생명과학1: 5-3단원 (군집의 특성-군집의 구조와 특성,군집의 종류와 생태 분포,군집의 조사 방법,군집 내 개체군의 상호 작용)

1.군집의 특성

 

 

1)군집의 구조와 특성

군집의 구조는 군집 내 개체군에 의해 영향을 받는다. 

개체군은 영양 단계에 따른 먹이사슬 관계를 이루고 있고, 더 나아가 복잡한 먹이 그물을 형성하고 있다.

군집 내 개체군의 구조적 · 기능적 역할을 생태적 지위라고 하는데, 생태적 지위에서 개체군이 먹이 사슬에서 차지하는 위치를 먹이 지위라 하고, 군집 내에서 한 개체군이 차지하는 공간을 공간 지위라고 한다. 

서로 다른 개체군은 먹이와 공간을 놓고 경쟁과 포식 등으로 상호 작용하여 군집 특유의 구조와 특성을 나타낸다.
어떤 종은 개체 수가 많거나 차지하는 공간이 커 전체 군집의 환경에 큰 영향을 주는데, 이를 우점종이라고 한다.
많은 식물 개체군으로 구성된 군집은 수직적인 몇 개의 층으로 구성되는데, 이를 층상 구조라고 한다. 

층상 구조는 빛의 세기와 양, 온도 등 환경 변화에 따라 위에서부터 교목층, 아교목층, 관목층, 초본충, 선태충, 지중층으로 구분되며, 특히 교목충과 아교목층에는 그 군집을 대표하는 수목들이 자라고 있다.

식물 군집의 층상 구조에 따른 빛의 세기

 

 

 

2)군집의 종류와 생태 분포

물은 생물 군집을 구성하는 생산자이므로, 우점하는 식물의 종류에 따라 다양한 동물들이 서식하게 된다. 

식물 군집은 서식 지역의 환경에 따라 육상 군집과 수생 군집으로 나뉜다. 

육상 군집은 다시 온도와 강수량의 차이에 따라 삼림,초원, 사막으로 구별하고, 수생 군집은 호수, 강, 바다 등에 적응한 군집으로 각구별한다.
온도와 강수량, 빛의 양 등 서식지의 환경에 따라 생물 군집의 지역적 분포가 달라지는 것을 생태 분포라고 한다. 

생태 분포는 위도에 따라 수평 분포, 고도에 따라 수직분포로 나눌 수 있다. 

수평 분포를 보면 저위도의 습한 지방은 상록활엽 수림이 발달한 열대 우림과 열대 초원이 있고, 고위도 지방으로 가면 온대 낙엽수림, 온대 초원, 온대 사막, 침엽수림, 툰드라 순으로 발달한다.

고도에 따른 수직 분포를 보면 저지대에는 상록 활엽수림이 발달하고 고지대로 갈수록 낙엽 활엽수림, 침엽수림, 수목 한계선이 나타난다. 

이후 관목, 초본, 이끼류, 지의류가 나타난다. 

강수량이 적고 건조한 대륙의 내부 지역에는 초원이 발달한다. 

사막은 강수량이 매우 낮은 지역으로 건조한 환경에 적응한 소수의 식물이 자랄 수 있다.

위도 및 고도에 따른 식물 군략의 생태 분포

* 생태 분포
· 수평 분포: 위도에 따라 기온과 강수량 등 환경 조건이 다른데 이에 따라 식물 군집의 분포가 달라지는 것
수직 분포 :특정 지역에서 고도에따른 온도 차이에 의해 수직적으로 다른 식물 군집이 나타나는 것
* 수목 한계선
고산 지역이나 고위도 지방에서 온도가 낮아 수목이 더는 산림을 이루기 어려운 한계선

 

 

3)군집의 조사 방법

야외에서 식물 군집을 분석하기 위해서는 모든 지역을 전부 조사할 수 없으므로 표본이 되는 일부 구역을 조사하며, 이때 방형구법을 많이 사용한다. 

방형구법은 조사하려는 지역에 일정 크기의 방형구를 최대한 여러 개 설치한다. 

이후 방형구에 나타난 식물의 종과 개체 수(밀도), 종이 출현한 방형구의 수(빈도), 각종이 지표를 덮고 있는 면적의 비율(피도)을 조사하여 일정한 계산식에 따라 각 종의 중요치를 계산하고, 식물 군집의 특징을 결정한다. 

이 군집에서 개체 수가 많고 넓은 면적을 차지하여 중요치가 가장 높아 그 군집을 대표할 수 있는 개체군을 우점종으로 결정하며, 우점종의 이름을 따서 군집의 이름을 붙인다. 

예를 들어,어떤 숲에서 신갈나무의 개체 수가 가장 많고 차지하고 있는 면적이 넓으면 그 숲을 신갈나무 숲이라고 한다.

* 방형구법
군집을 구성하는 종의 크기, 군집의 크기, 대상 지역의 크기를 고려하여 방형구 조사를 한다. 

이때 오차가 적고 군집 전체를 잘 나타낼 수 있도록 무작위로 여러 번 시행한다.

 

 

4)군집 내 개체군의 상호 작용

생물들 사이의 관계 중 포식과 피식 또는 경쟁이 많이 알려져 있지만, 생물들은 이외에도 다양한 관계를 맺으며 살아가고 있다.

이 외에 개체군 사이의 관계는 어떤것들이 있는지 알아보자.

군집 내에서 두 종류 이상의 개체군이 생태적 지위가 비슷하면 자원을 차지하기 위한 종간 경쟁이 일어난다.

 경쟁의 결과 우세한 개체군이 다른 개체군의 자원 이용을 막아 경쟁자가 공존하지 못하는 것을 경쟁 · 배타 원리라고 한다.          

경쟁 배타 원리

같은 짚신벌레과인 애기짚신벌레와 짚신벌레를 각각 배양하면 두 종 모두 개체 수가 증가하지만, 이들을 한 곳에 혼합 배양하면 애기짚신벌레 종만 살아남고 짚신벌레 좋은 개체 수가 점점 감소하다가 사라지게 된다. 

개체군 사이에 이러한 경쟁 관계만 있다면 생태계에서 많은 종이 멸종하였을 것이다. 

생태적 지위가 같은 종들은 생활 공간, 먹이의 종류와 먹는 시기 등을 바꿈으로써 경쟁을 피하는데, 이를 분서라고 하며, 생태 지위 분화라고 할 수 있다. 

예를 들어, 피라미는 은어가 없으면 하천의 중앙에서 녹조류를 먹고 살지만, 은어와 함께 있으면 하천의 가장자리에서 수서 곤충을 먹고 산다.