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ISSN : 1229-3571(Print)
ISSN : 2287-819X(Online)
Korean Journal of Organic Agricultue Vol.25 No.4 pp.875-900
DOI : https://doi.org/10.11625/KJOA.2017.25.4.875

Comparative Analysis on the Invertebrate Biodiversity between Organic and Conventional Agriculture Fields

Hoon Kim**, Jae-Hwi Seo**, Kyo-Jin Kim**, Ga-In Choi**, Young-Ju Jo***, Tae-Yeon Kim***, Myung-Jin Moon****
Corresponding author, 단국대학교 자연과학대학 생명과학과(moonmj@dankook.ac.kr)
20170914 20171115 20171116

Abstract

Although some skeptical views arguing that the impact of organic farming is quite limited to sustainable biodiversity, the organic agriculture has been generally accepted to have positive effects on various properties of soils not only on biophysical and ecological properties but also on biodiversity of the field. Therefore, this field investigation has been conducted to examine the effect of organic farming, relative to conventional agriculture, through a comparative investigations of the two systems for conserving local biodiversity of invertebrate animals. For this research, organic and conventional farming locations matched with both of a paddy field and a upland fields in Goesan-gun province (Chungcheongbuk-do, South Korea) were selected to compare the species richness of invertebrate biodiversity as follows: location OP (Organic Paddy field), location OU (Organic Upland field), location CP (Conventional Paddy field), and location CU (Conventional Upland field). Among 249 species collected, the numbers of species collected in the locations practicing organic farming were greater than the locations practicing conventional farming both in paddy fields (104 vs. 84 species) and upland fields (108 vs. 77 species). Changes in species richness can be shown in the selected locations depending on the agriculture system with organic (50 species) or conventional (44 species) farming systems in the paddy fields, similarly with organic (42 species) or conventional (35 species) farming in the upland fields, respectively. Our present research clearly shows that a wide range of taxa, including insects, spiders and other invertebrates, benefit from organic management through increases in abun-dance or species richness. It has been also identified that four orders (Hemiptera, Diptera, Hynemoptera, and Araneae) that are largely intrinsic to organic paddy field, and another three orders (Hemiptera, Coleoptera, and Araneae) that are particularly beneficial for organic crop field regime.


유기 및 관행농법 농경지의 무척추동물 생물다양성 비교

김 훈**, 서 재휘**, 김 교진**, 최 가인**, 조 영주***, 김 태연***, 문 명진****
**단국대학교 자연과학대학 생명과학과
***단국대학교 공공인재대학 환경자원경제학과

초록


    Ⅰ.서 론

    현대의 농업 환경은 다양한 화학 비료 및 농약의 사용을 수반하여 생물 다양성의 감소를 일으킬 뿐 아니라, 수질 및 토양오염과 식품의 안정성 문제 등에 대한 논란을 야기하고 있 다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 유럽연합은 농업환경의 전반적인 회복을 위한 대안으 로 유기농업을 제시하고 있다(Michelsen, 2001). 관행농업에서는 수확량을 증대시키기 위해 농지 주변에 서식하는 동식물의 종 다양성을 최대한 억제하는 방법을 적용하여 왔으나, 생 물상을 전체적으로 관리하며 환경을 보전할 수 있는 대안으로 유기농업이 많은 국가와 지 역에서 시행되고 있다(Ma and Joachim, 2006; Han et al., 2013).

    유기농업이란, 인위적인 방법을 사용하기보다 자연과 그 안에 서식하는 종들에 의존하 며, 토양과 생태계의 균형을 유지한 상태로 작물을 생산할 수 있는 지속 가능한 시스템을 일컫는다(RDA Report, 2004; IFOAM Report, 2008). 일반적으로 농법의 차이는 해당 지역에 서 서식하는 생물상에 큰 영향을 미치기 때문에, 실제 유기농업을 시행했을 때 생물상에 나타나는 변화를 확인하기 위해서는 관행농업과의 생물다양성 차이를 비교하는 경우가 많 다(Han et al., 2013). 식생의 차이와 농법의 차이에 따른 생물상 분석(Boutin et al., 2008; Kang et al., 2009; Park et al,, 2012), 재배 방식의 차이를 통한 농경지의 절지동물 및 저서 무척추동물의 생물다양성 및 군집 분석(Hadjicharalampous et al., 2002; Kim et al., 2011; Han et al., 2013; Lee et al., 2013), 그리고 척추동물상 조사를 통한 농경지의 생물다양성 분석 (Song et al., 2013) 등이 흔히 사용되고 있다.

