기후변화로 겨울 온도가 오르면 미생물이 대기에서 흡수하는 탄소가 급격히 줄어든다는 연구 결과가 나왔다. 티베트 고원이나 극지방처럼 겨울철 온도가 낮은 지역은 이런 변화에 더욱 취약하다. 탄소 흡수가 격감하면 기후변화가 지금까지 예측보다 더 빠른 속도로 진행될 수 있다는 의견도 나왔다.
링닝 중국 란저우대 자원환경과학과 교수 연구진은 “지구 온난화로 토양 미생물이 흡수하는 탄소의 양이 최대 59% 감소할 것이라고 15일 밝혔다. 연구 결과는 이날 ‘미 국립과학원회보(PNAS)’에 실렸다.
미생물은 토양의 기능 유지에 중요한 역할을 한다. 토양 미생물은 흙에 포함된 유기물을 분해하거나 탄소, 질소 같은 주요 원소의 순환을 담당한다. 토양 미생물이 대기에서 흡수하는 탄소량은 연간 600억~750억t에 달한다고 알려졌다.
연구진은 기후변화가 미생물의 탄소 효율에 미치는 영향을 분석했다. 탄소 사용 효율성은 미생물이 흡수한 탄소를 자신의 신체 구성이나 에너지원으로 전환한 비율을 의미한다. 탄소 사용 효율성이 낮아지면 미생물이 흡수하는 탄소량보다 호흡으로 인해 방출하는 이산화탄소의 양이 많아지면서 지구 온난화를 가속할 수 있다.
연구진은 2011년부터 해발 3200m 티베트 고원에서 진행한 토양 온난화 실험 데이터를 분석했다. 계절에 상관 없이 기온이 섭씨 2도 오른 환경과, 계절에 따라 겨울에는 약 2.5도, 여름에는 0.5도 기온이 오른 환경을 만들고 토양 미생물의 성장률을 확인했다.
실험 결과, 온도가 균일하게 올랐을 때 미생물의 성장률은 31%, 탄소 사용 효율성은 22% 감소하며 대기 중 탄소 흡수량이 전반적으로 감소하는 것으로 나타났다. 하지만 탄소 흡수량 저하율는 계절에 따라 온도가 다르게 올랐을 때 더 컸다. 토양 미생물은 겨울이 더 따듯해진 조건에서 성장률은 27%로 큰 차이가 없었으나, 탄소 사용 효율성은 59% 감소하며 탄소 흡수량이 절반 이상 떨어지는 것으로 나타났다.
연구진은 이번 연구가 지구 전체의 온도 상승뿐 아니라 계절별 온도 차이가 생태계에 미치는 영향을 분석했다고 밝혔다. 링 교수는 “티베트 같은 고산 지대, 극지방은 지구 온난화로 겨울철 기온이 빠르게 오르고 있다”며 “이 지역에서 탄소 흡수량이 크게 감소할 수 있다는 것이 확인됐다”고 설명했다.
또 현재 기후 모델은 미생물의 탄소 흡수량을 고려하지 않는 만큼, 이를 고려한 새로운 모델을 도입해야 한다고 주장했다. 미생물의 탄소 흡수량이 떨어지는 것을 감안하면 기후변화를 늦추기 위해 감축해야 하는 탄소의 양은 더 늘어날 수 있다는 것이다.
연구진은 “지구 온난화가 미생물과 토양 생태계에 미치는 영향에 대해 심도 깊은 연구가 필요하다”며 “이를 바탕으로 한 탄소 순환 모델을 개발해 기후 변화를 예측하고 대응 방안을 마련해야 한다”고 했다.
참고 자료
PNAS(2024), DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.2401523121