산지 생태계
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1. 개요
산지 생태계는 고도에 따라 기온이 낮아지고 기후가 변화하며, 이에 따라 다양한 생물군계가 형성되는 특징을 보인다. 몬테인 숲, 아고산대, 고산대 등 고도별로 특색 있는 식생이 나타나며, 수목 한계선을 기준으로 각기 다른 생태계가 구분된다. 열대, 온대, 냉대 기후에 따라 산지림의 유형이 달라지며, 기후 변화는 이러한 산지 생태계에 큰 영향을 미칠 수 있다. 인간의 활동 역시 산지 생태계에 영향을 미치며, 한국을 포함한 여러 지역에서 산지 생태계 보전을 위한 노력이 이루어지고 있다.
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산지 생태계 | |
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정의 | |
정의 | 산지 생태계는 산에서 발견되는 생태계이다. |
특징 | 고도는 생태계 구조에 큰 영향을 미친다. 위도와 비슷한 방식으로 작용하여 온도, 강수량, 일사량, 토양 특성을 변화시킨다. 산지 생태계는 급격한 환경 변화를 겪으며, 작은 거리 내에서도 다양한 생활 공동체가 존재한다. 격리되어 있어 독특한 종이 진화하는 경향이 있다. |
구역 | |
고산대 | 수목한계선 이상 지역. 나무가 자랄 수 없는 추운 기후. 풀, 작은 관목, 암석 지형이 특징. |
아고산대 | 고산대 바로 아래 지역. 침엽수림이 우세하며, 고도가 높아짐에 따라 숲이 점차 흩어진다. |
산지림 | 낮은 고도에 위치. 다양한 종류의 활엽수림과 침엽수림이 나타난다. 기후가 온화하고 강수량이 풍부하여 생물 다양성이 높다. |
요인 | |
고도 | 온도 감소: 고도가 높아질수록 기온이 낮아져 식물과 동물의 분포에 영향을 미친다. 강수량 변화: 산의 경사면은 습윤한 지역과 건조한 지역을 만들어 생태계를 다양하게 한다. 토양 조건: 고도에 따라 토양의 종류와 비옥도가 달라진다. |
경사면 방향 | 햇빛 노출: 경사면의 방향에 따라 햇빛을 받는 양이 달라져 온도와 수분 조건에 영향을 미친다. 바람: 바람의 방향과 강도는 식물의 생장과 토양 침식에 영향을 미친다. |
지형 | 산의 모양과 계곡의 형태는 미기후를 형성하고, 생물의 서식지를 다양하게 한다. |
식생대 | |
고산 초원 | 고산 지대에 펼쳐진 초원. 키 작은 풀과 꽃이 자라며, 척박한 환경에 적응한 식물들이 서식한다. |
침엽수림 | 아고산대와 산지림에 주로 분포. 소나무, 전나무, 가문비나무 등의 침엽수가 우세하다. 겨울철 추위에 강하며, 잎이 좁고 뾰족한 형태를 가진다. |
활엽수림 | 산지림의 낮은 지대에 주로 분포. 참나무, 단풍나무, 자작나무 등 다양한 종류의 활엽수가 서식한다. 계절에 따라 잎이 변하고 낙엽이 지는 특징을 가진다. |
혼합림 | 침엽수와 활엽수가 함께 자라는 숲. 다양한 식생 구조를 가지며, 생물 다양성이 높다. |
생물 다양성 | |
식물 | 고산 식물: 에델바이스, 솜다리 등 추위와 건조에 강한 식물들이 서식한다. 산지림 식물: 다양한 종류의 나무, 풀, 꽃들이 자라며, 독특한 생태계를 이룬다. |
