요약:
전 세계 6개 대륙을 대상으로 한 최근 연구에 따르면 초원이 농업, 농업 개발 또는 기타 인간의 교란을 겪은 후 수백 년 동안 교란이 중단되고 자연 회복이 일어나더라도 식물 군집은 원래 초원과 정확히 동일하게 재형성되지 못할 수 있습니다. 연구자들은 전 세계 742종의 식물종을 분석한 결과 회복 중인 2차 초원은 빠르게 자라는 키가 큰 식물이 차지할 가능성이 더 높은 반면, 재배되지 않은 고대 초원은 가뭄, 화재 및 초식 동물을 견딜 수 있는 느리게 자라며 수명이 긴 다년생 식물로 더 많이 구성되어 있음을 발견했습니다.
이 연구는 미시간 주립대학교와 미국 내 기타 기관의 연구자들이 수행했으며, 그 결과는 미국 국립과학원회보(Proceedings of the National Academy of Sciences)에 게재되었습니다. 이 연구는 연구 대상이 어느 대륙에서 왔는지 또는 기후 조건이 얼마나 다른지에 관계없이 고대 초원과 교란된 후 회복된 2차 초원 사이의 식물 특성에 상당히 일관된 차이가 있음을 보여줍니다.
과학계는 농업으로 인해 초원이 파괴된 후 식물 다양성이 회복되는 데 수십 년 이상이 걸릴 수 있다는 사실을 이전부터 알고 있었으며 일부 원래 식물은 수백 년이 지나도 다시 나타날 수 없다고 연구진은 지적했습니다. 새로운 연구는 초목이 다시 자란 것처럼 보이는 초원이 여전히 원래의 생태학적 상태로 실제로 돌아오지 못한 이유를 더 설명합니다.
연구에 따르면 고대 초원을 경작하거나 농경지로 전환할 때 사라질 가능성이 가장 높은 다년생 식물은 느리게 자라며 수명이 길고 잎이 거친 식물입니다. 이 식물은 천천히 자라지만 장기 생존에 적합하며 가뭄, 화재, 초식 동물과 같은 스트레스가 많은 환경을 견딜 수 있습니다.
그러나 초원이 완전히 교란되면 이들 식물의 원래 장점은 단점으로 변하게 됩니다. 성장 속도가 느리기 때문에 토지 파괴 이후 경쟁 환경에서 빠르게 성장하고 번식할 수 있는 식물로는 자원 경쟁이 어렵습니다.
결과적으로 복원된 초원에는 다른 종류의 식물이 먼저 서식하는 경우가 많습니다. 이 식물은 더 빨리 자라고, 더 빨리 번식하며, 물, 영양분, 햇빛을 효율적으로 얻습니다. 그들은 교란된 땅에 빠르게 정착할 수 있을 뿐만 아니라 짧은 번식 주기를 통해 빠르게 새로운 개체군을 형성할 수도 있습니다.
그 차이는 식물의 높이에도 반영되는 것으로 연구진은 발견했습니다. 2차 초원의 식물은 고대 초원보다 더 크게 자라는 경향이 있는데, 그 이유는 키가 큰 식물이 햇빛을 놓고 경쟁하는 데 유리하기 때문입니다. 이러한 식물이 번식하면 다음 세대는 유사한 성장 특성을 물려받아 식물군집 구조가 계속 유지됩니다.
특정 식물의 차이도 매우 분명합니다. 예를 들어, 미국 남동부의 소나무 대초원에서 흔히 볼 수 있는 스티파 스트릭토(Stipa stricto)는 가뭄에 잘 견디는 다년생 식물로 고대 초원 식물의 전형적인 생존 전략을 가지고 있지만 2차 초원의 주요 특징은 아닙니다. 대조적으로, 회복된 초원에는 토양의 물과 영양분을 빠르게 활용하는 명아주와 같이 빠르게 번식하는 일년생 식물이 있을 가능성이 더 높습니다.
