생물 군계
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1. 개요
생물 군계는 기후 조건과 지리적 특성에 따라 분류되는 지구상의 주요 생태계 유형을 의미한다. 위태커, 홀드리지, WWF 등 다양한 분류 체계가 존재하며, 강수량과 온도, 증발산량, 생물지리적 영역 등을 기준으로 생물 군계를 구분한다. 주요 육상 생물 군계로는 열대 우림, 사막, 초원, 툰드라 등이 있으며, 민물 및 해양 생물 군계 또한 별도로 분류된다. 인간 활동과 기후 변화는 생물 군계의 분포와 특성에 큰 영향을 미치며, 인위적 생물군계의 등장과 기후 변화로 인한 생물 군계 변화가 나타나고 있다.
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- 생물 군계 - 생물지리학
생물지리학은 생물의 지리적 분포와 분포 패턴을 연구하는 학문으로, 탐험과 선구자들의 연구를 거쳐 대륙 이동설, 분자생물학 발전, 섬 생물지리학 이론 등으로 발전했으며, 현재는 다양한 기술을 활용하여 여러 분야에 적용되고 고생물지리학 등 하위 분야를 포함하지만, 지역 구분에 대한 국제 표준화는 미완료 상태이다. - 생물 군계 - 맹그로브
맹그로브는 열대 및 아열대 해안가 기수역 염성 습지에 형성되는 삼림 생태계를 이루는 나무와 관목 또는 서식지 전체를 뜻하며, 다양한 동식물 서식지 제공, 탄소 저장, 극한 환경 적응, 태생 종자를 통한 번식 등의 특징을 갖지만, 숲 파괴로 인해 전 세계적으로 복원 및 보존 노력이 진행 중이다.
| 생물 군계 | |
|---|---|
| 기본 정보 | |
| 설명 | 특정 환경에서 함께 발견되는 생물 공동체 |
| 특징 | 식물, 동물, 미생물 등 생물들의 상호작용 기후, 토양, 지형 등 환경 요인의 영향 특정한 환경 조건에서 형성되는 고유한 생태계 |
| 주요 생물 군계 | |
| 육상 생물 군계 | 삼림 초원 사막 툰드라 |
| 수생 생물 군계 | 해양 담수 |
| 생물 군계 연구 | |
| 중요성 | 생물 다양성 연구 기후 변화 연구 생태계 보전 |
| 관련 학문 | 생태학 지리학 기후학 |
| 추가 설명 | |
| 생물군계와 미생물 | 인간을 포함한 모든 동물의 몸에는 고유한 미생물 군집이 서식하고, 이러한 미생물 군집도 생물군계의 한 형태로 볼 수 있다. |
2. 생물군계의 정의 및 분류
생물군계는 1916년 프레데릭 클레멘츠가 칼 뫼비우스가 1877년에 제안한 생물 군집과 같은 의미로 처음 제안했다.[4] 이후 식물생리형태, 식생형, 식생의 개념을 바탕으로 동물 요소를 포함하고 종 조성의 분류학적 요소를 제외하여 현재의 정의를 얻게 되었다.[5][6] 1935년 아서 탠슬리는 기후와 토양 측면을 추가하여 ''생태계''라는 용어를 사용했고,[7][8] 국제생물학프로그램 (1964~74) 프로젝트를 통해 생물군계 개념이 대중화되었다.[9]
"생물군계"라는 용어는 때때로 다르게 사용되기도 한다. 독일 문헌에서는 하인리히 발터의 용어를 따라 ''생태적 서식지''와 유사하게 사용되는 반면, 이 문서에서는 국제적인 비지역적 용어로 사용된다. 즉, 어떤 지역이 어느 대륙에 있든 같은 생물군계 이름을 사용하며, "대기후대 생물군계", "고산 생물군계", "토양 생물군계"에 해당한다.[10] 브라질 문헌에서는 ''생물군계''라는 용어가 생물지리구 또는 아지즈 아브사베르의 "형태기후 및 식물지리 도메인"의 동의어로 사용되기도 하는데, 이는 아대륙 규모의 지리적 공간으로 유사한 지형 및 기후 특성과 특정 식생 형태가 우세한 곳을 의미하며, 이 둘 모두 많은 생물군계를 포함한다.[5][11][12]
세계를 여러 생태 지대로 나누는 것은 지구상 어디에나 존재하는 소규모 변이와 한 생물군계에서 다른 생물군계로의 점진적인 변화 때문에 어렵다. 따라서 경계는 임의로 정해야 하며, 그 특징은 우세한 평균 조건에 따라 설정해야 한다.[13]
1970년대와 1980년대에는 생물군계를 기후적 측정을 통해 정의하려는 중요한 시도가 있었다. 1978년 북미 초원에 대한 연구에서는 mm/yr 단위의 증발산과 g/m2/yr 단위의 지상 순생산량 사이에 양의 로지스틱 상관관계가 발견되었다. 이 연구의 결과는 강수량과 물 사용량이 지상 생산량을 증가시키는 반면, 태양 복사량과 온도는 지하 생산량(뿌리)을 증가시키며, 온도와 물은 서늘하고 따뜻한 계절의 생장 습성을 결정한다는 것이다.[15] 이러한 발견은 레스리 홀드리지와 로버트 하딩 위태커의 생물 분류 체계에 영향을 주었다. 그러나 다양한 분류 체계와 결정 요인의 다양성은 생물군계가 만들어진 분류 체계에 완벽하게 들어맞지 않는다는 것을 보여준다.
