4.5 수분 스트레스 반응과 적응

4.5 수분 스트레스 반응과 적응

– 나무는 목마를 때 어떻게 살아남을까?

기후변화가 가속화되며, 가뭄과 고온은 이제 일상이 되고 있습니다.
수목은 이러한 수분 스트레스 속에서도 생존을 이어가기 위해 정교한 생리적·구조적 적응 전략을 발전시켜 왔습니다.

수분이 부족할 때, 수목은 단순히 “마른다”기보다는 즉각적인 생리 반응 → 점진적인 구조 적응 → 생존 전략 조정으로 이어지는
단계적 대응 시스템을 가동합니다.

1. 수분 스트레스란?

수분 스트레스(water stress)란, 수목이 생리활동을 정상적으로 유지하는 데 필요한 수분보다 토양 수분 공급이 부족한 상태를 의미합니다.

 

수분 스트레스는 생리적으로 볼 때 세포가 팽압을 잃어버리고 기공이 닫히며 광합성이 중단되어 탄수화물 대사와 질소 대사가 비정상적으로 되어 생장이 둔화됩니다. 이때 전분은 당류로 가수분해되고, 단백질 합성이 감소하며, 대신 아미노산의 일종인 프롤린이 축적되는 경향이 있습니다. 
프롤린이 삼투퍼텐셜을 낮추어 주므로 건조저항에 도움이 됩니다. 

원인:

• 장기간 강우 부족 (가뭄)
• 고온·건조한 대기 → 증산량 증가
• 염분 토양 → 삼투장애
• 뿌리 손상 또는 근권 압박

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 2. 수분 스트레스에 대한 생리적 반응

수목은 수분 부족을 감지하면 기공폐쇄, 광합성 감소, 잎의 형성과 (수고 및 직경) 생장 지연, 조기 낙엽 등이 일어나고
에너지 소비를 줄이고 생존을 우선시하는 방식으로 생리 기능을 조정합니다.

 

반응 유형	생리 작용
기공 폐쇄	증산 억제 → 수분 손실 최소화
광합성 억제	CO₂ 유입 차단 → 에너지 생산 감소
호흡 속도 감소	ATP 소비 절감
탈리 반응	잎 낙하로 증산 표면 축소
지베렐린 감소	생장 속도 저하 → 자원 절약

 

단기적으로는 생명 유지에 유리하지만,
장기 지속 시 광합성 감소로 생장 둔화 → 수세 약화 → 고사 위험 증가

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 3. 수목의 수분 스트레스 적응 전략

수목은 반복적인 수분 스트레스에 노출될 경우 점차 구조적으로 적응형 조직 특성을 형성합니다.

형태적·해부학적 적응

항목	설명
잎 면적 축소	작은 잎, 잎 수 감소 → 증산 표면 최소화
기공 밀도 감소	기공 수를 줄여 수분 손실 억제
잎 왁스층 강화	잎 표면에 큐티클 증가 → 기화 저항 ↑
두꺼운 엽육층	잎 내부 수분 저장력 강화
뿌리 발달 심화	근권 확장 → 수분 탐색 범위 증가

 

생리적 적응

항목	설명
ABA(아브시스산) 생성 증가	기공 폐쇄 유도, 탈수 반응 촉진
삼투 조절 능력 향상	세포 내 삼투질 농도 조절 → 수분 유지
항산화 효소 증가	활성산소(ROS) 제거 → 스트레스 완화
저수분 환경에 특화된 효소 유전자 발현	유전적 수준에서 내건성 강화

 

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 4. 수종별 수분 스트레스 

수종	특성
소나무	기공 밀도 낮고 침엽 구조 → 수분 증산 억제 우수
은행나무	기공 반응 민감, 고온 건조에도 빠르게 조절
느티나무	광엽성 + 천근성 → 가뭄 지속 시 스트레스 취약
아까시나무	뿌리 발달이 뛰어나 건조지 적응력 우수
버즘나무	증산량 많고 기공 조절 늦음 → 도심에서는 관리 필요

 

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5. 수분 스트레스 관리 전략

분야	적용 방안
조경지 식재	초기에는 규칙적 관수, 이후 점진적 건조 적응 유도
수종 선택	내건성 수종(소나무, 회화나무 등) 우선 고려
도시 열섬 완화	증산 효율 높은 수종과 그늘 설계 병행
양묘장 관리	스트레스 내성 강한 개체 선별 → 실생묘 기반 조성

 

수목은 수분 부족을 단순히 ‘말라 죽는’ 상태로 받아들이지 않습니다.
대신, 기공을 닫고, 광합성을 줄이고, 잎을 작게 만들며, 필요하다면 뿌리를 더 깊이 뻗는 방식으로 스스로를 적응시킵니다.