생물군계

생물군계

 

 

만일 당신이 미국 펜실베니아주에 사는 사람인데 북프랑스를 여행한다면 그곳의 풍경은 마치 고향의 풍경처럼 느껴질 것이다. 식물학자는 북프랑스의 교목이나 관목이 펜실베니아의 것과 같지는 않으나 식물의 일반적인 형태나 그들의 생육지가 유사하다는 것을 알수 있다. 프랑스의 지중해 연안을 따라 남쪽으로 여행한 사람들은 다른 이야기를 하게 될 것이다. 그곳의 경치는 펜실베니아주의 것과는 다르다(남캘리포니아에 거주하는 사람에게는 고향같이 느껴질 것이다). 식물들이 다를 뿐 아니라 두 지역에 서식하는 야생동물 또한 다르다. 이와 같이 다른 기후와 식생에 의해 구별되는 동식물군집체를 생물군계(biome)라 한다. 또한 각 생물군계는 나름대로 독특한 양상의 생산성을 갖는데 이것은 생물의 먹이그물에 의한 에너지 통로이기 때문이다. 또한 각 생물군계는 식량생산 잠재력에서도 차이가 있다.

지구상에 얼마나 많은 생물군계가 존재하는지 정확히는 알 수 없다. 이것은 기후와 지질이 완전히 동일한 지역은 없기 때문에 이로 인해 동식물의 생활도 차이가 날 수밖에 없다. 차이점을 강조하여 나누면 생물군계의 수는 늘어나고, 그러한 특성차를 무시하면 생물군계의 수는 줄어든다. 우리는 중앙 및 북아메리카의 생물군계를 일곱 개로 나누어 볼 수 있다.

많은 기후상들이 생물군계의 생성과 유지에 관여한다. 강우량이 평균 이상(연간 1,000 mm 이상)이고, 일년 내내 고루 분포해 내리는 곳에서는 온도가 중요한 요인이 된다. 위도가 높아질수록 평균 온도가 더 낮아지는 원인을 살펴보았다. 사실 중요한 것은 온도가 아니라 결빙의 지속시간이나 생장기의 기간 같은 것이 보다더 큰 제한요인이다. 강우량이 적당하다면 우리는 평균 온도가 높은(열대지방) 지방으로부터 낮은 지방(극지방)에 이르는 특징적인 네 개의 생물계로 나눌 수 있다.

 

 

열대우림

서반구에서 열대우림(tropical rain forest)은 중부와 남부 아메리카의 정글지대에 가장 잘 발달되어 있다. 나무들은 크고 다양한 종으로 같은 종의 나무가 서로 인접해서 자라는 일이 거의 없다. 숲이 매우 빽빽하며 햇빛은 수림 밑바닥까지 도달하지 못한다. 대부분의 나무는 낙엽성이 아닌 상록성이며 나뭇가지는 덩굴식물과 부착식물로 뒤엉켜 부착되어 있다. 부착식물(epiphyte)은 생장력이 좋은 식물에 붙어 사는 데 기생식물들이 그러하듯 그들은 숙주로부터 양분을 얻는 것은 아니다. 그들의 뿌리가 땅에까지는 미치지 못하므로 대기로부터 수분과 무기 영양분을 취하여 살아간다. 많은 난과 식물들과 많은 브로멜리아드(bromeliad)류가 부착식물의 예이다.

열대우림의 풍성함은 그의 높은 순생산성이 잘 나타내 준다. 그러나 열대우림을 식량생산에 이용해 보고자 노력한 많은 시도들은 실패하였다. 열대우림은 식물뿐 아니라 동물에 있어서도 다른 어떤 생물군계보다도 매우 다양한 종을 갖고 있다. 조류와 곤충뿐만 아니라 포유동물, 파충류 등 대부분의 동물들이 살고 있다.

미국 대륙에서 열대우림 생물군계 생물에 속하는 곳이 플로리다 남쪽 끝에 위치한 에버글라데스(Everglades)로부터 넓게 펼쳐 있는 교목이 없는 섬지역들이다. 그곳은 영하로 내려가는 일이 결코 없고 주기적으로 발생해 휩쓰는 에버글라데스 화재로부터도 보호될 수 있는 곳이다. 이 아열대우림은 에버글라데스 국립공원에서 보호하고 있다.

