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나무의사/수목생리학33

5.4 수목 내 탄소 저장과 고정 능력 5.4 수목 내 탄소 저장과 고정 능력– 나무는 탄소를 어떻게 가두고, 어디에 숨겨둘까?기후 위기의 시대, 나무는 단순한 풍경이 아닌 탄소 저장 장치이자 기후 조절자입니다.수목은 광합성을 통해 이산화탄소를 흡수하고, 그 탄소를 유기물로 전환해 줄기, 뿌리, 잎, 심지어 토양 속에까지 오랫동안 저장합니다.이러한 탄소 고정(carbon fixation)과 저장(storage) 능력은 생장률, 수종, 수령, 환경조건에 따라 크게 달라지며, 산림 조성과 도시 녹지 설계의 핵심 판단 지표가 됩니다.1. 탄소 고정의 시작: 광합성탄소 고정(carbon fixation)은 수목이 광합성 과정 중 CO₂를 흡수하여 유기탄소(당류 등)로 전환하는 생리적 작용입니다.광합성 반응식:6CO₂ + 6H₂O + 빛 에너지 → C.. 2025. 6. 26.
5.3 생장점 5.3 생장점– 수목은 에너지를 어디에 먼저 보내는가?잎에서 생산된 광합성 산물(주로 당류)은 단순히 저장되지 않습니다.수목은 이를 생장점(meristem)이나 저장기관(storage organ)으로 정밀하게 배분하여 생장과 생존을 조율합니다.이러한 당류의 선택적 분배 시스템은 수목의 계절 반응, 생장 속도, 생리적 회복력까지 좌우하는 중요한 기작입니다.1. 당류 분배수목 내에서 당류는 다음과 같은 기준으로 분배됩니다:기준설명Source–Sink 이론잎(생산지, source) → 수요기관(소비지, sink)으로 이동수요 강도(Sink strength)에너지를 가장 필요로 하는 기관이 우선 수송 대상시기별 우선순위생장기, 결실기, 휴면기 등 시점에 따라 분배 방향 변화 당류는 기계적 펌핑이 아닌 압력 흐름.. 2025. 6. 25.
5.2 탄수화물의 이동 경로 5.2 탄수화물의 이동 경로– 광합성으로 만든 에너지는 어디로 향할까?수목은 잎에서 광합성을 통해 탄수화물을 생성합니다.하지만 그 당류가 머무는 곳은 잎이 아닙니다.오히려 잎은 생산지(source)이고, 뿌리, 줄기, 꽃, 열매는 에너지의 소비지(sink)입니다.이렇게 동화산물(주로 탄수화물)이 생산지에서 소비지로 이동하는 경로와 방식은 수목의 생장 전략, 수세 유지, 자원 저장 능력까지 좌우하는 생리학의 핵심 메커니즘입니다.1. 탄수화물의 출발지수목에서 당류는 주로 잎의 엽육세포에서 만들어집니다.광합성에 의해 생성된 포도당은 설탕(sucrose)으로 전환되어 세포 밖으로 방출이는 동반세포(companion cell)를 통해 체관요소(sieve tube element)로 들어가 장거리 수송 경로에 진입합.. 2025. 6. 25.
5.1 체관(phloem)의 기능과 구조 5.1 체관(phloem)의 기능과 구조– 나무는 에너지를 어떻게 몸 전체로 나를까?수목은 잎에서 광합성으로 만들어진 당류(주로 포도당과 설탕)를 단지 저장하는 것이 아니라,자라야 할 뿌리, 줄기, 새순 등 곳곳으로 신속히 공급합니다.이때 사용되는 생리학적 수송 통로가 바로 체관(phloem)입니다.체관은 식물의 양분 수송 시스템이며, 물관과는 정반대 방향으로 물질을 운반하는 중요한 기능을 수행합니다.1. 체관(phloem)이란?체관은 수목의 부피 조직 중 바깥쪽에 위치한 양분(주로 당류)을 수송하는 관다발 조직입니다.사부조직이라고도 합니다. 탄수화물 이동, 지탱, 코르크형성층의 기원, 사부섬유를 제외하고 살아있는 세포로 구성되어있습니다. 구성 위치줄기, 뿌리, 잎의 형성층(cambium) 바깥쪽에 위치.. 2025. 6. 25.
