미국의 쿠즈

쿠즈(Kudzu)는 파괴적인 환경적 결과를 안고 아시아에서 유입된 미국의 침습 식물 종으로, ^[1]'남한을 잡아먹은 덩굴'이라는 별명을 얻었다."제초제 사용, 살포, 벌채 등을 용이하게 앞지르고, 이러한 통제의 비용을 연간 600만 달러까지 증가시키고 있다"^[2]고 미국 남부지역에서 급속하게 확산되고 있다.덩굴의 확산 추정치는 2015년 미국 산림청이 추산한^[3] 연간 2,500에이커(1,000ha; 10km²)부터 농림부가 추산한 연간 15만 에이커(61,000ha; 610km²)까지 다양하다.^[4]

역사와 생물학

설명

칡은 주로 중국, 일본, 한국의 아열대·온대 지방을 중심으로 아시아 토착의 다년생 덩굴로 삼엽이 세 잎으로 이루어져 있다.^[5][6][7][8]푸에라리아속(P. montana, P. lobata, P. edulis, P. p. phaseoloides, P. tomsoni)의 5종이 밀접하게 연관되어 있으며, 미국의 udzu 개체군은 둘 이상의 종으로부터 조상을 받은 것으로 보인다.^[9][10]각각의 전단지는 크고 난형이며 각각 2~3개의 로브와 밑면에 털이 있다.^[7][11]잎은 대기 질소를 고치는 능력이 있어 열악한 토양에서 잎 질소의 95%까지 식물에 공급할 수 있다.^[7]덩굴을 따라 줄기나 힘줄이 번식하여 지지대를 증가시키고 구조물에 부착할 수 있는 지점들이 있다.^[7]트위닝 덩굴로서, udzu는 대부분의 표면에 부착하고 오르기 위해 덩굴의 어떤 노드에서든 뻗을 수 있는 줄기나 힘줄을 사용한다.^[5][7][12]또한 칡넝쿨의 마디는 흙에 노출되었을 때 뿌리를 내릴 수 있는 능력이 있어 덩굴을 더욱 땅에 고정시킨다.^[5][7]뿌리는 덩이줄기세포로 녹말과 수분 함량이 높으며, 식물의 트위닝이 목질 줄기의 구성에서 탄소농도를 낮추고 뿌리의 농도를 높일 수 있어 뿌리 성장에 도움이 된다.^[7]뿌리는 총 식물 바이오매스의 최대 40%를 차지할 수 있다.^[5]

쿠쯔의 1차 번식 방법은 무성 채식주의 확산(클론닝)인데, 이는 줄기가 흙에 노출되는 곳이면 어디에서나 뿌리를 내릴 수 있는 능력에 의해 도움을 받는다.^[7]성적 번식을 위해 칡은 전적으로 꽃가루 매개자에 의존한다.^[7]

비록 udzu는 숲의 재생과 태양 노출이 높은 가장자리 서식지를 선호하지만, 이 식물은 완전한 햇빛이나 부분적인 그늘에서 살아남을 수 있다.^[5][7]이러한 칡의 속성은 미국 남동부의 도자기를 음영하는 장식용 식물로서 매력을 느끼게 하였으나, 칡이 남부의 '구조 기생충'이 되어 칡의 성장을 촉진시켜,^[7] 미처리시^[11] 전체 구조물을 감싸고 종종 "남부를 잡아먹은 덩굴"^[13]이라고 일컬어지게 되었다.

'쿠즈'라는 말은 그 식물, 葛, 또는 쿠즈를 뜻하는 일본어에서 유래되었다.

아시아의 기원

칡은 일본에서 유래된 것으로 추정되는데, 그 생태계(주로 겨울 동안 칡이 지상에서 다이백을 경험하는 경향)가 넝쿨이 성가신 존재가 되는 것을 막아주었던 것으로,^[14] 중국에^[11] 유입된 것으로 보이며, 아마도 한국일 가능성이 높다.

