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자연생태교육강좌 1 – 생태계란 무엇인가


생태
계란 무엇인가?



                    귀 곤 (서울대학교 조경학과 교수)






생태계(生態系, ecosystem)


생태계란
영국의 A.G.탠슬리에 의하여 1935년 제창된 용어로, 자연의 있는 그대로의 상태를 인식하기
위해서는 이것들 상호간의 관계를 지닌 생물과 무기적 환경을 하나로 통합해야 한다는
것으로 탠슬리가 제창한 개념이다. 생태계의 크기는 여러 가지이다. 예를 들면, 작은
연못의 생태계에서 크게는 지구 생태계까지 생각할 수 있다. 지구 생태계는 그 넓이에서는
생물권(生物圈)과 일치한다. 무기적 환경의 특징에 의거하여 해양생태계·호소생태계
·극지생태계·사막생태계
등으로 구별하고, 또 군락(群落)의 상관에 따라서 삼림생태계·초지생태계 등으로 구분하
기도
한다. 또한, 경지생태계·도시생태계와 같은 것도 생각할 수 있다. 생태계 중에서 생물체

기능적으로 생산자(녹색식물)·소비자(동물)·분해자(세균 또는 미생물)로 구분된
다.
그리고 생물공동체와 무기적 환경과의 사이에는 물질교대와 에너지교대가 이루어지고
있다.


출처
: 두산세계대백과 Encyber


생물학자들은
생물학적 원칙과 현상을 <그림 1>에서 보는 바와 같은 체계로 구분하여 보는 경향이
있다.

























태 계











체 군






물(개체생물)


<그림 1> 크기와 기능에 따른 생물학적 체계 구성의 수준


<그림 1>에서 위로 올라갈수록 아래 것보다 포괄적이다. 따라서, 생태계는
가장 포괄적인 생태적 수준을 말하는 것으로
어느 지역
의 생물학적인 것과 비생물적인
것의 총체
라고 볼 수 있다. 따라서, 생태계는 생물과
그 생물의 물리적 환경을 포함한다.



생태학의
분야


생태학은
<그림 1>의 4가지 단계의 생물학적 구성을 연구하는 학문으로서 엄청나게 다양한
상호작용을 다룬다. 생태학은 어느 수준에서 생물학적 체계를 다루느냐에 따라 <표 1>에서 보는 바와 같이 개체 생태학, 개체군 생태학, 군집 생태학, 그리고 생태계
생태학으로 다시 갈라지게 된다.


<표 1> 생태학의 영역별 조사 연구 대상































생물체계

구성의 수준



개체생물



개체군



군집



생태계



생태학의
분야



개체생태학



개체군생태학



군집생태학



생태계생태학



연구대상
(예시)



o갈대
개체



o갈대
개체군



o갈대·물억새
군집
o억새·상수리나무
군집



o군집과
그 군집의 물리적 환경을 포함.



연구분야



o하
나의
개체와 그것의 환경과의 상호작용



o개
체군(동일종에
속하며 특정 장소에 속하는 개체의 그룹)과 그것의 환경과의 상호작용
o동일종간의
경쟁



o군
집(특정한
때에 어느 한 지역에 살고 있는
모든 종의 개체군) 가운데에서 일어나는 상호작용
o천이
o경쟁



o이
산화탄소의
교환 과정
o인의
순환 과정
o영양물질의
순환 과정 等


<그림 1>의 생물은 개체로부터 생태계에 이르기까지 어느 수준의 체계에서도
언급되어질 수 있다. 갈대를 예로 들어서 설명해 보면 다음과 같다. 개체 생태학은 갈대라고
하는 하나의 개체와 그것의 환경(기후, 물 풍부도와 염도, 영양물 이용가능성, 산소,
pH 등)과의 상호작용을 다루는 분야로서, 흔히 갈대의 비생물환경에 대한 생리학적 반응에
초점을 맞춘다. 반면에, 개체군 생태학은 어느 장소에 서식하는 갈대의 그룹(갈대 개체군)과
그것의 환경과의 상호작용을 다룸으로서 갈대라고 하는 동일 종간의 경쟁에 초점을 맞춘다.


군집생태학은
군집(특정한 때에 어느 한 지역에서 살고 있는 모든 종의 개체군) 가운데서 일어나는
상호작용을 말하는데, 갈대·물억새 군집과 억새·상수리나무 군집을 들 수 있다.
갈대와
물억새, 그리고 상수리나무간의 상호작용은 천이와 경쟁에 의해서 설명될 수 있다.


갈대와
물억새의 경우, 초지종끼리의 경쟁적 상호작용에 의해서 식물종의 수가 결정된다. 불에
타지 않는 경우, 궁극적으로 상수리나무가 억새밭을 침범하게 되는데 이와 같은 산림으로
종대체가 이루어지는 과정을 천이라고 한다.


