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<김종서의 환경경제 이야기> 먹이사슬로 연결되어 있는 지구생태계

  • 작성자관리자
  • 작성일2019-09-03 10:37:00
  • 조회717

우리가 살고 있는 지구 생태계는 생산자, 소비자, 분해자로 구분된 먹이사슬로 연결되어 있다. 생산자는 작은 부유식물인 플랑크톤으로부터 거대한 수림까지의 모든 녹색 식물과 여러 종류의 박테리아다. 이들은 태양에너지를 기반으로 광합성 작용을 통하여 먹이를 생산해 내고 있다. 그렇지만 소비자들은 생산자와 달리 스스로 먹이를 생산하지 못하고 식물과 동물을 포식하는 초식동물, 육식동물, 잡식동물, 기생 동물 등이다. 분해자란 죽은 동식물체를 분해하는 박테리아. 곰팡이, 원생동물과 같은 미생물로써 분해된 무기물질들이 다시 생산자인 식물이 사용함으로써 물질순환에 의해서 지구생태계를 지속적으로 유지토록 뒷받침을 하고 있다.  

이런 지구생태계는 각 생물 간의 먹고 먹히는 관계인 먹이사슬로 연결되어 있다. 즉 토끼와 메뚜기는 같은 1차 소비자는 생산자인 식물을 먹이로 삼고 있다. 이를 잡아먹는 초식동물, 육식동물들은 2차, 3차 소비자가 되어 한 종류의 동물이 여러 종류의 동물을 먹거나 또는 한 생물이 여러 종류의 동물에게 잡아먹히는 등 실제로 복잡하게 연결되어 있다.  

마치 먹이사슬이 그물망과 같이 연결되어 있고 지구생태계의 생물체들이 생존하기 위해서는 이런 먹이 그물망들이 원활하게 움직여야 지속적인 생명이 유지될 수 있는 것이다. 그래서 이런 먹이 그물망을 에너지의 이동단계라고도 한다.  

한편 각 생물간의 영양단계는 하위에서 상위로 올라가면서 생물의 생물량도 줄어들어 마치 피라미드형태를 갖추고 있는데 이를 엘톤의‘생태 피라미드’라고 한다. 

생물체에 저장된 에너지는 먹이사슬의 상위단계로 올라가면서 10% 정도만이 이용되며 나머지는 이용할 수 없는 열 등으로 손실된다. 예를 들어 태양으로부터 1000 칼로리의 열이 식물에 도달하면 식물에 저장되는 에너지는 100 칼로리에 불과하다. 그리고 동물이 식물을 섭취한 후에 동물에 남는 에너지는 다시 10 칼로리로 줄어든다.  

지구 표면에 식물의 양이 엄청나게 많은 데 비하여 초식동물의 양은 상대적으로 적고, 육식동물의 양은 아주 적어진다. 이러한 사실은 인류의 식량문제 해결에 중요한 열쇠가 된다. 즉 육식을 통하여 얻을 수 있는 에너지량은 초식의 통하여 얻을 수 있는 양의 10분의 1에 해당된다. 때문에 육식위주에서 초식위주로 전환할 때 식량부족문제는 상당부분 해결할 수 있다고 한다. 
 
먹이사슬에는 먹고 먹히는 관계와 유기물이 무기물로 분해하는 관계 2가지로 구분할 수 있다. 먹고 먹히는 관계는 포획성 먹이사슬로서 녹색식물이 초식동물에게 먹히고 이들은 더욱 강한 동물(육식동물)에게 먹히는 단계이다. 또한 분해하는 단계는 부패성 먹이사슬로서 유기물로부터 미생물. 그리고 단계적으로 식물, 초식동물, 육식동물의 사체와 분해가 연속적으로 분해자에 의해서 이뤄지는 현상이다. 

이런 먹이사슬의 에너지는 한쪽 방향으로만 흐르게 된다. 따라서 먹이사슬의 각 단계는 에너지 면에서 바로 아래 단계의 생물에 전적으로 의존하고 있다.  

