생명의 근원_ 토양의 위기

  지금으로 부터 46억 년 전 지구가 탄생된 이래 자연 계의 물리, 화학, 생물학적 반응에 의해 생성된 토양권(pedosphere)은 개기권 (atmosphere)및 수권(hydrophere)과 함께 생명의 모태가 되는 생물권(biosphere)을 구성하는데 절대적인 역할을 차지하여 왔다.  그러나 금세기에 접어들면서 폭발적인 인구증가와 식량생산을 증대시키기위한 과도한 경작 및 특정 농산물만을 재배하는 편중된 경작으로 토양은 양분수탈에 시달리고 있다.  또한 인구의 도시집중과 산업화로 환경용량을 초과하여 배출되는 각종오염물질들이 1차적으로 대기가 수질을 오염시키고 최종적으로는 토양에 축적됨으로써 생명의 근원인 토양이 위기를 맞고 있다.

  현재 세계의 토양자원을 보면 지구의 육지면적은 1억5천만km²로서 농경지가 9%, 목초지가21%, 삼림이27%를 차지하고 나머지43%는 고산지대, 남극대륙 및 사막지대이다.  지금은 50억 남짓한 인구가 이와 같이 한정된 토양자원에 식량을 의존하고 있지만 인류학자들이 추산하는 2,000년의 61억, 2,025년의 82억 인구가 식량을 얻기 위해서는 토양보전이야말로 우리를 살리고 후손을 살리는가장 중요한 일일 것이다.

  토양이란 무엇인가?  쉽게 말해서 토양은 하나밖에 없는 지구의 옷(표토 )이며 한번 벗겨지고 나면 다시 이옷을 입기까지는 2천 년 이상 걸리는 자연물이라 할수있다.  토양은 암석이 풍화된 수많은 입자로 이루어져있다.  이곳에 미생물이 서식할 수있는 방(房)과 산소와 영양분을 공급하는 모세관과 배수로, 이를 저장하는 창고 등이 생성됨으로써 토양은 비옥해진다. 또한 식물이 뿌리를 내리면 토양미생물인 마이코리자(mycorrhizae)가 형성되어 토양중의 영양분과 수분을 식물뿌리 내부로 공급해주는 역할을 한다.

  이런한 토양을 물리적으로 파괴하거나 영양분을 과도하게 탈취할 경우 지력이 감퇴하며 이러한 과정이 반복될 경우 토양의 생태계가 파괴되어 점차 불모지로 변한다. 

  토양생태계의 파괴원인을 보면 개간과 경운 및 과도한 경작에 의한 영양분과 표토의 유실, 관개에 의한 염류의 축적, 과다방목에 의한 토양입자의 파괴, 화학비료의 사용에 의한토양의 산성화를 들수있다.  또한 독성이 강한 난분해성의 중금속이나 합성화학물질들이 유입되면 토양의 불모화는 더욱 촉진된다.

  개간에 의한 삼림의 벌채는 우선 표토의 유실을 가져오고 이와 힘께토양중의 영양분이 용탈되어 토양은 점차 불모지화되어 간다.  매년 유실되는 지구상의 표토는 2백40억 톤이며 면적으로 계선하면 매년 9백만ha(남한면적)가넘는다.  토양중의 영양분 손실량을 벌채전과 비교해보면 질소는 45배, 칼리는 20배, 칼슘은 10배나 증가되어 무자비한 삼림의 벌채는 토양중의 영양분을 급속히 고갈시킴을 알 수 있다. 

  소련의 경우 농경지를 개간하기 위하여 삼림을 벌채한 결과 전경작지의 2/3에 해당되는 1억 5천만ha가 표토유실에 시달리고 있으며 매년 10만ha의 농경지가 황무지로 변하고 있다.  호주총리 호크도 '가장 심각산 환경문제는 젼경작지의 2/3이상에서 표토유실이 일어나는 것'이라 하고 있다.  예전에는 울창한삼림 지대였던 래바논은 무분별한 벌채로 인해 현재 헐벗은 바위산만 남아 사막화되었고 지구의 허파라고 불리우는  브라질의 울창한 열대우림 지대도 60만km²이상이나 파괴되었다.

  또한  이다오피아도 금세기에 들면서 막대한 삼림들의 대부분이 벌채되어 현재는 전국토의 2.5%만이 숲으로 남아 극심한 한발에 시달리는 지구상에 대표적인 지옥의 땅으로 변하고말았다.  지구환경보고서에 의하면 지구의 식량생산능력은 2천9백톤이나 표토유실과 염류축적 때문에 연간 1천만 톤의 식량손실을 겪고 있다고 한다.

