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2024년 3월 13일 (수) 11:08 기준 최신판
수목한계선(樹木限界線, timber line)은 수목이 생존할 수 있는 한계선을 말한다. 건조기후와 습윤기후, 한대기후와 아한대기후의 경계가 된다. 교목한계선(喬木限界線)이라고도 한다.
목차
개요[편집]
수목한계선은 나무가 자랄 수 있는 경계선을 말한다. 즉, 기후가 어느 정도 이상 건조해지거나 한랭해져서 수목이 생육할 수 없는 한계선을 말한다. 위도가 높은 지역, 고도가 높은 지역, 습도가 낮은 사막 지역 등에서 나타난다. 수목한계선은 환경조건(보통은 낮은 온도 또는 이 때문에 발생하는 가용 수분이 부족한 환경이 핵심 조건임)에 의해 수목한계선 너머에는 나무들이 자랄 수 없다. 때로는 수목한계선을 하부 수목한계선(lower timberline) 또는 삼림한계선(forest line; 나무들이 빽빽하게 들어차 수풀을 이룰 수 있는 경계선) 과는 구분해서 사용하기도 하지만, 많은 경우에는 이들 용어가 같은 의미로 활용된다. 대한민국에서는 백두산에서 유일하게 수목한계선이 나타나며, 해발고도 1,000m 부근에서 나타난다.
건조기후와 습윤기후의 경계를 만드는 수목한계선은 쾨펜의 건조한계지수의 20선과 일치하고 한대기후와 아한대의 경계가 되는 수목한계선은 최난월 10℃의 선과 일치한다. 수목한계선은 평지 외에 산지에서도 인정되어 보통의 경우 설선보다 800~900m 아래쪽에 존재한다. 수목한계선과 같이 사용되는 용어로 삼림한계선과 교목한계선이 있다. 삼림한계선은 상업적으로 가치가 있는 재목을 생산할 수 있는 한계로 용재한계선이라고도 한다. 삼림한계선 위에 수목섬이나 왜성편향수가 분포한다. 교목한계선은 삼림한계선보다 높은 곳으로 교목이 사라지고 키가 아주 작은 관목림을 볼 수 있는 한계이다. 여기를 벗어나면 초원지대가 나타난다.[1][2]
특징[편집]
수목한계선은 고산 및 극지에서 수목이 존재할 수 있는 극한의 선을 말한다. 교목한계선(喬木限界線)이라고도 한다. 환경 조건의 변화 때문에 수목의 생육이 불가능하게 되는 한계선이다. 삼림 한계의 외측에 수목이 소생하는 추이대(推移帶)가 있어 이것으로 수목한계를 구분하는 것이 보통이다. 고산이나 고위도 지방에서는 저온, 습원(濕原)에서는 토양수분 과잉, 사막이나 사바나에서는 수분 부족, 극지방에서는 강풍이 한계를 결정하는 요인이 된다.
북극권에서는 침엽수의 삼림 한계의 북쪽에 자작나무류·오리나무류·버드나무류·미루나무류, 침엽수가 소생하는 툰드라대가 있어, 수목한계를 넘어서 수목이 없는 툰드라에 이어진다. 삼림한계선의 높이는 지방에 따라, 또 산의 사면(斜面)의 방위에 따라 다르다. 보통 고위도가 될수록 낮아지고, 북극지방의 수목한계선은 평지에 있다.
