지구 온난화로 인한 기후 변화가 해마다 심각해지고 있습니다. 산업화 시대부터 오늘날까지 화석 연료의 무분별한 사용 및 연소로 다량의 이산화탄소가 배출되고 평균 기온이 상승하고 있는데 이는 지구상에 서식하는 모든 동식물에게 영향을 줍니다. 특히 기후 변화가 식물에 미치는 영향은 더욱 심각합니다.
목차
식물과 이산화탄소의 관계
공기가 탁한 지역에 나무를 심으면 나무가 이산화탄소를 들이마시고 산소를 내뱉는다는 이야기는 많이 들어보셨을 겁니다. 식물은 햇빛과 수분, 그리고 대기 중의 이산화탄소를 흡수하여 산소와 탄수화물을 만들어냅니다. 대기 중의 이산화탄소 비중이 높아지면 식물들은 광합성을 더욱 활발히 합니다. 그리고 광합성이 활성화되면 식물들은 성장을 더욱 빠르게 하기도 합니다. 실제로 대기 중 이산화탄소의 증가로 식물들이 지상에서 평균 21%정도, 지하에서 평균 28%정도 성장했다는 연구 결과도 있습니다.
또한 공기 중의 이산화탄소 비중이 높아지면 식물들은 광합성 과정에서 물을 덜 필요로하게 됩니다. 이산화탄소가 많으면 광합성이 활성화되고, 식물은 이렇게 활성화된 광합성 과정의 속도를 유지하기 위해 공기중으로 수분을 방출하는 구멍인 기공을 부분적으로 닫아 수분의 손실을 막습니다. 이렇게 식물이 토양에 있는 수분을 덜 빨아들이고 공기중으로 수분을 덜 배출하면 그만큼 토양과 하천에 더 많은 물이 유지될 수 있게 되기도 합니다.
이산화탄소 상승 및 기후 변화가 식물에 미치는 영향
물론 위와 같이 식물은 원래부터 이산화탄소를 흡수하여 광합성을 합니다. 하지만 최근의 기후 변화는 이산화탄소의 비중만 증가시킨 것이 아니라 지구의 평균 기온을 상승시키고 공기 중의 영양분을 고갈시키는 등 다양한 요소에 영향을 주고 있기 때문에 식물에게는 다방면으로 부정적인 영향을 미치고 있습니다.
개화시기가 앞당겨짐
우리가 식량을 생산하기 위해 재배하는 대부분의 작물은 꽃을 피우는 현화식물(피자식물)입니다. 이러한 작물들은 제철에 꽃을 피우면 벌과 같은 곤충들이 찾아와 수분을 도와줍니다. 그런데 기후 변화로 인한 온도 상승으로 인해 작물들에 평소보다 일찍 꽃이 피고 있습니다. 이렇게 꽃 피는 시기가 달라지면 수분을 도와줄 수 있는 곤충들의 개체 수가 부족하여 자연적인 수분이 어려워집니다. 이렇게 되면 작물의 수확량과 품질에 부정적인 영향이 갈 수밖에 없으며, 우리가 먹을 식량의 생산량이 줄어드는 심각한 상황이 벌어질 수도 있습니다.
대기 중 수분 및 영양분 부족
기온 상승이 작물에 미칠 수 있는 또다른 영향은 대기 중의 수분과 영양분을 날려버린다는 것입니다. 공기 중에 이산화탄소의 양이 상승하면 작물의 단백질 함유량이 10~15% 줄어든다는 연구 결과가 있었습니다. 또 다른 연구에서는 이산화탄소 농도가 높아졌을 때 쌀 품종에서 비타민 E의 함량은 증가했지만 비타민 B1과 B2, B5, B9의 함량은 감소했습니다. 식물들은 뿌리를 통해 흙 속의 수분과 영양분을 우선적으로 흡수하지만 대기 중의 수분과 영양분도 함께 흡수하는데, 이것이 부족해지면 작물의 수확량이 감소되거나 품질이 저하될 수 있는 것입니다.
