봄비 따라 바다 영양 균형 달라졌다···포스텍, 19개 하구 분석

감종훈 포항공대 환경공학부 교수. 포항공대 제공

봄철 강수량에 따라 강물이 바다로 실어 나르는 탄소·질소·인의 양과 구성 비율이 달라진다는 연구 결과가 나왔다. 비가 많이 내려도 모든 영양분의 유출량이 함께 늘지는 않았다. 비가 많이 내려도 모든 영양분의 유출량이 함께 늘지는 않았다.

포항공대(POSTECH)는 감종훈 환경공학부 교수와 김예나 통합과정생 연구팀이 2012~2023년 한반도 주요 하구 19곳의 관측자료를 분석해 이 같은 관계를 확인했다고 2일 밝혔다.

강물은 육지의 탄소·질소·인을 바다로 운반한다. 이들 영양분은 식물성 플랑크톤의 성장과 연안 수질에 영향을 준다. 봄은 건조한 시기에서 비가 많은 시기로 넘어가는 계절로, 강수량과 강물의 흐름이 크게 달라진다.

연구진은 하구별 총유기탄소·총질소·총인 농도를 강수량과 하천 유량 자료에 맞춰 분석했다. 해마다 봄에 내린 비의 양을 기준으로 비가 적은 해와 평년, 비가 많은 해를 나눠 영양분 유출량과 구성 비율을 비교했다.

조사 대상 하구에서 봄철 바다로 흘러간 영양분의 73~80%는 서해로 유입됐다. 연구 기간의 봄철 유출량은 해마다 탄소 503t, 질소 668t, 인 53t씩 감소하는 추세였다.

강수량 변화에 대한 반응은 성분마다 달랐다. 탄소와 질소의 유출량은 비가 적은 해에는 34~35% 줄고, 비가 많은 해에는 29~40% 늘었다. 반면 인은 비가 적은 해에 57% 감소했지만, 비가 많은 해에도 증가 폭이 1%에 그쳤다. 비가 늘 때 탄소·질소와 인의 유출량이 서로 다른 폭으로 변하면서 바다에 공급되는 영양분의 비율도 달라진 것이다.

지역별 차이도 있었다. 대부분의 연안에서는 질소의 비중이 상대적으로 높았다. 남해로 흐르는 탐진강 하구에서는 탄소·질소·인의 구성 비율이 식물성 플랑크톤 성장에 적합한 것으로 알려진 ‘레드필드 비율’에 가까웠다.

탐진강 하구는 비가 적은 시기에 엽록소a 농도가 높아질수록 이 기준 비율에 가까워질 가능성도 커졌다. 연구진은 강물의 흐름과 생물 활동이 함께 연안의 영양 상태를 바꾸는 것으로 분석했다.

이번 연구 결과는 환경·수자원 분야 국제 학술지 ‘워터 리서치 X’에 게재됐다.

감 교수는 “봄철 강수 변화가 영양분 종류에 따라 서로 다른 유출 반응을 일으킨다는 점을 확인했다”며 “기후변화로 가뭄과 집중호우가 잦아지는 만큼 연안 생태계를 관리할 때 영양분의 양과 비율을 함께 살펴야 한다”고 말했다.