림생물과 관련한 호기심과 재미를 유발할 수 있는 과학적 지식을 누구나 쉽게 이해하고 흥미를 가질 수 있도록 재밌게 들려주는 생물세상 이야기!! 이번 웹진 8월호에서는「번개가 숲과 식물에 미치는 영향」에 대한 이야기를 소개한다.

번개가 나무를 쓰러뜨리고 죽게 하기도 하지만 숲 전체로 볼 때는 숲을 발전시키는 이로운 자연의 힘이기도 하다. 이러한 이론은 숲틈(Forest Gap)이라는 개념이 발달하면서 그 중요성이 인정되고 있다. 이것은 숲을 정적인 것이 아니라 항상 변화하는 동적 개체로 보는 생태적 관점에서 출발한다. 즉, 숲에는 항상 기존의 생태계나 그 일부를 파괴하려는 외부적 요인인 교란이 있게 되고 그 교란에 의해서 숲은 천이의 단계를 거쳐 진화하는 것이다. 번개도 숲을 교란시키는 중요한 요인 중 하나라고 할 수 있다.

일반적으로 번개에 의해서 피해를 받는 나무는 그 숲에서 굵은 나뭇가지와 잎이 뒤엉켜서 두꺼운 녹색 층을 이루고 있는 성숙한 나무들(주로 노령목)이다. 이들이 번개에 의해서 쓰러지게 되면 숲에는 하나의 큰 틈 또는 수직적인 구멍이 생겨 햇빛이 임상에까지 직접 들어오게 된다. 이러한 광량은 산림 내 틈이 생기면 가장 직접적으로 변하는 조건이다. 만약 쓰러지지 않더라도 물리적 피해를 받게 되면 수세가 약해져서 병충해의 피해를 받게 되어 쉽게 부식되고 결국은 죽게 될 것이다. 이렇게 번개에 의해 생긴 숲틈에는 광량, 수분 등 물리적 환경의 변화가 생긴다. 이러한 공간을 차지하기 위하여 나무들 간에는 서로 경쟁이 일어나게 되고 이 경쟁에서 이긴 나무가 그 틈의 주인이 된다.

숲을 구성하는 대부분의 나무들은 자라서 성숙한 개체가 되기 위해 숲틈이 필요하게 된다. 물론 정도의 차이는 존재한다. 수종에 따라서는 이 틈으로 인해 그 숲을 이루는 성숙개체로 성장할 수 있는 기회를 갖게 되거나 새로운 숲을 구성하는 주인으로서 역할을 하게 된다. 이렇게 한동안 굵은 나뭇가지와 잎이 뒤엉켜 두꺼운 녹색층을 우점하여 살아가는 나무가 노령목이 되면 또 다른 교란, 즉 번개나 바람, 태풍 등의 요인에 의해 쓰러지고 그 공간을 다른 나무가 다시 채워 새로운 숲을 형성하는 과정이 순환되면서 천이의 단계를 거치게 되는 것이다.

또 다른 측면으로는 번개의 공중방전으로 인한 질소고정을 들 수 있다. 대기 중의 유리질소를 생물체가 생리적 또는 화학적으로 이용할 수 있는 상태의 질소화합물로 바꾸는 일이 질소고정이다. 분자를 쪼개 질소원자로 만들어 그를 다시 질소화합물로 바꾸기 위해서는 상당한 에너지가 필요하다. 따라서 번개가 칠 때 발생하는 거대한 양의 에너지는 질소 분자를 질소원자로 쪼개 공기 중의 산소와 결합시킨다. 이것이 바로 NO₂(이산화질소)다. 이렇게 생성된 질산화물은 빗물로 인해 질산염으로 용해되어 땅 속에 스며든다. 비생물적 질소고정이라 말하는 이것이 바로 번개에 의한 질소고정이다. 이렇게 번개에 의해 일어나는 질소고정은 전체 질소 고정량의 5~8%에 불과하지만, 번개가 공기 중의 질소를 땅으로 돌려주기 때문에 식물성장에 유리하다고 할 수 있는 것이다.

번개가 많은 해에는 풍년이 든다는 옛말이 있다. 아마도 옛 사람들은 책에서 말하는 정확한 수준의 지식이 아닐지라도 번개가 우리 식물에 얼마나 유용하게 작용하는지 직 간접적으로 인식하고 있었을 것이다. 이처럼 번개가 숲과 식물에 미치는 영향은 결코 무시할 수 없다. 변화하는 시대처럼 숲의 생태도 조금씩 움직이고 이에 발맞추어 많은 관점도 함께 변하고 있다. 요란하게 빛을 발하는 번개를 보며 숲을 떠올려 보자. 그 순간, 우리의 인식은 번개를 맞은 듯 번쩍 새로워질 것이다.