-* 재미있는 숲 이야기 [1] *-

 

                             재미있는 숲 이야기

*숲과 함께 사라진 문명 
 
세계 4대 고대문명 발상지는 중국, 인도, 이집트, 메소포타미아 이들 네 곳이다. 큰 문명이 형성되고 발달한 지역은 모두 큰 강의 하류였다. 이러한 강 하류에는 원래 숲이 울창하게 형성되어 있었으며, 물이 풍부했었다. 하지만 이 지역들은 오늘날 모두 황폐화되었거나 사막이 되어버렸다. 그 이유는 숲이 사라졌기 때문이다. 숲은 건축물이나 배를 만드는데 필요한 목재를 제공했으며, 땔감을 얻는 곳이기도 했다. 또한 숲이 발달한 곳은 토양이 건강하고, 양분이 많기 때문에 숲을 잘라내고 밭을 만들면 농작물이 아주 잘 자랐다.

 

사람들은 숲을 무분별하게 파괴했으며, 숲을 없애고 그 자리에 곡식을 심었다. 문명이 더욱 발전함에 따라 상류 수원지대까지 숲 파괴가 확대되었으며, 이로 인해 홍수와 가뭄이 반복되었다. 결국 숲은 사라지고 문명도 쇠퇴의 길로 들어설 수밖에 없었던 것이다. 17세기 영국의 문인 존 이블린은 “이 시대의 영국은 나무가 없는 것보다 차라리 황금이 없는 것이 나을 것”이라고 했다. 과장이 좀 섞이긴 했지만 나무가 인류 문명에 끼친 영향을 생각하면 과장만은 아니다. 어느 시대를 막론하고 나무는 국가의 흥망성쇠를 좌우했다.

 

메소포타미아인들은 나무를 토대로 최초의 문명을 꽃피웠고, 숲이 사라지자 그들의 제국도 무너졌다. 에게해의 한 섬에 불과한 크레타는 메소포타미아인들과의 나무교역에서 얻은 부(富)로 지중해를 지배했고 찬란한 도시 크노소스를 건설했지만, 숲이 고갈되자 쓰러져 갔다. 이처럼 울창한 숲과 강을 중심으로 문명이 발생하고 번성하였으나 사막으로 변해버려 사람이 살 수 없는 곳으로 변해버린 예는 수도 없다. 이 고대문명들이 사라진 것은 전쟁이나 화산폭발 같은 이유보다도 숲이 사라짐에 따라 농토의 생산력이 떨어져서 사람이 살 수 없게 된 것이 더 큰 이유인 것이다. 숲은 문명을 발전시키는데 필수적인 요건이며, 이러한 숲을 잘 보호하고 계속 유지될 수 있도록 가꾸어가지 않는 곳이 있다면 아마 그 문명도 사라질 것이다.

*물방울의 숲 속 여행 
 
물은 땅과 바다에서 하늘로, 다시 하늘에서 땅과 바다로 끊임없이 순환을 한다. 땅과 강, 바다에 있던 물은 태양이 전해주는 580kcal의 에너지를 가지고 하늘로 올라갔다가 작은 먼지들과 함께 뭉쳐서 구름이 된다. 점점 커진 구름은 마침내 제 무게를 이기지 못하고 집 마당 그리고 숲과 강, 바다로 다이빙을 하게 된다. 이렇게 다이빙 하는 빗물 중 2/3는 숲 속으로 떨어지는데, 숲은 이 빗물을 스펀지 같이 푹신한 땅에 잘 저장했다가 천천히 나누어 흘려보내기 때문에 홍수도 막아주고 가뭄도 생기지않게 하는 역할을 한다.

 

숲에 떨어지는 빗물 중 나무와 나무 사이 혹은 나무 기둥을 타고 숲바닥에 도달하는 물방울은 스펀지 같은 땅 속으로 금새 숨어버린다. 하지만 열 방울 중 적어도 세 방울은 땅에 닿지도 못하고 나무의 가지와 잎에 머물렀다가 태양과 바람을 타고 다시 하늘로 올라간다. 숲 바닥의 땅 속에는 지렁이, 땅강아지, 들쥐 등 많은 숲 속 생물들이 만들어 놓은 크고 작은 지하통로가 수 없이 나 있다. 이러한 땅 속에 스며든 물방울은 지구의 힘(중력)에 이끌려 이 지하통로를 통해 실개천으로, 강으로, 다시 바다로 여행을 떠난다. 하지만 땅 속에는 지구의 힘(중력)으로도 어떻게 하지 못할 만큼 세차게 붙어 있는 물방울이 많이 있다.

