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2016년 9월 7일 수요일

이산화탄소 농도 증가에도 대두 수확량은 이득이 없다?



(The Soybean Free Air Concentration Enrichment system at the University of Illinois allows researchers to simulate future atmospheric conditions to determine their effects on plants. Here, professor Andrew Leakey, right, works with research assistants Lindsey Heady and David Marshak in the SoyFACE facility. Credit: Don Hamerman)


 지구 대기 중 이산화탄소 농도는 산업혁명전의 280ppm에서 이제는 400ppm도 넘었고 매년 수 ppm 씩 꾸준히 증가 중에 있습니다. 비록 이를 줄이기 위한 노력이 진행 중이지만, 한동안 이 추세는 계속될 수밖에 없는 상황입니다. 


 대기 중 이산화탄소 농도 증가는 생태계에 매우 다양한 영향을 미칠 수 있습니다. 예를 들어 식물 성장에는 도움이 되겠지만, 반대로 녹조 증가 등의 위험성도 같이 가지고 있으며 해양 생태계에서는 해양 산성화로 인한 생태계 충격이 이미 일어나고 있습니다.


 일리노이 대학의 앤드류 리키(Andrew Leakey) 교수와 그의 동료들은 시뮬레이션 예측과 실제 식물을 대상으로 한 실험을 이용해서 앞으로 대두 (Soybean) 수확량이 이산화탄소 농도 증가에도 불구하고 가뭄으로 인해 큰 이득이 없을 것으로 예상했습니다. 


 사실 이산화탄소 농도가 증가하면 광합성에 필요한 재료가 증가하는 만큼 식물의 성장을 촉진합니다. 동시에 농작물을 더 고위도 지역에서 재배할 수 있게 되면서 캐나다나 러시아 같은 경우는 다소 이득을 볼 수 있을 것으로 예상됩니다. 


 하지만 동시에 더 많은 양의 물을 필요로 하는 만큼 이 문제가 해결되지 않으면 단위 면적당 수확량은 증가하지 않을 것입니다. 연구팀은 다양한 시나리오에서 2050년까지 대두 수확량을 연구했습니다. 그 결과 이산화탄소 비료 효과에도 불구하고 가뭄과 더 많은 농업 용수 수요로 인해 수확량 증가는 기대하기 어려운 것으로 나타났습니다. 이는 Soybean Free Air Concentration Enrichment (SoyFACE) 실험 결과 내린 결론입니다. 


 이산화탄소 증가는 기온 상승을 부르고 이는 물을 더 빨리 증발시키는 결과로 나타납니다. 물론 이로 인해 강수량이 더 많아지는 지역도 나타나지만, 기후 변화에 따라서 일부 지역에서는 가뭄이 더 빨리 나타날 수밖에 없습니다. 이렇게 되면 다른 조건 (이산화탄소 농도 증가)가 좋아져도 작황이 더 좋아지지 않는 것이죠. 연구팀은 2050년에 이번 세기 초보다 이산화탄소 농도가 15% 증가해도 건조한 토양 때문에 실제 수확량 증가는 거의 제로에 가까울 것으로 예상했습니다. 


 이와 같은 연구는 과학적으로만 중요한 것이 아니라 앞으로 농업 정책을 비롯한 기후 변화 대책에도 중요합니다. 이미 변화는 어쩔 수 없는 일이고 여기에 맞춰 여러 대책을 마련해야 하는 상황인 것이죠. 우리 나라 역시 최근 몇 년간 가뭄이 더 심해지고 있는 만큼 이것이 더 장기적인 추세가 될지에 대한 연구와 대책이 필요해 보입니다. 


 참고 

Intensifying drought eliminates the expected benefits of elevated CO2 for soybean, Nature Plants, DOI: 10.1038/nplants.2016.132 

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