생명과학 고2 생명의 연속성과 다양성 심화

천이

1차 천이(암석→양수림→음수림)와 2차 천이(교란 후 회복)를 거쳐 군집 구조가 시간에 따라 변화하는 과정이다.

한 지역의 군집을 이루는 종 구성이 시간에 따라 차례로 바뀌어 가는 과정으로, 맨땅에서 시작하는 1차 천이와 교란 이후 남은 토양에서 다시 시작하는 2차 천이로 나뉩니다.

먼저 들어온 생물이 자기에게 좋은 환경이 아니라 다음 생물에게 좋은 환경을 만들어 놓고 밀려납니다. 자기 손으로 자기 후임을 불러들이는 셈입니다.

쉽게 말하면

군집은 고정된 그림이 아닙니다. 화산이 식어 굳은 용암 대지처럼 아무것도 없는 땅에서 출발하면, 먼저 지의류가 들어옵니다. 지의류는 암석을 조금씩 부수고 죽어서 유기물을 남겨 토양을 만듭니다. 토양이 생기면 초본 식물이 들어올 수 있고, 그다음 관목, 그다음 나무가 이어집니다.

숲 단계에서 결정적인 전환이 일어납니다. 먼저 자리 잡는 것은 빛을 좋아하는 양수입니다. 그런데 양수림이 우거지면 숲 바닥에 도달하는 빛이 크게 줄어듭니다. 이제 양수의 어린나무는 자기 부모가 만든 그늘에서 자라지 못합니다. 반면 약한 빛에서도 자라는 음수의 어린나무는 그 아래에서 견딥니다. 세월이 지나 늙은 양수가 쓰러진 자리를 음수가 차지하고, 결국 음수림으로 바뀌어 안정된 극상에 이릅니다.

2차 천이는 산불이나 벌목 뒤에 일어납니다. 이때는 결정적인 차이가 하나 있습니다 — 토양과 그 속의 씨앗·뿌리가 남아 있다는 것입니다. 1차 천이가 토양을 만드는 데 오랜 시간을 쓰는 반면, 2차 천이는 그 단계를 건너뛰고 초원부터 시작해 훨씬 빠르게 숲으로 회복합니다.

천이를 이끄는 것은 결국 빛을 둘러싼 경쟁입니다. 어떤 단계에서 무엇이 자라는지를 외우기보다, '지금 이 숲의 바닥에 빛이 얼마나 들어오는가'를 물으면 다음 단계가 저절로 보입니다.

이렇게 나타납니다

예시 1

1차 천이 — 맨땅에서 숲까지

용암 대지나 새로 드러난 암석에서 시작합니다. 지의류(개척자) → 초원 → 관목 → 양수림 → 혼합림 → 음수림(극상)의 순서로 진행되며, 토양을 처음부터 만들어야 하므로 아주 오랜 시간이 걸립니다.
예시 2

2차 천이 — 산불 뒤의 회복

산불이 지나간 뒤에도 토양은 남아 있고, 그 속에는 씨앗과 뿌리가 살아 있습니다. 그래서 지의류 단계를 건너뛰고 초원부터 시작해 관목·숲으로 빠르게 이어집니다. 같은 숲을 만드는 데 1차 천이보다 훨씬 짧은 시간이 듭니다.
예시 3

양수림이 음수림에게 자리를 내주는 이유

양수림이 무성해지면 나뭇잎이 빛을 가로막아 숲 바닥이 어두워집니다. 양수의 어린나무는 그 어둠에서 자라지 못하고, 음수의 어린나무만 견딥니다. 늙은 양수가 쓰러진 자리를 이미 밑에서 자라던 음수가 채우면서 숲의 주인이 바뀝니다.

1차 천이와 2차 천이

구분	1차 천이	2차 천이
출발 지점	토양이 없는 맨땅 (용암 대지, 새 암석)	토양이 남아 있는 땅 (산불·벌목 이후)
개척자	지의류	초본 식물
속도	매우 느림 (토양 형성부터 시작)	훨씬 빠름 (토양·씨앗이 이미 있음)
도달점	극상 (음수림)	극상 (음수림)

자주 하는 오해

2차 천이가 1차 천이보다 느리다고 생각하기

이렇게 생각하기 쉬움산불로 다 타 버렸으니 아무것도 없는 맨땅보다 회복이 더 어렵다

실제로는2차 천이가 훨씬 빠릅니다. 토양과 그 속의 씨앗·뿌리가 남아 있어 천이의 가장 오래 걸리는 단계(토양 형성)를 건너뛰기 때문입니다.

'타 버렸다'는 인상 때문에 완전히 초기화됐다고 느끼기 쉽지만, 천이 속도를 결정하는 것은 겉모습이 아니라 토양의 유무입니다. 지의류가 암석을 부수어 흙을 만드는 데는 아주 오랜 시간이 걸립니다. 그 시간을 아끼는 것이 2차 천이의 결정적 이점입니다.

극상을 '변화가 완전히 멈춘 상태'로 이해하기

이렇게 생각하기 쉬움음수림에 도달하면 그 숲에서는 더 이상 아무 일도 일어나지 않는다

실제로는극상은 종 구성이 크게 바뀌지 않고 유지되는 상태입니다. 개별 나무는 계속 죽고 새로 자라며, 작은 규모의 변화는 끊임없이 일어납니다.

극상은 정지가 아니라 균형입니다. 늙은 음수가 쓰러지면 그 자리에 다시 음수가 자라 종 구성이 유지되는 것이지, 나무가 영원히 사는 것이 아닙니다. 큰 교란이 오면 극상 숲도 2차 천이로 되돌아갑니다.

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군집고2

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없음 — 이 개념이 마지막입니다

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같은 단원의 개념 — 생명의 연속성과 다양성

자주 묻는 질문

Q1천이가 항상 음수림에서 끝나나요?

기후와 토양이 숲을 부양할 수 있을 때 그렇습니다. 강수량이 적은 지역이라면 초원이, 더 건조하면 사막이 극상이 됩니다. 극상은 '음수림'이라는 정해진 답이 아니라 '그 환경에서 도달할 수 있는 가장 안정된 군집'입니다.

Q2천이 과정에서 총생산량과 순생산량은 어떻게 변하나요?

천이가 진행될수록 식물의 양이 늘어 총생산량은 커지지만, 동시에 식물 자신의 호흡량도 커집니다. 극상에 가까워지면 총생산량에서 호흡량을 뺀 순생산량은 오히려 줄어들어, 생물량이 더 이상 크게 늘지 않는 균형에 이릅니다.

Q3지의류가 왜 개척자인가요?

토양이 전혀 없는 암석 표면에서도 살 수 있고, 산을 내어 암석을 화학적으로 풍화시키기 때문입니다. 지의류가 죽어 쌓인 유기물과 부서진 암석 조각이 섞여 최초의 얇은 토양이 만들어지고, 그제서야 다른 식물이 들어올 수 있습니다.

교육과정 2022 개정 · 고2 생명과학 · 생명의 연속성과 다양성 수록 심화 (교육과정 밖 확장 개념)

출처 교육부 고시 제2022-33호 (2022 개정 교육과정) · NCIC 국가교육과정정보센터

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