일본에서는 북쪽 44도선(홋카이도 섬)부터 북쪽 30도선(쿠치노시마 섬)에 이르는 산악지대에서 쿠쯔가 번성하고, 저지대와 섬이 많다.^[11]한국의 칡은 기온이 -22°F(-30°C)까지 떨어질 수 있는 지역에서 자란다.^[11]

미국 소개의 역사

udzu 공장은 1876년 필라델피아에서 열린 100주년 박람회에서 일본에서 미국으로 소개되었다.^[7][8][14]쿠쯔는 1883년 뉴올리언스 박람회에서 동남부에 소개되었다.넝쿨은 포자를 그늘지게 하는 장식용 식물로 동남쪽에 널리 판매되었고,^[7][15] 20세기 전반에는 칡을 고단백질 소의 사료로서, 토양 침식을 막기 위한 덮개 식물로 칡을 유통하였다.더스트볼(Dust Bowl) 중 침식해결책으로 민간보존단 직원들이 재배한 것이다.^[16]토양침식청은 칡의 침식을 막기 위해 칡의 사용을 권장했는데, 이는 헥타르당 19.75달러(7.99달러/에이커)를 지불한 칡의 8500만 묘목과 정부 지원 농장으로 이어졌다.^[7]1946년까지 120만 헥타르(300만 에이커)의 칡이 심어진 것으로 추정되었다.^[7]보울 웨블이 맹위를 떨치고 목화 작물의 실패가 농부들로 하여금 그들의 농장을 포기하게 만들었을 때, 쿠즈 농장은 방치되었다.^[7]미국 남동부의 기후와 환경은 쿠즈족이 사실상 무균 상태로 성장할 수 있도록 했다.1953년 미국 농무부는 칡을 표층 식물 리스트에서 제거하고 1970년에 잡초로 등재했다.1997년까지 덩굴은 "연방 유해 잡초 목록"에 올려졌다.^[5][7]쿠쯔는 업데이트된 법률로 대체된 1974년 연방유해잡초법 2801조부터 2813조까지의 폐지로 2000년 연방유해잡초 명단에서 제외되었지만, 여전히 여러 주에서 유해 잡초로 등재되어 있다.^[17][18][19]현재 udzu는 주로 앨라배마, 조지아, 테네시, 플로리다, 노스캐롤라이나, 사우스캐롤라이나, 미시시피 등 미국 남동부에 있는 300만 헥타르(740만 에이커)의 땅을 차지하고 있는 것으로 추정된다.^[7][11]캐나다 노바스코샤, 오하이오 콜럼버스, 뉴욕시의 5개 자치구에서 모두 기록되었다.^[11]

사용 및 재배

미국에서는 칡이 가축사료, 비료, 침식 방지에 사용되어 왔으며, 넝쿨은 민속 예술에 사용되었다.^[7][14]한국에서는 칡뿌리가 전분용으로 수확되는데, 이는 건강식품과 한약재뿐 아니라 냉면 등 다양한 식품에 쓰인다.중국에서는 칡뿌리가 약초요법, 차, 알코올 관련 문제 치료에 쓰인다.^[14]알코올 관련 문제 치료의 효능이 현재 의문시되고 있지만 실험 결과 유망한 것으로 나타났다.^[11][14]일본에서는 칡뿌리에서 추출한 칡뿌리전분(또는 쿠즈뿌리전분)을 요리와 천연의약품에 사용하며, 병든 동물들이 먹을 건초를 만드는 데 사용한다.^[11]전분은 일본 요리에 쓰이고, 그 나라에서는 널리 소비되고 있다.^[11]쿠쯔는 자바, 수마트라, 말라야에서도 식량작물로 사용되고 있으며 푸에르토리코와 남미에서도 찾아볼 수 있다.^[11]

다른 용도로는 종이 제품, 식품, 방충제(잎을 태우는 연기), 꿀, 메탄 생산 등이 포함될 수 있다.^[11]

Kudzu는 또한 바이오 연료의 원천으로서 잠재력을 가지고 있다.^[20]

