경관적으로 생태계가 가지고 있는 의미

경관 생태학은 경관요소의 공간 패턴과 공간 이질성의 원인과 생태적 영향을 연구하는 학문이다. 경관요소의 모자이크인 경관은 바탕, 조각 및 통로로 구성된다. 경관 생태학에서는 조각과 통로의 크기, 모양, 수 및 위치 등의 공간 구조와 공간 이질성이 생물 서식, 물질과 에너지 흐름 같은 생태적 과정에 미치는 영향을 분석한다. 공간 이질성에 대한 경관 생태학의 지식은 생물다양성 보존, 지속 가능한 공간 계획에 도움을 주고 있다.

[네이버 지식백과] 경관생태학 [landscape ecology] (식물학백과)

 

1. 경관의 의미

1) 정의

• 경관은 생물의 상호작용 진행에 따라 나타나는 생태계의 평면 (생태학적)
• 생태계의 구조와 공간의 변화, 구성요소 간의 상호관계에 집중하는 평면 (생태학적)
• cf. 경치를 뜻하거나 특색 있는 풍경과 행태를 가진 일정한 지역 (풍경학적)

 

2) 구성요소

• 패치(Patch) : 어느 정도의 규모와 경계가 있는 공간(ex. 강, 도시, 산림, 호수 등)으로 생물다양성 결정요소
• 코리더(Corridor) : 길고 좁은 형태를 가지고 있는 경관(ex. 강변, 도랑, 도로 등)
• 매트릭스(Matrix) : 패치와 통로를 둘러싸고 있는 경관 (도시에서는 매트릭스의 영향이 큼)
• 모자이크(Mosaic) : 패치(Patch) + 코리더(Corridor) + 매트릭스(Matrix)

 

3) 특성

• 경관을 구성하는 여러 가지 요소가 모여 상호관계 형성
• 요소가 혼재하면서 하나의 입체적인 면을 이룸
• 시공간적 상호작용이 있음
• 계절, 시간, 상황 등에 의한 역동적인 변화가 발생함

 

4) 구조, 기능, 변화

 

  (1) 구조

• 경관 구성요소의 관계 형성으로 만들어지는 연결구조
• 경관 구성요소의 위치, 크기, 형태

  (2) 기능 

• 생태계의 구성요소 사이에서 일어나는 상호작용을 말함
• 구성요소 사이의 생물, 물질, 에너지의 이동

  (3) 변화

• 시간이 지나며 발생하는 경관구조의 변화 및 경관 기능의 변화

 

2. 서식지 단편화

1) 정의

• 하나의 생물서식처가 어떤 요인에 의해 여러 개의 작은 서식처로 나뉘는 현상을 말함
• 큰 규모의 경관 패치가 작은 조각으로 분할되는 것
• 원인에는 크게 자연적인 것과 인위적인 것으로 나뉘는데 특히 인위적 단편화의 경우는 가장자리가 직선으로 분할되어 상대적으로 더 안좋음

 

2) 단편화의 효과 및 영향

  (1) 효과

• 가장자리 효과 : 가장자리 면적이 증대되면서 띠 형성
• 격리 효과 : 서식지의 환경변화에 따라 개체군 이동
• 국지적 멸종 : 국지적으로 특정한 종의 멸종
• 자연적 과정의 왜곡효과 : 자연 발생적인 과정의 왜곡 및 붕괴
• 장벽 효과 : 구조물이 생물의 이동을 막음
• 종-면적 효과 : 서식지 면적이 축소되어 개체의 수 감소
• 초기 배제효과 : 넓은 면적이 필요한 종과 민감한 종의 이동, 소멸
• 혼잡 효과 : 환경조건이 더 나은 서식지에 생물종 집중 (생산자가 사라지면 멸종)

 

  (2) 단편화가 미치는 영향

• 서식처 상실 : 동물이동 제한, 장벽 조성, 일부 동물 격리
• 서식처 면적 축소 : 오염과 교란 증가, 서식조건 변화, 종 조성 변화

 

3. 주연부, 주연종, 주연 효과

1) 정의

생태계를 평면적으로 보았을 때 일반적으로 내부지역과 가장자리 지역으로 구분할 수 있다. 내부지역은 해당 생태계를 유지하는 핵심적인 생물종이 서식하고 가장자리 지역은 외부로부터 내부에 미치는 다양한 환경 영향을 조절하는 기능을 한다. 이 완충하는 지역을 주연이라고 한다.

