최근 중국 자연자원부제1해양연구소(이하FIO) 의 연구진이 환보하이(환 발해, 環渤海) 주변 하류의 카본 구성과 해양 물질 수송연구에서 새로운 진전을 획득하였다.
현재 육지 기원 물질의 해양으로의 유입은 해양자원과 환경연구의 주요 이슈이다. 이러한 육지와 해양의 경계면 과정은 근해 해양환경의 변화를 제약하는 중요한 요인으로 세계 각국의 전문가 및 대중의 관심을 받고 있다. 하류는 육지와 해양의 탄소저장고를 연결하는 주요 고리로서, 매년 육지에서 기인하는 대량의 유기탄소가 하류를 통해 해양으로 유입된다. 그 중, 용존성 유기탄소가 절반 이상을 차지하는데 이는 근해 물질 순환과 생태계 변화에 영향을 미치는 주요 요소 중 하나이다. 환보하이 지역은 수많은 하류가 유입되고 있어 보하이의 환경 변이과정에도 중요한 역할을 하고 있다. 그러나 자료의 제한성 때문에 환보하이의 대다수 중소하류에 대한 체계적인 모니터링이 부족하고, 그로 인해 하류물질 플러스 관련 연구 역시 아주 적은 편이다. 따라서, 보하이환경 변화의 관건인 육지와 해양 경계면 과정을 정확히 파악하는데 어려움이 존재한다. 또한, 대다수의 전지구 하류 카본 관련 연구는 대형하류에 집중 되어 있어 소형 하류의 역할에 대해서는 아직 불명확한 상태다.
상술한 문제와 가설을 기반으로 FIO의 육해 경계면 과정 및 근해 생태환경 연구진은 최근 몇 년 간 환보하이 지역에서 하류물질 구성과 물질 수송 플럭스에 대한 연구를 진행했다 (그림1). 환보하이로 유입되는 24개 하류의 수질 유기탄소 등의 주요 환경 매개변수에 대한 분석을 통해 용존성 유기탄소의 구성, 출처, 수송 플럭스를 분석하였다. 최신 연구에 따르면, 하류의 용존성 유기탄소는 주로 하류의 부유식물 및 미생물과 관련이 있으며, 그 다음으로는 하류 내의 육생 유기물 및 오염수와 관련이 있음을 규명하였다. 또한, 환보하이 하류의 유색 용존성 유기물은 대개 트립토판(tryptophan)류의 단백질과 육지에서 기인한 유기물질로 구성되었는데 대부분이 하류 내에서 자생적으로 생산되었고, 육지 기인 부식질에 대한 기여는 크지 않은 것으로 나타났다. 환보하이 하류에서 매년 보하이로 유입되는 용존성 유기탄소 플럭스 가운데 대부분은 화학 작용(chemical activity)을 지닌 유기탄소로 30% 미만의 일부는 안정적인 탄소이다. 환보하이 하류의 용존성 유기탄소 농도와 유역 단위 면적의 용존성 유기탄소 플럭스(카본 생산량)은 중국 동부 및 세계 여타 하류와 비교했을 때, 모두 높은 수준으로 나타났다(그림2). 환보하이 하류 중, 소 규모 하류 단위 면적의 용존성 유기탄소 생산량은 상대적으로 높기 때문에 작은 하류는 바다로 유입되는 유기탄소와 영양염의 중요 공급원이다. 만약, 인간활동이 지속적으로 증가한다면, 보하이의 카본싱크 과정, 생태환경 변화 등에 영향을 미칠 가능성이 크다. 이번 연구는 인간활동으로 인한 하류 물질 수송의 변화 및 육지-해양 총괄적 관리에 대해 새로운 착안점을 제공했을 뿐만 아니라, 보하의 종합 관리와 중국 근해 카본싱크 과정에 대한 인식에도 새로운 메시지를 던져 주었다.
이번 연구성과는 국제유명 학술지인 《Environmental Pollution》 에 게재되었으며, 국가자연과학 기금청년기금, 중점프로젝트와 중앙급 공익성 과학연구원소 기초과학연구 업무비 전문 기금의 공동 지원을 받아 수행되었다.
해당 논문의 교신저자인 FIO의 류쥔(류군, 刘军) 박사가 수년간 쌓아온 환보하이 하류와 연안습지에 대한 고찰과 경험을 기반으로 작성한 《환발해 중소하류 생태 모니터링 시스템 구축 추진에 대한 건의》는 상동성 정치협상회의와 중국 민주 촉진회 중앙에 채택되었고, 관련 건의의 효과적 실행은 보하이의 종합적 관리에 과학적 근거를 마련해줄 수 있을 것으로 기대된다.
* 논문관련 정보 : Cece Sun, Jun Liu, Menglu Li, Jiaye Zang, Lu Wang, Wentao Wu, Aijun Zhang, Junjie Wang, Xiangbin Ran. Inventory of riverine dissolved organic carbon in the Bohai Rim. Environmental Pollution, 2021, 293, 118601.
https://doi.org/10.1016/j.envpol.2021.118601
그림1환보하이에서 바다로 유입되는 하류 샘플채취 및 작업현장
그림2 환보하이에서 바다로 유입되는 하류의 용존성 유기탄소 구성, 플럭스 및 서로 다른 구역의 비교분석
[Key words : 자연자원부제1해양연구소(FIO), 환보하이(환발해, 環渤海), 카본구성, 해양물질수송]
