환경학 — 3강: 생태계·생물다양성·지속가능발전

생태계 구조와 기능

생태계 (Ecosystem):
→ 생물 군집 + 비생물 환경의 상호 작용 단위
→ 규모: 연못·숲·해양·지구 전체(생물권)

생태계 구성:

생산자 (Producers):
→ 광합성으로 무기물 → 유기물
→ 식물·조류·남세균

소비자 (Consumers):
→ 1차: 초식동물 / 2차: 육식동물 / 3차: 최상위 포식자

분해자 (Decomposers):
→ 박테리아·균류
→ 유기물 → 무기물 (물질 순환 완성)

먹이사슬과 먹이그물:
→ 먹이사슬: 직선 에너지 흐름
→ 먹이그물: 현실적 복잡한 연결망
→ 핵심종 (Keystone Species): 제거 시 생태계 큰 변화

에너지 흐름:
→ 10% 법칙: 영양 단계 올라갈수록 에너지 약 10% 전달
→ 90%는 호흡·열로 소실
→ 생태 피라미드: 에너지·생물량·개체수 피라미드

생태 효율:
→ 생물 축적 (Bioaccumulation): 먹이사슬 따라 독소 농도 증가
→ 생물 농축 (Biomagnification): DDT·수은·PCB
  최상위 포식자에서 고농도 집적

물질 순환

탄소 순환:
→ 대기 CO₂ ↔ 광합성 (생산자) ↔ 호흡 (모든 생물)
→ 화석 연료 연소: 저장된 탄소 → 대기 방출
→ 해양 흡수: 인류 배출 CO₂의 약 25% 흡수
→ 토양 유기물: 대기보다 많은 탄소 저장

질소 순환:
→ 대기 N₂ (79%) → 질소 고정 → 암모니아
→ 질소 고정: 번개, 질소고정세균(뿌리혹박테리아)
→ 질산화: 암모니아 → 아질산염 → 질산염 (박테리아)
→ 탈질화: 질산염 → N₂ (복귀)
→ 인간 영향: 화학 비료로 질소 순환 가속

인 순환:
→ 탄소·질소와 달리 대기 경로 없음
→ 암석 풍화 → 토양·수계 → 생물 흡수
→ 영양 단계 이동 후 분해자가 토양에 환원
→ 부영양화: 수계에 인·질소 과다 → 조류 폭발 성장

물 순환 (Water Cycle):
→ 증발·증산 → 강수 → 지표 유출·지하 침투
→ 삼림: 증발산 유지, 홍수·가뭄 완화
→ 삼림 파괴 → 지표 유출 증가 → 홍수·가뭄 심화

생태계 서비스:
→ 공급 서비스: 식량·물·목재·의약품
→ 조절 서비스: 기후 조절·홍수 방지·공기 정화
→ 지지 서비스: 토양 형성·광합성·물질 순환
→ 문화 서비스: 휴양·교육·심미적 가치

생물다양성

생물다양성의 세 차원:
→ 유전 다양성: 종 내 유전자 다양성
→ 종 다양성: 생태계 내 종의 수와 균등성
→ 생태계 다양성: 서식지·군집·생태계 유형의 다양성

생물다양성 위협 요인 (HIPPO):
→ Habitat loss: 서식지 파괴·파편화 (가장 큰 원인)
→ Invasive species: 외래종 침입
→ Pollution: 오염 (수질·토양·대기)
→ Population (Human): 인구 증가와 자원 과소비
→ Overexploitation: 남획·남용

멸종 위기:
→ 현재 멸종 속도: 배경 멸종률의 100~1,000배 (6차 대멸종)
→ IUCN 적색목록: EX·EW·CR·EN·VU·NT·LC
→ 대한민국: 멸종 위기 야생생물 약 280종 지정

보전 전략:

현지 외 보전 (Ex-situ):
→ 동물원·식물원·종자은행·유전자 은행
→ 구체적 종 보호에 효과적

현지 보전 (In-situ):
→ 국립공원·생물권 보전지역·람사르 습지 등
→ 서식지 전체 보전

생물 회랑 (Wildlife Corridor):
→ 서식지 파편화 극복 → 이동 경로 확보
→ 유전적 다양성 유지

람사르 협약:
→ 습지 보전 국제 협약
→ 람사르 습지: 전 세계 약 2,400개 이상 지정

CBD (생물다양성협약):
→ 1992년 리우 회의
→ 나고야 의정서: 유전자원 이익 공유
→ 쿤밍-몬트리올 프레임워크 (2022): 30×30 목표
  (2030년까지 육지·해양 30% 보호)