 

온대낙엽수림

북아메리카의 온대낙엽수림(temperate deciduous forest) 생물군계는 미국 동부의 반을 차지한다. 재질이 단단한 활엽수(너도밤나무, 단풍나무, 참나무, 호도나무 등)로 형성된 이 식물군의 특징은 가을에는 낙엽이 지는 것이다. 여기의 수종은 열대우림의 식물군계보다 적으나 단일 종의 수목이 큰 군락을 형성하기도 한다. 동물로서는 사슴, 너구리, 도롱뇽이 이 생물군계의 특징을 이룬다. 이 군계는 자연 생태계나 농경지 생태계 모두에서 생장기 동안에는 상당한 생산성을 이룬다.

 

 

상록침엽수림

캐나다 북부로 여행하면 새로운 경관이 펼쳐진다. 특히 가문비 나무, 전나무 같은 침엽수림이 주종을 이룬다. 이 상록침엽수림 은 소련에서 볼 수 있는 생물군계와 유사하여 타이가(taiga)라 부르기도 한다. 이 지역은 호수가 산재하며 소택지와 늪으로 이루어져 있는데 이곳은 낙엽수림의 동식물 종수보다 훨씬 적은 수의 종들이 서식한다. 이 군계에는 큰 동물로 북미산 큰사슴(moose)이 있는데 이는 이곳의 전형적인 특징을 나타내는 동물이어서 “가문비나무-큰사슴 생물군계"(spruse-moose biome)라는 이름도 얻게 되었다. 길고 추우며 눈오는 겨울이 오기 전에 많은 포유동물들은 겨울잠에 들어가며 많은 철새들은 남쪽으로 이주한다. 여름의 장일장은 일부 식물을 무성히 자라게 하지만 타이가의 생산성은 낮은 값이다.

 

 

툰드라

더욱 북쪽으로 여행해 가면 타이가(taiga) 의 산림은 가혹한 아한대 기후로 인해 생장이 저지된다. 결국 늪지나 호수도 사라지고 겨울은 매우 가혹한 추위가 몰아치고, 단일장의 북극 여름은 토양 표층 바로 밑은 녹지 못해 영구 동결지대를 형성시킨다. 물이끼, 여러 가지 지의류, 몇몇 종류의 풀, 빨리 생장하는 일년생 초본만이 생장기 동안 자란다. 순록은 이러한 것을 먹이로 한다. 많은 곤충도 그것을 먹이로 하는데 이주하는 새무리, 특히 물새는 그들의 새끼를 기르기 위해 여름 동안 툰드라 (tundra) 지대로 들어와 다양한 종류의 무척추동물과 척추동물 및 곤충들을 먹고 산다. 극지방의 여름이 끝나면 새들은 남쪽으로 이동하고 그곳에 남은 소수의 동물들은 여러 방법의 동면 상태로 겨울 지낼 준비를 하게 된다.

 

몇백 마일을 여행하지 않고도 다른 생물군계를 볼 수 있는 다른 방법이 있다. 네 생물군계를 형성할 때 온도가 중요하다는 것은 이미 설명하였다. 온도는 위도뿐 아니라 고도에 따라서도 변한다는 것을 우리는 잘 알고 있다. 뉴햄프셔에 있는 워싱턴산을 톱니바퀴 열차를 타고 올라가 보면 짧은 시간에 계곡에 자생하는 온대낙엽수림으로부터 가문비나무가 주종을 이루고 있는 고산지대를 지나 지의류나 이끼가 주종을 이루는 정상까지 갈 수 있다. 이와 같은 지역의 물리 및 생물학적 특징이 위도에 따른 생물군계와 일치하는 것은 아니지만 대등하게 유사한 점이 많이 있다. 일반적으로 1,000ft(약 300m) 상승에 따르는 동물 및 식물상의 변화는 600마일(약 960km) 북쪽으로 여행하는 것에 해당하는 변화가 있다.

