하늘 위에 떠 있는 섬 산과 툰드라

<하늘 위의 섬, 산>

고도에 따른 환경의 변화 때문에 많은 생물군계가 하나의 산에 나타난다. 이러한 환경적이고 생물학적인 다양성은 산에서 일반적으로 나타나는 현상이다. 산은 지질학적, 생물학적, 기상학적으로 다양한 장소일 것이다. 산꼭대기는 독수리처럼 아래의 평지를 내려다보는 항공 여행과 같은 경험할 수 있는 유일한 곳이다. 산은 오랫동안 특유의 식물과 동물 그리고 사람의 피난처 역할을 하였다. 산은 바다의 섬처럼 진화와 생태적 과정에 대해 독특한 관점을 제공한다. 산은 화산활동이나 지구의 표면을 들어 올리거나 접는 지각의 움직임인 지질학적 과정에 의해 생겨났다. 이 과정은 특정 장소에서 굉장히 밀접되어 진행되므로 산들은 지질학적 힘이 작용하는 벨트에 집중되어 분포한다. 서반구에서 이 힘은 부분적으로 남북아메리카의 서쪽에 작용하는데, 산들의 사슬이 알래스카 북쪽에서 북아메리카의 서쪽을 거쳐 남아메리카의 티에라 델 푸에고까지 이어진다. 오래된 낮은 산이 양쪽 대륙의 동쪽을 채우고 있다. 아프리카의 주요 산맥은 서북아프리카의 아틀라스산맥과 에티오피아의 고지대부터 남아프리카까지 줄에 구슬이 꿰어진 듯한 동아프리카 산맥이 대표적이다. 가장 평평한 대륙인 호주에서는 산맥이 대륙의 동쪽에 존재한다. 일반적으로 동쪽에서 서쪽으로 뻗은 유라시아의 산맥을 피레네, 알프스, 코카서스 그리고 가장 높은 히말라야산맥을 포함한다. 산에서의 기후는 낮은 고도에서 높은 고도로 가면서 바뀌나 특수한 변화는 위도에 따라 다르게 나타난다. 중위도의 산에서 기후는 고도가 높을수록 일반적으로 시원하고 습하다. 대조적으로, 극지방의 산과 어떤 열대지방의 산은 고도가 높아지면서 강수량이 적어진다. 다른 열대지역에서는 중간 고도까지 강수량이 올라가다가 더 올라가면 강수량이 감소한다. 열대지방의 높은 산에서는 더운 낮이 지나면 엄청나게 추운 밤이 온다. 이러한 산에서 생물들은 낮에는 여름의 기온을 밤에는 겨울의 기온을 매일 겪는다. 산의 사면에서 일어나는 기후변화는 산의 생물 분포에 근본적으로 영향을 미친다. 산의 토양은 고도에 따라 바뀌며 우리가 앞서 배운 여러 가지 토양과 공통으로 연관이 많다. 그러나 다음과 같은 특성들은 이들과 매우 다르다. 첫째로, 가파른 지형 때문에 산의 흙은 일반적으로 잘 유출되고 얕으며 침식에 취약하다. 둘째로, 저지대로부터 지속해서 불어오는 바람에 의해 쌓이는 토양 입자와 유기물질이 국지적인 토양 형성에 크게 기여한다. 로키산맥 남쪽의 일부 지역에서는 송백류가 기반암으로부터가 아닌 계곡 아래로부터의 바람에 의해 실려 온 물질로부터 그들의 양분을 흡수한다. 아주 높은 산에 올라가면 생물학적인 변화가 기후적인 변화를 알게 될 것이다. 산 아래에 자라는 식물이 무엇이건 간에 산이 높아짐에 따라 그리고 공기의 온도가 낮아짐에 따라 식생은 바뀐다. 산의 사면에 나타나는 연속적인 식생의 변화는 적도에서 극지방까지의 변화를 생각나게 할 것이다. 미국 남서부의 사막에 있는 산의 높은 고지에는 북쪽에서와 같이 가문비나무와 전나무가 분포한다. 하지만 이 사막에 있는 산에서 볼 수 있는 것은 근본적으로 북방림에서 보는 것과는 다르다. 이 산에 존재하는 개체군은 10,000년 이상 본래의 북방림으로부터 고립되었다. 그사이에 어떤 개체군은 멸종되었고, 어떤 개체군은 멸종위기에 처했으며, 어떤 종은 진화가 잘 되어 종 또는 아종으로 인식된다. 이러한 산에서 시간과 고립으로 인해 뚜렷한 유전자 풀과 종의 혼합이 일어났다. 적도의 높은 산에서 종들은 더 고립되었다. 열대지방의 높은 산을 생각해보면, 아프리카, 아시아 고원, 남아메리카의 안데스가 있다. 아프리카, 남아메리카, 아시아의 높은 지대는 종간 교류가 매우 적다. 반면, 종의 구성이 달라도 이 산들의 생물 구성 구조에는 유사점이 있다. 이는 환경과 생물의 관계에 일반적인 규칙이 있음을 시사한다. 산은 기후, 지형, 생물에 있어 둘러싸고 있는 주변의 낮은 지대와 다르므로 산은 목재, 가축을 위한 풀, 약초, 광석 등과 같이 원자재 공급원의 기능을 한다. 이러한 기능 중 가축 방목의 경우는 일부 계절에만 가능하다. 온난한 지역에서 가축은 여름 동안 산의 방목장에 있고 겨울에는 낮은 지대로 내려온다. 인간이 산을 이용하며 많은 장소를 생태학적으로 파괴하였으나 다른 곳에서는 놀랄만한 균형을 유지하였다. 산의 환경에 대한 인가의 압력이 증가하면서 가끔 경제적 이익에 따라 경쟁하는 사람들, 놀이를 즐기는 사람과 방목자 사이에, 심지어는 과학자들 사이에도 분쟁이 발생한다. 압축된 기후 기울기와 생물학적 다양성으로 인해 산은 기후 변이에 대한 생태학적이고 진화학적 반응에 대한 연구를 위한 살아 있는 실험실을 제공한다. 

