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숲속을 걸을 때, 거의 아무 일도 일어나지 않는 정적인 환경처럼 느껴질 수도 있습니다.하지만 나무는 자라면서 끊임없이 서로 상호 작용하고 반응합니다.빛과 공간에 대한 치열한 경쟁이 있습니다.모든 교대조는 어떤 방식으로든 숲의 전반적인 구성에 영향을 미칩니다.
나 같은 산림과학자들 많은 시간을 생각하며 보낸다 숲의 계승 – 식물종이 토지에 군집을 이루고 지배하는 예측 가능한 과정입니다.기본 순서는 땅이 열린 들판에서 덤불과 관목으로, 그리고 어린 나무로, 궁극적으로 크고 성숙한 나무로 진화하는 것입니다.큰 폭풍이나 산불과 같은 교란은 숲의 연속을 방해하거나 후퇴시킬 수 있습니다.
나는 천이 과정과 교란 후에 발생하는 종 구성, 나무 배열 및 산림 개발의 생태적 변화를 연구합니다.우리 연구팀은 혼합종 낙엽수 또는 잎이 많은 숲의 상태를 분석합니다.나이테를 사용하여 수년 전 이전 숲의 모습을 재구성합니다.
관찰된 패턴과 과정을 적용함으로써 연구자들은 숲의 미래 성장과 발전을 모델링할 수 있습니다.다음은 숲 산책 중에 주변 나무들 사이에서 어떤 일이 일어날 수 있는지에 대한 몇 가지 통찰력입니다.
공간과 빛을 향한 다툼
산림 공동체에는 다양한 종, 모양 및 크기의 나무가 있습니다.각 종은 고유한 속도로 번성하고 성장하기 위해 특정 양의 햇빛과 공간이 필요합니다.
많은 나무 거리를 두다 다른 나무에서 이웃과의 상호 작용을 최소화하기 위해 연구자들은 이 패턴을 수관 수줍음이라고 부릅니다.위쪽을 보면 나무 사이에 틈이 있고, 틈 근처에 나뭇가지가 부러지고 잎이 적은 가지가 있는 것을 볼 수 있습니다.반면, 자라기에 충분한 공간과 햇빛이 있는 가지와 잎은 더 촘촘하고 건강해질 것입니다.
혼합 종의 잎이 많은 숲은 종종 지원합니다 30종 이상의 목본종, 이는 다양한 방식으로 진화할 수 있음을 의미합니다.나무가 어떻게 상호 작용하는지 이해하면 환경이 시골이든 도시이든 산림을 관리하는 사람들은 산림 성장을 안내하는 관행을 처방할 수 있습니다.
숲이 처음 조성되면 에이커당 수천 그루의 나무 묘목이 생길 수 있습니다.그러나 에이커당 나무를 50~100그루만 심을 수 있습니다. 살아남아 성숙해지다.산림 관리인은 어떤 나무가 다른 나무보다 경쟁력이 있고 어떤 나무가 재배 공간을 포기하는지 이해하기 위해 노력합니다.
산림 성장을 이해하는 데 가장 중요한 영역 중 하나는 다음과 같습니다. 캐노피 – 나무의 면류관에 있는 모든 잎, 가지 및 잔가지를 포함하는 숲의 천장.전형적인 혼합종 숲은 다양한 성장률을 보이는 종들로 구성된 다중 캐노피 층을 갖고 있습니다.나무는 죽으면서 성장 공간을 포기하고, 살아남은 나무는 수관을 성장하고 확장하여 공간을 확보합니다.
폭풍이 숲을 형성하는 방법
성숙한 나무는 일생 동안 많은 기상 현상을 경험하게 됩니다.폭풍으로 인해 나무가 흔들리고 이웃에 부딪히게 되어 수관이 마모되어 새싹과 가지 끝이 손상됩니다.이러한 영향은 다음과 같습니다. 지점 성장을 늦추고 감소시킵니다..수관 마모는 나무 스탠드가 너무 조밀하고 나무 간의 경쟁이 건강한 성장을 저해한다는 신호입니다.
