본 연구는 리우데자네이루 시의 보호구역 내 탄소 저장량을 CSS-InVEST 모델을 활용하여 추정했다. 토지 이용 및 피복, 토양, 식생 유형에 대한 상세 지도를 통합하여 4가지 탄소 저장고에 대한 추정치의 정확도를 높였다.
연구 방법론은 CSS-InVEST 모델을 기반으로 하며, 이는 상세한 지리정보 시스템(GIS) 데이터를 활용하여 탄소 저장량을 정량화한다. 특히, 맹그로브와 습지, 그리고 산림 지대의 탄소 저장 능력을 집중적으로 분석했다.
분석 결과, 맹그로브와 습지가 가장 많은 탄소를 저장하고 있으며, 다음으로 울창한 산림 지대가 중요한 탄소 흡수원임을 확인했다. 이는 도시 내 보호구역이 기후 변화 완화에 핵심적인 역할을 수행함을 시사한다.
이 연구는 도시 환경에서 보호구역의 전략적 가치를 강조하며, 기후 변화 완화 및 환경 계획 수립에 중요한 기초 자료를 제공한다. 도시 생태계의 탄소 흡수 능력을 이해하고 보전 전략을 강화하는 데 기여할 것으로 기대된다.
바이오차 적용은 식량 안보 증진 및 기후 변화 완화에 상당한 잠재력을 제공하지만, 대부분의 연구가 단기(3년 이하) 실험에 국한되어 장기적인 효과 지속성에 대한 불확실성이 존재했습니다. 특히 토양에 매년 바이오차를 추가하는 경우에 대한 장기적 지속성 연구가 부족했습니다.
이 연구는 438개 연구(3,229개 관측치)의 전 세계 데이터셋을 분석하여, 4년 이상 장기간 매년 바이오차를 적용할 경우 그 이점이 지속될 뿐만 아니라 종종 향상됨을 확인했습니다.
주요 결과로는 작물 수확량 10.8% 증가, 메탄(CH₄) 배출량 13.5% 감소, 아산화질소(N₂O) 배출량 21.4% 감소, 토양 유기 탄소 함량 52.5% 증가 등이 있습니다. 반면, 바이오차 단일 적용 시에는 노화 효과로 인해 이러한 이점이 시간이 지남에 따라 감소하는 경향을 보였습니다. 전 세계 29개 장기 실험(4~12년) 결과 또한 작물 수확량 및 온실가스 저감에 대한 지속적인 이점을 확인했지만, 효과의 크기는 토양 특성, 기후, 관리 방식에 따라 달랐습니다.
전 세계 식량 안보 및 기후 변화 완화를 위한 바이오차의 장기적 이점을 극대화하려면, 수년 간격으로 바이오차를 적용하고 지역 토양, 기후, 작물 재배 조건에 맞춰 관행을 조정하는 등 실현 가능한 전략 개발이 필수적입니다.
낮은 비용으로 식량을 생산하려는 노력은 과도한 비료 사용과 화학적 해충 방제로 이어져 토양의 다기능적 잠재력을 저해하고 심각한 환경 문제를 야기합니다. 본 연구는 식물-토양 피드백(PSF)이라는 생태학적 개념을 활용하여 농경지가 영양분을 공급하고, 병원균을 억제하며, 작물 회복력을 지속 가능하게 향상시키는 능력을 복원할 수 있음을 제시합니다.
최근 분자 및 다중 오믹스(multiomics) 방법, 토양 관리 기술, 작물 다양화 전략의 발전이 부정적인 PSF를 줄이고 긍정적인 PSF를 촉진하는 방안을 검토합니다. 특히, 근권 미생물군집 공학(rhizosphere microbiome engineering)과 토양 복원 전략의 중요성을 강조합니다.
자연 기반의 PSF 원리를 적용함으로써 토양의 자연적 기능을 회복하고 식량 생산을 안정화하며, 동시에 기후 변화 완화에 기여하는 지속 가능한 농업 관행으로의 전환을 가속화할 수 있습니다. 이는 농업 시스템의 생태학적 건전성을 증진하고 장기적인 생산성을 확보하는 데 필수적입니다.
