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ISSN : 2288-1115(Print)
ISSN : 2288-1123(Online)
Korean Journal of Ecology and Environment Vol.49 No.4 pp.245-257
DOI : https://doi.org/10.11614/KSL.2016.49.4.245

The Loads and Biogeochemical Properties of Riverine Carbon

Neung-Hwan Oh1,2*
1Department of Environmental Planning, Graduate School of Environmental Studies, Seoul National University
2Environmental Planning Institute, Seoul National University
Corresponding author: +82-2-880-5653, +82-2-871-8847, onh@snu.ac.kr
October 15, 2016 October 28, 2016 October 29, 2016

Abstract

Although rivers cover only 0.5% of the total land area on the Earth, they are windows that show the integrated effects of watershed biogeochemistry. Studies on the loads and properties of riverine carbon have been conducted because they are directly linked with drinking water quality, and because regional or global net ecosystem production (NEP) can be overestimated, unless riverine carbon loads are subtracted. Globally, ~0.8-1.5 Pg yr-1 and ~0.62-2.1 Pg yr-1 of carbon are transported from terrestrial ecosystems to the ocean via rivers and from inland waters to the atmosphere, respectively. Concentrations, δ13C, and fluorescence spectra of riverine carbon have been investigated in South Korea to understand the spatiotemporal changes in the sources. Precipitation as well as land use/land cover can strongly influence the composition of riverine carbon, thus shifting the ratios among DIC, DOC, and POC, which could affect the concentrations, loads, and the degradability of adsorbed organic and inorganic toxic materials. A variety of analyses including 14C and high resolution mass spectroscopy need to be employed to precisely define the sources and to quantify the degradability of riverine carbon. Long-term data on concentrations of major ions including alkalinity and daily discharge have been used to show direct evidence of ecosystem changes in the US. The current database managed by the Korean government could be improved further by integrating the data collected by individual researchers, and by adding the major components ions including DIC, DOC, and POC into the database.


하천 탄소의 유 출량과 생지화학적 특 성

오 능환1,2*
1서울대학교 환경대학원 환경계획학과
2서울대학교 환경계획연구소

초록


    서 론

    하천을 통해 바다로 유출되는 물질의 양과 특성은 이미 1800년대에도 연구자들의 관심 분야였으나 (Roth, 1879; Dürr et al., 2011) 전 세계적인 규모로 하천의 주요 용존 성분의 농도를 구체적으로 표로 정리하여 보고한 것은 Livingstone (1963)에 의해서였다. 그러나, 하천 유기탄소 의 농도는 보고서에 포함되지 않았고, 1982년에 이르러서 야 하천 유기탄소를 포함한 전 지구적인 하천탄소의 유출 량이 추정되었다 (Meybeck, 1982). 이후 Web of Science 에서 검색되는 논문 중 “River”를 검색어로 찾을 수 있는 논문의 수는 1988년 991편에서 2015년 18,120편으로 비 약적으로 증가하였다 (Fig. 1). 같은 기간 동안 “River and Carbon”을 검색어로 사용하여 찾을 수 있는 하천 탄소 에 관련된 논문의 수 역시 마찬가지로 1988년 단 6편에서 2015년 1,549편으로 늘어났다. 특히, 하천 탄소에 대한 많 은 관심을 반영하듯, 2010년 이후로 관련 논문의 수가 가 파르게 상승하고 있다 (Fig. 1).

    하천을 통한 탄소화합물의 유출과 이동은 전 지구적 탄 소순환의 흐름을 정량적으로 이해하는 데 필요한 요소 이지만, 하천이 육상생태계 중 차지하는 면적 비율이 약 0.5%로 적어서 (Raymond et al., 2013) 전 지구적 탄소순환 의 주요 연구 대상은 아니었다. 그러나, 육상생태계가 대기 중 CO2 농도를 줄이는 탄소의 순 흡수원인지, 아니면 오 히려 대기 중 CO2 농도를 높이는 탄소의 순 배출원인지를 알기 위해서는, 하천을 통해 바다로 빠져나가는 탄소량과 하천에서 대기로, 또는, 대기에서 하천으로 이동하는 CO2 의 양을 정확히 알 필요가 있다 (Butman et al., 2016). 이를 반영하듯, 하천의 탄소 동태를 정량적으로 파악하려는 것 은 기후변화 관련 생지화학 연구의 핵심 주제로 부각되고 있고, 전 지구적 기후변화 예측 모형에 하천의 탄소동태를 포함시켜 탄소순환 요소별 모형 추정치를 새롭게 개선시 킬 필요 역시 대두되었다 (Regnier et al., 2013). 국내 하천 의 경우도 국외와 마찬가지로 하천 탄소화합물을 대상으 로 한 연구의 범위와 수는 꾸준히 확대되어 왔으나 탄소의 성상별로 하천 탄소의 생지화학적 특성을 정리한 총설은 거의 없다. 이 총설에서는 하천 탄소의 성상별 유출량과 특성에 대한 국내외 연구 동향을 소개하고, 이를 바탕으로 앞으로 필요한 연구에 대해 제언한다.

    전 지 구적 탄 소순환과 하 천 탄 소의 중요성

    매년 대기 중 CO2의 농도는 약 2 ppmv (parts per million by volume) 정도씩 꾸준히 증가하고 있고 (Canadell et al., 2007), CO2가 지구 온난화에 미치는 영향이 크기 때문 에, 어떤 반응과 과정에 의해 대기 중 CO2의 농도가 변 화해 왔고, 앞으로 어떻게 바뀔지 예측하고 대비하기 위 한 연구가 전 세계적으로 진행되고 있다 (Schlesinger and Bernhardt, 2013). 대기권 (atmosphere), 생물권 (biosphere), 지권 (lithosphere), 그리고 수권 (hydrosphere)에 걸쳐 탄소 가 소모되거나 생성되며 순환하는 과정을 “탄소순환”이 라 하며, 탄소순환의 각 요소별로 저장된 탄소량과 플럭스 (flux)를 정량하고, 이 양이 변화하는 이유를 밝히려는 연 구가 이뤄지고 있다 (Fig. 2).