수목한계선 밖에는 관목이나 초본류 ·지의류 ·이끼류만을 볼 수 있다. 고산대의 하한(下限)이 삼림 한계인데 1년 중 가장 더운 달의 평균기온이 10℃인 선과 거의 일치한다. 이런 선은 북극으로 갈수록 평지에서 나타난다. 고산대의 하한은 북위 42°의 백두산에서는 1,000m이고 만일 제주 한라산이 더 높았더라면 2,500m에 나타날 것이다. 한국의 고산대는 눈잣나무대라고도 하는데, 고산대를 상부와 하부로 나누면 하부에는 눈잣나무 군락이 나타나고, 상부에는 고산초원이 나타난다.[3]
유형[편집]
생태적 및 지리적 환경에 따라 다양한 형태의 수목한계선이 존재한다. 수목한계선에서의 산림 분포는 많은 경우 나무가 있더라도 듬성듬성 자라고 있거나, 크게 자라지 못하거나, 기형의 낮은 나무군(krummholz; 독일어로 구부러진 나무라는 뜻)이 형성되어 나타난다. 또한, 수목한계선이 분명하게 나타나는 경우도 많지만 서서히 변하는 전이대(transition zone) 형태로 나타나기도 한다. 수목한계선에 접근할수록 나무들의 키가 작아지고 밀도도 낮아지다가 선을 넘게 되면 나무가 사라진다. 수목한계선은 고도가 높아 발생하는 고산대, 위도가 높아 발생하는 북극 및 남극, 습도가 낮아 발생하는 사막 유형 등으로 크게 구분될 수 있다.
고산대[편집]
고산대 수목한계선은 나무가 살 수 있는 가장 높은 고도를 말한다. 더 높은 고도에서는 온도가 너무 낮거나 쌓인 눈이 너무 오래 지속되어 나무가 자랄 수 없다. 수목한계선보다 높은 지역의 기후를 고산기후라 하며, 이 지형은 고산 툰드라대라고 할 수 있다. 북반구의 경우 북쪽 사면의 수목한계선이 남쪽 사면에 비해 낮은데, 이는 북쪽 사면의 그림자가 더 길고, 이에 따라 눈이 더 오래 존재하여, 그 결과로 나무의 성장기가 줄어들기 때문이다. 남반구에서는 그 반대 현상이 일어난다.
고산대 수목한계선의 경계가 급작스럽게 나타나는 경우는 드물다. 한계선 아래의 빽빽한 수풀과 그 위의 고산 툰드라대 사이에 전이대를 형성하는 것이 일반적이다. 수목한계선을 결정하는 주요 요인으로 온도, 습도, 바람 등이 있으며, 나무의 종류에 따라서도 수목한계선이 달라진다.
기온감률은 산맥이나 계절에 따라 달라지는데 건조한 경우에는 100m에 0℃에서 습윤한 경우의 100m 당 약 0.3℃까지 다양하게 나타난다. 지표면 효과 및 지형에 따른 효과 때문에 고도에 따른 기온감률 패턴이 달라지기도 한다. 일반적으로 여름 기온에 의해 자랄 수 있는 수종이 결정된다. 1940년대 몇 번의 따뜻한 여름으로 알래스카 페어뱅크 근처 언덕의 수목한계선 위에 상당수의 가문비나무 서식지가 형성된 것으로 조사되었다. 새롭게 형성된 서식지의 생존 가능성은 새 잎들이 살아남을 수 있을 정도로 충분히 긴 성장기를 확보하느냐에 따라 달라진다. 고산지대의 강한 바람도 수목성장의 중요한 결정요인으로 작용한다. 바람은 나무 조직에 직접적인 피해를 가할 수 있을 뿐 아니라 노출된 잎사귀를 건조시킬 수도 있다.
성장기는 눈의 녹는 속도와도 밀접한 관계를 갖는다. 고산대 수목한계선에서는 눈이 늦게 녹아 성장기가 줄어들어 새순이 가을 서리가 내리기 전까지 온전히 자랄 수 없을 경우 나무의 성장을 방해할 수도 있다. 반면, 적당한 적설은 나무의 성장을 돕는다. 겨울철 극심한 추위에 노출되는 것을 막아줄 뿐 아니라, 수분 방출을 줄여주고 성장기 초반에 지속적인 수분 공급원이 될 수 있기 때문이다. 그렇지만 셀커그 산맥(캐나다의 브리티시콜롬비아 남동부)의 응달진 계곡은 쌓인 눈 때문에 노출된 주변 둔덕에 비해 수목한계선이 400 m나 낮은 경우도 있다.
