기후 변화와 서식지 손실로 인한 곤충 다양성 붕괴: 전 세계 식량 안보와 웰빙 위협

* 역자 주: 최근 꽃가루 매개자로서 벌의 실종이 환경과 식생활에 미치는 영향이 심심치 않게 화제가 되고 있다. 벌뿐만 아니라 곤충, 특히 전 세계 곤충의 대다수 그리고 아직 발견되지 않은 곤충의 대다수가 서식하고 있는 열대지역에서 곤충 다양성의 붕괴는 기후 변화와 서식지 손실로 인해 심각한 상황에 처해 있다는 것이 최근 연구를 통해 드러났다. 화석연료로 인한 지구 온난화와 기후 변화는 비교적 안정적 기온을 유지해 온 열대지역에 커다란 변화를 불러일으켜 그곳에 서식하는 곤충들의 생존에 커다란 위협이 되고 있으며, 커피와 코코아 등 비 열대지방의 소비생활을 위해 막대한 삼림이 벌채되어 곤충들의 서식지가 사라지고 있다. 이들 열대지방의 곤충들은 꽃가루의 매개자이자, 해충을 통제하고, 죽은 물질들을 분해해 토양으로 환원시키는 등의 중요한 역할을 해왔다. 하지만 기후변화와 서식지 손실은 이들 열대 지방 곤충들의 생존과 다양성을 파괴하고 있으며 이는 지구적인 식량 안보와 웰빙에 이미 막대한 영향을 미치고 있다. 이 글은 유니버시티 칼리지 런던(UCL)의 생물다양성 및 환경센터 선임연구원 Tim Newbold와 UCL 생물다양성 변화 박사 후 연구원 Charlie Outhwaite의 Conversationdml 4월 20일 자 기고 Climate change triggering global collapse in insect numbers: stressed farmland shows 63% decline – new research의 번역으로 기후 변화와 서식지 손실로 인한 열대지역 곤충 급감과 다양성 파괴, 곤충 다양성 붕괴와 인류의 소비패턴, 곤충 급감이 식량안보와 웰빙에 미치는 영향 그리고 곤충 다양성 보존을 위한 제안을 담은 최신 연구를 소개하고 있다.

새로운 연구: 곤충 수의 세계적 급감을 촉발하는 기후 변화, 스트레스를 받은 농경지에서 곤충 63% 감소

브라질에서 산림에 의존하는 난초벌(orchid bee)의 수는 약 50% 감소한 것으로 나타났다. 사진: Alamy

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●    세계는 기후 변화와 서식지 손실이라는 두 가지 위협으로 인해 곤충 종의 파괴적인 "숨겨진" 붕괴에 직면할 수 있다.
●    유니버시티 칼리지 런던(UCL)의 생물다양성 및 환경 연구 센터(Centre for Biodiversity & Environment Research)는 전 세계 곤충 감소에 대한 사상 최대 규모의 평가 중 하나를 수행하여 약 6,000개 지역에서 75만 개의 샘플을 평가했다.
●    네이처(Nature)에 발표된 이 새로운 연구에 따르면 기후 스트레스를 받는 농지의 평균 곤충 수는 절반에 불과하고 자연 서식지 지역보다 곤충 종은 25% 적다.
●    곤충 감소는 기후 변화와 서식지 손실의 복합적인 영향이 가장 심하게 경험되는 열대 국가 내의 고강도 농지(high-intensity farmland) 지역에서 가장 크다.
●    전 세계적으로 추정되는 550만 종의 대다수가 이 지역에 살고 있는 것으로 생각된다. 즉, 지구에서 가장 많은 곤충이 우리가 깨닫지 못하는 사이에 붕괴를 겪고 있을 수 있다.
●    더 적은 화학 물질을 사용하여 농업의 강도를 낮추고 작물의 다양성을 높이고 일부 자연 서식지를 보존하면 서식지 손실과 곤충에 대한 기후 변화의 부정적인 영향을 완화할 수 있다.
●    그늘 재배(shade-grown) 커피나 코코아를 사는 것과 같이 소비자로서 우리가 내리는 선택의 고려는 세계에서 가장 기후에 취약한 지역에서 곤충과 기타 생물을 보호하는 데 도움이 될 수도 있다.

긴 읽기

곤충은 지구의 미래에 매우 중요하다. 그들은 해충 종을 통제하고 죽은 물질을 분해하여 영양분을 토양으로 방출하는 데 도움이 된다. 날아다니는 곤충은 과일, 향신료, 초콜릿 애호가들에게 중요한 코코아를 포함한 많은 주요 식량 작물의 주요 꽃가루 매개자이다.