    탄소 저장고 (pool)로는 대기권에 750 Pg (Pg=1015 g), 나무를 포함한 식물에 560 Pg, 그리고 낙엽 등 땅에 떨어 진 유기물 300 Pg과 토양 내 유기탄소 1200 Pg을 합쳐 약 1500 Pg의 유기탄소가 토양에 저장된 것으로 추정된다 (Fig. 2). 그러나, 토양탄소 저장량은 그동안 저평가되었던 극지의 토양탄소량과 깊은 (예: >1 m) 토양에 존재하는 토 양탄소량을 고려하면 이 추정치의 두 배 이상 늘어날 수 있다 (Jobbagy and Jackson, 2000; Tarnocai et al., 2009).

    탄소순환에 직접적인 영향을 주는 것은 저장고가 아니 라 플럭스이며, 식물에 의한 광합성량, 즉, 총 일차 생산량 (Gross primary production, GPP)은 전 지구적 탄소순환의 요소 중 가장 큰 플럭스이다 (Fig. 2, Eq. 1). 그러나, 이 중 약 반에 해당하는 양의 탄소가 식물의 호흡에 의해 CO2로 다 시 산화되어 대기로 돌아가고 (Eq. 2), 나머지 절반에 해당 하는 탄소 역시 동물과 미생물을 포함한 다른 생물의 호흡 에 의해 CO2의 형태로 다시 대기로 돌아가기 때문에 (Eq. 3), 정상상태 (steady state) 하에서 육상과 대기 간의 순 탄소 교환은 거의 0이 된다 (Houghton, 2014). 즉, 광합성에 의해 합성된 유기탄소의 총량에서 식물과 미생물의 호흡을 빼 고 남는 양인 순 생태계 생산량 (Net ecosystem production, NEP)은 GPP에 비해 매우 적다. 하지만, NEP는 육상생태 계에서 탄소가 축적되거나 소모되는 최종 결과량이므로 오랜 기간에 걸쳐 육상생태계의 탄소량을 조절한다. 매년 온도, 습도, 광량이 달라지고, 넓은 지역에 발생하는 산불 이나 가뭄 등에 따라 광합성량과 호흡량이 영향을 받을 수 있으므로 (Zhao and Running, 2010) NEP는 많게는 5~6 Pg yr-1까지 변화를 보일 수 있다 (Houghton, 2014).

    GPP (Gross primary production)= 약 120 Pg yr -1
    (1)

    NPP (Net primary production)=GPP-R P =120- 60 =약 60 Pg yr -1
    (2)

    NEP (Net ecosystem production)=NPP-R D =60- 60 = 약 0 Pg yr -1
    (3)

    하천을 통해 육상생태계로부터 바다로 유출되는 탄소의 양이 바로 NEP와 비교할만한 양이다. 강물을 통해 유출되 는 탄소의 종류와 양은, 전 세계적으로 보아 용존무기탄소 (dissolved inorganic carbon, DIC), 용존유기탄소 (dissolved organic carbon, DOC), 입자상 유기탄소 (particulate organic carbon, POC), 입자상 무기탄소 (particulate inorganic carbon, PIC)를 합쳐 약 1 Pg year-1 정도로 추정되며, 그 양은 광합성이나 식물과 미생물의 호흡 등 다른 플럭스에 비하 면 매우 적다 (Fig. 2). 그러나, 천이가 진행되는 생태계 등 특별한 경우를 제외하고는 토양에 오랜 시간에 걸쳐 축적 되는 탄소의 양은 제한적이며 (Schlesinger, 1990; Richter et al., 1999), 하천을 통해 유출되는 탄소는 육상생태계로 부터의 손실에 해당하므로 NEP 계산 시 하천 탄소 유출 량을 고려해 주지 않으면 육상생태계에 저장되는 탄소량 이 과다 추정될 위험이 있다. 미국의 경우 하천 탄소 유출 량을 고려해 주지 않으면 NEP가 27%만큼 과다 추정될 위험성이 있음을 보여주었고, 따라서 하천에 의한 탄소유 출을 전 지구적 탄소순환 모델에 적극적으로 포함시켜야 할 필요성이 점차 인식되고 있다 (Butman et al., 2016). 하 천의 탄소량과 구성 성분은 유역 안에서 일어나는 다양한 생지화학적 반응과 과정을 집약적으로 보여주므로 환경 의 변화를 추적하는 데 사용하기 편리한 지표가 될 수 있 고 (Raymond et al., 2008; Oh et al., 2013), 이와 더불어, 하 천을 통해 육상생태계의 탄소가 해양생태계로 전달되므로 하천 탄소의 조성과 유출량의 변화는 연안 해양생태계의 변화를 불러올 수 있어서 육상뿐만 아니라 해양생태계 연 구자들의 관심도 높아지고 있다.

    하천 탄 소의 성 상별 이 화학적 특 성, 유출량과 이동량

    하천 탄소는 기원에 따라 무기탄소 (inorganic carbon) 와 유기탄소 (organic carbon)로 나눌 수 있고, 성상에 따라 용존탄소 (dissolved carbon)와 입자상탄소 (particulate carbon) 로 나눌 수 있으며, 각 성상별 탄소마다 생태계에서 갖 는 의미와 중요성이 다르다. 하천에 존재하는 DIC의 대부 분을 차지하는 중탄산염 이온 (bicarbonate, HCO3-)은 흙과 바위의 풍화작용에 의한 결과물로서 대기 중 CO2의 농도 를 오랜 기간에 걸쳐 줄이는 효과가 있고 (Gaillardet et al., 1999; Oh and Richter, 2004; Oh et al., 2007), PIC는 탄산 염 광물이 포함된 유역의 침식에 의해 유출된다 (Meybeck, 2004). DOC는 탄소와 에너지원으로서 수생태계의 먹이 사 슬과 연계되어 생태계를 유지시키는 데 도움이 되지만, 상 대적으로 높은 농도의 DOC는 (예: >3 mg L-1) 수돗물 정수 처리에 사용되는 염소와 반응하여, 암을 일으킬 수도 있는 트리할로메탄 (Trihalomethanes, THMs)을 부산물로 생성할 수 있기 때문에 일반 시민의 보건과도 밀접한 관계가 있다 (Xie, 2004). POC의 유출과 침적은 지질학적 시간에 걸쳐 대기 중 O2와 CO2의 농도를 조절해 왔다 (Berner, 1982).