"북아메리카에서는 세 가지 다른 주요한 생물군계를 볼 수 있다. 즉 초원(평원), 사막 및 수풀림이다. 이 세 생물군계를 조절하는 것은 온도가 아니라 강우량의 차이이다. 북미 서부에 부는 많은 바람은 수분을 많이 함유한 태평양으로부터 불어오는 바람이다. 이 공기는 태평양 연안 산맥과 시라즈(Sierras)와 카스카데스(Cascades) 산맥의 경사지를 넘어 마침내 록키(Rockies) 산맥에 이르는데 여기서 냉각된다. 이때 습기는 비구름이 되어 비나 눈으로 하강하여 서쪽 경사면에 뿌려지게 된다. 그후 이 공기가 동쪽 경사면에 이르렀을 땐 비교적 건조한 상태여서 비는 적어지게 된다. 비가 얼마나 오며 언제 내리느냐에 따라 이 지역의 생물군계는 초원, 사막, 수풀림으로 나누어지게 되는 것이다.

 

 

초원

초원(grassland) 생물군계의 연 강우량은 평균 20인치(약 500mm)이다. 이 비는 대부분 생장기 초기에 내리며, 이 비는 다년생 풀과 초본류의 생장을 촉진하나 강을 낀 골짜기 주위를 제외하고는 산림을 형성하기에는 미흡한 양이다. 산림으로부터 초원에 이르기까지 그 분포균형을 유지시키는 요소는 불이다. 번갯불이나 사람에 의해서 발생된 불이 오래 전 선사시대 이전부터 줄곧 주기적으로 평원을 휩쓸어 온 많은 증거가 있다. 지하에 줄기와 눈을 묻은 영년생 풀들과 초본들은 관목과 교목을 파괴하는 불로부터 침해를 덜 받는다.

먹이는 풍성하나 포식자로부터 피할 수 있는 은신처가 적은 초원이 세계 도처에 유사한 동물 집단을 형성시켰다. 가장 많이 점한 척추동물은 빨리 이동할 수 있는 초식동물인 유제류들이다. 백인의 정착 이전 초원의 지배자는 들소나 영양들이었다. 지금은 평탄한 초원은 옥수수나 밀 및 다른 곡류를 재배하는 경작지로 되어 있고 구릉지역은 소나 양같은 가축을 사육하는 목장지대가 되어 있다. 잘 경작된 초원 생물군계는 높은 순생산성을 낼 수 있는 곳이다.

 

 

사막

사막(desert)의 연강우량은 10인치(약 250mm)이하이며, 어떤 해에는 전혀 비가 오지 않는 경우도 있다. 사막의 극심한 건조로 그곳의 생물군계는 (1) 오랫동안 을 저장할 수 있게 적응된 선인장, 산쑥(sagebrush), 콩과인 메스키트(mesquite) 같은 식물이고, (2) 몇 주일내에 종자가 발아해서 성숙하여 꽃이 피고 새로운 종자를 생산할 수 있는 빨리 자라는 일년생식물로 제한된다. 사막의 동물(포유류, 도마뱀,곤충 및 몇 종류의 새들)은 사막의 뜨거운 태양열로부터 피할 수 있도록 굴을 파서 몸을 숨길 수 있게 적응되어 있다. 그들의 대부분은 밤에 먹이를 찾는다. 사막의 순생산성은 매우 적다. 때로 사막에 관개시설을 설치하여 높은 생산성을 얻기도 하나 이는 잠정적인 것이다. 

 

 

수풀림

수풀림(chaparral) 생물군계의 연 강우량은20~30 인치(약 450~750mm)에 이르나 그 강우량의 대부분은 겨울에 집중되고, 여름엔 매우 건조하다. 수목, 관목, 풀 같은 식물이 점하고 있다. 이 생물군계는 캘리포니아에서 볼 수 있다. 이와 유사한 생물군계(다른 이름으로 관목군계)로는 지중해 연안과 오스트레일리아의 남쪽 해안 주위에서 볼 수 있다. 수풀림관목의 주종은 참나무과로서 활엽수나 상록수이다. 키작은 오우크나무, 만자니타(manzanita)와 같은 관목 그리고 캘리포니아 라일락(동양의 라일락과는 다른)은 조밀한 상록수풀림을 형성한다. 이들 식물은 잎표면이 왁스로 덮여 있어 방수처리가 되어 가뭄에 적응할 수 있게 되어 있다. 수풀림은 여러 유사한 군계로부터 도입된 식물들이 생장하고 있다. 지중해 연안이 원산지인 포도, 올리브, 무화과들이 원산지에서 처럼 무성하게 자란다. 오스트레일리아의 유사한 생물군계로부터 도입된 유칼립터스(eucalyptus)나무도 그러하다.