeneration)' 시나리오에서는 자연 회복 가능성이 가장 높은 지역만을 복원하고 나머지는 목초지로 남겨두었습니다. 결과에 따르면, 두 접근 방식 모두 산림 파괴 없이 예상되는 소고기와 대두 수요를 충족할 수 있었습니다. 전면 재생 시나리오는 자생 식물을 복원하는 데 약 1,800만 헥타르를 할애할 것이며, 표적 재생 시나리오는 약 900만 헥타르를 복원하고 나머지는 목초지로 유지할 것입니다.

이러한 전환의 가장 중요한 결과는 탄소 저장에 미치는 영향입니다. 연구는 2050년까지의 토양 및 식생 내 탄소 수치를 시뮬레이션했습니다. 그들은 단순히 목초지를 개선하는 것만으로도 토양에 저장되는 탄소량이 증가한다는 것을 발견했습니다. 자생 식생의 복원이 결합될 때, 지역 전체의 총 탄소 축적량은 실질적으로 증가하게 됩니다. 2030년까지 전면 재생 시나리오는 지역 저장고에 0.23 페타그램(petagram)의 탄소를 추가할 것이며, 2050년에는 그 증가분이 0.47 페타그램까지 늘어날 것입니다. 맥락을 위해 설명하자면, 1 페타그램은 10억 미터톤과 같은 무게 단위로, 이는 수억 톤의 탄소가 대기에서 추출되어 땅속에 잠겨지는 것을 의미합니다. 훨씬 더 보수적인 표적 재생 시나리오조차도 2050년까지 0.29 페타그램의 양(+)의 성장을 보여주었습니다.

연구는 또한 서로 다른 토지 이용의 구체적인 역학 관계를 살펴보았습니다. 연구진은 현대적인 무경운(no-till) 농법을 적용한 목초지를 대두 농지로 전환하는 것이 토양 탄소의 막대한 손실을 일으키지도 않지만, 그렇다고 엄청난 이득을 창출하지도 않는다는 것을 발견했습니다. 즉, 수준 높은 관리형 목초지와 비교했을 때 탄소 수치는 비교적 안정적으로 유지되었습니다. 탄소 성장의 진짜 동력은 자생 식생의 회복과 초지의 개선이었습니다. 자생 식물이 다시 자라나면서 줄기, 잎, 그리고 깊은 뿌리 시스템에 탄소를 저장했고, 개선된 목초지는 계속해서 토양에 탄소를 격리했습니다. 모델은 재생되는 지역의 뿌리와 토양에 저장된 탄소가 결국 지상부의 눈에 보이는 식물에 저장된 탄소보다 더 많아질 것임을 보여주었습니다.

그럼에도 불구하고 저자들은 이것이 생물물리학적 잠재력에 기반한 시뮬레이션일 뿐, 반드시 일어날 일이라는 보장은 아니라는 점을 주의 깊게 명시했습니다. 모델은 농부들이 2025년부터 개선된 관리 기술을 빠르게 도입할 것을 가정하고 있는데, 이러한 변화에는 상당한 투자, 기술적 지식, 그리고 재정적 지원이 필요합니다. 이 연구는 토지가 이러한 전환을 뒷받하고 물리적으로는 충분히 능력이 되지만, 실제 장벽은 인간이라는 점을 강조합니다. 성공 여부는 정부의 신용 프로그램, 민간 금융, 그리고 기술 지원 네트워크 간의 조율된 노력에 달려 있습니다. 이러한 제도적 지원 없이는 환경을 복원하면서 동시에 농업 수요를 충족하려는 잠재력은 실현 불가능한 영역으로 남을 수 있습니다.

궁극적으로 이 연구는 세하두가 세계를 먹여 살리는 것과 그 생태계를 지키는 것 사이에서 반드시 하나를 선택할 필요가 없음을 입증합니다. 우리가 이미 사용하고 있는 땅을 더 생산적으로 만듦으로써, 농업과 자연이 모두 번영할 수 있는 공간을 창출할 수 있습니다. 이 연구는 적절한 관리가 뒷받침된다면, 지역이 더 작은 면적 안에서도 늘어나는 가축 떼와 확장되는 대두 생산을 수용할 수 있게 하여, 광활한 지역을 치유하고 탄소를 저장할 수 있도록 남겨둘 수 있다는 점을 시사합니다. 이러한 통합적 접근 방식은 식량 생산과 기후 완화가 적이 아니라, 지속 가능한 미래를 위한 파트너가 될 수 있는 길을 제시합니다.