2. 1. 다양한 생물군계 분류 체계
생물군계 분류는 기후 측정을 통해 정의하려는 시도가 이루어졌다. 특히 1970년대와 1980년대에는 에너지 포착 및 전이율과 생태계 역학적 특징 사이의 관계를 이해하려는 중요한 시도가 있었다. 1978년 북미 초원에 대한 연구에서는 mm/yr 단위의 증발산과 g/m2/yr 단위의 지상 순생산량 사이에 양의 로지스틱 상관관계가 발견되었다.[14] 이 연구의 일반적인 결과는 강수량과 물 사용량이 지상 생산량을 증가시키는 반면, 태양 복사량과 온도는 지하 생산량(뿌리)을 증가시키며, 온도와 물은 서늘하고 따뜻한 계절의 생장 습성을 결정한다는 것이다.[15] 이러한 발견은 레스리 홀드리지가 1947년에 제시한 생물 분류 체계의 범주를 설명하는 데 도움이 되었으며, 이후 로버트 하딩 위태커에 의해 단순화되었다. 그러나 분류 체계의 수와 그 체계에 사용된 결정 요인의 다양성은 생물군계가 만들어진 분류 체계에 완벽하게 들어맞지 않는다는 강력한 지표로 받아들여야 한다.
홀드리지는 온도와 강수량이 서식지에서 발견되는 식생 유형을 결정하는 가장 큰 요인이라는 가정하에, 온도와 강수량의 생물학적 영향을 기반으로 기후를 분류했다. 홀드리지는 네 개의 축을 사용하여 소위 "습도 지역" 30개를 정의했다. 이 체계는 토양과 일사량을 대부분 무시했지만, 홀드리지는 이것들이 중요하다는 것을 인정했다.
위태커는 강수량과 온도라는 두 가지 비생물적 요소를 사용하여 생물 군계를 분류했다. 그의 체계는 홀드리지의 체계를 단순화한 것으로 볼 수 있으며, 접근성이 더 높지만 홀드리지의 세부적인 내용은 빠져 있다. 위태커는 생물군계 유형을 질적으로 확립할 수 있게 해주는 몇 가지 경향을 관찰했다.
- 기울기는 유리한 환경에서 극한 환경으로 이어지며, 생산성의 변화가 이에 상응한다.
- 생리적 복잡성의 변화는 환경이 얼마나 유리한지에 따라 달라진다(환경이 불리해짐에 따라 군집 구조가 감소하고 층위 분화가 감소함).
- 구조 다양성의 추세는 종 다양성의 추세를 따른다. 알파 및 베타 종 다양성은 유리한 환경에서 극한 환경으로 감소한다.
- 각 성장 형태(예: 풀, 관목 등)는 생태경사면을 따라 최대 중요성을 나타내는 특징적인 위치를 갖는다.
- 동일한 성장 형태는 세계적으로 매우 다른 지역의 유사한 환경에서 우점종일 수 있다.
휘태커는 기울기 (3)과 (4)의 효과를 합산하여 전체 온도 기울기를 얻었고, 이를 기울기 (2)인 수분 기울기와 결합하여 위의 결론을 휘태커 분류 체계로 알려진 것으로 표현했다. 이 체계는 생물 군계 유형을 분류하기 위해 연평균 강수량(x축) 대 연평균 기온(y축)을 그래프로 나타낸다.
