인류와 지속 가능성: 개요
1 환경과 지속 가능성 2
핵심 질문 3
핵심 사례 연구 지구로부터 배우기 4
1.1 지속 가능성의 주요 원리는 무엇인가? 5
개별적 문제 1.1 재닌 베니어스: 자연에서 얻는 지속 가능한
디자인과 생활의 영감 9
1.2 우리는 어떻게 지구에 영향을 미치는가? 11
1.3 무엇이 환경 문제를 일으키는가? 16
과학적 핵심 1.1 생체모방 원리 21
1.4 환경적으로 지속 가능한 사회란 무엇인가? 24
개념 연결하기 지구와 지속 가능성으로부터 배우기 25
복습 25
비판적 사고 27
환경과학 실천하기 28
생태 발자국 분석 28
생태계와 지속 가능성
2 과학, 물질, 에너지, 시스템 30
핵심 질문 31
핵심 사례 연구 과학자는 자연에 대해 어떻게 배우는가? 숲을
이용한 실험 32
2.1 과학자가 하는 일은 무엇인가? 33
개별적 문제 2.1 제인 구달: 침팬지 연구가, 보호운동가 34
2.2 물질이란 무엇이며 변화할 때 어떤 현상이
일어나는가? 36
2.3 에너지란 무엇이며 변화할 때 어떤 현상이
일어나는가? 41
2.4 시스템이란 무엇이며 변화에 어떻게 반응하는가? 44
개념 연결하기 허바드 브룩 실험 숲과 지속 가능성 46
복습 46
비판적 사고 47
환경과학 실천하기 48
데이터 분석 49
3 생태계: 생태계란 무엇이고 어떻게
작용하는가? 50
핵심 질문 51
핵심 사례 연구 열대우림이 사라지고 있다 52
3.1 지구의 생명유지 시스템은 어떻게 작동하는가? 53
3.2 생태계의 주요 요소는 무엇인가? 54
과학적 핵심 3.1 가장 중요하지만 눈에 보이지 않는 생물들 57
3.3 생태계에서 에너지는 어떻게 작용하는가? 59
3.4 생태계에서 물질은 어떻게 순환하는가? 62
과학적 핵심 3.2 물의 고유한 속성 65
개별적 문제 3.1 토마스 러브조이: 삼림연구원, 생물 다양성
교육자 69
3.5 과학자는 어떤 방식으로 생태계를 연구하는가? 69
과학적 핵심 3.3 지구 위험한계 70
개념 연결하기 열대 우림과 지속 가능성 72
복습 72
비판적 사고 73
환경과학 실천하기 74
데이터 분석 75
4 생물 다양성과 진화 76
핵심 질문 77
핵심 사례 연구 양서류는 왜 사라지고 있는가? 78
4.1 생물 다양성은 무엇이며 왜 중요한가? 79
과학적 핵심 4.1 곤충은 우리 세계의 생명유지 역할을 한다 80
개별적 문제 4.1 에드워드 윌슨: 생물 다양성의 옹호자 81
4.2 생태계에서 종은 어떤 역할을 하는가? 81
과학적 핵심 4.2 양서류 감소 원인 84
사례 연구 미국악어: 거의 멸종 단계에 다다른 핵심종 84
사례 연구 핵심종 상어 86
4.3 시간의 경과에 따라 지구의 생명은 어떻게
변화하는가? 87
4.4 생물 다양성에 영향을 주는 요인은 무엇인가? 90
과학적 핵심 4.3 생물 다양성에 영향을 주는 지질학적 과정 91
사례 연구 위협받는 제왕나비 93
개념 연결하기 양서류와 지속 가능성 95
복습 95
비판적 사고 96
환경과학 실천하기 97
데이터 분석 97
5 종 간 상호작용, 생태 천이, 개체군 조절 98
핵심 질문 99
핵심 사례 연구 캘리포니아 남부 해달: 종의 복원 100
5.1 종 간 상호작용은 어떻게 하는가? 101
과학적 핵심 5.1 해조 숲에 대한 위협 102
5.2 군집과 생태계는 환경 변화에 어떻게 대응하는가? 106
