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지속가능한 생태계를 위한 영양시스템/Pimentel D
한채연 2007-01-16 11:50:45

지속가능한 생태계를 위한 영양시스템/Pimentel D

1-1. 요약

세계적으로 20억의 사람들이 고기를 먹는 식이를 하고 있으며 40억명이 식물에 기반한 식이를 하고 있다. 미국식량생산시스템은 전미국의 국토의50%를, 담수의 80%를, 화석연료의 17%를 사용한다. 미국의 식량시스템의 화석연료에 대한 높은 의존성은 고기기반이든, 식물기반이든 지속가능하지 않음을 추정하게 한다. 식물에 기반한 유란채식식이보다는 고기에 기반한 식이가 이러한 경향성에 더 큰 비중을 가지고 있다.

1-2. 들어가는 말

세계적으로 20억명이 일차적으로 고기중심의 식이를 하고 반면 40억명이 식물중심의 식이를 하고 있다. 농경지, 담수, 에너지자원의 고갈은 40억명의 대부분에게 식물에 기반한 삶을 요구한다. 세계보건기구는 최근 30억명이 넘는 사람들이 영양부족에 시달리고 있다고 발표하였다(1,2). 이와 같은 영양부족의 숫자는 역사적으로 기록된 바 없다. 식량부족과 영양부족의 문제는 일차적으로 세계인구의 급속한 증가와 일인당 이용가능한 농경지, 물, 에너지자원의 감소와 관련되어 있다(3). 세계인구와 같이 미국의 인구도 급속히 증가를 계속할 것이다. 미국인구는 지난 60년동안 두배로 되었으며 앞으로 70년동안 다시 두배로될 계획이다(4). 미국의 식량생산시스템은 미국전국토의 50%를, 담수의 80%를, 미국에서 사용되는 화석연료의 17%를 사용한다. 화석연료에 대한 높은 의존성은 고기기반이든, 식물기반이든 지속가능하지 않음을 보여준다.

1-3. 유란채식

채식식이는 분석을위해 선발되었는데 이것은 대부분의 채식인들이 유란채식이거나 이 식이의 변형이기 때문이다. 유란채식식이와 고기기반식이의 식품소모와 칼로리를 비교를 표1에 하였다. 유란채식식이에서는 육류와 생선칼로리가 식물로 대체되고 있음을 알수 있다. 1년간 섭취되는 식품의 총질량은 유란채식(1002kg)이 육류기반식이(995kg)보다 약간 높다. 두 식이 모두 공급되는 칼로리의 대부분은 곡류이고 두 번째는 당과 감미료이다. 유란채식인이 섭취하는 동물성식품(우유와 계란)의 생산을 위해 투입되는 곡물사료의 양(450kg)은 육류기반식이를 위해 필요한 곡물사료량(816kg)의 절반정도이다(8).

식물에 기반한 식이를 위한 식품의 생산을 위해서는 0.4ha의 농경지가 필요한 반면 고기에 기반한 식이를 위해서는 0.5ha의 농경지가 필요하다(표1).
곡물, 채소, 목초생산을 위해 투입되는 화석연료에는 비료, 농경기계, 연료, 고나걔, 살충제 등이 포함되어 있다. 투입되는 에너지량은 곡물의 성장에 따라 변화한다. 이들 투입량은 그들의 에너지, 단백질햠량면에서, 곡물과 콩과 같은 콩과식물이 균형 되어질때, 채소, 과일, 동물성산물보다 에너지투입이 보다 효율적이 될 수 있다.
미국에서는 곡물생산으로부터 평균단백질수율이 옥수수의 경우 720kg/ha이다(10). 식물성단백질 1kg을 생산하기 위해 2.2kg의 화석연료의 투입이 요구된다(11).