 

이 물방울들은 스펀지 같은 땅 속에 스며든 후 천천히 빠져 나와 한 달, 두 달 혹은 그 이상 땅 속을 이리 저리 여행하면서 온갖 먼지와 더러움을 벗고, 깨끗하고 맛있는 물이 되어 세상 밖으로 나온다. 숲 속의 빗물 중 일부는 나무의 뿌리에 흡수되어 몸통을 타고 나뭇잎까지 올라간다. 나뭇잎까지 올라간 물방울은 태양과 바람의 도움을 받아, 길거나 넓적한 잎을 통해 다시 하늘로 돌아간다. 지금도 물은 끊임없이 순환하고 있다.
 
*나무가 이산화탄소를 많이 흡수하면 병들거나 아프지 않나요? 
 
나무가 이산화탄소를 흡수하는 것은 광합성을 하기 위함입니다. 즉 광합성은 엽록소를 가진 식물이 태양의 빛에너지를 이용하여 물과 이산화탄소로부터 생명의 원천인 유기물(양분)을 합성하는 과정입니다. 광합성을 효과적으로 하는 데는 이산화탄소, 햇빛, 물을 필요한 만큼 적절하게 조절하여 받아들여야 하니, 주위에 아무리 이산화탄소가 많더라도 이산화탄소만 많이 흡수할 수는 없습니다.

 

또 잎에서는 이산화탄소를 받아들이는 출입구가 별도로 있는데, 기공이라 부르는 작은 구멍입니다. 기공에는 2개의 공변세포라고 하는 세포가 마치 수문장처럼 지키고 있다가 너무 많은 이산화탄소가 들어온다 싶으면 문을 닫아버리는 안전장치도 갖고 있습니다. 따라서 이산화탄소를 너무 많이 흡수하여 나무가 병들거나 아프게 되는 일은 없습니다. 
 
 *이산화탄소를 가장 잘 흡수하는 나무는 무엇인가요? 
 
지구상에 자라는 모든 녹색식물의 잎은 대기 중의 이산화탄소를 흡수하여 광합성으로 생명을 유지하게 됩니다. 특히 나무는 거대한 덩치만큼이나 많은 이산화탄소를 사용하므로 다른 어떤 식물보다 많은 양을 흡수합니다. 나무의 종류와 생육상태, 나이 등에 따라 흡수량에는 차이가 나기 마련입니다. 나무의 종류로는 침엽수보다는 활엽수가 더 많은 양을 흡수하며 이는 활엽수의 잎 표면적이 훨씬 넓고 생장활동도 더 활발하기 때문입니다.

 

최근의 연구 결과에 따르면 우리나라의 경우 30년생 튤립나무(백합나무) 1헥타르가 1년 동안 흡수하는 탄소량이 6.8톤으로 소나무 4.2톤의 1.6배나 됩니다. 그 외 주변에서 가로수로 흔히 보는 플라타너스도 많은 양의 이산화탄소를 흡수하는 것으로 알려져 있습니다. 대체로 생장이 빠른 나무들이 생리활동이 왕성하므로 더 많은 이산화탄소를 흡수한다고 볼 수 있을 것입니다. 시기적으로는 봄에 싹이 트고 잎이 날 때가 활발하게 흡수합니다. 또 나이가 들어 자람이 쇠퇴하는 늙은 나무보다 젊은 나무가, 추운지방보다는 더운 지방의 나무가 더 많은 양을 흡수합니다. 
 
*나무에게 어떤 일이 있었을까? 
 
문자가 없어서 기록을 할 수 없었던 옛날에 나무에게 어떤 일이 일어났었는지 알 수 있는 방법이 없을까? 기록된 자료도 없는 옛날에 나무에게 일어난 일을 알 수 있는 방법이 있다. 바로 화석과 나이테를 통해 알 수 있는 것이다. 나무의 나이테에는 혹독한 자연환경에 저항한 흔적이 기록되어 있다. 비정상적으로 형성된 나이테가 바로 그 흔적이다. 왜냐하면 정상적인 환경에서는 비정상적인 나이테가 생기지 않기 때문이다.