따라서 곤충 수가 급격히 감소하고 있음을 시사하는 보고가 증가하는 것은 시급한 문제이다. 곤충 생물 다양성의 손실은 이러한 중요한 생태 기능을 위험에 빠뜨리고 그 과정에서 인간의 생계와 식량 안보를 위협할 수 있다. 그러나 전 세계 거대한 지역의 곤충 감소의 진정한 규모와 본질에 대한 지식에는 격차가 있다.

코코아 꽃 위의 깔따구. 깔따구들은 초콜릿을 만드는 데 필요한 코코아를 수분시키는데 중요한 역할을 한다. 사진: Alamy

우리가 알고 있는 대부분은 지구의 온대 지역, 특히 유럽과 북미에서 수집된 데이터에서 나온다. 예를 들어, 영국에서는 꽃가루 매개자의 광범위한 손실이 확인되었으며 유럽 전역에서 나비의 수가 30~50% 감소했으며 독일에서는 날아다니는 곤충의 바이오매스가 76% 감소한 것으로 보고되었다.

열대(아마존 열대 우림, 브라질 전체, 아프리카, 인도 및 동남아시아 대부분을 포함하는 적도 지역의 양쪽)에서의 곤충 종의 수와 풍부도에 대한 정보는 훨씬 부족하다. 그러나 전 세계적으로 추정되는 550만 종의 곤충 중 대다수가 이 열대 지역에 살고 있는 것으로 생각된다. 즉, 지구에서 가장 많은 곤충이 우리가 깨닫지 못하는 사이에 재앙적인 붕괴를 겪고 있을 수 있다.

29개의 주요 곤충 그룹 중 가장 큰 그룹은 나비/나방, 딱정벌레, 꿀벌/말벌/개미 및 파리이다. 이 그룹 각각은 백만 종 이상을 포함하는 것으로 생각된다. 그렇게 방대한 수를 모니터링하는 것이 거의 불가능할 뿐만 아니라 80%의 곤충이 아직 발견되지 않았을 수 있으며 그중 많은 수가 열대 종이다.

이러한 지식 격차에 대응하기 위해 UCL 생물다양성 및 환경 연구 센터의 연구원들은 곤충 생물다양성 변화에 대한 사상 최대 규모의 평가 중 하나를 수행했다. 우리 연구에서는 전 세계적으로 약 6,000개 사이트에서 약 75만 샘플을 분석하여 거의 20,000종에 달하는 다양한 종을 추가했다.

곤충은 기후 변화와 서식지 손실이라는 "쌍둥이 기수"(twin horsemen)로 인해 전례 없는 위협에 직면해 있다. 우리는 이러한 두 가지 문제를 가장 심각하게 경험하는 지역에서 곤충 생물다양성이 어떻게 영향을 받는지 이해하고자 했다. 우리는 그것들이 단독으로 작동하지 않는다는 것을 알고 있다. 서식지 감소는 예를 들어, 이용 가능한 그늘을 제한함으로써 기후 변화의 영향을 가중시킬 수 있고, 이러한 취약한 지역의 기온을 훨씬 더 온난화할 수 있다.

처음으로 우리는 글로벌 생물다양성 모델링에 이러한 중요한 상호작용을 포함할 수 있었다. 오늘 네이처(Nature)에 발표된 우리의 연구 결과에 따르면 곤충 감소는 기후 변화와 서식지 손실의 결합된 영향이 가장 심각하게 경험되는 열대 국가의 농경지 지역에서 가장 크게 나타난다.

높은 수준의 온난화가 발생한 고강도 농경지 부지와 기후 변화의 영향을 거의 받지 않는 관련된 자연 서식지 지역을 비교했다. 농경지에는 평균적으로 곤충 수가 절반에 불과하고 곤충 종도 25% 이상 적다. 또한 전 세계적으로 우리의 분석에 따르면 대부분의 인근 자연 서식지가 제거된 기후 스트레스 지역의 농지는 평균적으로 곤충의 63%를 잃었다. 반면에  인근 자연 서식지가 대부분 보존된 농지는 7%에 불과하다는 것을 보여준다.

우리 연구에서 특히 위험하다고 강조한 지역에는 많은 작물이 수분(pollination) 및 기타 중요한 생태계 서비스를 위해 곤충에 의존하는 인도네시아와 브라질이 있다. 이것은 기후적으로나 경제적으로 취약한 지역의 농부들과 더 넓은 먹이 사슬에 심각한 영향을 미칩니다.

