가두리 양식
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1. 개요
가두리 양식은 수조, 양어장, 또는 레이스웨이 등에서 해양 생물을 양식하는 방법으로, 육상, 연안, 외해 등 다양한 형태로 이루어진다. 육상 양식은 해수를 사용하고, 연안 양식은 조수의 영향을 받는 해역에서, 외해 양식은 노출된 해양 환경에서 진행된다. 해양 양식은 어류, 조개류, 해조류 등을 대상으로 하며, 식량 생산, 오메가-3 지방산, 의약품 생산 등에 활용된다. 하지만, 가두리 양식장의 폐기물, 탈출 개체, 유전적 오염, 서식지 변경 등 환경적인 문제도 발생하며, 지속 가능한 방식으로의 개발이 중요하게 여겨지고 있다. 해양 양식은 경제적 이점과 더불어, 지속 불가능한 어업을 대체할 수 있는 대안으로 제시된다.
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| 가두리 양식 | |
|---|---|
| 개요 | |
| 정의 | 해양 환경에서 해양 유기체를 사육하는 것 |
| 분야 | 특별한 종류의 양식 |
| 관련 환경 | 기수 바닷물 |
| 상세 정보 | |
| 대상 생물 | 연체동물 갑각류 해조류 어류 |
| 서식지 | 폐쇄된 연안 지역 개방된 해안 심해 시스템 |
| 목표 | 식량 생산 서식지 복원 야생 개체군 보충 |
| 방법 | 그물 우리 밧줄 바구니 선반 |
| 환경 영향 | 배설물 오염 침입종 질병 해안선 파괴 |
| 규제 | 허가 환경 평가 최고 관리 모범 사례 |
| 추가 정보 | |
| 관련 분야 | 해양학 어업 보존 생물학 |
2. 해양 양식의 종류
해양 양식은 크게 세 가지 방식으로 분류할 수 있다.
- 육상 양식: 수조, 양어장, 레이스웨이 등 육상 시설에 해수를 공급하여 해양 생물을 기르는 방식이다.[2]
- 연안 양식: 연안이나 강 하구와 같이 조수의 영향을 받는 해역에서 해조류, 어류, 조개류 등을 기르는 방식이다.[3][4][5]
- 외해 양식 (Offshore Aquaculture, OOA): 파도나 조류의 영향이 강한 외해 환경에서 통제된 상태로 해양 생물을 기르는 비교적 새로운 방식이다.[9]
2. 1. 육상 양식
해양 양식은 수조, 양어장 또는 레이스웨이와 같은 육상 시설에서도 이루어지며, 이 시설에는 해수가 공급된다. 육상 해양 양식은 담수가 아닌 해수를 사용하며, 인공적인 첨가 없이 물을 통해 먹이와 영양분을 공급하는 특징이 있다. 이는 비용 절감과 양식 대상 종의 자연 식단 유지에 도움을 준다. 육상 해양 양식의 예로는 인공 해수 연못에서 조류(플랑크톤, 해초 포함), 해양 어류, 패류(새우, 굴 등)를 기르는 것을 들 수 있다.
2. 2. 연안 양식
연안 해양 양식은 조수의 영향을 받는 해역에서 해조류, 어류, 조개류 등 해양 생물을 기르는 방식이다. 주로 연안이나 강 하구의 만, 기수성 강, 염수 연못 등 다양한 환경에서 이루어진다.
