본 기사는 ENN이 전하는 최신 환경뉴스입니다. 앞으로 본지는 ENN은 물론 전세계 환경전문 언론에서 전하는 세계 환경문제도 함께 전달, 보도할 예정입니다. (편집자주)

 

숲은 어떻게 냄새가 나는가 – 기후에 대한 위험?

라이프치히 대학, TROPS 및 iDiv의 생물다양성과 기후의 연관성에 대한 새로운 연구

 

 

[2023년 12월15일 = ENN] 라이프치히. 식물은 서로 의사소통을 하기 위해, 초식 동물을 저지하기 위해, 변화하는 환경 조건에 대응하기 위해 등 다양한 이유로 냄새를 방출한다.

라이프치히 대학교, 라이프니츠 대류권 연구소(TROPOS), 독일 통합 생물다양성 연구센터(iDiv)의 학제간 연구진은 생물다양성이 이러한 물질의 배출에 어떤 영향을 미치는지 조사하기 위한 연구를 수행했다.

처음으로, 이들은 종이 풍부한 숲이 단일 재배보다 대기 중으로 이러한 가스를 덜 배출한다는 것을 보여줄 수 있었다. 이전에는 종이 풍부한 숲이 더 많은 배출을 한다고 가정했다.

라이프치히 팀은 이제 이러한 가정을 실험적으로 반증할 수 있었다. 이들의 연구는 '지구와 환경 커뮤니케이션(Communications Earth & Environment)' 저널에 게재되었다.

 

식물 냄새가 대기권을 관통한다.

식물은 서로 소통하고 환경과 소통하기 위해 다양한 유기 화합물을 생산한다. 이들은 테르펜과 같은 생물학적 휘발성 유기 화합물(BVOCs)로 알려져 식물에게 특징적인 향기를 주고 해충을 퇴치하는 데 도움을 준다.

이러한 물질은 화학적 신호 역할뿐만 아니라 기후, 대기 질 및 대기 화학을 조절하는 역할을 한다. 식물이 배출하는 이러한 BVOCs가 공기 중에서 생물학적 2차 유기 에어로졸(BSOAs), 즉 대기 중의 입자를 형성하기 때문이다. 이러한 에어로졸은 차례로 공기 질, 구름 형성 및 기후에 영향을 미친다.

 

MyDiv 실험: 다양한 수종을 가진 구획에서의 측정

하지만 생물의 다양성이 떨어지거나 식물들이 가뭄으로 스트레스를 받을 때 공기 중 에어로졸의 배출과 농도는 어떻게 변할까?

라이프치히 대학의 과학자 안바르 사나에(Anvar Sanaei) 박사와 알렉산드라 바이겔트(Alexandra Weigelt) 교수가 이끄는 학제간 팀과 TROPS와 iDiv의 다른 연구원들은 이 질문을 조사했다. 과학자들은 MyDiv 나무 다양성 실험 장소에서 데이터를 수집했다.

작센안할트의 Bad Lauchstädt 근처에 있는 이 부지는 약 2헥타르에 달하며 10종의 나무가 단일 재배 또는 다양한 종의 혼합으로 함께 자라는 80개의 부지로 이루어져 있다.

연구를 위해 팀은 마가목, 산벚나무, 낙엽성 나무, 플라타너스 나무 등 4종의 나무가 다양한 조합으로 자라는 11x11미터 부지 중 10곳에서 공기 샘플을 수집하는 데 거의 2주를 보냈다.

 

식물 냄새 감소, 위험 감소

"이 분야에서, 우리는 다양한 나무로 구성된 10개 구역에서 BVOCs와 BSOA 화합물을 측정했다. 우리의 결과는 대부분의 경우 생물 다양성이 증가함에 따라 BVOCs의 양이 감소한다는 것을 보여준다," 라고 라이프치히 대학 생물학 연구소의 첫 번째 저자이자 박사 후 연구원인 안바르 사나에 박사가 말했다.

기후 변화와 더 높은 기온의 결과로 식생에서 발생하는 전 지구적인 BCOC 배출량이 약 3분의 1로 증가할 것으로 추정된다.

