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  기후 변화에 대한 가장 명백하고 비용-효과적인 방법!
기후 변화에 대처하는 전 세계의 프로젝트는 매우 다양하다. 풍력발전, 조...




  • 기후 변화에 대처하는 전 세계의 프로젝트는 매우 다양하다. 풍력발전, 조력발전 등도 그중 하나다. 하지만 이러한 방법들 중 가장 효율적이면서 가장 비용 효과적인 방법은 무엇일까? 최근 연구는 나무심기가 가능한 토지에 산림을 재구축하는 것이라고 주장한다. 어떤 근거가 있을까? 실제로 어떤 효과를 보여줄 수 있을까?



    나무는 자라면서 산소를 배출하고, 이산화탄소를 포집, 저장한다. 이는 오늘날 세계의 공통 고민인 지구 기후 변화에 대한 해답을 제시한다. 실제로 「사이언스(Science)」지에 발표된 새로운 연구에 따르면 전 세계의 산림을 전례없는 규모로 복원하는 것이 ‘기후 변화에 대한 가장 좋은 솔루션’이라고 한다. 이 새로운 연구는 오늘날 대기에 남아있는, 인간 활동에서 발생하는 모든 배출량의 3분의 2를 제거할 수 있는 전 세계 나무심기 프로그램을 제안한다.


    이들의 분석에 따르면 지구에는 나무가 없는 12억 헥타르의 땅이 있고, 이 땅에서 1조 2천억 그루의 나무 묘목들이 자연적으로 자랄 수 있다(1헥타르는 2.47에이커). 이 면적은 세계 토지 면적의 11%를 차지하며 미국과 중국을 합친 크기이다. 이 계획에 따르면, 대다수 열대 지역은 나무로 100% 우거지고, 그 밖의 다른 지역은 그보단 덜 짙게 우거질 것이다. 이는 평균적으로 세계의 약 절반이 나무 캐노피(canopy, 지붕 모양으로 우거진 것) 아래에 있음을 의미한다.


    스위스 대학 취리히 연방 공과대학교(ETH Zurich)의 과학자들은 이 연구와 분석에서 현재 작물을 재배하는 데 사용되는 모든 토지와 도시 지역을 제외시켰다. 다만 방목 지대는 포함시켰는데, 이들은 헥타르 당 몇 개의 나무만으로도 양과 소에게 도움이 될 것이라고 말한다. 이 연구를 주도한 톰 크로우더(Tom Crowther) 교수는 다음과 같이 주장한다.


    “이 새로운 정량적 평가는 산림 복원이 우리 기후 변화 해결책 중 그냥 단순한 하나가 아니라는 것입니다. 10가지 해결책 중 이 방법은 그 어떤 해결책보다 강력한 압도적인 최고의 방법입니다. 다만 중요한 것은 규모에 있습니다.”


    이들이 발견한 가장 흥미로운 점은, 전 세계에 수십억 그루의 나무를 심는 것이 대기 중 이산화탄소를 제거하고 기후 위기를 해결하는 가장 확실하고 저렴한 방법 중 하나라는 것이다. 더욱이 농지나 도시 지역을 침해하지 않고 이러한 나무들을 심는 것이다.


    따라서 인위적인 기후 변화가 문명에 대한 실질적 위협인지 아니면 단순히 ‘더 풍요로운 세상을 위한 작은 희생’인지에 대한 논쟁과 상관없이, 더 많은 나무들이 합리적이고 충분히 실행 가능한 방법이 될 수 있다는 것이다. 물론 큰 도전이다. 하지만 세계의 넓은 지역을 재조림하는 아이디어는 설득력이 상당하다. 다음 사실들을 생각해 보자.


    농업이 시작된 이래 인류는 지구에 존재하는 나무의 절반, 즉 3조 그루의 나무를 벌목했다. 이러한 사실을 염두에 두면, 나무심기 프로젝트는 이미 존재해왔다. 예를 들어, 48개국이 후원하는 본 챌린지(the Bonn Challenge)는 2030년까지 3억 5천만 헥타르의 산림을 복원하는 것을 목표로 한다. 이는 영국 국토의 12배에 달하는 크기이다.


    ‘생태복원과 재조림’은 가까운 미래에 실행 가능한 수월하고 환경 친화적인 아이디어일 것이다. 물론 전 세계 인구가 현재 70억 명에서 2050년까지 100억 명으로 증가할 것으로 예상된다는 점에서 이 아이디어는 회의적일 수 있다. 그만큼 인간의 서식지가 늘고 식량 생산으로 자연을 파괴할 수 있기 때문이다. 그러나 세계 인구의 거의 70%가 도시와 그 주변에서 밀집 형태로 거주할 것이고, 이로 인해 많은 국가에는 새로운 도시 외 지역이 발생하여 ‘생태복원과 재조림’을 시도할 수 있는 기회가 발생할 것이다. 이러한 일들은 우리 주변에서 이미 일어나고 있다. 유럽에서는 2000년에서 2015년 사이 매년 220만 헥타르의 산림이 다시 증가하고 있고, 스페인의 산림 면적은 1900년 8%에서 오늘날 25%로 증가했다.