    육상으로부터 해양으로 하천에 의한 연간 탄소 유출 량은 DIC, PIC, DOC, POC가 각각 대략 0.39, 0.17, 0.22, 0.21 Pg-C yr-1로 추정되었고 (Meybeck, 2004), 이처럼 가로 (lateral) 방향으로 이동하는 양에 더하여 수체로부터 두 개 의 수직 (vertical) 방향으로 이동하는 양, 즉, 수체로부터 대 기로 이동하는 양 (CO2 evasion)과 바닥으로 퇴적되는 유 기탄소의 양은 각각 1.2 Pg-C yr-1과 0.6 Pg-C yr-1로 추정되 었다 (Aufdenkampe et al., 2011). 그러나, 이는 대략적인 수 치일 뿐 DIC, DOC, POC, PIC 유출량을 모두 합칠 경우 약 0.8~1.5 Pg-C yr-1, CO2 evasion 양은 0.62~2.1 Pg-C yr-1로, 각 추정치마다 상대적으로 넓은 범위를 보여 아직 이 분 야 연구가 미진함을 알 수 있다 (Table 1). 각 성상별 탄소 중 하천 PIC는 유출량이 제일 적고, 관련 논문의 수도 제 일 적으며, 그 의미 면에서도 탄소가 저장되어 있는 위치 가 육상에서 바다로 바뀔 뿐이어서 전 지구적 탄소순환에 미치는 영향은 다른 성상의 탄소에 비해 적기 때문에 여기 에서는 국내외에서 상대적으로 많은 연구가 진행된 DIC, DOC, POC를 중심으로 하천 탄소의 바다로의 유출량, 대 기로의 이동량, 생지화학적 특성을 정리하였다.

    1.무기탄소

    하천 용존무기탄소는 HCO3-, CO32-, CO2와 그 화합물을 포함하며, 6<pH<8.2의 범위를 갖는 세계 대부분의 강에 서는 암석의 풍화 산물인 중탄산염 이온 (HCO3-)이 하천 내 DIC의 거의 대부분을 차지한다 (Stumm and Morgan, 1996; Meybeck, 2004). 규산염 광물 (silicate minerals)과 탄 산염 광물 (carbonate minerals)의 풍화작용에 의해 (예: Eq. 4와 Eq. 5) 대기와 암석으로부터 유래된 탄소가 HCO3-로 변환되어 (Oh, 2014), 매년 약 0.26~0.44 Pg-C yr-1의 용존 무기탄소가 육상으로부터 바다로 유출되는 것으로 추정 된다 (Holland, 1978; Berner et al., 1983; Meybeck, 1987; Amiotte Suchet and Probst, 1995; Gaillardet et al., 1999).

    CaAl 2 Si 2 O 8  (plagioclase) + 2CO 2  + 3H 2 O = Al 2 Si 2 O 5 (OH) 4  (kaolinite) + Ca 2+  + 2HCO 3 -
    (4)

    CaCO 3  + CO 2  + H 2 O = Ca 2+  + 2HCO 3 -
    (5)

    하천 내 HCO3-의 전 지구적인 유출량은, (1) 전 세계 주 요 강의 이온 농도와 유량으로부터 계산된 각각의 유출량 을 더하여 구할 수 있고 (Gaillardet et al., 1999), 또는, (2) 암석의 종류별로 풍화작용에 의한 HCO3-의 유출량을 유 량과의 경험식으로 나타내고, 이를 전 지구적인 암석의 분 포도와 유량 자료를 이용하여 외삽 (extrapolation)함으로 써 추정할 수 있다 (Amiotte Suchet and Probst, 1995). 전자 의 경우엔 HCO3-의 총 유출량을 구할 수는 있으나 유역 내 위치에 따른 유출량을 파악하기 어렵고, 후자의 경우엔 유출량과 유량 간의 경험식에 오류가 있거나 전 지구적인 암석의 분포자료가 부정확할 경우 추정치의 변이가 커질 수 있다. 1995년에 발표된 논문에서는 전 지구적인 규모의 암석의 종류를 단지 네 종류 (carbonate rocks, plutonic and metamorphic rocks, basalts, and acid volcanic rocks)로 나 눠 하천 HCO3-의 유출량을 추정했던 것에 비해 (Amiotte Suchet and Probst, 1995), 2003년에는 1°×1°의 해상도로 여섯 종류의 암석을 사용함으로써 추정치를 향상시켰다 (Amiotte Suchet et al., 2003). 이후 0.5°×0.5°의 해상도로 15종류의 주요 암석 분포에 대해 전 지구적인 규모로 정 리한 GIS 지도가 발간되었고 (Dürr et al., 2005), 이를 이용 하여 하천의 DIC 유출량을 새롭게 추정하고 (0.237 Pg-C yr-1), 동남아시아 등 화학적 풍화작용이 많이 일어나는 핫 스팟 (Hot spot)의 위치도 새롭게 규명하였다 (Hartmann et al., 2009).

    우리나라 전체 하천으로부터 바다로 유출되는 DIC의 양 을 보고한 논문은 찾을 수 없었다. 대략, 우리나라 5대강 (한강, 낙동강, 금강, 섬진강, 영산강)의 유량이 연간 약 50 km3 yr-1이고, DIC 유출량이 약 460 Gg-C yr-1로 추정되므 로 (Lee et al., unpublished data), 5대강 유역 안과 밖의 단 위면적당 연간 DIC 유출량이 같다고 가정하면, 남한의 전 체 면적 중 5대강 유역이 차지하는 면적이 64%인 것을 고 려할 때 약 720 Gg-C yr-1의 DIC가 우리나라로부터 바다 로 유출되는 것으로 추정된다.

