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식물-숲 정보상식

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태양발전소인 잎

나무의 잎, 침엽이나 활엽은 나무의 아름다운 옷의 역할만 하는 것이 아니라 영양공급에 중요한 역할을 한다. 나무의 거의 대부분은 잎에서 만들어내는 화학물질로 이루어져 있다.
이런 과정은 탄소동화작용 혹은 햇빛이 아주 중요하기 때문에 광합성이라 하는데 잎은 뒷면의 작은 구멍으로 이산화탄소를 공기로부터 흡입하고 뿌리는 땅에서 물을 빨아들이고 잎속에 있는 엽록소는 햇볕을 받아 에너지로 환원시킨다.
이후 엽록소는 이들을 이용하여 탄수화물과 산소로 변환시켜 산소는 대기에 내어주고(이 경우 호홉으로 들어온 산소는 이용하지 않음!), 탄수화물은 포도당이나 녹말의 형태로 각 성장부위에 이동되고 저장된다.
저장된 탄수화물은 호홉을 통하여 소모되는데 이것은 산소가 소모되고 수소분자가 분리되면서 탄산가스와 산소가 외부로 방출되는 과정을 뜻한다.
이 과정에서 에너지가 열로 변화되면서 역시 외부로 방출된다. 그런데 우리가 탄소동화작용과 호홉을 자세히 관찰해 보면 거의 동일한 과정이 하나는 바로 진행되고 하나는 거꾸로 진행됨을 알 수 있다.

다양한 수관부의 모습

나뭇가지가 뻗어나가는 모습과 대개 주가지(기둥, 수간)가 위로 자라는 것을 주도하면서 만들어 내는 수관의 모습은 서로 다른 모습을 나타낸다. 또 잎이 달려 있을 때와 낙엽이 져버린 겨울에는 전혀 다른 형태를 보인다.
이런 수관의 모습은 숲 속에서 나무간의 경쟁과 밀식도에 따라 큰 변화를 가지는데, 주로 나무들이 수관의 모습을 변화시켜 햇볕을 더 많이 받으려는 노력에서 비롯된다.
이런 경쟁에는 당연히 승자가 있고 패자가 있기 마련인데 승자는 강하게 자라나고 그렇지 못한 나무는 엉성하게 자라거나 아주 죽어버리기도 한다.
그런데 이런 나무들이 생장력을 여전히 가지고 있을 때, 즉 많은 나무들이 어릴 때를 뜻하는데 이때 조금만 자리가 있어도 다시 왕성하게 자랄 수 있다. 임업에서는 나무의 이런 성질을 이용하여 소위 간벌, 즉 솎아내기를 하여 강하고 좋은 나무를 키운다.

나무의 기둥 (수간)

나무들은 서로 생긴 것이 다른데 기본적으로 처음에 하나의 굵은 줄기를 만드는 것은 차이가 없다. 이 굵은 줄기를 기둥(수간)이라고 하는데, 대부분의 나무는 어느 정도 높이까지는 가지가 없이 자라거나 혹은 작은 가지만 자라는 경향을 보인다.
이와 달리 관목인 경우 땅에서부터 비슷한 굵기의 가지들이 동시에 자란다. 우리들이 잘 아는 침엽수의 경우 항상 하나의 기둥이 나이가 많아도 여전히 남아 있는데 반하여 활엽수의 경우 일찍부터 곁가지들이 강하게 자라서 나중에 수관부에는 기둥이 어느 것인지 알기 어렵게 된다.
활엽수의 경우 대부분 어릴 때 자란 곁가지는 스스로 죽어 떨어지는데 침엽수는 이 가지가 죽어서도 계속 붙어있다.

나무 뿌리의 모습

뿌리는 나무를 땅에 붙잡아 두는 것 외에 많은 양의 물과 영양소를 공급하는 역할을 한다. 이런 뿌리는 나무 종류와 흙의 상태에 따라 모습이 달라지는데, 굵은 뿌리 하나가 깊이 들어가는 형태, 전체적으로 납작하게 퍼지는 형태 혹은 여러 개의 굵은 뿌리가 둥글게 흙을 파고 들어가는 형태 등이 있다.
또 뿌리는 주뿌리와 가늘게 뻗어 나간 실뿌리로 형성되어 있는데 이중에 거의 대부분의 실뿌리는 1년에 한번씩 새로운 뿌리로 교체된다.

숲과 공기

대개 침엽수 약 20그루가 한 사람이 필요한 산소를 생산하며 소나무의 꽃가루는 수 킬로미터를 비행한다. 약 100년 먹은 참나무류는 하루에 약 400리터 정도의 물을 증발시키며 주변의 습도를 약 10퍼센트 올리는 결과를 가져온다.
이런 참나무류는 대개 약 25만 개의 잎을 가진다. 이외에도 나무가 목재 1킬로그램을 생산하는 데는 공기중의 탄산가스 약 500입방미터가 필요하다.

숲과 토양

숲 토양 1평방미터는 50∼200리터의 물을 저장할 수 있고, 1헥타르(100미터*100미터) 넓이의 숲은 1년에 약 68톤의 먼지를 여과할 수 있다.
일반적으로 숲 속의 공기는 공업지대나 대도시가 지닌 먼지의 약 200∼1000분의 1정도의 먼지밖에 없는 깨끗한 공기이다. 이 먼지는 비가 오면 모두 땅으로 씻겨 내려간다.

