[나무신문 | 노윤석 (주)일림 이사] 산림은 지구표면적의 약 24%만을 차지하고 있음에도 불구하고 전세계의 담수자원의 약 60~80%를 공급한다. 건조지역 같은 경우 면적의 30%를 차지하고 있는 산림이 수자원공급에 약 67%를 차지하고 있으며, 온대지방의 경우는 43%의 면적으로 약 61%의 수자원을 공급하고 있다. 산악림은 수문학 및 지형학적으로 세계적으로 매우 중요한 역할을 하고 있다. 일반적으로 고도가 높아질수록, 강수량은 늘어나고, 반면에 증발산량은 줄어들게 되어 유역에 충분한 물을 공급해 주고 있다. 특히 일부지역에서는 산악에 내린 눈이 얼어 만년설이나 빙하형태로 얼어있다가 적절한 시점에서 하류지역에 물을 공급해주는 등 수자원 공급에 있어 중요한 역할을 하고 있다.

산악림의 경우 인근 지역이나 저지대 지방에 물을 공급해 주는 데에 있어 물량과 품질에도 많은 영향을 준다. 세계의 많은 도시들이 산악에서 발원한 물을 가지고 도시를 운영한다. 일례로 오스트리아의 비엔나의 경우는 도시에 사용하는 물에 대해 알프스산맥에서 발원한 물에 95%정도를 의존하고 있다. 아프리카의 탄자니아의 다르에스살람지역의 경우는 건기시에는 음용수 및 수력발전을 전적으로 우루구루산에서 발원한 물에 의존한다. 이밖에도 수많은 지역이 일상생활에 필요한 물을 비롯해 음용수와 수력발전용 물 그리고 산업용수 또한 산악림에 의존한다. 

식물의 역할
산악림의 평상시의 유량이나 홍수시의 최대 홍수위량 같은수문학적 특성은 산림의 식생피복도에 의해 많은 영향을 받는다. 식물은 강우를 차단해 지표면으로 천천히 낙하시키거나 잎에서 증발산이 되도록 한다. 식물은 호흡을 위해 물을 흡수하고, 땅에 그늘을 만들어 증발량을 줄여준다. 또한 식물은 눈이 녹는 속도를 줄여주며, 뿌리나 토양미생물이나 분해자 등을 통해 물이 토양으로 잘 침투하게 해 토양으로부터의 증발산량도 줄여준다. 

산악림은 또한 토양침식과 홍수의 발생위험을 줄여준다. 일례로 오스트리아 알프스산맥의 산림은 일반 초지에 비해 표토 침식률이 40~80%까지 줄어든다. 식물의 뿌리와 토양속의 분해자 역할을 하는 미생물들은 빗물이 토양 속으로 잘 흡수될 수 있도록 도와준다. 뿌리가 깊게 뻗는 심근성 수종은 토양의 수분함유능력을 증가시켜 최대 홍수시의 유출량을 감소시켜 준다. 특히 건조지역의 경우 뿌리를 이용해 수직적 그리고 수평적으로 재분배시켜 준다.

생활에 있어서 꼭 필요한 요소
산림지역을 농지로 전환시키면, 증발산량의 감소와 유출량의 증가 영향을 받는다. 유역적인 개념에서 이러한 변화는 큰 수문학적 변화를 가져온다. 산림은 다른 토지이용보다 높은 증발산량과 표면침투능력을 가지고 있기 때문에, 산림의 벌채는 지표수 유출의 증가, 최대 홍수량의 증가와 특별히 건기에 더 심해질수 있는 수량의 감소현상이 나타날 수 있다. 토양의 경사도와 침투성은 이러한 현상에 큰 영향을 미친다. 산림을 개간한 후에는 토양의 침투능력이 급격히 감소하며, 경사도가 급하면, 물이 빨리 유출되게 되고, 토양의 보수력도 급격히 낮아지게 된다.

반대로 산림을 조성하면, 전체적인 물의 수지량은 줄어들게 된다. 초지, 관목림이나 방목지에서 산림으로 전환된 26개 유역에 대해 세계적인 분석을 해본 결과 75%가 유출량이 1/5로 감소했으며, 1/10이 100% 감소하게 되었다. 또한 유출량은 30년 동안 유지됐으며, 식재 후 15~20년 이후에 가장 높은 유출량 감소율을 나타냈다. 평균적으로 초지를 산림으로 재조림했을 경우 유출량은 약 30% 줄어들었다. 이런 산림조성으로 인한 물 유출량의 감소는 특히 물 때문에 많은 사회적 경제적 문제가 야기되는 건조지방에 큰 도움이 될 것이다.