    이러한 사례 외에도 사람들에게 실질적 혜택을 주는 대규모 재조림 프로젝트들이 이미 실행되었다. 1990년대 후반, 중국의 환경 문제는 상당히 심각했는데, 1930년대 미국 중서부의 더스트 보울(Dust Bowl)과 유사한 광대한 지역에서 그러했다. 당시 미국 중서부는 매년 12월에서 다음 해 5월까지 휘몰아치는 모래 바람 때문에, 먼지 폭풍으로 인한 피해가 막심했다. 중국 또한 재조림을 위해 1억 헥타르가 넘는 지역을 목표로 6가지의 과감한 프로그램을 도입했다.


    이 프로그램 중 가장 대규모이자 사람들에게 잘 알려진 프로그램은 퇴경환림(退耕還林, Grain for Green)이다. 이 프로그램은 토양 침식을 줄이고 지역 강우 패턴을 안정화시켰다. 현재도 진행 중인 이 프로그램은 재조림을 위해 땅을 비운 농부들에게 직접적으로 재화를 지불함으로써 빈곤을 완화시키는 데도 도움이 되었다.


    이 프로그램을 통해 우리가 파악한 사실은 ‘식량 재배 능력에 부정적 영향을 미치지 않으면서 17억 헥타르에 달하는 나무없는 토지 중 9억 헥타르에 재조림을 실행할 수 있다’는 것이다. 즉, 재조림이 농지 생산성을 늘릴 수 있다는 것! 어떻게 이것이 가능할까? 중국 프로젝트가 직접 보여준 것처럼, 숲의 귀환은 보다 안정된 강우와 비옥한 토양으로 이어져 에이커 당 작물 생산량을 증가시키기 때문이다.


    그렇다면 비용은 어떠할까? 크로우더 교수의 말을 빌려 보자.


    “가장 효과적인 프로젝트는 한 그루당 30센트를 투입해 복원 작업을 수행하는 것입니다. 이는 엄청난 효율성과 효과를 가져주는 1조 그루의 나무를 단지 3천억 달러에 복원 할 수 있음을 의미합니다.”


    이렇게 효과적인 나무 심기는 전 세계에서 이루어질 수 있다. 그 잠재력은 문자 그대로 어디에나 적용된다. 탄소 포집 측면에서, 캐노피 덮개가 100%인 열대 지방이 현재로서는 가장 큰 돈을 벌 수 있었다. 그러나 이제는 모두가 가능해졌다. 세계에서 가장 큰 국토를 가진 6개국 러시아, 캐나다, 중국, 미국, 브라질, 호주에 재조림 가능 지역의 절반이 위치해있다.



    스위스의 연구에 따르면 전체 토지의 3분의 2, 총 87억 헥타르가 숲을 조성하는 데 지원될 수 있고, 55억 헥타르에는 이미 나무가 있는 것으로 나타났다. 나무가 없는 32억 헥타르 중 15억 헥타르는 농경지로 사용되고 있고, 초목이 드문드문 있거나 노화된 토지인 17억 헥타르의 잠재적 재조림지가 남아 있다.


    크로우더 교수가 이끈 연구팀의 초기 연구에 따르면 현재 세계에는 약 3조 그루의 나무가 있고, 이는 인간 문명이 출현하기 전에 존재했던 수의 절반에 해당한다. 한편, 세계는 여전히 연간 약 100억 그루의 나무를 잃고 있다.


    일부 전문가들은 9억 헥타르의 새로운 산림이 이산화탄소를 얼마나 많이 저장할 수 있는지에 대해 회의적이다. 그러나 새로운 연구는 이 9억 헥타르의 새로운 산림이 2050억 톤의 탄소를 잡아둘 수 있음을 강조한다. 또한 기존 드문드문 형성된 초목을 정비함으로써, 평균적으로 570억 톤의 탄소를 추가로 저장할 수 있을 것으로 보인다.


    어떤 이들은 이러한 재조림에도 불구하고 온난화는 계속될 것이고, 나무 성장률은 억제될 것이라 주장한다. 그러나 식물 성장에 있어 고온의 악영향은 이산화탄소 시비(carbon dioxide fertilization)의 영향으로 상쇄될 것이다. 즉, 대기 중에 이산화탄소 수준이 높으면 광합성이 더 효율적이며 이는 식물이 물을 덜 필요로 하고 더 높은 온도에서 생산적임을 의미한다.