생태학적 영향과 새로운 공동체

새로운 공동체

쿠쯔는 1930년대 미국 남동부의 토양 침식을 억제하기 위한 목적으로 토양 침식국과 민간 보호단에 의해 의도적으로 북미에 소개되었다.^[7]칡은 남동쪽에 처음 도입되었을 때 처음에는 집을 그늘지게 하는 장식용 덩굴로 사용되었다.20세기 초, 남부 사람들은 장식 이외의 목적으로 칡을 사용하기 시작했고, 그래서 칡은 그 땅에 더 가까이 접근하기 시작했고, 그 땅은 다시 남동쪽으로 퍼져나갔다.^[1]도입 후 135년 동안 udzu는 미국 남부 300만 헥타르(ha)에 걸쳐 퍼졌고, 남부는 연간 5만 헥타르(12만 에이커)의 추정 비율로 '동결'을 계속하여 그 경로에 있는 전력선, 건물, 토착식물을 파괴하고 있다.^[21]그러나 2015년 미국 산림청이 연간 2,500에이커(1,000 ha; 10km²)의 증가를 예상하면서 이 주장은 논란이 됐다.^[3]In the United States, kudzu is extensively reported in Alabama, Arkansas, Washington, D.C., Delaware, Florida, Georgia, Illinois, Indiana, Kentucky, Louisiana, Maryland, Missouri, Mississippi, North Carolina, North Dakota, New Jersey, Oregon, Ohio, Pennsylvania, South Carolina, Tennessee, Texas, Virginia, and West Virginia.이 주 중 남동쪽에 있는 3개 주에서 가장 심한 감염이 있다.조지아, 앨라배마, 미시시피.^[1]

생태적 관계

쿠쯔는 다른 식물을 잎으로 덮은 이불 속에서 질식시키고, 나무 줄기를 감싸거나, 나뭇가지를 부러뜨리거나, 심지어 나무 전체를 뿌리째 뽑아서 죽이거나 해친다.쿠쯔가 빠르게 성장하고, 질소 가용성이 낮은 지역에서 살아남으며, 자원을 빠르게 획득하는 능력은 토종보다 경쟁 우위를 점할 수 있게 해준다.칡과 성공적으로 경쟁할 수 있는 식물들 중, 많은 식물들이 중국 프리벳과 일본 벌꿀술과 같은 다른 침습적인 종들이다.^[1]남동쪽에서는 특히 칡의 확산이 골치 아픈데, 이는 미국의 다른 지역에서는 찾아볼 수 없는 이 지역의 생물 다양성이 매우 높기 때문이다.칡과 다른 침습적인 잡초들은 남동부의 생물 다양성에 큰 위협이 된다.그들은 가난한 "소 불모지"로 환경을 축소한다.^[1]빠른 성장과 높은 경쟁력은 아래에 자세히 설명되어 있는 칡의 몇 가지 주요 특징을 통해 달성된다.

Kudzu는 매우 스트레스를 잘 받는 식물이다.칡은 가뭄에 잘 견디고, 식물의 지상 부분만 서리로 인해 피해를 입는다.쿠쯔는 또한 질소 고정 박테리아와 공생 관계를 형성하여 대기 질소(N₂)를 주변 식물들이 사용할 수 있는 암모늄으로 변환시킨다.현재 미국 동부의 지배적인 질소 고정 공장은 udzu가 추정된연간 질소 헥타르(헥타르+116lb/acre)당 235kg으로, 토종보다 규모가 큰 질소 순서다.^[6]이 능력은 질소가 부족한 현장에서 다른 식물이 자라지 못하는 곳에서 번성할 수 있게 해준다.다른 식물이 없을 때, 질소는 토양에 축적되어 넓은 잎 부위의 유지와 높은 광합성율을 허용한다.^[7]

식물 침입이 대기 조건에 미치는 영향에 대한 연구는 거의 이루어지지 않고 있지만, 뉴욕의 스토니 브룩 대학에서 행해진 연구는 udzu가 미국 동부의 대기 NOx 농도를 증가시켰다는 것을 보여주는데, 이것은 고온 사건에서 지상 오존의 2ppb 증가를 유발한다.토양 산성화, 알루미늄 동원, 질산염 침출물(NO₃⁻)을 수생태계로 유입하는 것.^[6]