    유럽의 경우 유기농업이 생물다양성에 미치는 영향에 대한 많은 연구가 진행되었는데, 그리스에서는 유기농업 시행 지역에서 딱정벌레목과 등각목의 다양성이 증가된 것으로 보 고되었고(Hadjicharalampous et al., 2002), 스웨덴에서는 나비목의 다양성 증가가(Rundolf and Smith, 2006), 독일에서는 유기농업 지역에서 곤충류 및 거미류의 종 다양성 증가가 보고된 바 있다(Klaus et al., 2013). 영국에서는 유기농업을 시행한 지역에서 호박벌, 나비, 벼룩 등 의 곤충류 종 다양성이 높아졌음이 보고되었고(Gabriel et al., 2013), 미국과 캐나다에서도 유기농업에 따른 절지동물 종 다양성 증대가 보고된 바 있다(Letourneau et al., 2001; Boutin et al., 2008).

    또한 지리적 위치에 따른 기후의 차이, 토질에 따른 지역 내의 물리 화학적 변화, 그리고 비료의 사용 및 방제 행위 등이 종 다양성에 영향을 미치는 것으로 알려지고 있다(Park et al., 2012). 국내에서도 경작지의 종 및 군집 다양성에 대한 많은 선행 연구가 있었으나 대 부분의 경우 작물과 그에 해를 입히는 해충방제와 관련된 연구가 주를 이루고 있으며(Chung & Hyun, 1980; Yang et al., 2004; Moon et al., 2006; Kim et al., 2008), 현재까지 보고된 다양 한 유기농업과 관행농업 시행 지역의 생물상 비교 분석을 기반으로 한 지표종 선정에 대한 연구 분야에서는 뚜렷한 성과가 없는 실정이다.

    지표종은 특정한 환경에서 서식하며 환경적 변화에 민감한 종으로, 지역 내 우점하고 있으 면서 변화에 따른 개체 수의 증가 혹은 감소가 확연하게 관찰되는 종을 말한다(Lindenmayer et al., 2000). 지표종을 설정하기 위해서는 종 다양성 조사를 통하여 해당 지역의 지표종 후 보군을 설정하고 각각의 군집 구조를 비교하는 연구가 필수적이며, 농법의 차이에 따른 종 다양성의 변화를 측정하기 위해 지표종을 설정하고자 하는 선행 연구들이 일부 시행된 바 있다(Klaus et al., 2013; Lee et al., 2013).

    본 연구는 유기농업의 서식동물군 생물다양성 증대효과 및 검증지표 개발 및 관리방안 도출을 위한 연구의 일환으로, 유기농업과 관행농업을 시행하는 논과 밭에 서식하는 무척 추동물군의 생물다양성을 비교 분석하여, 농법의 차이가 종 다양성에 미치는 영향을 조사 하고 지표종 선정을 위한 기초 조사를 시행하였다.

    Ⅱ.재료 및 방법

    1.조사지

    조사는 충청북도 괴산군 일원의 논과 밭을 대상으로 하였다(Table 1). 서로 다른 농법의 상호 간섭을 회피하기 위하여 유기농업을 시행하는 농지들과 관행농업을 시행하는 농지들 을 일정 거리를 두고 선정하였다(Fig. 1).

    2.조사 방법

    유기농업 및 관행농업을 시행하는 각각의 논과 밭에 서식하는 무척추동물군을 주 조사 대상으로 하여 진행하였다. 조사는 2016년 농번기 기준으로 6월부터 10월까지 5개월간 약 30일 간격으로 총 5회에 걸쳐 실시하였다. 논 지역에서는 해당 조사지역과 그 인근에 출현 하는 개체들을 쓸어잡기 방식(sweeping)을 사용하여 포획하였고, 저서 생물들의 경우 사각 방형구(50 cm × 50 cm)를 설치하고, 방형구 내 발견되는 개체를 모두 포획하였다. 밭 지역 에서는 조사 지역 및 인근의 개체들을 쓸어잡기 방식으로 포획하였다.

