나무폭포 간격

나무폭포 간격은 모든 층을 통해 연장되는 수직면이 지상 2m(6.6ft)의 평균 높이까지 뻗어 있는 숲에서 구분할 수 있는 구멍이다.^[1] 이 구멍들은 나무나 큰 사지가 떨어져서 생긴다. 이 정의를 개발한 생태학자는 2m를 사용했는데, 이는 틈이 닫힌 것으로 간주되기에 "역행 높이 2m면 충분하다"고 믿었기 때문이지만, 모든 과학자들이 동의한 것은 아니다.^[2] 예를 들어, Runkle은 레그로가 지면에서 10–20m (33–66ft) 위에 있어야 한다고 믿었다.^[2] 또는 "산림 구조의 복잡성 속에서 쉽게 구별할 수 있는 가장 작은 간격"^[1]이라는 나무 낙하 간격도 있다.

간격 크기에 상한은 없다. 그러나 나무나 큰 사지에 의해 생긴 것이 틀림없다.^[1] 예를 들어, 필드는 나무 낙하 간격으로 간주되지 않을 것이다.^[3]

나무 폭포는 일반적으로 노령, 자연 재해 또는 기생 식물(예: 특정 경락 식물)에 의해 발생한다.

측정

과학자들은 나무 낙하 간격을 측정하기 위한 한 가지 절대적 방법에 대해 결론을 내리지 못하고 있다. 그러나 일반적으로 사용되는 측정에는 두 가지 유형이 있다.

이차원

이 방법은 간격 모양의 불규칙성을 반드시 고려하지 않는다.^[2] 대부분의 간격은 특정한 모양이나 다른 모양에 부합하지 않기 때문에 가정을 해야 한다.^[2] 균일하게 형성된 간격(예: 타원, 삼각형 등)은 각 간격의 길이와 폭을 측정하여 정량화할 수 있다.^[2] 그러나 일반적으로 간격은 불규칙한 형태(즉 균일하지 않음)이며 더 높은 정확도를 얻기 위해 개별적으로 측정하기 위해 더 작은 섹션으로 나누어져야 한다.^[2]

입체

이 방법은 캐노피에서 숲 바닥으로 내려가는 간격의 구조 차이를 감안하여 보다 정확한 측정을 제공한다.^[2] K.와 S.I. 야마모토가 개척한 가장 최근의 전략 중 하나는 "캐노피 간격의 사진 두 장과 서로 다른 높이에서 찍은 사진, 그리고 일련의 기하학적 계산을 이용하여 간격 면적을 계산했다."^[2] 이렇게 함으로써, 과학자들은 현재 간격의 주변부를 둘러싼 구조상의 차이를 설명하고 있기 때문에 보다 정확한 측정을 얻을 수 있었다.

갭 재생

갭 위상 재생 길이

그 틈새에 존재하는 식물에 따라 회복 시간이 빨라지거나(연간 5~7m), 훨씬 느릴 수 있다.^[4] 일부 식물은 성장을 방해할 수 있다(아래 재생의 대안 경로 참조). 갭 위상 재생은 온전한 캐노피의 높이를 새로운 성장에 맞춰야 완성된다.^[4]

경로의 공통 재생

1. 씨앗: 흙에는 캐노피에 형성된 틈새로 인해 햇빛을 받으면 싹이 트기 쉬운 씨앗(씨앗둑)이 다수 포함되어 있다.^[4]
2. 선진 재생: 나무가 쓰러지기 전에 원래 있던 어린 식물은 추가적인 햇빛에 노출되면 빠르게 자란다.^[4]
3. 식물 생식: 나무가 쓰러지면서 새로 형성된 틈새 안에서 번식을 시작할 수 있는 다른 초목을 끌어당길 것이다.^[4] 이는 특히 리아나스에 해당된다(아래 재생의 대체 경로 참조).
4. 주변 숲과의 틈새로 횡방향으로 퍼지고 ^[4]있어

대체 재생 경로

리아나는 열대 숲에서 발견되는 흔한 나무 덩굴이다. 이 덩굴들은 나무를 이용하여 햇빛과 영양분을 찾아 캐노피 속으로 모험을 한다. 따라서 나무가 쓰러지면 모든 리아나의 성장을 함께 가져온다. 나무가 쓰러지면 리아나는 생존율(~90%)이 높아 금방 싹이 트기 시작한다.^[5] 이것은 새로운 나무들이 자라기 시작하지만, 리아나의 존재에 의해 제한되거나, 자라기 시작하면서 잠재적인 문제들을 야기한다. 리아나스로 인해 성장이 멈춘 상태로 들어가는 틈새가 많은 것으로 나타났다. 그러므로 과학자들은 갭 재생에 대한 그들의 영향을 조사하기 시작했다. 바로 콜로라도 섬을 대상으로 한 연구에 따르면, 리아나가 갭 재생 시간을 늦추는 데 상당한 역할을 할 것으로 나타났다.^[5] 리아나는 저캐노피 상태에서 간격을 유지할 수 있었고, 특히 13세 이상 된 틈새에 대해서는 더욱 그러하다.^[5] 슈니처 외 연구진의 추가 연구. 리아나의 밀도가 증가함에 따라, 종의 풍부함과 개척자 나무 밀도가 모든 간격(즉, 낮은 캐노피 간격과 높은 캐노피 간격)에 대해 감소한다는 것을 보여주었다.^[5] 이 데이터는 리아나가 갭 재생 시간에 중요한 역할을 하고 있음을 시사한다.

