토양 생물 군집은 동식물잔사와 폐기물을 토양과 혼합하고 소화시켜, 토양의 물리화학성을 좋게 하는 필수유기성분인 부식을 만들고 탄소와 무기영양원을 재순환시키는 기능을 한다.
생명유지 시스템인 토양
비록 육안으로 보이지 않는 생물을 대상으로 하지만, 토양은 수많은 종류의 생물이 서식하고 있는 장소로서, 자연의 가장 복잡한 생태계의 하나이다. 토양에는 수천 종의 서로 다른 생물이 있는데, 이들 토양생물은 지구상의 다른 모든 생물이 생존할 수 있도록 해주는 지구적 순환작용에 긴밀히 관여하고 있다. 따라서 토양은 하나의 생명유지 시스템이라 할 수 있다.
다공성 구조 및 광대한 표면적과 같은 토양의 복잡한 물리 화학적 특징은 다양한 종류의 동물, 식물 그리고 미생물이 동시에 상존할 수 있고, 생물 친화에 필요한 적합한 장소인 적소를 가지고 있음을 의미한다. 따라서 토양은 해당지역의 기후 및 물리화학적 특성에 좌우되는 대형에서 미소수준까지의 다양한 종류의 동물 및 식물군에 적정한 범위의 서식처를 공급할 수 있게 된다. 그러나 생물의 종수, 구성원 및 다양성은 토양의 통기성, 온도, 산도, 수분, 양분함량 그리고 유기물질과 같은 수많은 요인에 좌우되는 특성을 가지고 있지만, 이는 환경에 따라 서로 상이한 토양생물이 서식할 수 있게 되는 것을 의미하기도 한다.
최고의 생물서식처인 토양
자연계에서 토양처럼 생물 종이 조밀하게 들어찬 곳은 없다. 예를 들어 유럽 너도밤나무 숲에는 단위 m2 당 1,000종 이상의 무척추동물이 서식하며(Schaefer and Schauermann, 1990), 많은 종류의 곤충이 그들 생활의 일부분을 토양에서 보내며(Bater, 1996), 토양 단위 g당에는 수백만의 개체와 수천종의 세균이 들어 있다(Torsvik et al., 1994).
따라서 전형적인 건전한 토양에는 수종의 무척추동물, 수종의 지렁이, 20~30종의 진드기, 50~100종의 곤충 수십 종의 선충, 수백 종의 사상균 그리고 대략 수천종의 세균과 방선균이 서식하고 있어야 함이 제시되고 있다.
환경에 따라 상이한 토양생물다양성
토양생물다양성은 초지에 비해 산림지역이, 경작지에 비해 교란이 안 된 자연토지에서 더욱 큰 경향이 있다. 생물의 수와 유형은 하나의 시스템과 환경에서 다른 시스템과 환경에 이르기까지 서로 다르지만, 결국, 토양생물의 수와 유형은 영농방법에 의해 큰 영향을 받는다. 따라서 토양생물다양성은 토양 질과 안전한 생태계에 대한 하나의 지표로서 사용될 수 있음이 인정되고 있다.
토양생물의 기능
토양 생물 군집은 동식물잔사와 폐기물을 토양과 혼합하고 소화시켜, 토양의 물리화학성을 좋게 하는 필수유기성분인 부식을 만들고 탄소와 무기영양원을 재순환시키는 기능을 한다. 이와 같은 분해작용은 고등식물을 통하여 재순환될 수 있는 이산화탄소를 대기권으로 방출하고, 식물에 의해 흡수되거나 혹은 토양으로부터 용탈되는 무기형태의 양분을 만들기도 한다. 이처럼 모든 토양서식생물은 토양자체의 특성 뿐 만 아니라 생태계의 기능에 대해 매우 중요한 영향을 주고 있다.
토양생물의 종류
유전적, 유기체적 그리고 생태학적 수준에서의 생물다양성인 토양생물은 일생의 일부 혹은 전부를 토양 안 혹은 바로 인접 표면에서 보내는 생물이다. 토양생물 분류에 있어 가장 쉽고 널리 사용되는 시스템은 몸체크기를 이용하는 것으로 대형-(macro-), 중형-(meso-), 그리고 미소형-생물상 (micro-biota) 등 세 그룹으로 구분하는 것이다 (Wallwork, 1970; Swift et al., 1979). 이들 분류는 각 그룹의 모든 종류에 정확히 들어맞지 않아, 가끔 어떤 특정 생물의 분류에 있어 불명확함이 발생하기도 하지만, 일반적으로 다음과 같다.