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 이어지는단계적 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 생장.. 2025. 6. 24.
4.4 토양 수분과 근계 발달 4.4 토양 수분과 근계 발달– 수분이 뿌리를 설계한다뿌리는 수목의 생명을 지탱하는 지하 기관입니다. 그 뿌리의 형태와 밀도, 깊이, 확산 범위는 토양 속 ‘수분 조건’에 따라 극적으로 달라집니다.즉, 물의 양과 분포가 뿌리 생장을 설계하는 핵심 요인이며, 이는 근계(root system)의 구조 형성과 기능에 직접적인 영향을 미칩니다. 수목의 줄기(shoot)는 지상부에 노출되어 있어 크기, 생장량, 생장속도, 수종 간의 차이를 쉽게 식별할 수 있으나, 뿌리(root)는 지하부에 감춰 있기 때문에 식물 분류의 기준으로 사용되지 못합니다. 그러나 뿌리의 모양, 분포, 생장양식 등은 수종에 따라 매우 다양하며 독특한 특징을 가지고 있습니다. 1. 토양 수분이 뿌리에 미치는 영향뿌리 생장은 물이 있는 방향으.. 2025. 6. 24.
4.3 증산작용과 기공 개폐 4.3 증산작용과 기공 개폐– 수목이 물을 날리고, 기공을 여닫는 이유수목은 뿌리로 물을 흡수하지만, 그중 95% 이상을 공기 중으로 날려버리는 작용,바로 이것이 증산작용(Transpiration)입니다.표면적으로는 수분 손실처럼 보이지만, 실제로는 수목이 수분 순환, 냉각, 영양 수송, 생리 조절을 위해 선택한능동적 생존 전략입니다.이 모든 과정은 수목 잎에 있는 기공(stomata)의 개폐 운동에 의해 조절됩니다.1. 증산작용이란?증산작용은 식물 잎의 기공을 통해 수분이 수증기 형태로 대기로 증발되는 생리 작용입니다.수분은 물관(xylem)을 따라 뿌리에서 잎까지 이동한 뒤기공을 통해 기화되어 날아갑니다.이 과정은 에너지를 소모하지 않지만, 강력한 수분 이동력과 냉각 효과를 제공합니다. 증산의 주요 .. 2025. 6. 24.
4.1 뿌리의 물 흡수 기작 4.1 뿌리의 물 흡수 기작– 나무는 어떻게 땅속 물을 끌어올릴까?수목에게 물은 단순한 생명 유지 수단을 넘어, 광합성, 수분 증산, 양분 수송, 세포 팽압 유지 등 모든 생리활동의 기반이 되는 필수 자원입니다.이러한 물은 잎이 아닌 뿌리에서 흡수되며, 뿌리 내부에서는 정교하고 과학적인 방식으로 토양 속 수분을 선택적으로 흡수하고 식물체 전체로 전달합니다.수목의 뿌리가 어떻게 물을 흡수하고, 그 기작이 어떤 생리적 원리에 따라 이루어지는지를 살펴봅니다.1. 뿌리에서의 물 흡수: 어디서 시작되는가?물 흡수는 주로 어린 측근(root hair zone, 세근)에서 이루어집니다.이 구간은 뿌리털(root hairs)이 가장 많아, 표면적이 넓고 세포벽이 얇아 물 흡수가 유리한 구조입니다.또한 뿌리털은 토양입자.. 2025. 6. 24.
