숲의 천이(遷移) 과정

숲의 천이(遷移) 과정

숲의 천이(遷移) 과정

 

1.생태적 천이(遷移)

푸른 지구는 건강한 지구를 말한다. 녹색성장이란 푸른 숲이 울창한 자연환경을 만드는 것이다.

생태적 천이 중의 하나가 숲의 천이인데 이는 약 1000년이란 시간에 일어나는 자연생태계의 발달 즉 생물군집의 변화를 말한다. 유기체(有機體)와 물리적 환경변화(環境變化)를 모두 포함한다.

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(숲의 발달과 생태 천이는 생태계의 동적 변화성 때문에 일어나는 하나의 자연현상이다. 숲의 발달이란 산림생태계가 같은 상태에 머무르지 않고 오랜 시간을 거치면서 다음 단계의 구조와 기능을 가진 숲으로 변화되는 현상을 말하며, 생태천이는 생물상이 시간에 따라 변화되며 동시에 주변 환경요인들도 변화됨으로 전체적인 생태계가 바뀌어 종국에는 안정상태(安靜狀態)에 이르는 과정을 말한다.

---2009국립산림과학원 시민공개강좌, 산림생태계의 이해에서.(양희문)

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1) 1차 천이와 2차 천이

 

1차 천이란 무엇인가?

고등생물이 존재하지 않던 수억년전 습지, 암석지, 빙하, 사막, 호수 화산폭발 등에 하등식물이 이주하면서 시작되는 천이를 1차 천이라고 한다.

즉 지의류(地衣類)나 이끼. 풀씨 등과 같은 하등식물이 날아들어 초원을 이루고 여기에 소나무 같은 선구수종(先驅樹種)이 침입하여 숲을 형성하고 그 후에 내음성이 강한 참나무와 서어나무가 대체되면서 극상림(極相林)에 이르러 안정상태를 유지하게 된다. 지구의 초기에 땅에 식생이 이주하면서 정착단계에 이르는 과정에서 1차적인 천이가 일어난 것이다.

(행성의 하나로 지구의 역사는 45억년 전에 처음 지구의 형태를 가지며 10억년 이상 식어가면서 수증기가 생겨 35억년 전에 바다 속에 원시 광합성 유기체 생물이 탄생하게 되는데, 바다 생물이 진화하여 육지로 올라오는 시기는 4억5천만년 전의 일이다. 이는 대기에 산소에 의해 합성된 오존층이 발생하면서 자외선을 차단하게 되어 지구에 생물이 안정적으로 활동하게 된 것이다.

---숲 생태학강의, 제6장 숲이 만드는 지구환경에서.(차윤정)

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2차 천이란 무엇인가?

2차적 천이는 숲의 발달과정에서 산불이나 홍수, 화산폭발과 같은 자연재해나 인위적인 벌채, 도벌 등 다양한 외부교란이 발생하여 발달이 일시 정지되거나 파괴되었다가 다시 식생이 원상 복구되는 과정을 말한다. 따라서 현재우리나라를 포함해 전 세계의 숲은 2차 천이림(遷移林)에 해당된다.

2차천이는 1차천이보다 훨씬 빠르게 진행되며 1차 천이 중에 이미 축적된 토양유기물과 식물의 번식체들이 존재하므로 대개는 2차천이의 초기단계는 1차천이의 중간 단계부터 시작된다.(사진 4-1 참조)

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2) 천이의 진행(進行)

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숲의 발달을 몇 가지 단계로 구분하는데 이를 천이계열이라고 하며 일반적으로 개척단계-> 정착단계->아극상단계->극상단계로 발달한다. 천이가 일어나는 원인은 식생의 침입으로 야기되는 환경의 변화 때문이며 다양한 전략을 가진 종들이 생태적 질서를 이루게 된다. 이 변화는 물리적 환경과 생물 종간의 상호작용에 의해서 적응하면서 발생한다. 건조한 토양이 그늘 형성과 유기물 축적이 되면서 토양조건의 변화로 습한 환경으로 바뀌게 되며 종자들의 발아에 영향을 주게 된다.

천이에 대한 학설이 많다. 천이가 진행되면서 가장 뚜렷한 변화는 종 구성의 변화와 생태계의 다양성과 양료(養料)순환, 생산 등의 변화다.

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3) 천이 기작(機作)

천이가 생기는 머커니즘은 어떻게 선구종(先驅種)이 침입하느냐에 달려있다. 촉진과 억제를 통해서 달라진다. 촉진이란 자신에게는 불리하고 다른 종에게 유리하게 하는 것을 말하며 천이 초기에 양료를 축적시켜 토양을 좋게 한다든지 지의류나 콩과, 오리나무류와 같이 질소의 축적으로 다음 식생에 도움을 준다. 

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2.숲의 구조(構造)

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숲은 천이가 진행되면서 다양한 종의 구성으로 복잡성과 생산성과 안정성에 기여한다. 수평적으로 일정한 면적을 차지하며 수직적으로는 여러 층의 키 높이 구조를 가진다. 즉 경사면이나 향에 따른 빛의 조건과 수분조건이 달라지므로 서로 다른 수종이 자란다.