① 대형생물상 : 직경이 2㎜이상인 생물로서 육안으로 볼 수 있음
대형생물상은 근본적으로 식량 혹은 은신처로서 토양에 굴을 파는 척추동물(뱀, 도마뱀, 생쥐, 토끼, 여우, 오소리, 두더쥐 등), 토양 안에서 살고 먹거나, 표토 유기물의 구성 성분을 먹거나 그 표면에 사는 무척추동물 (개미, 흰개미, 노래기, 지네, 지렁이, 쥐며느리, 다른 갑각생물, 풀쐐기, 매미, 개미귀신, 딱정벌레 애벌레와 성충, 파리와 장수벌레 애벌레, 집게벌레, 반대좀, 달팽이, 거미, 장님거미, 전갈, 귀뚜라미, 바퀴벌레)을 포함하고 있다.
비록 보편적인 토양생물이라고 고려되고 있지는 않지만, 뿌리도 생애 대부분을 토양 안에서 보내며 지상과 지하의 동식물개체군 모두에 광범위하고 장기적인 지속 효과를 가지고 있기 때문에 토양 생물상에 포함되고 있다.
② 중형생물상 : 0.1㎜에서 2㎜ 직경의 크기를 가지고 있는 생물
중형생물상은 주로 낫발이류, 좀붙이류, 톡토기, 진드기, 소형다족류(노래기 붙이, 홈작은 지네)그리고 벌레모양의 엔치드레이드와 같은 미소 절지동물이다.
중형생물상은 제한적인 착굴능력을 가지고 있어, 보통 토양 기공 안에 살면서 유기물, 미소동식물, 그리고 다른 무척추동물을 섭식하고 산다.
③ 미소생물상 : 직경 0.1㎜이하의 가장 작은 생물
미소생물상은 수가 가장 많으며 토양 도처에 서식하는 가지각색의 생물종으로, 미소식물과 미소동물이 있다. 미소식물은 거의 모든 자연존재물질을 분해하는 능력을 가지고 있는 조류, 세균, 고세균, 시아노박테리아, 사상균, 효모, 변형균 그리고 방선균 등 이다. 미소동물은 보통 토양수막에 살며 미소식물, 식물뿌리, 다른 미소동물과 혹은 자기보다 큰 생물을 먹이로 하는 선충, 원생동물, 완보류 및 윤충등 을 포함하고 있다.
토양생물 다양성의 현재
지금까지 잘 연구되어져 있는 토양생물상 종의 추정치는 표 1과 같다.
표 1. 토양생물 종의 추정치 (Hawksworth and Mound 1991; Brussaard et al., 1997; Wall and Moore, 1999).
크기에 의한 분류
생물의 종류
추정 종수
미생물Microorganisms
세균과 고세균
사상균
3,200
35,000
미소동물상Microfauna
원생동물
선충
1,500
5,000
중형동물상Mesofauna
진드기(Acari)
톡토기(Collembola)
좀붙이류
홈작은 지네
노래기붙이
엔치트레이드
30,000
6,500
659
160
500
>600
대형동물상Macro fauna
식근성 곤충
노래기(Diplopoda)
등각류
흰개미 (Isoptera)
개미 (Formicidae)
지렁이 (Ologochaeta)
. 40,000
10,000
2,500
2,000
8,800
3,627
그러나 이들 추정치는 예비적으로, 각 그룹에서 추정되고 있는 전체종수에 비해 현저히 낮다. 예를 들어, 설명되고 있는 토양서식 사상균의 종수는 18~35,000인데, 전체 추정치는 100,000 이상이라고 예측되고 있다. 보다 많은 종이 기대되고 있는 생물은 선충과 진드기로서, 현재 설명되고 이들 각각의 수는 전체 종에 비해 단지 3%와 5%에 지나지 않는다고 추정되고 있다. 세균과 고세균에 대한 추정치는 종의 정의에 무슨 기준을 사용할 것인가에 대한 의견의 차이와, 이들 생물의 비배양성 즉 인공적으로 배양할 수 없다는 점 때문에 매우 불확실하다. 한편 종의 수효 외에 이들 생물의 생물체량(biomass)도 중요한 고려대상이 되고 있다.
ㅇ성명 : 서장선
ㅇ소속 : 농업과학기술원 응용미생물과
ㅇ전화 : (031) 290-0381
ㅇE-mail : suhjsun@rda.go.kr | |
