다시마숲
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1. 개요
다시마숲은 황조식물문 다시마목 해조류가 이루는 해양 생태계로, 전 세계 온대 및 북극 해역에 분포한다. 다시마숲은 다양한 해양 생물의 서식지이며, 생태계 엔지니어로서 물리적인 기질과 서식지를 제공한다. 다시마는 부착기, 자루, 잎의 세 가지 구조로 이루어져 있으며, 광합성을 통해 유기물을 생산하고, 해양 생태계 먹이 사슬의 기초를 형성한다. 다시마숲은 어류, 갑각류 등 다양한 해양 생물에게 은신처, 산란 장소를 제공하고, 수질 정화, 연안 침식 방지 등 다양한 기능을 수행한다. 인간은 다시마 관련 종의 어업, 알긴산 추출, 레크리에이션 활동 등을 통해 다시마숲을 활용하며, 마지막 빙하기 동안 아메리카 대륙 식민지에 기여했을 것으로 추정된다. 그러나 해양 오염, 기후 변화, 과도한 어획 등으로 인해 다시마숲이 위협받고 있으며, 해양 보호 구역 설정, 다시마 채취 및 어업 규제, 성게 제거, 다시마 재식재 등의 보전 노력이 이루어지고 있다. 다시마숲은 탄소를 흡수하여 저장하는 블루 카본으로서 기후 변화 완화에도 기여하며, 국제적인 보전 노력이 필요하다.
다시마숲은 주로 갈조류에 속하는 다시마목(Laminariales)의 다양한 해조류에 의해 형성된다. 다시마목은 분류학적으로는 아주 다양한 목은 아니지만, 구조나 기능 면에서는 매우 다양한 종들을 포함하며 세계 여러 바다에서 수중 숲을 이룬다.[8]
다시마 숲은 육상의 숲과 유사하게 여러 층으로 이루어진 복잡한 구조를 가지며, 이는 다양한 해양 생물에게 중요한 서식 환경을 제공한다. 가장 큰 다시마 종류는 물 표면까지 자라 넓은 캐노피를 형성하고, 그 아래에는 중간 키의 줄기 켈프와 바닥에 낮게 깔리는 포복 켈프가 자라며 다층 구조를 이룬다. 이러한 수직 구조는 햇빛의 양, 물의 흐름 등에 차이를 만들어 다양한 미세 환경을 형성하고, 각 환경에 적응한 독특한 생물 군집이 서식하는 기반이 된다.[10]
2. 종류
한편, 수중 숲을 구성하는 주요 생물에 따라 다음과 같이 구분하기도 한다.2. 1. 주요 종
다시마라는 용어는 일반적으로 해조류의 한 목인 다시마목(Laminariales)에 속하는 종들을 가리킨다.[8] 이 목은 분류학적으로 아주 다양하지는 않지만, 구조나 기능 면에서는 매우 다양한 종들을 포함하며 세계 여러 바다에서 수중 숲을 형성한다. 다시마숲을 이루는 대표적인 속(genus)들은 다음과 같다.
한편, 다시마목은 아니지만 유사한 해조류 숲을 이루는 중요한 종으로는 모자반속(Sargassum)이 있다.3. 구조 및 기능
다시마 숲은 광합성을 통해 해양 생태계의 중요한 1차 생산을 담당할 뿐만 아니라, 복잡한 구조를 통해 수많은 어류와 무척추동물에게 먹이, 은신처, 산란 장소 등을 제공하는 핵심적인 역할을 수행한다.[15] 해달과 같은 해양 포유류에게도 중요한 서식지가 된다.
또한 다시마 숲은 고정된 상태로 존재하는 것이 아니라, 시공간적으로 역동적인 패턴을 보인다. 이러한 변화는 폭풍, 엘니뇨와 같은 자연적인 환경 변화뿐만 아니라, 오염, 과도한 어획과 같은 인간 활동에 의한 교란에도 영향을 받는다.[23][28][54][55][56][57][58][42][48][60][9][37][63] 따라서 다시마 숲의 구조와 기능을 이해하고 그 변화를 예측하기 위한 생태학적 연구가 활발히 진행되고 있다.
3. 1. 구조
다시마숲 생태계의 구조는 그곳에 사는 생물들에게 영향을 미치는 물리적 환경을 만들며, 이는 전체 군집의 구성을 결정한다.[10]
다시마 자체는 일반적으로 바닥에 단단히 고정시키는 부착기 (holdfast), 잎을 지지하며 수직으로 뻗는 줄기 (stipe), 그리고 광합성을 담당하는 넓은 잎 (blade)으로 구성된다. 특히 자이언트 켈프 (''Macrocystis'')와 같은 일부 종은 잎의 아래쪽에 공기가 찬 부유체(기포, pneumatocyst)를 가지고 있어, 잎이 물 표면 가까이 떠올라 햇빛을 최대한 받을 수 있도록 돕는다. 
