담수습지는 전 세계의 중요한 탄소조절시스템으로서 그 식생과 토양에 저장된 유기탄소총량은 약 450천조톤으로 추정되며 저장시간은 1000년에 달할수 있다.

습지는 미생물 활동과 생태계 호흡을 통해 이산화탄소, 메탄 등 온실가스를 방출하지만 높은 수위는 산소의 토양 진입을 제한해 좋은 산소균의 유기물 분해를 억제한다.이 메커니즘은 탄소 배출의 균형을 맞추고 담수 습지가 자연 상태에서 전 세계의 중요한 탄소 흡수원이 되도록 하는 데 도움이 된다.

방목 등 외부 교란은 다양한 생태계의 탄소수지에 영향을 미친다.적당한 방목은 식생생장을 촉진하고 탄소고정능력을 증강하며 토양의 탄소매장량을 제고하는 동시에 탄소배출을 낮추는데 도움이 된다.그러나 과도한 방목은 탄소 배출을 증가시켜 담수 습지의 탄소 흡수 기능을 약화시킬 수 있다.

설계 검토:

연구진은 호주 남동부 위머라 지역에서 빗물이 차고 계절적으로 잠기는 담수 습지 (Kealy 농장과 Smith 농장) 내 각종 방목 메커니즘이 탄소 매장량 (식물 생물량과 토양 탄소) 과 계절성 탄소 통량에 미치는 영향을 중점적으로 비교하는 1년간의 연구를 진행했다.

실험은 다음과 같은 세 가지 방목 메커니즘을 설정합니다.

지속적인 방목: 일년 내내 양떼가 현장에 있다

단기 집중 방목: 봄에만 2주 방목

방목 금지 구역

두 실험밭은 과도하게 방목된 목양장에 위치해있으며 울타리를 통해 부동한 방목구역을 구분하여"단기집중방목구역"과"지속방목구역"으로 한다.흰색 네모는 양떼의 진입을 금지하는 격리시험구를 대표하고 검은색 네모는 양떼가 자유롭게 진입할수 있는 개방시험구이다.

연구 방법:

연구는 휴대용 PVC 고리형 암박스를 사용해 그 부분을 토양(1∼2㎝)에 묻고, 울트라포터블 온실가스 분석기(UGGA)와 결합해 이산화탄소와 메탄의 통량을 현장에서 측정한다.각 관측점은 습지 전체의 탄소 교환 상황을 반영하기 위해 식생이 있는 습지 토양을 덮고 있다.

OA-ICOS GLA132-GGA 울트라포터블 온실가스 분석기'UGGA'

상자 안의 공기는 12볼트 배터리로 구동되는 작은 선풍기를 통해 유통을 유지한다.상자 상단은 PVC 덮개를 덮고 투명 파이프를 통해 UGGA와 폐쇄 루프 연결을 형성합니다.분석기는 5~10분마다 상자 내 CH₄와 CO₂ 농도를 기록한다.매번 샘플링이 끝난 후 상자 뚜껑을 옮겨 내부를 자연광과 기체 교환으로 회복시킨다.모든 통량 데이터는 주야로 여러 번 측정된 평균값입니다.

연구는 또한 탄소 배출의 계절적 변화를 포착하기 위해 각 습지의 관측 지점을 계절별(온도, 강수와 식생 생장 차이가 현저한 시기)로 이틀 연속 측정했다.

연구 결과:

1. CO₂ 통량 변화

계절적 요인 (온도, 강수와 수위 파동) 은 두 종류의 습지 및 각 지역의 이산화탄소 통량 차이를 초래하는 주요 원인이다.방목방식과 계절의 영향외에 주야의 차이도 아주 뚜렷하다. 야간의 CO₂배출량은 낮보다 31% 높다.

두 곳에서 연구한 습지 생태계에서는 시험지역의 CO₂ 통량 계절적 변화(Kealy)를 격리하고 개방했다.회색 주상도는 격리시험구를 대표하고 흰색 주상도는 방목시험구를 대표한다.

관측에 따르면 일단 습지가 방목을 금지하면 이산화탄소 배출량을 약 35% 줄일 수 있어 방목 금지가 습지의 탄소 매장량을 유지하고 고탄소 잠재력을 높이는 데 도움이 된다는 것을 보여준다.

2. CH ₄ 배출 특징

전체 모니터링 기간 동안 메탄 배출은 전반적으로 낮으며 수위 변화와 밀접한 관련이 있습니다.예를 들어 2017년 여름은 수위가 높아 메탄 배출이 최고치에 달했습니다.이후 수위가 낮아지는 시기에는 CH ₄ 방출이 거의 감지되지 않았다.

각 습지 생태계 및 계절별 CH ₄통량과 수심 변화.2017년 초여름 켈리 습지에 고립된 폭풍이 닥치는 동안 높은 수위 조건에서 메탄 배출 최고치가 나타났다.

3. 생물량과 토양의 탄소

연구에 따르면 지속적인 방목이든 단기적인 집중 방목이든 격리 지역 내의 지상 생물량은 방목 지역보다 6.4% 높다.이와 동시에 격리구역의 토양탄소농도도 방목구역보다 30% 높다.이 결과는 방목 활동이 습지 지상의 생물량과 토양의 탄소 매장량을 낮추고 탄소 배출을 증가시킨다는 것을 한결같이 보여준다.

관리 팁 및 애플리케이션:

연구에 따르면 비록 단기적인 집중방목은 일정한 정도에서 탄소저장을 제고하고 이산화탄소배출을 낮추는데 도움이 되며 비교적 좋은 투자수익잠재력을 구비하고있지만 우양형담수습지에서 방목을 금지하는것은 여전히 토양과 식생탄소매장량을 증가하고 탄소배출을 줄이는 가장 좋은 관리책략이다.

적합한 습지 방목 방식을 명확히 하면 탄소 저장을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 탄소 배출도 통제할 수 있어 습지 생태계의 과학적 관리에 중요한 근거를 제공할 것이다.

사례 출처:

Limpert, K.E., Carnell, P.E. & Macreadie, P.I. 민물 습지의 탄소 흡수 능력을 향상시키기 위해 농업 방목을 합리적으로 관리, 습지 생태 관리 [J], 2021, 29: 231-244.

이 글은 ABB 측정 및 분석에서 전재되었으며, 관심 있는 친구의 백그라운드 댓글 교류를 환영합니다!