동물 | 산양, 사슴, 곰, 늑대 등 다양한 포유류가 서식한다. 독수리, 매, 올빼미 등 맹금류와 다양한 종류의 새들이 서식한다. 곤충, 양서류, 파충류 등도 서식하며, 산지 생태계의 중요한 구성원이다. |
중요성 | |
생태학적 중요성 | 물 공급원: 산은 많은 강의 발원지이며, 하류 지역에 물을 공급하는 중요한 역할을 한다. 생물 다양성 보전: 다양한 서식지를 제공하여 많은 종의 생존을 돕는다. 기후 조절: 숲은 탄소를 흡수하고 기후를 조절하는 데 기여한다. 토양 보전: 식물 뿌리는 토양 침식을 방지하고 토양을 안정화시킨다. |
인간적 중요성 | 농업: 산지 경사면은 계단식 논으로 개간되어 농경지로 이용된다. 관광: 아름다운 경관과 다양한 레크리에이션 활동을 제공하여 관광 산업에 기여한다. 임업: 목재와 임산물을 생산하는 중요한 자원이다. 문화적 가치: 많은 문화에서 신성한 장소로 여겨지며, 전통과 역사를 담고 있다. |
위협 요인 | |
기후 변화 | 온도 상승: 고산 식물과 동물 서식지가 감소하고, 생태계 변화를 초래한다. 강수량 변화: 가뭄과 홍수의 빈도가 증가하여 생태계에 악영향을 미친다. |
산림 파괴 | 벌목: 무분별한 벌목은 산림 면적을 감소시키고, 토양 침식을 가속화한다. 개발: 도로 건설, 광산 개발, 관광 시설 건설 등으로 인해 서식지가 파괴된다. |
오염 | 대기 오염: 산성비와 오존 등으로 인해 식물 생장이 저해되고, 토양과 물이 오염된다. 수질 오염: 농업 폐수, 생활 하수 등으로 인해 물이 오염되고, 수생 생물이 피해를 입는다. |
외래종 침입 | 외래 식물: 토착 식물의 생장을 억제하고, 생태계 구조를 변화시킨다. 외래 동물: 토착 동물을 포식하거나 서식지를 경쟁하여 생태계 균형을 파괴한다. |
보전 노력 | |
보호 구역 지정 | 국립공원, 자연 보호 구역 등으로 지정하여 산지 생태계를 보호한다. 서식지 보전, 종 복원, 생태 통로 설치 등을 통해 생물 다양성을 유지한다. |
지속 가능한 산림 관리 | 친환경적인 벌목 방법과 조림 사업을 통해 산림 자원을 보전한다. 지역 주민의 참여를 유도하여 산림 관리의 효율성을 높인다. |
오염 방지 | 대기 및 수질 오염을 줄이기 위한 규제를 강화한다. 친환경적인 농업 기술을 장려하여 토양과 물 오염을 줄인다. |
연구 및 교육 | 산지 생태계에 대한 연구를 통해 보전 전략을 개발한다. 교육 프로그램을 통해 산지 생태계의 중요성을 알리고, 보전 의식을 높인다. |
2. 생물 군계
고도가 높아짐에 따라 대기압 감소와 공기 덩어리의 단열 냉각으로 인해 기후는 더 시원해진다.[3] 중위도에서 산을 100m 올라갈 때의 기후 변화는 가장 가까운 극지방으로 80km(45마일 또는 0.75° 위도) 이동하는 것과 거의 같다.[4] 산의 특징적인 동식물은 기후 변화에 따라 고도에 강하게 의존하며, 이는 유사한 고도에서 유사한 생태계 띠, 즉 생물군계를 형성하게 한다.[5]
산의 전형적인 생물군계는 다음과 같다.
- '''산지대''': 온대 기준 식물의 수직 분포에서 교목대(喬木帶) 아래에 있으며, 평지와 같은 식물이 자란다.