연안 해양 양식에는 여러 기술이 사용된다. 대표적으로 인공 암초를 만들거나 활용하는 방법,[3][4] 그물이나 펜(pen)을 이용하는 방식, 그리고 바닥에 닻으로 고정된 부유식 가두리 양식 등이 있다.[5]
다양한 연안 양식 기술이 발전하면서 '목장(ranching)'이라는 용어가 명확한 기준 없이 여러 방식에 혼용되어 사용되기도 한다. 예를 들어, 부유식 펜에서 기르는 방식, 인공 암초를 활용하는 방식, 긴 줄에 매달아 관리하는 방식뿐만 아니라, 특정 소리 신호 등으로 조작적 조건화를 통해 다 자란 개체가 돌아오도록 유도하여 수확하는 방식(생산성 향상 방류)까지 '목장'으로 불리는 경우가 있어 용어 사용에 혼란이 있다.[6][7][8]
해양 목장 방식을 통해 어업 생산량을 늘리기 위해서는 다음 세 가지 조건이 중요하다.[61]
- 먹이 생물의 증가: 인공 용승 등을 통해 해역의 플랑크톤이나 작은 생물을 늘려 기초 생산력을 높인다.[61]
- 적합 생활권의 확대: 인공적으로 모래밭이나 암초 지대를 만들어 대상 생물이 살기에 적합한 환경을 넓힌다.[61]
- 종묘의 안정적인 증가: 산란장을 확보하거나 어린 개체(유생)를 보호하여 종묘(씨앗고기)를 안정적으로 늘린다.[61]
2. 3. 외해 양식
파도나 조류의 영향이 강한 외해 환경에서 통제된 상태로 해양 생물을 기르는 방식은 비교적 새로운 해양 양식 접근법이다. 외해 양식(OOA, Offshore Aquaculture)은 주로 바다에 고정하거나 끌고 다니는 방식의 가두리, 그물 또는 긴 줄 형태의 구조물을 사용한다. 이러한 외해 양식은 해상 풍력 발전과 같은 해상 에너지 설비와 결합하여 해양 공간을 더 효과적으로 활용할 수 있는 가능성을 제시한다.[9]파나마, 오스트레일리아, 칠레, 중국, 프랑스, 아일랜드, 이탈리아, 일본, 멕시코, 노르웨이 등 여러 국가에서 연구 및 상업적 외해 양식 시설이 운영 중이거나 개발 단계에 있다. 2004년 기준으로 미국 해역에서는 두 곳의 상업적 외해 시설이 운영되었는데, 하와이 근해에서는 실꼬치를, 푸에르토리코 근해에서는 코비아를 양식했다. 최근에는 눈다랑어를 대상으로 하는 외해 양식 사업이 최종 승인을 받았다. 현재 미국의 모든 상업적 외해 양식 시설은 주 또는 자치령 관할 해역 내에 위치한다. 세계에서 가장 큰 심해 외해 양식장은 파나마 북부 해안에서 12km 떨어진, 파도가 심한 지역에서 코비아를 기르고 있다.[10][11]
한편, 외해에서 해조류를 양식하여 황폐화된 어류 개체수를 회복시키는 방안에 대한 논의도 활발하다. 해조류는 해양 생물에게 서식지를 제공하고 영양 피라미드의 기초를 형성하기 때문이다.[12] 인공적으로 심층수를 끌어올리고(인공 용승) 해조류가 붙어 자랄 수 있는 구조물(기질)을 제공하는 방식으로 외해에서 자연 해조류 생태계를 재현할 수 있다는 제안이 나왔다. 이러한 접근법은 퍼머컬처(Permaculture)의 핵심 원칙에 부합하며, 이를 '해양 퍼머컬처'(Marine Permaculture)라고 부른다.[13][14][15][16][17] 해양 퍼머컬처는 인공 용승 기술과 함께 물에 뜨거나 잠기는 형태의 플랫폼을 기질로 사용하여, 자연 해조류 숲처럼 다양한 해양 생물의 서식처이자 먹이 공급원을 만드는 것을 목표로 한다.[18] 퍼머컬처 원칙에 따라 해양 퍼머컬처 시설에서 자란 해조류와 어류는 지속 가능한 방식으로 수확할 수 있다. 또한, 해조류가 바다 깊이(1km 이상) 가라앉으면 대기 중의 탄소를 격리하는 효과도 기대할 수 있다. 2020년까지 하와이, 필리핀, 푸에르토리코, 태즈메이니아 등지에서 여러 차례 성공적인 시험이 이루어졌다.[19][20][21] 이 아이디어는 데몬 가모의 다큐멘터리 2040 및 폴 호켄이 편집한 드로다운: 지구 온난화를 되돌리기 위해 제안된 가장 포괄적인 계획과 같은 주요 솔루션으로 등장하며 상당한 대중의 관심을 받았다.
