육상생물상은 시간에 따른 군집 변화인 천이 과정을 중심으로 이해해야 한다. 천이의 초기와 후기에서 우점 종의 광요구성, 생산량과 호흡의 관계, 그리고 먹이망 구조와 같은 특성이 달라지며, 복원 관리에서는 천이를 존중하는 순응적 관리와 인위적 개입을 구분해 적용해야 한다.
생태천이는 생물공동체가 시간의 경과에 따라 단계적으로 변화하는 과정이다. 초기에는 나지나 열린 공간에서 햇빛을 좋아하는 호양성 또는 외음성 종이 우점하고, 시간이 지나면서 수목이 성장하여 그늘이 형성되면 그늘을 좋아하는 내음성 종이 우세해지는 경향을 보인다는 원리가 있다.
천이의 단계에 따라 에너지 흐름이 변한다. 초기 단계에서는 생산량이 호흡량보다 커서 순생산량이 높고 유기물 축적이 빠르게 일어난다. 반면 성숙한 극상 단계에 이르면 생산량과 호흡량이 거의 균형을 이루어 순생산량이 낮아지거나 거의 0에 수렴한다.
천이 후기에는 군집 구조가 복잡해지고 먹이사슬이 얽힌 먹이그물 형태가 되며, 부식질 먹이연쇄가 중요한 구조적 역할을 하게 된다. 이러한 정성적 변화는 구성원의 상호작용과 물질순환 방식의 변화를 반영한다.
천이의 원인 측면에서는 자생천이와 타생천이를 구분한다. 자생천이는 군집 자체의 생물학적 작용(예: 낙엽 퇴적, 뿌리에 의한 토양 변화)으로 환경이 변형되어 일어나는 천이이고, 타생천이는 기후변화나 대규모 교란 같은 외부 요인으로 촉발되는 천이다.
복원과 관리에서는 천이의 순응 원칙을 적용하는 방식이 존재한다. 천이의 순응은 자연의 자정 능력과 변화 과정을 존중하여 최소한의 개입으로 회복을 관찰하거나 가볍게 보조하는 접근이다. 이에 반해 목표 생물군집의 생식·생육을 위해 인위적으로 조건을 조성하거나 적극적으로 지원하는 방식은 순응적 관리에 해당하지 않는다.
예제
문제에서 '초기 천이에서 순생산량이 가장 높고 후기에는 생산량과 호흡량이 균형을 이룬다'는 설명이 핵심 개념과 일치한다. 반대로 '후기에 순생산량이 높아진다'는 선지는 개념과 반대여서 오답으로 처리해야 한다. 또 '천이 초기에는 내음성 종이 우세하다'는 기술은 햇빛 요구성과 천이 단계의 관계를 거스르는 설명이므로 잘못된 선택지로 판단한다.
관리방식 관련 선지에서는 '자연에 맡기고 최소 개입'이라는 표현이 나오면 순응 관리로 보고, '목표 생물군집을 위해 인위적으로 조건을 지원한다'는 표현이 나오면 순응 관리가 아니라고 판단한다. 정성적 변화 문제에서는 '먹이사슬이 단순→복잡, 부식질 먹이연쇄의 중요성 증가'라는 키워드를 찾아 정답을 고르면 된다.
대표 기출 3문항
다음 생태계의 천이에 대한 설명으로 가장 거리가 먼것은?
생물군집의 시간적 변화과정이다.
천이의 최종단계는 성숙된 안정단계로서 '극상'이라 한다.
천이는 후기 단계로 갈수록 생산량이 호흡량보다 많아 순생산량이 높아진다.
초기 개척군집이 토양의 성질을 변화시켜 새로운 종이 자랄 수 있게 하고 새로 침입한 종은 다른 방식으로 환경을 변화시켜 다른 새로운 종이 자랄 수 있도록하는 과정이 반복된다.
정답과 해설 보기
정답 ③ · 문제는 천이 과정의 특징 중 가장 부적절한 설명을 고르라는 것이다. 천이는 군집의 시간적 변화로 최종단계는 안정된 극상이며 초기에는 순생산량이 높고 성숙기로 갈수록 생산량과 호흡량이 균형을 이루어 순생산량이 낮아지는 것이 일반적이다.
천이 후기에는 생산량과 호흡량이 균형을 이루므로 순생산량은 낮아지며, 초기 단계에서 순생산량이 가장 높다는 점이 핵심이다.
식생의 생태학적 관리방식은 목표로 하는 자연과 그 관리에 중요한 정보를 준다. 천이의 순응을 이용한 관리방식에 해당되지 않는 것은?
자연의 변화를 자연천이와 재생에 맡기고 그 이상의 특별한 간섭을 행하지 않는다.
천이에 따라 발생하는 생물군집과 생태계 스스로의 변화를 존중한다.
가벼운 교란이 발생한 지역에 적합한 방식이다.
목표로 하는 생물군집의 생식, 생육을 위한 조건을 지원한다.
정답과 해설 보기
정답 ④ · 문항은 천이의 순응(strategic successional acceptance)에 해당하는 관리방식을 묻고 있다. 천이 순응은 자연천이 과정을 존중하고 인위적 간섭을 최소화하여 생태계의 자생적 회복에 맡기는 방식이므로 자연스러운 군집 변화와 재생을 수용한다.
천이 순응 관리는 자연 변화를 존중하지만, 목표 생물군집을 위한 조건을 인위적으로 지원하는 것은 다른 관리 방식이다.
생태천이에 대한 설명 중 잘못된 것은?
어떤 장소에 존재하는 생물공동체가 시간의 경과에 따라서 종 조성이나 구조를 변화시켜 다른 생물공동체로 변화해 가는 시간적 변화의 과정이다.
일반적으로 천이 초기에는 내음성이 높은 종간의 경쟁력이 우수한 종이 유리하고 후기에는 불안정한 환경에 잘 적응하고 산포 능력이나 휴면성이 있는 종자를 지닌 식물이 유리하다.
천이는 일반적으로 선구식생에서 중간식생을 거쳐 극상을 이룬다.
천이 초기에는 입지조건과 더불어 이입과 정착의 과정이 중요하기 때문에 종의 공급원이 그 토지나 주위에 존재하는가 어떤가에 따라 천이의 진행방법은 크게 달라진다.
정답과 해설 보기
정답 ② · 문항은 생태천이의 설명 중 잘못된 것을 찾는 것이다. 천이는 일정 장소의 생물공동체가 시간에 따라 종 조성과 구조를 바꾸어 가는 과정으로, 일반적으로 선구식생에서 중간식생을 거쳐 극상에 이르는 경향을 가진다.