- '''몬테인 숲''': 적당한 고도에서 강우량과 온화한 기후로 울창한 숲이 성장한다. 홀드리지는 몬테인 숲의 기후를 생물 온도가 6°C에서 12°C 사이인 것으로 정의한다.[5]
- '''아고산대''': 수목 한계선 바로 아래에 있는 생물대로, 나무가 얇아지고 뒤틀린 크룸홀츠가 되며, 결국 자라지 못한다. 아고산대의 생물 온도는 3°C에서 6°C 사이이다.[5]
- '''고산대''' 또는 '''고산 툰드라''': 수목 한계선 위에 있으며, 풀과 키 작은 관목이 주를 이룬다. 고산대의 생물 온도는 1.5°C에서 3°C 사이이다.[5] 생물 온도가 1.5°C 미만인 기후는 순전히 암석과 얼음으로 구성되는 경향이 있다.[5]



thumb의 고산 소택지]]
2. 1. 산지대
산지대는 산자락의 구릉대로, 산록대(山麓帶), 산밑대(山-帶), 산밑식물대(山-植物帶)라고도 불리며, 온대 기준 식물의 수직 분포에서 교목대(喬木帶) 아래에 위치한다. 평지와 같은 식물이 자란다.산지의 교목대(喬木帶)는 기후에 따라 달리 나타나며, 강우량과 계절 변화 등의 영향을 크게 받는다. 고도가 높아짐에 따라 대기압 감소와 공기 덩어리의 단열 냉각 때문에 기후는 더 시원해진다.[3] 중위도에서 산을 100m 올라갈 때의 기후 변화는 가장 가까운 극지방으로 80km(45마일 또는 0.75° 위도) 이동하는 것과 거의 같다.[4]
산의 특징적인 동식물은 기후 변화로 인해 고도에 강하게 의존하며, 이는 생물군계를 형성하게 한다.[5] 산의 전형적인 생물군계 중 하나는 몬테인 숲으로, 적당한 고도에서 강우량과 온화한 기후는 울창한 숲의 성장을 촉진한다. 홀드리지는 몬테인 숲의 기후를 생물 온도가 6°C 에서 12°C 사이인 것으로 정의한다.[5]
몬테인 숲보다 고도가 높은 곳에서는 나무가 아고산대에서 얇아지고, 뒤틀린 크룸홀츠가 되며, 결국 자라지 못한다. 나무가 자라지 못하는 고도를 수목 한계선이라고 하며, 아고산대의 생물 온도는 3°C 에서 6°C 사이이다.[5] 수목 한계선 위는 고산대 또는 고산 툰드라라고 불리며, 풀과 키 작은 관목이 주를 이룬다. 고산대의 생물 온도는 1.5°C 에서 3°C 사이이다.[5]
건기와 우기가 발달한 아열대 계절풍 지역의 산림에서는 우록림(우록수림), 열대초원(사바나), 사막 등이 형성되며, 건기가 짧은 곳에서는 아열대다우림이 나타난다. 난온대 지역의 산림에서는 상록활엽수림 및 경엽수림이 나타난다. 냉온대 지역의 산림에서는 하록림(하록수림)이라고도 불리는 낙엽활엽수림이 발달한다. 냉대(아한대) 지역의 산림에서는 침엽수림이 나타난다.
지중해성 기후의 산지 숲은 겨울을 제외하고는 따뜻하고 건조하며, 겨울에는 비교적 습하고 온화하다. 오로-지중해성 기후에 위치한 산지 숲은 높은 바이오매스와 함께 우뚝 솟은 나무를 보여준다.[19] 이러한 숲은 전형적으로 침엽수와 활엽수가 혼합되어 있으며, 침엽수 종은 소수에 불과하다. 소나무와 노간주나무는 지중해 산지 숲에서 발견되는 전형적인 나무이다. 활엽수는 더 다양한 모습을 보이며 종종 상록수이며, 예를 들어 상록 참나무가 있다. 이러한 유형의 숲은 지중해 분지, 북아프리카, 멕시코, 미국 남서부, 이란, 파키스탄 및 아프가니스탄에서 발견된다.