4.2 물관(xylem)을 통한 수분 이동 .4.2 물관(xylem)을 통한 수분 이동– 뿌리에서 잎끝까지, 나무 속 물의 여정을 따라가다수목이 살아가기 위해 반드시 필요한 자원 중 하나는 물입니다.이 물은 뿌리에서 흡수된 후, 줄기와 가지를 거쳐 잎끝까지 올라가며 광합성, 세포 팽압 유지, 양분 수송, 증산 작용 등 다양한 생리 기능에 관여합니다.이 놀라운 ‘수분 이동 경로’를 가능하게 하는 조직이 바로 물관(xylem)입니다. 1. 물관(xylem)의 구조와 역할물관은 식물체 내에서 수분과 무기양분을 뿌리에서 지상부로 수송하는 통로입니다.목부조직(xylem)이라고도 하며, 죽은 세포들이 튜브처럼 연결되어 있는 구조입니다.주요 세포 구성세포명특징물관요소(vessel elements)속씨식물에서 주로 발달, 빠른 수분 수송 가능헛물관 또는 가도.. 2025. 6. 24.
3.4 수목 호흡의 측정 및 해석 3.4 수목 호흡의 측정 및 해석– 나무는 얼마나 숨 쉬는가? 그 숨결을 수치로 읽다광합성과 함께 식물의 생존을 유지하는 또 하나의 생리 작용, 바로 호흡(Respiration)입니다.우리가 흔히 간과하기 쉬운 이 ‘숨 쉬는 과정’은 실제로 수목의 에너지 소비량, 건강 상태, 생리 스트레스 수준 등을 반영하는 중요한 지표입니다.이 글에서는 수목의 호흡을 어떻게 측정하고, 그 데이터를 어떻게 해석하여 생장 관리에 활용할 수 있는지 소개합니다.1. 수목 호흡을 측정하는 이유수목 호흡량을 측정하면 다음과 같은 정보를 얻을 수 있습니다:생리적 스트레스 유무 (수분 부족, 고온, 병해 등)조직별 에너지 소비량 (잎, 줄기, 뿌리)생장기 vs 휴면기 대사 활동 비교수확 후 저장 수명 예측 (과실류, 묘목 등)즉, .. 2025. 6. 23.
3.3 생장기와 휴면기의 호흡 3.3 생장기와 휴면기의 호흡 변화– 계절이 바뀌면 나무의 호흡도 달라진다수목의 생리는 계절의 흐름에 따라 뚜렷하게 변합니다.특히 호흡량(respiration rate)은 생장기와 휴면기에 따라 크게 달라지며,이는 수목의 에너지 소비 전략, 생장 속도, 생존률 등에 영향을 미칩니다.호흡은 에너지를 쓰는 과정인 만큼, 수목은 그 시기와 목적에 따라 호흡 속도를 정교하게 조절하며광합성으로 생산한 에너지를 효율적으로 활용하거나 보존합니다. 1. 생장기의 호흡: 에너지 소비가 최고조생장기는 수목이 새로운 조직을 만들고 몸집을 키우는 시기입니다.이 시기에는 에너지 수요가 급증하기 때문에, 광합성으로 만든 당류를 호흡 작용을 통해 ATP로 전환하는 속도도 함께 높아집니다.생장기는 일반적으로 봄~초여름, 혹은 수종에.. 2025. 6. 23.
3.2 암호흡과 에너지 손실 3.2 암호흡과 에너지 손실– 광합성 중에 일어나는 ‘비효율의 역설’수목은 햇빛을 이용해 에너지를 생산하지만, 이 과정에서 종종 의도하지 않은 에너지 손실이 발생합니다.그 대표적인 현상이 바로 암호흡(photorespiration)입니다.암호흡은 ‘광합성 도중 발생하는 호흡’이라는 다소 모순된 이름을 가지고 있지만,실제로는 이산화탄소가 아닌 산소를 고정함으로써 탄소를 낭비하는 비효율적인 과정입니다.이 글에서는 암호흡이 일어나는 원리, 결과, 그리고 수목의 반응 전략까지 살펴보겠습니다.1. 암호흡이란?암호흡은 RuBisCO 효소가 CO₂ 대신 O₂(산소)를 고정할 때 일어나는 대사 작용입니다.정상적인 광합성 반응:RuBisCO + CO₂ → 2 x 3-PGA → 포도당 생성암호흡이 발생할 때:RuBisCO.. 2025. 6. 23.

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