미국 숲 25곳 분석…잎의 질소·인 비율 높을수록 가을 노화 빨랐다

미국 숲 25곳의 항공 관측과 위성 자료를 결합한 연구에서 잎의 질소·인 비율이 높은 구역은 가을철 잎의 노화가 이른 경향을 보였다. 기온만으로는 설명하기 어려운 숲 내부의 계절 차이를 영양분 지표가 일부 설명했다.

미국 듀크대 등이 참여한 연구진은 30일 국제학술지 《네이처 커뮤니케이션즈》에 미국 국립생태관측망(NEON) 내 숲 25곳의 분석 결과를 발표했다. 질소 대 인 비율(N:P)이 높을수록 잎이 일찍 쇠하는 관계가 25곳 중 20곳에서 나타났다. 온대림부터 침엽수림까지 포함됐지만 모든 지역에 똑같은 방향이 적용되지는 않았다.

비행기 분광 자료와 위성의 계절 변화를 연결

연구진은 비행기에 실은 영상분광기로 여름철 수관의 영양분 비율을 추정하고, 위성 영상에서 가을 녹색도가 낮아지는 시점을 읽었다. 수관은 나뭇잎과 가지가 숲 위쪽에 이룬 층이다. 각 지역에서 기후·고도·우세 수종·수관 구조를 통계적으로 고려했다. NEON은 항공 관측으로 식생의 화학적 특성과 구조를 살피는 자료를 별도로 공개하고 있다.

질소 대 칼륨 비율(N:K)은 대체로 반대 방향이었다. 논문 초록은 19곳에서 잎의 노화가 늦는 관계가 관찰됐다고 정리했다. 다만 세부 분석에는 비율이 일정 수준을 넘으면 방향이 바뀌는 지역도 포함된다. 영양분 지표를 더한 모형은 25곳 중 22곳에서 기후 변수만 쓴 모형보다 가을 노화 시기의 공간적 차이를 더 잘 설명했다.

영양분의 효과로 단정할 수 없는 이유

이번 연구는 숲에 비료를 주고 변화를 살핀 실험이 아니다. 항공기에서 추정한 잎의 영양분 비율과 위성에서 관측한 녹색도 사이의 공간적 연관성을 분석했다. 각 관측지의 영양분 지도도 가장 상태가 좋은 항공 촬영 시기 한 차례를 택했다. 녹색도는 실제 광합성량을 직접 잰 값이 아니므로, 질소나 인을 더하면 낙엽 시기를 조절할 수 있다고 결론 내릴 수 없다.

다른 실험 결과도 단순한 처방을 경계하게 한다. 크로아티아 연구진이 2025년 발표한 어린 너도밤나무·참나무의 공동정원 실험에서는 인 공급을 높인 조건에서 오히려 가을 잎 노화가 빨라졌다. 어린 나무의 처리 실험과 미국의 다양한 숲에서 나온 원격탐사 결과는 대상과 측정 방식이 달라 직접 반박 관계는 아니다. 두 연구를 함께 보면 지역과 나무의 성장 단계에 따라 영양분과 계절 변화의 관계가 달라질 수 있다.

출처: https://www.nature.com/articles/s41467-026-78891-1
자료 설명: https://www.neonscience.org/data-collection/airborne-remote-sensing
비교 실험: https://www.mdpi.com/1999-4907/16/9/1402

대표 이미지: AI 생성 이미지 / 데이마크