환경과학개론 16판의 새로운 점들은 무엇인가?

• 자연에서의 배움을 강조: 우리는 생체모방 원리를 소개하는 1장의 핵심 사례 연구(지구로부터 배우기)에서 이것을 확립한다. 과학적 핵심과 1장의 뒷부분에서 생체 모방 원리 및 응용, 생체모방 선구자인 Janine Benyus에 대해 깊이 있게 탐구할 것이다. 우리의 경제와 생활양식을 더 지속 가능하게 만들기 위해 Benyus가 그랬듯 생체모방이 자연의 천재성을 사용할 수 있는 기회를 증대시킨다는 것을 발견하게 된다.

• 자연에서 배우기: 대부분의 장에서 나타나는 다양한 산업 분야 및 연구 분야에서 생체모방의 구체적인 응용에 관련된 사례가 추가되었다.

• National Geographic Learning을 통해 학생들의 관심을 끌 수 있는 효율적 디자인의 시각적 요소를 포함했다.

• 이 책의 17개 장 중 8개 장에 포함된 새로운 핵심 사례연구는 장의 개념과 원칙을 적용하는 데 사용하기 위해 중요한 실제 이야기를 최우선으로 했다.

• 데이터 그래프에 관련된 모든 그림의 캡션에 새로운 질문을 추가하고 더불어 학생들 이 표에서 제시된 데이터를 분석할 수 있도록 설계했다. 장 끝의 연습문제를 통해 이를 보완했다.

• 실생활과 동떨어지지 않도록 실제 통계 자료를 사용했다.

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