사막[편집]
사막에서의 수목한계선은 주로 가용 수분의 부족에 의해 나타낸다. 이에 따른 수목한계선은 "하부" 수목한계선이라 부르며, 미국 남서부 지방의 경우에는 1.5 km 이하의 지대에서 나타난다. 사막에서의 수목한계선은 북쪽 사면이 남쪽 사면에 비해 더 높은 경향이 있는데, 이는 태양복사에 노출되는 정도가 작아 온도가 낮으며, 이에 따라 수분 증발이 감소되어 수분 공급 및 성장 기간이 증가하기 때문이다.
사막-고산[편집]
일부 산악지역에서는 응결고도 이상의 고도 또는 적도 방향과 풍하 측 경사면에서는 강수량이 작고 태양복사가 강할 수 있다. 그 결과로 토양이 건조해지면서 지역적으로 나무가 자랄 수 없는 환경이 만들어진다. 미국 서부의 산맥 남쪽 사면이 북쪽 사면보다 수목한계선이 낮은 것은 이와 같은 태양복사와 토양 건조 때문에 나타난다.
2중 수목한계선[편집]
나무의 종류가 다르면 성장을 위한 수분이나 온도 임계값이 다르기 때문에 수목한계선도 다르게 나타날 수 있다. 산맥이 바다나 사막 등에 의해 고립된 경우에는 수종이 다양하지 않을 수 있다. 이런 경우에는 수종에 따라 다르게 나타나는 수목한계선 때문에 2중의 수목한계선이 나타날 수 있다. 좋은 예로는 북미 그레이트 베이신(Great Basin)의 일부 산맥들에서는 피뇬 소나무(Pinyon Pines)와 향나무로 구성되는 하부 수목한계선과 림버 소나무(Limber pine)와 브리스톨콤 소나무(Bristlecome)로 구성되는 상부 수목한계선이 나타난다.
주변 환경[편집]
연안이나 고립된 산맥에서의 수목한계선은 내륙과 좀 더 복잡한 산악지역에서의 수목한계선에 비해 아주 낮은 경우가 많다. 이는 강한 바람이 수목 성장을 방해하고, 노출된 환경으로 토양이 척박하고, 산사면의 기울기가 급하거나, 노출된 바위로 수목의 성장이 용이하지 못하여 건조한 환경과 직달 일사에 직접 노출될 가능성이 높기 때문이다.
북극[편집]
북극 수목한계선은 북반구에서 나무가 자랄 수 있는 북방 한계선을 말한다. 더 북쪽에서는 나무가 자라기에는 너무 춥다. 기온이 극히 낮은 기간이 지속되면 나무의 수액이 얼게 되어 나무가 죽게 된다. 또한 토양의 동토층은 뿌리를 깊이 뻗지 못하게 막아 구조적으로 불안정하게 만든다. 북극 수목한계선 이북에서는 툰드라 지대가 나타나며, 남쪽에는 북방 수림대(boreal forest)가 나타난다.
남극[편집]
뉴질랜드의 아남극 아일랜드(Subantarctic Islands)와 호주 매쿼리 섬(Macquarie Island)에는 남방 수목한계선이 존재하는데, 연평균 기온 5 ℃를 기준으로 나무나 목본성 식물들(woody plants)이 자랄 수 있는 지역과 그렇지 못한 지역으로 구분된다. 또 다른 수목한계선은 마젤란 아한대 수목 생태계의 대부분을 차지하는 남서부에 존재하는데, 여기에서는 수림이 아남극 툰드라(subantarctic tundra; 마젤란 황야 또는 마젤란 툰드라)로 합쳐진다. 예를 들어 마젤란 해협의 오스테와 나바리노 섬(Hoste and Navarino Islands)의 북쪽 절반은 노토파구스(Nothofagus) 남극림이지만 남쪽은 황야와 툰드라로 이루어져 있다.
