숲은 오랫동안 회복력이 강해 수세기 동안 변화하는 기후에 적응해 왔습니다. 그러나 현대 기후 변화의 속도는 전례 없는 도전을 제시합니다. 여러 세대에 걸쳐 특정 지역에서 번성해 온 나무는 이제 기온 상승, 장기 가뭄, 산불과 해충으로 인한 교란 증가에 직면해 있습니다.

과학자들은 나무 종이 자연스럽게 이동하여 생존하기 위해 더 시원하고 습한 지역으로 이동할 것으로 예상했습니다. 그러나  콜로라도 주립 대학 의 최근 연구에  따르면 다른 현실이 드러났습니다. 미국 서부 내륙의 나무 개체수가 줄어들고 있지만 새로운, 더 유리한 지역으로 확장되지는 않습니다.

기후 변화로 인해 나무가 죽고 있습니다

이 연구에서는 미국 서부 내륙에 위치한 25,000개가 넘는 산림 지역의 데이터를 조사했습니다.

연구자들은 나무가 가장 더운 지역에서 재생에 어려움을 겪고 있다는 것을 발견했는데, 이는 예상과 일치합니다. 그러나 더 놀라운 발견은 나무가 더 시원하고 습한 지역에서도 자리를 잡지 못한다는 것입니다.

연구 책임자인 케이티 니그로는 이 패턴의 중요성을 강조하며, 나무가 야생 동물에게 깨끗한 물, 깨끗한 공기, 필수적인 서식지를 제공하는 데 중요한 역할을 한다고 말했습니다. 그녀는 개입 없이는 일부 종이 경관에서 존재감을 유지하는 데 어려움을 겪을 수 있다고 언급  했습니다 .

니그로는 "산림 관리자가 특정 나무를 경관에 보존하고 싶어한다면, 우리 연구는 그 나무들이 어디에 여전히 존재할 수 있는지 또는 어디에 도움이 필요한지 보여줍니다."라고 말했습니다.

기후 변화가 나무의 적응을 앞지르다

수십 년 동안 생태학자들은 기온 상승으로 인해 특정 지역에서 나무가 밀려나면서 점차 더 적합한 서식지로 확장될 것이라고 가정해 왔습니다   . 그러나 이 연구는 대부분 종이 예상대로 이동하지 않는다는 것을 보여줌으로써 이 가정에 도전합니다.

교란되지 않은 숲과 산불, 곤충 발생, 질병의 영향을 받은 숲 모두에서 범위가 줄어드는 것이 관찰되었습니다. 연구자들은 산불과 같은 교란이 경쟁자를 제거하여 나무가 더 시원한 지역에 자리 잡을 수 있는 길을 열 수 있는지 테스트했습니다.

기대했던 것은,   햇빛을 가리고 자원을 차지하는 성숙한 나무가 줄어들면 새로운 묘목이 더 유리한 미기후에 뿌리를 내릴 수 있다는 것이었습니다. 하지만 이 연구에서는 그러한 변화가 일어났다는 증거가 거의 발견되지 않았습니다.

"우리와 모든 종과 마찬가지로 나무는 특정 기후 내성 내에서만 기능할 수 있으며, 종마다 기후 내성이 다릅니다." 니그로가 설명했습니다. "저는 특히 불타버린 지역에서 더 시원한 지역으로의 이동이 더 많을 것이라고 생각했습니다."

예상보다 숲이 더 빨리 줄어들고 있습니다

Nature Climate Change 에 게재된 이 연구는  나무가 변화하는 환경에 어떻게 반응하는지에 대한 대규모 분석을 제공합니다. 결과는  나무가  가장 뜨겁고 건조한 지역에서 사라지고 있지만, 더 차갑고 습한 경계를 따라 땅을 얻지 못하고 있다는 포괄적인 패턴을 강조합니다.

니그로는 일부 수종, 특히 성장이 느린 아고산 품종은 새로운 지역에 자리를 잡는 데 더 많은 시간이 필요할 수 있다고 지적했습니다.

그러나 그녀는 또한 기후 변화의 빠른 속도가 나무가 자연스럽게 적응하는 능력을 앞지르고 있을 수 있다고 경고했습니다. 어떤 종이 ​​어디에서 생존할 수 있는지, 개입이 필요한지 여부를 결정하기 위해서는 보다 지역화된 연구가 필요할 것입니다.

니그로는 "잠재적인 문제 중 하나는 나무가 사는 곳과 이상적인 기후 사이에 점점 더 큰 불일치가 발생할 수 있다는 것입니다."라고 말했습니다.

물리적 장벽으로 인해 나무 이동이 방해받음

나무가 자신의 범위를 바꾸려고 시도할 때조차, 그들은 수많은 장애물에 직면합니다. 기후 변화는 기온을 변화시킬 뿐만 아니라 산불 빈도와 강도도 증가시킵니다.

이러한 교란은 종자 공급원을 제거함으로써 재생을 방해할 수 있습니다. 또한, 더 시원한 기온으로 경사면을 이동하려는 종자는 상당한 물리적 장벽을 극복해야 합니다.

"중력을 포함하여 씨앗이 언덕 위로 이동하는 것을 막는 요인이 많습니다." 생태계 과학 및 지속 가능성 부교수이자 공동 저자인 모니크 로카의 말이다. "나무가 더 시원하고 습한 곳으로 이동할 수 있으려면 많은 조건이 필요합니다."

이 연구는 환경적, 물리적 제약으로 인해 나무가 현재 위치에 제한되어 있다는 점을 강조합니다.

