토양 건강은 식물, 동물, 인간을 지탱하는 필수 생태계로서 토양의 기능이 지속되는 능력이다. 집약적 경작 및 단일 작물 재배와 같은 기존 농업 방식은 유기물 고갈, 침식, 생물 다양성 감소를 야기하여 토양을 황폐화시킨다. 반면, 혼농임업 시스템은 자연 생태계를 모방하며 이 중요한 자원을 복원하고 보호하는 실행 가능한 해결책을 제공한다.
본 연구는 지속 가능한 농업 맥락에서 혼농임업이 토양 건강에 미치는 영향을 탐구하기 위해 수행되었다. 혼농임업은 토양 건강을 복원하고 증진함으로써 토양 황폐화를 막고, 생물 다양성을 향상시키며, 농업의 지속 가능성을 높이는 해결책을 제시한다. 토양에 대한 이점은 다양하며, 물리적, 화학적, 생물학적 측면을 개선하여 생태계 서비스와 회복력을 증진한다.
이러한 명확한 장점에도 불구하고 혼농임업은 널리 채택되지 못하고 있다. 채택의 어려움으로는 나무 성숙까지의 시간 지연, 불안정한 토지 소유권, 전문 지식 및 제도적 지원 부족 등이 있다. 지원 정책, 재정적 인센티브, 농민 참여 접근 방식을 통해 이러한 장벽을 극복하는 것은 더욱 회복력 있고 수익성 있는 농업 시스템으로 나아가는 명확한 길을 제공한다.
궁극적으로 혼농임업의 장기적인 성공은 현장별 조건(토양, 경사, 기후)과 적절한 종 선택, 전문적인 관리, 농민 지식을 일치시키는 데 달려 있다. 나무와 작물을 의도적으로 결합하는 것은 회복력 있는 토양 생태계를 구축하고 농업의 지속 가능성을 보장하는 강력한 해결책을 제공한다.
혼농임업은 기후변화 완화 및 적응이라는 이중 과제를 해결하는 데 중요한 역할을 한다. 본 체계적 문헌고찰은 2000년부터 2024년까지 발표된 109편의 동료 심사 연구에서 정량적 및 정성적 증거를 종합했다. Web of Science, Scopus, Google Scholar 등의 데이터베이스를 활용하여 온실가스 감축, 탄소 격리, 농업 시스템의 회복력에 대한 실증 데이터를 제공하는 연구들을 분석했다.
메타 분석 결과, 혼농임업 시스템은 나무 종, 토양 유형, 기후 조건에 따라 연간 평균 3.5–9.8 Mg CO2 ha−1의 탄소를 격리할 수 있음이 나타났다. 또한, 나무와 작물, 가축의 통합은 농장 생물다양성을 25%–40% 향상시키고, 20년 동안 토양 유기탄소 함량을 평균 15% 증가시키는 것으로 밝혀졌다.
적응 측면에서는 수분 보유력 증진, 가뭄 취약성 감소, 식량 안보 개선 효과가 확인되었으며, 단일 경작에 비해 혼농임업 시스템에서 작물 수확량이 최대 30% 증가했다. 그러나 토지 소유권 불안정 및 기술 지원 부족과 같은 과제들이 여전히 존재하여 광범위한 채택을 저해할 수 있다.
이 연구는 본 챌린지, REDD+ 이니셔티브, UNFCCC의 코로니비아 농업 공동 작업과 같은 지원 정책과 역량 강화 프로그램, 재정적 인센티브가 혼농임업의 기후 스마트 잠재력을 최대한 발휘하는 데 필수적임을 강조한다.
기존 농업 방식과 비교할 때, 혼농임업 시스템은 다양한 생태계 서비스 제공 및 생물다양성 증진에 기여합니다. 그러나 혼농임업의 효과는 기후 지역 및 시스템 유형에 따라 전 세계적으로 상이하며, 기존 연구들은 소수의 서비스나 생물다양성 지표에 집중하는 경향이 있었습니다.