중간 교란 가설과 종의 풍부함

나무가 쓰러지는 틈은 몇몇 식물 종의 다양성을 유지하는 데 중요하다. 열대지방에서는 다양성을 유지하기 위한 메커니즘으로 교란이 중요하다. 중간 교란 가설(IDH)에 따르면 일부 교란은 중요하며 교란의 '주파수 및 강도'가 중간 규모인 곳에서 최대 종수가 발견된다.^[6] IDH는 캐노피 나무의 감소로 인해 더 가볍고 더 다양한 자원이 더 많은 종의 풍요를 도울 수 있다고 가정하는 갭 가설을 설명하는 것을 돕는다.^[4] 나무의 낙수 간격이 다양한 종의 다양성을 촉진하는 것으로 나타났지만, 다른 종에 대한 간극의 영향은 혼합된 결과를 낳을 가능성이 있다(즉, 어떤 종은 간극으로 인해 더 많은 다양성을 경험하지만 다른 종은 그렇지 않을 것이다).

광투과

나무가 쓰러지는 틈새의 생성으로 캐노피에 균열이 생겨 빛이 지하층까지 침투할 수 있게 된다. 이 빛은 이제 관목과 나무늘보 종에 도달할 수 있는데, 정상적인 상황에서는 캐노피에 닿을 정도로 키가 자라지 않는다.^[7] 일반적인 캐노피(즉, 나무가 쓰러지는 틈이 없는 캐노피) 아래에서는 통과되는 빛이 거의 없어, 층 아래 식물 집단에 빛을 제한한다.^[8]

이러한 빛의 제한은 종종 식물의 번식력과 성장 능력을 제한한다.^[8] 나무가 쓰러지는 간격이 형성되면 숲의 낮은 층까지 침투하는 빛의 양에는 구별할 수 있는 차이가 있지만,^[8] 현재 침투할 수 있는 빛의 양은 간격이 실제로 얼마나 큰지에 따라 달라진다.^[8] 지름이 5m에 불과한 나무폭포 간격은 10m 넓이의 큰 간격보다 지하층까지 빛이 덜 들어오게 된다. 또한 간격이 작을수록 태양으로부터 직접 방사선을 더 많이 받는 반면, 간격이 클수록 많은 양의 확산 방사선을 받게 된다.^[8] 현재 언더스토리 커뮤니티가 이용할 수 있는 빛의 양이 증가하면 이전의 빛 한계에서 벗어날 수 있을 것이다.^[8]

종자 분산

나무가 쓰러지는 틈새의 종자 분산은 일반적인 지하층 면적에 비해 현저하게 감소한다.^[7] 한 연구는 틈이 형성된 후 처음 3년 이내에 종자 분산률이 인근 지하층 비율보다 72% 낮다는 것을 시사했다.^[7] 바람과 동물 분산과 같은 대부분의 분산 형태는 분산된 씨앗의 수가 줄어드는 것을 보여준다.^[7] 그러나 폭발성 분산은 증가가 나타난다. 폭발성 분산은 모성 식물이 모성 식물에서 멀리 떨어지도록 하기 위해 압력을 사용하여 씨앗을 배출하는 메커니즘을 설명한다.^[7] 이런 종류의 분산은 몇몇 관목종에서 사용된다. 그 증가는 나무가 쓰러지는 틈새가 관목의 종자 분산에 긍정적인 영향을 미친다는 것을 보여준다.^[7] 이 관목들은 그 틈새의 생성에서 살아남았거나 혹은 그 틈새의 생성 직후에 이주했다.^[7] 이들 식물은 독특한 분산 방식 때문에 틈새를 식민지화할 때 유리하다. 나무 낙하 간격이 노화되고 캐노피 층이 정상으로 돌아오기 시작하면 다른 형태의 씨앗 분산은 빈도가 증가하기 시작하며, 결국 그 형성 후 몇 년이 지난 후에 그들의 사전 갭 값으로 되돌아간다.^[7]