    하천 DIC의 총 유출량은 보고되지 않은 반면, 우리나라 하천의 HCO3- 농도 ([HCO3-])와 탄소 안정동위원소 (13C) 분석 결과는 수차례 보고되었으나 대부분의 연구는 한강 에 집중되었다 (Table 2). 1969년 남한강과 북한강의 주요 이온 성분을 분석한 이래로 (Hong, 1969), 1993년 춘천 지 역 하천수를 대상으로 (Yu et al., 1994), 1996년에는 한강수 계 전역에 걸쳐, 이후 1999년 5월부터 6월에 걸쳐 북한강 과 남한강, 그리고 한강 본류의 총 61개 지점과 본류로 유 입되는 지천 (안양천, 탄천, 중랑천, 왕숙천)을 대상으로 알 칼리도를 측정하고 [HCO3-]를 계산하였다 (Kim and Shim, 2001). 그 결과, [HCO3-]가 북한강에서는 3.36~9.94 mg-C L-1 (HCO3--C로 계산), 남한강에서는 6.52~17.10 mg-C L-1, 한강 본류에서는 11.05~15.18 mg-C L-1, 오염도가 높 은 지천에서는 16.53~38.92 mg-C L-1의 범위를 보였다 (Kim and Shim, 2001). 2000년 8월 풍수기와 12월 갈수기, 2001년 3월 남한강과 북한강 하천수의 [DIC]를 측정한 결 과 역시 마찬가지로, 북한강에서는 1.63~14.65 mg L-1, 남 한강에서는 1.75~19.04 mg L-1로 남한강의 농도가 높았고 이는 남한강 유역 내 넓게 분포하는 석회암과 퇴적암 때문 인 것으로 유추되었다 (Ryu et al., 2008). 이후 한강 이외의 지역으로도 연구가 확대되어 2006년 11월과 2007년 8월에 우리나라 6대강 (한강, 낙동강, 금강, 영산강, 섬진강, 만경 강)을 대상으로 측정된 [HCO3-]는, 겨울철에 4.11~18.87 (평균: 11.37) mg-C L-1, 여름철에 3.47~19.96 (평균: 8.20) mg-C L-1로 지역에 따른 차이가 있으나 각 강의 하류에서 는 겨울철에 대체로 [HCO3-]가 높았고, 여름철에는 늘어 난 유량에 의해 [HCO3-]가 낮아지는 경향을 보였다 (Shin et al., 2011b).

    하천 DIC의 안정 동위원소 비율 (δ13CDIC)은 기원 물질 에 따라 다양한 범위를 나타낸다. 해양 기원 탄산염암은 약 0‰, 대기 중 CO2는 약 - 8‰, 광합성에 의해 유기물질 이 만들어질 때 13C의 분별작용에 의해 C3 식물은 - 24~ -34‰, C4 식물은 -12~ -16‰의 범위를 나타내고, 토 양 내에서 이들 유기물질이 분해되어 생기는 CO2는 약 - 30~ -10‰의 범위를 갖는다 (Clark and Fritz, 1997). 이 처럼 다양한 기원 물질의 기여도에 따라 하천수의 δ13CDIC 도 다양한 값을 가질 수 있다. 2000년 8월과 12월, 2001년 3월 남한강과 북한강 하천수를 대상으로 δ13CDIC를 측정한 결과 각각 약 - 15~ -5‰과 - 12~ -7‰로 시료 채취 장 소와 계절에 따라 비교적 큰 변이가 있으나, 북한강에서는 토양호흡에 의한 기여도가, 남한강에서는 탄산염암에 의한 기여도가 높음이 보고되었다 (Lee et al., 2007). 이보다 작 은 규모의 연구로, 남한강 상류의 규산염암 유역과 탄산염 암 유역의 샘물 (spring water)을 대상으로 δ13CDIC를 측정 한 결과 각각 -16.2‰와 -9.7‰의 평균값을 나타냈으나 계류수 (stream)에서는 각각 - 6.9와 -7.8‰의 평균값을 보였고, 이로부터 하천과 대기 사이의 활발한 CO2 교환이 유추되었다 (Shin et al., 2011a).

    자연하천을 대상으로 측정한 δ13CDIC 외에, 대전 지역 도 심을 통과하는 하천의 경우에는 여름철 늘어난 토양 풍화 작용의 영향으로 약 - 16.7~ -16.0‰의 δ13CDIC 범위를 보였으나 겨울철에는 약해진 풍화작용과 줄어든 유량 때 문에 하수처리장을 통과한 도시 하수의 기여도가 커져 하 천의 δ13CDIC가 - 11.4~ -7.4‰으로 올라갈 수 있음이 보 고되었다 (Shin et al., 2015). 우리나라 하천의 δ13CDIC 연구 를 요약하면 대부분의 연구가 한강을 대상으로 제한된 측 정치만이 보고된 편이며 (Table 2), 앞으로 이를 보완하기 위해 다른 지질, 식생, 토지이용을 보이는 여러 유역 내 하 천을 대상으로 연구가 확대될 필요가 있다.

    2.CO2 evasion

    하천 내 DIC의 거의 대부분이 HCO3-이기 때문에 하천 DIC 연구는 HCO3-의 생성과 바다로의 유출량에 집중되 었으나 최근에는 하천으로부터 대기 중으로 이동하는 무 기탄소량 (CO2 evasion)을 정량하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다 (Aufdenkampe et al., 2011; Raymond et al., 2013; Regnier et al., 2013; Lauerwald et al., 2015). 하천을 단순히 육지와 바다를 연결하는 관 (pipe)으로만 보던 기존 의 시각으로부터, 하천에 들어온 탄소가 모두 바다에 도달 하는 것이 아니라 도중에 대기로 빠져나가거나 하천 바닥 에 침적되며 실제로 바다에 도달하는 양은 처음 하천으로 들어온 양에 비해 적은 것을 반영하여, 현재는 하천을 점 차 지름이 줄어드는 관 (tapered pipe)으로 비유한다 (Cole et al., 2007; Battin et al., 2009; Aufdenkampe et al., 2011) (Fig. 2).

    하천으로부터 대기로 이동하는 CO2량 (Eq. 6, FCO2)을 추정하기 위해서는 하천의 표면적 (Eq. 6, A), 기체수송속도 (gas transfer veolocity) (Eq. 6, k), 하천과 대기 사이의 CO2 농도 차이 (Eq. 6, ΔCO2) 자료가 필요한데 (Eq. 6), 각 항목 을 추정하기 위해 필요한 자료는 미국과 유럽의 하천에 치 우쳐 있고, 아시아와 아프리카의 하천을 대상으로 한 자료 는 상대적으로 매우 부족하다 (Lauerwald et al., 2015).

