숲속에서의 종자 발아 환경

천연 상태 산림에서 수목 종자의 발아 현상은 다양한 요인이 상호 작용하는 결과이다.

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1. 산불

  산불은 종자 발아를 촉진한다. 몇몇 종류의 나무는 솔방울이 산불이 발생할 때까지 열리지 않는 폐쇄적인 구과를 가지고 있다. 이러한 구과를 "폐쇄성 구과"라고 부르며, 방크스소나무, 리기다소나무, 콘토르타소나무, 검은가문비나무, 사전트쿠프레수스 등에서 볼 수 있다.

  산불 이후의 임상은 광량이 증가하고 낙엽층이 제거되며, 광물질이 토양에 노출되고 무기염이 증가하며 병원균이 제거되며 토양 내의 발아 억제 물질이 제거되는 등 발아에 유리한 조건이 조성된다. 또한, 산불 자체가 종피에 자극을 주는 경우도 있으며, 산불이 임관을 파괴하면 적색광이 증가하여 발아가 촉진된다.

 

2. 물리적 발아 촉진

  산림에서 주간과 야간 온도 차이는 종피의 물리적 장벽을 완화하는 데 도움이 된다. 이를 통해 가을에 종자를 심는 추파가 가능해진다. 또한, 종자가 야생 동물의 소화기관을 통과하면 종피가 부드러워지고, 장거리 전파가 가능해진다. 토양 미생물은 종피 표면에 서식하여 종피를 부드럽게 하며, 집중호우는가 종자 표면에 상처를 입히고 습기가 많은 지역으로 종자를 이동시켜 발아에 유리한 조건을 조성한다.

 

3.  타감작용(화학적 발아 억제)

  타감 작용(allelopathy)은 한 생물이 다른 생물에 영향을 미치는 물질을 생산하는 현상을 의미한다. 이러한 물질을 "타감물질"이라고 한다. 곰팡이가 생산하는 항생제는 대표적인 타감물질이다.

  목본식물도 다양한 타감물질을 생산하며, 주로 페놀류 화합물과 타닌이 가장 많다. 이 물질들은 낙엽이 부패하면서 장기적으로 낙엽층에 축적되어 다른 종자의 발아를 방해하는 화학적 발아억제 작용을 한다.

  가장 잘 알려진 타감물질은 주글롤(juglone)으로, 호두나무의 잎, 가지, 뿌리에서 방출되어 주변의 다른 식물의 종자 발아를 억제한다. 소나무림에서는 탄닌, p-쿠마르산(p-coumaric acid)이 생성되며, 마가목류에서는 파라소르브산(parasorbic acid), 참나무 숲에서는 살리실산(salicylic acid)이 생성된다. 타감물질은 산림의 천이가 진행될수록 토양에 축적되는 경향이 있다. 살리실산은 최근에는 식물 호르몬으로 분류되며 체내에서 긍정적인 생리적 기능을 나타내지만, 토양에서는 종자 발아에 부정적인 영향을 준다.

 

4. 임상의 광질 효과

  울폐된 숲에서 임관은 광선을 차단하며, 특히 적색광과 청색광을 차단한다. 따라서 종자 발아에 광선이 요구되는 종자와 그렇지 않은 종자 모두에게 원적색광(far-red light)에 의한 발아 억제가 주로 발생한다. 이로써 이러한 종자들은 산불이나 벌채로 임관이 소개될 때까지 발아하지 못한다. 특히 상록수림 밑에 있는 종자가 이러한 현상을 나타내며, 낙엽수림의 경우 봄에 새 잎이 나오기 전에 발아 조건이 갖추어질 때 어느 정도 극복할 수 있다. 이러한 현상은 식생천이에서 초기에 나타나는 개척종인 양수의 경우에 뚜렷하게 나타나며, 그늘진 곳에서 자란 음수의 경우 원적색광에 의한 발아 억제 현상이 적게 나타난다.

  종자가 광선에 의해 발아가 촉진되는 식물은 지상에 묻힌 상태에서는 발아하지 않고, 몇 년 동안 토양 밖으로 노출될 때에만 발아하여 성공적으로 자랄 수 있다. 반면 광선에 의해 발아가 억제되는 식물은 토양이나 유기물에 충분히 덮일 때까지 발아하지 않으며, 건조한 지역에서 수분을 충분히 흡수할 수 있는 환경이 조성될 때까지 기다린다.

 

 

출처 : 수목생리학(서울대학교출판문화원)