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美 연구팀 "광합성 해도 성장하지 않을 수 있어…탄소 저장량 과대평가 가능성"
(서울=연합뉴스) 이주영 기자 = 대기 중 이산화탄소(CO₂) 증가로 식물의 광합성이 활발해지면 숲에 저장되는 탄소량도 계속 증가할까?
이산화탄소 농도 상승이 광합성을 강화하고 나무 생장을 촉진해 목재에 저장되는 탄소량이 증가할 것이라는 예측과 달리 실제로는 광합성과 나무 생장이 분리돼 숲의 탄소 저장량 증가 폭이 예상보다 작을 수 있다는 연구 결과가 나왔다.
기사 내용과 직접 관련 없음. [연합뉴스 자료 사진]
미국 컬럼비아대 기후대학원 라몬트-도허티 지구관측소 무쿤드 팔라트 라오 박사팀은 13일 과학 저널 사이언스 어드밴시스(Science Advances)에서 북미 참나무 8종을 분석한 결과, 나무는 생장이 멈춘 뒤에도 수개월 동안 광합성을 계속하는 것으로 나타났다며 이같이 밝혔다.
연구팀은 이 결과는 '광합성 증가가 곧 목질 생체량 증가로 이어진다'는 현 지구시스템 모형들의 전제를 재검토할 필요성을 시사한다고 말했다.
식물은 광합성을 통해 대기 중 이산화탄소를 흡수하고 이를 당으로 전환한다. 흡수된 탄소 중 일부는 줄기와 가지, 뿌리 등 목질 조직으로 저장되고, 일부는 잎과 열매를 만드는 데 사용되거나 전분 형태로 일시 저장되기도 한다.
특히 목질 조직에 저장된 탄소는 수십~수천 년 동안 대기로 되돌아가지 않을 수 있어 숲은 중요한 탄소 흡수원 역할을 하기 때문에 광합성과 나무 생장이 얼마나 밀접하게 연결돼 있는지는 탄소 순환과 기후변화 예측에 핵심 요소로 꼽힌다.
연구팀은 이 연구에서 미국 동부와 캘리포니아주의 137개 지점에서 참나무류 8종을 대상으로 광합성 탐지 위성영상 자료와 수관부 이산화탄소 측정 자료, 줄기 생장 센서 자료, 나이테 기록, 기후 자료 등을 종합 분석했다.
분석 결과 미국 동부의 참나무는 주로 5~7월에 생장하지만 광합성은 10월까지 계속됐으며, 연간 광합성으로 고정된 탄소량의 약 36%는 생장이 멈춘 늦여름 이후에 발생한 것으로 나타났다.
캘리포니아 지역 참나무도 12~4월에 주로 생장한 뒤 한여름부터 생장이 둔화해 8월에는 중단됐지만 이후에도 광합성은 계속됐으며, 참나무가 연간 광합성으로 고정한 탄소의 약 26%는 생장 종료 후에 발생했다.
연구팀은 광합성과 생장 분리가 수분 부족과 관련이 있는 것으로 분석했다.
나무는 성장하려면 세포를 팽창시키는 내부 수압이 필요한데 건조하고 더운 환경에서는 수분 부족으로 이런 압력을 유지하기 어려워지는 반면 광합성은 수분이 부족한 상태에서도 약간 감소한 수준으로 계속 진행될 수 있다는 것이다.
연구팀은 생장 종료 후 흡수된 탄소 중 일부는 다음 해 생장을 시작하는 데 사용되지만, 상당 부분은 새 잎이나 뿌리 생성 또는 세포 유지에 쓰인다며 흡수된 탄소가 모두 장기 저장되는 목질 조직으로 전환되는 것은 아니라고 설명했다.
이어 광합성과 생장 분리는 매우 습한 상태와 매우 건조한 상태가 번갈아 나타나는 해에 특히 두드러졌다며 이는 기후변화로 강수와 가뭄의 변동 폭이 커질 경우 광합성과 생장 간 분리 현상이 더 빈번해질 수 있음을 시사한다고 말했다.
라오 박사는 "미래에 광합성이 더 많이 일어난다고 해서 반드시 나무 생장이 증가하는 게 아닐 수도 있다"며 "광합성과 목질 생체량이 긴밀하게 연결돼 있다고 가정하는 현 지구시스템 모델들이 숲의 장기적인 탄소 격리 능력을 과대평가하고 있을 수 있다"고 지적했다.
◆ 출처 : Science Advances, Mukund Palat Rao et al., 'New Research Indicates That in the Future, Trees May Store Less Carbon Than Expected', http://dx.doi.org/10.1126/sciadv.ady7139
scitech@yna.co.kr
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