코코아, 깔따구 및 삼림 벌채

세계 주요 작물 중 87개는 곤충 수분 매개체에 완전히 또는 부분적으로 의존하는 것으로 생각되며, 그중 대부분은 열대 지방에서 재배되는 경향이 있다. 예를 들어, 코코아는 스코틀랜드와 북반구의 다른 지역에서 캠핑 여행을 망치는 것으로 악명 높은 파리 무리인 깔따구에 의해 주로 수분된다. 사실, 깔따구는 초콜릿을 만드는 데 필요한 코코아를 수분시키는 데 중요하지만 그들의 역할은 제대로 인식되고 있지 않다.

코코아 생산의 대부분은 인도네시아, 코트디부아르, 가나에서 이루어진다. 인도네시아에서만 코코아 콩 수출액이 연간 약 7,500만 달러에 달한다. 대부분의 코코아 생산은 대규모 농장 소유주가 아니라 소규모 자작농에 의해 이루어지며 많은 농부들이 생계를 이 작물에 의존하고 있다. 곤충의 손실이 코코아와 그 농부들에게 상황을 악화시킬지 여부를 이해하는 것은 중요하지만, 우리는 인도네시아와 같은 열대 국가의 곤충 생물 다양성의 상태에 대해 거의 알지 못한다.

인도네시아의 코코아 생산은 곤충 감소로 생계가 타격을 입을 수 있는 소규모 자작농으로 이루어진다. 사진: Shutterstock

이 지역의 코코아 생산은 이미 기후 변화와 관련될 수 있는 악천후로 인해 압박을 받고 있다. 온난화 온도와 변화하는 강우 패턴은 코코아 식물의 성장, 수분 및 콩 생산의 변화와 관련이 있다.

농업은 특히 농촌 지역에서 인도네시아 사람들의 주요 산업 중 하나이며 팜유를 비롯한 주요 작물 생산을 위해 넓은 지역이 개간되고 있다. 이로 인해 열대 우림의 광범위한 지역이 벌채되어 오랑우탄과 같은 많은 희귀하고 멸종 위기에 처한 종뿐만 아니라 많은 곤충을 포함하여 덜 알려진 종에 대한 위험이 증가했다.

열대지방은 주로 농업 확장의 결과로 상당한 위협을 받고 있는데, 이는 종종 열대지방 밖의 국가들의 증가하는 수요를 충족시키기 위한 것이다. 국제 무역은 동남아시아, 동아프리카, 서아프리카, 특히 취약한 아마존 삼림 벌채의 주요 동인 되고 있는 것으로 나타났다. 브라질과 인도네시아의 높은 산림 벌채는 콩, 커피, 팜유, 코코아를 포함한 수출을 위한 상품 생산에 기인한다.

기후 변화의 위협

서식지 손실은 생물다양성에 대한 주요 위협으로 알려져 있지만 곤충에 대한 서식지 손실은 여전히 ​​연구되지 않고 열대 종에 대한 평가는 매우 드문 경향이 있다. 한 연구에 따르면 브라질의 산림에 의존하는 난초 벌(orchid bee, 오이글로시니Euglossini라고도 불린다 - 역자 주)의 개체수가 약 50% 감소했다. 아메리카 대륙에서만 발견되는 난초 벌은 난초 꽃의 중요한 수분 매개체이며 일부 식물은 수분을 위해 이 곤충에 전적으로 의존한다.

에티오피아의 열대 지방 농지 시스템의 예. 사진: Tim Newbold

삼림 벌채 및 기타 장기적인 서식지 변화의 문제에 추가되는 것은 기후 변화이다. 곤충의 생물 다양성에 대한 이 빠르게 떠오르는 위협은 이미 코스타리카의 나방과 유럽과 북아메리카의 호박벌의 감소와 관련이 있다. 기온 상승과 가뭄과 같은 극단적인 기상 이벤트 빈도의 증가는 많은 곤충 종들에게 해로운 영향을 미치는 것으로 알려진 두 가지 징후일 뿐이다.

기후 변화는 지구의 열대 지역에 특히 큰 영향을 미칠 것으로 예측된다. 열대지방의 기온은 자연적으로 상당히 안정적이어서, 종들은 우리가 기후 변화를 통해 보고 있는 빠른 온도 변화에 대처하는 데 익숙하지 않다. 그러나 이것이 열대 곤충에 어떤 영향을 미치는지 이해하는 우리의 능력은 이 지역에 대한 데이터 부족으로 인해 방해를 받는다. 거의 모든 이용 가능한 데이터는 잘 연구된 소수의 곤충 그룹(특히 나비, 나방, 벌)에서 나온 반면, 다른 많은 그룹은 거의 관심을 받지 못한다. 곤충 생물다양성 변화에 대한 연구가 크게 증가했음에도 불구하고 우리는 여전히 모르는 것이 많다.

