교란 후 산림천이와 임분 발달 단계

핵심 정리

천이는 교란 뒤에 식물군집이 다시 형성되는 생태 과정이다. 교란은 산불, 바람, 병해충, 개벌 등 기존 생태계를 파괴하는 외부 요인에 의한 사건이다. 허리케인, 화산 폭발, 강물의 이동, 쓰러진 나무처럼 작은 사건도 교란에 포함된다. 천이계열은 초기 식생에서 극상군집에 이르기까지 지속되는 일련의 변화 과정이다. 생태적 천이는 시간이 지나면서 생물상의 구조와 기능이 변해 가는 과정이다.

천이는 출발 조건에 따라 나뉜다. 생태계 내 생물상이 없는 곳에서 시작되는 천이는 1차천이이다. 예컨대 화산 용암이 퇴적된 곳에는 죽은 생물체에서 생기는 유기물이나 식물의 씨와 포자가 없고, 흙이 물을 저장하는 힘도 약해 건조하기 쉽다. 그래서 지의류와 이끼류가 먼저 자라며, 이때 들어오는 초기 식물은 대부분 날개나 갓털을 이용해 바람에 날리는 씨를 가진다. 이런 초기 식물을 개척자라 한다. 식물군집이 훼손되었으나 토양이 남아 있는 곳에서 다시 시작되는 천이는 2차천이이다. 교란 뒤 남은 토양에서 재생되는 어린 천이 숲은 이차림 또는 2차 성장림이라 부른다. 초기 교란은 자연 현상일 수도 있고 사람에 의한 사건일 수도 있다.

천이가 진행되면 양료의 흐름과 생활사 전략도 함께 바뀐다. 개방적 순환은 양분이 생태계 밖으로 빠져나가는 순환이고, 폐쇄적 순환은 양분이 생태계 안에서 도는 순환이다. 성숙단계에서는 양료순환이 폐쇄적이 된다. 천이가 진행될수록 토양영양계와 식물 사이의 양분순환 속도는 느려진다. 천이가 진행되면 생활사 전략은 r-선택에서 K-선택으로 바뀐다.

교란은 천이의 방향을 되돌릴 수 있다. 극상 상태의 숲에서도 교란으로 퇴행천이가 일어나 산림쇠퇴가 발생할 수 있다.

천이는 유발 주체에 따라 자발적·타발적으로, 진행 방향에 따라 진행·퇴행 천이로 나눌 수 있다. 두 기준은 서로 독립이므로, 한 천이를 원인 기준과 방향 기준으로 각각 판단해야 한다.

자세히

순생산·생체량과 생산 비율

성숙단계와 초기단계를 비교하면 생산 지표가 서로 다른 방향으로 움직인다. 성숙단계에는 총생산량과 군집호흡량의 비율(P/R율)이 1에 가까워진다. 총생산이 군집의 호흡과 거의 같아지면 남는 순생산이 작아진다. 그러므로 P/R율이 1에 가까워지는 단계에서는 순생산이 작아진다고 볼 수 있다. 순군집생산성도 성숙단계에서 감소한다. 발달 단계에서는 순1차생산이 빠르게 증가하고 성숙 단계로 갈수록 점차 감소한다. 산림이 성장 단계에서 성숙 단계로 발달할수록 순생산량은 감소하고 총 생체량은 증가한다.

초기에는 생산과 생체량이 서로 다르게 변한다. 천이 초기에는 입지 쟁취를 위한 경쟁으로 순생산이 최고치에 도달하지 못한다. 천이 초기에는 현존생체량이 계속 축적되어 증가하고, 극상에 이르면 순생산량이 점차 감소한다. 두 흐름을 비교하면 다음과 같다.

두 단계를 구분할 때는 생산을 보는지 생체량을 보는지 먼저 확인해야 선지를 가를 수 있다.

천이의 종류와 복원 방식

천이의 종류는 유발 주체와 진행 방향을 기준으로 나뉜다. 식물이 만든 환경이 다른 종을 불러들이는 천이는 자발적 천이이고, 종이 다양해지며 구조가 복잡해지는 천이는 진행천이이다. 숲틈에 생기는 숲틈천이는 순환적 천이의 대표적인 예이다.

1차천이 단계는 개척, 강화, 아극상, 극상 단계의 순서로 나누기도 한다. 개척 단계는 앞서 본 개척자가 자리 잡는 시기이다. 극상에 도달하는 기간은 1차천이보다 2차천이에서 훨씬 짧다. 같은 천이라도 출발 조건에 따라 기간이 달라진다. 복원 방식 가운데 자연복원은 복원기간이 길지만 생태림 조성에 유리하다.

식생 교체와 극상림

천이 초기에는 여러해살이풀보다 한해살이풀이 먼저 나타난다. 천이에서는 관목이 들어온 다음 양수성 교목이 들어온다. 내음성이 강한 교목이 우점하는 산림을 극상림이라 한다.