로카는 나무가 자연적으로 지속되는 곳과 인간의 개입이 필요한 곳을 이해하는 것이 미래의 산림 지속가능성을 보장하는 데 중요하다고 지적했습니다.

그녀는 "이 연구는 나무가 자연적으로 경관에 남아 있는 곳과 서부 경관을 나무로 덮는 것이 목표라면 우리가 개입해야 할 곳에 대한 세부 사항을 파헤칩니다."라고 말했습니다.

튼튼한 나무는 기후 변화에도 살아남는다

대부분의 수목 종은 분포 범위를 넓히는 데 어려움을 겪는 반면, 몇몇 수목 종은 성공적으로 재생성되었습니다.

연구자들은 기후 변화, 산불, 질병 발생에도 불구하고 계속 재생하는 4종을 확인했습니다. 그러나 이 중 3종은 비교적 희귀하여 장기적 적응력을 평가하기 어려웠습니다.

한 종인 감벨 오크는 교란 후에도 다시 싹을 틔울 수 있는 능력 덕분에 특히 회복력이 강한 것으로 입증되었습니다. 재생을 위해 씨앗 분산에 의존하는 다른 종과 달리 감벨 오크는 뿌리 시스템에서 다시 자랄 수 있어 혹독한  환경 에서도 살아남을 수 있습니다 .

산림 변화 추적에서 데이터의 역할

이 연구는 USDA 산림청의 산림 재고 및 분석 프로그램(종종 국가적 "나무 인구 조사"라고 함)의 장기 데이터를 사용했습니다. 이 프로그램은 전국의 나무 성장과 손실을 지속적으로 추적하여 산림 역학에 대한 귀중한 통찰력을 제공합니다.

연구 공동 저자인 크리스틴 펠츠는 이 연구 결과의 중요성을 강조했습니다.

"니그로 박사는 우리가 현장에서 수집한 데이터의 힘을 활용해 내륙 서부의 숲이 어떻게 변화하고 있는지 보여주었습니다. 이론적으로는 아니지만 오늘날에는 그렇습니다."라고 펠츠는 말했습니다.

이 연구는 전체 평균만이 아니라 수목 범위의 선두와 후미를 분석함으로써 수목 종이 어떻게 변화하고 있는지에 대한 보다 자세한 그림을 제공합니다.

이러한 정보는 미래의 산림 보호 전략에 대해 정보에 입각한 결정을 내리려는 토지 관리자에게 특히 유용합니다.

가능한 해결책으로서의 지원 이주

연구에 따르면 나무가 스스로 더 적합한 환경으로 확장되지 않기 때문에 인간의 개입이 필요할 수도 있다고 합니다.

지원 이주는 나무 종이 더 잘 자랄 수 있는 지역에 나무를 심어 더 유리한 기후로 이동하도록 돕는 것을 말합니다.

니그로는 "이 연구는 토지 관리자와 임업인이 가능한 한 오랫동안 가장 더운 지역의 나무를 유지할지, 아니면 더위와 가뭄에 강한 시스템으로 전환할지 결정하는 데 도움이 될 수 있습니다."라고 말했습니다.

그녀는 어떤 경우에는 지원 이주가 더운 환경에 이미 적응한 개체군에서 공급된 동일한 종의 씨앗을 사용하는 것을 포함할 수도 있다고 언급했습니다.

변화하는 산림 풍경

니그로는 로키 산맥 연구소에서 박사후 연구원으로 연구를 계속하고 있으며, 그곳에서 그녀는 혹독한 기후에서 어떤 씨앗이 가장 높은 생존 잠재력을 가지고 있는지 연구하고 있습니다.

한편, 그녀의 박사 학위 지도교수이자 공동 저자인 미란다 레드먼드는 캘리포니아 대학교 버클리에서 관련 연구를 진행하고 있으며, 나무 종이 기후 변화에 어떻게 적응하는지에 초점을 맞추고 있습니다.

레드먼드는 "산불, 가뭄 및 기타 기후 변화로 인한 교란으로 인한 나무  죽음 의 빠른 속도와 규모, 그리고 많은 지역에서 관찰되는 나무 재생 실패로 인해 이러한 노력이 점점 더 중요해지고 있습니다  ."라고 말했습니다.

기후 변화가 자연 세계를 재편함에 따라 미래의 숲은 오늘날의 숲과 상당히 달라 보일 수 있습니다. 어떤 나무 종은 특정 풍경에서 사라질 수 있고, 다른 나무 종은 지속되기 위해 인간의 개입이 필요할 수 있습니다.

"나무를 가장 가치 있게 여기는 풍경에 나무를 유지하기 위해 식재가 필요할 가능성이 높으며, 불가피하게 변화할 지역에서 새로운 생태계를 받아들여야 할 수도 있습니다. 우리의 미래 숲은 오늘날과는 다르게 보이고 다른 나무를 포함할 수도 있습니다."라고 니그로는 말했습니다.

이 연구는 나무만으로는 기후의 급격한 변화에 대처할 수 없다는 것을 분명히 보여줍니다. 개입 없이는 일부 종이 사라질 수 있으며, 야생 동물, 수자원, 대기 질에 지속적인 영향을 미칠 수 있는 방식으로 산림 생태계를 변화시킬 수 있습니다.

지금의 과제는 미래 세대에도 숲이 서구 풍경의 중요한 부분으로 남을 수 있도록 하는 가장 좋은 전략을 결정하는 것입니다.