인간과 환경 김태훈

Chapter 3. 자연환경생태계 3.1 생태학의 정의 3.2 생태계의 구조와 특성 3.3 자연생태계의 원리와 환경

생태계(Ecosystem) : 어떤 지역의 모든 생물이 무기적 환경과 유기적으로 상호작용 시스템 속에서 에너지 흐름에 따른 3.1 생태학의 정의 생태계(Ecosystem) : 어떤 지역의 모든 생물이 무기적 환경과 유기적으로 상호작용 시스템 속에서 에너지 흐름에 따른 뚜렷한 영양단계를 가짐 즉 생물의 다양성 및 물질순환을 만들어 내는 하나의 시스템 생태학(Ecology) * Oikos(집,가정)+Logos(학문) 라는 그리스어에서 유래 * 1865년 Reither, Haeckel * 생물과 그 환경관계의 모든 것 * 생태학이란 생태계를 연구하는 학문

생태학의 정의 생물 물리적환경 생물학적환경 화학적환경

생태학의 영역

여러가지 생태계 무생물적 구성요소와 3종의 생물적 구성요소를 가지고 있는 지역은 어느 곳이나 하나의 생태계 3.1 생태학의 정의 여러가지 생태계 무생물적 구성요소와 3종의 생물적 구성요소를 가지고 있는 지역은 어느 곳이나 하나의 생태계 생물적 구성요소에 따라 ►삼림생태계, 초원생태계,툰드라생태계,사막생태계 무생물적 구성요소에 따라 ►담수생태계, 해양생태계

비생물적 구성요소 생물적 구성요소 생태계의 구성요소 순환되는 무기물 : C, N, CO2, H2O 등 3.2 생태계의 구조와 특성 생태계의 구성요소 비생물적 구성요소 순환되는 무기물 : C, N, CO2, H2O 등 유기화합물 : 탄수화물,단백질,지질 등 기후조건 및 물리적인 인자 : 공기,물,기후,온도 생물적 구성요소 생산자 : 대부분 녹색식물, 영양분 제조 생물 대형 소비자(포식생물) : 주로 동물 (1차, 2차, 3차로 분류) 소형소비자(분해자) : 세균과 곰팡이

생태계의 특성 1) 한계성 생태계 내의 모든 생명체나 종은 무한히 성장, 증대 될 수 없다 3.3 자연생태계의 원리와 환경 생태계의 특성 1) 한계성 생태계 내의 모든 생명체나 종은 무한히 성장, 증대 될 수 없다 생태계 구성요소간의 조절을 통한 균형유지 (태양에너지의 총량범위 내에서 한정된 생산과 증감) 2) 상호의존 생명체끼리 상호생존을 위하여 서로 영향력을 주고 받음 3) 복잡성 생태계 각 개체마다 복잡하고 미묘한 상호관계 사슬에 얽혀져 있음 4) 적응 어떠한 생명체라도 새로운 환경에 순응하며 스스로 생존 능력을 발전시킬 수 있음

생태계의 원리 물질의 순환 : 필수원소와 유기화합물의 순환 (2) 에너지 회로 : 초식회로, 유기물 잔재 회로 3.3 자연생태계의 원리와 환경 생태계의 원리 물질의 순환 : 필수원소와 유기화합물의 순환 (2) 에너지 회로 : 초식회로, 유기물 잔재 회로 (3) 시간, 공간적 다양한 패턴 (4) 먹이연쇄 : 식물 → 초식동물 → 육식동물 (5) 발달과 진화 (6) 제어

생태계에서 의 물질 순환 1) 탄소의 순환 2) 질소의 순환 3) 인의 순환 대기나 물속의 이산화탄소 → 식물에 흡수 3.3 자연생태계의 원리와 환경 생태계에서 의 물질 순환 1) 탄소의 순환 대기나 물속의 이산화탄소 → 식물에 흡수 → 동물이 섭취 (먹이사슬을 통해 공급) → 세포의 호흡작용 (이산화탄소 배출) 2) 질소의 순환 -질소고정 박테리아를 통해 직접 대기를 통해 공급 -식물이 토양으로부터 취하는 질소염으로 공급 -질소제거 박테리아를 통해 대기로 환원 3) 인의 순환 - 인광석과 분광석의 퇴적, 화석화된 동물의 퇴적에서 나타남 - 인의 순환의 감소 추세

탄소의 순환

질소의 순환 질소(N)순환

인의 순환 인(P)순환

황의 순환

C6H12O6 + O2→ 6CO2 +6H2O(호흡) 생태계에서의 에너지 흐름 - 에너지의 흐름 : 3.3 자연생태계의 원리와 환경 생태계에서의 에너지 흐름 - 에너지의 흐름 : 태양 에너지 → 화학 에너지 → 먹이 연쇄 열역학 제2법칙을 따른다 질서에서 무질서로..(고급에너지 저급에너지로 전환 ) C6H12O6 + O2→ 6CO2 +6H2O(호흡)