5.3 개체군 성장의 한계는 무엇인가? 108
과학적 핵심 5.2 캘리포니아 남부 해달의 미래 112
개념 연결하기 남부 해달과 지속 가능성 114
복습 114
비판적 사고 115
환경과학 실천하기 116
데이터 분석 117
6 인구와 도시화 118
핵심 질문 119
핵심 사례 연구 지구: 74억 인구 120
6.1 지구는 얼마나 많은 사람을 수용할 수 있는가? 121
6.2 인구 크기에 영향을 주는 요인은 무엇인가? 122
과학적 핵심 6.1 얼마나 오랫동안 인구 증가를 유지할 수
있는가? 122
사례 연구 미국의 인구는 증가하고 있다: 인구 세계 3위 123
6.3 인간의 연령 구조가 인구 성장 또는 감소에 어떤 영향을
미치는가? 126
사례 연구 미국의 베이비 붐 126
6.4 우리는 어떻게 인구 성장을 늦출 수 있을까? 128
사례 연구 인도의 인구 증가 130
사례 연구 중국의 인구 증가율 둔화 130
6.5 도시의 주요 자원과 환경 문제는 무엇인가? 132
사례 연구 미국의 도시화 133
사례 연구 멕시코시티 138
6.6 교통은 도시 환경에 어떤 영향을 미치는가? 139
6.7 어떻게 도시를 더 지속 가능하고 살기 좋게 만들 수
있는가? 143
사례 연구 브라질 쿠리치바의 생태도시 개념 144
개념 연결하기 인구 증가, 도시화, 지속 가능성 146
복습 146
비판적 사고 148
환경과학 실천하기 148
데이터 분석 149
7 기후와 생물 다양성 150
핵심 질문 151
핵심 사례 연구 아프리카 사바나 152
7.1 기후에 영향을 주는 요인은 무엇인가? 153
과학적 핵심 7.1 온실가스와 기후 154
7.2 육상 생태계의 주요 형태는 무엇이고 인간 활동이 육상
생태계에 어떤 영향을 미치는가? 157
과학적 핵심 7.2 사막에서 살아남기 160
과학적 핵심 7.3 사바나 재방문: 핵심종 코끼리 162
개별적 문제 7.1 뚜이 세레이바타나: 코끼리 수호자 163
7.3 수생 시스템의 주요 형태는 무엇이며 인간 활동의 영향은
무엇인가? 168
과학적 핵심 7.4 산호초 172
7.4 담수 시스템의 주요 형태는 무엇이고 인간 활동은 어떤
영향을 미쳐왔는가? 174
개별적 문제 7.2 알렉상드리아 쿠스토: 환경 작가, 내셔널
지오그래픽 탐험가 178
개념 연결하기 열대 아프리카 초원과 지속 가능성 180
복습 180
비판적 사고 182
환경과학 실천하기 182
데이터 분석 183
생물 다양성의 유지
8 생물 다양성의 유지: 종 보존 184
핵심 질문 185
핵심 사례 연구 유럽의 모든 꿀벌은 어디로 사라졌는가? 186
8.1 인간은 종의 멸종과 생태계 서비스에 어떤 역할을
하는가? 187
과학적 핵심 8.1 멸종 속도 계산하기 188
8.2 야생종과 그 생태계를 유지해야 하는 이유는
무엇인가? 189
8.3 인간은 어떻게 종의 멸종과 생태계 서비스 저하를
가속하는가? 191
과학적 핵심 8.2 꿀벌 실종: 원인 조사 198
개별적 문제 8.1 훌리아나 마카도 페레이라: 보존생물학자,
내셔널 지오그래픽 탐험가 202
사례 연구 조류가 보내는 충격적인 메시지 202
개별적 문제 8.2 카간 하키 세케르시오글루: 조류 보호가,
내셔널 지오그래픽의 신흥 탐험가 204
8.4 야생종과 그 생태계를 어떻게 유지할 것인가? 205
사례 연구 미국 멸종위기종보호법 205
개념 연결하기 꿀벌과 지속 가능성 210
