열대 삼림은 종종 그 능력에 비해 인정을 받지 못하는 기후 변화에 대응할 수 있는 자산이다. 열대삼림은 지구 전체 토지 면적의 70퍼센트를 덮고 있으며 지구 육지 탄소의 30퍼센트 이상을 저장하고 있다. 과학자들은 열대 지방에서 버려진 농지들이 삼림에 편입됨에 따라 이 새로운 삼림들이 산업부문에서 배출된 대기 중 이산화탄소를 처리해 줄 수 있을 것으로 예상하였다. 그러나 스미스소니언 협회(Smithsonian) 소속의 연구자들은 덩굴식물의 번식 증가가 삼림의 탄소 흡수를 방해하고 심지어는 열대 삼림이 탄소를 잃게 할 수도 있음을 보여주었다. 

연구진은 식물들 간의 경쟁이 삼림 내에 존재하는 탄소의 생태계 범위의 손실을 초래할 수 있음을 실험적으로 증명하기 위한 첫 번째 연구에서 열대산 칡의 일종인 리아나(liana)가 순 삼림 바이오매스 축정량(net forest biomass accumulation)을 거의 20퍼센트까지 감소시킬 수 있음을 확인하였다. 본 연구 결과는 과학저널 Ecology를 통하여 발표되었다. 

연구진은 본 연구가 덩굴식물이 바이오매스에 미치는 영향을 실험적으로 정량한 첫 번째 연구라고 주장하였다. 리아나가 열대 삼림에서 증가하게 되면 열대 삼림이 탄소를 축적하는 능력을 저하시킨다. 

연구진의 이전 연구에서는 리아나가 지구 전반적으로 열대 삼림 내에서 증가하는 것을 확인하였다. 아무도 그 원인에 대해서는 알지 못한다. 강수량의 감소가 원인 중 하나로 생각되고 있으나, 리아나는 일반적으로 나무보다 가뭄에 내성이 강한 식물이면서도 기상 패턴의 뚜렷한 변화를 겪지 않은 삼림에서도 증가하고 있다. 

리아나는 나무를 타고 올라 그 잎이 나무 성장에 필요한 햇빛을 완전히 가려버린다. 리아나는 일반적인 열대 삼림 내 목본성 식물의 약 25퍼센트를 차지하지만, 탄소 흡수량에 대해서는 거의 기여하는 바가 없다. 리아나는 그 부피와 밀도가 상대적으로 적고 회전 주기(turnover rate)가 빠르기 때문에 탄소를 저감시키지 못한다. 

연구진은 본 연구를 위해 삼림 내에 존재하는 리아나를 쳐내기 시작했다. 같은 삼림 내에서 자연적으로 리아나가 가득 찬 곳과 리아나를 쳐낸 곳의 8년간의 데이터를 비교하여 리아나로 인해 저해된 나무 성장과 그에 따른 탄소 흡수능의 저하 범위를 정량화할 수 있었다. 리아나는 쓰러진 나무들로부터 생기는 간격 내에서 삼림 바이오매스 축적량을 거의 300퍼센트까지 감소시키는 것으로 나타났다. 연구진의 이전 연구에서 리아나의 분포와 다양성은 삼림 간격에 의해 결정됨을 보였으나, 이것은 열대 삼림에서는 그렇지 않다. 

삼림 간격 내의 건조한 조건은 최근의 벌목지 조건과 유사하다. 연구진은 리아나가 빠르게 개활지(open area)와 어린 삼림들을 침투할 수 있는 능력은 열대 삼림의 재생을 극적으로 감소시킨다고 설명하였다. 지상 탄소의 거의 전량은 나무에 저장된다. 리아나는 꾸준히 소목의 보충을 저해하여 그 성장, 생산력, 생존을 제한하는 것으로 보고되고 있다. 

과학자들은 탄소에 대한 대응이 일종의 제로섬게임이어서, 하나의 식물에서 탄소가 감소하는 것이 다른 식물에서는 탄소가 증가하는 것으로 균형을 이룬다고 가정하고 있다. 그러나 이러한 가정은 리아나가 삼림이 탄소를 축적하는 것을 방해하고 그 자신은 탄소 축적에 기여하지 않기 때문에 문제가 될 것으로 보인다. 만약 리아나가 열대 삼림에서 계속하여 증가한다면, 리아나는 열대 삼림이 탄소를 흡수하는 능력을 감소시켜 대기 중 탄소 농도 증가 속도가 전세계적으로 증가할 것이다.

In the first study to experimentally demonstrate that competition between plants can result in ecosystem-wide losses of forest carbon, scientists working in Panama showed that lianas, or woody vines, can reduce net forest biomass accumulation by nearly 20 percent. Researchers called this estimate "conservative" in findings published this month in Ecology.

"This paper represents the first experimental quantification of the effects of lianas on biomass," said lead author Stefan Schnitzer, a research associate at the Smithsonian Tropical Research Institute and professor at the University of Wisconsin-Milwaukee. "As lianas increase in tropical forests, they will lower the capacity for tropical forests to accumulate carbon."

Previous research by Schnitzer and others demonstrated that lianas are increasing in tropical forests around the globe. No one knows why. Decreased rainfall is one suspect, but lianas, which are generally more drought-tolerant than trees, are increasing in abundance even in rainforests that have not experienced apparent changes in weather patterns.

Lianas climb trees to reach the forest canopy where their leaves blot out the sunlight required for tree growth. They account for up to 25 percent of the woody plants in a typical tropical forest, but only a few percent of its carbon. They do not compensate for displaced carbon due to relatively low wood volume, low wood density and a high rate of turnover.

Machetes in hand, Schnitzer and colleagues chopped lianas out of forest plots for this study. After collecting eight years of data comparing liana-free plots with naturally liana-filled plots in the same forest, they quantified the extent to which lianas limited tree growth, hence carbon uptake. In gaps created by fallen trees, lianas were shown to reduce tree biomass accumulation by nearly 300 percent. Findings by Schnitzer and colleagues, also published this year in Ecology, showed that liana distribution and diversity are largely determined by forest gaps, which is not the case for tropical trees.

Arid conditions in gaps are similar to recently reforested areas. "The ability of lianas to rapidly invade open areas and young forests may dramatically reduce tropical tree regeneration -- and nearly all of the aboveground carbon is stored in trees," said Schnitzer. Lianas have been shown to consistently hinder the recruitment of small trees, and limit the growth, fecundity and survival of established trees.

"Scientists have assumed that the battle for carbon is a zero-sum game, in which the loss of carbon from one plant is balanced by the gain of carbon by another. This assumption, however, is now being challenged because lianas prevent trees from accumulating vast amounts of carbon, but lianas cannot compensate in terms of carbon accumulation," said Schnitzer. "If lianas continue to increase in tropical forests, they will reduce the capacity for tropical forests to uptake carbon, which will accelerate the rate of increase of atmospheric carbon worldwide."

[원문출처:http://www.sciencedaily.com/releases/2014/05/140527142916.htm]