3. 해양 양식 대상 종
해양 환경에서 이루어지는 양식은 다양한 생물 종을 대상으로 한다. 주요 대상으로는 조류, 패류, 어류 등이 있으며, 각각의 특성과 목적에 따라 다양한 방식으로 길러진다.[22][28][31]
3. 1. 조류
Algae culture|알가컬처영어는 미세조류(플랑크톤 등)와 거대 조류(해조류 등)를 포함한 다양한 조류 종을 양식하는 것을 의미한다.[22]상업 및 산업 분야에서 조류를 배양하는 목적은 다양하다. 오메가-3 지방산(조류 오일)과 같은 영양 보조제 생산,[23][24][25] 천연 식품 착색료 및 염료, 식품, 비료, 바이오 플라스틱, 화학 원료, 단백질이 풍부한 동물 사료 및 수산 양식 사료, 의약품, 조류 연료 생산 등에 활용된다.[26] 또한, 오염 제어나 자연적인 탄소 포집 수단으로도 사용될 수 있다.[27]
3. 2. 패류
조류 배양처럼 패류도 육상 및 연안 해양 양식장에서 다양한 방식으로 양식된다. 밧줄, 자루, 케이지를 이용하거나 바닥에 직접 또는 바닥 안에 넣어 기른다. 패류 해양 양식은 사료, 비료, 살충제, 항생제 등이 필요 없는 자급자족 시스템이라는 특징이 있다.[28] 양식에 필요한 종자는 보통 상업용 부화장에서 생산하거나 양식어가가 직접 얻는다.주요 양식 패류는 다음과 같다.[29]
| 종류 | 비고 |
|---|---|
| 새우 | |
| 굴 | 인공 진주 양식 포함 |
| 대합 | |
| 홍합 | |
| 전복 |
또한, 패류는 더 높은 영양 단계의 생물이 배출한 유기물을 먹이로 삼을 수 있어, 통합 다영양 양식 기술에도 활용된다.
뉴질랜드의 원주민인 마오리족은 전통적인 패류 양식 방식을 이어오고 있다.[30]
3. 3. 어류
해양 환경의 가두리 양식에서는 연어, 대구와 같은 어류뿐만 아니라 가리비, 특정 종의 새우, 유럽바닷가재, 전복, 해삼 등 다양한 해산물을 기른다.[31]해수 가두리에서 기르는 어종은 물속에 자연적으로 존재하는 영양분을 먹고 자라므로, 별도의 인공 사료를 줄 필요가 없다. 일반적으로 어린 개체(치어 등)를 가두리 안 물속 바닥 근처에 넣어두면, 성장하면서 가두리 내의 더 넓은 공간을 활용하게 된다.[32]
해양 목장 방식을 통해 어업 생산량을 늘리기 위해서는 다음과 같은 조건이 필요하다.[61]
4. 해양 양식의 환경 영향
해양 양식은 새로운 기술 개발, 배합 사료의 개선, 양식 대상 종에 대한 생물학적 이해 증진, 폐쇄형 양식 시스템 내 수질 개선 기술 발전, 수산물에 대한 수요 증가, 양식장 부지 확장 및 정부의 관심 증대 등에 힘입어 지난 20년간 빠르게 성장했다.[33][34][35] 그러나 이러한 급격한 성장은 사회적 및 환경 영향과 관련된 여러 논란을 동반하기도 했다.[36][37] 해양 양식장에서 주로 지적되는 환경 영향은 다음과 같다.