슐츠(1988, 2005)는 9개의 "생태지역"을 정의했다.[24]
| 슐츠의 생태지역 (1988, 2005) |
|---|
로버트 G. 베일리는 1976년에 발표된 지도에서 미국에 대한 생물지리학적 분류 체계를 거의 완성했다. 그는 이후 1981년에 북아메리카 전역으로, 1989년에는 전 세계로 이 시스템을 확장했다. 기후를 기반으로 하는 베일리 시스템은 4개의 영역(극지, 온대 습윤, 건조, 열대 습윤)으로 나뉘며, 다른 기후 특성을 기반으로 더 세분화된다.[25][26]
세계자연기금(WWF)에서 소집한 생물학자 팀은 세계 육지 지역을 생물지리적 영역으로, 그리고 이를 다시 생태지역으로 나누는 계획을 개발했다 (Olson & Dinerstein, 1998 등). 각 생태지역은 주요 생물 군계로 특징지어집니다.[27][28] 이 분류는 WWF가 보존 우선순위로 식별한 생태지역 목록인 글로벌 200을 정의하는 데 사용된다.[27] 육상 생태지역의 경우 특정 EcoID 형식 XXnnNN(XX는 생물지리적 영역, nn은 생물 군계 번호, NN은 개별 번호)이 있다.[28]
Allee (1949)에 따른 주요 생물군계 유형은 다음과 같다.[16]
| 육상 생물군계 |
|---|
켄데이(Kendeigh, 1961)에 따른 주요 생물군계는 다음과 같다.[17]
| 육상 생물군계 | 해양 생물군계 |
|---|---|
베일리(Bailey)의 생물지리학적 분류 체계(1989년)는 다음과 같다.
| 영역 | 구분 |
|---|---|
| 100 극지 영역 | |
| 200 온대 습윤 영역 | |
| 300 건조 영역 | |
| 400 열대 습윤 영역 |
3. 주요 육상 생물군계
열대·아열대 온대 한랭대 다습 건조
하인리히 발터(Heinrich Walter)는 온도와 강수량의 계절성을 고려하여 생물 군계를 분류했다. 이 시스템은 주요 기후 특징과 식생 유형을 가진 9가지 주요 생물 군계 유형을 제시한다. 각 생물 군계의 경계는 식물 형태를 결정하는 중요한 요인인 수분과 한랭 스트레스 조건과 관련이 있으며, 이는 지역을 정의하는 식생과도 연관된다. 늪지의 홍수와 같은 극단적인 조건은 같은 생물 군계 내에서도 다른 종류의 군집을 형성할 수 있다.[10][22][23]번호 생물 기후대 (Zonobiome) 토양대 식생대 ZB I 적도 지역, 항상 습윤, 온도 계절성이 거의 없음 적도 갈색 점토 상록 열대 우림 ZB II 열대, 여름 우기와 시원한 "겨울" 건기 적색 점토 또는 적색 토양 열대 계절림, 계절성 건조림, 관목 또는 사바나 ZB III 아열대, 계절성이 매우 강함, 건조 기후 세로젬(Serosemes), 시에로젬(sierozemes) 노출된 지표면이 상당한 사막 식생 ZB IV 지중해성 기후, 겨울 우기와 여름 가뭄 지중해 갈색 토양 건조에 적응한 (내건성), 서리에 약한 관목지와 삼림 ZB V 온난 온대, 간헐적 서리, 종종 여름 강수량 최대치 황색 또는 적색 삼림 토양, 약간 포드졸성 토양 온대 상록수림, 다소 서리에 약함 ZB VI 온대, 겨울에 서리가 내리는 온화한 기후 삼림 갈색 토양과 회색 삼림 토양 서리에 강한 낙엽 활엽수림 ZB VII 대륙성 기후, 건조, 따뜻하거나 더운 여름과 추운 겨울 체르노젬(Chernozems)에서 세로젬(Serozems)까지 초원과 온대 사막 ZB VIII 보레알 기후, 시원한 여름과 긴 겨울을 가진 한랭 온대 포드졸(Podsols) 상록, 내한성, 침엽수림 (타이가) ZB IX 극지방 기후, 짧고 시원한 여름과 길고 추운 겨울 솔리플럭션이 있는 툰드라 부식토(영구 동토 토양) 영구 동토층 위에서 자라는 나무가 없는 낮은 상록 식생 
3. 1. 열대 및 아열대 습윤 활엽수림
Tropical and subtropical moist broadleaf forests영어은 주로 열대와 아열대 지역에 걸쳐 나타나는 생물 군계이다. 이 지역은 연중 습윤한 기후를 가지며, 다양한 종류의 활엽수들이 울창한 삼림을 이룬다.