• 주연부 : 다른 주연이 서로 맞닿은 지역. 서로 다른 생태계가 만났을 때 기존의 주연보다 넓은 주연 부위가 형성된다고 봄
• 주연종 : 주연부에 사는 생물종을 의미
• 주연 효과 : 주연부에서 개체군 밀도나 생물종 다양성이 높아지는 현상

 

2) 주연의 유형

  (1) 고유 주연

• 다른 구조나 성질을 가진 식물군집 간에 발생
• 자연생태계에서 빈번하게 발생함
• 식생이 자연현상의 영향을 받을 때 발생
• 하천의 주연과 산림의 주연이 만남

 

  (2) 유발 주연

• 생태계를 파괴하는 인간의 행위로 인해 발생
• 인위적으로 환경이 급변하면서 발생함
• 도로, 터널 건설, 택지개발, 임도 건설, 벌채 등으로 인공적인 공간과 자연공간이 만났을 때 발생

 

3) 특성

  (1) 주연부

• 일반적으로 100m 정도의 폭을 대상으로 함
• 인접한 생태계나 환경조건에 따라 다양한 폭을 지니게 됨
• 파편화한 서식처의 내부와는 현저히 다른 환경이 형성됨
• 인위적 주연부, 자연적 주연부

 

  (2) 주연종

• 일반종 : 많은 종류의 먹이자원을 이용하고 다양한 환경에서 서식할 수 있는 종
• 다중 서식처 종 : 둘 이상의 서식지 환경을 이용하며 환경에 내성이 있는 종이 살아남음

 

  (3) 주연 효과

• 다른 생태계에 서식하는 종이 모두 출현
• 서식을 위해 둘 이상의 생태계를 요구하는 종은 주연부에서만 출현
• 단편화된 패치의 규모가 작을 때 효과가 커짐
• 서식지의 가장자리가 길거나 곡선형 또는 폭이 넓을수록 종 다양성이 증가함

 

4) 긍정적 측면, 부정적 측면

• 긍정적 측면 : 생물종 다양성 증가, 종 서식처 간 이동 증가, 생물종의 환경 적응력 확대
• 부정적 측면 : 종 구성 변화로 생태 피라미드 파괴, 주연부 및 내부 서식처의 환경변화, 취약한 생태계

 

4. 도서생물지리설

맥아더와 윌슨은 생물종의 유지에 있어서 섬의 크기와 분리된 상태가 중요한 역할을 한다고 주장했다. 서식처 단편화와 관련된 이론으로 분할된 서식처의 크기와 서식처 간 거리 및 위치와 생물다양성과의 관련성에 대해 관찰한 것이다.

 

1) 이론

• 생물종의 유지에 있어서 섬의 크기와 분리된 상태가 중요한 역할을 한다고 봄
• 섬의 종수는 생물종이 이입, 멸종하는 수에 따라 결정, 유지됨
• 여기서 섬은 도서만이 아니라 초지에 둘러싸인 호수나 도시공간에 둘러싸인 산림 등으로 질이 다른 생태계가 서식처 주변을 둘러싸고 있는 상태를 의미함

 

2) 중요성

• 서식지의 규모와 서식지 간의 거리가 서식지 보전에 중요함을 밝힘
• 생물종의 이입과 이출 근거를 밝힘

 

3) 결론

• 크기가 작은 섬은 멸종률이 높음
• 면적이 넓은 섬은 생물종의 수가 많고 멸종률이 낮음
• 섬 간 거리가 가까울 때는 이입률이 높음
• 섬 간 거리가 멀수록 이입률이 낮고 멸종률이 높음

 

5. 다이아몬드 이론, LOS와 SLOSS 이론

다이아몬드이론은 도서생물지리설을 응용해 자연보호구역 설계에 적용한 것이다. 경관 패치의 크기, 형태, 수, 배열과 생물종 다양성의 관련성을 설명하는 이론이다.

 

1) 주요 내용

• 큰 서식처, 단일 서식처, 인접 서식처, 집중 서식처, 통로가 있는 서식처, 둥글고 완만한 형태의 서식처가 멸종할 우려가 적음
• 큰 경관 조각은 대형동물 유지에 유리
• 여러 개의 작은 경관 조각은 서식처 다양성 유지에 유리
• 대면적일수록, 단일 대형일수록, 인접해 있을수록, 자원을 공유할수록, 연결되어있으며, 원형, 아메바 형태일수록 좋음

 

2) 효과

• 면적 효과 : 섬의 면적이 클수록 생물다양성이 유지됨
• 형상 효과 : 같은 면적일 때 가늘고 긴 형태보다 원형에 가까운 섬이 주변의 영향을 덜 받음
• 연결 효과 : 섬과 섬이 녹지로 연결되어 네트워크 기능이 발휘됨

 

3) LOS(Large or Small) 이론

• 자연식생을 지닌 큰 패치는 대부분의 내부종이 유지 가능한 개체군이 되도록 지원
• 중심 서식처를 제공하고 넓은 행동권을 요구하는 척추동물의 서식을 유지하도록 도움
• 작은 패치는 매트릭스의 부정적 영향이 확산하는 것을 막음

 

4) SLOSS(Small Large or Several Small) 이론

• 총면적이 같을 때 하나의 큰 경관 조각과 작은 여러 개의 조각 중 어느 것이 생태적으로 건전한가?
• 큰 경관 조각이 없으면 기본이 되는 생물서식처가 없어서 불안정한 생태계가 됨
• 큰 경관 조각만 있으면 서식처 다양성이 부족함
• 큰 경관 조각은 대형동물 유지에 유리함
• 작은 경관조각은 서식처 다양성 유지에 도움을 줌