    무엇보다도 가장 좋은 점은 ‘혼합 수종’의 형태로 새로운 숲이 형성된다는 점이다. 여기에서 핵심은 고강도와 오랜 지속성을 지닌 건축 자재로서 나무를 심고 키우고 수확한다는 데 있다. 종이와 저품질 임산물과 달리, 엔지니어링된 자재는 특히 이산화탄소를 대기로 다시 방출하는 분해가 일어나지 않도록 특별히 설계될 것이다. 새로운 삼림의 절반이 2030년에서 2100년 사이 평균 15년마다 벌채된다고 가정하면, 이산화탄소 순 누적량은 최소 1400억 톤에 이를 것이다. 콘크리트 사용이 줄어들고, 새롭게 설계된 나무 종의 높은 생산성으로 인해 저감된 이산화탄소 배출은 이 계산에 고려조차 되지 않았다.


    결론은 무엇인가? 3,000억 달러의 비용으로 1조 그루의 나무를 심는 것이 대기 중 이산화탄소를 크게 줄이는 가장 비용 효과적인 방법 중 하나라는 것이다. 15년 이상의 투자 간격을 둔다면 전 세계적으로 매년 1인당 약 2.5달러에 해당한다. 더욱이 새로운 소재 기술로 인해 3천억 달러의 투자는 상당한 투자회수율을 보일 것이고, 아프리카, 남아시아, 라틴 아메리카 주민들의 삶도 대폭 개선될 것이다. 또한 이 사업은 고온, 건조, 심지어 독성이 있는 환경에도 적응하도록 설계된 유전자변형 식재와 더불어 자연적으로 발생하는 품종을 함께 지원할 때 훨씬 더 나은 성과를 보일 것이다.


    재조림 프로젝트는 치명적인 기후 변화의 가능성을 없애기 위해 사람들이 기꺼이 참여하는 ‘높은 투자회수율’의 형태로 변모할 수 있다. 미국의 국제개발처(United States Agency for International Development)나 빌 게이츠 재단의 지원이 보장된다면 더욱 그러할 것이다.


    기후 변화에 대처하고자 하는 이러한 세계적 트렌드를 고려할 때, 우리는 향후 다음과 같이 예측해 본다.


    첫째, 최고의 결과를 내기 위해, 산림의 다양한 특성이 각 지역 조건에 맞게 미세 조정될 것이다.


    연구에 따르면, 다양한 요소들이 이산화탄소를 격리시키는 산림의 효과를 결정하는 것으로 보인다. 예를 들어, 새로운 성장 산림은 오래된 산림보다 훨씬 더 효과적이다. 또한 자연림에서 발견되는 혼합종 산림이 대규모의 동일종 산림보다 더 효과적이고, 온대 기후 산림이 열대 기후 산림보다 이산화탄소를 장기적으로 격리하는 데 더 효과적인 것으로 보인다. 열대 기후 산림은 저장된 이산화탄소를 더 높은 비율로 잃는 것으로 나타났다. 이러한 지식과 통찰력을 바탕으로 환경에 맞게 최적화된 새로운 품종과 결합시켜 투자회수율을 최대화할 수 있다.


    둘째, 유전자변형 식재는 전체적인 프로세스를 더 효율적으로 만들 것이다.


    자연적으로 발생한 나무는 평균적으로 나무를 통과하는 탄소의 2~3%를 포집하고 나머지 탄소는 대기로 되돌아간다. 이 탄소 포집 효율을 두 배로 높이면 전 세계의 화석 연료 사용을 축소하거나 아예 사용을 금지해야 한다는 주장을 상쇄할 수 있다. 다행스럽게도 이 분야의 연구는 이미 미국 에너지국의 공동게놈연구소(Joint Genome Institute)를 포함한 여러 곳에서 진행 중이다. 이들은 실효탄소요금(Effective Carbon Rate, ECR)을 사용하여 새로운 탄소 고정 경로를 만들었다. 즉, 더 효과적인 효소가 현재 자연에서 가장 널리 퍼진 이산화탄소 고정 효소인 루비스코(RuBisCo)보다 약 20배 빠른 속도로 이산화탄소를 고정시킬 수 있다. 이것은 곧 자연적인 탄소 포집을 강화하기 위해 기존 나무와 다른 유기체에 합성 이산화탄소 고정 사이클을 도입하는 방향으로 이끌어질 것이다.


    셋째, 2030년까지, 재조림과 특별 설계된 산림 생산물이 결합되어 전 세계 생활수준에 거대한 영향을 미치는 ‘새로운 탄소-음성(carbon negative) 산업’을 창출할 것이다.