거의 모든 곤충 데이터는 특히 나비, 나방, 벌과 같은 매우 잘 연구된 몇몇 집단에서 나온다. 사진: Shutterstock

20,000개의 강력한 샘플은 곤충 종의 광대한 다양성 중 극히 일부에 불과하지만 여전히 이전에 연구된 것보다 더 많은 사이트에서 가져온 샘플이다. 우리는 특히 서식지 손실과 기후 변화가 곤충 생물 다양성에 영향을 미치기 위해 서로 어떻게 작용하는지 이해하기 위해 이를 사용하는 데 관심이 있었고 이러한 상호 작용을 우리 모델에 처음으로 포함할 수 있었다.

이러한 쌍둥이 조건은 열대 국가의 농경지에서 가장 심각하게 발견된다. 그리고 우리의 결과는 이 지역의 농경지가 일반적으로 일차 식생(primary vegetation) 지역에 비해 곤충 생물다양성을 많이 상실했음을 보여준다. 이것은 기후 변화가 농작물에 직접적인 영향을 줄 뿐만 아니라 꽃가루 매개자와 다른 중요한 곤충들의 손실을 통해 식량 안보에 큰 위협을 줄 수 있다는 것을 강조한다.

기후 변화가 가속화됨에 따라 현재 지리적 범위에서 코코아 및 기타 작물을 재배할 수 있는 능력이 이미 더 불확실해지고 있어 지역 생계를 위협하고 전 세계 소비자를 위한 이러한 작물의 가용성을 감소시킨다. 우리 연구에서 강조한 곤충 손실은 이러한 위험을 가중시킬 수 있다. 실제로 곤충 생물다양성 손실로 인한 식량 안보 위협은 온대 및 열대 지역 모두에서 이미 나타나고 있다. 예를 들어, 미국에서 체리, 사과 및 블루베리 생산에 꽃가루 매개자 부족으로 인한 생산량 감소의 증거가 보고되었다.

세계의 어떤 지역에서는, 농부들은 붓을 사용하여 손수 꽃들을 수분하는 기술에 의지하고 있다. 손으로 수분하는 것은 가나, 인도네시아를 포함한 많은 나라에서 코코아에 사용된다. 이러한 기술은 생산량을 유지하거나 늘리는 데 도움이 될 수 있지만 높은 인건비가 든다.

감소를 줄이기

우리의 연구는 또한 곤충 감소를 줄이는 데 도움이 될 수 있는 변화를 강조한다. 예를 들어, 더 적은 화학 물질을 사용하고 작물의 다양성을 높여 농업의 강도를 낮추면 서식지 손실과 기후 변화의 부정적인 영향을 완화할 수 있다. 특히 우리의 연구는 경작지에서 자연 서식지를 보호하는 것이 곤충에게 실제로 도움이 된다는 것을 보여준다. 자연 서식지가 대부분 제거된 기후 스트레스에 시달리는 지역의 농지가 평균 63%의 곤충 감소율을 보이는 반면, 이 숫자는 인근 자연 서식지의 3/4이 보존된 곳에서 7% 정도 감소에 불과하다.

농지에 서식하는 곤충의 경우 붙어있는 자연 서식지는 대체 식품 공급원, 둥지 및 고온으로부터 피난처 역할을 한다. 이것은 지구가 계속 온난화되는 동안에도 곤충 생물다양성에 미치는 영향을 어느 정도 줄일 수 있는 옵션이 있다는 희망을 제공한다.

모든 종이 곤란에 처한 것은 아니다. 영국의 한 연구는 실잠자리와 같은 민물 곤충의 증가를 보여준다. 사진: Shutterstock

실제로, 자연 서식지 이용 가능성은 이미 더 작은 규모에서 특히 농업 시스템 내에서 긍정적인 영향을 미치는 것으로 나타났다. 도네시아 코코아의 경우, 자연 서식지의 증가는 꽃가루 매개자를 포함한 주요 곤충의 수를 증가시키는 것으로 밝혀졌다. 그러나 우리의 새로운 연구는 이러한 개입의 이점이 덜 집약적인 농업 시스템에서만 발견된다는 것을 보여준다. 이것은 적용되는 비료와 살충제와 같은 투입물의 수준을 줄이거나, 근처의 자연 서식지의 이점을 확실히 느낄 수 있도록 농작물의 다양성을 증가시키는 것을 의미할 수 있다.

