생태계 평형#

생태계평형

생태계 평형은 생태계 구성 요소의 상호작용이 균형을 이루어 생물 요소의 구성, 개체 수, 물질 순환, 에너지 흐름 등이 안정적으로 유지되는 상태이다.

생태계에서는 생산자, 소비자, 분해자와 비생물 환경이 서로 영향을 주고받는다.
이 상호작용이 일정한 범위 안에서 유지될 때 생태계 평형이 이루어진다.

생산자의 물질 생산과 소비#

생산자의 물질 생산과 소비

생산자는 광합성을 통해 무기물로부터 유기물을 합성한다.
이때 생산자가 만들어 낸 유기물의 양은 생태계의 에너지 흐름과 물질 순환을 이해하는 데 중요하다.

총생산량과 순생산량#

  • 총생산량
    생산자가 광합성을 통해 합성한 유기물의 총량이다.

  • 호흡량
    생산자가 생명 활동을 위해 세포 호흡에 사용한 유기물의 양이다.

  • 순생산량
    총생산량에서 호흡량을 제외하고 생산자 몸에 저장되거나 다른 생물에게 이동할 수 있는 유기물의 양이다.

총생산량 = 호흡량 + 순생산량

순생산량 = 총생산량 - 호흡량

순생산량의 이동#

순생산량은 성장량, 피식량, 고사·낙엽량 등으로 나뉜다.

  • 성장량
    생산자 몸에 새롭게 저장되어 생물량 증가에 기여한 유기물의 양이다.

  • 피식량
    생산자가 소비자에게 먹혀 소비자로 이동한 유기물의 양이다.

  • 고사·낙엽량
    생산자의 일부가 죽거나 낙엽으로 떨어져 분해자로 이동하는 유기물의 양이다.

순생산량 = 성장량 + 피식량 + 고사·낙엽량

소비자의 에너지 이용#

생산자의 피식량은 1차 소비자의 섭식량으로 이어진다.
소비자는 섭식한 유기물 중 일부를 호흡에 사용하고, 일부는 몸에 저장하며, 일부는 배출하거나 죽은 뒤 분해자에게 이동한다.

1차 소비자의 섭식량 = 호흡량 + 배출량 + 성장량 + 피식량 + 자연사량

개체군의 특성#

개체군은 일정한 지역에서 살아가는 같은 종 개체들의 모임이다.

예를 들어 한 숲에 사는 소나무 무리, 한 연못에 사는 붕어 무리 등은 각각 하나의 개체군으로 볼 수 있다.

개체군 밀도#

개체군 밀도는 일정한 공간 안에 살아가는 개체 수를 나타낸다.

개체군 밀도 = 개체군을 구성하는 개체의 수 / 개체군이 생활하는 공간의 면적

개체군 밀도는 출생, 사망, 이입, 이출에 의해 변한다.

  • 개체군 밀도 증가 요인: 출생, 이입
  • 개체군 밀도 감소 요인: 사망, 이출

개체군 성장 곡선#

개체군성장곡선

개체군의 크기는 시간이 지남에 따라 변한다.
개체군 성장 곡선은 개체 수가 시간에 따라 어떻게 변하는지를 나타낸 그래프이다.

J자형 성장 곡선#

J자형 성장 곡선은 자원의 제한이나 환경 저항이 없다고 가정했을 때 나타나는 이론적 성장 곡선이다.

이 경우 개체 수는 기하급수적으로 증가한다.

S자형 성장 곡선#

S자형 성장 곡선은 실제 자연에서 흔히 나타나는 성장 곡선이다.

처음에는 개체 수가 빠르게 증가하지만, 자원 부족, 서식 공간 부족, 질병, 경쟁 등 환경 저항이 커지면서 증가 속도가 느려진다.
결국 개체 수는 환경 수용력 근처에서 일정한 수준을 유지한다.