지속가능발전

지속가능발전 (Sustainable Development):
→ "현 세대의 필요를 충족하되 미래 세대가 그들의
  필요를 충족할 능력을 저해하지 않는 발전"
→ 브룬트란트 보고서 (1987): 정의 최초 공식화

SDGs (지속가능발전목표, 2015~2030):
→ UN 2030 의제
→ 17개 목표, 169개 세부 목표
→ 빈곤 종식·불평등 해소·기후행동 포함

주요 SDG 목표:
→ SDG 1: 빈곤 종식
→ SDG 2: 기아 해소
→ SDG 3: 건강과 웰빙
→ SDG 7: 깨끗한 에너지
→ SDG 11: 지속가능한 도시
→ SDG 13: 기후행동
→ SDG 15: 육상 생태계
→ SDG 17: 파트너십

순환 경제 (Circular Economy):
→ 선형 경제(생산→사용→폐기) → 순환 경제(재사용·재생)
→ 폐기물 0 목표
→ 제품 수명 연장·수리 가능 설계
→ EU 순환 경제 행동 계획

그린 뉴딜:
→ 기후 위기 + 경제 회복 동시 해결
→ 한국판 뉴딜: 디지털+그린 뉴딜
→ 재생에너지 확대·그린 수소·전기차 인프라

탄소 중립 (Carbon Neutrality):
→ 2050 탄소 중립 (Net Zero)
→ 배출량 = 흡수량 (배출 감소 + 탄소 흡수·저장)
→ 탄소 포집·저장 (CCS), 자연 기반 해법 (NbS)

환경 윤리

환경 윤리의 관점:

인간 중심주의 (Anthropocentrism):
→ 자연의 가치는 인간에게 유용한 도구적 가치
→ 자연 보전 = 인간 이익을 위해
→ 비판: 인간 외 생명·자연의 내재적 가치 무시

생명 중심주의 (Biocentrism):
→ 모든 생명체는 내재적 가치 보유
→ 슈바이처: "생명 경외"
→ 테일러: 목적론적 삶의 중심 = 모두 내재적 가치

생태 중심주의 (Ecocentrism):
→ 생태계·종·개체군 등 집합체도 도덕적 고려 대상
→ 레오폴드: 대지 윤리 — "생물 공동체의 통합성, 안정성, 아름다움을 보전하는 것이 옳다"
→ 심층 생태학 (Deep Ecology): 자연 자체 목적 있음

환경 정의 (Environmental Justice):
→ 환경 혜택과 위험의 공정한 분배
→ 저소득층·유색인종이 환경 오염에 더 노출
→ 국제적: 개발도상국이 기후 피해 더 심함

세대 간 형평 (Intergenerational Equity):
→ 미래 세대에 대한 현 세대의 책임
→ 지속가능발전의 핵심 윤리

Q. 생물 축적과 생물 농축은 어떻게 다른가요? A. 생물 축적(Bioaccumulation)은 한 개체가 생애 동안 환경에서 독소를 섭취·축적하는 과정입니다. 생물 농축(Biomagnification)은 먹이사슬을 따라 올라갈수록 독소 농도가 증가하는 현상입니다. 예를 들어 물에 미량의 DDT가 있어도 식물플랑크톤이 흡수하고(생물 축적), 이를 먹는 물고기에서 더 높은 농도가 되고(생물 농축), 이 물고기를 먹는 독수리에서는 더욱 높은 농도가 됩니다.

Q. 지속가능발전이 경제 성장과 양립 가능한가요? A. 이것이 환경 경제학의 핵심 논쟁입니다. 탈동조화(Decoupling) 논거는 에너지 효율·재생에너지·기술 혁신으로 GDP 성장과 환경 영향을 분리할 수 있다고 주장합니다. 반면 탈성장(Degrowth) 진영은 무한 성장은 유한한 지구와 근본적으로 양립 불가하다고 주장합니다. 현재 국제사회는 탈동조화 경로(SDGs, 파리협정)를 채택하고 있지만, 이것이 충분한지에 대한 논쟁은 계속됩니다.