    포획된 개체들은 실험실에서 분리, 동정될 때까지 70% 에탄올에 고정하였고, 고정된 샘 플은 해부현미경(Olympus SZX12 / Motic SMZ-171)을 사용하여 분류하였다. 종 분류 및 동 정에는 한반도 고유종 총람(National Institute of Biological Research, 2012), 논 생태계 수서무 척추동물 도감(Rural Development Administration, 2008), 한국곤충대도감(Korea National Arboretum, 2012) 등의 도감과 관련 문헌들을 참고하였다. 조사 기간 중 채집된 절지동물은 가능 한 종 수준까지 동정하였으며, 동정 결과를 바탕으로 농법에 따른 군집 구조와 생물다양성 을 비교하였다.

    Ⅲ.결 과

    조사기간 중 4개 지역에서 채집된 무척추동물은 6강 22목 101과 249종으로 동정되었다 (Table 2). 이 중, 유기농업을 시행하는 지역에서 채집된 종은 총 5강 13목 58과 167종이었 으며, 관행농업을 시행하는 지역에서 채집된 종은 5강 14목 69과 139종으로 나타났다(Fig. 2). 농경지 유형별 분포를 살펴보면, 유기농업 시행 논에서는 전체 종의 41.8%인 104종이, 유기농업 시행 밭에서는 108종(43.4%)이 관찰되었고, 관행농업 시행 논에서는 84종(33.7%), 관행농업 시행 밭에서는 77종(30.9%)이 관찰되어 유기농업 시행 밭에서 가장 많은 종이 확 인되었다. 결과적으로 유기농업을 사용한 농지에서의 종 다양성이 관행농업을 사용한 농지 에 비해 약 20% 가량 높은 것으로 분석되었다(Fig. 3).

    조사 시기와 관련하여 살펴보면, 6월에 실시된 1차 조사에서는 네 곳의 지역에서 채집된 종이 총 64종, 7월에 실시된 2차 조사에서는 114종, 8월에 실시된 3차 조사에서 108종, 9월 에 실시된 4차 조사에서 116종, 마지막으로 작물의 수확인 끝난 10월에 실시된 5차 조사에 서 86종이 채집되었다. 채집된 무척추동물의 종 수를 비교하였을 때, 3차 조사를 제외한 나 머지 조사에서는 유기농업 시행 밭에서 가장 많은 종이 관찰되었으며, 전반적으로 관행농 업을 시행하는 지역보다 유기농업 시행 지역에서 더 많은 종이 확인되었다(Table 3).

    조사된 전체 종은 곤충강(Insecta) 204종, 거미강(Arachnida) 37종, 복족강(Gastropoda) 4종, 빈모강(Clitellata) 3종, 갑각강(Arthropoda) 1종 등이 동정되었다. 하위 분류군을 살펴보면, 곤 충강에서 노린재목(Hemiptera, 72종, 28.9%), 파리목(Diptera, 40종, 16.1%), 딱정벌레목(Coleoptera, 23종, 9.2%), 메뚜기목(Orthoptera, 16종, 6.4%), 벌목(Hymenoptera, 16종, 6.4%), 잠자 리목(Odonata, 14종, 5.6%), 나비목(Lepidoptera, 10종, 4.0%) 등이 확인되었으며 하루살이목 (Ephemeroptera), 바퀴목(Blattaria), 집게벌레목(Dermaptera), 밑들이목(Mecoptera), 귀뚜라미붙 이목(Grylloblattodea) 등도 각각 1종씩 확인되었다(Fig. 4).

    한편, 거미강에서는 거미목(Araneae, 37종, 14.9%)이, 복족강에서는 고설목(Architaeniglossa, 1종, 0.4%)과 기안목(3종, 1.2%)이, 빈모강에서는 왕지렁이목(Haplotaxida, 2종, 0.8%)과 턱거 머리목(Arhynchobdellida, 1종, 0.4%)이, 갑각강에서는 십각목(Decapoda, 1종, 0.4%)이 관찰되 었다(Fig. 4).