# 가두리 등 양식 시설에서 발생하는 폐기물 문제
# 양식장에서 탈출한 개체 및 이들이 야기하는 침입종 문제
# 탈출 개체로 인한 유전 오염, 질병 및 기생충의 전파 가능성
# 양식장 건설 및 운영으로 인한 서식지 변경
다른 농업 활동과 마찬가지로, 해양 양식이 환경에 미치는 영향의 정도는 양식장의 규모, 양식되는 종, 양식 밀도, 사용되는 사료의 종류, 양식장 위치의 수문 지형적 특성, 그리고 구체적인 사육 방식 등 다양한 요인에 따라 달라진다.[38]
4. 1. 가두리 양식장의 폐기물
어류의 해양 양식은 상당량의 어분이나 기타 고단백질 사료를 필요로 할 수 있다.[37] 과거에는 비효율적인 사료 공급 방식과 배합 사료의 낮은 소화율로 인해 많은 어분이 낭비되었으며, 이는 낮은 사료 효율로 이어졌다.[39]가두리 양식에서는 양식 어류에게 먹이를 공급하기 위해 여러 가지 방법이 사용된다. 단순하게 사람이 직접 주는 방식부터 자동화된 사료 공급 장치와 섭취율을 감지하는 센서가 결합된 정교한 컴퓨터 제어 시스템까지 다양하다.[40]
연안 어장에서 사료를 과도하게 공급하는 것은 환경 문제를 일으킬 수 있다. 주로 해저에 사료 찌꺼기가 쌓여 퇴적물을 증가시키고, 이는 해저에 사는 생물을 질식시키거나 물리적인 환경을 변화시키는 부작용을 낳는다.[37] 부화장이나 육상 어장에서도 남은 사료가 낭비되어 주변 수로나 지역 연안 환경에 잠재적으로 영향을 미칠 수 있다.[37] 이러한 영향은 일반적으로 매우 국지적이며, 폐사료가 가라앉는 속도, 물의 흐름(공간적, 시간적으로 모두 변동함), 그리고 수심에 따라 크게 달라진다.[37][40]
4. 2. 양식장 탈출 개체 및 침입종
양식장에서 물고기 등이 탈출했을 때 미치는 영향은 탈출한 개체가 번식할 수 있는지, 그리고 그 환경에 원래 살고 있던 같은 종류(동종 생물)나 가까운 종류의 생물이 있는지에 따라 달라진다.[40] 이러한 문제를 줄이거나 막기 위해, 번식 능력이 없는 3배체 물고기를 개발하거나 바다와 완전히 분리된 육상 양식장을 만드는 등의 방법들이 사용되고 있다.[56][41][42][43] 탈출한 개체는 원래 살던 생물과 섞여 잡종을 만들거나 토착 생물의 유전적 다양성을 감소시킬 수 있다. 또한, 생태계 내에서 포식이나 경쟁 같은 부정적인 상호작용을 늘리고, 질병을 퍼뜨리거나, 서식지 환경을 변화시키는 등 지역 생태계에 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 예를 들어, 먹이사슬(영양 단계 연쇄 반응)에 변화를 주거나 물의 흐름과 탁도를 바꾸는 등의 변화를 일으킬 수 있다.양식 과정에서 의도치 않게 외부 침입종이 유입되는 것도 문제다. 양식은 키우던 생물이 실수로 자연으로 방출되면서 침입종이 퍼지는 주요 경로 중 하나가 되었다.[44] 한 예로, 1999년 12월 프랑스 남서부의 지롱드 강 어귀에서는 심한 폭풍으로 인해 양식장의 시베리아 철갑상어(''Acipenser baerii'') 5,000마리가 탈출하여 원래 이 종이 살지 않던 강어귀로 흘러 들어간 사건이 있었다.[45] 연체동물 양식 역시 문제가 될 수 있는데, 양식 대상인 연체동물에 다른 종이 '무임승차'하여 새로운 환경으로 퍼져나갈 수 있다. 또한, 양식된 연체동물 자체가 강력한 포식자나 경쟁자가 되거나, 병원체나 기생충을 옮길 가능성도 있다.[44]
4. 3. 유전적 오염, 질병 및 기생충 전파
