생태학 공부4 - 생태계의 개념

생태계(ecosystem)란 일정한 지역에 사는 생물과 그 생물을 둘러싸고 있으면서 생물과 상호작용을 하는 물리적 환경의 총체입니다. 예시로 호수에 사는 동식물 및 미생물과 호수의 물, 호수 바닥의 암석과 저토를 모두 합한 호수 생태계를 생각할 수 있습니다.

생태계 용어의 시작

생태계라는 용어는 1935년 영국의 생태학자인 A. G. Tansley가 처음으로 사용하였으나 생태계의 개념이 완전히 새로웠던 것은 아니었습니다. 역사를 거슬러 보면 생물과 환경이 단일체라는 개념이 있었음을 알 수 있는데 1800년대에 이르러서야 체계적으로 다루어지기 시작했습니다. 특이한 점은 미국, 유럽, 소련의 생태 문헌에서 동시에 나타났다는 것입니다.

20세기로 넘어오면서부터 생물학자들이 대기, 담수, 해양, 육상 등 어떤 환경을 연구하든 자연은 하나의 계(system)로서 작용한다는 생각을 하기 시작했고, Bertalanffy 등의 학자들에 의해 일반적인 계의 이론이 개발되면서부터 생태계 생태학(system ecology)이라는 분야가 발달되기 시작하였습니다. 생태계가 실제로 잘 알려진 물리적 계처럼 일반적인 계로서 어느 정도 작동할 것인가 또 생태계가 생물처럼 스스로 구조화하는 능력이 있을 것인가 아닌가는 더 연구되어야 할 부분이며, 아직 논란의 여지가 있는 부분입니다.

생태계의 개념

생태계의 개념은 두 가지 이유에서 중요합니다. 첫 번째는 여러 종류의 생물이 물리적 환경을 변화시키고 변화를 통해 서로에게 영향을 미친다는 것입니다. 두 번째는 지구의 생물을 유지시키는 주요한 기작인 에너지와 양분의 흐름에 의해 크게 영향을 받는다는 점입니다.

생태계의 3요소

1. 군집

특정공간을 점유하고 있는 생물들이 모여있는 단위입니다.  자연계의 어떤 장소든 반드시 여러 종류의 생물이 함께 생활하고 있습니다. 생태학에서는 이를 하나의 집단 즉 군집이라고 하며, 생물군집이라고도 합니다. 그 장소에 서식중은 모든 동식물을 포함하는 것을 원칙적으로 합니다.

생물서식장소는 일반적으로 호수를 선택하는 경우가 많으며, 육상에서는 식물이 상관을 형성하는 장소로 식물군락을 군집으로 선택하는 사례가 많습니다.

2. 에너지의 흐름

일반적으로 유입되는 태양에너지의 일부만이 군집에 의해 태양에너지보다 농축된 형태인 유기물로 되어 질이 높아지고 대부분은 열에너지로 되어 생태계의 외부로 빠져나가게 됩니다. 에너지는 저장되거나 외부로 이동될 수 있으나 재사용될 수는 없습니다. 에너지와는 대조적으로 생물이 살아가는데 필요한 탄소, 질소, 인 등의 영양염류와 물은 계속하여 재사용될 수 있습니다. 영양염류의 재순환 효율과 유출입의 크기는 생태계의 유형에 따라 다릅니다.

3. 물질의 순환

생태계에는 생산자, 분해자, 포식자의 구성으로 이 구성원들로 인해 생물과 무생물의 순환이 이루어지게 됩니다.