지구상의 숲

지구 육지의 약 30퍼센트 정도는 숲으로 덮여 있다. 이것은 총 지구인 1인당 약 1헥타르 숲이 있다는 말인데 분포는 당연히 나라마다 매우 차이가 있다.
이런 숲의 약 60퍼센트 정도가 임업적으로 이용되고 있으나 목재생산이 계속적으로 유지되는 즉, 보속생산을 하는 면적은 이중에 겨우 15퍼센트에 불과하다. 그리고 저개발국가에서는 거의 대부분의 목재가 오늘도 연료로서 이용되고 있다.

나이테 분석학

나무 나이테가 생기는 것과 나이테의 폭은 강우량과 기타 기상조건에 따라 변하는데 이것을 자세히 관찰하면 해마다 각각 독특한 나이테가 생긴다는 것을 알 수 있다.
그래서 여러 종류의 나무와, 절이나 궁궐 등에 쓰인 오래 된 나무의 나이테를 관찰하고 기록하면 장구한 세월의 기후변화를 알 수 있다.
이 기술을 이용하면 고건축이나 바다 속에 침물한 배에 사용된 나무의 나이를 알아 정확한 연대를 알 수 있어 역사 연구에 매우 중요한 자료를 제공하며 최근에는 기상이변에 따른 기상학에도 자주 이용된다.

자연에 의한 나무 씨의 이동방식

숲에 가보면 때때로 도저히 접근이 어려운 곳에 나무가 자라고 있는 것을 보게 된다.
예를 들면 낡은 담장이나 벼랑 혹은 사찰의 지붕 등 이다. 이런 곳에 어떻게 나무들의 씨가 도달했을까? 그 이유는 씨가 퍼지는 자연적 방법을 알면 이해가 쉽다. 우선 많은 나무들은 바람에 의하여 이동한다.
예를 들면 단풍나무 같은 것은 자신이 자라는 토양에 대한 요구조건이 까다로운데 씨가 무거울 뿐 아니라 일종의 낙하산 같은 장치를 가지고 있어 날라는 가지만 어미나무에서 별로 멀리 떨어지지 않은 장소에 착륙하여 결국 조건이 비슷한 지역에 자라게 된다. 이에 비해 요구조건이 별로 없는 자작나무나 버드나무 같은 것들은 아주 가벼운 씨를 만들고 솜 같은 비행기구를 가져 몇 킬로 미터까지 비행을 하기도 한다.
씨를 퍼트리는데 특히 흥미로운 것은 참나무류인데 다람쥐는 도토리를 겨울에 먹기 위하여 부지런히 모아서는 자기만이 아는 곳에 잘 숨겨 두는데 기억력이 좋지 않아 그 장소를 잘 잊어버린다. 그러면 도토리는 안전한 장소에서 싹이 틀 준비를 하며 겨울을 보내게 된다.
새들 또한 비슷한 역할을 하는데 많은 넓은잎나무 씨앗은 새에게 먹혀 씨를 감싼 부분만 소화되고 딱딱한 씨는 다시 배설물로 나오거나, 먹으려다 놓쳐서 바닥으로 떨어져 자라게 된다.

단풍과 낙엽

가을에 나뭇잎이 붉게 물드는 모습은 참으로 보기에 좋고 이제 또 한 해가 지나간다는 자연의 법칙을 보여준다. 그러나 왜 가을에 잎의 색이 변하는지에 대하여 아는 사람은 별로 없다.
그 원인의 첫째는 가을이 되면서 밤이 추워지면 잎에서 생성된 당분이 줄기로 이동하는 것을 방해하여 많은 잎이 붉은 색이나 노란 색을 띠게 된다.
다른 원인은 잎의 녹색을 이루는 엽록소가 가을이 되면 동시에 감소하여 잎에 본래 있던 노랑 색이나 붉은 색이 강하게 나타나는 것이다. 아주 강렬한 단풍은 기간이 매우 짧으나 어느새 거칠고 광택이 없는 황갈색이나 적갈색으로 바뀌는데, 이 때가 바로 잎이 떨어지는 시기이다. 잎과 가지가 만나는 부분에 코르크세포로 이루어진 얇은 막이 생겨 낙엽 후에 생긴 상처를 닫는 역할을 한다.
그런데 모든 나무들이 이런 코르크층이 충분히 생성되어 바람이 불면 잎이 쉽게 떨어지는 것은 아니다. 예를 들면 상수리나무, 신갈나무 등 참나무류는 시든 잎이 겨울 내내 가지에 붙어 있다가 봄에 새로운 잎이 밀어내게 된다.

공생

공생이란 두 가지 서로 다른 생명체가 함께 생활하는 것을 말하며 주로 식물이 많으며 서로에게 이익을 주는 경우를 말한다.
나무뿌리와 버섯뿌리들이 바로 이런 공생의 대표적 예인데 버섯뿌리가 나무뿌리속에 침투하여 영양소를 받고 나무는 버섯들로부터 토양에 녹아있는 수용성 무기염들을 흡수한다.

나무 한그루는 어느 정도의 목재를 가지는가?

나무가 얼마나 많은 목재를 가지는지 계산하는 것은 결코 간단하지 않은데 왜냐하면 나무는 아무리 곧게 자란다 하더라도 결코 원통형이 아니기 때문이다.
전체적으로 모든 나무는 아래가 위보다 굵으며 이 성질은 목재량 산출에 반드시 계산되어야 한다. 대개 100년 정도 자란 침엽수는 약 2입방미터 정도의 목재를 가지며 아주 굵게 자란 전나무인 경우는 한 그루가 6-10입방미터 정도 되는 것도 있다.
이 세상에서 가장 많은 목재를 지녔던 미국의 셔먼장군이라는 미국 캘리포니아의 맘모스나무는 나무의 높이만도 82미터나 되고 한 그루가 204입방미터나 되는 엄청난 목재를 가졌고 잘라질 때 나이는 3000살이었다.