    농경지 유형별 분류군 구성을 살펴보면, 유기농업 시행 논에서는 전체 5강 13목 58과 104종 가운데 노린재목이 29종(28%)으로 가장 많은 비중을 차지했고, 그 다음으로 파리목 20종(19%), 거미목 13종(12%), 메뚜기목 11종(10%), 벌목 8종(8%) 순으로 나타났다. 유기농 업 시행 밭에서는 전체 2강 11목 60과 108종 가운데 노린재목 35종(32%), 거미목 17종 (16%), 딱정벌레목 14종(13%), 파리목 11종(10%), 메뚜기목 11종(10%), 나비목 7종(6%), 벌 목 6종(6%) 순으로 나타났다(Fig. 4).

    관행농업 시행 논에서는 전체 5강 13목 54과 84종 가운데 파리목 19종(23%), 노린재목 16종(19%), 거미목 15종(18%), 메뚜기목 7종(8%), 잠자리목 7종(8%), 딱정벌레목 6종(7%) 순으로 나타났고(Fig. 3), 관행농업 시행 밭에서는 전체 2강 12목 50과 77종 가운데 노린재 목 30종(39%), 파리목 10종(13%), 거미목 8종(10%), 잠자리목 6종(8%), 딱정벌레목 5종(7%), 메뚜기목 4종(5%) 순이었다(Fig. 4).

    유기농업 논과 관행농업 논에서 공통적으로 관찰된 종은 긴꼬리(Oecanthus indicus), 홍색 얼룩장님노린재(Stenotus rubrovittatus), 애허리노린재(Hygia opaca), 깔따구류(Chironomidae sp.), 호리꽃등에(Episyrphus balteata), 명나방류(Pyralidae sp.), 논늑대거미(Arctosa stigmosa) 등 7종이었고, 밭 지역에서 공통적으로 관찰된 종은 등검은메뚜기(Shrakiacris chirakii), 꽃노 린재(Anthocoris confusus), 썩덩나무노린재(Halyomorpha halys), 풀색노린재(Nezara antennata), 가로줄노린재(Piezodorus hybneri), 콩풍뎅이(Popillia mutans), 큰남색하늘소(Astathes episcopalis), 단선굼벵이벌(Tiphia brevilineata), 명나방류(Ostrinia sp.), 기생왕거미(Larinioides cornutus) 등 10종이었다(Table 2).

