자연생태복원 기사, 산업기사

제 1편 환경생태학 개론

1장. 생태계 공통
1. 생태계의 구조와 기능
(1) 생태계의 개념 및 특성
① 개념 : 생태계 (ecosystem)란 일정한 지역의 생물 공동체와 이들의 생명유지의 근원이 되는 무기적 환경이 상호 의존관계를 유지하면서 균형과 조화를 이루는 자연의 기능적 체계를 말한다.
㉮ 생태계는 반드시 불가분의 연관을 맺어 계(系)를 형성할 수 있어야 한다.
㉯ 상호 작용하여 일정한 기능을 나타내면 단위 크기에 관계없이 생태계라 할 수 있다. 따라서 플라스크에서 미생물을 배양하는 경우 플라스크에 내부도 하나의 독립된 생태계로 볼 수 있다.
㉰ 생물적, 비생물적 환경 등이 독립적으로 존재할 경우는 생태계라 할 수 없다.

② 특성 : 생태계는 규모 및 특성에 따라 해양생태계, 육상생태계, 호소생태계, 초지생태계, 산림생태계, 육수생태계 등으로 구분할 수 있으며, 각 생태계는 나름대로의 구조적 특성을 가지고 있다.
(2) 생태계의 구조
① 구성요소 : 생태계의 구성요소는 생물적(Biotic) 요소와 비생물적(Abiotic) 요소로 구성되어 있으며, 영양단계에 따라 분해자, 생산자, 1차 소비자, 2차 소비자 등의 구조를 이룬다. 지구상에 존재하는 수많은 생태계의 구성은 다양하지만 각 구성 요소군이 나타내는 기능은 유사하다.
㉮ 생물적 구성요소 : 생태계를 구성하는 생물적 환경요소는 그 생태계 내의 모든 생물을 말한다. 따라서 동일 생태계 내에서 생활하는 같은 종의 생물집단인 개체군과 이들 개체군의 집단인 군집이 이에 해당하며, 군집은 생산자, 거대소비자, 분해자로 구성된다.
㉠ 생산자 (producer) : 간단한 무기 물로부터 유기물을 만들 수 있는 녹색 식물 등을 말하며, 독립영양(autotrophism, 자가영양)계 생물이다. 또한 생산자는 군집 내에서 가장 많은 생체량을 가지고 있다.
㉡ 거대소비자 (macroconsumer) : 다른 생물이나 유기물을 섭취하는 초식동물, 육식동물 등이 이에 속하며, 종속영양(heterotrophism, 타가영양)계 생물이다.
㉢ 분해자 (decomposer) : 미세소비자(microconsumer)로서 사체를 분해하거나 다른 생물로부터 유기물을 취하여 에너지를 얻는 세균, 곰팡이 등이 이에 속하며, 종속영양(heterotrophism)계 생물이다.
㉣ 개체군 : 어떤 공간을 차지하는 같은 종으로 이루어진 생물 개체의 집단을 말한다. 개념적으로 그 내부에서는 교배나 여러 가지 상호작용을 통해서 개체간에 밀접한 관계가 있으며, 같은 종의 다른 개체군과는 격리된 지역집단으로 정의된다.
㉤ 군집 : 특정한 환경에서 함께 사는 생물의 모임을 말한다. 군집이란 그 모임이 어떤 생물들로 구성되어 있는가보다는 그 모임을 구성하고 있는 구성원간의 상호 기능적 관련성을 더 중요시 하는 개념이다.
㉯ 비생물 (무생물)적 구성요소
㉠ 물질 순환에 관여하는 C, N, CO2, H2O 등의 무기물
㉡ 생물과 무생물을 연결하는 단백질, 탄수화물, 지방, 부식질 등의 유기화합물
㉢ 빛, 온도, 공기, 습도(물), 토양, 기후 등의 물리적 요소
② 생태계의 기능적 구성요소
㉮ 에너지회로 : 살아있는 식물을 직접 소비하는 초식회로와 죽은 동식물을 분해하는 유기물 잔재회로로 나뉜다.