2. 1. 1. 열대림
열대 지역의 산림에서는 비가 많이 내리는 저지대에서 열대다우림이 형성되며, 산지에서 운무림, 건기가 긴 곳에서는 우록림(우록수림)이라고도 불리는 열대낙엽수림과 사바나가 나타난다.[9] 위도에 따라 큰 산의 산악 열대 우림의 하한선은 일반적으로 1500m 에서 2500m 사이이고 상한선은 일반적으로 2400m 에서 3300m이다.[24]열대 지역의 산악림은 열대 및 아열대 습윤 활엽수림 외에도 열대 침엽수림으로 구성될 수 있다. 열대 산악림의 한 예는 구름과 안개로부터 수분을 얻는 운무림이다.[20][21][22] 운무림은 종종 지면과 식물을 덮는 풍부한 이끼를 나타내며, 이 경우 이끼 숲이라고도 한다. 이끼 숲은 일반적으로 정착하는 구름에 의해 유입된 수분이 더 효과적으로 유지되는 산의 안부에서 발달한다.[23]

열대 산악림은 기후 변화에 매우 민감할 수 있다.[25][26] 기후 변화는 온도, 강수량 및 습도의 변화를 유발하여 열대 산악림에 스트레스를 줄 수 있다. 예측되는 기후 변화의 영향은 생물 다양성 손실에 상당한 영향을 미칠 수 있으며 종의 범위 및 군집 역학의 변화를 초래할 수 있다. 전 지구 기후 모델은 미래에 구름의 양이 감소할 것으로 예측한다. 구름 감소는 이미 코스타리카의 몬테베르데 운무림 보호구역에 영향을 미치고 있을 수 있다.[27][28]
2. 1. 2. 온대림
온대 기후의 산지림은 온대 침엽수림 또는 온대 활엽수 및 혼합림 중 하나이며, 유럽과 북동부 북아메리카에서 잘 알려진 산림 유형이다. 유럽 외 지역의 산지림은 종 다양성이 더 풍부한 경향이 있는데, 이는 플라이스토세 동안 유럽이 빙하로부터 좁은 면적의 피난처를 제공했기 때문이다.[13]
온대 기후의 산지림은 유럽(알프스 산맥, 카르파티아 산맥, 로도페 산맥 등),[14] 북아메리카 (예: 애팔래치아 산맥, 로키 산맥, 캐스케이드 산맥, 시에라네바다 산맥),[15] 남아메리카,[16] 뉴질랜드,[17] 히말라야 산맥에 분포한다.
기후 변화는 온대 산지림에 영향을 미칠 것으로 예측된다. 예를 들어, 북아메리카의 태평양 북서부에서 기후 변화는 "눈 덮인 지역 감소, 증발산량 증가, 여름 가뭄 증가"를 유발하여 산지 습지에 부정적인 영향을 미칠 수 있다.[18]
2. 1. 3. 냉대림
산지의 교목대(喬木帶)는 기후에 따라 달리 나타나며, 그 외에도 강우량과 계절 변화 등의 영향을 크게 받는다. 산지림은 아고산대와 고산대 사이에 존재하며, 하나의 서식지가 다른 서식지로 바뀌는 고도는 전 세계적으로, 특히 위도에 따라 다르다. 산지림의 상한선인 수목 한계선은 종종 더 희소한 군락에서 나타나는 더 강인한 종으로의 변화로 표시된다.[9] 예를 들어, 미국 캘리포니아의 시에라 네바다 산맥 산지림은 제재소 소나무와 붉은 전나무가 빽빽하게 들어서 있는 반면, 시에라 네바다 고산대는 흰껍질 소나무가 드문드문 서 있다.[8]산지대의 하한선은 산지림을 더 건조한 대초원 또는 사막 지역과 분리하는 "하부 수목 한계선"일 수 있다.[9]
산지림은 같은 지역의 저지대 숲과 다르다.[10] 산지림의 기후는 동일 위도의 저지대 기후보다 더 춥기 때문에, 산지림은 종종 더 높은 위도의 저지대 숲의 전형적인 종을 가지고 있다.[11] 인간은 임업과 농업을 통해 산지림을 훼손할 수 있다.[10] 고립된 산에서는 나무가 없는 건조 지역으로 둘러싸인 산지림이 전형적인 "스카이 아일랜드" 생태계이다.[12]
2. 2. 아고산대
