질소가 건조지역 토양을 산성화시켜 탄소배출
대기오염으로 오염된 토양은 오히려 탄소를 배출한다는 연구결과가 나왔다.
미국 캘리포니아대학리버사이드(UCR) 연구팀이 지난해 12월 보고한 연구에 따르면, 화석연료 연소로 방출된 질소가 건조토양을 탄소배출원으로 만드는 것으로 나타났다.
연구팀이 미국 캘리포니아 샌디에이고와 어바인 인근 생태보호구역의 토양을 채취해 조사한 결과 특정조건에서 질소가 건조지역 토양을 산성화시키고 칼슘을 침출시켰다. 이 과정에서 탄소가 칼슘에 결합해 토양을 빠져나오는 것이다.
화석연료의 사용으로 질소가 대기중에 배출되면서 대기의 질소 수치는 1850년 이래로 3배나 높아졌다. 그리고 지구 육지면적의 약 45%를 차지하는 건조지역 토양은 수분 유지능력 및 유기물 함량이 낮고 세계 탄소의 많은 양을 저장하는 역할을 한다.
많은 경우 질소가 토양의 탄소저장능력에 영향을 미치는 과정은 생물학적으로 이뤄진다. 이는 식물성장을 촉진하고 미생물의 분해속도를 늦춘다. 그러나 연구에서 조사된 탄소침출과정은 비생물학적이라는 점이다.
pH는 산성 또는 알칼리성(염기성)을 나타내는 척도다. 일반적으로 토양은 산도 대신 칼슘 등의 요소를 방출해 pH의 급격한 변화에 저항한다. 연구에 따르면 일부 현장에서 토양이 칼슘을 방출해 질소에 의한 산성화에 저항하는 과정이 관찰됐다. 이때 칼슘과 결합해 안정화된 탄소 일부가 손실된 것이다.
연구의 공동저자 피터 호먀크(Peter Homyak) UCR 환경과학 조교수는 "식물의 비료로 사용되는 질소가 미생물 활동뿐만 아니라 식물의 성장을 촉진해 토양의 탄소저장량을 증가시킬 것으로 기대했지만 결과는 그 반대였다"고 밝혔다. 연구의 제1저자 요한 퓌스푀크(Johann Püspök) UCR 환경과학 대학원생은 "실제 얼마나 많은 육지토양이 질소오염에 영향을 받고 있는지는 추후 연구를 통해 밝혀야 한다"고 했다.
다만 현재로선 이런 현상을 되돌릴 빠른 해결책이 없어 연구팀은 가능한 한 배출량을 줄일 것을 권고했다. 호먀크 교수는 "화석연료 연소로 인한 대기오염은 인간의 건강을 포함한 많은 것들, 건조지대의 탄소저장량에도 영향을 미칠 수 있다"며 "대기오염을 줄여야 한다"고 강조했다.
이번 연구결과는 '글로벌체인지바이올로지(Global Change Biology)' 학술지에 게재됐다.
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