호수는 육상 탄소 순환의 중요한 요소이지만, 호수 육상화 과정에서 부유 매트가 수생 유기 탄소를 어떻게 변화시키는지는 불분명했습니다. 본 연구는 부유 매트가 용존 및 입자성 유기 탄소의 분포를 재구성함을 규명했습니다.
계절별 현장 관측, 탄소 동위원소 추적, 구조 방정식 모델링을 활용하여 부유 습지 시스템 내 유기 탄소의 동태를 분석했습니다. 이를 통해 부유 매트 아래 환경과 개방 수역 간의 유기 탄소 농도 차이를 정량화하고, 그 원인을 추적했습니다.
성장기에는 부유 매트 아래의 산성 및 저산소 환경이 용존 유기 탄소 축적의 주요 지점이 되며, 농도가 200 mg/L를 초과했습니다. 이는 인근 개방 수역의 40 mg/L 미만 농도와 대조적입니다. 결빙 조건에서는 이러한 국지적 농도 기울기가 약화되며, 용존 유기 탄소 분포가 더욱 균일해졌습니다. 탄소원 추적 결과, 매트 근처에서는 부유 매트 유래 유기물이, 매트에서 멀어질수록 연안 기여도가 높아지는 경향을 보였습니다.
구조 방정식 모델링은 탄소 변동성이 생물학적 생산, 수질 화학, 온도, 퇴적물-수층 교환과 연관되어 있음을 밝혔습니다. 이러한 결과는 부유 매트가 호수 육상화 과정에서 수생 유기 탄소의 공급원이자 조절자 역할을 한다는 것을 시사합니다.
변화하는 기후 속에서 인위적인 이산화탄소(CO2) 배출량과 대기, 해양, 육상 생물권 간의 재분배를 정확하게 평가하는 것은 전지구 탄소 순환을 이해하고, 기후 정책 개발을 지원하며, 미래 기후 변화를 예측하는 데 필수적이다. 본 연구는 전지구 탄소 수지의 5가지 주요 구성 요소와 불확실성을 정량화하기 위한 데이터셋과 방법론을 종합적으로 제시한다.
화석 CO2 배출량(EFOS)은 에너지 및 시멘트 생산 데이터를 기반으로, 토지 이용 변화로 인한 배출량(ELUC)은 토지 이용 데이터 기반의 장부 기록 모델로 추정되었다. 대기 중 CO2 증가율(GATM)은 지표 관측소의 농도 변화로 계산되었으며, 해양의 순 CO2 흡수량(SOCEAN)은 해양 생지화학 모델과 관측 기반 fCO2 제품으로, 육상의 순 CO2 흡수량(SLAND)은 동적 전지구 식생 모델로 추정되었다. 올해는 ELUC, SOCEAN, SLAND 추정치에 대한 수정이 이루어졌다.
2024년 EFOS는 2023년 대비 1.1% 증가하여 10.3 ± 0.5 GtC yr−1(시멘트 탄산화 흡수원 0.2 GtC yr−1 포함)를 기록했다. ELUC는 1.3 ± 0.7 GtC yr−1로, 총 인위적 CO2 배출량은 11.6 ± 0.9 GtC yr−1(42.4 ± 3.2 GtCO2 yr−1)였다. 2024년 GATM은 7.9 ± 0.2 GtC yr−1(3.73 ± 0.1 ppm yr−1)로 2023년 대비 2.2 GtC 증가했다. SOCEAN은 3.4 ± 0.4 GtC yr−1, SLAND는 1.9 ± 1.1 GtC yr−1로 나타났다.
모든 배출원과 흡수원을 합산한 탄소 수지 불균형(BIM)은 –1.7 GtC yr−1로 크게 나타났는데, 이는 현재 탄소 순환에 대한 데이터의 불완전성과 이해의 한계를 시사한다. 이 연구는 전지구 탄소 순환에 대한 이해를 심화하고, 기후 변화 완화 정책 수립에 중요한 과학적 근거를 제공한다.