    FCO 2  = A k Δ CO 2
    (6)

    제한된 자료에도 불구하고, 하천과 호소로부터 대기로 이동하는 CO2의 양을 추정하여 약 0.62 Pg yr-1의 탄소가 대기로 이동하는 것으로 보고되었으나 (Cole et al., 2007) 이 양은 산림 계류수처럼 규모가 작은 소하천 (stream)을 포함시키지 않은 추정치이고, 또한, 규모가 작은 소하천 (stream)일수록 pCO2가 높은 경향을 보이는 것을 고려하 면 (Butman and Raymond, 2011), 이 수치는 수체로부터의 CO2 evasion을 과소 평가한 것으로 볼 수 있다. 이후 이어 진 전 지구적인 규모의 연구에서, 수체의 CO2 evasion 양이 무려 2.1 Pg yr-1 (하천으로부터 1.8 Pg yr-1과 호소로부터 0.3 Pg yr-1)까지 이를 수 있는 것으로 추정되었다 (Raymond et al., 2013). 특히, 북위 60도 아래에 위치한 전 세계 육지 면 적의 약 절반이 1차 하천과 2차 하천으로 연결되는 면적 으로 추정되고, 소규모 하천의 단위 면적당 CO2 evasion도 큰 강에 비해 상대적으로 높아 이들 소규모 하천이 전 지 구적인 하천의 CO2 evasion 양을 결정하는 중요한 요소임 이 보고되었다 (Raymond et al., 2013). 그러나, 비슷한 자 료를 써서 새롭게 추정된 하천 CO2 evasion의 양은 0.65 Pg yr-1로, 이전에 추정된 2.1 Pg yr-1의 약 1/3 정도에 해당 하며, 이러한 결과의 차이는 주로 열대지방 하천의 CO2 evasion 추정량 차이에 의한 것으로 분석되어 (Lauerwald et al., 2015), 하천으로부터 대기로 이동하는 CO2의 양을 보다 정확히 추정하기 위해서는 다양한 방법을 이용한 후 속 연구가 필요함을 보여주었다.

    하천 CO2 evasion에 영향을 미치는 요인으로는 (1) 육상 생태계 내 식생과 미생물의 토양호흡에 의해 형성된 CO2 의 물리적 이동, (2) 미생물 또는 빛에 의한 하천 내 육상 기원 (allochthonous) 유기물질의 분해, (3) 하천 내에서 광 합성에 의해 생성된 (autochthonous) 유기물질의 분해 등 이 있으나 각 양을 정량적으로 조사한 연구는 매우 적다 (Cory et al., 2014; Hotchkiss et al., 2015). 방사성 동위원 소 (14C)를 이용하여 하천 내 CO2 evasion의 기원이 육상생 태계에서 생성된 유기물임을 보고한 연구가 있긴 하나, 대 부분의 CO2 evasion 연구는 주로 열대와 온대 지방의 거대 하천을 대상으로 이뤄졌고 (Richey et al., 2002; Mayorga et al., 2005; Butman and Raymond, 2011), 최근에 와서 야 고위도 지역의 하천을 대상으로 연구가 확대되고 있다 (Wallin et al., 2013; Kokic et al., 2015). 우리나라 하천처럼 여름철 유량이 늘어나는 아시아 계절풍 기후대에 속한 하 천의 경우, 여름철 하천 표면적이 급격히 늘어날 수 있고, 유속의 변화에 의해 기체수송속도 또한 커질 수 있으며, 유역으로부터의 탄소 유입량 역시 큰 변화가 예상되나 각 항목에 대한 실측 자료는 거의 없다.

    우리나라 남한강 상류의 규산염암 유역과 탄산염암 유 역의 샘물 (spring water)과 하천 (stream)을 대상으로 측 정된 알칼리도와 pH로부터 pCO2를 계산한 결과, 규산염 암 유역의 샘물은 827~42,546 (평균: 7,520), 규산염암 유 역의 하천은 150~3,380 (평균: 720), 탄산염암 유역의 샘 물은 372~2,197 (평균 1,245), 탄산염암 유역의 하천은 50.3~1,150 (평균 357) ppmv의 분포를 보였고, 이는 규산 염암 유역의 pH가 상대적으로 낮아 하천 무기탄소의 종 류 중 용존 CO2의 비율이 상대적으로 높기 때문이다 (Shin et al., 2011a). 이처럼 계산된 값이 아닌, 실측된 하천 pCO2 를 보고한 연구는 2015~2016년 북한강 상류부터 한강의 본류와 하구역을 대상으로 진행되었다 (Yoon et al., 2016). 이 연구에서 하천의 pCO2는 측정 장소에 따라 최대 약 15,000 ppm까지 높아졌고, 특히 생활하수가 많이 배출되 는 도심의 하천이 한강으로 유입될 때 하천의 pCO2가 급 격히 증가될 수 있음을 보여주었다 (Yoon et al., 2016). 도 시하천 등 인공적 요인 (예: 하수처리장)의 유무를 포함한, 유역 내 토지이용에 따라 아시아 계절풍 지역의 하천 CO2 evasion 양이 얼마나, 그리고 왜 변화하는지 정량적으로 이 해하고 자료를 보완하면, 전 지구적인 하천 CO2 evasion 양 을 새롭게 추정할 수 있으리라 기대된다.

    3.유기탄소

    하천 내 유기탄소의 농도와 화학적 특성에 대해 연구하 는 것은 탄소순환의 동태를 파악하기 위해서일 뿐만 아니 라 수질 관리와 수생태계의 보호에도 큰 함의를 가질 수 있기 때문에 다른 성상의 탄소에 비해 많은 연구가 이뤄 졌다. 하천과 탄소 (River and Carbon)를 주제어로 Web of Knowledge로 검색되는 논문 총 16,520개 중, 각 탄소 성 상 (DIC, DOC, POC, PIC)별로 검색되는 논문의 수는 각 각 1,426, 4,626, 2,302, 494개로 (예: “river and dissolved organic carbon”으로 검색) 하천 탄소에 대한 연구 중 DOC 와 POC에 많은 연구가 집중되어 있다 (2016년 10월 7일 검색). 하천 [DOC]에 대한 개별 연구자들의 관심뿐만 아니 라 국가 차원에서의 높은 관심을 반영하듯, 환경부에서 관 리하는 수질 지표에도 생화학적 산소요구량 (Biochemical oxygen demand, BOD)와 화학적 산소요구량 (Chemical oxygen demand, COD)이 포함되어 있다. 그러나, 이들 지 표는 유기물의 산화 과정에 소모되는 O2의 양을 보여주 는 것이므로 [DOC]를 간접적으로 나타낼 뿐이며, 정부 차 원에서 수질측정망 내 하천과 호소를 대상으로 고온연소 법을 사용하여 총 유기탄소 (total organic carbon, TOC= DOC+POC) 농도를 본격적으로 실측하기 시작한 것은 2008년부터이다.