하인리히 발터(Heinrich Walter)의 분류 체계에서 생물 기후대(Zonobiome) I에 해당하며, 적도 지역의 항상 습윤하고 온도 계절성이 거의 없는 환경을 나타낸다. 이 지역의 토양은 적도 갈색 점토이며, 식생은 주로 상록 열대 우림으로 구성된다.[10][22][23]
3. 2. 열대 및 아열대 건조 활엽수림
열대 및 아열대 건조 활엽수림은 열대 및 아열대 지역에 위치하며, 반습윤 기후를 가진다. 하인리히 발터(Heinrich Walter)의 생물 기후대 분류 체계(Zonobiome)에 따르면, 이 생물 군계는 두 번째(ZB II)에 해당한다. 이 지역은 여름에는 우기, 겨울에는 시원한 건기가 나타나는 열대 기후를 보인다. 토양은 적색 점토 또는 적색 토양으로 이루어져 있으며, 식생은 열대 계절림, 계절성 건조림, 관목 또는 사바나 등으로 구성된다.[10][22][23]
3. 3. 열대 및 아열대 침엽수림
열대 및 아열대 침엽수림은 열대 및 아열대 지역의 반습윤 기후에서 나타나는 생물 군계이다. 세계 자연 기금(WWF)에서는 이 생물 군계를 구과수림으로 정의하고 있다.[10]
3. 4. 온대 활엽수림 및 혼합림
하인리히 발터(Heinrich Walter)의 분류 체계에서 온대 활엽수림 및 혼합림(ZB VI)은 겨울에 서리가 내리는 온화한 기후를 가진다. 이 지역은 삼림 갈색 토양과 회색 삼림 토양이 나타나며, 서리에 강한 낙엽 활엽수림이 주된 식생을 이룬다.[10][22][23]
| 번호 | 생물 기후대 (Zonobiome) | 토양대 | 식생대 |
|---|---|---|---|
| ZB VI | 온대, 겨울에 서리가 내리는 온화한 기후 | 삼림 갈색 토양과 회색 삼림 토양 | 서리에 강한 낙엽 활엽수림 |
3. 5. 온대 침엽수림
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]]
Temperate coniferous forest영어 (온대, 습윤~반습윤)
3. 6. 타이가 (북방 침엽수림)
Taiga영어는 일반적으로 춥고 건조한 겨울과 짧고 시원하며 습한 여름을 가진 아북극 기후를 특징으로 하는 생물 군계이다. 하인리히 발터(Heinrich Walter)의 생물 군계 분류 체계에서 8번(ZB VIII)에 해당하며, 식생대는 상록, 내한성, 침엽수림으로 구성된다. 토양대는 포드졸(Podsols)이다.3. 7. 열대 및 아열대 초원, 사바나 및 관목지
열대 및 아열대 초원, 사바나 및 관목지는 열대 및 아열대 지역에 위치하며, 반건조 기후 특성을 보인다. 이 생물 군계는 넓은 초원, 드문드문 흩어져 있는 나무, 관목 등으로 구성되며, 다양한 야생동물과 독특한 생태계를 유지한다.
3. 8. 온대 초원, 사바나 및 관목지
Temperate grasslands, savannas, and shrublands영어은 온대 기후 지역에서 발견되는 육상 생물 군계 중 하나이다. 이 생물 군계는 온대 초원, 사바나, 관목지로 구성된다.하인리히 발터(Heinrich Walter)의 분류 체계에서 이와 유사한 명칭을 가진 생물 군계는 대륙성 기후, 건조, 따뜻하거나 더운 여름과 추운 겨울을 가진다. 토양은 체르노젬(Chernozems)에서 세로젬(Serozems)까지 이른다. 식생은 초원과 온대 사막으로 구성된다.
3. 9. 범람 초원 및 사바나
범람 초원 및 사바나(Flooded grasslands and savannas)는 온대에서 열대 지역에 걸쳐 나타나며, 담수 또는 기수에 의해 범람하는 특징을 가진다.[28]3. 10. 산악 초원 및 관목지
Montane grasslands and shrublands영어 (산악 초원 및 관목지)는 고산 기후 지역에 나타나는 생물 군계이다.
