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이산화탄소 농도 증가가 사바나의 풀 성장 속도 촉진한다.


 (Public domain)

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대기 중 이산화탄소 농도 증가는 온실 효과를 증가시켜 지구 온난화를 유발하고 있습니다. 지구 기온의 급격한 상승은 인간을 포함한 지구 생명체 대부분에 재앙이지만, 이산화탄소 농도 증가 자체는 식물에게 도움이 될 수 있습니다. 실제로 지구 여러 지역의 숲에서 이산화탄소 비료 효과가 관찰되고 있습니다.

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셰필드 대학교 생명과학부의 킴벌리 심슨 박사 (Dr. Kimberley Simpson, research fellow in the University of Sheffield's School of Biosciences)와 동료들은 대기 중 이산화탄소 농도 증가가 아프리카 사바나의 풀 성장을 촉진하고 있다는 연구 결과를 저널 네이처에 발표했습니다.

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연구팀은 이산화탄소 농도 증가가 C4 식물에 미치는 영향을 조사했습니다. C4 식물은 옥수수나 수수 같은 풀을 의미하는데, 이산화탄소를 처음 고정할 때 탄소 4개짜리 화합물인 옥살아세트산을 만드는 식물입니다. 이들은 낮은 이산화탄소 농도에서도 잘 자랍니다.

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하지만 이산화탄소 농도가 증가하면 광합성 효율이 증가하는 것은 C4 식물도 마찬가지입니다. 과거에는 이들이 상대적으로 이산화탄소 농도 증가에서 얻는 이점이 없다고 생각했으나 이번 연구는 이런 통념을 뒤집었습니다.

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연구팀은 이산화탄소 농도가 높을수록 아프리카의 사바나 풀들이 잎을 통한 수분 손실을 줄이는 데 도움이 된다는 것을 발견했습니다. 이를 통해 물이 부족할 때에도 풀이 광합성을 유지하고 지상부 성장을 촉진할 수 있습니다.

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연구팀은 남아프리카공화국 크루거 국립공원의 533개 지역에서 실시된 70건의 이산화탄소 실험과 32년간의 풀 생산량 기록을 분석했습니다. 데이터 분석 결과 연구팀은 공원 내 잔디 생산량이 1989년과 2021년 사이에 28% 증가한 것을 확인했습니다.

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다른 이유에 의한 가능성을 배제하기 위해 연구팀은 강우량, 기온, 방목, 산불, 질소 오염, 풀 종류의 변화 등 다른 가능한 원인들을 조사했습니다. 그러나 이러한 요인들 중 어느 것도 급격한 증가를 완전히 설명하지 못했습니다.

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성장 속도 증가 추세는 같은 기간 동안 대기 중 이산화탄소 농도 증가 추세와 가장 일관성이 있었습니다. 그리고 잔디 성장량의 상대적 증가는 공원에서 가장 건조한 지역에서 가장 두드러지게 나타나 실험 결과를 뒷받침했습니다.

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사바나는 지구 육지 표면의 약 5분의 1을 차지하며 전 세계 식물 생산성의 약 30%에 기여합니다. 풀의 성장이 증가하는 것이 긍정적으로 보일 수 있지만, 연구자들은 이것이 복잡하고 광범위한 결과를 초래할 수 있다고 경고합니다. 이를 정리하면

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화재 위험: 풀이 많아지면 사바나 화재의 연료가 증가할 수 있습니다.

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야생 동물: 초목 증가로 동물의 먹이가 늘어나면 야생 동물의 분포가 바뀔 수 있습니다.

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탄소 저장량: 잔디밭이 넓다고 해서 장기적인 탄소 저장량이 자동으로 증가하는 것은 아닙니다.

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나무와 달리 풀은 많은 양의 탄소를 바이오매스 형태로 저장하지 않습니다. 동물이 먹거나 불에 타버리면 탄소의 상당 부분이 빠르게 대기 중으로 다시 방출됩니다. 따라서 이산화탄소 농도 증가를 억제하는 효과는 제한적일 것으로 추정됩니다.

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연구팀의 기후 모델 시뮬레이션에 따르면 이산화탄소 증가로 인한 야생 사바나 초원 생산량 증가는 21세기까지 지속될 수 있습니다. 미래 기온 상승과 강수량 감소는 이러한 효과를 약화시키기는 하지만 완전히 없애지는 못합니다.

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또 다른 흥미로운 결과 중 하나는 크루거 국립공원에서 시간이 지남에 따라 키가 크고 생산성이 높은 풀 종이 점점 더 우세해졌다는 점입니다. 이는 식물 뿐 아니라 동물에도 영향을 미칠 수 있는 의외의 결과입니다.

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다만 이런 다양한 효과가 결국 이산화탄소 농도 증가 추세를 막을 순 없고 이로 인한 기후 변화도 막을 수 없습니다. 장기적으로 봐서 이산화탄소 농도 증가 추세를 막지 못하면 우리는 더 뜨겁게 불안정한 미래 기후 속에 살아야 할 것입니다.

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참고

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https://phys.org/news/2026-08-carbon-dioxide-supercharging-grass-growth.html

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Kimberley J. Simpson et al, Increasing CO2 levels fertilize C4 grass production, Nature (2026). DOI: 10.1038/s41586-026-10935-4

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