 

미국 캘리포니아주에서 잦은 산불이 있었다는 사실을 밝혀낸 것도 나이테를 조사한 결과였다. 세쿼이야 나무는 웬만한 산불에는 생명에 지장이 없지만 나무껍질 부분은 손상을 입게 된다. 불에 탄 상처가 나이테에 흔적으로 남았고 그것을 통해 산불의 시기와 산불빈도를 추정했던 것이다. 그렇다면 태풍이나 땅이 밀리는 재해로 나무가 기울어지게 되면 나이테에 어떤 흔적이 남게 될까? 나무가 기울어지면 그 방향에 따라 비정상적으로 나이테 폭이 넓어지는 변화가 일어난다. 이러한 나이테가 생기는 것은 기울어진 나무를 스스로 세워보려고 이상 세포를 발달시키기 때문이다.

 

침엽수는 이러한 비정상적인 세포가 기울어진 아래쪽에 발달된다. 그래서 나무 줄기를 베어보면 마치 경사진 곳에서 넘어지지 않기 위해 안간힘을 쓴 듯한 모양의 나이테를 볼 수가 있다. 하지만 활엽수는 기울어졌던 위쪽으로 넓은 나이테가 만들어진다. 그리고 태풍에 의해 만들어진 비정상인 나이테는 한 쪽 방향으로 생기는 경향이 있지만 땅이 밀리는 재해가 있는 곳에서는 그 발달 방향이 불규칙하기 때문에 태풍이었는가, 아니면 땅이 밀리는 재해가 있었는가를 구별할 수 있다.

 

또한 큰 홍수가 났을 때는 산사태와 급류를 타고 내려온 커다란 돌이 나무에 부딪혀 상처를 내게 되는데, 상처가 아문 흔적으로 홍수발생 연도를 알아낼 수도 있다. 하천범람에 의해 흙더미가 밀려 내려왔는지도 알 수 있다. 예를 들어 버드나무가 흙더미에 파묻히게 되면 나무줄기에서 새 뿌리가 자랄 뿐만 아니라 갑자기 나이테의 폭이 좁아지게 되는데, 이는 나무뿌리의 기능이 떨어져 생기는 현상으로서 교란이 있었음을 말해준다.

 

이렇듯 나이테를 통해 나무가 겪었던 일들을 알아낼 수 있는 것이다. 즉 나무 나이테가 생기는 것과 나이테의 폭은 강우량과 기타 기상조건에 따라 변하므로 이 것을 자세히 관찰하면 해마다 각각 독특한 나이테가 생긴다는 것을 알 수 있고, 그래서 여러 종류의 나무와 절이나 궁궐 등에 쓰인 오래 된 나무의 나이테를 관찰하고 기록하면 장구한 세월의 기후변화를 알 수 있는 것이다. 이 기술을 이용하면 고건축이나 바다 속에 침몰한 배에 사용된 나무의 나이를 알아 정확한 연대를 알 수 있어 역사 연구에 매우 중요한 자료를 제공하며 최근에는 기상이변에 따른 기상학에서도 자주 이용된다. 
 
 *엽록소란 무엇일까요? 
 
식물들은 인간이나 다른 동물들과 같이 음식물을 섭취하여 활동에 필요한 에너지를 공급받지 않고, 광합성이라는 작용을 통하여 생장에 필요한 에너지를 얻는다. 광합성 과정에는 여러 가지 색소가 관여하는데, 그 중에서 가장 핵심적인 색소는 엽록소(잎파랑치)이다. 엽록소(葉綠素, chlorophyll)는 엽록체(chloroplast)라는 작은 크기의 소기관에 들어 있는 색소로서, 지구상에서 가장 흔한 색소 가운데 하나이다. 엽록소는 그 빛깔이 녹색이기 때문에 엽록체가 녹색으로 보이고, 따라서 식물의 잎도 녹색으로 보인다.

 

엽록체는 박테리아보다 약간 더 큰 크기로 지름이 약 5㎛ (1㎛는 1/1000㎜), 두께는 약 2-3㎛이며, 투과성막으로 둘러싸여 있다. 엽록체의 구조는 엽록소를 함유하고 있는 부분인 grana와 엽록소가 없는 부분인 stroma로 구분되는데, 각각 광반응과 암반응을 담당하고 있다.

엽록체는 주로 녹색잎의 엽육세포에 들어 있으며, 어린 가지의 수피와 어린 과일에도 들어 있다. 지금까지 알려진 엽록소는 여러 가지가 있으나, 목본식물의 경우에는 엽록소 a(청록색)와 엽록소 b(황록색)가 주종을 이루고 있다. 대개의 식물에서는 a와 b가 약 3:1의 비로 존재하고 있다. 다른 엽록소들은 극소량씩 함유되어 있거나 특정 식물에만 존재하고 있다.
 
