Protected areas enhance long-term carbon sequestrations in China’s forests

숲은 자연이 가진 가장 강력한 공기 정화 장치입니다. 나무가 자라면서 대기 중의 이산화탄소를 끌어당겨 그들의 나무 몸통과 잎, 그리고 그 아래의 토양 속에 가두어 둡니다. 탄소 흡수(carbon sequestration)라고 알려진 이 과정은 기후 변화에 맞서 싸우는 데 있어 매우 중요한 도구입니다. 이러한 능력을 보호하기 위해 많은 국가들은 벌채와 개발이 엄격히 금지된 구역인 보호 구역을 설정해 왔습니다. 그 논리는 간단합니다. 나무를 베는 것을 멈추면 숲이 다시 자라나 더 많은 탄소를 저장하고 지구를 식히는 데 도움을 줄 것이라는 것입니다. 하지만 과학자들과 정책 입안자들의 마음속에는 한 가지 중요한 의문이 계속 남아 있었습니다. 과연 이러한 보호 조치가 영원히 효과를 발휘할 것인가 하는 점입니다. 숲이 성숙해지고 나무들이 나이가 들어감에 따라, 탄소를 흡수하는 속도가 계속해서 빠른 속도로 유지될까요, 아니면 나무가 최대 크기에 도달함에 따라 탄소를 향한 욕구가 결국 느려지게 될까요?

중국의 연구진이 수행한 새로운 연구는 중국의 방대한 보호림 네트워크를 조사함으로써 이 질문을 다룹니다. 연구팀은 나무가 어떻게 자라는지를 시뮬레이션하는 고급 컴퓨터 모델과, 보호림을 유사한 비보호림과 비교하도록 설계된 엄격한 통계적 방법을 결합했습니다. 70년에 걸친 1,000만 헥타르 이상의 산림을 분석함으로써, 그들은 이 숲들이 현재 얼마나 많은 탄소를 보유하고 있는지뿐만 아니라, 미래에 얼마나 빠르게 새로운 탄소를 추가할 것인지까지 확인하고자 했습니다. 목표는 보호의 기후적 이점이 영구적인 선물인지, 아니면 숲이 나이가 들면서 점차 사라지는 일시적인 촉진제인지를 판별하는 것이었습니다.

연구진은 중국의 보호 구역이 탄소 축적량을 늘리는 데 실제로 매우 효과적이었다는 사실을 발견했습니다. 2010년에 이 보호 구역 내부의 숲은 경지 단위 면적당 보호 구역 외부의 유사한 숲보다 훨씬 더 많은 탄소를 보유하고 있었습니다. 이러한 이점은 지속될 것으로 예상되며, 보호림은 2060년대까지 비보호림보다 134% 더 많은 탄소를 저장할 것으로 전망됩니다. 그러나 이 숲들이 얼마나 '빨리' 새로운 탄소를 추가하느냐는 이야기는 다른 양상을 보여줍니다. 연구는 이 숲들의 탄소 흡수율이 꾸준하고 끝없이 상승하는 것이 아님을 밝혀냈습니다. 대신, 나무가 성숙함에 따라 상승했다가 정점을 찍고 다시 떨어지기 시작하는 곡선을 따릅니다.

분석에 따르면 중국의 보호림에 대한 탄소 흡수율은 2030년에서 2035년 사이에 최고점에 도달할 가능성이 높습니다. 그 정점 이후에는 이 숲들이 대기로부터 탄소를 끌어당기는 속도가 느려지기 시작할 것입니다. 이것은 숲의 자연스러운 생애 주기입니다. 어린, 성장 중인 나무들은 줄기와 가지를 만들기 위해 탄소를 빠르게 집어삼키는 배고픈 포식자와 같습니다. 하지만 그들이 나이가 들고 최대 크기에 도달하면, 성장이 느려지고 탄소를 포집하는 능력 또한 느려집니다. 연구진은 2035년까지 이들 보호림의 90% 이상이 탄소 흡수의 정점을 지날 것으로 예측합니다. 2060년대가 되면 보호에 의한 추가적인 탄소 획득량은 연간 헥타르당 평균 0.19톤씩 감소할 것으로 예상됩니다.

