다양한 식물의 겨울나기 방법
사진 20171231 다송원(茶松園) 1-3
자료정리, 장락산인(長樂山人 010-9420-9632) 천연발효 식초, 토종 꿀
다양한 식물의 겨울나기 방법
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알아보기
- 다양한 식물의 겨울나기 방법
- 풀의 겨울나기
- 나무의 겨울나기
- 겨울눈의 생김새
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다양한 식물의 겨울나기 방법
추운 겨울을 나기 위해 식물은 다양한 방법으로 적응되어 있습니다.
풀의 경우, 겨울에 잎과 줄기가 대부분 완전히 말라 죽은 것처럼 보이지만 자세히 살펴보면 다양한 방법으로 겨울을 보냅니다. 한해살이풀은 씨를 맺고 나면 식물체가 모두 죽어 씨의 상태로 겨울을 납니다. 두해살이풀은 가을에 싹이 튼 어린 식물이 땅에 납작하게 붙은 상태로 겨울을 지낸 후, 이듬해 봄부터 꽃과 열매를 만들고 죽습니다. 또한 여러해살이풀은 땅 위에 있는 식물의 부분이 겨울에 모두 죽지만, 땅 속에 뿌리나 뿌리줄기 등이 살아 있어 이듬해 봄에 땅위로 새싹이 돋아납니다.
한편, 나무의 경우, 땅위 줄기가 살아있는 채로 추운 겨울을 지내야 하기에 낙엽이 지거나 두꺼운 잎으로 변하는 전략을 사용합니다. 추운 겨울이 오기 전에 잎이 떨어지는 나무를 ‘낙엽수’라 합니다. 낙엽이 지는 이유는 겨울에는 흙이 얼어 뿌리를 통해 물을 흡수하는 양이 적은데 잎은 물을 많이 소비하므로 겨울 동안 잎을 계속 달고 있을 경우, 물이 부족해 생활하기 어렵습니다. 그러므로 낙엽을 떨구어 물부족 현상을 극복하도록 적응되어 있습니다. 이것은 또한 수분이 많은 잎이 어는 것을 방지할 수 있습니다.
한편, 낙엽이 지지 않고 일년 내내 푸른 나무를 ‘상록수’라 합니다. 상록수 중 잎이 바늘 모양인 식물인 침엽수에는 소나무, 소철, 전나무 등이 속하며(사진 1), 넓은 잎을 가진 상록 활엽수에는 동백나무, 사철나무 등이 속합니다(사진 2). 그런데 상록수 잎은 왜 겨울에 얼지 않을까요? 그것은 겨울에 더욱 잎을 구성하는 세포 속 당분 농도를 높이고 잎의 두께가 두껍게 하여 추운 날씨에도 잎이 얼지 않도록 적응되어 있습니다.
사진 겨울나기 1 상록 침엽수(소나무) 2 상록 활엽수(사철나무)
그럼, 풀과 나무는 어떻게 구분할 수 있을까요?
풀은 땅 위 줄기가 1년 또는 2년 내에 말라죽으며, 줄기의 관다발에 있는 형성층이 1년으로 그 기능이 정지되므로 계속적인 비대생장이 일어나지 않는 식물을 말합니다. 특히, 야자나무과나 대나무류 등은 땅위 부분이 몇 년 이상 살 수 있어 나무처럼 보이지만, 비대생장을 하지 않기에 특수한 풀입니다. 반면, 나무는 형성층들이 고리모양으로 연결되어 분열을 계속함에 따라 비대생장이 이루어져 줄기가 굵어지는 식물을 말합니다.
그러나 풀과 나무로 구분하는 것은 자연적 분류체계는 아닙니다. 예를 들어, 분류체계 중 Paeonia속(屬)에 속하는 모란(사진 3)은 떨기나무인 반면, 백작약(사진 4)은 여러해살이풀입니다. 풀과 나무로 구분하는 것은 사람의 편의에 의한 것으로, 식물 자체의 특성에 따른 자연적인 분류체계는 아닙니다.
사진 겨울나기 3 모란 4 백작약
<풀의 겨울나기>
풀의 겨울나기 방법은 한해살이풀, 두해살이풀, 그리고 여러해살이풀 등 세 가지 형태로 구분할 수 있습니다.
첫째, 한해살이풀은 일 년 동안에 씨가 싹이 터서 생장하여, 꽃이 피고 열매를 맺는 과정을 모두 거치는 식물입니다. 겨울에는 식물체는 모두 말라 죽고 씨의 형태로 겨울을 납니다. 옥수수, 벼, 해바라기, 분꽃 등이 속합니다. 특히, 환경부 지정 생태계교란야생식물인 단풍잎돼지풀은 한해살이풀 중 키가 커서 높이 3m까지 자라는 식물입니다(사진 5).
