생태학 - 생물지화학적 순환

생물과 환경과의 사이를 오가는 화학적 원소의 순환경로를 생물지화학적순환이라고 합니다. 자연생태계 내에서 생체를 구성하는 원소는 생태계 내에서 균일하게 분포되어 있는 것은 것의 없으며 화학구조도 다릅니다. 오히려 이들 원소는 생체내 또는 자연계의 잘게 구분된 장소에 존재하거나 대량으로 뭉쳐있는 장소에 존재하고 있어 그 사이에서 여러 가지 속도로 교환되고 있습니다.

물질의 순환

1. 기체형

기체형은 대기 또는 수층에서 가스상 물질의 순환을 말하며 탄소, 수소, 질소, 황화합물이 속합니다.

2. 침전형

침전형은 지표가 그 에너지의 저유지로써 주로 무기침전성물질의 순환을 말합니다. 이에 속하는 것은 인과 금속류입니다.

물의 순환

물의 순환은 생물지화학적 순환 중에서 가장 보현적인 현상 중의 하나입니다. 모든 생물은 물을 필요로 하고 있으며 모든 생명체는 몸체의 상당 부분이 물로 되어있습니다. 바다는 지표면의 3/4를 차지하고 있으며 이 표면을 통해 물은 태양에너지에 의해 대기 중으로 증발하게 됩니다. 이것은 지구적 차원에서 볼 때 식물의 호흡 등 식물에 의한 가장 큰 하나의 순환과정이라 할 수 있습니다. 물론 식물체에 의해서도 물이 흡수되기도 하지만 이는 대부분 광합성작용에 사용됩니다. 물의 순환은 지화학적순환에서 운반작용을 한다는데 그 중요성이 있습니다. 지구에서 증발되는 물의 75% 이상이 바다에서 이루어지지만 이 중 75%만이 강우의 형태로 되돌아갑니다.

탄소의 순환

탄소순환은 순환과정 중의 모든 성분이 잘 알려진 가장 단순한 형태의 영양소 순호나입니다. 탄소는 물 다음으로 중요한 성분이며 생물체 건조량의 49%를 차지합니다. 탄소순환은 환경에서 제거되는 탄소량의 환경으로 회수되는 양이 거의 비슷한 극히 완전한 순환형을 보입니다. 탄소의 순환은 기본적으로 이산화탄소에 그 기초를 두고 있으며 이는 대기 조성상 0.03%에 불과한 양입니다.

질소의 순환

질소가스는 대기의 약 78%를 구성하나 토양이나 바다 및 유기체내에 고정된 질소의 양은 겨우 0.03%로 매우 적습니다. 이 과정에서 중요한 것은 대기 중의 질소를 생물적 과정에서 사용될 수 있는 질소로 변환하는 일은 주로 박테리아가 맡고 있다는 점입니다. 질소는 생물학적의의 특히 단백질이나 핵단백질과 관련해서 볼 때에 탄소, 수소 및 산소와 결합하여 존재합니다. 질소순환은 기본적으로 탄소순환과 매우 비슷하지만 현저히 다른 차이점이 있습니다. 생물은 탄소에 비하여 풍부한 질소를 갖는 대기 속에서 살고 있으나 기체상 질소를 대사 노폐물로서 버리거나 질소를 기체상으로 방출하지는 않습니다. 질소순환은 비생물 순환보다 생물이 관계하는 부분이 훨씬 큰 비중을 차지하고 특정한 생물만이 작용하는 특성이 있습니다.

산소의 순환

지구생태계는 태양계에 있어서 막대한 양의 자유 산소가 존재하는 유일한 생태계입니다. 이 자유산소는 부피로 계산해 보면 대기의 1/5을 점유하고 있는데 이는 결국 광합성 작용의 산물이며 지구 생성 이래 계속되어 온 중요한 작용입니다.