㉯ 먹이사슬 (food chain) : 생물간의 먹고 먹히는 관계를 표현한 것으로 실제로는 복잡한 망상 구조를 나타내기 때문에 먹이망(food web)이라고도 한다.
㉰ 시공간적 다양성 : 생태계는 시간적(밤과 낮, 여름과 겨울 등), 공간적(육상, 담수 등)으로 다양한 형태를 나타낸다.
㉱ 영양염류의 순환 : 생태계 내에서 원 원형질의 모든 원소를 포함한 화학적 원소는 환경으로부터 생물로 다시 환경으로 독특한 경로를 거쳐 순환한다.
㉲ 발달과 진화 : 생태계는 생물적, 무생물적 구성요소의 상호작용에 의해 보다 안정되고 균형잡힌 상태로 발달⸱진화한다.
㉳ 제어 : 생태계는 스스로 자신의 체계를 제어할 수 있는 능력을 가지고 있어 전체적으로 대단히 안정된 특성을 가지고 있다.  이때 생물종 다양성이 전제된 상황 하에서 생태계의 항상성이 유지될 수 있다.
(3) 생물적 구성요소
① 생산자 (producer) → 독립영양성 생물 (녹색식물, 녹조류 등)
㉮ 무기 물질을 영양 물질로 이용하고, 에너지원인 태양 에너지를 받아 유기물을 생산 하여 증식한다
㉠ 무기물질 : CO2, NO3-(질산염), PŌ̄̅₄⁳⁻ (인산이온), Cā̄̅⁲⁺, Fē̄̅⁲⁺ 등
㉡유기물질 : 탄수화물, 단백질 등
̄̄̅㉯ 식물체는 부산물로 생태계의 기능에 중요한 역할을 하는 산소를 생산한다.
㉰ 생산된 유기물질은 자신의 물질대사에도 쓰여지나 동물, 미생물군 등 종속영양 생물체의 영양물질이자 에너지원이 된다.
㉱ 생태계에서 생산되는 속도와 분해되는 속도는 대체로 비슷하다.
㉲ 광에너지를 화학에너지로 전환시켜 포도당 (C₆H₁₂O₆)에 저장하고 있으므로 모든 생물은 이를 에너지원으로 생활하고 있는 셈이다.
② 소비자 (consumer) → 종속양양성 생물 (초식동물, 잡식종물 등)
㉮ 거대소비자라고도 하며, 다음과 같이 분류된다.
㉠ 1차 소비자 : 초식동물 → 생산자를 직접 이용하는 소비자
㉡ 2차 소비자 : 육식동물 → 1차 소비자를 주로 이용하는 소비자
㉢ 3차 (고차) 소비자 : 대형 육식동물
㉯ 소비자는 비생물적 환경 요소의 지배를 받으며, 생산자가 생산한 유기물질을 영양물질 및 에너지원으로 하여 생활한다.
㉰ 산소를 필요로 하는 유기물질의 분해는 부분적으로 co2 등의 무기 물질로 전환 되고, 다른 종의 유기물질을 생산하기도 한다.
㉱ 생태계에서 소비자는 생산자와 분해자 균형을 유지하는 중요한 역할을 한다.
③ 분해자 (decomposer) → 세균 (bacteria), 곰팡이 및 조류와 흰개미⸱구더기 등의 소동물
㉮ 미세 소비자라고도 하며, 생물 사체의 유기물을 분해하여 에너지를 획득한다.
㉯ 분해자는 유기물을 무기물로 분해 하며, 비생물적 환경요소의 조절을 받는다.
㉰ 분해자는 소비자의 사체, 배설물, 기타 폐기물 등의 유기물질을 무기물(칼륨, 질소, 인 같은 중요한 원소)로 전환하여 생산자의 영양물질로 재사용될 수 있도록 한다.
㉱ 분해자는 물질 순환에 매우 중요한 역할을 하며, 분해 기능은 자연 생태계 물질순환의 원동력이 된다.