사진 겨울나기 5 한해살이풀(단풍잎돼지풀)
둘째, 두해살이풀은 첫해 가을에 싹이 터서 겨울을 난 뒤 이듬해 꽃이 피고 열매를 맺은 뒤 죽는 식물입니다. 이 식물은 땅바닥에 바짝 붙어서 잎을 넓게 펴서 겨울을 나는 특징인 로제트형 식물이 많습니다. 개망초, 냉이, 큰개불알풀 등이 속합니다(사진 6).
사진 겨울나기 6 두해살이풀(큰개불알풀)
셋째, 여러해살이풀은 3년 이상 살며, 가을에 땅 위의 부분이 말라 죽어도 땅 속에 뿌리나 땅속줄기가 살아남아 해마다 봄이면 새싹이 돋아나는 식물입니다. 물억새, 고구마(덩이뿌리), 감자(덩이줄기), 수선화(바늘줄기) 등이 속합니다(사진 7).
사진 겨울나기 7 여러해살이풀(물억새)
우리는 식물의 생활사를 어떻게 알 수 있을까요? 봄, 여름에 무성한 식물의 잎과 줄기를 보는 것만으로는 생활사를 알 수 없습니다. 겨울에 지상부가 죽은 식물체가 땅 속에 뿌리나 줄기가 있는지를 확인하여 여러해살이풀임을, 가을에 싹을 낸 식물을 이듬해 계속 관찰하여 씨를 맺고 죽는 것을 확인함으로써 두해살이풀임을 알 수 있습니다. 두해살이풀에서 흔히 보이는 로제트형의 잎은 여러해살이풀에서도 가끔 보이는 현상입니다.
<나무의 겨울나기>
나무는 풀과 달리 땅 위 줄기가 밖으로 노출되어 추운 겨울을 견뎌야 합니다. 줄기는 어떻게 추위를 견딜 수 있을까요? 줄기는 내부에 수분을 적게 하여 어는 것을 방지하며, 줄기껍질(수피)을 단단하고 두껍게 하여 추위를 이길 수 있습니다. 어떤 종류의 나무 줄기는 털이나 비늘에 덮여 있습니다.
또한 나무의 겨울눈은 잎이나 꽃으로 될 새싹을 보호합니다. 겨울눈은 비늘, 솜털, 또는 진액 등으로 덮어 있어 추위를 견딜 수 있습니다(사진 13, 14, 15).
겨울눈은 겨울눈이 달리는 위치와 차례, 그리고 기능에 따라 여러 종류로 구분됩니다. 눈이 달리는 위치에 따라 가지 끝에 달리는 끝눈과 가지 곁에 달리는 곁눈(사진 8)으로 구분되며, 기능에 따라 잎이 나오는 잎눈과 꽃이 나오는 꽃눈 등으로 구분합니다. 잎눈의 겉모습은 꽃눈에 비해 길쭉한 모양입니다(사진 8). 한편, 겨울눈이 달리는 순서도 식물의 종류에 따라 다릅니다(사진9, 10).
사진 겨울나기 8 왕벗나무의 겨울눈
사진 겨울나기 9 칠엽수 겨울눈의 마주나기 10 은행나무 겨울눈의 어긋나기
<겨울눈의 생김새>
겨울눈의 생김새를 관찰하는 방법은 다음과 같습니다.
1. 겨울눈이 가지에 붙은 모습 관찰하기: 엽흔, 관다발자국, 나는 차례 등
2. 겨울눈 외부 생김새 관찰하기: 덮개, 모양, 덮개 종류 등
3. 겨울눈 내부 생김새 관찰하기: 겨울눈의 횡단면, 종단면 등
겨울눈이 줄기에 붙은 모습을 관찰하면, 줄기를 통해 그동안 식물이 살아온 흔적을 엿볼 수 있습니다. 특히, 낙엽이 질 때, 잎자루가 떨어져 나간 자국이 보이는데, 이것을 엽흔(leaf scar)라 합니다. 엽흔에는 관다발이 잘려 나간 자리가 작은 돌기 형태로 남아 있는데, 이를 ‘관다발자국’이라 합니다. 엽흔과 관다발자국은 식물의 종류에 따라 다양한 형태를 하고 있어, 겨울눈 관찰의 재미를 더욱 느낄 수 있습니다(사진 11,12).
사진 겨울나기 11 칠엽수 겨울눈의 엽흔과 관다발자국 12 아카시아 겨울눈의 엽흔과 관다발자국
산수유의 겨울눈(꽃눈)은 여러 겹의 비늘로 싸여 있으며, 내부에는 여러 개의 꽃이 될 부분이 들어있습니다(사진 13). 백목련의 겨울눈은 털이 많이 달린 비늘에 싸여 있으며, 꽃눈은 잎눈에 비해 크며 많은 털에 덮여 있습니다(사진 14). 칠엽수의 겨울눈은 여러 겹의 비늘에 끈적한 진액이 묻어 있습니다(사진 15). 이러한 겨울눈의 크기는 봄이 가까워질수록 더욱 커져서 겨울에는 유심히 관찰해야 보이던 작은 겨울눈이 2-3월이 되면 잘보입다.