*피톤치드를 아시나요? 
 
모든 식물체는 항균물질이 함유되어 있어 일정한 살균작용을 수행할 수 있다. 한여름 소나무 숲에 들어갔을 때 강렬한 송진냄새를 맡아 본 경험이 있을 것이다. 이것을 피톤치드라 부른다. 그러면 피톤치드란 구체적으로 무엇을 가리킬까? 러시아의 과학자 토킹박사는 다음과 같이 설명하고 있다. “식물에는 각각 특유의 발산물질이 있다. 식물은 끊임없이 병원균에게 공격을 받고 있으나 도망갈 수도 없으며, 조금이라도 약해지면 금방 균의 공격을 받아 곰팡이가 생기던가 썩어 버린다. 식물이 살아가기 위해서는 이들 병원균에 대해 저항력을 갖추지 않으면 안된다. 식물이 병원균에 저항하기 위해 방출 또는 분비하는 물질을 피톤치드라 부른다.”

 

'피토(phyto)는 식물, 치드(cide)는 죽인다'라는 뜻의 합성어이다. 숲 속에 들어가 보면 상쾌한 냄새가 숲 전체를 감싸고 있다. 이 방향물질은 식물이 주위의 병원균으로부터 자신을 지키기 위해 발산하고 있는 일종의 자기방어 물질이다. 식물이 갖고 있는 이 자기방어 기능의 수수께끼를 풀 수만 있다면, 우리 인간도 유용하게 그것을 이용할 수 있을 것이다. 옛 조상들은 이미 피톤치드의 효능을 알고 있었던 것 같다. 3,000년 전 고대 이집트에서는 시체를 썩지 않게 보관하기 위해 식물의 향료를 사용했다는 기록이 있다.

 

방부제가 없는 시대였으므로 방부효과가 있는 식물의 향료를 사용한 것이다. 식물은 식물의 종류, 병원균의 종류에 따라 각각 다른 피톤치드를 내뿜는 것으로 알려져 있다. 숲 속에서 산림욕을 즐기는 건 바로 나무가 발산하는 피톤치드를 마시는 건강법이다. 산림욕의 효과로는 향에 의한 스트레스 해소·거담·강장·심폐기능 강화효과 이외에, 살균작용에 의해 맑아진 숲 속의 공기를 마시는 효과도 크다. 이와 같이 향기는 주로 인간의 감각기능을 자극하여 각종 작용을 일으키게 되는데, 이러한 작용을 이용하여 질병을 치료하는 경우도 있다.

 

피톤치드 효과는 14세기 흑사병(페스트)이 전유럽을 강타했을때도 입증한 바 있다. 당시 향료원료인 꽁 재배농민들과 향료 공장 작업자들은 신기하게도 페스트 감염에서 집단으로 안전하게 살아 남았다. 이처럼 다양한 기능을 지닌 피톤치드 효과를 과학적으로 밝히기 위해 많은 연구가 진행되고 있으며, 특히 요즘에는 도시공간에서도 손쉽게 산림욕을 즐길 수 있도록 하기 위해 피톤치드 성분을 추출하여 만든 각종 방향제품이 판매되고 있다.

 

또한 생선횟집에 가서 생선회를 주문하면 접시에 각종 채소가 담겨져 나온다. 또 솔잎을 넣고 찌는 송편이나 파전 등에서 볼 수 있듯이 요리에 식물의 잎을 활용하는 예가 많다. 이는 음식물에 식물의 고유한 향기를 배게 해서 오랫동안 보관할 수 있도록 하는 효과를 이용한 것이다. 
 
*나무는 얼마나 많은 산소를 만들어 낼까? 
 
나무는 잎에서 이산화탄소(CO2)를 흡수하고, 땅 속의 뿌리에서는 물(H2O)을 빨아들인다. 그리고 태양에너지를 이용하여 자신에게 필요한 영양분(탄수화물)을 만드는데, 이러한 작용을 광합성작용이라고 한다. 광합성 작용을 하는 도중에 나무는 탄소를 몸 안에 남기고, 산소(O2)를 만들어 잎을 통해 밖으로 내보낸다. 이러한 이유로 나무는 '탄소통조림'이라고도 불린다. 그러면 나무는 얼마나 많은 양의 산소를 만들어 낼까?