㉲ 인공적으로 합성한 물질을 분해자가 분해 기능이 없는 것이 많기 때문에 체내에서 분해되지도 않고, 배설되지도 않으며, 지방조직에 축적되는 경향이 있다.
(4) 비생물적 구성요소 비생물적 구성요소의 특징 비생물적 환경요인 고도 지형적 특성 위도에 의한 변화의 정도가 크다 따라서 식물의생활 범위를 결정하는 중요한 요소가 된다 생물이 생명 활동을 가장 활발하게 할 수 있는 환경 조건을 최적 조건이라 하며 생물이 죽지 않고 생존할 수 있는 환경요인에 범위를 내 성 범이라고 한다 생태계의 구성 비생물적 구성요소 물리 및 기후조건 온도 태양광의 조사 바람 파도 물의 흐름 압력 밥솥 토양 입자의 크기 등 유기물질 용존산소 수분 지형지질 대기질 수질 no3 마이너스 co3 마이너스 po43 마이너스 sio2 see u 플러스 seatools ci 마이너스 등
유기물질 땡땡 단백질 탄수화물 핵산 지방질 부식질 등
생물적 구성요소
생산자 땡땡 육상 육상 초본류 목본류 수중 조류 탈색 윤 유 황재균 수초등
소비자 땡땡 육상동물 곤충류 어류 쉼표 연체동물 쉼표 원생동물 쉼표 환형동물 쉼표 조류 등
분해자 땡 땡 종속영양세균 곰팡이 등
이 동그라미 물리적요소 땡 땡 빛 쉼표 온도 쉼표 수분 괄호 열고 습도 쉼표 1기압 괄호 닫고 쉼표 토양 쉼표 기호 쉼표 공기 등
㉮ 비태양광 땡땡 태양으로부터 오는 빚은 생물 에너지의 근원이 될뿐만 아니라 생물의 활동이나 형식에도 영향을 미친다 그러므로 생물은 빛의 세기 빛의 파장 일조 시간 등을 변화에 다양하게 적응하여 살아가고 있다
㉠ 빛의 세기와 식물
ⓐ 양지식물 소나무 밤나무 등은 음지식물 2기 전나무 고사리 등 보다 못한 점과 광포화점 일도 없고 미치 요구도가 크다
ⓑ 같은 식물에서도 양력과 음력의 존재하며 양념은 남 향 또는 소형이며 음력은 복장이면 음력 양력 보다 입히면 저 넓고 큐티클층이 얇아 입 두 개가 더 얇다 양념에 책상 조직은 2372며 치밀하고 음력을 책상 조직은 일 2층이며 음성 하다 또한 광합성 효율은 양녀 끝났고 음력은 높으며 기공 수는 양력은 많고 음력은 적다

[비고]
㉮ 광보상점 광합성 속도와 호흡 속도가 같아져서 광합성에 이용되는 시어터의 양과 호흡으로 방출되는 시어터의 양이 일치하여 cute 출입이 없어질때 이광 돈을 말한다
㉯ 광포화점 light saturation point 광합성 속도가 최대가 되어 광도가 증가해도 광합성량이 더 이상 증가 되지 않는 포화상태에 광도를 말한다
㉰ 큐티클 큐티클 층 큐티클은 생물체의 기계적 보호작용을 하고 수분의 발생을 억제하고 외부 물질의 침입을 방지하는 기능을 한다 수중식물에는 큐티클이 발달 하지 않고 육상식물의 잘 발달되어 있다 식물의 큐티클은 몸의 표면에 덮여 있는 모양 또는 지방산 물질인 qt네 맞습니다 또한 파충류의 비늘 조류의 깃털 포유류의 털 드는 그 표면이 큐티클로 되어 있다

㉡ 빛의 파장과 조류 엽록소 a 흡수 스펙트럼을 보면 적색광에서 청색광을 가장 잘 흡수 한다는 것을 알 수 있다 따라서 광합성이 가장 잘 이루어지는 파장은 가시광선 400nm에서 700nm으로 파장 범위에 대한 작은 식물을 예로 들면