복습 210
비판적 사고 211
환경과학 실천하기 212
데이터 분석 213
9 생물 다양성의 유지: 생태계 보존 214
핵심 질문 215
핵심 사례 연구 코스타리카: 지구 보존의 선도자 216
9.1 삼림 생태계에 대한 중대한 위협은 무엇인가? 217
과학적 핵심 9.1 자연의 생태계 서비스에 가격표 붙이기 218
사례 연구 미국에서 개발된 많은 숲이 다시 성장하고 있다 221
9.2 어떻게 숲을 관리하고 지속 가능하게 유지할 것인가? 224
9.3 어떻게 초원을 관리하고 지속 가능하게 유지할
것인가? 227
9.4 어떻게 육상 생물 다양성을 지속 가능하게 유지할
것인가? 229
사례 연구 미국 국립공원의 스트레스 230
사례 연구 코스타리카의 생물 다양성 확인 및 보호 232
과학적 핵심 9.2 옐로스톤 국립공원의 회색늑대 재도입 233
사례 연구 코스타리카 열대 건조림의 생태복원 236
9.5 어떻게 수생 생물 다양성을 지속 가능하게 유지할
것인가? 237
과학적 핵심 9.3 해양 산성화: 또 다른 이산화탄소 문제 239
사례 연구 해양 생태계의 혼란: 해파리의 침략 240
개별적 문제 9.1 실비아 얼: 해양의 수호자 243
개념 연결하기 코스타리카 생물 다양성의 지속 가능성 245
복습 245
비판적 사고 247
환경과학 실천하기 248
생태 발자국 분석 248
자원의 유지와 환경의 질
10 식량 생산과 환경 250
핵심 질문 251
핵심 사례 연구 Growing Power: 도심 속 식품 오아시스 252
10.1 식량 안보란 무엇이며, 왜 그것은 달성하기
어려운가? 253
10.2 식량은 어떻게 생산되는가? 255
사례 연구 미국의 기업화된 식량 생산 258
10.3 기업화된 식량 생산 방식은 어떤 환경 문제를
일으키는가? 263
10.4 더욱 지속 가능하게 해충으로부터 작물을 보호하기
위해서는 어떻게 해야 하는가? 272
사례 연구 생태학적 놀라움: 의도하지 않은 결과의 법칙 275
10.5 더욱 지속 가능하게 식량을 생산하기 위해서는 어떻게
해야 하는가? 278
개별적 문제 10.1 데이비드 틸먼: 다작재배 연구가 284
과학적 핵심 10.1 다년생 식물의 다작재배와 토지연구소 285
10.6 식량 안보를 향상시키려면 어떻게 해야 하는가? 286
개별적 문제 10.2 제니퍼 버니: 환경학자, 내셔널 지오그래픽
탐험가 287
개념 연결하기 Growing Power와 지속 가능성 289
복습 289
비판적 사고 291
환경과학 실천하기 292
생태 발자국 분석 293
11 수자원과 수질 오염 294
핵심 질문 295
핵심 사례 연구 멕시코 만 연안의 연간 사영역 296
11.1 우리는 이용 가능한 물을 충분히 가지고 있는가? 297
사례 연구 미국의 담수 자원 300
사례 연구 콜로라도 강 301
11.2 어떻게 담수 공급을 증가시킬 수 있는가? 303
사례 연구 오갈라라 대수층의 과잉양수 304
사례 연구 어떻게 댐이 삼각주를 없앨 수 있는가? 307
사례 연구 아랄해의 재난: 의도하지 않은 효과의 예 310
11.3 어떻게 담수를 지속 가능하게 사용할 수 있는가? 312
개별적 문제 11.1 샌드라 포스텔: 내셔널 지오그래픽 탐험가,
담수 보존 전문가 316
11.4 어떻게 수질 오염을 줄일 수 있는가? 317
사례 연구 생수병은 최선의 선택인가? 324