    건축가, 엔지니어, 재료 과학자 및 화학자는 강하고 매우 오래 지속되는 목재 재료로 만든 초고층 건물, 주택 및 기타 구조물의 길을 닦고 있다. 대규모 재조림과 결합된 이 기술은 기술경 혁명이 그러했던 것처럼 10억 명의 사람들에게 일자리, 주택건설, 인프라를 제공하는 완전히 새로운 산업의 길을 열어줄 것이다.


    넷째, 21세기 전체에 걸쳐 고래의 힘을 활용하는 것이 기후 변화의 위협에 대한 비용 효과적인 방법인 ‘재조림 프로젝트’를 보완해줄 것이다.


    해양은 대기보다 50배나 더 많은 이산화탄소를 잡아줌으로써 기후 조절에 도움을 준다. 따라서 탄소가 해양으로 유입되는 방식에 있어 아주 작은 변화조차도 이산화탄소 저장 용량에 영향을 줄 수 있다. 예를 들어, 고래 개체수를 오늘날 130만 개체에서 400만에서 500만 개체로 증가시키면 매년 17억 톤의 이산화탄소 ? 2030년에서 2100년의 기간 약 1119억 톤에 해당 ? 를 포집할 수 있다. 그렇다면 고래가 어떻게 탄소를 잡아주는가? 약 60년의 수명 동안 고래는 평균 33톤의 이산화탄소를 축적한다. 이들이 죽으면 바다 밑으로 가라 앉아 수백 년 동안 해당 탄소가 잠기게 된다. 더 중요한 것은, 고래는 식물 플랑크톤 생산성을 증가시킨다. 이들이 전 세계 바다에서 호흡하고 이동하기 위해 수면 가까이 상승하면서 이들이 생체활동을 통해 배출하는 철과 질소가 플랑크톤과 같은 미세 유기체에 이상적인 성장 조건을 제공한다. 1986년 이래 상업적 포경이 공식적으로 금지되었지만, 연간 1000마리 이상의 고래가 상업적 목적으로 여전히 죽임을 당하고 있다. 포경 국가에 대한 강력한 제재와 고래 친화적 프로그램이 함께 어우러져야만 세계 경제 성장을 방해하지 않으면서 대기 온실 가스를 크게 줄일 수 있다. 고래를 보호하는 비용은 1인당 연간 13달러에 불과하다.



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    References List :
    1. 05 Jul 2019.  Jean-Francois Bastin, Yelena Finegold, Claude Garcia, Danilo Mollicone, Marcelo Rezende, Devin Routh, Constantin M. Zohner, & Thomas W. Crowther.
    The global tree restoration potential. 

    https://science.sciencemag.org/content/365/6448/76


    2. 2019.  Simon L. Lewis, Charlotte E. Wheeler, Edward T. A. Mitchard & Alexander Koch.  Regenerate natural forests to store carbon.
    https://www.nature.com/articles/d41586-019-01026-8


    3. com. May 7, 2019.  Jeff McMahon.  What If GMOs Can Fight Climate Change? 
    https://www.forbes.com/sites/jeffmcmahon/2019/05/07/what-about-gmos-that-fight-climate-change/#1cd4fdbe3e1b


    4. Genetic Engineering & Biotechnology News. November 21, 2016.  GMOs and carbon fixation: Trapping CO2 in engineered plants and trees to convert it to energy.
    https://geneticliteracyproject.org/2016/11/21/gmos-carbon-fixation-trapping-co2-engineered-plants-trees-convert-energy/


    5. World Economic Forum. July 2019.  Simon Lewis & Mark Maslin.  Massive reforestation is key to averting a climate catastrophe.
    https://www.weforum.org/agenda/2019/07/reforest-an-area-the-size-of-the-us-to-help-avert-climate-breakdown/


    6. The Guardian. 18 Oct 2019.  Damian Carrington.  Tree planting has mind-blowing potential to tackle the climate crisis.
    https://www.theguardian.com/environment/2019/jul/04/planting-billions-trees-best-tackle-climate-crisis-scientists-canopy-emissions


    7. UK. 20 NOVEMBER 2019.  Helena Horton.  Saving the whale is more important than planting trees when it comes to climate change, scientists argue.
    https://www.telegraph.co.uk/news/2019/11/20/saving-whale-important-planting-trees-comes-climate-change-scientists/


    8. 2019.  Pugh et al.  The role of forest regrowth in global carbon sink dynamics.
    https://www.pnas.org/content/116/10/4382
     
    9. com. January 14, 2019.  Jeff Spross.  How to build a skyscraper out of wood.
    https://theweek.com/articles/816653/how-build-skyscraper-wood