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1. 농업생태계와 자연생태계
1.1. 농업생태계와 자연생태계의 차이
농업생태계와 자연생태계의 차이는 다음과 같다.
생태계(ecosystem)란 상호작용하는 유기체들과 그들과 서로 영향을 주고받는 주변의 무생물 환경을 묶어서 부르는 말로, 특정 지역과 공간에서의 비생물적 환경과 생물 공동체가 종합적으로 결합된 물질계 또는 기능계를 의미한다. 자연생태계(natural ecosystem)의 모든 생물은 물리적 환경과 상호관계를 가지며, 에너지 흐름이 시스템 속에서 뚜렷한 영양단계, 생물의 다양성, 물질의 순환을 만들어 내고 있는 상태이다. 자연생태계의 특징은 에너지 흐름(태양에너지), 영양물질의 순환(자연적 조절), 개체군의 조정(역동적), 생태계의 변화를 통해 유지되며 비일률적이고 비직선적이다.
반면 농업생태계(agricultural ecosystem)는 생태계 내에서 에너지 흐름, 물질순환의 과정을 효율적으로 활용하여 이 과정에서 발생하는 에너지의 일부를 인류의 식량으로 이용하는 산업이다. 농업생태계의 경우 생태계에 들어온 빛에너지는 화학 에너지로 전환된 후 먹이사슬의 영양단계를 따라 이동하며 열에너지로 소실되면서 산물을 생산한다. 또한 농업생태계는 주로 1년 내외의 기간을 두고 생산을 목표로 한 인위적인 조작, 즉 농사, 개간, 비료나 농약 살포 등 사람의 개입이 필수적이며, 안정성이 낮은 편이다.
이처럼 자연생태계는 태양에너지를 통한 물질순환과 개체군의 역동적 조정으로 유지되는 반면, 농업생태계는 인간의 적극적인 개입과 에너지 투입을 통해 유지되는 차이가 있다.
1.2. 농업생태계의 특성
농업생태계의 특성은 다음과 같다.
농업생태계는 에너지 흐름(태양에너지와 보조에너지), 영양물질의 순환의 양과 폭이 좁으며, 개체군의 조정 여건이 미약하고, 안정성이 낮다는 특성이 있다. 즉, 자연생태계와 달리 인간이 인위적으로 조작하여 작물을 생산하는 것이 주된 목적이기 때문에 에너지와 물질순환이 제한적이며, 개체군 조절도 힘들다. 또한 인간의 개입으로 인해 자연적인 균형이 깨져 상대적으로 불안정한 상태를 보인다.
반면 자연생태계는 에너지 흐름(태양에너지), 영양물질의 순환(자연적 조절), 개체군의 조정(역동적), 생태계의 변화를 통해 유지되며 비일률적이고 비직선적인 특징을 가진다. 즉, 자연 상태에서 생물과 무생물 요소가 상호작용하며 스스로 균형을 유지하는 특성이 있다.
따라서 농업생태계는 자연 생태계에 비해 인위적 요소가 더 크게 작용하며, 생물다양성과 물질순환이 제한적이고 상대적으로 취약하다고 할 수 있다.
1.3. 자연생태계의 특성
자연생태계의 특성은 다음과 같다.
자연생태계는 태양에너지를 바탕으로 에너지 흐름과 물질 순환이 자연적으로 일어나는 특징을 가지고 있다. 태양에너지가 식물의 광합성을 통해 유기물로 전환되고, 이 유기물은 동물과 미생물에 의해 순환되면서 에너지와 양분이 공급된다. 이러한 과정은 자연스러운 생태계 내 먹이사슬과 물질 순환을 통해 이루어지며, 인위적인 간섭이 없이도 지속적으로 유지될 수 있다.
또한 자연생태계는 생물 다양성이 풍부하고 역동적으로 변화한다. 다양한 생물종이 상호작용하며 균형을 이루고, 환경 변화에 따라 생태계 내 개체군과 우점종이 끊임없이 변화한다. 이를 통해 자연생태계는 자정 능력을 가지며 외부 충격에 대해 회복력이 높다.
자연생태계의 안정성은 물리, 화학, 생물학적 요소간의 균형 있는 상호작용에 의해 유지된다. 토양, 물, 대기 등 무생물 환경과 식물, 동물, 미생물 등 생물 요소가 균형을 이루며, 이를 통해 자연생태계는 지속가능한 순환 체계를 갖출 수 있다.
이처럼 자연생태계는 태양에너지에 의한 자연스러운 에너지 흐름과 물질 순환, 생물 다양성과 역동성, 안정적인 균형 등의 특성을 가지고 있다. 이는 인간을 포함한 모든 생물이 공존하며 지속가능한 발전을 이루는 데 중요한 기반이 된다.
2. 농약 사용의 영향
2.1. 농약 사용의 유익성
농약 사용의 유익성은 다음과 같다.
첫째, 질병의 퇴치이다. 제2차 세계대전 중 발진티푸스를 매개하는 벼룩과 이를 제어하기 위하여 군인 및 피난민들에게 직접적으로 DDT를 살포하면서 전염병 예방에 활용되었다. 세계보건기구(WHO)에서는 해충 매체의 의한 질병 퇴치를 위해 DDT 및 이와 관련한 제2세대 살생물질들을 사용하고 있으며 대상 병소로는 말라리아의 매개체인 모기, 선페스트의 매체인 쥐벼룩, 수면병을 매개하는 째째파리, 샤가스병을 매개하는 키싱버그 등이 있다.
둘째, 식량의 증산이다. 농약은 농산물의 품질을 높이는 데 사용하는데 그러한 약제의 예로는 각종 균, 곤충, 응애, 선충, 바이러스, 잡초, 그밖에 법령으로 정하는 동식물을 방제하는 데 사용하는 살균제, 살충제, 제초제가 있고, 농작물의 생리기능을 증진하거나 억제하는 데 사용하는 약제가 있다. 전 세계 식량 생산량의 45%가 해충에 의한 질병으로 손실되는데 이와 관련하여 미국의 경우 살생물질의 살포에 소요되는 비용 30억 달러를 투자하여 110억 달러어치의 수확량 증산을 가져오는 것으로 조사되고 있다. 또한 미국 농무성 보고에 따르면 광범위한 살생물질들의 살포가 없다면 농산물 가격이 30~50% 가량 상승될 것으로 추산하고 있다.
2.2. 농약 사용의 유해성
농약 사용의 유해성은 다음과 같다.
첫째, 농약이 살포되면 적응력을 가지지 못한 병균들은 사멸하나 살아남거나 여기에 적응한 해충들은 더욱 생존력이 강해진다. 이러한 유전적 내성의 증가로 인해 갈수록 더 강력한 농약 사용이 요구될 수밖에 없다는 점이 우려된다.
둘째, 농약의 과다 사용은 자연선택에 의한 내성을 갖는 품종이 우점종을 형성하는 것이기 때문에 이를 제어하려면 더 많은 양의 살충제를 살포해야 하는 악순환이 지속될 수 있다. 즉 과다살포의 문제가 되는 셈이다.
셋째, 천적의 제거 및 새로운 해충의 발현으로 다른 목표 생물을 죽이기 위해 살포된 살...