사례 연구 음용수의 납 325
과학적 핵심 11.1 자연에서 배우는 하수 처리 333
개념 연결하기 사영역과 지속 가능성 335
복습 335
비판적 사고 337
환경과학 실천하기 338
데이터 분석 338
12 지질과 재생 불가능 광물자원 340
핵심 질문 341
핵심 사례 연구 금값의 실제 342
12.1 지구의 주요 지질학적 과정과 광물자원은 무엇인가? 343
12.2 재생 불가능 광물자원은 얼마나 오랫동안 공급될 수
있는가? 346
사례 연구 희유금속의 지대한 중요성 347
12.3 재생 불가능 광물자원의 사용이 미치는 환경 영향은
무엇인가? 350
개별적 문제 12.1 마리아 구노: 산을 구하기 위한 투쟁 354
12.4 어떻게 하면 광물자원을 보다 지속 가능하게 사용할 수
있는가? 355
과학적 핵심 12.1 나노 기술 혁명 356
개별적 문제 12.2 유구오 구오: 나노기술 배터리의 설계자,
내셔널 지오그래픽 탐험가 357
12.5 지구의 주요 지질재해는 무엇인가? 358
개별적 문제 12.3 로버트 발라드: 해양 탐험가 359
개념 연결하기 실제 금값과 지속 가능성 364
복습 364
비판적 사고 366
환경과학 실천하기 366
데이터 분석 367
13 에너지 자원 368
핵심 질문 369
핵심 사례 연구 수압 파쇄법을 이용한 원유와 천연가스
생산 370
13.1 순에너지란 무엇이며 왜 중요한가? 371
13.2 화석연료의 장점과 단점은 무엇인가? 373
사례 연구 미국의 석유 생산량과 소비량 374
과학적 핵심 13.1 미국 내 천연가스 생산과 수압 파쇄의 환경
영향 379
13.3 원자력의 장점과 단점은 무엇인가? 382
13.4 에너지 효율은 왜 중요한 에너지 자원인가? 389
과학적 핵심 13.2 더 좋은 배터리 찾기 393
13.5 재생 가능 에너지 자원의 장점과 단점은 무엇인가? 397
과학적 핵심 13.3 조류와 박쥐의 안전을 위한 풍력 발전 터빈
만들기 409
개별적 문제 13.1 안드레 루조: 지열 에너지 추적, 내셔널
지오그래픽 탐험가 413
13.6 우리는 어떻게 보다 지속 가능한 에너지의 미래로 전환할
수 있는가? 414
사례 연구 독일은 신재생 에너지 초강대국 416
개념 연결하기 에너지 자원과 지속 가능성 418
복습 418
비판적 사고 420
환경과학 실천하기 421
생태 발자국 분석 421
14 환경 위험성과 인류 건강 422
핵심 질문 423
핵심 사례 연구 수은의 독성 424
14.1 우리가 직면한 주요 건강 위험 요소에는 어떤 것이
있는가? 425
14.2 생물학적 위험은 어떻게 인류 건강을 위협하는가? 425
과학적 핵심 14.1 항생제에 대한 유전적 내성 427
사례 연구 결핵의 전 세계적 위협 428
개별적 문제 14.1 하야트 신디: 건강 과학 사업가 429
사례 연구 HIV/AIDS의 세계적 유행 430
사례 연구 말라리아: 치명적인 기생충의 확산 431
14.3 화학적 위험은 어떻게 인류 건강을 위협하는가? 434
과학적 핵심 14.2 BPA 유해성 논란 437
14.4 어떻게 화학물질의 유해성을 평가할 것인가? 438
사례 연구 오염물질 예방 급여: 3M 443
14.5 어떻게 위험을 감지하고 피할 것인가? 445
사례 연구 흡연과 전자 담배 446
개념 연결하기 수은의 독성과 지속 가능성 450
복습 450
비판적 사고 452