 

1ha, 즉 100m*100m의 숲에서 1년간 만들어 내는 산소의 양은 12톤이며, 반면에 16톤의 이산화탄소(CO2)를 흡수한다. 한 사람이 하루에 필요한 산소의 양은 0.75kg이므로 1헥타르의 숲이 생산하는 산소는 45명이 1년간 숨쉴 수 있는 양이 된다. 또한 침엽수 약 20그루는 한사람이 필요한 산소를 만들어낸다고 한다. 따라서 나무가 더 커지고 건강해진다면 산소의 생산량도 늘어나므로, 숲을 보호하고 가꾸는 노력을 기울인다면 우리는 더 맑고 깨끗한 산소를 공급 받을 수 있는 것이다
 
*생김새도 다르고 쓰임새도 다른 침엽수와 활엽수  

 
우리 나라는 지형이 복잡하고 기후의 변화가 많아 약 1,200여 종에 이르는 많은 종류의 나무들이 살고 있다. 이 가운데 침엽수는 대략 60여 종이고 나머지 1,140여 종은 활엽수이다.침엽수와 활엽수를 구분할 때 우리는 보통 그 나뭇잎의 모양을 본다. 일반적으로 침엽수는 바늘잎 나무로 잎이 가늘고 뾰족하며, 활엽수는 너른잎 나무라 하여 넓고 평평하다. 은행나무처럼 잎이 넓으면서도 침엽수인 것도 있지만 몇 종류를 제외하고는 이런 구분이 옳다. 또 침엽수는 대부분 상록수이고 활엽수는 낙엽수라는 차이도 있다.

 

대표적인 침엽수종으로는 소나무, 잣나무, 전나무, 구상나무가 있으며, 활엽수종으로는 신갈나무, 굴참나무, 상수리나무, 밤나무, 물오리나무 등이 있다. 두 종류는 목재의 성질에도 차이가 있는데, 활엽수는 참나무 같이 단단하고 무거운 종류가 많아 Hard wood(단단한 나무)라고 부르며, 침엽수는 소나무 같이 비교적 연하고 가벼운 종류가 많아 Soft wood(부드러운 나무)라고 부른다.

 

침엽수는 줄기가 곧고 큰 가지의 발달이 적어 목재로 이용할 때 손실이 적은 편이다. 재질은 대개 무늬와 색상이 단순하며, 무게가 가볍고, 강도가 그다지 높지 못해 가공하기 쉬운 것이 많다. 활엽수는 대체로 줄기가 잘 굽고, 굵은 가지가 많아 목재로 이용할 때 손실이 많은 편이다. 재질은 무늬와 색상이 다양하며, 매우 가볍고, 강도가 낮은 것부터 무겁고 단단한 것까지 다양하다. 하지만 침엽수재에 비해 무겁고 단단한 나무들이 많다.
 

 재미있는 나무의 번식(삽목) 
 
나무의 대부분은 종자로 번식시킬 수 있지만, 나무를 잘라 땅에 묻어 뿌리를 내리게 하는 삽목이라는 방법도 있다. 이른바 무성번식법의 하나로서 이때는 어미의 유전적 형질을 그대로 이어받게 된다. 잘려진 나무는 어떠한 생리적 반응을 일으키며 뿌리를 내리게 되는 것일까? 본래 식물호르몬은 눈이나 어린 잎에서만 합성된다. 하지만 식물이 상처를 입게 되면 새롭게 식물호르몬을 합성할 수 있게 된다. 그 결과 상처주위의 세포는 세포분열을 반복하며 상처부위를 완전히 덮게 된다.

 

이와 같이 식물 호르몬의 자극에 의해 생기는 조직을 캘러스라고 한다. 나무는 형성층 정도까지 미치는 깊은 상처를 받았을 때 캘러스를 만든다. 캘러스에 의해 상처는 완전히 덮여지며, 캘러스 속에는 새로운 목재를 형성하는 형성층과 나무껍질을 만드는 코르크형성층이 분화하는 과정에서 생기게 되는 것이다.

 

캘러스는 절단면에 뿌리 발생을 촉진시키는 호르몬을 처리할 경우 더 잘 발달하며, 삽수는 오래 된 가지보다 어린 가지를 사용해야 뿌리를 더 잘 내린다. 삽목이 잘 되는 대표적인 나무는 포플러, 메타세콰이어 같은 것이 있으며, 참나무와 밤나무 같이 캘러스는 형성되나 삽목이 잘 안 되는 나무도 있다. 이와 같이 나무를 잘라 삽수를 만들어 삽목을 하는 것은, 나무의 상처에 대한 응급처치 또는 자체치유라고 하는 방어체제를 이용하는 것이다.
 

 - 글 / 신원섭 충북대 교수 -