종 다양성

플로라

나무폭포 간극은 열대림에서 식물 종의 다양성을 크게 세 가지 방법으로 유지할 것을 제안한다. 우선 빛이 많은 서식지를 만든다.^[4] 현재 많은 양의 빛을 포함하고 있는 지역에 있는 것은 전체 또는 부분적인 그늘에서 자랄 수 없는 종들이 빠르게 발달할 수 있게 한다. 새로운 수준의 빛 때문에, 그늘에 편협한 종과 낮은 수준의 빛을 선호하는 종 사이의 경쟁은 없어질 것이다.^[4] 이 경쟁으로부터의 방출은 그늘에 편협한 종의 수를 증가시킬 것이다. 둘째, 종은 그 틈새의 중간에서 주변 밀림까지 퍼져 있는 자원 위에서 생존할 수 있을지도 모른다.^[4] 나무나 식물의 다양성은 종들이 특정한 나무 낙하 간격에서 이용 가능한 자원에 고유하게 적응하는 경우 경사로를 통한 자원의 분배와 공유에 의해 유지될 수 있다.^[4] 마지막으로 격차의 크기에 따라 종별 재생률이 달라질 수 있다. 나무가 쓰러지는 틈새의 크기가 크게 다를 때 종의 다양성은 달라질 수 있지만, 그럴 가능성은 매우 낮다는 주장이 제기되어 왔다.^[4] 이는 미세기후에서 공간적, 시간적 편차가 크기 때문에 간극 크기와 미세기후와의 관계가 불규칙하기 때문이다.^[4] 이 세 가지 가설에 대한 지지는 엇갈리지만, 일부 종의 식물이 다른 종들보다 틈새에 있어 더 많은 이득을 본다는 사실을 뒷받침하는 증거가 있다. 열대림에서, 틈새들은 일부 식물군의 다양성을 유지하며, 이것은 아마도 이 지역들의 혈관 식물 집단의 많은 부분을 포함할 수 있다.^[4]

곤충들

다른 열대림과 마찬가지로 나무폭포 틈새도 풍부한 수의 동물 종을 포함하고 있다. 모든 열대 서식지와 마찬가지로 곤충은 동물 바이오매스의 대부분을 차지한다.

잎사귀개미집합

나무가 쓰러지는 틈새의 발달이 잎사귀 개미집합의 발달에 해를 끼친다고 생각되어 왔지만, 한 연구에 따르면 그렇지 않다. 나무폭포 틈새에서 발견되는 개미 종은 자신들을 둘러싸고 있는 실제 울창한 숲에서 발견되는 것과 같은 종이다.^[9] 이러한 틈새의 형성은 그곳에 살고 있는 개미 종에는 거의 영향을 미치지 않는 것 같다.^[9]

과일 수유 님프리드 나비 조립품

나무폭포 틈새에서 나비의 종 다양성과 주변 지하층 나비들의 종 다양성에 현저한 차이를 보이는 연구들이 있어 왔다. 틈새에 존재하는 식물의 종류는 어떤 종류의 나비가 그곳에 살았는지를 결정하는 데 중요한 역할을 한다.^[10] 이것은 자연 숲에서 나무의 낙수 간격이 종의 다양성을 촉진할 것이라는 가설을 뒷받침한다.^[10]

나무 낙하 간격, 블로 다운 및 탄소 순환

주로 노령이나 질병으로 나무나 나뭇가지가 떨어져서 나무가 쓰러지는 틈이 생기는 곳에서는 스콜라인에 의해 대규모의 블로 다운이 발생하여 폭우와 강한 바람을 일으킨다.^[11] 일부 연구에서는 이러한 바람의 하강 속도를 26~41m/s로 측정했는데, 이는 대규모 블로 다운을 일으키기에 충분한 힘이다.^[11] 나무 사망 후 생기는 나무 낙수 간극과 같은 소규모 교란은 블로 다운과 같은 대규모 교란보다 재발률이 높다는 연구결과가 나왔다.^[12] 소규모 교란이 더 빈번하게 발생하기 때문에 아마존에서 발생하는 탄소 배출량의 약 88%를 차지하며 바이오매스 손실이 더 많은 경우 대규모 교란을 실시한다.^[12] 이러한 작은 장애는 탄소를 환경과 탄소 순환에 추가하지만, 위의 지상 바이오매스에 얼마나 많은 탄소가 격리되어 있는가에 비하면 큰 양은 아니다. 이 때문에 아마존은 탄소 싱크대로 간주되고 있다.^[12]

연구에 위성 기술 사용

연구자들이 나무가 쓰러지는 틈새를 넓은 규모로 찾아내려 할 때 지상에서 찾기가 어려울 수 있다. 이들이 주로 집중하는 숲의 규모가 크기 때문이다. 위성사진은 블로 다운과 같은 대규모 교란에는 상당히 유용하다는 것이 증명되었지만, 나무 낙하 간격과 같은 소규모 교란에는 여전히 어려운 것으로 남아 있다. 어떤 경우, 지구 위치 확인 시스템(GPS)은 그 빈도를 결정하기 위해 나무 낙하 간격의 중심을 매핑하는 데 사용된다.^[13] 이 위성들이 찍은 사진은 방사선학적으로 숫자에서 물리적 단위로 바뀐다.^[13] LiDAR(Light Detection and Rangeing, LiDAR)은 공간 눈금의 캐노피 간격을 구분하여 다양한 유형의 간격을 구분하는 데 사용된다.^[14] 위성영상촬영을 통해 바다, 강, 구름 등 관련 없는 세부사항을 제거하는 조치를 시행해야 한다.^[15] 이것들은 결과에 방해가 될 수 있다. 전반적으로 위성기술의 발달 이후 수목격차의 매핑이 크게 진전되었다.

참조