일단 서식지에 정착하면, 쿠두는 매우 빨리 자랄 수 있다.덩굴은 매일 0.3m(1피트)씩 성장한다.덩굴이 도달할 수 있는 최대 길이는 30m(98피트)이다.^[22]쿠쯔는 또한 탄소의 많은 부분을 뿌리 성장에 배정할 수 있어 빠른 성장을 위한 충분한 영양소를 획득할 수 있고 무뚝뚝하게 퍼질 수 있다.1차 칡뿌리의 무게는 180kg(400lb)이 넘고, 지름이 18cm(7인치)까지 자라며, 하루 깊이 3cm(1+1⁄8 인치)의 비율로 흙을 뚫고 들어갈 수 있다.칡은 줄기가 흙과 접촉하는 곳이면 어디서나 뿌리를 내릴 수 있어 넝쿨이 사방으로 자랄 수 있게 한다.일단 뿌리를 내리면 대부분의 줄기는 1년 이내에 서로 연결이 끊어져 각 줄기는 생리학적으로 독립된 개인이 될 수 있으며, 모집단을 제거하기 위해서는 모든 줄기를 치료하거나 제거해야 한다.^[7]

칡잎은 영양분을 얻고 빨리 퍼지는 능력 외에도, 광합성 생산성을 극대화하기 위해 태양의 움직임에 반응하여 움직인다는 뜻의 극열성 운동을 가지고 있다.^[7]쿠즈 역시 '구조적 기생충'으로, 자신을 지탱하기보다는 다른 식물과 건물 위에서 자라 빛에 도달한다는 뜻이다.빠르게 번식하고 퍼지는 능력은 관목, 나무, 숲을 빠르게 덮을 수 있게 하고, 그 아래 식물에서 나오는 태양 광선을 차단하여 광합성 생산성을 감소시키거나 완전히 제거한다.^[7]

경제적, 문화적 영향

미국 udzu의 경제적 영향은 산림 생산성에서 연간 1억 달러에서 5억 달러로 추산된다.^[7]또 칡을 통제하는 데는 헥타르당 연간 5000달러(약 2000달러/에이커) 정도가 소요된다.^[7]전력회사는 송전선의 손상을 수리하기 위해 연간 약 150만 달러를 지출해야 한다.그렇더라도 남쪽 곳곳에는 가끔 내리막선이 이어진다.^[7][1]

쿠즈 경영진은 빅스버그 국립 군사공원, 치카마우가 국립공원, 채타누가가 국립 군사공원, 그레이트 스모키 산맥 국립공원 등 동남권 국립공원 관리에 큰 관심을 갖고 있다.빅스버그에서 쿠쯔는 전체 공원의 2000에이커(810ha) 중 190에이커(77ha)를 침공해 공원의 역사적 가치를 떨어뜨릴 위험이 있다.^[1]

제어 및 제거 방법

미국 남동부에서 사용되는 쿠즈 성장을 억제하는 몇 가지 방법이 있다.여기에는 기계적, 화학적, 생물학적 방법이 포함된다.칡덩굴의 통제는 칡덩굴, 덩굴의 마디, 씨앗 등을 통해 퍼지기 때문에 어렵다.잔디 깎는 기계에 남은 뿌리 파편도 뿌리를 내리고 정착할 수 있다.^[22]

기계적인

미국 남동부에서 행해지는 대부분의 기계적인 칡 제거 수단은 덩굴을 깎거나 다시 깎는 것을 포함한다.이러한 방법은 제초제보다 더 효과적이지만 시간이 더 많이 걸린다.^[13]덩굴은 자라나는 계절에 다시 자라지 않도록 매달 1~2개씩 지상 바로 위로 깎아야 한다.이 칡 조절 방법을 사용할 때는 모든 식물 재료를 제거하거나 파괴(소에게 태워 먹이거나 먹이는 것)하여 넝쿨이 뿌리를 내리고 다시 자라는 것을 방지해야 한다.^[13]또 다른 기계적 제거 방법은 공장의 크라운을 제거하는 것이다.이 부분도 반드시 파괴하여 재이식을 방지해야 한다.^[8]