1-4. 고기에 근거한 식이

채식식이와 다른 고기기반식이는 매년 124kg의 육류와 20.3kg의 어류를 소비한다. 하루에 소모하는 육류와 어류의 총칼로리는 480kcal이다. 고기기반식이에서 대부분의 칼로리공급은 유란채식식이와 마찬가지로 곡물과 당, 감미료가 제공한다.
미국에서만 90억의 가축들이 동물성단백질을 공급하기 위해 매년 유지되고 있다. 이들 가축수는 미국총인구의 무게보다 5배 많은 셈이다. 가금류나 돼지와 같은 가축들은 단지 곡물만을 소비한다. 반면 젖소나, 소, 양은 곡물과 사료를 모두 소모한다. 현재 미국가축은 전체미국인이 직접소모하는 곡물량의 7배나 많이 소모한다(11). 미국가축에 공급되는 곡물량은 영양부족없이 8억4천만명의 채식인에게 공급하기에 충분한 양이다. 미국에서는 가축으로부터 매년 8백만톤의 단백질이 생산되고 있다. 평균분포로 가정한다면 이 단백질은 미국인에게 매일 77g의단백질을 공급하기에 충분한 양이다. 1인당 35g의 식물성단백질을 더한다면 미국인 1인당 매일 112g의 총단백질이 공급되는 셈이다(11). 단백질의 1일 권장섭취량(RDA)은 56g이다. 평균적으로 미국인은 너무 많이 먹고, 1인당 1천칼로리정도를 더 소비하고 있다(12,13). 유란채식인의 경우 1일섭취단백질량은 89g이다. 이것은 비채식인의 112g에 비해 상당히 낮지만 1일 권장량 56g보다는 여전히 매우 높다.
매년 미국인 1인당 124kg의 고기를 먹는다(6). 소는 44kg, 돼지는 48kg, 닭이나 칠면조와 같은 가금류는 48kg, 다른고기가 1kg정도이다. 여기에다 우유, 계란, 어류를 더 포함된다. 1kg의 ‘양질의 동물성단백질’을 생산하기 위해 가축은 6kg의 식물성단백질을 먹어야 한다.

식물성단백질과는 반대로 동물성단백질은 두가지 주요 비용을 치러야 한다. 첫째는 직접적인 비용으로 사료와 같이 동물을 생산하기 위해 투입되는 비용이고 두 번째는 간접적인 비용으로 사육하는 가축을 유지하기 위한 비용이다.
화석연료는 가축생산시스템에 쓰인다. 예를 들어 구이용닭의 생산에는 1kcal의 단백질당 4kcal의 화석에너지가 투입되어야 한다. 구이용 닭 시스템은 일차적으로 곡물에 의존한다. 칠면조 또한 곡물사료시스템으로 구이용 닭 다음의 효율인 10:1을 얻는다. 우유생산은 3분의 2를 곡물에서 3분의 1을 마초에서 의존하는데 효율은 14:1이다. 돼지와 계란은 또한 곡물에 의존한다. 돼지생산은 14:1이고 반면 계란은 39:1 로 1cal의 계란단백질을 생산하기 위해 39kcal의 화석연료가 필요하게 된다. 소와 양의 생산시스템은 가장 많은 비율의 목초의존성을 갖는다. 소고기시스템은 40:1, 양은 가장 높아 57:1의 비율이다. 만약 동물들이 가장 좋은 질의 자세로 먹이를 공급받는다면 에너지투입은 절반으로 줄어들 수 있다.

모든 동물단백질생산시스템연구에서 평균적인 화석에너지 투입은 1kcal의 단백질 생산당 25kcal이다. 이것은 1kcal의 곡물단백질생산을 위해 2.2kcal의 화석연료가 필요한 것보다 11배 더 많이 필요한 것이다. 옥수수에서 단백질은 9%이다. 동물성단백질이 그 아미노산 조성에 있어 완전단백질이라 가정할 때 곡물단백질의 생물학적인 가치보다 1.4배가 된다(8).


