[이미디어= 황원희 기자] 기후 변화와 토지 이용 변화가 맞물리면 아열대 유역에서 강으로 유입되는 질소 오염이 크게 늘어날 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 중국 남동부의 대표적 아열대 유역을 대상으로 한 모의실험에서, 용존 무기 질소(DIN) 농도와 부하(하천을 통해 운반되는 총량)가 2050년까지 의미 있게 증가할 것으로 예측됐다.

중국과학원(CAS) 난징 지리·호소연구소 연구팀은 수문학적 환경 예측(HYPE) 모델을 활용해 2000~2019년 하천 유량(스트림 흐름) 역학을 시뮬레이션하고, DIN 수출(하천을 통한 질소의 유출) 변동을 분석했다. 그 결과 모델은 해당 기간 DIN 수출의 연간 변동을 “성공적으로 포착”했으며, 특히 봄·여름에 관측된 DIN 부하 증가는 농업 비료 사용과 토양·하천 시스템에서의 탈질 과정이 주요하게 작용한 것으로 나타났다.

연구진은 토지 이용 변화의 영향만 따로 떼어 평가했다. 예측에 따르면 2015~2050년 경작지가 7.0% 확대되고 산림 피복이 7.5% 줄어드는 시나리오에서, 질소 투입 증가로 인해 강가 DIN 농도는 12.8%, DIN 부하는 19.1% 증가할 것으로 전망됐다. 반면 연간 증발산량과 유출량은 비교적 안정적으로 유지돼, 변화 폭이 0.5% 수준에 그칠 것으로 분석됐다.

기후 변화만 고려한 2031~2050년 전망에서는 기후모델·배출 시나리오에 따라 유출 경향이 크게 엇갈렸다. 유출량 변화는 24.0% 감소부터 24.8% 증가까지 넓은 범위를 보였다. 같은 기간 평균 강가 DIN 농도는 수문·기후 조건의 변동성에 따라 2000~2019년 기준치 대비 최대 36.0%까지 급증할 수 있는 것으로 추정됐다.

토지 이용과 기후 변화가 동시에 진행될 경우 영향은 더 커졌다. 미래의 복합적 변화로 강가 DIN 부하가 최대 32.6% 증가할 것으로 예측된 것이다. 연구진은 “기후 유발 효과가 유출량 변동을 지배”하며, 강수량 및 강 배출 감소로 수역의 희석 능력이 약해질 때 토지 이용 변화가 초래한 질소 투입의 영향이 한층 증폭될 수 있다고 강조했다.

이번 연구는 아열대 유역에서 농업 관리(비료 투입 저감)와 토지 이용 계획, 그리고 기후 적응형 수질 관리가 함께 설계돼야 한다는 점을 시사한다. 연구 결과는 수문학 저널(Journal of Hydrology)에 게재됐다.

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