다시마숲은 구조적으로 다음과 같은 여러 길드(guild, 비슷한 자원을 이용하거나 비슷한 역할을 하는 종들의 그룹)로 나눌 수 있다.[10]
하나의 다시마숲 안에는 여러 종류의 다시마가 함께 자라는 경우가 많다. 캐노피 켈프 아래에는 줄기 켈프와 포복 켈프가 자라는데, 이를 '언더스토리 캐노피(understory canopy)'라고 부른다. 예를 들어, ''Macrocystis'' 캐노피가 물 표면까지 닿는 동안, 그 아래에는 ''Eisenia''나 ''Pterygophora'' 같은 중간 키의 켈프가 몇 미터 높이로 자라고, 더 아래 바닥에는 엽상 홍조류와 같은 저서 생물들이 군집을 이룰 수 있다. 이렇게 여러 층으로 이루어진 조밀한 수직 구조는 육지의 숲과 유사하게, 햇빛이 잘 드는 캐노피 층, 부분적으로 그늘진 중간 층, 그리고 어두운 해저 바닥과 같은 다양한 미세 환경을 만들어낸다.[10]
각각의 구조는 그 환경에 의존하는 다양한 생물들에게 서식지를 제공하며, 서식하는 생물의 종류는 다시마의 형태에 따라서도 달라질 수 있다.[23][24][25] 예를 들어, 캘리포니아의 ''Macrocystis pyrifera'' 숲에서는 갯민달팽이 (''Melibe leonina'')와 나뭇잎새우 (''Caprella californica'')가 표면 캐노피와 밀접하게 연관되어 발견된다. 켈프 농어 (''Brachyistius frenatus''), 쏨뱅이 (''Sebastes'' spp.)를 비롯한 많은 물고기들은 줄기 켈프가 이루는 언더스토리에서 주로 생활한다. 불가사리와 터번 고둥 (''Tegula'' spp.)은 다시마의 부착기 주변에서 흔히 발견되며, 성게나 전복과 같은 다양한 초식동물들은 포복 켈프 아래에 서식한다. 저서생물 집합체에는 또 다른 종류의 불가사리, 히드라충, 그리고 바닥에 사는 저서어류들이 살고 있다. 피각 산호말이 덮인 바닥 위에서는 외톨이 산호, 다양한 복족류, 극피동물 등이 발견된다.[23] 또한, 원양어류나 해양 포유류는 다시마숲 자체에 항상 머무는 것은 아니지만, 먹이를 찾기 위해 숲의 가장자리를 방문하며 상호작용한다.
3. 2. 기능
다시마 숲, 즉 해조류 숲은 대륙붕의 생태계를 지탱하는 중요한 기능을 수행한다.
우선, 다시마는 광합성을 통해 유기물을 생산하는 1차 생산자로서 해양 생태계 먹이 사슬의 기초를 형성한다. 다시마 숲의 바이오매스는 육상의 온대림(제곱미터당 최대 약 200kg)에 비해 제곱미터당 약 3kg 정도로 적지만, 순 생산량은 제곱미터당 연간 약 3-8.3kg(건조 중량)에 달하여 육상 온대림(제곱미터당 연간 약 3kg)이나 열대림(제곱미터당 연간 약 4kg)과 비슷하거나 더 높다.[112] 이는 다시마가 클로로필 ''a''/''c'' 및 푸코산틴을 비롯한 카로테노이드류를 포함하여 해수를 통과한 태양광선도 효율적으로 흡수하고, 조체 전체가 광합성조직이며, 수류에 의해 흔들리면서 빛을 효과적으로 받기 때문이다. 이렇게 생산된 유기물은 떠다니는 해조류나 부유 조류 형태로 외해나 심해 생태계까지 전달되기도 한다.
또한, 다시마 숲은 복잡한 입체 구조를 형성하여 다양한 해양 생물에게 중요한 서식처를 제공한다. 어류, 갑각류, 해양 달팽이, 불가사리 등 많은 무척추 동물과 어류에게 은신처, 산란 장소, 먹이 활동 공간을 제공하며[15], 해달, 바다표범과 같은 해양 포유류나 다양한 조류도 다시마 숲을 이용한다.[15] 다시마 자체나 부착된 미세 조류, 미생물은 조개류, 고둥, 소형 갑각류 등의 먹이가 되며, 이들을 포식하는 상위 포식자들도 모여들어 높은 생물 다양성을 유지하는 기반이 된다.
다시마 숲은 수질 정화 및 해양 환경 개선에도 기여한다. 다시마를 포함한 해조류는 질소나 인과 같은 영양염류를 흡수하여 부영양화를 막고 수질을 정화하며, 광합성 과정에서 산소를 생산하여 해양 생물의 호흡을 돕는다. 또한, 다시마 표면에 부착하여 서식하는 세균이나 진균과 같은 미생물들은 해수 중의 유기물을 분해하여 수질 정화에 기여한다.
마지막으로, 다시마는 부착기를 이용해 암반 등 해저 바닥에 단단히 고정되어 군락을 이루는데[10], 이는 물리적 구조를 형성하여 해저 안정화에 기여할 수 있다.