고산 초원
3. 11. 툰드라
Tundra영어는 북극 지방의 타이가 북쪽이나 고산 지대의 삼림 한계선 위쪽에 나타나는 생물 군계이다.[20] 하인리히 발터(Heinrich Walter)의 분류 체계에서 툰드라는 9번(ZB IX)에 해당하며, 극지방 기후로 짧고 시원한 여름과 길고 추운 겨울을 가진다. 툰드라의 토양은 솔리플럭션이 있는 툰드라 부식토(영구 동토 토양)이며, 영구 동토층 위에서 자라는 나무가 없는 낮은 상록 식생으로 구성된다.[10][22][23]3. 12. 지중해성 삼림, 삼림지 및 관목지 (경엽수림)
지중해성 삼림, 삼림지 및 관목지는 온난한 온대 기후 지역에서 나타나며, 반습윤에서 반건조에 이르는 환경에서 겨울철 강수가 특징이다. 하인리히 발터(Heinrich Walter)의 분류 체계에서 ZB IV로 분류되는 이 지역은 지중해성 기후, 즉 겨울 우기와 여름 가뭄을 보인다.[10][22][23] 이 지역의 토양은 지중해 갈색 토양이며,[10][22][23] 식생은 건조에 적응(내건성)하였으나 서리에는 약한 관목지와 삼림으로 구성된다.[10][22][23]3. 13. 사막 및 건생 관목지
사막 및 건생 관목지는 온대에서 열대 지역에 걸쳐 나타나는 건조한 기후의 생물 군계이다.하인리히 발터(Heinrich Walter)의 분류 체계에서는 강수량과 온도를 기준으로 9가지 주요 생물 군계를 제시한다.[10][22][23] 이 중 세 번째 생물 군계(ZB III)는 아열대 지역의 매우 강한 계절성을 가진 건조 기후를 특징으로 한다.
| 번호 | 생물 기후대 (Zonobiome) | 토양대 | 식생대 |
|---|---|---|---|
| ZB III | 아열대, 계절성이 매우 강함, 건조 기후 | 세로젬(Serosemes), 시에로젬(sierozemes) | 노출된 지표면이 상당한 사막 식생 |
이 지역의 토양은 세로젬(Serosemes) 또는 시에로젬(sierozemes)이며, 식생은 노출된 지표면이 많은 사막 식생이 주를 이룬다.[10][22][23]
3. 14. 맹그로브
맹그로브 (아열대 및 열대, 염수 범람)[28]4. 민물 생물군계
5. 해양 생물군계
데이비드 W. 구달(David W. Goodall)이 편집한 ''세계의 생태계''(Ecosystems of the World) 시리즈는 지구상의 주요 "생태계 유형 또는 생물군계"를 포괄적으로 다룬다.[21]
해양 생태계는 다음과 같이 분류된다.
6. 기타 생물군계
| 구분 | 구분 | 구분 | 구분 | 구분 |
|---|---|---|---|---|
| 빙상 및 극사막 | 아열대습윤활엽수림 | 사막 | 초원 사바나 | 고산 툰드라 |
| 툰드라 | 지중해성 식생 | 건조 관목지 | 온대 초원, 사바나 및 관목지 | 온대 침엽수림 |
| 타이가 | 몬순림 | 스텝 | 아열대 건조 활엽수림 | |
| 온대활엽수림 및 혼합림 | 열대우림 |
암석의 기공과 균열 속, 지표면 아래 수 킬로미터에 걸쳐 미생물만으로 구성된 내생생물 생물군계는 최근에야 발견되었으며, 대부분의 분류 체계에는 잘 맞지 않는다.[36]
6. 1. 인위적 생물군계
주어진 소스에는 '인위적 생물군계'에 대한 내용이 없으므로, 이전 답변과 마찬가지로 해당 섹션은 작성할 수 없다.6. 2. 미생물 생물군계
암석의 기공과 균열 속, 지표면 아래 수 킬로미터에 걸쳐 미생물만으로 구성된 내생생물 생물군계는 최근에야 발견되었으며, 대부분의 분류 체계에는 잘 맞지 않는다.[36]7. 기후 변화의 영향
인위적인 기후 변화는 지구 생물군계의 분포를 크게 변화시킬 가능성이 있다.[37][38] 전 세계의 생물군계가 너무 많이 변하여 완전히 새로운 생물군계가 될 위험에 처할 수도 있다.[39] 더 구체적으로 말하면, 지구 육지 면적의 54%에서 22%는 다른 생물군계에 해당하는 기후를 경험하게 될 것이며,[37] 육지 면적의 3.6%는 완전히 새롭거나 이례적인 기후를 경험하게 될 것이다.[40][41] 생물군계 변화의 한 예로 목본식물 침입이 있는데, 이는 초원 사바나를 관목 사바나로 바꿀 수 있다.[42]
북극과 산악 생물군계는 평균 기온이 평소보다 두 배 이상 상승했다.[43][44][45] 이는 북극과 산악 생물군계가 현재 기후 변화에 가장 취약하다는 결론으로 이어진다.[43] 남아메리카 육상 생물군계는 북극과 산악 생물군계와 같은 온도 추세를 겪을 것으로 예측되었다.[46][47] 연평균 기온이 계속 상승함에 따라 현재 삼림 생물군계에 있는 수분이 말라 버릴 것이다.[46][48]
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서적
Concepts of Ecosystem Ecology
Springer-Verlag
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