기후 변화가 전 세계 강에서 산소를 꾸준히 빼앗고 있다는 연구 결과가 5월 15일 《Science Advances》에 발표되었다. 연구자들은 대부분의 강 시스템에서 장기적인 산소 감소가 일어나고 있으며, 열대 강이 가장 취약한 것으로 나타났다고 밝혔다. 이 발견은 담수 생태계의 산소 손실을 늦추기 위한 전략이 시급히 필요함을 시사한다. 물고기도 숨 쉴 필요가 있기 때문이다.
이 연구는 중국과학원 난징 지리 및 호소 연구소(NIGLAS)의 Kun Shi 교수가 주도했다. Qi Guan 박사가 제1 저자였으며, 프로젝트에는 퉁지 대학의 연구자도 참여했다. 나쁜 소식에 대한 국제 협력에 박수를 보낸다.
용존 산소는 건강한 강 생태계를 유지하는 데 중요한 역할을 한다. 수생 생물을 지원하고, 생물다양성을 유지하며, 중요한 생지화학적 과정에 영향을 미친다. 산소 수치가 떨어지면 강 건강이 악화되어 물고기와 다른 담수 종이 위험에 처할 수 있다. 즉, 산소가 없는 물은 그냥 축축한 공허함일 뿐이다.
강 산소 수치가 시간이 지남에 따라 어떻게 변했는지 조사하기 위해 연구자들은 기계 학습 스태킹 알고리즘을 사용하여 거의 40년(1985-2023) 동안 전 세계 21,439개 강 구간의 관측 데이터를 분석했다. 분석 결과 명확한 글로벌 추세가 드러났다. 강 산소 수치는 평균 -0.045 mg L-1 decade-1의 비율로 감소했으며, 연구에 포함된 강의 78.8%가 탈산소화 징후를 보였다. 많은 강이 숨을 참고 있는 셈이다.
가장 강한 산소 손실은 인도의 강을 포함하여 남위 20°에서 북위 20° 사이에 위치한 열대 강에서 발견되었다. 이 결과는 연구자들을 놀라게 했는데, 이전에는 온난화가 더 심한 고위도 강이 탈산소화 위험이 가장 클 것으로 예상했기 때문이다. 대신, 연구는 열대 강이 이미 산소 농도가 낮은 경향이 있어 산소 수치가 계속 떨어질 때 특히 취약하다는 것을 보여주었다. 더 빠른 탈산소화 속도와 결합하여 이러한 조건은 많은 수생 생물을 지원하기에 산소가 너무 부족해지는 저산소증 사건의 가능성을 높인다. 그러니 열대 물고기들아, 숨 참는 표정 연습을 시작해라.
연구자들은 또한 강 흐름 패턴과 댐 저류가 산소 감소에 어떤 영향을 미치는지 조사했다. 저유량과 고유량 조건 모두 정상 유량 조건에 비해 탈산소화를 부분적으로 감소시키는 것으로 나타났다. 저유량 조건의 강은 탈산소화율이 18.6% 낮았고, 고유량 조건은 7.0% 낮은 비율과 관련이 있었다. 따라서 강 흐름의 골디락스 영역은 극단적인 것 같다. 낮거나 높거나, 중간은 안 된다.
댐 저류는 저수지 깊이에 따라 다른 효과를 나타냈다. 얕은 저수지에서는 저류가 산소 손실을 가속화했다. 그러나 깊은 저수지에서는 저류 지역의 탈산소화를 줄이는 데 도움이 되었다. 깊이가 중요하다는 것이 밝혀졌다. 산소에게도 말이다.
추가 분석에 따르면 기후 온난화로 인한 산소 용해도 감소가 전 세계 산소 감소의 주요 원인이며, 관찰된 변화의 62.7%를 차지했다. 온도, 빛, 물 흐름과 같은 요인의 영향을 받는 생태계 대사는 탈산소화의 12%에 기여했다. 연구팀은 또한 폭염의 역할을 조사했다. 결과에 따르면 폭염 사건은 전 세계 강 탈산소화의 22.7%를 차지했다. 폭염은 평균 기후 온도 조건에 비해 탈산소화율을 0.01 mg L-1 decade-1 증가시켰다. 따라서 폭염은 기본적으로 강의 최악의 적이며, 그들은 노력조차 하지 않는다.
전반적으로, 이 발견은 흐르는 담수 생태계, 즉 하천 생태계에 대한 기후 온난화의 영향이 커지고 있음을 강조한다. 연구자들은 열대 강이 악화되는 산소 고갈을 방지하기 위한 완화 노력의 최우선 순위로 고려되어야 한다고 말한다. 이 연구는 또한 과학적 기초를 제공한다.