1-5. 토지자원

미국에서 식품생산의 99.2%가 육지에서 이루어진다. 한편 바다나 수생생태계로부터는 0.8%미만이 얻어진다. 식량생산을 위한 육지의 계속적인 사용에 관심이 증가하고 있는데 그것은 미국과 세계의 토양의 빠른침식속도와 붕괴 때문이다. 매해 미국농경지의 90%가 토양을 잃고 있고 있는데 그 속도는 지속가능한 속도(1ton/ha/y)의 13배나 된다(28). 미국의 목초지와 방목지에서 소실되는 토양은 평균 6ton/ha/y이다. 미국방목지의 60%는 가축을 너무 많이 방목한 상태이고, 침식속도는 점점 가속화 되어간다.
미국과 세계에서 토양침식의 높은속도에 대한 관심은 소실토양 25mm를 대체하기 위해서는 대략 500년이 필요하다고 이해도었을 때 분명해졌다. 분명히 농장주들은 토양 25mm의 대체를 위해 500년을 기다릴수 없다. 상업적인 화학비료가 토양부식으로부터 어떤 영양소의 손실을 대체할수 있었다. 그러나 이것은 화석연료의 거대한 투입을 요구한다.


1-6. 수자원

가축생산을 포함하여 농업생산은 미국에서의 어떤 활동보다도 많은 담수를 소비한다. 서구의 농업용 관개는 소비되는 담수의 85%를 차지한다(29). 물은 여러 가지 식품과 마초작물을 생산하기 위해 필요한데 그 범위는 작물 1kg의 생산당 500에서 2000L이다. 예를 들어 미국에서는 1ha에서 옥수수를 생산하기 위해 성장기인 3개월동안 5백만 L이상의 물이 필요하다. 만약 관개가 요구된다면 1천만L이상의 물이 공급되어야만 한다. 미국의 옥수수지대에서 매년 800-1000mm의 강우가 온다할지라도 옥수수는 대개 가장 최대로 성장하는 7월후반부터 물부족을 겪게 된다.
동물성단백질 1kg을 생산하기 위해서는 곡물단백질 1kg을 생산하는것보다 100배나 많은 물이 요구된다(8). 가축은 직접적으로는 농업용으로 사용되는 물의 1.3%를 사용할뿐이지만 목초와 곡물사료생산을 위한 물이 포함되어졌을때, 가축생산을 위해 요구되는 물의 양은 급격히 증가한다. 예를 들어 1kg의 소고기를 생산하기 위해 13kg의 곡물사료가 30kg의 건초가 요구된다(17). 100kg의 마초를 생산하기 위해서는 10만L의 물이, 4kg의 곡물을 위해서는 5400L의 물이 필요하다. 마초생산을 위한 방목지에서는 1kg의 쇠고기를 위해 20만L의 물이 공급되어야 한다(30). 쇠고기생산과는 반대로 구이용 닭 1kg은 2.3kg의 곡물에 의해 생산되어지며 이 곡물의 생산을 위해 3500L의 물이 필요하다.


1-7. 결론

미국인의 보통식단인 비채식식이와 유란채식은 상당한 양의 재생물가능한 화석연료를 요구한다. 이 두 식이시스템은 매우 큰 화석연료요구에 기반하여 오랜기간동안 지속가능하지 않다. 하지만 비채식식이는 유란채식 보다 많은 에너지, 땅, 수자원을 요구한다. 이와같은 제한된 의미에서 유란채식식이는 평균적인 미국의 비채식식이보다 지속가능한 식이이다. 미래의 생존과 미국천연자원의 중요한 위협은 급속히 증가하는 인구이다. 2억8천5백만명의 미국인구는 다음 70년이내에 그 두배인 5억7천만이 될 것이다. 현재 인구는 이미 에너지, 땅, 수자원에서 한계공급으로 매우 큰 자극이 되고 있다. 이들 필수자원들은 많은 사람들에게 나누어져야 할 것이다.

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