[전남인터넷신문]지구 온난화는 대기 중의 이산화탄소 농도 상승이 주요 원인인 것으로 알려져 있다. 이산화탄소(이하 탄소)는 식물이 광합성을 하면서 흡수하는 물질이므로 식물이 광합성 활동을 활발하게 할수록 대기 중의 탄소가 많이 흡수된다.

식물의 광합성 활동은 식물의 기본적인 기능 중 하나이다. 인간과 같은 동물은 다른 동식물을 먹음으로써 에너지를 얻고 있다. 대부분의 식물은 다른 동식물을 먹지 않지만 동물과 마찬가지로 에너지가 없으면 살 수 없다. 그래서 빛을 이용하여 에너지를 만들어내는 시스템을 가지고 있으며, 이 시스템이 광합성이다.

식물이 광합성 작용으로 탄소를 흡수하게 되면 대기 중의 탄소 농도가 낮아지게 되므로 열대우림 등의 숲은 큰 나무로 구성되어 있어 그만큼 많은 탄소를 많이 흡수하게 되고, 탄소의 감축에 효과적일 것으로 생각하기 쉽다.

그런데 그렇지 않다. 식물은 광합성에 의해 흡수한 탄소를 호흡에 의해 방출한다. 호흡 외에도 낙엽과 죽은 식물체, 죽은 뿌리 등과 이것에서 유래된 토양의 유기물은 토양 동물과 미생물에 의해 분해되어 탄소를 다시 대기로 되돌린다.

식물이 흡수한 탄소를 대기 중으로 되돌리는 양은 식물의 종류, 온도, 토양 조건 등 여러 가지 요인에 의해 좌우되므로 인간의 경제활동에 따른 수지타산(收支打算)에 비유할 수 있다. 수지타산(收支打算)은 '수입과 지출을 따져 헤아린다'는 뜻이다. '수지'라는 단어는 수입과 지출을 의미하고, '타산'은 자신에게 도움이 되는지를 따져 헤아림을 뜻한다.

사람들의 경제활동에 따른 수지타산 측면에서 저금하려면 ‘지출’보다 ‘수입’이 많아야 한다. 여기서 지출은 주로 식물의 호흡이나 토양 미생물의 활동에 의해 탄소가 배출되는 것이고, 수입은 식물의 광합성에 해당된다.

수지 측면에서 나무와 잔디를 비교해보면 나무는 잔디보다 몸집이 크므로 탄소의 양이 많다고 생각되기 쉽다. 잎의 순 탄소 흡수량(또는 속도)은 광합성에 의한 탄소 흡수량(또는 속도)에서 호흡에 의한 탄소 방출량(또는 속도)을 뺀 만큼이다. 잎만으로 생각하면, 단위 시간, 단위 잎 면적당의 탄소 흡수 속도는 잔디와 수목 간에 큰 차이가 없거나, 잔디가 높은 경우도 많다.

그런데 연간으로 생각하면 잔디는 잎이 출엽해서 자라는 기간이 짧으므로 상록수에 비해 잎에 의한 순 탄소의 흡수 총량은 적어진다. 식물은 잎 이외의 부위에서도 호흡을 해 탄소를 다시 대기 중에 방출한다. 수목은 몸집이 크므로 호흡량도 많아지고, 1년초와 같이 겨울에 시든 풀에 비해 수목은 일년내내 살아 있으므로 호흡량이 풀보다 더 많아진다. 이러한 점에서 연간 탄소의 순 흡수량, 즉 흡수분에서 방출분을 뺀 탄소의 수지는 나무와 잔디에서 별다른 변화가 없다.

초원과 따뜻한 기후 지역 숲의 탄소수지를 비교할 때는 식물뿐만 아니라 토양 유기물과 미생물의 작용을 보아야 한다. 낙엽과 죽은 가지, 죽은 뿌리 등에서 유래하는 토양의 유기물은 토양 동물과 미생물에 의해 분해되어 탄소로 다시 대기로 돌아간다.

그런데 대부분의 자연 초원은 건조하거나 춥다. 또는 건조와 추운 기후 조건에 놓여 있다. 이러한 기후에서는 잔디 잎 등 지상 부분은 동물이나 가축에 의해 먹어 버리므로 결과적으로 탄소는 주로 토양에 축적된다. 식물의 많은 부분이 뿌리와 지하 줄기로 토양에 있으면서 탄소를 저장하는데, 초원 지역은 따뜻하고 습한 산림 환경보다 미생물에 의한 유기물의 분해가 느려진다.

일부 습지와 고산초원의 토양은 삼림토양보다 탄소 축적량이 훨씬 높다는 보고도 있다. 그래서 식물, 토양 및 기후 환경을 종합적으로 생각하면 지구 전체의 초원과 삼림에서는 단위 면적당 탄소 축적량은 큰 차이가 없다고 할 수가 있다. 지구상의 숲과 초원의 면적은 거의 동일하므로 육지의 탄소수지를 고려할 때, 초원은 숲과 마찬가지로 중요하다.

식물의 탄소수지에는 위와 같이 초본과 목본, 초지와 숲 지역, 기후별에 따라 다양한 요인이 영향을 미치고 있다. 그 원리가 효과적인 탄소중립 교육, 탄소중립의 실천에 활용되길 바란다.

[자료출처]

草原の炭素収支と温暖化(https://www.nies.go.jp/kanko/kankyogi/63/column2.html)

허북구. 2022. 미래를 바꾸는 탄소농업. 중앙생활사.