아고산대(亞高山帶) 또는 아고산식물대(亞高山植物帶)는 삼림한계선 바로 아래의 삼림대이다. 기후에 따라 아고산대가 나타나는 해발 고도도 달라지는데, 예를 들어 한국 남부의 한라산에서는 1,500m 이상, 한국 중부의 금강산에서는 1,200m 이상, 한국 북부의 백두산에서는 900~2,000m에 아고산대가 나타난다. 동남아시아의 열대 지역에서는 해발 4,000m 이상인 산지에 아고산대가 나타나기도 하며, 위도가 높은 스코틀랜드에서는 450m에 나타나기도 한다.[30]고도가 높아짐에 따라 대기압의 감소와 공기 덩어리의 단열 냉각 때문에 기후는 더 시원해진다.[3] 중위도에서 산에서 100m를 올라가는 기후 변화는 가장 가까운 극지방으로 80km(45마일 또는 0.75°의 위도) 이동하는 것과 거의 같다.[4] 아고산대의 생물 온도는 3°C에서 6°C 사이이다.[5]
아고산대의 나무는 종종 크룸홀츠가 되는데, 이는 형태가 굽고 뒤틀린 왜소한 나무를 말한다. 수목 한계선에서 나무 묘목은 바위의 풍하측에서 발아하여 바위가 바람을 막아주는 높이까지만 자랄 수 있다. 추가적인 성장은 수평적이며, 가지가 토양에 닿는 곳에서 추가적인 뿌리가 발생할 수 있다. 눈 덮임은 겨울 동안 크룸홀츠 나무를 보호할 수 있지만, 바람의 방벽이나 눈 덮임보다 높은 가지는 일반적으로 파괴된다. 잘 자리 잡은 크룸홀츠 나무는 수백 년에서 천 년 이상 될 수 있다.[34]
초원은 아고산대에서 발견될 수 있다. 캘리포니아의 시에라 네바다 산맥에 있는 투올럼 초원은 아고산 초원의 한 예이다.[35]
전 세계의 아고산대 예시로는 유럽의 프랑스 알프스, 북미의 시에라 네바다 및 로키 산맥 아고산대, 아시아의 히말라야 동부, 히말라야 서부, 헝돤 산맥의 아고산림 등이 있다.
2. 3. 고산대
고산대(高山帶) 또는 고산식물대(高山植物帶)는 삼림한계선 위부터 설선까지의 지역으로, 큰키나무는 자랄 수 없고 키가 작은 고산식물이 자라는 곳이다. 관목(떨기나무)과 풀 등이 자라는 고산관목림과 고산초원, 선태류와 지의류가 자라는 고산툰드라가 나타난다. 한국에서는 고산대가 해발 2,000미터 안팎의 지역에 나타난다.고도가 높아지면 대기압 감소와 공기 덩어리의 단열 냉각으로 인해 기후가 더 시원해진다.[3] 이러한 기후 변화는 고도에 따라 생태계가 달라지게 만들어 생물군계를 형성한다.[5]
수목 한계선 위는 고산대 또는 고산 툰드라라고 불리며, 풀과 키 작은 관목이 주로 자란다. 다년생 풀, 사초, 초본, 방석 식물, 이끼, 지衣 등 다양한 식물 종이 고산 환경에 서식한다.[6] 이들은 저온, 건조함, 자외선, 짧은 생육 기간 등 혹독한 환경에 적응해야 하며, 로제트 구조, 왁스 표면, 털이 있는 잎과 같은 특징을 보인다. 세계자연기금은 이러한 특징을 가진 생태 지역을 "몬테인 초원 및 관목 지대" 생물군계로 묶는다. 아시아의 티베트 고원과 인접한 헝두안 산맥 지역은 3,000종의 식물이 서식하는, 세계에서 가장 오래된 연속적인 고산 생태계 중 하나로 확인되었다.[7]
고산 초원과 툰드라에는 강렬한 방사선, 바람, 추위, 눈, 얼음이 있어 식물은 주로 다년생 풀, 사초, 초본 등으로 구성된다. 한해살이 식물은 드물며 키가 작고 뿌리가 약하다.[36] 포복성 관목, 포기풀 형성 사초류, 숨은 식물 (예: 선태류 및 지衣류)도 볼 수 있다.[6]
방석 식물은 강한 바람을 피하기 위해 땅에 붙어 자라며, 많은 꽃 식물은 털로 덮여 있거나 붉은색 색소 (안토시아닌)를 가지고 있어 바람을 막거나 태양열을 흡수한다. 일부 식물은 꽃봉오리를 만드는 데 2년 이상 걸리기도 한다.[37] 꽃이 피지 않는 지衣류는 바위와 토양에 붙어살며, 매우 낮은 온도에서도 광합성을 할 수 있고,[38] 외부 곰팡이 층은 많은 물을 흡수할 수 있다.[39]
thumb의 고산 소택지]]
반복적인 발걸음은 툰드라 식물을 파괴하고 토양을 노출시켜 회복에 수백 년이 걸릴 수 있다.[37]
고산 초원은 암석 풍화로 생긴 퇴적물이 풀과 사초가 자랄 수 있는 토양을 만드는 곳에 형성된다. 세계 야생 생물 기금은 이러한 산지 초원과 관목지를 생물군계로 분류하며, 이들은 종종 다른 산지 지역과 분리되어 고유한 식물 종의 서식지가 된다.