그러나 크라운 마모는 실제로 일부 종에 도움이 될 수 있습니다.예를 들어, 느리게 자라는 종인 참나무는 밀도가 높은 조직과 튼튼한 가지를 갖고 있어 나무가 더 약하고 밀도가 낮은 포플러나 고무처럼 빠르게 자라는 나무의 가지를 마모시키고 손상시킬 수 있습니다.이를 통해 참나무는 처음에 빠르게 자라는 경쟁자보다 우위에 설 수 있습니다.
일부 숲은 한 종의 나무가 지배하는 단일재배입니다.예를 들어, 미국 서부의 넓은 지역에서는 1800년대에 숲이 불타거나 벌채되었으며 나중에는 로지폴 소나무, 서부 산악 지역이 원산지이다.일부 종들이 다른 종들보다 더 빨리 자라는 혼합림과 달리, 나무들은 모두 같은 속도로 다시 자랐습니다.
이로 인해 키가 크고 가느다란 나무가 생겨났습니다. 바람이 많이 부는 상황에서는 더 많이 흔들립니다..수관 마모 또는 부끄러움 때문에 소나무에는 평소처럼 측면으로 멀리 확장되지 않는 작은 수관이 있습니다.
이 숲은 결국 정체됩니다.나무의 작은 면류관이 이웃 나무를 "팔 길이"로 유지하지 못하기 때문에 나무 사이의 공간이 줄어듭니다. 나무의 성장이 줄어들고, 나무의 생명력이 쇠퇴한다.
숲을 얇아지게 만드는 것 또는 수행 처방된 화상 나무 사이의 간격을 늘리고 크라운 성장을 위한 더 많은 공간을 제공할 수 있습니다.
나무싸움 구경하기
바람이 부는 동안 가지 움직임을 연구하기 위해 학생들과 저는 가속도계를 사용합니다. 움직이는 물체의 속도가 얼마나 빨리 변하는지.최신 스마트폰 내장 가속도계 포함 Google 지도와 같은 앱이 휴대전화의 위치를 정확히 찾아내는 데 도움이 됩니다.
우리는 가지 끝 근처에 가속도계를 고정하여 3차원으로 가지 움직임을 측정합니다.이 데이터를 실시간으로 풍속 측정과 연결함으로써 다양한 풍속에 따른 가지 움직임과 가속도를 결정할 수 있습니다.
한 연구에서 우리는 다양한 나무 종 간의 상호 작용이 미시시피 중부의 강과 하천을 따라 있는 저지대 활엽수림의 숲 캐노피를 어떻게 변화시켰는지 분석했습니다.이 숲은 주로 다음과 같이 구성되었습니다. 체리나무 참나무 그리고 사탕 나무.두 종 모두 혼합 임분에서 흔히 발견되지만 크라운 형태와 성장률이 다릅니다.
처음에는 스위트껌이 어린 숲에서 더 많고 눈에 띄었습니다.그러나 시간이 지나면서 나무들이 서로 부딪히는 덕분에 벚나무 참나무는 마모된 스위트껌 가지가 비워진 공간에서 더 강해지기 시작했습니다.결국 참나무는 쇠퇴하는 사탕무를 압도하고 숲의 캐노피를 지배하다.
위에서 아래로 관리
산림환경은 끊임없이 변화하고 있으며, 곤충 침입, 식물병, 기후변화, 자연재해 등 다양한 요인에 의해 영향을 받고 있습니다.종 간의 물리적 치관 마모는 이러한 다른 스트레스 중 일부만큼 잘 이해되지는 않지만 다양한 종 혼합 낙엽 활엽수림의 개발에 분명히 기여합니다.
우리의 연구에 따르면 크라운 마모로 인해 크라운 크기와 빠르게 자라는 종의 성장이 감소할 때 느리게 자라는 튼튼한 종이 나타나 더욱 눈에 띄게 될 수 있습니다.이번 발견은 과학자와 산림 관리인이 건강하고 생산적인 산림을 개발하고 관리하는 데 도움이 될 수 있습니다.