Energy flow

태양 에너지 지구생태시스템의 Energy 태양

지구생태계의 근원 태양 에너지 Energy 회로

에너지 변환 : 엔트로피의 증가

생태계의 발달과 진화(천이)

먹이사슬(Food chain)

먹이사슬의 중요성(Food chain) 2) 먹이연쇄 여러겹으로 복잡하게 얽혀져 있어 체계의 어느 한종의 파괴는 생태계의 불균형을 자초

먹이농축(생물농축) 2.1 Sampling procedures May – June 1995 DASAN Brunnich's guillemot black guillemot Copepods, euphausiids and amphipods , blacklegged kittiwake glaucous gull

Introduction of arctic pelagic ecosystems j) Trophic links Fish & crab, other birds glaucous gull Mainly fish polar cod Rissa tridactyla (blacklegged kittiwake) Fish & crab Cepphus grylle (black guillemot) The amphipods Uria lomvia (Brunnich's guillemot) The copepods The euphausiids Mainly fish phytoplankton and detritus

Materials & methods * Recovery(%) : Quantification SHCHs HCB Schlordanes SDDTs Mirex SPCBs (IUPAC number) a-, b-, g- cis-, oxy, trans- p.p’-DDE, p.p’-DDD p.p’-DDT -28, -31, -47, -52, -66, -99, -101, -105, -110, -118, -128, -137, -138, -141, -149, -151, -153, -156, -157, -170, -180, -187, -189, -194, -196, -199, -206, -209 * Recovery(%) : - crustacean and Fish samples [72-99%, with a mean of 87%] - the Brunnich's and black guillemot samples [80-119%, 94%] - the kittiwake and glaucous gull samples [90-124%.104%] 2.3 Data analysis - Statistical analyses : ANOVA, Tukey’s HSD, - Calculate Biomagnification factors (ng g-1 lw predator/ ng g-1 lw prey) - Principal component analysis (PCA)

변화하는 생태계 개발에 의한 생태계의 변화 벌채로 인한 숲의 변화: 열대지방의 경우 과도한 개발로 인한 피해 극심: 3.3 자연생태계의 원리와 환경 변화하는 생태계 개발에 의한 생태계의 변화  평원개발, 삼림벌채, 댐건설 등 인간의 활동으로 인해 생태계 변화가 일어나고 있다. 안정되고 복잡한 사슬의 생태계에서 불안정하고 단순 한 생태계로 변화되고 있다. 벌채로 인한 숲의 변화: 동물이 사라지고 지역물의 보존성 악화시켜 댐을 막아야 할 정도이다. (ex: 중국의 양자강 범람) 열대지방의 경우 과도한 개발로 인한 피해 극심: 식물성장에 필요한 필수 미네랄을 다량 앗아가서 척박한 토양이 되고 복잡한 화학변화를 일으킨다. (ex: 라터라이트화-라틴어로 벽돌이란 뜻의 암석같은 물질)

대기오염과 지구온난화 그리고 생태계

농약살포와 생태계의 변화 (1)농작물, 가축, 인체의 오염화 농약의 살포의 문제성 : 3R 3.3 자연생태계의 원리와 환경 농약살포와 생태계의 변화 (1)농작물, 가축, 인체의 오염화 농약의 살포의 문제성 : 3R (해충의 저항성 획득, 잠재 곤충의 병해충화, 농약의 잔류) 농약의 잔류는 모유의 오염을 거쳐 신생아 두발의 수은잔류에 이르러 인간생존의 문제로 발전 - 두류, 쌀 등의 오염은 우리의 건강을 위협 (2)기타 생물상의 변화 - 살충제에 의해서 교란된 농업생태계: 생태계 내의 생물관계에 미치는 영향은 장기화 되어 심한 경우 회복이 불가능 - 살충제에 의한 야생동물의 피해 (야생조류 개체수 감소)

수질오염으로 인한 수권 생태계의 변화 -수질의 오염원: 하수, 분뇨, 공장폐수, 광산폐수, 석유폐수, 방사성폐수, 온폐수 등 3.3 자연생태계의 원리와 환경 수질오염으로 인한 수권 생태계의 변화 -수질의 오염원: 하수, 분뇨, 공장폐수, 광산폐수, 석유폐수, 방사성폐수, 온폐수 등 - 부영양화→적조현상 (어패류 치사, 박테리아에 의한 피해) - 공장폐수는 어류를 사면시키고 방사성 물질은 미량으로도 생물체에 큰 피해를 주며 심한 경우 삼림을 파괴한다.

부영양화 현상 : 적조(녹조)

3.3 자연생태계의 원리와 환경 생태계에 대한 새로운 인식 생태학적 사고방식 생태계의 복잡성을 인정하고 그것을 풀어내려는 진지한 태도와 사물의 실제적인 진행을 지속적으로 주의깊게 관찰하는 것

Thanks!!!