  과도한 관계로 인한 토양의 염류축적이  매소포타미아 문명의 결정적인 몰락원인임이 하임스의 「토양과 문명」, 카터와 데일의 「표토와문면」에 그리스, 로마, 스페인의 문명과함께 잘 나타나 있다. 

  일반 담수에는 2백~5백ppm의 염분이 있는데 과다한 관계를 한 후 지분이 있는데 과다한 관개를 한 후 지표면에서 수분이 증발되면 염분만 토양표면에 남게 된다.  또한 토양의 모세관 상승작용으로 인하여 토양중의 염분도 표토로 올라와 염류의축적은 더욱 가중된다.

  현재 미국에서는 관개농경지의 25%인 5백20만ha가, 중국에서는 7백만ha가 염류축적으로 생샨량이 감소 되고 있다.  또한 인도에서는 염류축적으로 7백만ha가 이미 경작이 중단되었다. 

  과다방목은 토립을 짓이겨 공기와 수분의 유통을 차단함으로써 토양을 질식시키고 유기물을 고갈시켜 결국은 초지를 사막으로 만든다.   지난50년간 아프리카의 사하라사막 남부에서만 남한의 6배가 넘는 65만km²의 토지가 과다방목에 의하여 사막으로 변했으며 미국에서도 2천만ha의 초지가 황폐화되었다.

  이러한 표토유실, 염류축적 및 과다방목으로 토양생태계가 파괴된 농경지의 면적이 아시아와 아프리카는 1/6, 남미는 1/10이나 되어 식량생산력이 현저히 감소된 것으로 지구환경보고서는 밝히고 있다.  이 때문에 화학비료의 사용량이 매년 증가하여 지난 40년간 1천4백만 톤애서 1억 4천만 톤으로 10배나 증가하였다.

  화학비료를 연용하면 강산성 물질인 황산, 염산이 토양중에 잔류축적되고 염기성 물질들이 용탈되어 토양은 자꾸 산성화되어 간다.  최근에 와서는 대기오염으로 인한 산성강우가 내림으로써 염기의 세탈(洗脫)이 더욱 촉진되고 토양의 산성화도 더 심해지고 있다.

  토양이 산성화되면 영양분 보유능력이 감소하고 유용미생물을 소멸시켜 병원균이 만연한다.  또 독성이 강한 알루미늄이 녹아나와 식물뿌리에 치명적인 피해를 주고 카드뮴, 망간과 같은 중금속을 용출시켜 수질환경속으로 배출함으로써 전 생태계를 위협하게된다.

  일본의 이따이따이  병과 미나마따병은 카드뮴과 수은 에의하여 야기된 대표적인 사고의 예이다.  농약이나 PCB(polychlorinatedbiphenyl)같이 유해한 합성화학물질들이 유입되면 토양의 불모화는 더욱촉진된다.  DDT, BHC같은 유기염소계 농약은 토양중에서 150년 이상이나 잔률되며, PBC는 자연계에서는 존재하지 않는 합성물질로 생분해가 거의 되지 않아 토양 중에 잔류되어 있다가 먹이사슬을 통하여 결국은 인간에게 공해병(가네미유증) 을 일으킨다.

이와 같이 토양의 사막화, 불모화는 인류에게 커다란 위협이 되고 있다.  그러나 유감스럽게 한번 파괴되어진 토양을 다시 살릴 수있는 효과적인 방법이 우리에겐 아직 없다.  이는 장구한 세월에 걸쳐 여러 가지인자에 의해 생성된 토양의 정교한 환경생태적 기능이 아직은 완전히 해명되어 있지 않기 때문이다.  따라서 토양이 파괴되기 전에 잘 가꾸고 보전하는 것이 생명의 근원 그 자체를 보전하는 첩경일 것이다.

*이정재:  경북대학교 농화학과 및 등 대학원에서 석사,박사학위,취득하였다.  일본 동경대학교에서 Post  Doc. 경북대학교 강사역임하였으며 현재 한국잔디학회 이사,한국잔디 연구소 책임연구원으로 근무중이다. 저서 「골프장 잔디관리의 기본과 실제」 및 논문 「토양에 의한 중금속의 흡착」등이있다.