산림생태계는 단지 물의 양에 영향을 주는 것 뿐만 아니라 수질의 향상에서 좋은 영향을 준다. 이는 토양의 침투와 화학적, 생물학적의 작용에 의한 것이다. 일례로 농작지에 조성한 완충림의 경우 산림대의 폭 1m마다 질소산화물을 약 5~30%까지 감소시킬 수 있다. 반대로 산림의 파괴에 의해 토양침식과 홍수량의 증가 및 도로건설 및 이와 관련된 배수시설의 정리로 수질이 악화되어 이를 처리하는데 상당히 많은 비용이 발생할 수 있다는 것도 명심해야 한다.

수자원 – 조절가능한 자원
수자원을 관리하는 것은 매우 복잡하다. 이는 여러가지 목표가 다르기 때문이다. 관리의 목적이 침식을 방지하는 것일 수 도 있고, 마실 물에 대한 보호가 목적이 될 수도 있기 때문이다. 또한 한가지의 수문학적 특징은 효과적인 측면에서는 여러가지 효과를 나타낼 수 도 있다. 일례로 산림의 파괴는 유출량을 증대시키는 동시에 수분의 침투를 줄여 건기에 물부족현상을 일으킬 수 있다. 또한 산림이 눈을 많이 붙잡고 있으며, 봄철에 눈이 급작스럽게 녹음으로서 발생할 수 있는 홍수를 예방할 수 도 있다. 한 유역의 같은 토지이용이래도, 그 유역의 기후, 토양조건, 토심, 지형 및 경사도, 식물의 분포에 따라 매우 다를 수 있다. 결과적으로 현지 조건에 맞는 유역관리가 매우 필요한 것이다.

이러한 수자원 관리의 복잡성과 도전은 비단 수문학적 특성 뿐만 아니라 인간의 요구에 따라 달라지기도 한다. 생태계적 서비스로서의 물의 전망은 물을 많이 사용하는 저지대의 주민들의 요구에 따라 달라지기도 한다. 산지 주민들의 빈곤도는 상대적으로 높고, 토지이용에 대한 자유 정도는 매우 낮기 때문에, 공공지원에 의한 보상시스템도 때때로 적절하지는 못하다. 결국 이러한 요구는 중요한 생태계 지속 가능성에 대한 위협없이 개발과 경제적, 사회적 복지를 동등하게 결합하는 종합적인 유역관리시스템이 필요하게 한다. 이러한 수자원 관리 프로그램의 하나는 영구적인 식생에 덮힌 지역을 등고선을 따라 멀칭을 하여 토양과 수분을 보전하는 활동들이 있을 수 있다. 이러한 시범사업들이 캐나다, 중국, 케냐, 모로코 및 미국 등에서 행해지고 있다. 중요한 생태계와 서식지를 보전하기 위한 이런 토지관리계획과 향후 발생할 수 있는 물부족에 대한 대응에 필요한 높은 비용을 절감할 수 있는 활동들이 적지 않게 행해지고 있다. 물론 이론 행동들이 충분한 수준에 도달하지는 않았지만, 이런 노력을 통해서 이런 생각들이 넓게 퍼져 나간다면, 우리의 미래는 조금 더 밝아질 것이다. 

나무가 어떻게 물을 차단하고 이용할까?
수관은 잎을 통한 증발산을 통해 대기와 끊임없이 물교환을 한다. 또한 수관에 의한 차단의 경우 수관의 구조 및 계절 그리고 밀도에 의해 영향을 받는다. 침엽수림 같은 경우 약 30~50%의 강우가 수관에 의해 차단된다. 온대활엽수림 같은 경우는 15~30%, 아열대의 상록수림같은 경우는 10~30%, 열대우림의 경우는 15~30%의 강우를 차단한다. 이와는 대조적으로 농경지의 경우는 차단율이 10% 미만으로 알려져 있다. 나무는 또한 눈도 차단한다. 이는 겨울 동안의 눈이 녹는 것을 막아주며, 봄철에 한꺼번에 눈이 녹는 것도 역시 막아준다.
나무가 성장하는 동안 필요로 하는 물의 양과 호흡을 통해 대기중으로 방출하는 수분의 양도 상당하다. 나무의 경우 바이오매스 1kg를 축적하는데 170~340kg의 물을 사용한다. 나무의 높이와 뿌리의 깊이 때문에 다른 식생들 보다 나무는 물을 더 많이 소비한다. 온대림의 경우 일년에 약 300~500㎜의 물을 발산시키며, 열대산악림의 경우는 500~850㎜, 열대 조림지 같은 경우는 연간 1000~1500㎜의 물을 발산한다. 이에 반해 온대지방의 농경지의 경우는 연간 강우량의 400~500㎜ 물을 발산한다.