생태 피라미드와 에너지 흐름
통합과학2 · 환경과 에너지 — 생태계의 에너지는 태양 → 생산자 → 소비자로 «한 방향»으로 흐르고,
각 단계를 지날 때마다 대부분(약 90%)이 열로 빠져나간다. 그래서 상위 영양단계일수록 개체 수·에너지가 급감한다.
1. 직접 해보기
생산자 에너지와 에너지 전달 효율(기본 10%)을 조절해 보자.
효율이 조금만 달라져도 최상위 포식자가 얻는 에너지가 크게 바뀐다. «육식은 왜 비효율적인가»도 계산해 준다.
2. 에너지 흐름의 특징
| 특징 | 설명 |
|---|
| 일방향 | 태양 → 생산자 → 소비자 → (분해자). 되돌아가지 않는다 |
| 점점 감소 | 각 단계에서 호흡·활동·배설로 약 90%가 열로 소실 → 다음 단계엔 약 10%만 |
| 순환하지 않음 | 물질(탄소·질소)은 순환하지만, 에너지는 «열»로 빠져나가 다시 못 쓴다 |
| 영양단계 제한 | 보통 4~5단계가 한계. 그 위로는 유지할 에너지가 부족 |
왜 «육식이 비효율적»일까? 콩(생산자) 100 kcal 를 사람이 직접 먹으면 약 10 kcal 를 몸에 쓴다.
그 콩을 소가 먹고(→ 10 kcal) 그 소를 사람이 먹으면(→ 1 kcal) 단계가 하나 늘어 90%가 더 사라진다.
같은 땅에서 곡물은 더 많은 사람을 먹여 살릴 수 있다.
3. 생태 피라미드
영양단계별 «에너지량», «생물량», «개체 수»를 아래부터 쌓으면 대개 위로 갈수록 좁아지는 피라미드 모양이 된다.
에너지 피라미드는 «항상» 피라미드형이지만, 개체 수 피라미드는 큰 나무 한 그루에 수많은 곤충이 사는 경우처럼
«역피라미드»가 되기도 한다.
한 줄 요약 — 생태계 에너지는 한 방향으로 흐르며 각 단계에서 약 90%가 열로 사라진다(10% 법칙).
그래서 상위 포식자는 수가 적고, 먹이사슬은 4~5단계를 넘기 어렵다.
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