갈대·물억새
군집과 억새·상수리나무 군집의 크기는 궁극적으로 에너지 한계에 의해서 결정된다.
즉, 하나의 군집은 태양에너지를 얻기 위한 식물의 능력에 있어서의 변화의 결과로서
발달한다. 군집들의 구성을 좌우하는 하나의 주요 힘인 경쟁은 흔히 에너지를 얻기 위한
싸움이다.



생태계
생태학


생태계생태학(Ecosystem
Ecology)은 생태계의 생물적 구성요소와 비생물적 구성요소간의 가장 포괄적인 상호작용을
연구하는 학문분야이다. 생태계의 생물적 구성요소와 비생물적 구성요소는 각기 다른
공간적 크기에서 상호작용을 한다.


지구차원에서의
생태계 상호작용으로서 대기, 바다, 식물, 그리고 동물사이의 이산화탄소의 교환을 들
수 있다. 보다 작은 공간적 규모의 생태계로는 초지, 들쥐, 포식자, 대기와 토양을 포함하는
초원지대를 들 수 있는데, 이 생태계에서의 상호작용을 인 순환의 과정에서 살펴보자.
초원지대에서 불이 나면 풀로부터 인이 나와 토양에 축적된다. 토양에 축적된 인은 다시
풀에 의해서 흡수되고, 이 풀은 들쥐가 먹고 배설하게 되면, 이 배설물에 의해서 인이
다시 토양으로 들어가게 되고 식물이 재흡수하는 순환과정을 거치게 된다.


이와
같은 주제들을 제대로 이해하려면 에너지와 영양물질 이동의 성격과 에너지와 영양물질이
제한인자가 되는 방법을 이해해야 한다.


생물체들이
삶을 유지하려면, 어떤 형태의 에너지와 영양물질을 얻고, 소비해야 되기 때문이다. 생태계생태
학은
생태계 규모에서 에너지와 물질이동의 패턴을 연구하고, 에너지와 물질을 축적하고 소실하는
과정에 대한 이해를 도와준다.



생태적
지위와 서식처


생태계를
제대로 이해하기 위해서는 생태적 지위와 서식처에 대한 이해가 필요하다. 생태적 지위는
어느 생물이 생태적 군집내에서 가지는 역할을 말하는 반면, 서식처는 어느 생물이 발견되는
장소에 대한 서술이다. 박쥐를 예로 들어 설명해 보자. “
Myotus
lucifugus
“라는 작은 갈색 박쥐는 나는
야행성 식충류 동물로서 낙엽수림에서 곤충을 먹이로 삼는다. 반면, “
Tadarida
braziliensis
“라는 멕시코 박쥐는 사막에 산
다. 이 두 종(種)은
서로 다른 서식처를 가지고 있지만, 유사한 생태적 지위를 가지고 있다.


서식처의
보전은 다음과 같은 두 가지 이유에서 매우 중요하다.


첫째로,
서식처로부터 생태적 과정을 지배하는 원칙을 도출할 수 있다. 이들 서식처들로부터 수집하는
정보는 환경과 환경에 미치는 영향을 이해하기 위한 기초를 제공한다. 한가지 예로서
서식처 조사를 통해서 현존하고 있는 동물상의 매우 일반적인 지표를 얻을 수 있다.


둘째로,
서식처의 파괴는 멸종을 가져오는 가장 중요한 단일 인자이다. 雨林의
경우에 서식처 파괴로 매년 17,000종이 없어지고 있다고 한다.



생태적
지식의 활용


환경과학은
인간의 활동이 환경에 미치는 생태적 영향을 연구하는 학문분야로 넓게 정의된다. 환경과학은
생태학, 화학, 지질 심지어는 사회학과 경제학까지를 포함하는 다학제간 과학으로서 지금까지
논의한 생태계에 관한 정보를 활용하는 분야이다.


예를
들어, 도로건설과 같은 새로운 개발로 서식처 크기가 줄어들거나 파편화되면 주요 식물종의
개체수가 줄어들고, 이로 인해 식물종들이 지탱해 주는 곤충과 나비의 풍부도에 영향을
미칠 수 있다. 이것은 생존할 수 있는 개체군을 유지하는 데에 필요한 최소면적이 있어야
하며, 이와 같은 최소면적이 확보되지 못할 때에는 포식성의 새와 같은 다른 종에 영향을
미칠 수 있다는 것을 시사한다.



강사약력소개


o
김 귀 곤(44년생)


현,
서울대학교 조경학과 교수


o
주요경력



대통령직속 지속가능발전위원회 위원



한국환경정책학회 회장



한국환경교육학회 회장



유네스코 인간과 생물권계획 한국위원회 부위원장


o
저서논문



환경영향평가원론



도시공원녹지계획 설계론



비무장지대의 자연생태와 관리방안



생태도시계획론



제3생태학과 생태복원 등 다수

출처 : 환경부 개설 자연생태교육강좌

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