    1971년부터 1980년 사이에 보고된 전 지구적인 하천의 TOC 유출량은 적게는 0.03 Pg yr-1부터 많게는 약 1.0 Pg yr-1에 이를 정도로 많은 편차를 보였고, 이는 계산의 근 거가 명확하지 않거나 단순 평균 농도와 유량을 곱하는 등 오차가 커질 수 있는 추정 방식이 사용되었기 때문이 다 (Schlesinger and Melack, 1981). 이를 개선하기 위해, 12 개 강의 연간 총 유량과 총 유기탄소 유출량과의 관계식 을 구하고 이를 총 유량에 외삽하거나, 또는 유역의 면적 과 총 유기탄소 유출량과의 관계식을 구하고 이를 생태계 별로 적용시킴으로써, 이 두 가지 방법에 따라 각각 0.37 Pg yr-1과 0.41 Pg yr-1의 총 유기탄소 (TOC)가 바다로 유출 되는 것으로 추정되었다 (Schlesinger and Melack, 1981). 이후 강의 수를 최대 60개까지 늘리고, 유역 내 DOC 유출 량을 늘릴 수 있는 요소 (예: 유량, 경사, 토양탄소 등)를 이 용한 상관관계 분석을 이용하여 모델을 구성한 결과, 약 0.21 Pg yr-1의 DOC와 0.17 Pg yr-1의 POC 유출량을 얻었 다 (Ludwig et al., 1996). 그러나, 164개 유역별 토양의 C : N 비율과 DOC 유출량을 종합하여 관계식을 구하고, 이를 15개 생물군계 (biome)에 적용시켜 추정한 DOC 유출량은 0.36 Pg yr-1이었다 (Aitkenhead and McDowell, 2000). 따라 서, 전 지구적인 규모에서 하천의 DOC 유출량은 추정 방 법에 따라 약 0.2~0.4 Pg yr-1로 상대적으로 넓은 범위를 가지며, 후속 연구가 필요함을 보여준다.

    하천 POC는 수체 내에서 광합성을 통해 생성되거나 (autochthonous input) 육상생태계로부터 침식을 거쳐 하천 으로 유입된 후 (allochthonous input) 부분적으로 분해되어 CO2를 발생시키거나 DOC를 용출시킬 수 있고, 또는 화학 적으로나 물리적으로 안정한 형태로 미생물에 의한 산화 과정을 거치지 않고 POC 자체로 수체나 연안에 퇴적되어 대기 중 CO2의 흡수원으로 작용할 수도 있다 (Galy et al., 2007; Galy et al., 2015). 특히, 호소 바닥에 침적되는 탄소 의 양이 약 0.6 Pg yr-1로 이는 바다에 매년 침적되는 탄소 량의 네 배에 해당하며 (Tranvik et al., 2009), 하천의 CO2 evasion과 함께 하천을 점차 지름이 줄어드는 관 (tapered pipe)으로 비유할 수 있는 근거가 된다 (Cole et al., 2007; Battin et al., 2009; Aufdenkampe et al., 2011) (Fig. 2).

    이러한 중요성 때문에 전 지구적인 하천 POC 유출량 을 추정하기 위한 여러 연구가 이뤄졌으나 POC 유출량 을 추정하기 위해서는 유량 외에도 부유물질 (suspended sediment, SS)의 양과 그 안에 포함되어 있는 유기탄소의 농도를 모두 정량해야 하고, SS와 유기탄소 농도 사이의 관계식에 따라 추정 오차가 커진다 (Huang et al., 2012). 전 지구적인 POC 유출량은 약 0.2~0.5 Pg yr-1로, DOC 유출 량과 마찬가지로 추정 방법에 따른 차이가 크며 (Richey, 2004), 따라서, DOC와 POC를 합친 총 유기탄소의 유출량 은 약 0.4에서 거의 1 Pg yr-1까지 커질 수 있다.

    우리나라 5대강 (한강, 낙동강, 금강, 섬진강, 영산강)의 유 량이 연간 약 50 km3 yr-1이고, DOC와 POC 유출량이 각각 약 85 Gg-C yr-1와 34 Gg-C yr-1로 추정되므로 (Lee et al., unpublished data), 5대강 유역 안과 밖의 단위면적당 연간 DOC와 POC 유출량이 같다고 가정하면, 남한의 전체 면적 중 5대강 유역이 차지하는 면적이 64%인 것을 고려할 때 약 132 Gg-C yr-1의 DOC와 53 Gg-C yr-1의 POC가 우리나 라로부터 바다로 유출되는 것으로 추정된다. 우리나라의 총 산림 면적을 대상으로 (농지와 도시는 제외) VISIT모델 을 사용하여 1999~2008년을 대상으로 추정된 NEP의 평 균이 3,510 Gg-C yr-1인 것을 고려하면 (Yoo et al., 2013), 하천을 통한 총 유기탄소의 연간 유출량은 우리나라 산림 NEP의 약 5%에 해당한다. 광릉 KoFlux (Korean regional flux network in Asiaflux) 유역에서 여름철 (2005년 6월~10 월)에 측정된 하천 DOC와 POC 유출량은, 에디 공분산 (Eddy covariance) 방법을 이용하여 추정된 연간 NEE (Net ecosystem carbon exchange) 양의 약 10% (DOC와 POC가 각각 약 5%씩)에 해당하였고 (Kim et al., 2010), 이는 연구 규모에 따라 달라지기는 하지만 세계의 다른 하천에 비해 상대적으로 낮은, 우리나라 유역의 연간 DOC 유출량 : NEP 의 비율을 나타낸다.

    한국의 하천 유기물질의 기원과 반응성을 파악하기 위하 여, 채취된 시료에 대한 화학적, 광학적 특성 분석과 함께, 최근에는 센서를 이용한 하천 유기물 농도의 연속 측정 등 다양한 방면의 연구가 진행되었다 (Jeong et al., 2012; Hur et al., 2014; Jung et al., 2014; Lee et al., 2015; Shin et al., 2016). 규모가 비교적 작은 강원도 산림 소유역을 대상으 로 하천 유기탄소의 유출량과 기원을 추적한 연구에서는 강수 강도 (rain intensity)가 약할 때는 주로 DOC가, 셀 때 는 주로 POC가 하천을 통해 유역으로부터 빠져나가며, 강 수의 세기에 따라 하천 유기물질의 기원이 급격히 달라질 수 있음을 보였다 (Jeong et al., 2012; Jung et al., 2012). 안 정동위원소의 비율도 여러 하천에서 측정되어 (Table 3), 북 한강 유역 내 9곳과 남한강 유역 내 7곳을 대상으로 강수 후 δ13CDOC와 δ13CPOC를 측정한 결과, 하천 DOC는 농업 유역에서 평균 -25.2‰, 산림유역에서 평균 -27.3‰로 유의한 차이를 보였고, POC는 각각 -24.0‰과 -24.7‰ 로 유의한 차이를 보이지 않았으며, 이들의 기원 물질로 토양과 퇴비가 제시되었다 (Kim et al., 2013). 그러나, 팔 당호 부근의 북한강, 남한강, 경안천이 합류하는 지역에서 2013년 5월부터 10월까지 매달 1회 채취된 시료를 대상 으로 δ13CPOC를 측정한 결과 - 25.3~ -29.5‰ (팔당호), -25.3~ -29.7‰ (북한강), -27.4~ -31.4‰ (남한강), - 24.5~ -29.6‰ (경안천)으로 비슷한 범위와 변동을 보 여 담수 조류 또는 C3 계열 식물 기원을 반영하는 것으로 유추되었다 (Kim et al., 2014). 이는 앞서 설명한 북한강 수 계 내 δ13CPOC보다 낮은 값이며, 한강으로 유입되는 다양한 유기물질의 시공간적인 차이를 반영하는 것으로 여겨진다.