환경과학 실천하기 453
데이터 분석 453
15 대기 오염, 기후변화, 오존 감소 454
핵심 질문 455
핵심 사례 연구 그린란드의 빙하 융해 456
15.1 대기의 본질은 무엇인가? 457
15.2 주요 대기 오염 문제는 무엇인가? 457
15.3 대기 오염을 어떻게 다룰 것인가? 467
15.4 지구의 기후가 어떻게, 왜 변하고 있는가? 471
과학적 핵심 15.1 미래의 기온 변화를 예측하기 위한 모델
사용 478
15.5 기후변화가 가져온 영향은 무엇인가? 480
개별적 문제 15.1 제임스 발로그: 빙하 융해 탐사 482
사례 연구 알래스카: 기후변화의 영향 미리보기 485
15.6 기후변화를 어떻게 늦출 수 있는가? 487
15.7 성층권의 오존이 고갈된 원인은 무엇이고, 우리가 할 수
있는 일은 무엇인가? 496
개별적 문제 15.2 셔우드 롤런드와 마리오 몰리나: 탐구, 용기,
고집의 과학 이야기 498
개념 연결하기 그린란드의 빙하 융해와 지속 가능성 499
복습 499
비판적 사고 501
환경과학 실천하기 502
데이터 분석 503
16 고형 폐기물과 유해 폐기물 504
핵심 질문 505
핵심 사례 연구 요람에서 요람까지의 설계 506
16.1 고형 폐기물 및 유해 폐기물과 관련된 환경 문제는
무엇인가? 507
사례 연구 미국의 고형 폐기물 507
사례 연구 해양 쓰레기 섬: ‘멀리’라는 것은 없다 508
사례 연구 E-폐기물: 심각한 유해 폐기물 문제 509
16.2 고형 폐기물을 어떻게 처리할 것인가? 510
16.3 자제, 감량, 재사용, 재활용의 중요성은? 512
개별적 문제 16.1 윌리엄 맥도너 513
과학적 핵심 16.1 바이오플라스틱 516
16.4 고형 폐기물의 소각과 매립의 장점과 단점은
무엇인가? 516
16.5 유해 폐기물을 어떻게 처리할 것인가? 519
사례 연구 E-폐기물의 재활용 519
사례 연구 미국의 유해 폐기물 규제 522
16.6 어떻게 저폐기물 경제로 전환할 것인가? 524
사례 연구 생체모방과 산업 생태계: 자연의 복제 525
개념 연결하기 요람에서 요람까지 접근법과 지속 가능성 528
복습 528
비판적 사고 529
환경과학 실천하기 530
생태 발자국 분석 531
인간 사회의 유지
17 환경 경제, 정치, 세계관 532
핵심 질문 533
핵심 사례 연구 미국 캠퍼스의 녹화 534
17.1 경제 체제는 생물권과 어떻게 관련되어 있는가? 535
17.2 환경 문제를 다루기 위해 어떻게 경제학을 이용할
것인가? 539
사례 연구 소액 대출 544
17.3 어떻게 보다 지속 가능하고 타당한 환경 정책을 이행할
것인가? 547
사례 연구 미국의 환경법 548
사례 연구 미국의 공유지 관리: 정책의 적용 549
개별적 문제 17.1 시우테즈칼 마르티네즈 554
17.4 주요 환경 세계관에는 어떤 것이 있는가? 557
과학적 핵심 17.1 생물권 2: 겸손에 대한 교훈 558
17.5 어떻게 더 지속 가능하게 살아갈 것인가? 559
개별적 문제 17.2 후안 마르티네즈: 인간과 자연의 재연결 562
개념 연결하기 캠퍼스 녹화와 지속 가능성 565
복습 565
비판적 사고 567
환경과학 실천하기 568
생태 발자국 분석 569
찾아보기 570
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