기타[편집]
다른 환경요인으로 나무가 자랄 수 없는 상황이 발생하기도 한다. 온천이나 화산지대의 높은 지열, 늪지 주변의 높은 토양 산성도, 해변이나 소금호수 주변 지역의 높은 염도 등에 의해 나무가 자라지 못하기도 한다. 물론 수종에 따라 이들 환경요인의 영향을 받지 않는 경우도 많다. 예를 들어 낙우송(bald cypress)와 맹그로브 나무들은 습지에서도 잘 자란다. 인간활동에 의한 오염으로 수목한계선이 만들어지기도 하는데, 러시아의 니켈(Nikel) 지역과 이전의 광산지역 에르츠 산맥(Erzgebirge)에서 그 예를 찾을 수 있다.[2]
기후변화와 수목한계선[편집]
기후변화에 따라 강우, 눈, 어름, 극한기상 등의 변화가 예상되고, 이에 따라 수목한계선의 변화도 예상된다. 고기후학 연구에 의하면 온난화 진행에 따라 고산지대의 수목한계선의 고도가 점차 높아지는 것으로 알려져 있다. 고산 툰드라와 아고산대 수목을 나누는 경계선은 온도, 습도, 바람의 극한값에 따라 달라진다. 연중 적설량의 증감, 생존기간의 증감, 가용 이산화탄소의 증감 등과 같은 다양한 요인에 의해 수목한계선은 서서히 변한다. 식생의 생존기간이 길기 때문에 기후변화에 따른 식생변화는 서서히 일어난다. 수목한계선의 변화에 따른 기후변화와의 피드백은 좀 더 많은 이산화탄소를 사용하는 과정과 지구 알베도의 변화 과정을 통해 이루어진다. 수목한계선이 올라가면서 만들어내는 궁극적인 영향은 북반구 산악지대의 툰드라 지대를 감소시키는 방향으로 나아갈 것으로 예상된다.
기후변화에 따른 수목한계선 변화에 대한 다양한 연구들 중에서 하쉬(Harsch) 등은 166곳의 수목한계선 지역의 온도 자료를 이용하여, 다변량 메타분석(multivariate meta-analysis)을 실시하였다1). 연구팀은 이 자료를 통해 20세기 동안 수목한계선의 확장을 분석하고 이에 영향을 미친 요소들을 찾아내고자 하였다. 166개 지역 중 오직 87개 지역(52%)에서 수목한계선이 확대된 반면, 동시에 연평균 온도는 111개 지역에서 증가하였으며 평균 증가 속도는 연간 0.013 ℃이었다. 나머지 77개 지역(47%)은 안정화된 상태를 유지하였으며 오직 2개 지역(1%)에서만 수목한계선이 후퇴하였다. 놀랍게도 이런 결과는, 수목한계선이 일반적으로 기후 온난화에 의해 확대되지 않음을 의미한다. 그러나 수목한계선의 확대에 대한 온도의 중요성은 교란, 위도, 규모, 고도 및 해양과의 거리와 같은 다른 요소에 비해 여전히 크다. 이들 중 어떤 요소들도 수목한계선의 확대 가능성에 밀접하게 관련되어 있지 않았다.