4. 생태
다시마 숲은 그 자체로 복잡한 물리적 구조를 형성하여 다양한 해양 생물의 서식지가 되며, 이는 전체 생태계의 구조와 기능을 결정짓는다. 구조적으로 다시마 숲은 키가 큰 캐노피 다시마(''Macrocystis'', ''Alaria'' 등), 중간 높이의 줄기 다시마(''Eisenia'', ''Ecklonia'' 등), 그리고 바닥에 낮게 깔리는 포복 다시마(''Laminaria'' 등)와 같은 여러 층위의 다시마 길드(guild)로 구성된다. 이 외에도 다양한 종류의 작은 해조류와 저서생물, 그리고 바닥을 덮는 피각 산호말 등이 함께 군집을 이룬다.[10] 이러한 다층 구조는 햇빛이 잘 드는 표면부터 그늘진 중간층, 어두운 해저까지 다양한 미세 환경을 만들어내며, 육상의 숲과 유사한 복잡성을 보인다.[10]
각각의 구조적 층위는 그 환경에 적응한 고유한 생물 군집을 지탱하며, 다양한 생물들이 먹이, 은신처, 번식지 등으로 다시마 숲을 이용한다.[23][24][25] 이 안에서는 먹이 그물을 통한 에너지 흐름, 빛과 공간을 둘러싼 경쟁, 그리고 서로 도움을 주고받는 공생 등 복잡한 생태적 상호작용이 일어난다. 생태계의 건강은 영양분 공급과 같은 바텀업(bottom-up) 요인과 포식자의 활동과 같은 톱다운(top-down) 요인 모두에 의해 영향을 받는다.[26][27][28][29]
다시마 숲의 상태는 자연적인 환경 변화뿐만 아니라 인간 활동에도 큰 영향을 받는다. 파괴적인 폭풍이나 엘니뇨와 같은 자연 현상은 다시마 군락의 규모와 구조를 변화시킬 수 있다.[42][48][60] 또한, 연안 개발로 인한 오염(하수, 산업 폐수, 농약 유출 등)이나 남획과 같은 인간 활동은 다시마 숲 생태계에 심각한 스트레스를 주어 황폐화를 초래하기도 한다.[9][37][54][55][56][57][58][63]
다시마 숲은 대륙붕 생태계를 지탱하는 매우 중요한 역할을 수행한다. 다양한 어류나 갑각류 등 해양 생물에게 은신처와 산란 장소를 제공하여 생물 다양성을 높인다. 또한, 광합성을 통해 산소를 공급하고 질소나 인과 같은 영양염류를 흡수하여 수질 정화에 기여한다. 다시마가 생산한 유기물은 떠다니는 해조류나 입자 형태로 다른 해역이나 심해 생태계까지 에너지를 전달하는 중요한 통로가 된다. 다시마와 그 뿌리 구조는 해저 퇴적물을 안정시켜 침식을 막고, 토양 환경이 악화되는 것을 방지하는 역할도 한다. 이러한 생태적 기능 덕분에 다시마 숲은 예로부터 중요한 어장으로 이용되어 왔다.
4. 1. 영양 단계
다시마숲 생태계를 이해하는 데 있어 고전적인 연구들은 주로 유기체 간의 먹이 그물 관계, 즉 영양 상호 작용에 초점을 맞추어 왔다. 특히 생태계가 어떻게 구성되고 유지되는지를 설명하는 톱다운(top-down) 및 바텀업(bottom-up) 방식의 영양 과정을 이해하는 것이 중요하게 다루어졌다.
바텀업 과정은 생태계의 기초가 되는 생산자로부터 에너지가 상위 단계로 전달되는 방식을 설명한다. 다시마숲에서는 다시마와 같은 해조류가 광합성을 통해 유기물을 생산하는 1차 생산자 역할을 한다. 이들의 성장은 빛과 영양분의 가용성에 크게 의존하는데, 예를 들어 영양분이 풍부한 물이 깊은 곳에서 표층으로 올라오는 해양 용승 지역에서 다시마가 잘 자라는 경우가 많다.[26][27] 이렇게 생산된 에너지는 다시마를 먹는 초식동물에게 전달되고, 이 초식동물은 다시 상위 포식자에게 먹히면서 에너지가 영양 단계를 따라 이동한다.[28]
반대로 톱다운 과정은 상위 포식자가 하위 단계에 있는 생물들의 개체 수를 조절하는 방식을 설명한다. 포식자가 존재함으로써 특정 종이 과도하게 번성하는 것을 막아 생태계의 균형을 유지하는 것이다. 만약 포식자가 사라지면, 그 먹이가 되는 종들은 천적이 없어져 수가 급증하고, 이는 다시 그들이 먹는 자원에 큰 영향을 미치게 된다.
알래스카 다시마숲은 톱다운 과정의 중요성을 보여주는 대표적인 예시다.[29] 이곳에서는 해달( ''Enhydra lutris'' )이 성게를 포식하여 그 개체 수를 조절한다. 과거 인간의 남획으로 해달이 사라지자, 성게의 수가 폭발적으로 증가했고, 이들이 다시마를 마구 먹어 치우면서 울창했던 다시마숲이 황폐화되는 영양 폭포(trophic cascade) 현상이 발생했다. 이는 다시마숲이라는 물리적 서식지 자체의 파괴로 이어져, 그곳에 의존해 살아가던 다른 많은 생물들에게도 영향을 미쳤다. 이처럼 해달은 알래스카 다시마숲 생태계에서 매우 중요한 역할을 하는 핵심종이다.