더 놀라운 점은 이러한 차이가 매우 오랫동안 지속될 수 있다는 것입니다. 연구에 따르면, 복원된 지 300년이 지난 후에도 2차 초원의 식물은 여전히 고대 식물보다 키가 컸습니다. 이는 생태계가 겉보기에 식물이 다시 자란 것처럼 보인다고 해서 원래의 생물학적 특성을 회복했다는 의미는 아니라는 의미입니다.
이번 발견은 초원 생태계를 이해하는 데 중요합니다. 초원은 단순히 '나무가 없는 땅'이 아니기 때문입니다. 널리 퍼진 식물 뿌리 시스템은 표면 유출과 토양 침식을 줄이는 반면, 초원은 육상 탄소의 약 1/3을 저장합니다. 초원은 또한 북미의 들소부터 아프리카의 누우, 아시아의 큰 버스타드에 이르기까지 다양한 종류의 초원 생태계에 의존하는 수많은 야생 동물과 가축의 중요한 서식지이기도 합니다.
초원은 지구 육지 면적의 거의 4분의 1을 차지하며 10억 명이 넘는 사람들의 생계를 직간접적으로 지원합니다. 유라시아 대륙은 헝가리에서 중국까지 뻗어 있으며 전체 길이가 약 5,000마일에 달하며 유라시아 대초원, 북미 대평원, 아프리카 사바나를 포함하며 모두 이 생태계의 중요한 구성 요소입니다.
그러나 지난 200년 동안 고대 초원의 대부분은 농지, 농장, 도시 개발로 전환되었습니다. 브라질의 세하도(Cerrado)는 세계에서 생물 다양성이 가장 풍부한 사바나 중 하나이지만, 농업 개발로 인한 압력으로 인해 3개월마다 런던 크기의 면적이 사라지고 있습니다. 한 연구에서는 인도의 사바나 면적이 1880년 약 1억 에이커에서 2010년 약 6천만 에이커로 줄어들었고, 북미에 보존된 역사적 초원 면적도 원래 면적의 절반도 안 되는 것으로 추정하고 있습니다.
그동안 전 세계적으로 수백만 에이커에 달하는 농지가 버려지고 있어 2차 초원이 재생될 수 있는 기회가 만들어지고 있습니다. 따라서 농경지에서 풀이 다시 자라면 원래의 생태계가 돌아올 것인가 하는 질문이 점점 더 주목받고 있습니다.
본 연구에서 제시된 대답은 적어도 식물군집의 구성과 특성에 있어서는 '아니요'라는 대답이 많다는 것입니다. 2차 초원은 녹색 식생을 재형성할 수 있지만 주요 식물은 장기적인 변화를 겪었을 수 있으며 원래 초원의 일부 독특하거나 대표 식물은 여전히 돌아오지 않았을 수 있습니다.
연구원들은 이러한 식물 군집의 차이가 생태계의 다른 기능에 얼마나 영향을 미칠지 아직 확신하지 못합니다. 예를 들어, 2차 초원이 고대 초원과 동일한 효율로 대기로부터 이산화탄소를 흡수할 수 있는지, 동일한 방식으로 영양분을 순환할 수 있는지에 대해서는 추가 연구가 필요합니다.
그러나 이러한 발견은 초원 생태 복원 작업에 직접적인 영향을 미쳤습니다. 단순히 농경지를 농사짓는 것을 중단하고 자연회복을 기다리면 결과적으로 나타나는 식물군집이 자동으로 교란 이전의 상태로 돌아가지 못할 수도 있습니다. 따라서 연구자들은 단순히 풀로 땅을 다시 자라게 하는 것이 아니라 고대 초원과 유사한 기능과 식물 구성을 가진 생태계를 복원하는 것이 목표라면 자생 식물의 종자를 퍼뜨리거나 특정 식물을 이식하는 등 인간이 보다 적극적으로 개입해야 할 것이라고 믿습니다.
동시에 연구자들은 기존의 고대 초원을 보호하는 것이 나중에 복원하는 것보다 더 중요할 수 있다고 강조합니다. 수백년 이상 형성된 자생 초원은 한번 사라지면 단순히 농경을 중단한다고 해서 빨리 회복될 수는 없기 때문이다. 이들 생태계에 있어 '식물의 재성장'과 '원래 생태계의 진정한 복원'은 완전히 다른 과정입니다.
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