이것이 숲이 기후에 대한 도움을 멈춘다는 의미는 아닙니다. 새로운 탄소 포집 속도가 느려지더라도, 저장된 총 탄소량은 여전히 높은 수준을 유지하며 완만하게나마 계속 증가합니다. 연구는 이러한 속도 저하에도 불구하고, 보호림이 보호받지 못했을 때와 비교하여 2060년대까지 5,190만 톤의 탄소를 추가로 저장할 것이라고 추정합니다. 핵심적인 발견은 보호에 의한 '추가적인' 이점이 시간이 흐름에 따라 줄어든다는 점입니다. 이는 비보호림 역시 자연적으로 회복된다면 스스로 자라나며 탄소를 저장하게 되고, 결국 보호림이 성숙의 한계에 도달함에 따라 보호림을 따라잡게 되기 때문입니다.

또한 이 연구는 이러한 패턴이 모든 곳에서 동일하지 않다는 점을 강조합니다. 따뜻하고 습한 기후를 가진 중국 남부 지역은 지속적인 빠른 탄소 흡수 잠재력이 가장 높습니다. 이 지역들은 여전히 활발한 성장 단계에 있는 젊은 숲들의 터전입니다. 반면, 더 춥고 건조한 북부 지역은 최대 크기에 가까운 더 오래된 숲들을 보유하고 있으며, 이는 이미 탄소 흡수율이 둔화되고 있음을 의미합니다. 연구진은 비교가 공정하도록 하기 위해 성향 점수 매칭(propensity score matching)이라는 방법을 사용했습니다. 그들은 보호림 구역을 동일한 토양, 기후, 나무 연령을 가진 비보호림 구역과 짝을 지음으로써, 거대한 규모의 통제된 실험을 효과적으로 구현했습니다. 이를 통해 날씨나 토양의 질과 같은 다른 요인들로부터 보호의 순수한 효과만을 분리해 낼 수 있었습니다.

이러한 연구 결과는 향후 산림 관리에 있어 중요한 시사점을 던져줍니다. 연구는 보호 구역이 우리가 이미 구축한 거대한 탄소 축적량을 유지하는 데 필수적이지만, 보호 구역에만 의존하여 빠르고 가속화되는 탄소 흡수원을 제공받으려 하는 것은 실수가 될 수 있다고 제언합니다. 숲이 나이가 들면서, 빠르게 작용하는 기후 솔루션으로서의 능력은 감소합니다. 연구진은 보전 전략이 나무의 연령에 대해 더 똑똑해져야 한다고 주장합니다. 숲이 이미 오래되어 탄소 흡수가 느려진 지역에서는, 기존의 탄소 축적량이 화재나 벌채를 통해 다시 대기로 방출되지 않도록 보호하는 것이 주된 목표가 되어야 합니다. 반면, 특히 남부 지역의 젊은 숲에서는 보호가 지속적인 빠른 탄소 흡수를 이끌어냅니다.

궁극적으로 이 연구는 진화해야 하는 기후 전략의 모습을 그려내고 있습니다. 보호 구역은 단 한 번의 해결책이 아니라, 숲이 자람에 따라 혜택이 변하는 역동적인 시스템입니다. 이 연구는 중국의 보호림이 그렇지 않았을 때보다 훨씬 더 많은 탄소를 보유하고 있다는 점에서 매우 중요한 자산임을 확인해 줍니다. 하지만 동시에 많은 숲의 최대 탄소 흡수 기간이 닫히고 있다는 경고도 보냅니다. 기후 혜택을 계속 유지하기 위해서, 관리자들은 단순한 보호를 넘어선 방법을 고민해야 할 수도 있습니다. 그들은 어린 나무와 늙은 나무의 혼합을 유지하거나, 새로운 숲이 자라나는 과정을 보호함으로써 개별 나무가 빠른 성장 단계를 마칠 때에도 탄소 흡수원이 견고하게 유지되도록 하는 방안을 고려해야 할 것입니다. 이 숲들을 보호하는 것은 기후 행동의 초석으로 남겠지만, 그 보호의 성격은 숲 자체의 변화하는 생애 주기에 맞춰 적응해야 합니다.