인간은 초식동물 혹은 육식동물의 구실을 하지만 태양으로부터 식물에너지를 직접 합성할 수 없으므로 결국 인간은 식물로부터 필요로 하는 에너지를 얻는 셈이 된다. 녹색식물은 광합성을 통하여 당, 지방, 단백질과 같은 식품으로 이산화탄소를 동화한다. 이렇게 고정된 탄소의 일부는 생산자와 소비자의 호흡과정을 통하여 다시 이산화탄소로 변형되어 대기권으로 되돌아가게 된다. 

또한 동식물의 사체에 들어 있는 탄소도 분해자의 호흡을 통하여 결국 대기권으로 되돌아가게 된다. 또한 생산자인 식물들은 광합성을 통하여 고정된 만큼의 이산화탄소가 호흡으로 다시 대기권으로 방출되어 지구생태계는 평형을 유지할 수 있게 된다.  

한편 생태 피라미드는 상위로 올라갈수록 오염물질의 체내 농축이 심해지는데 이를 생물농축이라고 한다. 모든 화학물질이 생물 농축현상을 일으키는 것은 아니다. 생물농축을 일으키는 물질은 중금속, 방사능 물질, DDT, PCB와 같이 자연현상에서 쉽게 분해되지 않는 물질이다. 이런 물질은 호흡이나 배설을 통하여 극히 일부분만 체외로 배출되고 대부분 생물의 체내에 축적되어 농축현상이 일어난다. 

대부분 먹이사슬은 상부로 올라갈수록 축적된 오염물질에 의한 피해가 커지는 경향이 있다. 즉 인간은 생태계의 최고의 포식자로서 각종 어패류나 육류를 통하여 고농축 환경오염물질을 섭취하게 된다. 따라서 환경오염의 피해를 가장 많이 받게 되어 인류의 건강을 위해서 깨끗한 지구환경을 유지시켜 나가야 한다.  

과학자들은 지구상에 1300만 종 이상의 생물이 있다고 추정한다. 이 중 매일 70종이 사라지는데, 1시간마다 약 3종의 생물이 사라지는 셈이다. 우리나라도 호랑이, 늑대, 독도강치는 우리 땅에서 완전히 자취를 감췄다. 50년 전만 해도 흔히 볼 수 있었던 뜸부기, 구렁이 등도 이제는 쉽게 찾아볼 수 없다. 

현재 우리나라에서 멸종위기종으로 지정된 생물은 267종에 이르고 환경오염과 기후변화, 서식지 파괴, 남획 등의 이유로 멸종위기에 놓인 생물들은 셀 수 없이 많다. 과학자들은 생물종의 급격한 감소세를 겪고 있는 지구 생태계에 곧 ‘6번째 대멸종’이 올 것이라 경고한다.  

미국의 옐로스톤에서는 먹이사슬 최상위 포식자인 늑대를 복원하자 나무와 풀을 과도하게 섭식하던 엘크의 수가 줄어들었고 나무가 다시 자라게 되었다. 그러자 나무를 이용해 서식지를 만드는 비버들도 나타나 지금은 아주 빼어난 자연경관을 유지할 수 있게 되었다고 한다. 

이와 같이 지구생태계를 파괴하는 장애물을 제거한다면 지구생태계는 복원시켜 나갈 수 있는 것이다. 그래서 생태 보호구역을 확대하고 다양한 생물들과 사람들이 공존하는 환경이 다함께 만들어 나갈 때 우리들은 지속가능한 지구생태계를 유지시켜 나갈 수 있게 되는 것이다. 

유엔은 2000년부터 생물다양성협약이 발표된 1992년 5월 22일을 ‘생물 다양성의 날’로 지정하였다. 그리고 환경파괴 정도를 시간으로 빗댄 환경위기시계를 만들어 전 세계 인류에게 지구생태계의 위기를 알리고 있다.  

지난해 전세계의 환경위기시각은 ‘위험’수준인 9시 31분이고 우리나라는 그보다 더 늦은 9시 47분을 가리키고 있다. 12시는 지구환경이 완전히 파괴됨을 알리는 시간이며 이에 가까워질수록 다양한 생물뿐만 아니라 인간도 살기 어려워지는 환경이 만들어지는 것이다. 그래서 우리는 다함께 지구생태계가 지속적으로 유지시켜 나갈 수 있는 방안을 마련하고 이를 실행해 나가는 일에 힘써야 한다. 


출처 : 브릿지경제(http://www.viva100.com/main/view.php?key=20190903010000722)

김종서 기자

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