ⓐ 녹조류는 긴 파장을 적색광에 잘 적응 하므로 수심이 얕은 곳에 많이 분포한다
ⓑ 홍조류는 짧은 파장의 청색광에 잘 적응 하므로 수심이 깊은 곳에 많이 분포한다
ⓒ 갈 교류는 중간 파장의 황색광에 잘 적응 하므로 녹조류와 홍조류의 중간 위치에 수심에 많이 분포한다

㉢ 광주기성 낮과 밤의 상대적 길이에 대한 생물의 반응을 말한다 식물은 개화를 포함한 생활사의 단계를 광주기 맞춘다
ⓐ 단일 식물은 밤의 길이가 상대적으로 길어 야 꽃이 피며 장일 식물은 밤의 길이가 상대적으로 짧아야 꽃이 핀다 동물의 경우 낮의 길이가 상대적으로 길어지기 시작하는 봄의 어느 시기에 번식을 하게 되는데 이러한 현상도 광주기성에 포함된다
ⓑ낮과 밤의 상대적 길이에 따라 생물의 반응이 달라진다 특히 낮 길이에 변화는 계절 변화를 알려 주는 정확한 정보가 된다
ⓒ 원데이 선물은 광주 기후변화가 뚜렷하지만 열대 지방이나 사막은 그렇지 못하다 그 이유는 건 수의계절 주기성이 기온 보다 더 중요하기 때문에 대부분의 1년생 식물들이 강수량을 조절자로 이용하고 있다
㉯ 온도 생명체가 살 수 있는 온도는 약 -2 100도씨에서 100도씨 사이로 고등 생물로 갈수록 세상에 1개 보기 줄어든다
㉠ 단백질의 변형이 일어나지 않는 온도 범위 내에서 물질대사가 가장 빠르게 이루어지는 온도를 생물의 최적온도라고 하는데 대체로 15에서 25도씨 범위로 알려져 있다
㉡ 온도는 생물의 대사 속도를 조절함으로써 생물의 활성에 중요한 역할을 한다
㉢ 체온이 높으면 대사가 빨리 진행된다 그러나 지나치게 높아지면 효소를 포함하는 단백질이 변성되어 생명 활동이 정지된다
㉣ 온도의 변화는 유기체의 활동을 크게 지배하지만 적당한 스트레스를 줌으로써 성장을 촉진시킨다
㉤ 온도 변화에 대한 적응 도는 육상 생물이 수서생물 보다 뛰어나다
㉼ 베르그만의 법칙과 알렌의 법칙
─ 베르그만의 법칙 정온동물인 포유류의 몸에 크기는 온도와 상관 관계를 나타낸다는 법칙의 하나로서 추운지방에 사는 동물은 따뜻한 지방에 사는 동물 보다 몸의 크기가 크다
─ 예 사막여우 보다 붉은 여우가 붉은 여우 보다는 북극여우가 몸집이 크다
─ 저위도 지방 적도 열대 고온 최고는 작아지고 대사율을 높아지고 에너지 열손실 또 높아진다
─ 고위도 지방 그때 방한대 저온 치고는 가지고 비표면적은 작아지고 대사율도 작아지고 열 손실도 작아진다
─ 알렌의 법칙 같은 종의 항온동물에서는 한랭한 지방에서 서식하는 개체의 몸의 돌출부 다리 꼬리 귀 얼굴 코 등이 온난한 지방의 개체의 것보다 비교적 작은 현상을 말한다
─ 예 사막여우 보다 붉은 여우가 붉은 여우 보다는 북극여우가 귀가 작다
─ 저위도 지방 부속기관 귀 꼬리 목이 크거나 길다
─ 고위도 지방 부속기관이 작거나 짧다
ⓐ 생물의 열 획득과 소실
─ 열쇠회관 태양광 4대 4 10 주변지면 다른 생물로부터 의자 개선 및 열방사
─ 연소실 경로 적외선 및 열방사에 의한 소실 대류에 의한 열 소실 단 주위의 기온이 생물체 온도보다 낮을때 증발에 의한 열손실