남부 캘리포니아의 다시마숲은 해달이 없음에도 불구하고 유지되는데, 이는 바닷가재나 캘리포니아 양머리와 같은 대형 어류 등 다양한 포식자들이 성게의 개체 수를 조절하기 때문이다. 이처럼 여러 포식자가 비슷한 역할을 나누어 맡고 있으면, 한 종류의 포식자가 사라지더라도 다른 포식자들이 그 역할을 대신하여 생태계의 안정성을 유지하는 데 도움을 줄 수 있다.[24] 하지만 여러 종류의 포식자가 동시에 사라진다면, 성게의 개체 수를 효과적으로 통제할 수 없게 되어 다시마숲이 파괴될 위험이 커진다.[30] 이와 유사한 영양 상호 작용의 예는 노바스코샤,[31] 남아프리카,[32] 호주,[33] 칠레 등 다른 지역의 다시마숲에서도 관찰된다. 다시마숲 생태계에서 톱다운과 바텀업 조절 방식의 상대적 중요성 및 영양 상호 작용의 강도는 여전히 활발한 연구 주제다.[36][37]
성게는 다시마숲에서 가장 중요한 초식동물 중 하나로 여겨지지만, 이들의 수가 과도하게 증가하면 다시마숲은 황폐화되어 성게 황무지(urchin barren)라고 불리는 척박한 상태로 변할 수 있다.[8][38][39][40][41] 이는 종종 위에서 설명한 영양 폭포 현상의 결과로 나타나며, 다시마숲과 성게 황무지는 서로 전환될 수 있는 생태계의 대체 안정 상태(alternative stable states)로 간주된다.[42][43][44] 성게에게 질병이 돌거나 해수 온도가 급격히 변하는 등의 큰 변화가 생기면 황무지 상태에서 다시마숲으로 회복되기도 한다.[30][45][46]
성게 외에도 불가사리, 등각류, 다시마 게, 초식성 어류 등 다양한 초식동물들이 다시마숲 생태계에서 중요한 역할을 한다.[10] 이들 중 상당수는 살아있는 다시마를 직접 뜯어먹기보다는, 파도 등에 의해 떨어져 나와 바닥 근처를 떠다니는 표류 다시마(drift kelp)를 주로 먹는다. 표류 다시마가 충분히 공급되면 초식동물들은 살아있는 다시마 군락에 큰 압력을 주지 않지만, 표류 다시마가 부족해지면 살아있는 다시마를 직접 공격하여 생태계의 물리적 구조에 직접적인 영향을 미치게 된다.[47][48] 특히 남부 캘리포니아 연구에서는 표류 다시마의 양이 성게의 먹이 활동에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다.[49][50] 표류 다시마나 다시마에서 유래한 작은 입자들은 인근의 모래 해변이나 암반 조간대 등 다른 서식지에도 중요한 영양 공급원이 된다.[51][52][53]
마지막으로, 다시마숲 생태계에서는 박테리아나 균류와 같은 미생물도 중요한 역할을 한다. 이들은 죽은 다시마나 다른 생물의 사체, 배설물 등 유기물을 분해하여 영양염류를 다시 물속으로 돌려보내는 분해자 역할을 함으로써, 다시마를 포함한 생산자들이 이용할 수 있는 영양분을 공급하고 물질 순환에 기여한다.
4. 2. 경쟁과 공생
다시마 숲 내에서는 다양한 종류의 다시마와 다른 해조류들이 한정된 자원, 특히 빛과 공간을 두고 경쟁한다. 키가 큰 캐노피 다시마(예: ''Macrocystis'')는 해수면까지 자라 햇빛을 먼저 차지하며, 이는 아래에서 자라는 작은 다시마나 다른 해조류의 성장을 제한할 수 있다.[10] 이는 마치 육상 숲에서 큰 나무가 작은 식물들의 성장에 필요한 햇빛을 가리는 것과 유사한 효과를 낸다.[10] 또한, 폭풍 등으로 다시마가 사라진 빈 공간에는 다른 해조류나 고착 생물들이 빠르게 자리를 잡으려 경쟁하며, 이는 새로운 다시마 유체가 정착하고 자라는 것을 방해하기도 한다.[59]
한편, 다시마 숲은 복잡한 구조를 이루며 수많은 해양 생물들에게 중요한 서식처와 먹이를 제공하는 공생 관계의 기반이 된다. 다시마 숲은 크게 세 가지 구조적 길드로 나눌 수 있다.[10]
- 캐노피 다시마: ''Macrocystis''처럼 해수면까지 자라 넓은 캐노피를 형성한다. 이곳에는 갯민달팽이 ''Melibe leonina''나 나뭇잎새우 ''Caprella californica'' 같은 작은 생물들이 서식한다.[23][24][25]
- 줄기 다시마: ''Eisenia''나 ''Ecklonia''처럼 해저에서 몇 미터 높이까지 자라며, 켈프 농어 ''Brachyistius frenatus''나 쏨뱅이 ''Sebastes'' spp. 같은 물고기들의 은신처가 된다.[23]
- 포복 다시마: ''Laminaria''처럼 해저 바닥 근처에 낮게 깔려 자란다. 이 아래에는 성게나 전복과 같은 초식동물이 살아가며, 다시마 부착기 주변에는 불가사리와 터번 고둥 ''Tegula'' spp. 등이 발견된다.[23]
이 외에도 다양한 저서생물과 피각 산호말 등이 다시마 숲 바닥을 구성하며, 히드로충, 외로운 산호, 다양한 복족류와 극피동물에게 서식 환경을 제공한다.[23]
다시마 숲 생태계의 건강은 특정 포식자의 존재 여부에 크게 영향을 받기도 한다. 알래스카의 경우, 수달(''Enhydra lutris'')은 성게의 주요 포식자로서, 성게가 다시마를 과도하게 먹어치우는 것을 막아 다시마 숲을 건강하게 유지하는 데 결정적인 역할을 한다.[29] 만약 수달이 사라지면(예: 인간의 남획으로 인해), 성게 개체수가 급증하여 다시마 숲 전체를 파괴하고 황폐한 '성게 황무지'(urchin barren)로 만들 수 있다.[29][8] 이처럼 생태계 전체에 큰 영향을 미치는 수달과 같은 종을 핵심종이라고 부른다. 남부 캘리포니아와 같이 수달이 없는 지역에서는 바닷가재나 캘리포니아 양머리와 같은 다른 포식자들이 성게 개체수를 조절하는 역할을 나누어 수행한다.[24] 그러나 여러 포식자가 동시에 사라지면 이곳 역시 성게의 증가로 다시마 숲이 파괴될 위험에 처할 수 있다.[30]
파도나 다른 요인에 의해 부서져 물에 떠다니는 다시마 조각(표류 다시마) 또한 생태계 내에서 중요한 역할을 한다. 성게와 같은 초식동물들은 살아있는 다시마를 직접 뜯어먹는 대신 표류 다시마를 먹이로 삼는 경우가 많으며, 이는 살아있는 다시마 숲에 가해지는 섭식 압력을 줄여준다.[47][48][49][50] 또한, 표류 다시마는 해류를 타고 인근의 모래 해변이나 암반 조간대와 같은 다른 서식지로 운반되어, 그곳 생태계에 중요한 영양분을 공급하는 역할을 하기도 한다.[51][52][53]
5. 인간과의 관계
다시마 숲은 수천 년 동안 인류의 생존과 문화에 중요한 역할을 해왔다. 고대 인류의 이동과 정착에 영향을 미쳤다는 가설("다시마 고속도로" 이론)이 제기될 정도로 그 역사적 중요성이 깊다.