    북한강 유역 내 6지점, 남한강 유역 내 12지점과 하천 오염이 상대적으로 심한 경안천을 포함한 총 19곳을 대상 으로 강수와 토지이용의 영향이 소독부산물 형성에 미치 는 영향을 조사한 연구에서는, 농지와 도심의 비율이 높은 하천일수록 갈수기 (5월)에 DOC당 THM을 형성할 가능 성 (Specific THM formation potential, STHMFP)이 높았으 나 풍수기 (7월)에는 강우의 영향이 토지이용의 영향을 넘 어설 수 있음을 보여주었다 (Hur et al., 2014). 우리나라 5 대강의 하류 지점에서 2012~2103년에 계절별로 채취된 하천 시료를 대상으로 형광특성을 조사한 연구에서도 여 름철 강수, 특히 태풍과 같은 강도 높은 강수 후에는 육상 기원 유기물의 양이 급격히 높아질 수 있음을 보여주었다 (Shin et al., 2016).

    우리나라 하천을 대상으로 한 DOC와 POC 연구를 종 합하면, 하천 유기탄소의 농도 측정 외에 δ13C과 형광스펙 트럼을 이용하여 유기물질의 기원을 추정하는 연구가 수 행되었고, 이와 함께 유기물질의 형광 특성이나 흡광 특 성을 이용한 센서를 사용하여 (예: FDOM sensor, UV-Vis sensor) 유기물질의 농도를 연속적으로 추정하기 위한 연 구도 진행되었다 (Jeong et al., 2012; Lee et al., 2015). 그러 나, 유기탄소가 수생태계의 기능에 미치는 중요성에도 불 구하고 가속기질량분석 (Accelerated mass spectrometry, AMS)을 이용한 방사성동위원소 (14C) 분석이나 초고분해 능 질량분석기 (FT-ICR mass spectrometry)와 같은 첨단 분 석 기법을 활용하여 국내 하천 유기물의 기원과 생지화학 적 특성을 면밀히 분석한 논문은 거의 없다. 하천 유기탄 소의 δ13C 범위가 대체로 수십‰인 반면, Δ14C는 수백‰ 을 넘을 수 있기 때문에 유기물 기원, 특히 지질학적으로 오랜 시간을 거치며 14C이 사라진 석유 화합물 추적에 유 리하므로 (Raymond and Bauer, 2001; Griffith et al., 2009), 형광스펙트럼과 초고분해능 질량분석기 분석과 함께 동위 원소 분석을 활용함으로써 (Singer et al., 2012; Stubbins et al., 2014) 수체 내 유기물질의 기원, 분해도, 반응성을 종합 적으로 조망하는 연구가 이어지길 기대한다.

    결론과 제 언

    하천이 차지하는 면적은 전체 육지 면적의 약 0.5%에 불과하지만, 하천은 유역 환경의 변화를 집약적으로 반영 하는 지표일 뿐만 아니라 자체 내에서 다양한 생지화학적 반응이 일어나는 장소이기도 하다. 하천을 통해 바다로 유 출되는 탄소량을 NEP에서 빼주지 않으면 생태계 내 저장 될 수 있는 탄소량이 과다 산정될 수 있기 때문에 하천을 통한 탄소 유출량을 정확히 추정할 필요가 있다. 전 세계 적으로 하천에 의해 바다로 유출되는 총 탄소량은 보수적 으로 추정할 경우 약 0.8 Pg yr-1부터 많게는 약 1.5 Pg yr-1 로 추정되며, 하천과 호소로부터 대기로 빠져나가는 양이 최대 약 2.1 Pg yr-1, 하천과 호소 바닥에 침적되는 양은 약 0.6 Pg yr-1로 추정된다. 하천 탄소의 유출량과 이동량을 추 정하는 연구와 더불어, 하천 탄소의 각 성상별 기원과 반 응성을 파악하고 지역적, 또는 전 지구적 탄소순환 모델에 적용시키기 위한 연구도 늘어나고 있다.

    우리나라의 하천 탄소에 대한 연구는 주로 수질과 관련 된 유기탄소에 집중된 편이며, δ13C와 형광스펙트럼을 이 용하여 기원을 추적한 여러 논문이 발표되었으나, 14C 분 석이나 초고분해능 질량 분석기 등의 첨단 분석 기법을 활 용한 연구는 거의 없다. 우리가 바라보는 햇빛이 약 8분 전 에 태양을 출발해서 지금 우리에게 도달한 것처럼, 하천수 를 구성하는, 탄소를 포함한 여러 성분은 각각 다른 공간 과 다른 시간을 거쳐온 물질이다. 14C 분석을 이용한 탄소 연대 측정이나 초고분해능 질량 분석은 하천 탄소의 기원 과 변화 과정을 기존의 분석 방법에 비하여 정교하게 유추 할 수 있도록 돕는 유용한 도구로, 이를 활용한 하천 탄소 연구가 앞으로 이어지길 기대한다.