식물의 서식지 이동
기온이 상승함에 따라 식물들이 점차 서식지를 옮겨가는 현상도 나타나고 있습니다. 식물들은 대체로 선호하는 기후 조건과 환경이 정해져 있는데 원래 서식했던 지역의 온도가 높아지면 그보다 선선한 지역이나 더 높은 고도로 이동하는 것입니다. 이렇게 식물들이 이동하고 식물이 새로운 환경으로 들어간다는 것은 원래 살고있던 식물들과의 새로운 경쟁이 시작된다는 뜻이 됩니다.
그리고 경쟁 환경이란 대체로 이주해온 식물보다는 원래 그곳에 있었던 토착 식물들에게 훨씬 호의적인 경우가 많기에 이동한 식물들이 반드시 새로운 환경에서 살아남으리라는 법도 없습니다. 그나마 이렇게 이동이 가능한 식물이라면 그나마 다행일 수 있지만 일부 종은 이동할 수 있는 공간 자체가 없는 경우도 있습니다. 이렇게 지구의 기온 상승은 식물들 간에 기존에는 없었던 새로운 경쟁 환경을 만들어 일부 식물에게는 유리하게, 일부 식물에게는 불리하게 작용하게 됩니다.
이상 기후로 인한 식물 성장 방해
몇 년 전부터 지구 곳곳에 폭염과 가뭄, 국지성 폭우, 더욱 잦아진 태풍과 허리케인 등을 포함하여 이상 기후가 더욱 빈번하게 나타나고 있습니다. 이렇게 극단적인 기후가 갑자기 찾아오는 것은 식물들에게 큰 스트레스가 되며, 생장 조건을 벗어나는 기후가 되면 식물들은 결국 죽게 됩니다. 또한 잦은 폭우가 발생하는 경우 식물이 자라는 흙은 과습 상태가 장기간 지속되거나 아예 홍수 상태가 되기도 합니다. 이렇게 되면 많은 식물들의 뿌리가 썩어 식물이 더 이상 생존할 수 없는 상태가 됩니다. 반대로 가뭄이 지속되는 경우에도 식물은 충분한 수분을 흡수하지 못하게 되어 죽게 되며, 특히 작물들은 수확량이 급감하는 등의 피해를 입게 됩니다.
곰팡이 및 해충 번식
무더운 온도나 극심한 폭우와 같은 이상 기후는 다양한 해충과 곰팡이, 그리고 잡초가 번식하기 쉬운 환경을 만들 수 있으며 이들의 개체 수가 폭발적으로 늘면 생태계의 균형이 깨지는 사태를 초래하게 됩니다. 그리고 이들의 늘어난 개체 수로 인해 식물들은 더욱 방대한 영향을 받을 수 있습니다. 창궐하는 해충과 곰팡이를 방제하기 위해 살충제를 과다 사용하게 되는 경우 토양과 수역을 더욱 오염시키며 환경에 더 큰 영향을 미칠 수 있기 때문에 살충제를 무턱대고 많이 쓸 수도 없습니다.
마치며
기후 변화가 식물에 미치는 영향은 대체로 부정적인 것이 많습니다. 식물이 선호하는 생육 조건을 벗어난 기후가 급격히 찾아오거나 장기간 지속되면서 식물에게 스트레스를 주고 성장이 멈출 수 있기 때문입니다. 물론 이러한 환경이 지금보다 훨씬 장기화 된다면 식물들 또한 일종의 진화 과정을 통해 생존하는 방법을 터득할 수 있겠지요. 하지만 그와 상관 없이 우리는 지금 당장 우리가 할 수 있는 일들을 하여 기후 변화가 식물에, 그리고 지구에 미치는 피해를 최소화하는 노력을 기울여야 하겠습니다.