물을 넉넉히 줘도, 외래 풀이 함께 자라면 토종 관목이 더 힘들어질까요?

상세 설명

기후변화에 대한 생물종의 반응을 예측하려면 환경 변화의 직접적인 영향뿐 아니라 종 사이 상호작용의 변화가 매개하는 간접적인 영향도 이해해야 합니다. 경쟁력이 매우 높은 외래종이 침입한 생태계에서는 토종 생물종의 반응을 이해하는 데 이러한 간접 영향이 특히 중요할 수 있습니다.

지중해성 기후 지역에서는 가뭄이 더 잦아질 것으로 예측되며, 외래 한해살이 식물의 침입도 늘고 있습니다. 이 지역의 토종 관목은 어린 개체가 간헐적으로 정착하며, 이러한 정착은 비가 많이 오는 해와 관련이 있습니다. 하지만 외래 한해살이 식물 역시 강수량이 많을 때 흔히 더 풍부해지므로, 이들과의 경쟁이 강수량과 관목 어린 개체의 정착 사이 관계를 바꿀 수 있습니다.

스트레스 구배 가설 같은 이론은 자원 공급이 늘어날수록 경쟁 강도가 높아질 것으로 예측합니다. 그러나 토양 수분 가용성을 실험적으로 여러 수준으로 조절해 경쟁적 상호작용을 평가한 연구는 드뭅니다.

이 실험은 토양 수분 가용성을 여러 수준으로 조절하면서 외래 한해살이 식물과의 경쟁이 토종 관목의 정착에 어떤 영향을 주는지 조사했습니다. 토종 관목 두 종인 Encelia californica와 Eriogonum fasciculatum의 어린 개체를 외래 벼과 식물 Avena fatua와 함께 또는 이 경쟁 식물 없이, 여덟 가지 수분 가용성 수준에서 길렀습니다. 연구진은 어린 개체의 생장과 생존을 관찰했습니다. 이 종들은 남부 캘리포니아 해안의 지중해성 기후 지역에 흔하고 풍부하게 분포하며, 이 지역의 기후변화 전망에는 앞으로 수십 년간의 장기 가뭄이 포함됩니다.

경쟁이 없을 때 관목 어린 개체는 수분 가용성이 높은 조건에서 생장과 생존이 더 높았습니다. 반면 외래 풀과 경쟁할 때는 비교적 건조한 조건에서 생장 및/또는 생존이 더 높았습니다. 이는 경쟁 식물이 없는 상황에 근거한 예측과 비교할 때, 경쟁이 강수 양상 변화에 대한 생물종의 반응을 바꾸거나 심지어 뒤집을 수 있음을 시사합니다.

외래 풀은 토종 관목 어린 개체와 함께 심었을 때 토양의 질산염과 수분 가용성을 크게 낮췄습니다. 외래 풀 자체의 생장은 물 공급량이 늘수록 증가했지만, 그 생장 반응은 포화되는 양상을 보였습니다.

종합하면, 이 실험은 침입종과의 경쟁이 기후변화에 대한 토종 생물종의 반응을 바꿀 수 있음을 보여줍니다. 이 결과는 생장을 제한하는 자원의 공급량과 경쟁 강도 사이에 양의 관계가 있다고 예측하는 생태학 이론과 일치합니다.