생태 천이 (Ecological Succession)

한 줄 정의: 시간이 지나면서 한 지역의 생물 군집 구성이 단순한 상태에서 점차 복잡하고 안정적인 상태(극상)로 순차적으로 바뀌어가는 과정입니다.

쉽게 풀면

화산이 폭발해 아무것도 없는 맨땅이 새로 생겼다고 상상해봅시다. 처음에는 이끼나 지의류 같은 아주 단순한 생물만 겨우 자리를 잡습니다. 이들이 죽고 쌓이면서 흙이 조금씩 만들어지고, 그 위에 풀과 작은 초본식물이 자라기 시작합니다. 시간이 더 지나면 관목이, 그다음엔 키 큰 나무들이 들어서고, 결국에는 그 지역 기후에 맞는 안정적인 숲(극상, climax community)이 형성됩니다. 마치 빈 땅에 새 아파트 단지가 들어설 때 처음엔 편의점 하나만 있다가 점차 학교, 병원, 마트가 채워져 자족적인 동네가 완성되는 과정과 비슷합니다. 아무것도 없던 곳에서 시작하는 경우를 1차 천이, 산불이나 벌목처럼 기존 생태계가 파괴된 뒤 남은 토양 위에서 다시 시작하는 경우를 2차 천이라고 구분합니다.

왜 중요한가

생태 천이는 생태계가 교란 이후 어떻게 스스로 회복되는지를 설명하는 기초 이론이기 때문에, 산불이나 벌목, 개발로 훼손된 지역을 복원하는 복원생태학 연구나 기후변화가 식생 변화 속도에 미치는 영향을 다루는 연구에서 핵심 개념으로 쓰입니다. 또한 습지 조성이나 광산 폐쇄 부지 녹화처럼 인간이 의도적으로 생태계를 되살리려는 사업에서, 자연적인 천이 경로를 얼마나 앞당기거나 유도할 수 있는지를 평가하는 기준으로도 활용됩니다.

논문에서는 이렇게 쓰입니다

"산불 이후 20년간의 식생 조사 결과, 해당 지역은 초본 군집에서 관목 군집을 거쳐 극상림으로 향하는 전형적인 생태 천이(ecological succession) 양상을 보였다."

이 문장은 산불로 파괴된 숲이 시간이 지나면서 어떤 식물 군집으로 바뀌어갔는지를 장기간 추적 관찰했다는 뜻입니다. 생태학, 산림학, 복원생태학 논문에서 훼손된 생태계가 자연적으로 회복되는 속도와 경로를 설명하거나, 인간의 개입(조림, 벌채, 목초지 조성 등)이 이 자연적인 흐름을 어떻게 바꾸는지 논의할 때 자주 인용됩니다.

"버려진 농경지에서의 2차 천이 과정을 10년간 모니터링한 결과, 외래식물의 조기 정착이 천이 속도를 지연시키는 것으로 나타났다."

복원생태학 연구에서 교란 이후 남은 토양 위의 천이 과정을 관찰하며, 외래종 침입이 자연 회복 속도에 어떤 영향을 주는지 분석했다는 뜻입니다.

"빙하가 후퇴한 지역의 1차 천이를 조사한 결과, 초기 정착종의 질소 고정 능력이 이후 식생 발달 속도를 좌우하는 것으로 확인되었다."

극지·고산 생태학 연구에서 맨땅에서 시작되는 1차 천이의 초기 단계 생물이 이후 생태계 발달에 미치는 영향을 분석했다는 뜻입니다.

조금 더 깊게 보면

생태 천이를 설명하는 논문에서는 천이 초기에 나타나 척박한 환경을 개척하는 개척종(pioneer species)과, 천이 후기 안정된 환경에서 우세해지는 극상종을 구분해서 다루는 경우가 많습니다. 또한 천이가 어떻게 진행되는지를 설명하는 기전으로는 앞선 종이 환경을 다음 종이 정착하기 좋게 바꿔주는 촉진(facilitation), 자원을 두고 서로 경쟁하며 순서가 바뀌는 억제(inhibition), 어떤 종이 먼저 오든 큰 영향이 없는 내성(tolerance) 모형이 함께 논의되곤 합니다.

주의할 점

생태 천이는 항상 정해진 순서대로 똑같이 끝나는 고정된 절차가 아닙니다. 기후, 토양, 주변 핵심종의 존재 여부, 인간의 간섭 정도에 따라 도달하는 극상의 모습과 걸리는 시간이 달라질 수 있습니다. 또한 극상에 도달했다고 해서 군집이 영원히 고정되는 것도 아니며, 산불이나 태풍 같은 교란이 오면 천이는 다시 이전 단계로 되돌아갈 수 있습니다.