가장 넓은 산지 초원과 관목지는 안데스 산맥의 신열대 파라모에 있다. 이 생물군계는 동 및 중앙 아프리카, 보르네오 키나발루 산, 인도 남부 서고츠의 가장 높은 곳, 뉴기니 중앙 고원에도 있다. 열대 습윤 산지 지역에는 로벨리아 (아프리카 열대), ''푸야'' (신열대), ''키아테아'' (뉴기니), ''아르기로시피움'' (하와이)과 같은 거대 로제트 식물이 존재한다.
더 건조한 곳에서는 에티오피아 고원과 같은 산지 초원, 사바나, 숲, 티베트 고원의 초원과 같은 산지 스텝이 나타난다.
3. 수목 한계선
삼림한계선의 상한선인 수목 한계선은 종종 더 희소한 군락에서 나타나는 더 강인한 종으로의 변화로 표시된다.[9] 예를 들어, 미국 캘리포니아의 시에라 네바다 산맥 산지림은 제재소 소나무와 붉은 전나무가 빽빽하게 들어서 있는 반면, 시에라 네바다 고산대는 흰껍질 소나무가 드문드문 서 있다.[8]
산지대의 하한선은 산지림을 더 건조한 대초원 또는 사막 지역과 분리하는 "하부 수목 한계선"일 수 있다.[9]
아고산대는 전 세계적으로 수목 한계선 바로 아래에 있는 생물대이다. 동남아시아의 열대 지역에서는 수목 한계선이 4000m 이상일 수 있지만,[29] 스코틀랜드에서는 450m 정도로 낮을 수 있다.[30] 이 지역에 서식하는 종은 지구상의 위치에 따라 다르다. 예를 들어, ''Pinus mugo''(관목산 소나무)는 유럽에서 서식하며,[31] 눈 유칼립투스는 호주에서 발견되고,[32] 아고산 낙엽송, 산 검독수리, 아고산 전나무는 북미 서부에서 서식한다.[33]
아고산대의 나무는 종종 크룸홀츠가 되는데, 이는 형태가 굽고 뒤틀린 왜소한 나무를 말한다. 수목 한계선에서 나무 묘목은 바위의 풍하측에서 발아하여 바위가 바람을 막아주는 높이까지만 자랄 수 있다. 추가적인 성장은 수평적이며, 가지가 토양에 닿는 곳에서 추가적인 뿌리가 발생할 수 있다. 눈 덮임은 겨울 동안 크룸홀츠 나무를 보호할 수 있지만, 바람의 방벽이나 눈 덮임보다 높은 가지는 일반적으로 파괴된다. 잘 자리 잡은 크룸홀츠 나무는 수백 년에서 천 년 이상 될 수 있다.[34]
4. 인간의 영향과 기후 변화
인간은 임업과 농업을 통해 산지림을 훼손할 수 있다.[10] 고립된 산에서는 나무가 없는 건조 지역으로 둘러싸인 산지림이 전형적인 "스카이 아일랜드" 생태계이다.[12]
기후 변화는 온대 산지림과 열대 산악림 모두에 영향을 미칠 것으로 예측된다. 북아메리카의 태평양 북서부에서는 기후 변화로 인해 "눈 덮인 지역 감소, 증발산량 증가, 여름 가뭄 증가"가 나타나 산지 습지에 부정적인 영향을 미칠 수 있다.[18] 열대 산악림의 경우, 기후 변화는 온도, 강수량, 습도 변화를 유발하여 스트레스를 준다. 이러한 변화는 생물 다양성 손실에 큰 영향을 미치고, 종의 범위와 군집 역학 변화를 초래할 수 있다. 전 지구 기후 모델은 미래에 구름 양 감소를 예측하며, 이는 이미 코스타리카의 몬테베르데 운무림 보호구역에 영향을 주고 있다.[27][28]
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