케미컬

udzu의 통제를 위한 다르고 시간이 덜 걸리는 옵션은 제초제를 사용한 치료다.일반적으로 사용되는 제초제로는 피클로람과 트리클로피가 있다. 가장 효과적인 것은 피클로람과 테부티우론이다.^[5]그러나 화학적 치료는 비용이 많이 들고, 공장을 완전히 없애려면 많은 양의 제초제(에이커 당 40–80 미국 갤런(370–750 L/ha))^[8]가 필요하다.제초제는 대표적인 성장기인 6~10월에 사용했을 때와 연달아 사용했을 때 가장 효과가 높은 것으로 나타났다.한 사례 연구는 불과 2년 후 칡의 성장이 현저하게 감소한 반면, 다른 연구에서는 최대 10년까지 제초제를 사용해야 했다.^[7][23]

제초제 이외의 화학적 제거의 또 다른 형태는 토양 태양화다.토양태양화는 태양열로 강화된 토양의 열을 이용하여 식물의 뿌리계를 죽임으로써 농약 등 더 위험한 (화재 기반)식물의 통제를 피하는 열(열) 방법이다.^[24]토양태양화는 토양에 있는 미세유전체와 마크롱유전체에 영향을 미친다.이 조절 방법의 가장 두드러진 효과는 칼륨의 증가다.태양화가 진행 중인 모든 토양에서 칼륨의 수치가 높아진 것은 K가 칡 식물 조직을 분해하는 과정에서 성공적으로 방출되었음을 보여준다.태양열에 의한 칼륨 수치의 증가는 높은 풍화 경향이 있고 일반적으로 칼륨 함량이 낮은 미국 남동부의 토양에 중요하다.^[24]

생물학적

화학적 치료는 장기 방제에 효과적이지 않고 기계적인 제거도 마찬가지로 장기 방제에 어렵고 비용이 많이 들기 때문에 udzu는 생물학적 해충 방제에 적합한 후보자로 꼽힌다.^[15]칡의 성장을 조절하기 위해 이미 몇 가지 생물학적 수단이 있고 더 많은 방법이 시행될 수 있다.칡덩굴, 곤충 초식동물, 곤충 종자 포식 등은 칡의 밭에서 높은 수준으로 발생한다.^[7]노스캐롤라이나에서 연구된 개체군에서 최대 81%의 씨앗이 피해를 입힐 정도로 종자 포식 현상이 상당히 만연해 있다.다른 조사는 25종의 곤충이 칡에서 먹이를 먹는다는 것을 발견했다.^[7]이 조사로부터, 다른 알려진 숙주가 없는 잎사귀와 톱파리 몇 마리가 확인되었다.^[7]또 별도의 연구 결과 칡뿌리에서 애벌레 발육을 완료한 칡뿌리(kudzu)와 칡뿌리(kudzu)의 줄기를 공격한 두 마리의 쇠똥구리와 여덟 마리의 쇠똥구리가 발견됐다.^[7]잠재적 제어제 평가 시 제어제의 범위를 고려해야 한다.칡을 먹고사는 유기체는 콩이나 돼지갈비처럼 농업에 중요한 유사한 비표적 종을 먹이로 하는 경우가 많다.이러한 비목표식 발전소를 공급하기 위한 실험실 및 현장 시험에서 잠재적 대조군은 거부되어야 한다.^[15]

잠재적인 생물학적 통제제로 확인된 질병들 중에서 진균 병원체 Myrotecium verrucaria가 매우 유망한 것으로 나타났다.질병의 발생은 약 30–40 °C(86–104 °F)로 매우 높으며, 이는 현장 조건과 일치한다.또 곰팡이가 도포된 부위 이외에는 번지지 않는다.그러나 이 생물학적 통제제의 한 가지 중요한 단점은 포유류에게 매우 독성이 강하기 때문에 이 유기체를 다루는데 있어 극도의 주의를 기울여야 한다는 것이다.^[7]다른 병원균들은 잠재적인 생물학적 통제제로서 실험되었지만, 효과가 없는 것으로 증명되었다.^[7]

동물

현재, 염소와 돼지에 의한 방목은 덩굴을 통제하는 최선의 방법이다.^[22]칡을 다스리는 또 다른 방법은 염소와 양이다.작은 무리는 매일 1에이커(0.40 ha)의 칡을 줄일 수 있다.^{[citation needed]}

참고 항목

• 미국의 환경문제
• 미국의 침습종

참조

외부 링크

• USDA 국립침습종 정보센터의 쿠즈