사진 겨울나기 13 비늘잎으로 싸인 산수유의 겨울눈
사진 겨울나기 14 비늘과 털로 덮인 백목련의 겨울눈
사진 겨울나기 15 비늘과 진액으로 덮인 칠엽수의 겨울눈
우리는 지금까지 식물의 다양한 겨울나기 방법에 대해 알아보았습니다.
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수목한계선(樹木限界線 timber line)
국문명 수목한계선, 영문명 timber line, 한자명 樹木限界線
용어설명
기후가 어느 정도 이상 건조되거나 한랭해지거나 하여 수목이 생육할 수 없게 되는 한계로 위도상 또는 고도상으로 정해진다. 고위도, 고산, 건조 등, 나무의 생육에 적당하지 않은 환경조건에 의하여 울폐된 산림이 성립할 수 없게 되는 한계이다. 일반적으로 고위도, 고산의 한계를 가리킨다. 교목한계는 단목 또는 패치상 산림의 상한으로 산림한계의 위 또는 고위도에 있다. 산악의 경우에는 환경경도가 급격하기 때문에 산림한계와 교목한계는 대개 일치하지만 고위도 저지의 수평분포에서는 폭 넓은 이행부가 생겨 이 부분을 산림툰드라(forest tundra)라고 한다. 산림한계와 교목한계를 명확히 구분할 수 없는 경우, 고산의 산림상한역을 막연히 가리킬 때에는 수목한계선이라는 단어가 자주 쓰인다.
북극권은 천문학적으로 정의되는 영역이므로 특정한 기후조건과는 결부되지 않기 때문에, 고위도지역의 경계선으로는 교목이 없는 한대와 산림이 연속하는 온대역과의 경계로서의 산림한계가 중요하다. 고위도나 고산에서는 산림한계가 일차적으로 온도조건에 의해서 결정된다. Koppen은 여름의 평균기온 10℃, Budyko는 방사건조도(放射乾燥度)의 0.33-0.45를 산림툰드라와 툰드라의 경계로 삼았다. 영구동토(永久凍土)를 한대의 남한으로 하는 경우는 이것이 산림한계와 일치하는 것이 되지만, 영구동토에는 온도 이외의 요인의 영향이 강해서 산림한계와는 일치하지 않는다. 큰 산괴에서는 고립된 봉우리에 비하여 산림한계가 높아지며, 또한 그에 따라서 식생대의 배열도 변한다. 이것을 산괴효과(mountain mass effect)라고 한다.
대륙쪽이 섬지방의 산악에 비하여 높다. 이것은 체감율의 차이와도 관계가 있지만 일사량의 차이가 크다는 설도 있다. 열대에서는 3,600-3,800m, 히말라야로부터 티벳까지는 산괴효과 때문에 4,000-4,600m로 높아지며, 그 후 극까지는 위도에 따라서 차츰 낮아지고 백두산에서는 2.000m, 알프스에서는 1,800m, 일본 홋카이도에서는 1,700m, 북위 60°-70°부근에서 저지의 북쪽 한계가 된다. 산림한계의 수종은 온대이북에서는 전나무속, 가문비나무속, 잎갈나무 등의 침엽수, 사스레나무 등의 자작나무류이지만 열대고산에서는 사스레피나무, 검은재나무 등과 같은 속의 상록활엽수이다.
쾨펜은 최난월의 평균기온 10℃를 고산산림한계에도 적용할 수 있다고 하였지만, 열대고산에서는 6℃-7℃, 중위도의 고산에서는 15℃-16℃가 되어, 기온이 계절변화의 패턴에 따라서 크게 변화하기 때문에, 지구전체로는 적산온도 쪽이 잘 맞는다. 온량지수에서는 월 12-15℃이다. 건조지의 고산에서는 상부의 온도적 산림한계 이외에, 저지에서는 건조가 강해져서 아래쪽 산림한계가 생기는 경우가 있다.
※ 쾨펜(Köppen)의 기후 구분이란, 독일의 기후학자 블라디미르 쾨펜(Wladimir Peter Köppen)이 식생분포에 주목하여 1918년에 발표한 기후 구분이다
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※ 관련단원
-식물의 한 살이(초등학교 과학 4학년 1학기)
-식물의 세계(초등학교 과학 4학년 2학기)
-식물의 구조와 기능(초등학교 과학 5학년 1학기)
-생태계와 환경(초등학교 과학 6학년 1학기)
-생물의 구성과 다양성(중학교 과학 1학년)
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