    오랜 기간에 걸쳐 축적된 자료는 과학적인 정책을 도 출하고 실행하기 위한 바탕이 된다 (Likens et al., 1996; Likens, 2010). 하천의 일유량 (daily flow)과 구성 성분의 농도 자료가 잘 관리된 미국의 경우 (http://waterdata.usgs. gov/nwis), 지질조사국 (US Geologicy Survey, USGS)에서 하천수의 주요 성분 (무기탄소 포함)을 이미 약 100년 전부 터 측정하였고 (Dole, 1909; Clarke, 1924), 이처럼 장기적 인 측정을 통해 얻어진 자료는 기후변화와 인간의 토지 이 용이 생태계에 미치는 영향을 정량적으로 파악하는 데 활 용되고 있다 (Raymond et al., 2008). 우리나라 정부 주도로 수질측정망 같은 시스템을 갖추고 하천수의 성분을 분석 하고 정리하는 것도 중요하지만, 개별연구진에 의해 얻어 진 현장 측정 자료를 한 곳에 모아 체계적으로 정리, 공개 하고, 이를 쉽게 활용할 수 있는 시스템 (예: 국가지원을 받 은 연구과제를 수행하며 얻은 측정 자료를 쉽게 찾을 수 있는 시스템)을 갖춤으로써, 현장에서 어렵게 얻은 자료의 이용 효율성을 높일 필요가 있다.

    하천수의 수질 측정 항목도 확대되길 바란다. 현재 환경 부 수질 측정망에서 측정하고 있는 항목에는 영양염류와 중금속, 유기/무기 독성 물질이 포함되지만, 하천수의 주요 성분 (예: 알칼리도, 양이온, 음이온, SiO2)은 포함되어 있지 않고 총 유기탄소도 DOC와 POC별로 나뉘어져 있지 않 다. 인간의 토지 이용과 기후변화의 영향으로 인한 물순환 과 탄소순환 동태의 변화는 하천의 총 탄소 함량뿐만 아니 라 DIC, DOC, POC의 비율에도 변화를 불러올 것으로 예 상되며, 이들과 함께 수체 내에서 이동하는 다양한 유기/무 기 오염물질의 양과 분해도에도 영향을 줄 수 있으므로 하 천 탄소의 성상별 양과 특성에 대해 자료를 모으는 것은 수생태계 보호 측면에서도 중요하다. 하천 성분의 변화는 유역의 변화를 집약적으로 보여줄 수 있는 지표인 만큼, 먼저 주요 하천을 대상으로라도 하천수 주요 성분의 농도 를 성상별로 측정하고, 일유량 자료와 함께 꾸준히 관리하 며 연구진의 접근성을 높이면, 현세대뿐만 아니라 후세에 게도, 환경의 변화를 추적하고 과학적인 생태계 관리 방안 을 도출하는 데 있어 보물 같은 자료가 될 것이다.

    적 요

    하천이 차지하는 면적은 전체 육지 면적의 약 0.5%에 불 과하지만, 하천수의 조성은 유역 환경의 생지화학적 변화 를 집약적으로 반영하는 지표가 될 수 있다. 하천 탄소의 농도는 수질과 직접적인 관련이 있고, 또한, 하천을 통해 바다로 유출되는 탄소량을 순 생태계 생산량 (NEP)에서 빼주지 않으면 생태계 내 저장될 수 있는 탄소량이 과다 산정될 수 있기 때문에 하천의 탄소 유출량을 정확히 추정 하려는 연구가 꾸준히 이뤄지고 있다. 전 세계적으로 하천 을 통해 바다로 유출되는 총 탄소량은 약 0.8~1.5 Pg yr-1, 수체로부터 대기로 빠져나가는 양이 약 0.62~2.1 Pg yr-1 로 추정된다. 우리나라의 하천 탄소에 대한 연구는 주로 수질과 관련된 유기탄소에 집중된 편이며, 농도, δ13C, 형 광스펙트럼 분석 결과 강수량과 강수 세기 등 시간에 따른 차이와 토지 이용 등 공간적인 차이에 따라 다양한 성상의 탄소가 하천으로 유입되는 것으로 여겨진다. 인간의 토지 이용과 기후변화의 영향으로 인한 탄소순환 동태의 변화 는 하천의 총 탄소 함량뿐만 아니라 DIC, DOC, POC의 비 율에도 변화를 불러오고, 이들과 함께 수체 내에서 이동하 는 다양한 유기/무기 오염물질의 양과 분해도에도 영향을 줄 수 있다. 따라서, 기존의 분석 방법에 더해 탄소연대 측 정과 초고분해능 질량 분석 등의 방법을 활용하여 하천 탄 소의 기원, 변화, 분해 과정을 면밀히 유추하는 연구가 필 요하다. 장기적으로, 넓은 유역을 대상으로 얻어진 하천 탄 소의 성상별 농도와 일유량 자료는 유역 생태계의 변화를 추적하고, 자연적인 또는 인간에 의한 교란 때문에 일어나 는 환경 변화를 예측하는 데 유용하게 쓰일 수 있다. 현재 정부가 운영 중인 수질측정망을 대상으로, 알칼리도를 포 함한, 하천 탄소의 성상별 농도가 분석 항목에 추가되고, 일유량 자료와 개별 연구진이 얻은 연구결과를 포함하는 데이터베이스가 구축되어, 이러한 자료가 보다 효율적으로 활용될 수 있기를 바란다.

    사 사

    이 연구는 2011~2014년도 정부 (교육과학기술부)의 재 원으로 한국연구재단의 지원을 받아 수행된 기초연구사업 임 (2011-0024706).

    Figure

    KSL-49-245_F1.gif

    Number of publications per year that can be searched through the Web of Science using “River” (closed circle; left axis), and “River and Carbon” (open circle; right axis) as keywords.

    KSL-49-245_F2.gif

    The fluxes (blue arrows) and pools of the global carbon cycle. The units are in Pg (=1015 g) for pools and Pg yr-1 for fluxes. GPP is gross primary production, RP is plant respiration, RD is respiration of decomposers. All of the values except the riverine fluxes in red fonts are from Schlesinger and Bernhardt (2013)’s Fig. 11.1. The river was presented as a tapered pipe, demonstrating not all of the carbon that entered to the river systems reached the ocean, due to both CO2 evasion to the atmosphere and burial of organic carbon (in parenthesis). The CO2 evasion is from rivers (1.8 Pg yr-1) as well as lakes and reservoirs (0.3 Pg yr-1). See the text for the ranges of estimates of each flux. Note that terrestrial NEP (=GPP-RP -RD) can be significantly influenced by both lateral and vertical riverine carbon fluxes.

    Table

    The global fluxes of riverine carbon which include lateral transports (DIC, DOC, POC, and PIC loads) and vertical transports (CO2 evasion to the atmosphere and burial of organic carbon).

    aCO2 evasion from rivers, lakes, and reservoirs.

    The concentrations and δ13C of DIC in South Korean rivers.

    aas HCO3--C

    The δ13C of DOC and POC in South Korean rivers.

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