    관행농업 시행 논에서 발견되지 않고 유기농업 시행 논에서만 나타난 종은 잠자리목 4종 (산잠자리, Epophthalmia elegans; 대마도좀잠자리, Sympetrum cordulegaster; 두점박이좀잠자 리, Sympetrum eroticum; 실잠자리류, Zygoptera sp.), 사마귀목 1종(좀사마귀, Statilia maculata), 메뚜기목 2종(모메뚜기, Tetrix japonica; 귀뚜라미류, Telogryllus sp.), 집게벌레목 1종 (고마로브집게벌레, Timomenus komarovi), 노린재목 13종(거품벌레, Aphrophora pectoralis; 왕물벌레, Hesperocorixa kolthoffil; 꼬마물벌레, Micronecta sedula; 소금쟁이, Aquarius paludum; 물노린재, Mesovelia vittigera; 변색장님노린재, Adelphocoris suturalis; 초록장님노린재, Aolygus lucorum; 검정침노린재, Peirates cincitiventris; 더듬이긴노린재, Pachygrontha antennata; 별노린재, Pyrrhocoris sinuaticollis; 뒷창참나무노린재, Urostylis lateralis; 도토리노린재, Eurygaster sinica; 홍다리노린재, Pentatoma rufipes), 딱정벌레목 4종(풍이, Rhomborrhina japonica; 꼬마줄물방개, Hydaticus grammicus; 무당벌레류, Coccinellidae sp.; 딱정벌레류, Carabinae sp.), 벌목 7종(왜가시뭉툭맵시벌, Banchus japonicus; 검보라맵시벌, Ichneumon nigroindicus, 어리줄뭉툭맵시벌, Pseudometopius egawai; 검정뿔자루맵시벌, Aphanistes bellicoides; 맵시벌류, Ichneumonidae sp.; 별대모벌, Anopilus eous; 꿀벌, Apini apis), 파리목 9종 (벼아기깔따구, Cricotopus oryzaphagos; 어리아이노각다귀, Tipula patagiata; 아이노각다귀, Tipula aino; 아메리카동애등에, Ptecticus tenebrifer; 장다리파리, Dolichopus nitidus; 끝노랑꽃 등에, Dideoides coquiletti; 꼬마꽃등에, Sphaerophoria menthastri; 별넓적꽃등에, Metasyrphus corollae; 낫파리류, Ochthera sp.), 거미목 6종(살짝눈깡충거미, Phintella popovi; 흰수염깡충 거미, Menemerus fulvus; 아기늪서성거미, Pisaura lama; 호랑거미, Argiope amoena; 각시꽃왕 거미, Araniella displicata; 혹등줄애접시거미, Ummeliata feminea), 고설류목 1종(왕우렁이, Pomacea canaliculata), 실지렁이목 1종(실지렁이류, Tubifex sp.), 십각목 1종(민물새우, Atyaephyra desmaresti)으로 총 50종이었고(Table 4), 마찬가지로 관행농업 시행 밭에서 확인 되지 않고 유기농업 시행 밭에서만 나타난 종은 귀뚜라미붙이목 1종(고수귀뚜라미붙이, Galloisiana kosuensis), 메뚜기목 1종(애귀뚜라미, Scapsipedus mandibularis), 노린재목 14종 (끝검은말매미충, Bothrogonia japonica; 두무늬장님노린재, Apolygus hilaris; 검정줄무늬장님 노린재, Deraeocoris yasunagai; 네무늬장님노린재, Adelphocoris triannulatus; 바른장님노린 재, Orthops scutellatus; 호리납작침노린재, Pygolampis foeda; 등줄빨간긴노린재, Arocatus melanostoma; 꼬마긴노린재, Stigmatonotum rufipes; 여수별노린재, Physopelta cincticollis; 넓 적배허리노린재, Homoeocerus dilatatus; 눈박이알노린재, Coposoma biguttulum; 삼점땅노린 재, Adomerus triguttulus; 북방풀노린재, Palomena angulosa; 갈색큰먹노린재, Scotinophara horvathi), 딱정벌레목 9종(애남가뢰, Meloe auriculatus; 먼지벌레, Anisodactylus tricuspidatus; 한국머리먼지벌레, Harpalus crates; 별줄풍뎅이, Mimela testaceipes; 참콩풍뎅이, Popillia flavosellata; 무당벌레붙이, Ancylopus pictus; 점박이잎벌레, Crioceris duodecimpunctata dodecastigma; 노랑쌍무늬바구미, Lepyrus japonicus; 우엉바구미, Larinus latissimus), 벌목 3종(검 정뿔맵시벌, Aphanistes bellicoides; 뱀허물쌍살벌, Parapolybia varia; 주홍가위벌, Euaspis basalis), 파리목 3종(파리매, Promachus yesonicus; 얼룩장다리파리, Psilopus nebulosus; 검정 띠과실파리, Euphranta nigrescens), 날도래목 1종(주름물날도래, Rhyacophila articulata), 나비 목 3종(끝갈색밤나방, Oligonyx vulnerata; 별박이자나방, Naxa seraria; 포충나방류, Pseudocatharylla sp.), 거미목 7종(각시꽃게거미, Diaea subdola; 별연두꼬마거미, Chrysso foliata; 방 울늑대거미, Pirata yaginumai; 뫼가시늑대거미, Pardosa brevivulva; 황산적늑대거미, Pirata subpiraticus; 한들잔나비거미, Leptoneta handeulgulensis; 흑띠분홍접시거미, Ostearius melaopygius) 등 총 42종이었다(Table 5).

