[미국] 사우스 플로리다 대, EPA와 협력해 습지 '분류 시스템' 개발

마크 레인스 지질학과 교수 주축으로 전국 수질 관리 개선 위해 개발

카트마이와 클라크 호수 국립공원 근처의 알래스카 습지 전경. [사진제공 =  Mark Rains, University of South Florida]

 

늪과 소택지 같은 습지는 지구상에 가장 가치 있는 생태계를 지니고 있다. 습지는 스펀지처럼 작용해 오염 물질이 하천과 다른 수역으로 스며드는 것을 방지하지만 이러한 습지를 보호받지 못하고 있다. 

이에 사우스 플로리다 대학교(University of South Florida)의 마크 레인스(Mark Rains) 지질학과 교수는 환경보호청(EPA)과 협력해 습지 연결성을 위한 최초의 '분류 시스템'을 개발해 전국 수질 관리 개선에 기여했다.

『네이처 워터(Nature Water)』에 소개된 새로운 분류 시스템은 습지가 대륙 규모의 수질에 미치는 영향을 보여준다. 이는 습지가 미국 「청정수법(Clean Water Act)」에 따라 연방 정부에 의해 규제되는지 여부를 더 잘 정의하는데 사용될 수 있는 귀중한 데이터이다. 

마크 레인스 교수는 2021년 주정부에 의해 플로리다 최고 과학 책임자로 임명됐다. 레인스 교수는 “1972년 「청정수법」이 제정된 이래로, 우리는 무엇이 '국가의 수역(nation’s waters)'을 구성하는 지에 대해 계속해서 논의해 왔으며, 습지는 주요 수로의 수질을 통제하는 엄청난 가치에도 불구하고 배수와 메워지기로 인해 계속해서 손실되고 있다"라며, "그러나 우리는 '국가의 수역'을 명확히 분류한다. 그 이유는 우리가 남아있는 습지를 계속 보호할 것인지 아니면 더 많은 습지를 잃을 것인지에 큰 영향을 미칠 것이기 때문이다"라고 말했다.

이 연구에서는 담수 습지를 하천과의 근접성과 물이 수면 아래에서 흐르는지에 따라 4개의 등급으로 분류했다. 그 후 습지가 하천의 수질을 조절하는 데 중요한 역할을 한다는 것을 보여주기 위해 이 분류 시스템을 사용했다.

이 분류의 목표는 습지가 하류 수역의 화학적, 물리적 및 생물학적 완전성에 어떻게 기여하는지, 특히 녹조를 유발할 수 있는 영양분 유입에 대한 더 나은 이해를 제공하는 것이다.

레인스 교수는 "오늘날 우리가 직면한 많은 수질 문제의 원인은 이러한 과정의 중단이다"라며, "이것이 습지, 특히 하천에 직접적으로 인접하지 않은 습지에 대한 우리의 생각에 변화의 시작이 되길 희망한다"라고 말했다. 

EPA는 이 분류 시스템을 연구자들이 다운로드 해 사용할 수 있도록 할 계획이다. 수질에 미치는 영향 외에도, 이 시스템은 연구자와 자원 관리자에게 습지 복원 및 보호를 공간적으로 목표로 하는 개선된 방법에 대한 통찰력을 제공한다.

스콧 레이보위츠(Scott Leibowitz) EPA 연구 생태학자는 "지금까지는 습지가 어떻게 다른 물과 대규모로 연결되는 지를 분류하는 방법이 없었다"라며, "이로 인해 습지 연결성이 유역의 수질에 어떻게 기여할 수 있는지 이해하는 능력이 제한되었다"라고 말했다.

레이슨 교수는 이 분류 시스템이 가까운 미래에 더 많은 프로젝트로 이어질 가능성이 높기 때문에 연구가 여기서 멈추지 않는다고 말한다. 그는 “우리는 습지가 어떻게 다른 지리적 지역의 하류 수역과 연결되는 지에 대해 아직 배워야 할 것이 많다”라며 "이 분류 시스템은 우리에게 출발점을 제공한다"라고 말했다.

[원문보기]

USF and EPA collaborate to improve nationwide water quality and management

 

Wetlands, such as swamps and marshes, have some of the planet’s most valuable ecosystems. They act like sponges, preventing pollution from seeping into streams and other bodies of water, yet the depth of their federal protection is murky. In collaboration with the U.S. Environmental Protection Agency,  a University of South Florida geologist has developed the first-ever classification system for wetland connectivity, helping improve water quality and management nationwide. 

The new classification system, outlined in Nature Water, demonstrates the effects wetlands have on water quality at a continental scale – invaluable data that can be used to better define whether wetlands are federally regulated under the U.S. Clean Water Act.  

“Since the Clean Water Act was established in 1972, we have continued to debate what constitutes our ‘nation’s waters,’ and wetlands continue to be lost due to draining and filling, despite their immense value in controlling the water quality in our major waterways,” said geology Professor Mark Rains, who was appointed by the state in 2021 to serve as Florida’s chief science officer. “However we define the ‘nation’s waters’ will have a huge influence on whether we continue to protect the remaining wetlands or if we will lose more.”  

The team categorized freshwater wetlands into four classes based on their proximity to streams and whether water flows between them at or below the surface. They then used this classification system to show that wetlands play important roles in controlling a stream’s water quality. 

The goal of this classification is to provide a better understanding of how wetlands contribute to the chemical, physical and biological integrity of downstream waters, especially nutrient runoff that can cause damaging algal blooms.  

“It’s the disruption of these processes that has led to many of the water quality challenges we face today,” Rains said. “My hope is this will be the start of change for the way we think about wetlands, especially those not directly adjacent to streams. This was the most rewarding collaboration of my career – it was a great group of people who were really committed to doing science that serves the public.”  

The EPA plans to make this classification system available for researchers to download and use. In addition to its impact on water quality, the system provides researchers and resource managers insight into improved methods for spatially targeting wetland restoration and protection. 

“Until now, there hasn’t been a way to classify how wetlands connect to other waters at large scales,” said Scott Leibowitz, EPA research ecologist. “This has limited our ability to understand how wetland connectivity might contribute to water quality in watersheds.”  

Rains says the research doesn’t stop here, as this classification system will likely lead to more projects in the near future. “We still have much to learn about how wetlands connect to downstream waters in different geographic regions,” Rains said. “This classification system gives us a place to start.”

[출처 = UNIVERSITY OF SOUTH FLORIDA(http://https://www.usf.edu/news/2023/usf-and-epa-collaborate-to-improve-nationwide-water-quality-and-management.aspx) / 2023년 4월 20일]