본 연구는 혼농임업이 농업생태계 다기능성에 미치는 전 지구적 영향을 포착하기 위해, 혼농임업 시스템과 기존 농업 시스템 간의 서비스 제공 또는 생물다양성을 비교한 여러 대규모 메타분석들을 정량적으로 종합했습니다. 전 세계적인 20개의 메타분석 데이터를 통합하고 반응 비율을 계산하여, 혼농임업 시스템이 다양한 생물다양성 지표 및 생산, 조절, 지원 서비스에 미치는 상대적 영향을 평가했습니다.
총 3,075건의 비교 분석 결과, 혼농임업은 전 지구적으로 생태계 서비스 제공과 생물다양성을 평균 23% 향상시키는 것으로 나타났습니다. 이러한 효과는 생산 서비스보다 지원 및 조절 서비스, 그리고 생물다양성에서 더욱 두드러졌습니다. 분석된 대다수의 서비스와 생물다양성 지표가 혼농임업 시스템에서 향상되었으며, 영향을 받지 않거나 부정적인 영향을 받은 경우는 극히 드물었습니다.
건조도 기울기에 따라 분석된 생태계 서비스 중에서는 토양 유기 탄소(SOC) 저장량과 사료 생산량만이 유의미한 변화를 보였습니다. SOC 저장량에 대한 혼농임업의 긍정적인 효과는 건조한 조건에서 더 강했으며, 사료 생산량은 건조 조건에서 최대 이점을 보이는 이차 함수적 경향을 따랐습니다. 본 연구 결과는 기존 농업에 혼농임업을 광범위하게 도입함으로써 전 지구적 농업생태계 다기능성을 희생 없이 증진할 수 있음을 시사합니다.
혼농임업 시스템은 경작지 환경 관리 및 탄소 격리 분야에서 상당한 주목을 받고 있으나, 바이오매스 및 토양 탄소 변화에 대한 불확실성은 온실가스 저감의 주요 과제로 남아 있습니다. 특히 다양한 혼농임업 시스템에서 탄소 저장량, 격리율 및 관련 불확실성에 대한 종합적인 글로벌 분석은 부족한 실정입니다. 본 연구는 다양한 기후대와 토양 유형에 따른 혼농임업 시스템의 탄소 저장량과 격리율을 정량화하고, 바이오매스 및 토양 탄소량 추정의 불확실성을 평가하는 것을 목표로 합니다.
129개 및 121개 1차 연구 데이터를 활용하여, 혼농임업 시스템의 글로벌 평균 탄소 저장량을 바이오매스에서 40.9 Mg ha−1, 토양(100cm 깊이)에서 159.1 Mg ha−1로 추정했습니다. 토양에 저장된 탄소량이 바이오매스보다 약 3~4배 더 많았습니다. 탄소 격리율은 각각 38개 및 27개 연구 데이터를 통해 바이오매스에서 5.7 Mg C ha−1 year−1, 토양에서 1.4 Mg C ha−1 year−1로 산정되었습니다.
농림목축 시스템은 더 높은 평균 바이오매스 및 토양 탄소 저장량을 보였으며, 농림 시스템은 더 높은 바이오매스 탄소 격리율을, 농림목축 시스템은 더 높은 토양 탄소 격리율을 달성했습니다. 온대 기후의 혼농임업 시스템은 열대 기후보다 더 많은 바이오매스 및 토양 탄소를 저장했으며, 아열대 기후는 열대 및 온대 지역보다 더 높은 바이오매스 및 토양 탄소 격리율을 보였습니다. 글레이졸(Gleysols) 토양에서는 더 높은 바이오매스 탄소 저장량을, 아레노졸(Arenosols) 토양에서는 더 높은 토양 유기 탄소 저장량을 나타냈습니다.
본 연구는 다양한 혼농임업 시스템에서 바이오매스 및 토양 탄소 저장량과 격리율, 그리고 이와 관련된 불확실성에 대한 최초의 추정치를 제공합니다. 이 결과는 경작지 기반 탄소 격리 전략 수립 및 기후 변화 완화 정책에 중요한 과학적 근거를 제시할 것입니다.
