ⓒ www.jadam.kr 2013-04-30 스웨덴 우드쟈우르 호수(Lake Uddjaure)와 같이 작은 섬들은 분해 가능한 뿌리와 관련 곰팡이들을 놀랄 정도로 다량 함유한 토양을 가지고 있다. (제공: 카리나 클레멘슨)

나무의 뿌리에서 공생하는 유기체는 나뭇잎의 탄소 분해보다 더 큰 탄소 순환 역할을 하는 것처럼 보인다. 북부 삼림의 토양에 존재하는 최대 비율의 탄소는 살아있는 나무 및 관목의 뿌리 그리고 뿌리에 사는 곰팡이가 함유하고 있는 것으로 추정된다. 일부 추정치에 따르면, 토양은 대기가 함유하고 있는 탄소의 두 배 이상을 가지고 있다. 북부 삼림지대는 지구 대륙의 약 11%를 덮고 있으며 지구 전체 토양이 함유하고 있는 탄소의 약 16%를 차지한다.

“지난 10년간, 대부분의 과학자들은 토양이 함유하는 탄소의 근원이 유기 물질의 분해 또는 부식, 침엽나뭇잎, 잔가지 또는 나뭇가지 등에 의한 것으로 추정했다”고 스웨덴 농과대학교(Swedish University of Agricultural Sciences) 곰팡이 생태학자 브존 린달(Bjorn Lindahl)은 말했다. 특히 북부 지역 호수 내 작은 섬의 토양들이 여기에 해당된다. 그 이유는 도깨비불이 거의 일어나지 않아, 이곳 토양에는 곰팡이가 1미터 이상 축적될 수 있기 때문이다.

그러나 린달과 동료연구원들이 북극권 한계선(Arctic Circle, 북위 66도 33분) 주변 두 개의 스웨덴 호수에 있는 30개의 섬에서 다양한 깊이의 토양을 채취하여 탄소 함유량을 측정한 결과, 연구진은 땅 표면에만 존재하는 축적된 유기 물질로는 토양의 탄소 함유율을 완벽히 설명할 수 없다는 것을 알게 되었다. 1헥타르(1만 평방미터) 이상 되는 섬들에서는 1평방미터의 토양에는 지난 100년간 6.2킬로그램의 탄소가 축적된 반면, 0.1 헥타르 이하의 작은 섬들에서는 같은 기간 동안 무려 22.5 킬로그램의 탄소를 축적한 것으로 나타났다.

“연구진이 사이언스(Science)지에 보고한 섬의 크기에 따른 탄소 격리 비율의 차이점은 전적으로 나무 및 관목의 뿌리와 공생 관계에 있는 곰팡이의 작용으로 설명될 수 있다 (Clemmensen, K. E. et al. Science 339, 1615?1618, 2013). 외생균근균(ectomycorrhizal fungi)이라는 유기체는 나무의 뿌리에 대량으로 서식하며 숙주 나무가 토양으로부터 양분과 수분을 흡수하는 것을 돕는 과정에서 식물로부터 양분을 얻는다. 큰 섬의 경우 토양 탄소 함유량의 47%를 나무의 뿌리와 외생균근균이 만들어낸 반면, 작은 섬의 경우에는 전체 탄소 함유량의 약 70% 를 만들어냈다”고 린달은 말했다. 지난 100년간, 작은 섬에서 나무 뿌리와 공생 곰팡이가 더 많은 양의 탄소를 만들어 내는 이유에 대해서 명확히 밝혀진 것은 없었다. 어쩌면 본 현상은 섬의 작은 면적에 의한 유기 물질의 더딘 분해 속도와 관련있을 지도 모른다.

“본 연구팀의 발견은 흥미로우며 아주 놀랍다. 공생 곰팡이는 토양의 미생물계에서 지배적인 존재이다(Treseder, K. K. & Holden, S. R. Science 339, 1528?1529, 2013). 나무들이 탄소를 뿌리에 사는 곰팡이들에게 전용한다는 것은 꽤 오랫동안 알고 있던 사실이지만, 그 양이 전체 토양이 함유하는 탄소 양의 70%까지 차지할 줄은 예상치 못했다”고 관련 논문을 사이언스지에 게재한 캘리포니아 대학교(University of California) 생태계 생태학자 산드라 홀든(Sandra Holden)은 말했다.

“본 발견은 기존의 실험 방법으로 결코 얻을 수 없는 과정에 대한 이해를 돕는 것으로, 토양 연대에 따른 분석 방법을 제시하는 아주 좋은 예”라고 스미소니언 열대 연구소(Smithsonian Tropical Research Institute, STRI) 토양 과학자 벤자민 터너(Benjamin Turner)는 말했다.

“본 결과가 따뜻한 기후에서 탄소 격리가 어떻게 되는지를 얼마나 효과적으로 추정할 수 있을지에 대해서는 불분명하다. 기온 증가는 아마도 토양에서 미생물의 활동을 가속화시킬 것이고, 증가된 유기 물질의 분해로 대기 중으로 퍼져나가는 이산화탄소의 양이 늘어나면서 토양의 탄소 함유량은 감소할 것이다. 그러나 따뜻한 기후는 동시에 북부 삼림 지역의 나무 및 관목 성장을 강화시킬 것이며, 나무의 뿌리와 곰팡이 역시 증가하여, 결국 전체적인 탄소 격리 현상은 증가할 것으로 예상된다”고 본 연구에 참여하지 않은 스웨덴 농과대학 삼림 생태학자 조한 베르그(Johan Bergh)는 말했다.

1. 출처: NatureNews (Mar. 28, 2013)

2. 원문정보: Nature, doi:10.1038/nature.2013.12698

3. 그림설명: 스웨덴 우드쟈우르 호수(Lake Uddjaure)와 같이 작은 섬들은 분해 가능한 뿌리와 관련 곰팡이들을 놀랄 정도로 다량 함유한 토양을 가지고 있다. (제공: 카리나 클레멘슨)

4. 참고문헌:

* Clemmensen, K. E. et al. Science 339, 1615?1618 (2013).

** Treseder, K. K. & Holden, S. R. Science 339, 1528?1529 (2013).

키워드 : 탄소, 나무 뿌리, 곰팡이,

출처: KISTI 미리안 글로벌동향브리핑

원문: http://www.nature.com/news/fungi-and-roots-store-a-surprisingly-large-share-of-the-world-s-carbon-1.12698

제공:kisti, 다른기사보기기사등록일시 : 2013.04.30 17:59

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