이 연구의 또 다른 결과로, 여름철보다 겨울철 온난화와의 관련성이다. 이런 결과들은 위도나 고도가 높은 지역의 수목한계선이 오직 여름철 기온에 의해서만 영향을 받는다는 편견을 증명할 어떤 증거도 보여주지 못하고 있다. 대신 수목한계선이 겨울철 동안 따뜻한 기온이 유지되는 곳에서 더 빨리 확대되는 것으로 나타났다. 이 연구결과로부터, 수목한계선이 온난화에 반응하긴 하지만 대부분의 지역이 온난화가 진행되었음에도 단지 절반 정도에서만 수목한계선 확대의 징후가 나타났다는 점에서 온난화에 대한 반응성이 일관되지 않음을 알 수 있다. 지구 온난화에 대한 식물 종의 반응에 대한 몇몇 연구에서도 다양한 결과가 나타난 바 있으며, 이 연구의 결과로써 일부 설명이 가능하다.[2]
수목한계선과 산림한계선[편집]
지구상에서 가장 높은 산은 히말라야산(Mount Himalaya, 8,840m)이지만 이는 지구 중심에서 보았을 때 이야기다. 우주에서 아니 우리 삶에 밀접한 태양계의 태양을 중심으로 보면 가장 가까운 지구의 정점은 히말라야산이 아니다. 지구가 23.27˚ 기울어져 있기 때문에 다른 위치가 된다. 사람 들은 높은 곳을 향해 도전을 한다. 산을 오르다 보면 어느 정도 높이가 되면 나무가 없이 풀만 자라거나 아예 식물이 자라지 않는 높이가 있다. 높이에 따라서 교목(喬木)이 자랄 수 있는 높이까지를 수목한계선"(樹木限界線, Timber line)이라 한다. 그 이상에 식물이 있다면 관목류, 초본류, 지의류, 이끼류 등이 사는 것이 보통이다. 건조기후와 습윤기후의 경계를 만드는 수목한계선은 쾨펜의 건조한계지수의 20선과 일치하고 한대기후와 아한대의 경계가 되는 수목한계선은 최난월 10℃의 선과 일치한다. 수목한계선은 평지 외에 산지에서도 인정되어 보통의 경우 설선보다 800~900m 아래쪽에 존재한다.
자연환경 조건 때문에 수목 생육이 불가능한 한계이다. 고산지대나 고위도 지방에서는 주로 저온 때문에, 저위도대에서는 수분 부족으로 수목 성장이 어렵다. 이러한 정의는 고산대(북위 42˚ 이하에 적용)의 수직적 높이를 기준으로 하게 된다. 통상 열대지방은 3,000m, 온대지방 2,500m, 한대지방 1,000m를 말한다. 실제는 지역상 히말라야가 4,000m, 로키가 2,000m, 백두산이 1,000m로 말하기도 한다. 반면, 통상 수목한계선과 동일한 의미로 쓰이는 산림한계선"(山林限界線, Tree line)은 고도가 아닌 수평적 의미로 많이 쓰인다. 북위 60~80˚를 말하게 된다. 이를 "침엽수 한계림"이 속하게 되는데 자작나무, 오리나무, 버드나무, 미루나무 등이 자라며 그 이상에는 "툰드라" 지역으로 침엽수가 있는 지역과 없는 지역으로 대분되기도 한다.
수목한계선과 같이 사용되는 용어로 삼림한계선과 교목한계선이 있다. 삼림한계선은 상업적으로 가치가 있는 재목을 생산할 수 있는 한계로 용재한계선이라고도 한다. 삼림한계선 위에 수목섬이나 왜성편향수가 분포한다. 교목한계선은 삼림한계선보다 높은 곳으로 교목이 사라지고 키가 아주 작은 관목림을 볼 수 있는 한계이다. 여기를 벗어나면 초원지대가 나타난다.수목한계선이건 산림한계선이건 기본적으로 고산과 극지에서 수목이 존재할 수 있는 극한선, 일 년 중에 가장 더운 달의 온도가 10˚ C 이하거나 고위도인 북극지방(평지)과 경계를 한계선으로 보고 있다.[4][5]
동영상[편집]
각주[편집]
참고자료[편집]
- 〈수목한계선〉, 《네이버 국어사전》
- 〈수목한계선〉, 《생명과학대사전》
- 〈수목한계선〉, 《한국민족문화대백과》
- 〈수목한계선〉, 《기상학백과》
- 〈수목한계선〉, 《두산백과》
- 〈수목한계선(樹木限界線)〉, 《한국민족문화대백과사전》
- 심운, 〈"수목 한계선"과 "산림 한계선"〉, 《네이버 블로그》, 2018-08-05
같이 보기[편집]