모든 종들이 최근의 압박의 결과로 힘든 시간을 견디고 있는 것은 아니라는 점에 주목하는 것도 중요하다. 예를 들어, 영국 곤충에 대한 최근 연구에 따르면 일부 그룹은 감소했지만 민물 곤충을 포함한 다른 그룹은 최근 몇 년 동안 증가했다. 전 세계 곤충 동향을 조사한 또 다른 연구에서는 민물 곤충의 수가 증가하는 것으로 나타났다. 그러나 이러한 긍정적인 경향 중 많은 부분은 과거의 황폐화에 이어 최근 몇 년 동안 강의 수질 개선을 위해 많은 노력을 기울인 영국 및 유럽과 같은 비 열대 지역에서 보고되었다.

차이 만들기

코로나19 봉쇄는 우리 중 많은 사람들이 우리 주변의 동식물 군과 다시 연결하도록 촉발했다. 영국에서는 2020년의 따뜻한 봄 날씨로 인해 시골 지역의 곤충 개체수가 눈에 띄게 증가했다. 그러나 이 급증은 일시적인 것일 수 있으며 전 세계적으로 더 큰 그림에 대해 이례적인 것이다.

우리 지역 환경에 더 많은 곤충 생물 다양성을 지원하기 위해, 우리는 다양한 정원을 심어 곤충을 유인하고 정원 및 부지에 사용되는 살충제의 양을 줄이고 잔디 깎는 빈도를 줄일 수 있다. (영국에서는 '풀 깍지 않은 오월'[No Mow May] 챌린지에 참여하는 것을 고려할 수 있다.) 그러나 지역적으로만 변화를 일으킬 수 있는 것은 아니다. 소비자로서 우리가 내리는 선택을 고려하면 열대 지방의 곤충과 기타 생물을 보호하는 데 도움이 될 수 있다. 예를 들어 그늘 재배 커피나 코코아를 사는 것은 개방지에서 자란 작물보다 생물다양성에 영향을 덜 미치는 것을 보장할 것이다.

한편, 정부와 다른 공공 및 민간단체는 그들의 행동과 정책이 곤충에 미치는 영향을 더 신중하게 고려해야 한다. 한편, 정부와 기타 공공 및 민간 조직은 그들의 행동과 정책이 곤충에 미치는 영향을 보다 신중하게 고려해야 한다. 이는 무역 정책 및 협정 내에서 생물다양성에 대한 적절한 고려에서부터 높은 삼림 벌채 비율과 관련된 지역에서 제품을 조달하지 않도록 보장하는 것까지 다양하다.

그리고 데이터 문제가 있다. 우리는 인간의 건강과 웰빙을 위한 곤충의 중요성과 세계 식량 생산 시스템에서 곤충의 핵심 역할을 점점 더 인식하고 있다. 향후 곤충을 보호하기 위해 환경을 보호하는 것은 전 세계 인류 사회에 큰 이익이 될 것이다. 그러나 좋은 데이터 없이는 이 중 어느 것도 불가능하다.

곤충 생물다양성 변화에 대한 더 나은 이해를 위한 한 가지 중요한 단계는 이미 사용 가능한 데이터를 수집하고 평가하는 것이다. 우리가 참여하고 있는 새로운 프로젝트인 GLiTRS(GLobal Insect Threat-Response Synthesis, 글로벌 곤충 위협-반응 종합)는 데이터 분석가를 포함한 다양한 기관과 생태 분야의 선도적인 전문가들의 작업을 결합하여 이를 수행하고 있다. 그런 다음 이 프로젝트는 다른 곤충 집단이 특정 위협에 어떻게 반응하는지를 평가할 것이다.

곤충 감소의 원인을 이해하는 것은 미래에 더 큰 손실을 방지하고 곤충이 수행하는 귀중한 기능을 보호하는 데 중요하다. 기후변화와 생물다양성 손실은 글로벌 주요 위기로 동전의 양면이다. 식량 생산에 대한 이들의 결합된 영향은 열대 지방과 그 너머에 있는 많은 사람들의 건강, 웰빙 및 생계가 그 균형에 달려 있음을 의미한다. 곤충의 생물다양성 손실은 중요하지만 아직 제대로 연구되지 않은 부분이다.