    한편, 유기농업을 시행하는 논과 밭에서 공통적으로 채집된 종은 밀잠자리(Orthetrum albistylum), 사마귀(Tenodera angustipennis), 쌕새기(Conocephalus chinensis), 왕귀뚜라미 (Teleogryllus emma), 알락귀뚜라미(Loxoblemmus campester), 주홍긴날개멸구(Diostrombus politus), 우단침노린재(Ectrychotes andree), 우리가시허리노린재(Cletus schmiditi), 알락수염노 린재(Dolycoris baccarum), 모기류(Aedes sp.), 광꽃등에(Melanostoma melinum), 연두금파리 (Lucilia illustris), 별늑대거미(Pardosa astrigera), 황닷거미(Dolomedes sulfureus) 등 14종이었 으며, 관행농업을 시행하는 논과 밭에서 공통적으로 채집된 종은 어리각시매미충(Drabescoides nuchalis), 검정볼기쉬파리(Helicophagella melanura) 등 2종이었다(Table 2).

    그리고 모든 지역에서 관찰된 종은 아시아실잠자리(Ischnura asiatica), 고추잠자리(Crocothemis sevilia), 방아깨비(Acrida cinerea), 시골가시허리노린재(Cletus punctiqer), 붉은잡초 노린재(Rhopalus maculatus), 일본왕개미(Camponotus japonicus), 벌붙이파리(Conops curtulus), 대만흰나비(Artoqeia canidia), 수검은깡충거미(Mendoza canestrinii) 등 총 9종이었다(Table 2).

    Ⅳ.고 찰

    유기농업과 관행농업 같은 작물의 재배 방식은 생물의 서식지에 매우 큰 영향을 미치며 (Bengtsson et al., 2005; Takada et al., 2014), 궁극적으로 종 다양성에 중대한 변화를 초래 하 는 것(Hole et al., 2005; Power and Stout, 2011)으로 알려지고 있다. 따라서 환경 보존을 위 해 도입된 유기농업이 생물의 종 다양성에 미치는 영향을 확인하기 위해서 두 농법에 따른 생물 다양성 차이를 비교할 필요가 있다(Park et al., 2012; Han et al., 2013).

    최근의 연구 결과에 의하면 무척추동물은 유기농업 지역에서 훨씬 많은 개체수와 종수 가 기록된 것으로 알려지고 있으며, 종 수와 개체 수의 범위도 관행농업 지역에 비해 월등 히 높은 것으로 보고되고 있다. 또한, 유기농업으로 벼를 재배한 논의 경우 관행농업으로 재배한 논에 비해 서식하는 생물의 종 수와 개체 수 모두 높게 나타나는 것으로 보고된 바 있다(Han et al. 2013).

    본 연구에서 유기농업을 사용한 농지와 관행농업을 사용한 농지의 종 다양성을 비교한 결과, 채집된 전체 무척추동물 249종 중에서 유기농업을 시행하는 지역에서 채집된 종은 총 167종으로 관행농지에서 채집된 139종에 비해 약 20% 가량 높게 나타난 것으로 분석되 었다. 세부적으로 유기농업 논에서 전체 종의 41.8%에 해당하는 104종이, 그리고 유기농업 밭에서는 43.4%인 108종이 채집되었고, 관행농업 논에서는 33.7%인 84종이, 그리고 관행농 업 밭에서는 30.9%에 해당하는 77종이 관찰되어 유기농업 논과 유기농업 밭에서 각각 24% 와 40%의 종 다양성 증가가 나타난 것으로 분석되었다. 이는 유기농지에서의 종 다양성이 약 30% 가량 높게 나타나고 특히 절지동물군의 다양성이 50% 증가한다는 보고(Bengtsson et al., 2005; Montanez et al., 2014)와 거의 일치하는 결과로서, 본 연구에서도 유기농업이 종 다양성에 긍정적인 효과가 있음을 확인할 수 있었다.

    유기농업 논과 관행농업 논의 종 다양성을 비교한 결과, 유기농업 시행 논에서 104종, 관 행농업 시행 논에서 84종이 각각 확인되어 관행농업을 시행하는 지역에 비해 유기농업을 시행하는 지역에서 더 높은 종 다양성을 확인할 수 있었다. 이는 유기농업 지역이 화학합 성농약에 노출되지 않아 천적 절지동물군에 영향을 주지 않기 때문에(Wilson et al., 2005), 관행농업 지역과 비교하였을 때 더 안정적인 생태계 구조를 형성하기 때문인 것으로 추정 된다.

