대기 중의 이산화탄소
바닷물은 일반적으로 대기 중의 이산화탄소의 약 절반의 양을 가지고 있습니다. 이것은, 해수가 대기 중의 이산화탄소의 양을 제어하는 데 있어서 매우 중요하다는 것을 나타내는 증거입니다. 바닷물에 용해된 이산화탄소는 탄소 고정의 일환으로 침전되어 탄산염 광물(카르사이트)을 형성합니다. 이것은 대기 중의 이산화탄소량의 약 4만 배입니다. 석회암 형성에 의한 탄소 고정은 지구 형성 초기 이산화탄소 황화수소계의 대기를 오늘날 산소 질소계의 대기로 변환하는 것과 연결되었습니다. 이들 석회암조차 지질학적 사이클의 일부로서 풍화에 의해 물에 녹여지고 일부는 새로운 사이클에 참여하기 위해 대기 중에 방출됩니다. 대기 중의 이산화탄소도 화산 활동에 의해 마그마로부터 공급받게 됩니다. 이렇게 물질의 순환에는 생물학적 순환과 비생물적 순환의 두 가지 유형이 있으며, 이것들은 서로 연결되어 있습니다. 이 순환 과정은 질소나 인 등의 경우와 매우 비슷합니다. 특히 대기 중의 이산화탄소 함유량은 지구 온난화와 관련, 또 좁은 범위의 생태계에 미치는 영향에 있어서 매우 주목받고 있는 물질 중 하나입니다. 질소, 인, 유황의 순환도 이와 같은 과정을 통해 순환합니다. 이 중 질소와 황의 순환과정에 대한 기술은 질소와 황의 순환과정을 탄소와 다른 방법으로 보여주는 모식도로 대체되었습니다.
화학물질의 순환
지금까지 특정 물질의 순환 과정을 대규모로 조사해 왔습니다. 여기서 물질 순환을 먹이사슬 과정으로 제한하고 물질들이 먹이사슬을 통해 순환할 때 가장 먼저 떠오르는 것은 영양소로 작용하는 화학물질의 순환입니다. 다양한 화학물질은 다양한 먹이사슬을 통해 다양한 순환과정을 거칩니다. 생태계에서 그런 물질의 순환은 어떤 종이 다른 종을 먹는 고리 안에서 스스로 발생합니다. 영양소의 점진적인 순환은, 생산자가 소비자에게 영양소를 소비하게 하는 원인이 되는데, 이것은 식물 연쇄(또는 식물 연쇄)라고 불립니다.
먹이사슬의 네트워크
그러나 실제로 생태계에서는 이런 단계적 영양소 소비가 나타나지 않고 잡식동물이 추가된다면 이 먹이사슬은 복잡한 네트워크가 될 수 있습니다. 다른 몇 개의 종을 잡아먹고 성장하는 종 자체는 생태계의 먹이사슬에 매우 복잡하게 얽혀 있는 이 먹이사슬은 다른 종에 의해 먹히며 그 관계는 상호의존적입니다. 우리의 관점에서 보면 숲 속에 서있는 큰 나무가 혼자 자랐다고 생각하기 쉽습니다 하지만 나뭇잎은 분해자인 미생물에 의해 음식물로 분해되죠. 부패한 썩은 잎은 나무의 영양소로 되돌려집니다. 여기에는 생태계의 순환과정의 일부가 표현되었는데, 이 큰 나무는 다른 생물과의 상호관계가 맞물려 있음을 보여줍니다. 그래서 생태계 내의 어떤 종이든 멸종하게 되면 하나의 생태계 불균형으로 직접 연결되어서 생태계 구성원인 모든 생물에 영향을 미치게 됩니다. 바이오 에너지 이론에 따르면 식물상이 이루어질 때마다 에너지가 약 90% 감소하고(이를 전환율이라고 합니다), 바꾸어 말하면 식물이 흡수하는 태양 에너지가 100 Cal이라면 음식 또는 영양소는 10 Cal입니다. 하지만 새로 만들어진 식품의 에너지 농도가 높아져 생물의 양이 줄어들고 영양 수준이 아래에서 위로 쌓이면 피라미드 구조가 됩니다.
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