오랜 건조에 적응한 숲도 극심한 가뭄이 겹치면 버틸 수 있을까요?

상세 설명

물이 부족한 생태계의 식생은 건조한 시기를 견디기 위해 깊은 곳의 물 저장고에 크게 의존하며, 이런 생태계 대부분은 깊은 지하수 저장고 위에 얕은 토양이 놓여 있다. 계절적으로 건조한 생태계가 미래 기후에 어떻게 반응할지 예측하려면 종별 뿌리 시스템의 기능과 적응 유연성, 그리고 더 잦거나 강한 가뭄에서 물 공급원 이용이 어떻게 달라지는지 이해해야 한다.

연구진은 안정동위원소를 이용해 얕은 토양이 있는 경사 지형의 경엽수림에서 계절별 물 흡수 양상을 조사했다. 12년간 지속된 실험적 가뭄의 영향과, 광범위한 나무 고사와 수관 낙엽을 일으킨 극심한 자연 가뭄이 더해진 영향을 평가했다. 우점종인 Quercus ilex, Arbutus unedo, Phillyrea latifolia는 모두 시간과 공간에 따라 서로 다른 물 공급원을 이용할 수 있는 이형 뿌리 시스템을 갖고 있었다.

식물들은 춥고 습한 계절에는 주로 토양에서 물을 흡수했지만, 여름 가뭄에는 지하수 이용을 늘렸다. 장기간의 실험적 가뭄에 노출된 식물들은 습한 계절에 더 깊은 10~35cm 토양층에서 물을 흡수하는 쪽으로 이동하고 여름철 지하수 흡수는 줄였다. 이는 가는 뿌리의 기능적 분포에 유연성이 있어 장기적으로 실험적 가뭄의 영향을 완화했음을 시사한다.

하지만 2011년의 극심한 가뭄은 깊은 토양층과 지하수가 증산에 기여하는 정도를 더욱 줄였고, 그 결과 가뭄의 영향을 받은 식물에서 수관의 낙엽이 더 심해졌다. 연구는 극심한 가뭄이 실험으로 모의한 중간 정도이지만 지속적인 건조 상태를 악화시키고, 지하수 저장고와 풍화된 기반암의 물을 고갈시켜 이 지중해 생태계가 현재의 구조와 종 구성으로 보존되는 것을 위협할 수 있음을 시사한다.