생태 피라미드

먹이 사슬에서 각 생물군이 차지하고 있는 단계를 영양 단계라 하는데, 대부분의 생태계에서 1차 영양 단계의 생체량은 매우 많다. 그러나 이 생체량이 모두 2차 영양 단계로 전환되지는 않는다. 이것은 식물 중 극히 일부만이 1차 소비자에게 먹히기 때문이다. 또한 배설과 호흡 등을 통해 상당량의 에너지가 소비된다. 따라서, 먹이 사슬의 각 영양 단계의 생체량이나 에너지를 비교해 보면, 생산자 단계에서 1차 소비자, 2차 소비자 단계로 이전함에 따라 전체적인 모양이 피라미드형으로 되는 것을 생태 피라미드라고 한다. 생물의 에너지량, 생물량, 개체수로 나뉜다.

생태 피라미드의 분류

• 에너지 피라미드
• 수적 피라미드
• 생체량의 피라미드

에너지 피라미드(pyramid of energy)

생태계를 에너지적 관점으로 볼때, 두 가지 근본적인 물리적 에너지 법칙이 중요하다. 열역학 제 1 법칙에서는 에너지는 만들어지지도 없어지지도 않는다고 한다. 그것은 우리가 각 영양 단계에서 에너지의 양을 서술할 수 있어야 하며, 연속적인 영양단계를 통해 에너지가 흐를 때 에너지를 따라갈 수 있음을 강조한다. 열역학 제 2 법칙에서는 에너지가 한 형태에서 다른 형태로 전환될 때, 일부 에너지는 주변에 열로 방출될 수 있다고 말한다. 이는 한 영양단계에서 다른 영양단계로 지나갈때, 생물에서 에너지 양은 감소하고 그들 주변의 열의 양은 증가하는 것을 의미한다. 생태계 내에서 에너지는 여러 방법으로 측정할 수 있는데 한가지 단순한 방법은 어떤 영양 단계에 존재하는 모든 생물들을 채집해서 태우는 것이다. 이런 과정을 통해 생산자와 초식동물 사이의 에너지 변화량은 비교하고, 생산자에서 초식동물로 갈 때 얼마나 많은 에너지의 양이 열로써 손실되었는지 알 수 있게 된다. 존재하는 에너지를 결정하는 다를 방법은 광합성 양과 생산자 그룹의 호흡률을 측정하는 것이다. 호흡률과 광합성 차이는 식물의 살아있는 물질에서 포획한 양이다. 에너지의 흐름을 강조한 것이 에너지 피라미드이다. 즉, 생태계에서 에너지는 한 방향으로만 흐르는데, 어떤 군집에서 영양 단계별로 가지고 있는 에너지를 나타낸 것이 에너지 피라미드이다. 생태 피라미드에서 개체수나 생체량의 경우에는 군집에 따라 역삼각형이 될 수도 있으나, 에너지 피라미드는 반드시 삼각형 모양으로 나타난다. 한편, 영양 단계가 증가할수록 개체의 크기는 증가하며, 에너지의 이동량은 감소하지만 에너지의 효율은 증가하게 된다.

수적 피라미드(pyramid of number)

생태계를 구성하고 있는 생물 군집에서 영양 단계별로 1차 소비자, 2차 소비자의 식으로 쌓아올리면, 고차 소비자로 갈수록 그 수가 적어져 피라미드 모양이 된다. 또 1차 소비자 밑에 생산자를 놓아도, 생산자가 1차 소비자보다 몸의 크기가 작을 경우에는 역시 피라미드 모양이 된다. 이것을 '개체수 피라미드'라고 한다. 개체수 피라미드는 연못 속의 '식물 플랑크톤→동물 플랑크톤→물고기'와 같은 먹이 연쇄의 예에서 관찰할 수가 있다. 그러나 이 개체수 피라미드는 경우에 따라 모양이 달라진다.

생체량의 피라미드(pyramid of biomass)

피식자와 포식자의 관계에서 피식자가 포식자에게 먹히더라도 생태계의 평형을 위해서는 개체의 수적인 증가가 계속되어야 한다. 따라서 피식량(被食量)이 중요하게 여겨진다. 예를 들면, 사자가 성숙한 영양 한 마리를 먹는 것과 갓태어난 작은 영양 한 마리를 먹는 것은 섭취량이 다르다. 그러므로 갓태어난 영양이라면 몇 마리를 포식해야 한다. 여기서 생각할 수 있는 것이 생물량이라는 개념이다. 생물량은 생체량이라고도 하며, 단위 면적 내의 생물체의 중량을 영양 단계별로 생물의 생물량을 조사하여 차례로 쌓아가면 보통 피라미드 모양이 되므로, 이것을 '생물량 피라미드' 또는 '생체량 피라미드'라고 한다.

출처

이 문서에는 다음커뮤니케이션(현 카카오)에서 GFDL 또는 CC-SA 라이선스로 배포한 글로벌 세계대백과사전의 "먹이에 의한 생물의 관계" 항목을 기초로 작성된 글이 포함되어 있습니다.