새로운 모델에 따르면 식물은 우리가 생각했던 것보다 20% 더 많은 이산화탄소를 흡수할 수 있습니다.

기후 변화와 그것이 지구에 미치는 광범위한 영향을 둘러싼 연구 분야에서는 보고할 좋은 소식이 거의 없지만, 국제 과학자 팀이 축하할 만한 작은 승리를 발견했을 수도 있습니다. 웨스턴 시드니 대학교의 Jurgen Knauer가 이끄는 과학자들은 현실적인 생태학적 모델링을 사용하여 인간이 대기 중으로 펌핑하는 이산화탄소의 실제 양이 지구 식물에 흡수되어 금세기 말까지 약 20% 증가할 수 있다는 사실을 발견했습니다.

"우리가 발견한 것은 IPCC(기후 변화에 관한 정부 간 패널)와 같은 기관이 지구 기후 평가를 알리는 데 사용되는 잘 확립된 기후 모델이 식물이 광합성을 수행하는 주요 생리학적 과정의 일부 효과를 고려한다면 식물의 탄소 흡수가 21세기 말까지 더 강력하고 지속적이 될 것이라고 예측한다는 것입니다."라고 Knauer는 말했습니다.

생태계의 수학적 모델은 복잡한 생태학적 과정을 이해하고 이를 기반으로 하는 실제 생태계가 어떻게 변할지 예측하는 데 사용됩니다. 연구자들은 모델링이 복잡할수록 결과가 더 놀랍고 환경에 더 좋다는 것을 발견했습니다.

연구팀은 현재 모델이 그렇게 정교하지 않기 때문에 식생에 의한 미래 CO2 흡수량을 과소평가할 가능성이 높다고 덧붙였습니다.

연구팀은 잘 확립된 인구 대기-생물권 토지 교환(CABLE) 모델을 사용하여 세 가지 생리적 요소, 즉 잎 내에서 이산화탄소가 얼마나 효율적으로 이동하는지, 식물이 주변 온도 변화에 어떻게 적응하는지, 식물이 영양분을 가장 경제적으로 할당하는 방법을 고려했습니다. 연구진은 최근 데이터와 연구를 사용하여 모델을 구축한 후 강력한 기후 변화 시나리오에 대한 변수를 추가하여 세기 말까지 식물이 대기에서 얼마나 많은 이산화탄소를 흡수할지 확인했습니다.

연구팀은 8가지 모델 버전으로 실험을 반복한 후 세 가지 요소를 모두 고려한 가장 복잡한 버전이 가장 간단한 공식보다 약 20% 더 높은 최대 이산화탄소 흡수량을 예측한다는 사실을 발견했습니다.

"우리는 이산화탄소가 잎 내부에서 얼마나 효율적으로 이동하는지, 식물이 온도 변화에 어떻게 적응하는지, 식물이 캐노피에 영양분을 가장 경제적으로 분배하는 방법과 같은 요소를 고려했습니다."라고 Knauer는 말했습니다. "이것들은 탄소를 '고정'하는 식물의 능력에 영향을 미치는 세 가지 매우 중요한 식물 반응 메커니즘이지만 대부분의 글로벌 모델에서는 종종 무시됩니다."

이러한 모델은 식물 생리학, 특히 광합성의 전반적인 과정에 초점을 맞추고 있지만 식물이 이전에 생각했던 것보다 더 열심히 일할 수 있음을 시사합니다. 우리는 이전 연구를 통해 식물이 이산화탄소 농도가 높은 환경에서 광합성 속도를 높이지만 이는 수분이 잘 공급되는 경우에만 가능하다는 것을 알고 있습니다. 그러나 이는 결정적인 요인이라기보다는 희망적인 면에 가깝습니다.

Knauer는 "식물은 매년 많은 양의 이산화탄소(CO2)를 흡수하여 기후 변화의 해로운 영향을 완화하지만, 앞으로도 계속해서 CO2를 흡수할 수 있는 정도는 불확실합니다"라고 경고했습니다.

광합성을 단순화하면 식물은 대기에서 이산화탄소를 포착하고 태양 에너지를 사용하여 가스를 성장과 대사 활동에 사용할 수 있는 당으로 "고정"합니다. 이산화탄소의 약 절반은 호흡을 통해 공기 중으로 다시 유입되고 나머지 절반은 식물의 바이오매스에 남아 있습니다. 결국, 그 절반은 다시 분할되어 죽은 식물의 바이오매스가 분해되어 대기로 더 많이 방출되고, 나머지 절반은 잠재적으로 수백 년 동안 토양에 저장됩니다.

이러한 탄소 흡수원은 지난 20년 동안 크기가 커졌으며, 이는 식물이 더 높은 농도의 인위적 이산화탄소를 처리하는 데 얼마나 열심히 노력하는지 보여줍니다. 초기 모델은 또한 식물의 더 큰 탄소 흡수원과 증가된 광합성 활동이 지구 대기에 도움이 될 것이라고 제안했습니다.

Western Sydney University의 Hawkesbury Institute for the Environment 교수 겸 연구 소장인 Ben Smith는 이렇게 말했습니다. "식물 광합성과 같은 탄소 순환의 주요 과정에 대한 우리의 이해는 최근 몇 년간 큰 발전을 이루었습니다. 우리가 기후 및 배출 정책을 수립하기 위해 의존하는 복잡한 모델에 새로운 지식이 통합되는 데는 항상 시간이 걸립니다. 우리 연구에 따르면 이러한 모델의 최신 과학 지식을 충분히 고려하면 상당히 다른 예측이 가능하다는 사실이 밝혀졌습니다."

"우리의 연구 결과는 미래에 증가하는 지하 흡수원에서 우리가 관찰한 추세가 다른 모델에 의해 복제되는지 확인하기 위해 다른 팀이 모델을 업데이트하도록 동기를 부여하는 데 영향을 미칠 가능성이 있습니다. 대표 글로벌 모델 세트가 주요 추세 또는 패턴에 동의하는 경우에만 이 추세 또는 패턴에 의존하여 정책을 안내할 수 있습니다."

이것은 좋은 소식이지만 식물이 모든 무거운 작업을 수행할 것으로 기대할 수는 없다고 팀은 말합니다. 정부는 여전히 배출 감소 의무를 준수해야 할 책임이 있습니다. 그러나 이 모델은 녹화 프로젝트의 가치와 지구 온난화 방지를 위한 포괄적인 접근 방식에서의 중요성을 강력하게 보여줍니다.

Smith는 다음과 같이 말했습니다. "이러한 예측은 순 배출 제로를 달성하는 데 필요한 다양한 접근법 중 하나인 재녹화와 같은 자연 기반 솔루션에 중요한 의미를 갖습니다. 우리의 연구 결과는 이러한 접근법이 이전에 생각했던 것보다 기후 변화를 완화하는 데 더 오랜 기간 동안 더 큰 영향을 미칠 수 있음을 시사합니다. 나무를 심는 것만으로는 우리의 모든 문제를 해결할 수 없으며 기껏해야 사회가 화석 연료에서 벗어나는 전환기에 역할을 할 것입니다. 궁극적으로 우리는 모든 분야에서 배출을 제거해야 합니다. 나무 심기 혼자서는 인류에게 감옥에서 탈출하는 금메달을 선사할 수 없습니다."

이 연구는 Science Advances 저널에 게재되었습니다.