가두리 양식의 주요 우려 사항 중 하나는 질병 및 기생충 전염 가능성이다. 양식 개체는 질병 및 기생충 저항성을 높이고 성장률과 제품 품질을 개선하기 위해 종종 선택적 품종 개량된다.[37] 하지만 이 과정에서 양식 개체 내의 유전적 다양성은 세대를 거듭하며 감소하게 된다. 만약 이렇게 유전적 다양성이 낮아진 양식 개체가 야생으로 탈출할 경우, 야생 개체군의 유전적 다양성까지 잠재적으로 감소시킬 수 있다.[39] 탈출한 양식 개체로부터 발생하는 이러한 유전적 오염은 야생 개체군이 변화하는 자연 환경에 적응하는 능력을 떨어뜨릴 수 있다.또한, 가두리 양식으로 길러지는 어종은 탈출 시 야생 개체군에 전파될 수 있는 질병 및 기생충(예: 이)을 보유할 수 있다. 캐나다의 야생 및 양식 대서양 연어에 기생하는 바다 이가 대표적인 예이다.[46] 더불어, 양식되는 비토착종(원래 그 지역에 살지 않던 종)은 원래 서식지에서 얻은 특정 질병에 대한 저항성을 갖거나 이를 옮길 수 있다. 이러한 비토착종이 탈출하여 야생 개체군에 질병을 퍼뜨릴 경우, 해당 질병에 대한 면역력이 없는 야생 개체군에게는 치명적인 결과를 초래할 수 있다.[47]
4. 4. 서식지 변경
가두리 양식은 해양 양식장 바로 아래에 있는 저서 생물 서식지를 제외하면, 대부분의 경우 서식지에 최소한의 파괴만을 일으킨다. 하지만 새우 양식으로 인한 맹그로브 숲 파괴는 환경적으로 우려되는 부분이다.[37][40] 전 세계적으로 볼 때 새우 양식이 맹그로브 숲 파괴에서 차지하는 비중은 작지만, 특정 지역에서는 매우 심각한 영향을 미칠 수 있다.[37][40] 맹그로브 숲은 다양한 생물 다양성을 유지하는 중요한 환경을 제공하며, 특히 어린 물고기와 갑각류의 주요 서식처가 된다.[40][48] 또한, 맹그로브 숲은 해안 침식을 막고, 오염 물질을 정화하며 퇴적물을 걸러내는 역할을 하여 주변 해역의 수질을 개선하는 완충 시스템으로 기능한다.[40][48][49]따라서 양식 어종에 적합한 어장 환경을 조성하고 관리하는 것이 중요하다. 이를 위해 수환경 및 저층 환경을 제어하는 기술 개발과 관련 시설 건설이 필요하다.[60] 수환경은 어장 환경을 결정짓는 핵심 요소이다.[60] 저층 환경 역시 저서 생물의 서식과 저층 수환경에 영향을 미치므로, 해조류 포자나 조개류 유생의 이동과 저층 해류의 관계를 고려하여 저층 해류를 제어하고 저질을 개선하기 위한 해저 공사가 이루어지기도 한다.[60]
4. 5. 기타
가두리 양식장에서 나오는 먹이 찌꺼기와 물고기 배설물에 포함된 질소와 인 화합물은 식물성 플랑크톤의 급증을 유발할 수 있다. 이 플랑크톤이 죽어 분해되는 과정에서 물속의 산소가 부족해질 수 있다. 만약 급증한 조류가 독성을 가지고 있다면, 물고기가 죽거나 조개류가 오염될 수 있다.[56][57][50] 이러한 조류 급증은 때때로 유해 조류 번식이라고 불리며, 이는 육상 활동으로 인해 물에 질소나 인과 같은 영양 물질이 과도하게 유입되어 발생하기도 한다.[51]또한, 양식장 바닥의 퇴적물에는 구리, 아연, 납과 같은 중금속 함량이 높아지는 문제가 발생할 수 있다. 이는 주로 물고기 배설물, 먹고 남은 사료, 그리고 양식 시설이나 보트에서 떨어져 나오는 페인트 등이 쌓이기 때문인 것으로 보인다.[52]
5. 해양 목장과 어업 생산 (일본)