현대에 이르러 다시마 숲은 어업 자원의 기반을 제공하고, 양식업의 먹이 공급원이나 알긴산과 같은 공업 원료 추출 등 다양한 방식으로 활용된다. 또한, 스쿠버 다이빙이나 카약 같은 레저 활동의 장소로서도 가치가 있으며, 이는 다시마 숲이 제공하는 중요한 생태계 서비스의 일부이다. 미국의 몬터레이 베이 수족관은 살아있는 다시마 숲을 전시한 최초의 수족관으로 알려져 있다.
5. 1. 어업 및 양식
다시마 숲은 다양한 어류나 갑각류 등 해양 생물에게 중요한 서식처이자 산란 장소를 제공하며, 이는 생물 다양성 유지에 기여한다. 이러한 풍부한 생태계는 어업 자원을 유지하는 데 필수적인 역할을 한다. 실제로 현대 경제의 일부는 바닷가재나 록피쉬와 같이 다시마 숲과 관련된 특정 해양 생물을 대상으로 하는 어업에 의존하고 있다.
다시마 자체도 중요한 자원으로 활용된다. 인간은 전복과 같은 양식 생물의 먹이로 다시마를 직접 수확하며, 일본에서는 예로부터 거머리말 등을 연안 농업에서 비료로 이용하기도 했다. 또한, 다시마에서는 알긴산이라는 화합물을 추출하는데, 이는 치약이나 제산제 같은 다양한 제품 생산에 사용된다.
이처럼 다시마 숲은 해양 생물에게 서식 환경을 제공하여 어업 자원을 풍부하게 하고, 다시마 자체는 식용, 사료, 비료, 공업 원료 등 다양한 방식으로 활용되어 인간의 삶과 경제에 기여하고 있다.
5. 2. 레저 및 관광
다시마 숲은 스쿠버 다이빙이나 카약과 같은 레크리에이션 활동의 장소로서 가치가 있다. 이러한 해양 스포츠 활동을 지원하는 관련 산업은 다시마 숲 생태계가 제공하는 경제적 이점 중 하나이며, 활동 자체에서 얻는 즐거움 또한 중요한 가치로 여겨진다. 미국의 몬터레이 베이 수족관은 살아있는 다시마 숲을 전시한 최초의 수족관으로 알려져 있다.
5. 3. 문화적 가치
다시마 숲은 오랜 시간 인류의 삶과 밀접한 관계를 맺어왔다. 일부에서는 마지막 빙하기 동안 태평양 연안의 다시마 숲을 따라 이동한 어업 공동체가 아메리카 대륙에 처음 정착했을 것이라는 가설을 제시한다. 이 가설에 따르면, 동북아시아에서 아메리카 태평양 연안까지 이어졌을 것으로 추정되는 다시마 숲은 고대 항해자들에게 여러 이점을 제공했을 수 있다. 다시마 숲은 풍부한 먹거리를 제공했을 뿐 아니라, 거친 파도로부터 배를 보호하는 완충 역할을 했을 것으로 본다. 나아가 연구자들은 다시마 숲이 일종의 "다시마 고속도로"처럼 작용하여 초기 항해자들의 이동 경로를 안내했을 가능성도 제기한다. 또한, 다시마 숲은 수천 마일에 걸친 이동 중에도 안정적인 생활 환경을 제공하여, 고대 정착민들이 새로운 생태계에 적응하고 생존 방식을 바꿔야 하는 부담을 덜어주었을 것으로 여겨진다.
현대에 이르러 다시마 숲은 바닷가재나 볼락과 같이 다시마 숲과 연관된 어종을 대상으로 하는 어업의 중요한 기반이 되고 있다. 인간은 또한 전복과 같은 양식 생물의 먹이로 다시마를 활용하며, 치약이나 제산제 등의 제품에 사용되는 알긴산을 추출하기 위해 다시마를 직접 채취하기도 한다. 다시마 숲은 스쿠버 다이빙이나 카약과 같은 해양 레저 활동의 장소로서도 가치가 높다. 이러한 레저 산업은 다시마 숲 생태계가 제공하는 또 다른 경제적 혜택이며, 활동 자체에서 얻는 즐거움 역시 중요한 가치이다. 이는 다시마 숲이 제공하는 구체적인 생태계 서비스의 사례들이다. 미국의 몬터레이 베이 수족관은 살아있는 다시마 숲을 전시한 최초의 수족관으로 알려져 있다.
일본에서는 예로부터 다시마 숲이 생물 다양성이 높은 어장으로 이용되어 왔으며, 거머리말 등은 연안 농업에서 비료로 활용되기도 했다.