환경 저항과 환경 수용력#

  • 환경 저항
    개체군의 성장을 억제하는 환경 요인이다.
    예: 먹이 부족, 서식 공간 부족, 질병, 포식, 경쟁

  • 환경 수용력
    주어진 환경에서 개체군이 안정적으로 유지될 수 있는 최대 개체 수이다.

개체 수가 증가할수록 환경 저항은 커지는 경향이 있다.

개체군 생존 곡선#

개체군생존곡선

생존 곡선은 태어난 개체들이 나이가 들면서 얼마나 살아남는지를 나타낸 그래프이다.

생존 곡선의 유형#

구분 특징 예
I형 초기 사망률이 낮고, 후기 사망률이 높다. 적은 수의 자손을 낳고 부모의 보살핌이 큰 편이다. 사람, 대형 포유류
II형 나이에 따른 사망률이 비교적 일정하다. 다람쥐, 조류
III형 초기 사망률이 높고, 살아남은 개체의 후기 사망률은 낮다. 많은 수의 자손을 낳고 부모의 보살핌이 적다. 굴, 어류

개체군의 주기적 변동#

개체군의 크기는 계절 변화, 먹이의 양, 포식자의 수, 기후 조건 등에 따라 주기적으로 변동할 수 있다.

예를 들어 어떤 생물은 계절에 따라 번식 시기와 개체 수가 달라지고, 포식자와 피식자의 관계에 따라 개체 수가 반복적으로 증가하거나 감소하기도 한다.

돌말개체군

군집의 생태 분포#

군집의생태분포

군집은 여러 개체군이 일정한 지역에서 함께 살아가는 집단이다.
군집의 분포는 기온, 강수량, 위도, 고도 등 환경 요인에 따라 달라진다.

수평 분포#

수평 분포는 위도에 따른 기온 차이와 강수량 차이에 따라 나타나는 군집의 분포이다.

예를 들어 지구의 여러 지역에는 환경 조건에 따라 열대 우림, 사막, 초원, 낙엽 활엽수림, 침엽수림, 툰드라 등이 분포한다.

수직 분포#

수직 분포는 고도에 따른 기온 차이에 따라 나타나는 군집의 분포이다.

산지에서는 고도가 높아질수록 기온이 낮아지므로, 낮은 곳에서 높은 곳으로 갈수록 상록 활엽수림, 낙엽 활엽수림, 침엽수림, 관목대 등이 차례로 나타날 수 있다.

군집의 층상 구조#

삼림처럼 많은 식물 개체군으로 이루어진 군집은 수직적으로 여러 층을 이룬다.
이를 군집의 층상 구조라고 한다.

층상 구조는 햇빛을 이용하는 높이, 식물의 키, 생활 공간의 차이에 따라 형성된다.

군집의 특성#

구분 의미 예
우점종 군집에서 개체 수가 많거나 넓은 면적을 차지하여 중요도가 크고, 군집을 대표하는 종 소나무 숲의 소나무
핵심종 우점종은 아니지만 군집의 구조에 큰 영향을 미치는 종 바위 해안 생태계의 불가사리, 습지 생태계의 수달
지표종 특정 환경 조건을 충족하는 군집에서 주로 발견되어 환경 상태를 알려 주는 종 대기 오염에 민감한 지의류, 고산 지대의 솜다리
희소종 개체 수가 매우 적어 특정 지역에서 드물게 발견되는 종 지역에 따라 다름

정리#

생태계 평형은 생태계 구성 요소의 상호작용이 균형을 이루어 생물 요소의 구성, 개체 수, 물질 순환, 에너지 흐름 등이 안정적으로 유지되는 상태이다.

생산자의 총생산량 중 일부는 호흡에 사용되고, 나머지 순생산량은 성장량, 피식량, 고사·낙엽량 등으로 이동한다.

개체군의 크기는 출생, 사망, 이입, 이출에 따라 변하며, 환경 저항과 환경 수용력의 영향을 받는다.

군집은 여러 개체군이 함께 살아가는 집단이며, 기온, 강수량, 위도, 고도 등의 환경 요인에 따라 분포가 달라진다.