일본에서는 해양 목장을 설정하여 어업 생산량을 증대시키려는 노력이 이루어지고 있다. 이를 위해서는 대상 어종에 적합한 어장 환경을 조성하고, 안정적으로 생산량을 늘릴 수 있는 기반을 마련하는 것이 중요하다.[61][60] 구체적으로는 수환경 및 저층 환경을 제어하는 기술과 시설을 통해 적합한 서식 환경을 만들고[60], 먹이 생물을 늘리거나 산란장을 확보하는 등의 방법으로 생산성을 높이는 방안이 모색되고 있다.[61]
5. 1. 환경 제어
가두리 양식에서는 키우려는 어종에 맞는 어장 환경을 만드는 것이 중요하다[60]。 이를 위해서는 물의 상태를 관리하는 수환경과 바닥 환경인 저층 환경을 제어하는 기술 및 시설 건설이 필요하다[60]。 특히 수환경은 어장 환경을 형성하는 주요 요인이 된다[60]。 또한, 저층 환경은 바닥에 사는 저서 생물의 서식이나 바닥 근처 물의 상태에 영향을 미친다[60]。 해조류의 포자나 조개류의 어린 유생이 어떻게 움직이는지는 바닥 근처 물의 흐름(저층류)과 관련이 깊기 때문에, 이러한 저층류를 제어하고 바닥의 질을 개선하기 위한 해저 공사가 이루어지기도 한다[60]。5. 2. 생산 증대 방안
해양 목장을 설정하여 어업 생산을 늘리기 위해서는 먹이 생물의 증가, 적합 생활권의 확대, 종묘의 안정적인 증가가 필요하다.[61]- '''먹이 생물의 증가''': 인공 용승 등을 통해 해역의 플랑크톤이나 소형 생물을 늘려 기초 생산력을 높인다.[61]
- '''적합 생활권의 확대''': 인공 사니역 개발이나 암초역 개발을 통해 대상 생물의 적합 생활권을 넓힌다.[61]
- '''종묘의 안정적인 증가''': 산란장을 확보하거나 유생을 보호하는 등의 방법으로 종묘를 안정적으로 늘린다.[61]
6. 해양 양식의 지속 가능성
해양 양식 개발은 영양학, 유전학, 시스템 관리, 제품 취급, 사회 경제학과 같은 주요 분야의 기초 및 응용 연구 개발을 통해 지속될 수 있다. 지속 가능성을 높이는 한 가지 접근 방식은 지역 환경과 직접적인 상호 작용이 없는 폐쇄형 시스템을 사용하는 것이다.[53] 그러나 폐쇄형 시스템은 초기 투자 비용과 운영 비용이 현재 널리 쓰이는 개방형 가두리에 비해 훨씬 높기 때문에, 현재로서는 주로 부화장 역할에 머무르고 있다.[56]
한편, 많은 연구에서는 자연산 해산물이 2048년까지 고갈될 수 있다고 예측하고 있다.[54] 이러한 상황에서 양식 어업은 2050년까지 약 98억 명에 달할 것으로 예상되는 세계 인구를 위한 식량 공급에 있어 매우 중요한 역할을 할 것으로 전망된다.[55]
7. 해양 양식의 이점
지속 가능한 가두리 양식은 경제적 및 환경적 이점을 제공한다. 규모의 경제는 가두리 양식이 산업적 어업보다 더 낮은 비용으로 어류를 생산할 수 있게 하며, 이는 인간의 식단 개선과 지속 불가능한 어업의 점진적인 감소로 이어질 수 있다. 또한, 일관된 공급과 품질 관리를 통해 식품 시장 채널과의 통합이 가능해졌다.[56][57][55]
해양 목장 개념을 통해 어업 생산량을 늘리기 위해서는 다음과 같은 조건들이 필요하다.[61]
- 먹이 생물의 증가: 인공 용승 등을 통해 해역의 플랑크톤이나 소형 생물을 늘려 기초 생산력을 높인다.[61]
- 적합 생활권의 확대: 인공 사니역(모래밭) 개발이나 암초역 개발을 통해 대상 생물의 적합 생활권을 넓힌다.[61]
- 종묘의 안정적인 증가: 산란장을 확보하거나 유생(어린 물고기)을 보호하는 등의 방법으로 종묘를 안정적으로 증가시킨다.[61]
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