    또한 관행농업에서 빈번하게 사용되는 화학합성농약의 투입 및 화학비료의 사용은 저서 무척추동물의 수용 능력을 급격하게 저하시켜 종 다양성을 감소시키는 원인으로 보고되며 (Grant et al., 1983; Mesléard et al., 2005; Han et al., 2013), 이러한 방법을 사용하지 않는 유 기농업의 경우 관행농업 지역보다 토양의 물리성이 개선되고(Wright et al., 1999; Lee et al., 2013), 미생물 다양성이 증대되는 장점이 보고된 바 있다(Mader et al., 2002; Oehl et al., 2003).

    한편, 유기농업 밭과 관행농업 밭에서 채집된 무척추동물의 종 다양성을 비교하였을 때 유 기농업 밭에서 108종, 관행농업 밭에서 77종이 각각 확인되었다. 화학합성농약이 천적 절지 동물에 대해 부정적인 영향을 끼친 것으로 보고된 바 있으므로(Theiling and Croft, 1988; Desneux et al., 2007; Cônsoli et al., 2009), 밭의 경우에도 논과 마찬가지로 유기농업 시행지 역에서는 화학합성농약을 사용한 방제가 이루어지지 않았기 때문인 것으로 추정된다.

    농법의 차이에 따른 종 다양성을 비교한 결과, 전반적인 생물다양성은 유기농업을 시행한 지역에서 더 높게 나타났지만, 하루살이목, 바퀴목, 풀잠자리목, 밑들이목 등의 종 다양성은 관행농업을 시행하는 지역에서 조금 더 높게 나타났는데, 이는 Pimm (1984)Allison (2004) 등의 보고와 마찬가지로 서식지의 화학적, 물리적 교란이 일시적으로 종 다양성에 영향을 미친 것으로 추정되며, 이 부분에 대해서는 장기간에 걸친 정밀한 조사가 병행되어야 할 것으로 생각된다.

    본 연구의 결과에 따르면 유기농업 논의 경우 노린재목, 파리목, 거미목 순으로, 유기농 업 밭의 경우 노린재목, 거미목, 딱정벌레목 순으로 가장 종 다양성이 풍부한 것으로 조사 되었는데, 유기농업 논에서 상위 포식자 분류군인 딱정벌레목, 잠자리목, 노린재목의 구성 이 더 높게 나타났다는 보고(Han et al., 2013)와 유기농업 밭에서 딱정벌레목, 거미목, 매미 목, 노린재목의 다양성이 높게 나타났다는 보고(Klaus et al., 2013) 등으로 미루어 유기농업 을 시행하는 논과 밭에서 노린재목과 딱정벌레목의 종 다양성이 공통적으로 풍부한 것으 로 추정된다.

    이는 곤충류에서 딱정벌레목과 노린재목의 종 다양성이 가장 풍부하다는 점(Erwin, 1982), 조사 지역이 노린재 서식에 적절한 환경을 가지고 있거나 해당 지역에서 재배되는 작물의 특성에 따라 종 다양성이 높게 나타났을 가능성(Power et al., 2012; Lee et al., 2014)이 있으 며 이 부분에 대해서는 정밀한 분석이 필요할 것으로 사료된다. 그리고 유기농업 논과 밭 에서 높은 종 다양성을 보인 거미목의 경우는 이들이 곤충류의 상위포식자로 먹이가 되는 곤충류의 증가에 따라 종 다양성이 확대된 결과인 것으로 추정할 수 있으며, 이는 유기농 업을 시행하는 지역에서 천적 개체의 수가 증가하였다는 보고(Begntsson et al., 2005)와 일 치하는 것으로 해석된다.