"여기에는 상당한 불확실성이 있다: 이러한 전구 가스들이 입자들을 형성할 수 있고, 이것은 다시 구름 물방울이 될 수 있다. BCOCs가 궁극적으로 대기를 식히는지 따뜻하게 하는지는 많은 요인들에 달려 있고 예측하기 어렵다. 하지만, 더 많은 생물 다양성과 더 적은 수의 BCOCs는 대기의 변화를 감소시킬 것이고, 따라서 강수량의 변화를 포함한 기후 변화의 위험도 감소시킬 것이다"라고 TROPS의 하르트무트 헤르만(Hartmut Herrmann) 교수가 덧붙였다.

연구의 두 번째 부분은 현장에서 이러한 복잡한 과정을 조사하는 것이 얼마나 어려운지를 보여준다. 연구팀은 BCOC 가스를 BSOA 입자로 전환하는 데 일정 시간이 걸리기 때문에 부분적으로는 환경의 영향에 기인할 수 있는 BSOA에 대한 명확한 상관관계를 확립할 수 없었다.

불과 2주 이내에 측정 기간도 비교적 짧았다. 많은 질문에 답이 나오지 않았기 때문에라도 연구팀이 연구를 계속하려는 이유이다.

 

더 많은 스트레스, 더 많은 식물 냄새?

이전에, 종이 풍부한 숲과 초원은 종이 부족한 숲보다 대기 중으로 더 많은 가스를 방출한다고 생각되었다. 종이 풍부한 시스템은 빛, 물, 그리고 영양소와 같은 자원을 더 효율적으로 사용할 수 있기 때문에 더 많은 바이오매스(생물량)를 생산하기 때문이라고 생각되었다.

그러면 더 많은 바이오매스는 또한 가스가 방출될 수 있는 더 많은 잎의 표면적을 의미한다. "하지만, 우리의 새로운 결과는 이러한 상황이 종들이 풍부한 숲과 초원의 식물들이 스트레스를 덜 받기 때문일 수도 있다는 것을 암시하고 있다.

단일 재배와 비교했을 때, 그들은 초식 동물의 수가 적고, 더위와 가뭄도 덜 겪는다. 하지만 이것은 현재로서는 가설에 불과하다. 생물의 다양성이 대기에 어떻게 영향을 미치는지 더 잘 이해하기 위해서는 훨씬 더 많은 연구가 필요한데, 여기에서 우리는 미기후, 식물에 대한 지상과 지하의 스트레스, 그리고 장기적인 실험에서 다른 많은 요인들을 더 자세히 관찰해야 한다," 라고 iDiv의 니코 아이젠하우어 교수가 말했다.

 

생물학 + 기후 연구 + 화학 = 미래에 적합한 팀

이 연구를 특별하게 만든 것은 대기 측정과 생물학적 측정을 결합하여 서로 다른 학문이 함께 작용했다는 것이다. "우리는 생물학, 기후 연구, 대기 화학으로부터 얻은 지식만으로 식물의 배출이 생물의 다양성과 대기와 어떻게 연결되어 있는지 해독할 수 있다.

우리의 연구는 지역적, 지역적 규모의 실험의 필요성과 생물권과 대기의 상호 작용에 대한 이해를 향상시키기 위한 모델의 개발을 강조하고 있다," 라고 수석 저자 알렉산드라 바이겔트 생물학 연구소 교수가 말했다.

그녀는 이것이 지난 5월에 대학이 우수 전략의 일환으로 제안서 초안을 제출한 호흡 자연 연구 프로젝트의 대표적인 예라고 덧붙였다. 결국, 우리 시대의 시급한 질문에 대한 답은 규율과 제도의 경계를 넘어서야만 찾을 수 있다.

 

다음은 ENN과 LEIBNIZ INSTITUTE FOR TROPOSPHERIC RESEARCH (TROPOS)가 전하는 뉴스링크입니다.

https://www.enn.com/articles/73824-how-forests-smell-a-risk-for-the-climate

https://www.tropos.de/en/current-issues/press-releases/details/der-duft-der-waelder-ein-risiko-fuers-klima

 

 

본지 객원기자(외신) 이상현 소개
 

 

서울 영동고등학교를 거쳐 미국 Beverly Hills 고등학교를 졸업하고 Parks College of Aviation & Engineering,에서 항공우주공학 석사를 취득했다.

미국의 McDonnell Douglas (현 The Boeing Company)와 NASA와의 연구 협업 및 파견 근무 등 다양한 경력을 거친 후 현재 국내 지에프오엔엠㈜ / 총괄사업 이사로 근무중이다.