6. 위협과 보전
다시마 숲은 해양 오염 및 수질 문제, 다시마 채취 및 어업, 침입종의 유입[8], 그리고 기후 변화 등 다양한 요인으로 인해 위협받고 있다.[75] 특히 연안 생태계에서의 과도한 어획은 상위 포식자를 제거하여 성게와 같은 초식동물의 개체 수를 늘리고, 이는 다시마 숲을 황폐화시키는 '성게 황무지' 현상으로 이어질 수 있어 가장 시급한 위협 중 하나로 여겨진다.[9] 생물 다양성을 유지하는 것은 기능적 보완성을 높이고 외래종 침입에 대한 저항력을 키우는 등 생태계의 전반적인 안정성을 확보하는 중요한 방법이다.[76][77][78][79] 또한, 최근 IPCC 보고서에 따르면 고온 현상과 해수 온도 상승은 고착 생활을 하는 다시마의 대량 폐사를 유발하는 주요 원인으로 지목되고 있다.[80]
이러한 위협에 대응하여 많은 지역에서는 다시마 채취[27][81]나 특정 어종의 어획을 규제하는 방안을 시행하고 있다.[8][63] 더 나아가, 해양 보호 구역(MPA) 설정은 특정 종뿐만 아니라 생태계 내 다양한 상호 작용과 주변 환경 전체를 포괄적으로 보호하는 효과적인 해결책으로 제시된다.[82][83] MPA는 어업 자원 회복에 긍정적인 영향을 미칠 뿐만 아니라,[9][84][85][86] 기존 다시마 숲 생태계를 보호하고 훼손된 생태계의 복원을 촉진하는 데 기여할 수 있다.[42][89][90]
유엔 환경 계획의 2023년 보고서는 전 세계 다시마 숲이 연간 1.8%의 비율로 감소하고 있으며, 지난 50년간 기후 변화, 수질 악화, 과도한 어업 등으로 인해 40~60%가 악화되었다고 지적했다. 이에 따라 전 지구적인 보존 노력과 함께, 영향을 완화하고 다시마 숲의 회복력과 지속 가능성을 높이기 위한 국제 협력 및 구역 기반 관리 전략 채택의 시급성이 강조되고 있다.[111] 다시마 숲 복원 노력은 전 세계적으로 이루어지고 있으며, 생태계 회복뿐 아니라 지속 가능한 개발 목표(SDGs) 달성에도 기여하는 중요한 활동으로 인식된다.[111]
6. 1. 위협 요인
다시마 숲은 그 구조와 상호 작용의 복잡성, 지리적 특성, 변동성 등으로 인해 환경 관리에 어려움이 따른다. 생태계 내 상호 작용은 환경 조건에 따라 변하며, 아직 밝혀지지 않은 관계나 비선형적인 변화 임계점 때문에 과거의 경향을 미래에 적용하기 어렵다.[74]다시마 숲이 직면한 주요 위협 요인은 다음과 같다.
- 과도한 어획 및 채취: 연안 생태계의 어업 활동 중 상위 포식자를 남획하는 것은 다시마 숲에 가장 심각한 위협 중 하나로 꼽힌다. 포식자가 사라지면 성게와 같은 초식동물의 개체수가 급증하여 다시마를 과도하게 섭식하고, 결국 다시마 숲이 황폐화되는 '성게 황무지(barren)' 현상을 초래할 수 있다.[9] 무분별한 다시마 채취 역시 서식지 파괴의 직접적인 원인이 된다.[27][81][8][63]
- 연안 개발 및 오염: 매립이나 준설과 같은 연안 개발은 다시마가 서식하는 얕은 바다 환경 자체를 파괴한다. 또한, 육지로부터 부영양화 물질이나 개발 과정에서 발생하는 적토가 유입되면 식물 플랑크톤이 과도하게 증식하거나 해수의 투명도가 낮아져 다시마의 광합성을 방해한다. 농약, 제초제 등 유해 화학물질 유입으로 인한 수질 오염 역시 다시마 생육에 악영향을 미친다.
- 기후 변화: 지구 온난화로 인한 해수 온도 상승은 다시마의 생리적 스트레스를 유발하고 생존을 위협한다.[75] 수온 상승은 다시마의 생육을 직접적으로 저해할 뿐만 아니라, 성게와 같은 섭식 생물의 활동을 활발하게 만들어 피해를 가중시키기도 한다. 특히 고착 생활을 하는 다시마는 급격한 수온 변화에 적응하기 어려워, 해양 열파와 같은 고온 현상이 발생하면 대량 폐사로 이어질 수 있다.[80] 실제로 2010년대 북부 캘리포니아에서는 해양 열파로 인해 다시마 숲의 95%가 소실되는 심각한 피해가 발생했다.[91][92][93][94]
- 침입종: 외래종의 유입은 기존 다시마 숲 생태계의 균형을 교란시킬 수 있다. 예를 들어, 캘리포니아에서는 2003년 처음 발견된 외래 갈조류 ''Sargassum horneri''가 토착 다시마와의 경쟁 등으로 우려를 낳고 있다.[8][102]
- 핵심종의 위협: 생태계 균형 유지에 중요한 역할을 하는 핵심종의 감소 역시 다시마 숲에 위협이 된다. 성게의 주요 포식자인 해바라기 불가사리는 불가사리 낭비병과 기후 변화의 영향으로 개체수가 급감하여 심각한 멸종위기종이 되었는데, 이는 성게 개체수 조절 능력을 약화시켜 다시마 숲의 건강성을 해치는 결과를 초래한다.