    영국의 경우 유기농업 밭에서 벌, 나비, 벼룩 순으로 종 다양성이 높게 나타나는 것으로 보고되었지만(Rundolf and Smith, 2006; Gabriel et al., 2013), 이는 산지가 70% 이상을 차지 하고 논의 경작 비율이 높은 우리나라 농업환경과는 달리 영국의 경우 산지가 없고 밭농사 가 주종을 이루는 경작 환경의 차이에서 기인한 것으로 생각되며, 절지동물의 다양성이 농 법의 차이보다는 농지 주변 기주 식물의 차이에 따라 달라질 수 있다는 보고(Weibull et al., 2003; Power et al., 2012; Kim et al., 2016) 등으로 미루어 우리나라의 경작지 종 다양성과 단순 비교하기는 쉽지 않을 것으로 사료된다.

    한편, 본 연구를 통해 농법의 차이에 따른 종 다양성의 변화를 반영하는 지표종을 탐색 한 결과, 유기농업 시행 논에서만 출현한 노린재목 13종, 파리목 9종, 벌목 7종, 거미목 6종 등 50종과 유기농업 밭에서만 출현한 노린재목 14종, 딱정벌레목 9종, 거미목 7종 등 42종 이 지표종으로서의 가능성이 있는 분류군인 것으로 확인되었다. 그러나 특정 종을 특정 지 역의 지표종으로 결정하기에는 종 다양성에 영향을 끼칠 수 있는 다양한 인자들이 동시에 고려되어야 하고, 서로 복합적으로 연결되어 있는 생태학적 복합성을 모두 반영할 수 있어 야 하기 때문에(Wascher, 2000; De Roeck, 2005; Billeter et al., 2008), 현 단계에서 지표종을 확정하기 어려우며, 농법의 차이에 따른 종 다양성의 변화가 반영된 지표종을 설정하기 위 해서는 보다 포괄적이고 심도 깊은 연구가 병행되어야 할 것으로 사료된다.

    Ⅴ.요 약

    유기농업이 생물 다양성에 미치는 효과가 제한적이라는 일부 회의적인 시각이 있긴 하 지만, 유기농업은 토양의 물리적 및 생태학적 특성과 생물 다양성에 영향을 미치는 것으로 받아들여지고 있다. 본 연구는 충청북도 괴산지역에서 유기농업과 관행농업을 시행하는 논 과 밭을 대상으로 경작 기간 중 채집된 무척추동물의 종을 분류 동정하여 농법의 차이에 따른 생물 다양성의 변화를 비교 분석하였다. 조사 기간인 2016년 6월부터 10월까지 채집 된 총 249종의 무척추동물 중에서, 유기농업을 시행하는 지역의 논과 밭에서는 각각 104종 과 108종이 관찰된 반면, 관행농업을 시행하는 논과 밭에서는 각각 84종과 77종이 관찰되 어, 산술적으로 관행농업 지역에 비해 유기농업 지역의 종 다양성이 약 20% 높은 것으로 비교되었다. 특히 유기농업의 시행에 따라 곤충류와 거미류의 분류군에서 긍정적인 종 다 양성 변화가 관찰되었다. 한편, 유기농업 논에서는 노린재목, 파리목, 벌목, 거미목 등의 분 류군이, 그리고 유기농업 밭에서는 노린재목, 딱정벌레목, 거미목 등이 관행농업 지역의 논 과 밭에 비해 생물 다양성이 증가하는 것으로 분석되어, 유기농업 시행에 따른 생물 지표 종의 선정을 위해서는 향후 이들 분류군에 대한 정밀한 조사가 필요할 것으로 생각된다.

    Figure

    KJOA-25-875_F1.gif

    Map of survey locations.

    OP: Organic Paddy field; OU; Organic Upland field; CP: Conventional Paddy field; CU: Conventional Upland field.

    KJOA-25-875_F2.gif

    Number of species per family in organic and conventional farming.

    KJOA-25-875_F3.gif

    Total number of species identified in each location.

    KJOA-25-875_F4.gif

    Number of species per family identified in each location.

    Table

    Information on the fields surveyed

    *OP: Organic Paddy field, OU: Organic Upland field, CP: Conventional Paddy field, CU: Conventional Upland field..

    List of species surveyed in all locations

    Number of species collected in each site per survey

    *OP: Organic Paddy field, OU: Organic Upland field, CP: Conventional Paddy field, CU: Conventional Upland field.

    List of species identified only at organic rice field

    List of species identified only at organic crop field

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