ⓑ 생활 형식의 라운지에 드는 겨울철에 한랭건조한 환경을 견디는 저항할 위치를 기준으로 식물의생활 향을 다음과 같이 불교 하고 있다
─ 1년생 식물 종자로 겨울이나 검기를 넘기는 1년생 식물 종자는 생장하는 식물보다 추위나 건조에 강하다 돼지풀 상추
─ 수생식물 뿌리가 있는 수생식물 다음해에 생장하는 겨울 눈은 물속에서 보온 된다 가래 수련 물 옥잠
─ 지중 식물 겨울 눈이 땅 속에 묻혀 보온되는 땅속줄기가 부분이 있는 식물 튤립 고사리 얼레지
─ 반지 중 식물 지표에 인접한 겨울 눈은 기존 식물처럼 땅 속에서 잘 보온 되지 않으나 낙엽이나 눈으로 보온벽지 다년생 벼과 식물 2년생 식물
─ 지표식물 지상 30cm 미만의 겨울 눈이 있으며 강풍에 노출되지 않고 눈에 답변됨 덩굴성 관목 수상이 의류
─ 지상 식물 주로 교목 및 관목 지상 30cm 이상에 달린 겨울 눈은 다른 종류 보다 더욱 노출됨 교목 및 관목 덩굴식물 열대 초본에 일부

㉰ 수분 어떤 지역에 수분 상태가 생물의 적당한지 여부는 토양수분과 되기에 증발량으로 결정된다 대기의 증발열은 습도 온도 및 바람에 의하여 결정되는데 습도가 낮고 온도가 높으면 바람이 강할수록 커진다
㉠ 물은 모든 생물의 생존의 필수적이며 서로 육상생태계에서는 수강후 증발 습도 토양내 수분함유 도티의 해물 유용 여부가 결정된 다
㉡ 강우는 위도와 지형 공기중 습도에 이동성에 의해 달라지는데 연간 강수량 보다는 계절적인 강수량의 분포가 물 유용성을 더욱 자우 한다
㉢ 공기가 포함할수 있는 수증기의 양은 온도와 함께 증가한다
㉣ 수분 양이 일정 한 경우 온도가 낮아지면 상대 습도는 증가한다
㉤ 습도가 같아도 되기에 증발열은 고온에서 더 높기 때문에 상대습도만으로는 대기의 증발 역을 정확하게 나타 내지 못한다
㉥ 수분이 생물의 표면에서 증발하여 유실되는 속도는 표면 가공 기사 e7 기압차 증기압 구베이 달려있다
㉦증기압은 온도상승에 따라 지수적으로 증가하며 상대습도가 높을수록 그 증가율은 더 크다
㉧ 생물 증발 표면에서 증기압은 항상 포화된 것으로 간주한다
㉨ 생물의 체온이 기온보다 높으면 대기의 습도가 100% 일지라도 수분은 계속 증발하여 소실된다
ⓐ 물 식물의 적응 식물은 서식지에 토양 속 수분 함량에 따라 건생식물 중생식물 습생식물 수생식물로 불교 된다
⸱ 원생생물 건조기에 자라는 식물로써 식물은 토양수분장력이 4000 kpa 정도 되는 곳에서도 잘 알 수 있다 잎이 작거나 가시로 되어 있으며 뿌리가 깊게 커지거나 넓게 자라며 옆면에는 큐티클층이 발달 되어 있고 기공의 수가 적다 선인장 쑥
⸱ 중생식물 토양수분이 너무 많거나 너무 부족한 곳에서는 작은 하지 못한다 토양수분장력 e1000 kpaa 다 해도 잘 할 수 있다 육상식물의 대부분을 차지 하며 뿌리 잎 줄기가 알맞게 발달되어 있다 소나무 민들레
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2장. 육상생태계
3장. 육수생태계
4장. 지구환경문제와 생태계의 영향