이러한 여러 위협 요인들이 복합적으로 작용하면서 전 세계적으로 다시마 숲(모장)은 감소하는 추세에 있다. 일본의 경우, 1978년부터 1998년까지 20년 동안 전국의 모장 면적이 207,615 헥타르에서 142,459 헥타르로 약 30%(650km2) 감소한 것으로 보고되었다.[113]
생물 다양성을 유지하는 것은 기능적 보완성을 높이고 외래종 침입에 대한 저항력을 강화하는 등 생태계의 전반적인 안정성을 확보하는 중요한 방법으로 인식되고 있다.[76][77][78][79] 다시마 숲 보전을 위해 해양 보호 구역(MPA) 설정과 같은 관리 방안이 시행되고 있으며,[82][83] 성게 제거[95] 및 다시마 재이식[106] 등 복원 노력도 이루어지고 있다.
6. 2. 보전 노력
다시마 숲은 복잡한 구조, 지리적 특징, 다양한 생물 간의 상호 작용 등 변동성이 커서 환경 관리자들에게 상당한 어려움을 안겨준다.[74] 과거의 경향을 미래에 그대로 적용하기 어려운 경우가 많은데, 이는 환경 조건 변화에 따라 생태계 내 상호 작용이 달라지고, 아직 밝혀지지 않은 관계가 많으며, 생태계 변화의 비선형적 임계점을 예측하기 어렵기 때문이다.
다시마 숲 보전에 있어 주요 우려 사항은 해양 오염 및 수질 문제, 무분별한 다시마 채취 및 어업, 침입종의 확산[8], 그리고 기후 변화의 영향 등이다.[75] 특히 연안 생태계에서의 과도한 어업은 가장 시급한 위협 중 하나로 꼽힌다. 상위 포식자가 사라지면서 성게와 같은 초식동물이 급증하고, 이들이 다시마를 과도하게 섭취하여 다시마 숲이 황폐화되는 '성게 황무지' 현상을 초래할 수 있다.[9] 생물 다양성을 유지하는 것은 기능적 보완성을 높이고 외래종 침입에 대한 저항력을 키우는 등 생태계와 그 서비스의 전반적인 안정성을 확보하는 중요한 방법으로 인식된다.[76][77][78][79] 2022년 IPCC 보고서에 따르면, 대부분 지역의 다시마와 기타 해조류는 고온 현상과 지구 온난화로 인한 서식지 이동으로 대량 폐사를 겪고 있다. 이는 다시마가 고착 생활을 하여 급격한 해수 온도 상승에 적응하기 어렵기 때문이다.[80]
이에 따라 많은 지역의 관리자들은 다시마 채취[27][81]나 어업 활동을 규제하는 방안을 시행하고 있다.[8][63] 이러한 조치는 특정 종의 남획을 막는 데 효과적일 수 있지만, 생태계 전체를 보호하는 데는 한계가 있다. 해양 보호 구역(MPA)은 특정 종뿐만 아니라 생태계 내 상호 작용과 주변 환경 전체를 포괄적으로 보호하는 효과적인 대안을 제공한다.[82][83] MPA 지정은 어업 자원 회복(예: 보호 구역 밖으로 자원이 퍼져나가는 파급 효과)에 직접적인 긍정적 영향을 미치며, 이는 전 세계적으로 잘 입증되었다.[9][84][85][86] 캘리포니아 중부에서는 전복이나 특정 어류와 같은 종에서도 간접적인 혜택이 확인되었다.[87][88] 무엇보다 MPA는 기존 다시마 숲 생태계를 효과적으로 보호하고, 이미 훼손된 생태계의 복원을 촉진할 수 있다는 점에서 중요하다.[42][89][90]
지역별 복원 노력
- 캘리포니아: 2010년대 북부 캘리포니아에서는 해양 열파로 인해 다시마 숲의 95%가 소실되는 큰 피해를 겪었다.[91][92][93][94] 이에 캘리포니아의 복원 노력은 주로 성게 개체 수를 조절하는 데 집중하고 있으며, 스쿠버 다이버들이 직접 성게를 제거하거나[96] 성게의 자연 포식자인 해달의 역할을 활용하는 방식으로 이루어진다.[97][98][99][100][101] UC 데이비스의 보데가 해양 연구소는 다시마 재이식 전략을 개발 중이며, 오렌지 카운티 코스트키퍼 그룹의 자원봉사자들은 거대 다시마를 직접 심는 활동을 하고 있다.[106] 험볼트 주립 대학교는 2021년부터 연구 농장에서 불 다시마를 재배하기 시작했다.[107] 또한, 2003년에 처음 발견된 외래 갈조류인 ''Sargassum horneri''의 확산도 우려의 대상이다.[102] 성게 개체 수 조절에 중요한 역할을 하는 해바라기 불가사리는 불가사리 낭비병 발병과 기후 변화에 대한 취약성으로 인해 심각한 멸종 위기에 처해 있다. 캘리포니아 주 차원에서는 2020년 7월, 다시마 숲 붕괴를 막기 위한 연구 노력이 발표되었다.[108]
- 일본: 일본에서는 매립이나 준설로 인한 얕은 서식지 감소, 부영양화로 인한 식물 플랑크톤 증가 및 개발에 따른 적토 유입으로 인한 해수 투명도 저하(광합성 방해), 온난화에 의한 해수 온도 상승, 농약·제초제 등 화학 물질 유입(수질 오염), 그리고 성게류와 같은 섭식 생물의 증가 등 복합적인 원인으로 인해 모장(藻場, 해조류 군락)이 감소하고 있다. 1978년부터 1998년까지 20년 동안 일본 전국의 모장 면적은 약 30% 감소했다.[113] 일본에서는 갯녹음 현상을 막고 해조류 군락을 회복시키기 위해 성게를 제거하거나,[114] 해중에 철 성분을 공급하는 노력을 하고 있다. 철탄환을 투입하거나[115] 미량의 철분을 포함한 제철 슬래그를 활용하는 방법이 갯녹음 방지에 효과가 있는 것으로 확인되었다.[116][117][118][119]
정책 및 국제 협력미국 연방 차원에서는 2021년 7월, 생태계 유지 및 생산성 유지(KEEPING ECOSYSTEMS LIVING AND PRODUCTIVE, KELP) 법안(H.R. 4458)이 발의되어 NOAA 내에 다시마 숲 복원을 위한 새로운 보조금 프로그램 설립을 목표로 하고 있다.[109] 또한, 페로 제도에 본사를 둔 오션 레인포레스트(Ocean Rainforest)는 미국 정부로부터 450만달러의 자금을 지원받아 캘리포니아 산타바바라 해안에서 86에이커 규모의 거대 다시마 양식 사업을 추진하고 있다.[110]