수직으로는 교목층, 아교목층, 관목층, 초목층 구조로 발달하며 수평적으로는 계곡과 능선의 환경에 따라 우점종이 차지하게 된다.(그림4-3 숲의 횡단상 구조)

 

3.교란(攪亂)과 산림생태계

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산림은 인위적인 요인과 자연적인 요인에 의해 지속적으로 교란이 발생한다. 산림의 교란은 산불, 태풍, 홍수, 산사태, 화산폭발 등 대규모적인 자연재해와 벌목이나 바람에 의한 쓰러짐 등 소규모적인 것이 있다.

사실은 이런 소규모적인 교란이 산림의 다양성과 안정성이 증가하는 데 필수적인 요소가 된다.

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1) 산불

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대기 상층부에는 쉬지 않고 방전에 의한 불꽃이 일어나 지구 곳곳에 산불의 원인이 된다. 미국 서부 록키산맥과 호주의 유카립투스 숲이 대표적이다.

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산불의 종류: 지표화(地表火) 수관화(樹冠火) 지중화(地中火)

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적정한 산불은 과도한 수목의 밀도를 조정하기도 하고 닫힌 수관을 열어 빛의 조건을 개선하고 임상의 양료조건을 좋게 하고 종의 구성이 바뀌게 되며 새로운 치수(稚樹)가 성장하는 등의 생장촉진 효과가 있다. 긍정적인 효과 때문에 일부러 산불을 놓는 경우도 있다.

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* 북방 타이거림의 산불

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타이거림의 침엽수에 있는 송진(레진)함량이 산불의 민감도를 증가시켜서 독성물질의 나무를 태워버리고 발아에 필요한 빛을 확보하는 전략을 가지고 있다. 산불이 나야 폐쇄성 구과를 가진 가문비나무가 발아하게 되며, 사시나무,오리나무,자작나무 같은 양수성 활엽수가 잘 자라게 된다. 가을에 낙엽이 지는 활엽수 때문에 침엽수보다 빛의 투과량이 증가하고 토양온도가 올라가 질소가 증가하면서 숲이 울창해진다. 그러다가 수관이 울창해지면 다시 양수가 쇠퇴하며 그 자리에 가문비나무가 우점(優點)한다. 이런 일련의 과정을 거치면서 침엽수와 활엽수가 균형을 이루며 타이거림은 숲이 유지된다.

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2) 숲 틈의 발생

바람에 의해 나무가 쓰러지면 임상(林相)에 갭(구멍)이 생긴다. 이 숲 틈의 크기와 구조가 식생군집에 영향을 미친다.

밀폐된 수관 하부의 내음성 수종들이 갑자기 성장하고 빛 조건이 좋아지므로 토양 속에 묻혀있던 종자가 발아한다. 바람에 의해 전파되는 종자는 이런 새로운 숲틈에서 가장 많이 자란다.

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4.다양한 천이 유형(類型)

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* 유칼립투수 숲

 

오스트레일리아에 분포하는 유칼립투스는 그 잎이 지질이 풍부해서 불이 나기 쉽다. 나무의 간격이 좁아지면 줄기가 겹쳐 잎이 서로 부딪치게 되어 마찰열로 인해 자연 산불이 발생한다. 열매는 산불이 나면 터져서 새로운 빈 땅을 유칼립투스 나무로 가득 메운다.

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* 조릿대의 임분(林分)

 

조릿대는 졸참나무나 신갈나무, 서어나무 등 교목의 하층식생으로 자라는데 숲의 발달에 기여한다. 이유는 밀집된 수관은 상층에서 떨어지는 종자의 침투를 막고 타감물질에 의해 발아가 억제되게 하며, 줄기나 가지는 임분 내의 물질을 보호하며 양분을 축적하여 관목과 초본의 성장을 억제하고, 낙엽은 교목성 수종에게 질 좋은 토양을 제공하여 결과적으로 다양한 숲을 만든다.

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* 참나무 숲

 

식물의 생존에 가장 결정적인 것은 종자의 이동방법이다. 참나무의 열매이며 씨앗인도토리는 무겁고 커서 멀리 바람을 타고 갈 수 없다. 대신에 다람쥐나 새 같은 동물이 월동식량을 저장하려고 여기저기 땅 속에 도토리를 저장해둔다. 이런 열매 들 중에 환경조건이 맞으면 봄에 싹을 틔우고 나온다. 어린 참나무가 자라는 데는 빛과 토양수분이 필요하다.

도토리에 저장된 많은 양분으로 발아 후에도 잘 자란다. 또 길게 내리는 뿌리는 흙 속의 물기를 흡수한다. 소나무(양수)와 달리 참나무(음수)는 가지를 사방으로 뻗어 올라가고 넓은 잎으로 햇빛을 받아 성장한다.

참나무가 무성하면 곧게 자라는 소나무는 죽게 되고 밀려난다. 산불이 나도 참나무는 가지에 달린 움이 터서 곧바로 줄기가 나온다.

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용어해설;

 

지의류: 균류와 조류가 복합체가 되어 생활하는 식물군.

극상림: 식물 천이의 최종단계에서 볼 수 있는 성숙한 산림. climax forest.

임상: 산림을 구성하는 수종, 임관의 소밀도, 임령,임목의 성장상태에 의한 

산림의 전체적인 얼굴모습.

내음성 수종: 목본식물 중 음지에서 잘 견디는 성질을 가진 수종. 약광에

도 광포화점에 달해 잘 자람.

임분: 임상이 거의 동일하게 인접한 산림과 구분되는 조건을 가진 산림. 

stand

타감물질: 어떤 식물에서 생성되는 화학물질. 다른 식물의 발아와 생육에 영 

향을 미침.

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