우주로 쏘아올린 인공위성은 전 지구를 바라보는 유일한 눈이다. 최근 스페이스X(SpaceX) 등의 기술이 발전하는데, 힘입어 셀 수 없이 많은 위성이 우주에서 지구를 탐지하고 있다. 우주위성에서 제공하는 자료 중 핵심적인 변수로 태양복사, 여러 파장별 반사도, 엽면적지수 등이 있다. 즉 우주위성에서는 육상 생태계 탄소흡수량을 직접 관측하지 못하며, 이를 설명할 수 있는 유용한 변수들을 제공한다. 따라서 탄소흡수량에 대한 모델이 필요하다.
생태계 탄수흡수량에 대한 모델의 종류는 수없이 많은데, 한가지 공통된 부분은 탄소흡수량을 직접 예측하는 모델은 거의 없다는 점이다. 여기서부터 난제가 시작된다. 현장에서 관측하는 에디공분산 기법은 흡수량을 직접 측정 하고, 광합성과 호흡은 모델을 통해 간접적으로 추정한다. 즉 광합성과 호흡을 생태계 수준에서 직접 관측할 수 있는 방법이 없다는 것이다.
유일한 대안은 여러 가용한 관측 자료들을 최대한 활용하는 것이다. 일례로 광합성과 자가 호흡의 차이는 순생태 생산량이라고 불리는데, 이 값은 식생의 생장량과 상관관계가 매우 높다. 여러 나라에서 산림조사를 통해 임목축적량 자료를 이용해서 순생태계 생산량 모델 값을 평가한다.
타가호흡을 직접 측정하는 것은 매우 어렵다. 토양안에는 미생물도 있지만, 뿌리도 있기 때문에 자가와 타가 생물이 대부분 공존하기 때문이다. 간접적인 방법으로 토양호흡 자료를 활용할 수 있다. 토양호흡은 전 지구의 많은 지점에서 관측되어 왔고, 전 지구 데이터베이스도 존재 한다.
우리나라의 육상생태계 흡수량 모니터링은 여러모로 어렵다.
그 이유는 첫째, 경관질성이 매우 심하다. 좁은 국토의 여러 토지이용이 역동적으로 변하는 양상이 전개되어왔는데, 이를 탐지하기 위해서는 고해상도 위성 영상 활용이 요구된다.
둘째, 국토의 70%를 차지하는 산림이 복잡지형에 위치하고 있다. 기존의 탄소흡수모델 대부분은 평지에서 개발되고 평가돼왔기 때문에, 복잡지형의 특성을 반영할 수 있는 모듈 개발이 요구된다.
셋째, 광합성, 호흡, 탄소 흡수모델 개발 및 평가를 수행해야하고, 이를 위해서는 정교한 현장 관측 자료를 시급히 구축해야 한다.
생태계 유형별로 탄소흡수를 정량화하는 작업은 유관 부처별로 활발히 진행 중이다. 환경부, 산림청, 농촌진흥청, 해양수산식품부, 국토부 등에서 IPCC 보고서에 고도화된 정보를 제공하기 위한 연구과제들을 진행하고 있다. 이는 글로벌 무대의 국격과도 연계되어 있고, 기후변화 적응에 직결된 주요 사업들이라 할 수 있다.
향후 탄소흡수량 모니터링의 고도화를 위한 몇 가지 제안을 남긴다. 식물과 토양을 동시에 봐야 한다. 현재 산림청에서는 산림의 나무만 보고 있고, 농촌진흥청에서는 토양만 보고 있다. 하지만 산림에도 토양이 있고, 농촌 경관에도 나무들이 있다. 이러한 한계는 비단 국내에 국한된 것이 아니며, 대부분 국가에서 동일하게 진행되고 있다. 식물과 토양의 탄소흡수/방출량을 동시에 모니터량을 시도해야 한다. 또한 토지피복 변화 및 산불 등에 의한 탄소배출량 을 정확도 높게 탐지하는 시스템이 필요하다. 특히 지구온난화에 따른 산불 강도의 증가는 생태계가 장기간 축적해 온 탄소를 한순간에 대기로 방출시키는 위협으로 작용할 수 있다.
마지막으로, 인류의 온실가스 방출을 육상생태계가 해결해 줄것이라는 희망을 가져서는 안된다. 가장 근본적인 해결책은 탈탄소화(decarbonization)를 통해 온실가스 방출 자체를 줄이는 것이다.
