생태계란 무엇인가?

개요

생태계(ecosystem)는 환경의 모든 비생물적 요인과 생물학적 요인 사이의 상호 작용이며, 육지(terrestrial) 또는 수생(aquatic)으로 분류될 수 있습니다. 육지 생태계는 연간 온도, 강우량, 계절성을 포함한 기후(climate)에 따라 분류됩니다. 수생 생태계는 담수(freshwater)와 해양(marine)으로 더 분류되고, 또 수온과 물을 투과하는 일조량에 영향을 미치는 수심별로 분류됩니다.

육지 생태계

육지 생태계는 생물군계(biome; 바이옴)로 분류되는데, 이는 환경의 기후와 그곳에 사는 유기체의 종류 모두에 의해 특징지어집니다. 지구의 적도 부근 높은 비계절성(aseasonal) 온도와 높은 연간 강우량을 보이는 지역은 우림(rainforest)이며 세계에서 가장 다양한 서식지(habitat)를 보유하고 있습니다. 기온이 높지만 연간 강우량이 부족한 생태계는 사막(desert)입니다. 사막 생태계는 이러한 기후적 특성을 공유하지만, 생물 다양성은 매우 다를 수 있습니다.

스펙트럼의 다른 쪽엔 매우 낮은 연간 온도와 낮은 연간 강우량을 가진 북극 생물군계입니다. 이 생태계는 생물 다양성이 가장 낮습니다. 이 세 개의 주요 생물 서식지 사이에는 계절성 툰드라(seasonal tundra), 온대 초원(temperate grassland), 사바나(savanna) 생태계가 있습니다. 이러한 생태계는 온도와 강우 모두에서 매년 변동하는 연간 변화를 나타내며, 계절 변화에 특별히 적응한 동식물을 품고 있습니다.

담수 생태계

수생 생태계는 담수와 해양 환경 두 가지로 더 나뉩니다. 지구 표면의 약 2%를 구성하는 가장 희귀한 생태계인 담수 생태계에는 호수, 강, 하천, 습지 등이 있습니다. 이러한 생태계 내에서 생물 다양성에 영향을 미치는 주요 요인은 물의 흐름, 온도, 깊이입니다.

연못과 호수의 가장자리에 가까운 얕은 지역은 연안대(littoral zone)라고 합니다. 연안대는 수역에서 가장 따뜻한 지역이며 많은 수생 생산자, 소비자, 그리고 육지 생활양식과 수생 생활양식을 모두 가진 동물들을 포함합니다. 원수대(limnetic zone) 깊은 물의 표면은 빛이 잘 들고 플랑크톤에 의해 지배됩니다. 심저대(profundal zone) 즉 깊은 물은 빛이 그 깊이를 거의 통과하지 않기 때문에 대부분 죽은 유기체를 먹고 광합성을 하지 않는 유기체로 구성되어 있습니다.

하천과 강에서는 물이 빠르게 흐르며 산소를 재활용하고 물을 비교적 시원하게 유지합니다. 종의 다양성은 강의 폭과 깊이와 관련이 있으며, 강의 넓은 구간은 좁은 구간보다 더 다양합니다. 마지막으로, 습지(wetland)는 습지(marsh), 늪(swamp), 그리고 수렁(bog)과 같은 얕은 정수 지역이고 대개 덥고 습한 환경으로 특징지어집니다. 이 생태계는 다양한 식물, 동물, 곰팡이, 박테리아 생물을 포함, 모든 담수 생태계 중에서 가장 높은 생물 다양성을 가지고 있습니다.

해양 생태계

지구 표면의 거의 75%를 구성하는 가장 일반적인 해양 생태계는 높은 염도 때문에 담수 생태계와 차이가 납니다. 해양 생태계 또한 얕은 바다, 깊은 바다, 깊은 바다 표면 등 수심을 기반으로 분리되어 있습니다. 이중 가장 다양한 생태계는 얕은 물로, 세계의 산호초와 해양 생물 대부분을 수용합니다. 심해 표면도 플랑크톤을 포함한 다양한 해양 생물들을 보유하고 있습니다. 플랑크톤은 지구상의 모든 광합성의 약 40%를 수행합니다.

수심을 관통하는 빛이 적어서, 심해 생태계는 어둠과 높은 압력에 적응하는 덜 다양하지만 희귀한 생물들을 포함합니다. 이 생태계는 또한 생태계가 차지하는 공간이 넓기 때문에 모든 생태계에서 가장 덜 알려져 있습니다. 하지만, 과학자들은 이제 유인 잠수정 Alvin과 같은 신기술 덕에 이 새로운 영역을 탐험할 수 있습니다. 현재 이 잠수정은 과학자들이 해저 3분의 2 깊이의 4,500m까지 접근할 수 있게 만듭니다.

생태계 역학

특정 생태계의 특징과 상관없이, 모든 생태계는 광합성과 유기체 간의 먹이 관계를 통해 에너지와 물질 변환의 동적 과정을 공유합니다. 생태계는 물질이 재활용되는 동안 생태계를 흐르는 태양 에너지의 지속적인 유입에 의해 작동됩니다.