유엔 환경 계획(UNEP)의 노르웨이 블루 포리스트 네트워크(Norwegian Blue Forests Network)가 2023년에 발표한 보고서 "Into the Blue: Securing a Sustainable Future for Kelp Forests"는 전 세계적으로 다시마 숲이 연간 1.8%의 비율로 감소하고 있음을 지적했다. 지난 50년간 기후 변화, 수질 악화, 과도한 어업 등의 요인으로 인해 다시마 숲 생태계의 40~60%가 훼손되었다. 이 보고서는 전 지구적인 보존 노력의 시급성을 강조하며, 이러한 위협 요인을 완화하고 다시마 숲의 회복력과 지속 가능성을 높이기 위해 구역 기반 관리 전략을 채택하고 국제적인 협력을 강화할 필요성을 역설했다.[111]
다시마 숲 복원 노력은 300년 이상 16개국에서 이루어져 왔으며, 특히 2009년부터 2019년 사이에 학계, 정부, 기업 등 다양한 사회 부문의 참여로 가속화되었다. 대규모 복원의 성공 사례들은 복원의 실행 가능성을 보여주며, 특히 기존 다시마 숲 근처에서 복원 성공률이 높다는 점은 다시마 숲 감소를 예방하는 것이 중요함을 시사한다. 그러나 비용 효율적인 방법 개발, 안정적인 자금 조달 방안 마련, 기후 변화 적응 전략 수립 등의 과제는 여전히 남아있다. 이러한 복원 활동은 생태학적 회복을 지원할 뿐만 아니라, 지속 가능한 개발 목표(SDGs)와 연계하여 중요한 사회적, 경제적 혜택을 제공하며 여러 부문 간 협력의 중요성을 강조한다.[111]
7. 탄소 흡수 (블루 카본)
다시마숲은 해안을 따라 있는 암석 지대에서 자라며, 이곳에서 침식된 물질과 함께 심해로 운반되어 해저로 가라앉는다. 이 과정에서 다시마는 탄소를 저장하게 되는데, 이는 인간의 활동에 의해 방해받을 가능성이 적은 곳에 탄소를 저장하는 방식이다.[71]
다시마와 같은 대형 조류는 매년 약 2억 톤의 이산화 탄소를 격리하는 것으로 추정된다.[73] 서호주 대학교의 연구에 따르면, 호주 주변의 다시마숲은 연간 1.3~2.8 테라그램(Tg)의 탄소를 격리하는 것으로 추산된다. 이는 호주 대륙에서 조간대 습지, 맹그로브 숲 및 해초류에 의해 격리되는 연간 총 블루 카본의 27~34%에 해당하는 양이다.[72]
2000년대 이후 저위도 지역의 해조류 숲이 이산화 탄소를 대량으로 고정할 수 있는 잠재력을 가진 존재로 인식되면서, 블루 카본으로서의 중요성이 주목받고 있다.[120]
8. 참고: 일본의 해조류 숲 감소 대책
일본에서는 해조류 숲 감소 문제를 해결하기 위해 다양한 노력을 기울이고 있다. 1978년부터 1998년까지 20년 동안 일본 전국의 해조류 숲은 207615ha에서 142459ha로 감소하여 약 650km2(약 30%)가 사라지는 등[113], 갯녹음 현상이 심화되었다. 이에 대한 주요 대책은 다음과 같다.
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Huffman-sponsored bill seeks grant funding to restore kelp forests
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Ocean rainforest secures $4.5 m to ramp up Californian kelp production
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Into the Blue: Securing a Sustainable Future for Kelp Forests
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海の森の物語
新潮社
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水産白書(平成19年度)
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뉴스
水産資源確保へ藻場再生 宮崎県内、食害起こすウニ除去
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뉴스
豊かな藻場再生へ、鉄炭団子を投入 にかほ市の金浦漁港
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鉄分供給による藻場再生で海の砂漠化を防ぐ
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「鉄鋼スラグを用いた藻場再生について」新日本製鐵株式会社
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鉄鋼スラグ等による藻場の再生技術の検討
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農林水産省
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「海の森」再生に向けて～鉄鋼スラグと腐植物質による磯焼け回復技術
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웹사이트
特別リポート：オイルマネーで脱石油、サウジ戦略転換の現実味
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ロイター
2021-05-27
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