광합성 작용에 의한 식물

광합성 작용에 의한 식물

생태학에서 생산은 광합성 작용에 의한 탄수화물이 생산으로 한정한다. 그렇게 볼 때 육지에서 유일한 생산자는 광합성생물이고 주 광합성생물은 식물들이다. 결국 육지 생태계 생산자의 절대자는 식물이다. 그래서 식물을 일차 생산자라고 한다.

생산이란 공기 중의 기체 상태인 탄소가 식물의 이파리라는 유형의 탄수화물로 전환되는 것이다. 봄이면 가지 끝에서 생겨나는 나뭇잎, 가지에 달리는 꽃, 열매, 가지, 뿌리, 이 모든 것들이 생산의 결과다. 생산이야말로 명확한 실체가 있는 것이다. 식물의 생산 활동을 통해 흩어져 있는 태양에너지가 단단한 장작이 되어 훨씬 성능 좋은 에너지원으로 변신한다. 지구상에서 식물이 모든 동물들의 공격이 대상이 되는 이유가 바로 농축된 에어지 때문이다. 우리는 솥의 물을 데우는 데 태양빛보다 장작이 훨씬 성능 좋은 연료라는 것을 알고 있다. 식물이 생산한 물질은 당장에 배부른 밥과 등 따신 땔감을 주는 것이다.

 

광합성: 필요한 에너지를 태양광으로부터 획득하여 유기물 합성

탄소동화작용: 무기태의 탄소를 이용하여 동화물질 합성

탄소고정: 가스 상태로 흩어진 탄소를 유기태로 고정

 

이산화탄소+물+빛에너지 -> 탄수화물+산소

 

우리는 유기물을 이루는 것이 탄소, 산소, 수소임을 알 수 있으며, 식물 성장에 왜 빛과 물이 필요한지를 알 수 있다. 생산자인 식물이 생산한 광합성산물은 생태계의 주요한 원료물질이 된다. 식물이 생산한 몸체의 건중량을 바이오매스라 하는데 이는 결국 식물이 공기중의 무기탄소를 탄수화물이라는 유기탄소로 바꾼 양이다.

 

생산의 실체는 줄기, 가지, 꽃, 뿌리, 열매, 잎 등으로 알 수 있다. 식물은 유기물을 생산하고 동시에 자신의 생존을 위해 생산산물을 에너지로 이용한다. 주로 호흡을 통한 전환이다. 이 과정은 정확하게 광합성 작용을 거꾸로 한 과정이다.

 

어떤 생태계에서 생산된 식물의 생산량을 나타내는 개념으로 현존량과 순일차생산량이 있다. 현존량은 단위면적당 존재하는 총식물체량으로 일정 면적 안의 식물을 캐내어 건조시킨 무게다. 순일차생산량은 일정기간 동안 일정 면적안에서 늘어난 순물질생산량으로 식물이 생산해 낸 총량에서 자신의 호흡을 통해 소비한 양을 뺀 양이다. 다시 말해 숲이 존재한느 그동안의 물질 축적량에 매년 새로 추가되는 양이다. 숲의 현존량은 순일차생산량만큼 매년 늘어난다. 물론 여기에는 소비자에게 소비된 양은 생각하지 않고 결과적으로 남아서 축적되는 양만을 고래했다.

 

숲의 생산성은 숲의 나이에 따라 차이가 나는데, 어린숲은 전체 몸체량중 생산부위가 차지하는 비중이 높아, 순일차생산량은 높으나 숲에 축적되는 물질량은 적다. 반면 오래된 숲은 전체 몸체량 중 잎이 차지하는 비중은 상대적으로 낮고 뿌리나 줄기와 같은 호흡조직의 비중이 높아 순일차생산량은 어린숲에 비해 낮으나 숲 전체의 무게에 기여하는 정도는 더 높다. 즉 오래된 숲일수록 매년 추가되는 양은 적으나 기본적으로 쌓여 있는 현존량은 훨씬 많다. 이것이 바로 오래된 숲의 탄소저장 기능이다.