순환성과 재생성
생태계를 규정짓는 가장 중요한 현상은 무엇일까.
오늘날 생태학 연구 범위는 생태계의 물지로가 에너지 순환으로 조합된다.
생태계 구성요소인 생산자, 소비자, 분해자를 통해 생태계의 물질들은 계속 순환하야 한다.
나무의 지속적인 생장은 끊임없는 물질의 공급으로 가능하다는 것을 알고 있다. 물질과 에너지의 이동을 생태계의 종류, 생물종, 환경에 구애 없이 몇 가지 동일한 변수를 적용해서 추적함아로써 생태계의 특성, 나아가 생태계를 진단하는 방법을 제공한다. 물질과 에너지의 흐름은 유입, 생산, 소비, 저장, 유출 등의 과정으로 추적되며, 각 생태계의 특성과 종류에 따른 모델을 제공하게된다. 최근 생태학적 자료들에서 볼 수 있는 특정한 기호와 숫자로 표시되는 일련의 그림들은 생태계 생태학의 결과들이다.
고전적인 생태학에서 에너지와 물질은 생물에서 환경으로 그리고 다시 환경에서 생물로 이동하는데, 이런 생태계의 물질순환을 생지화학적순환이라고 한다. 전 지구적 차원에서 물, 탄소, 질소, 인, 황, 마그네슘, 칼륨 등이 주요 연구대상이 된다. 생지화학적 순환에서 물질의 이동 경로는 지구적으로 수권, 지권, 대기권, 생물권, 4권역을 중심으로 기술된다.
크게 대기를 저장소 혹은 주 공급원으로 가지는 기체형과 토양이나 침적지를 주 저장소 혹은 공급원으로 가지는 침전형으로 구분될 수 있다.
질소는 대표적인 기체형이고, 인은 대표적인 침전형이다. 탄소의 경우는 대기 중에 이산화탄소 형태로 존재하면서 식물의 광합성 작용에 의해 생물권으로 들어와서 호흡이라는 비교적 단순한 경로를 통해 다시 대기로 돌아간다. 인산은 바닷가 새들의 매설물이 쌓인 암석을 정제해서 비료로 만드는데 자연에서 인의 공그은 인산이 함유된 암석물질이 침식되면서 가장 기본적인 순환이 시작된다. 특이하게 황은 화산 폭발시 대기중으로 분출하는 이상화황 가스가 빗물에 녹아 공급되거나 황을 함유하고 있는 유황의 풍화로 시작되는 두가지 형태를 동시에 가지고 있다.
물질의 순환은 이처럼 지구라는 한정된 생태계의 지속성을 보장하는 것으로 생태학의 필수범주이다. 따라서 많은 일반 생태학 관련 서적들은 이들의 순환 과정을 전 지구적으로 기술하고 있따.
숲은 일어나는 물질들의 흐름을 나타낸 것이다. 각가 조장소와 유입 혹은 유츌 과정이야말로 생태계 물질 순환 과정의 모든 것을 나타낸다. 우선 광합성은 이미 말한 대로 식물이 탄소를 유입하는 과정이다. 반대로 호흡은 생물에서 대기로 탄소가 유출되는 과정이다. 재전이는 식생에서 식생으로 이어지는 유입니다. 흔히 질소, 인산, 칼륨과 같이 식물체 내 이동이 가능한 영양소들에게서 일어나는 현상이다. 식물이 낙엽을 통해 물질을 배출할 경우 생태계 내에서 비교적 제한성이 강하고 생리적으로 중요한 양분들은 낙엽전에 몸속으로 다시 회수된다. 흔히 토양의 양분이 부족하거나 경쟁이 심한 경우 재전이율이 높아진다. 식물은 생장환경이 나ᄈᆞ 일찍 생활을 정리해야 할때나 노화한 잎을 제거해야 할 때도 이런 이동성 물질을 회수해서 이동시키거나 이미 성장한 조직에서 어린 생장중인 조직으로 재분배하기도 한다.