 

<툰드라>

순록이 겨울 동안 지내던 북방림을 떠나 북쪽으로 가는 것을 따라가 보면 결국 이끼, 지의류, 난쟁이 버드나무, 드문드문 존재하는 작은 연못, 깨끗한 물줄기가 흐르는 탁 트인 풍경을 만나게 될 것이다. 이것이 툰드라이다. 만약 여름이라서 표토가 녹으면, 지의류와 이기의 스펀지 매트에 의해 이동이 느려지고 질퍽한 토탄 축적물에 빠져 결국에는 멈추게 될 것이다. 대기는 번식하는 새들의 울음소리로 가득한데, 이 새들은 그들이 원하는 식물과 동물 먹이가 짧은 여름 동안 폭발적으로 늘어나는 이점을 바라고 북쪽으로 온 것이다. 이때의 대기는 놀랍도록 따뜻하다. 그러나 종종 한여름에도 눈보라가 친다. 길고 깊은 겨울이 지나면 한밤중의 태양은 매년 빛과 생명 축하연의 신호를 보낸다. 북방림처럼 지구의 맨 위에 있는 북극의 툰드라는 북극권에 있는 대지의 대부분을 둘러싸고 있다. 툰드라는 스칸디나비아 북쪽에서 러시아의 유럽지역 북쪽을 건너 시베리아 북쪽을 지나고 알래스카와 캐나다의 북쪽을 지난다. 이것은 캐나다의 허드슨만 지역의 북극권 남쪽까지 이어지며 그린란드와 아이슬란드 북쪽에 해안에서도 드문드문 나타난다. 툰드라의 기후는 전형적으로 춥고 건조하다. 하지만 기온은 북방림의 그것만큼 극단적이지 않다. 겨울 기온이 덜 혹독한데도 여름은 짧다. 툰드라의 강우량은 200mm보다 적은 곳에서부터 600mm가 약간 넘는 곳까지 다양하다. 반면에 연평균 기온이 너무 낮기 때문에 강수량이 증발량보다 많다. 결과적으로 짧은 여름은 습하고 툰드라의 경관은 연못과 개울의 특징을 가진다. 토양의 형성은 추운 툰드라 기후에서 느리다. 분해율이 떨어지기 때문에 유기물은 이탄과 부식질의 퇴적물로 쌓인다. 표토는 매해 여름에 녹지만 일반적으로 몇 미터 두께나 되는 영구 동토층이 아래에 존재한다. 매해 표토가 얼었다 다시 녹는 것은 물과 중력의 활동과 함께 툰드라에서 제한적으로 다양하게 나타나는 표면에서의 여러 과정을 생성한다. 이러한 과정 중의 하나가 흙의 사면을 따라 천천히 움직이는 토양류이다. 게다가 얼었다 녹았다 함으로써 돌이 흙의 표면으로 나와 툰드라 토양의 표면은 그물이나 다각형의 패턴을 형성한다. 탁 트인 툰드라의 경관은 볏과 식물, 사초, 이끼, 지의류와 같은 다년생 초분의 잘 구조화된 조각들이 우점한다. 균류와 조류로 구성된 지의류는 순록과 유라시아순록이 잘 먹는다. 툰드라에서 자라는 목본 식생으로는 난쟁이 버드나무와 자작나무 등이 낮게 자라는 다양한 관목들과 함께 존재한다. 툰드라는 상당수의 유라시아순록, 순록, 사향소, 곰, 늑대와 같은 대형 야생 포유류를 부양하는 지구의 마지막 생물군계 중 하나이다. 북극여우나 족제비, 레밍, 땅다람쥐 등의 작은 포유류 또한 풍부하다. 뇌조나 눈부엉이 같은 토착종은 여름마다 이주해오는 다양한 종의 새들과 함께 어울린다. 곤충은 비록 남쪽만큼 다양하지는 않지만 매우 풍부하다. 여름마다 모기와 검정파리들이 무리를 지어 툰드라의 많은 연못과 하천에 나타난다. 최근까지 툰드라에서는 적은 수의 사냥꾼과 유목민만이 제한적으로 살고 있었다. 이에 따라 툰드라는 이 행성의 마지막 원시 지역으로 간주하였다. 그러나 최근에 인간의 침입이 급격하게 증가하고 있다. 이 생물군계는 석유 탐사와 추출로 주목받고 있다. 인간이 사는 곳으로부터 유래되었으나 공기를 통해 날아온 농약과 방사성 물질이 툰드라를 오염시키기도 한다. 예를 들어 1986년의 체르노빌 원자로 붕괴사건 때 발생한 방사성 세슘-137이 2,000km도 더 떨어진 노르웨이의 툰드라에 비와 함께 내렸다. 몇몇 지역에서는 방사성 세슘-137이 지의류에서 순록으로의 먹이사슬을 통해 심하게 농축되어 순록의 우유와 고기를 더 이상 사람들이 먹을 수 없게 되었다. 이러한 사건들은 툰드라가 독립된 생물군계이며 인간의 영향으로부터 남은 지구의 마지막 피난처라는 환상을 깼다.