비 많이 와도 인(P)은 제자리... 봄철 강수량에 따른 영양분 유출의 반전

봄철 강수량의 변화가 강물이 바다로 운반하는 탄소, 질소, 인의 양과 그 구성 비율을 결정짓는 핵심 변수라는 연구 결과가 발표되었다. 특히 강수량이 증가하더라도 모든 영양분의 유출량이 비례해서 늘어나지는 않는 것으로 나타났다.

포항공대(POSTECH)의 감종훈 환경공학부 교수와 김예나 통합과정생 연구팀은 지난 2012년부터 2023년까지 한반도 내 주요 하구 19곳에서 수집된 관측 데이터를 면밀히 분석하여 이러한 상관관계를 밝혀냈다고 2일 공개했다.

영양분 유출과 강수량의 복잡한 관계

육지에서 바다로 이동하는 강물은 탄소와 질소, 인을 실어 나르며, 이는 연안 수질과 식물성 플랑크톤의 증식에 직결되는 요소다. 특히 건조기에서 다우기로 전환되는 봄철은 강수량과 하천의 유량 변화가 극심한 시기다. 연구팀은 각 하구의 총유기탄소, 총질소, 총인 농도를 강수량 및 하천 유량 데이터와 대조하여 분석을 진행했다. 이들은 매년 봄철 강수량을 기준으로 비가 적게 온 해와 평년, 그리고 비가 많이 온 해를 구분하여 영양분의 유출량 및 구성 비율 차이를 비교했다.

조사 결과, 대상 하구에서 봄철에 바다로 유입된 영양분의 73~80%가 서해로 집중된 것으로 확인되었다. 한편, 연구 기간 내 봄철 유출량은 매년 탄소 503t, 질소 668t, 인 53t씩 줄어드는 경향을 보였다.

성분별로 엇갈린 강수량 반응

강수량 변화에 따른 반응은 성분마다 판이하게 달랐다. 탄소와 질소의 경우 비가 적게 내린 해에는 유출량이 34~35% 감소했으나, 비가 많은 해에는 29~40%가량 증가했다. 그러나 인(P)은 비가 적은 해에 57%나 급감했음에도 불구하고, 비가 많이 온 해의 증가폭은 단 1%에 머물러 다른 성분들과 확연히 다른 양상을 보였다.

지역별 특성과 생태계 영향

지역에 따른 차이도 관찰되었다. 대부분의 연안 지역에서는 질소의 비중이 상대적으로 높게 나타난 반면, 남해로 유입되는 탐진강 하구는 탄소, 질소, 인의 구성 비율이 식물성 플랑크톤 성장에 최적화된 것으로 알려진 '레드필드 비율'과 유사한 수치를 기록했다. 특히 탐진강 하구는 강수량이 적은 시기에 엽록소a 농도가 높아질수록 해당 기준 비율에 근접할 가능성이 높은 것으로 분석되었다. 연구진은 하천의 흐름과 생물학적 활동이 결합되어 연안의 영양 상태를 변화시킨다고 결론지었다.

이번 연구는 국제 학술지인 '워터 리서치 X(Water Research X)'에 게재되었다. 감종훈 교수는 봄철 강수량의 변화가 영양분 종류에 따라 서로 다른 유출 반응을 유도한다는 점을 강조하며, 기후변화로 인해 가뭄과 집중호우가 빈번해지는 상황에서 연안 생태계를 관리할 때는 영양분의 단순한 양뿐만 아니라 그 구성 비율까지 반드시 고려해야 한다고 제언했다.